Estudio de la aplicación de sistemas basados en el conocimiento a la operación de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética

Una de las actuaciones posibles para la gestión de los residuos sólidos urbanos es la valorización energética, es decir la incineración con recuperación de energía. Sin embargo es muy importante controlar adecuadamente el proceso de incineración para evitar en lo posible la liberación de sustancias contaminantes a la atmósfera que puedan ocasionar problemas de contaminación industrial.Conseguir que tanto el proceso de incineración como el tratamiento de los gases se realice en condiciones óptimas presupone tener un buen conocimiento de las dependencias entre las variables de proceso. Se precisan métodos adecuados de medida de las variables más importantes y tratar los valores medidos con modelos adecuados para transformarlos en magnitudes de mando. Un modelo clásico para el control parece poco prometedor en este caso debido a la complejidad de los procesos, la falta de descripción cuantitativa y la necesidad de hacer los cálculos en tiempo real. Esto sólo se puede conseguir con la ayuda de las modernas técnicas de proceso de datos y métodos informáticos, tales como el empleo de técnicas de simulación, modelos matemáticos, sistemas basados en el conocimiento e interfases inteligentes. En [Ono, 1989] se describe un sistema de control basado en la lógica difusa aplicado al campo de la incineración de residuos urbanos. En el centro de investigación FZK de Karslruhe se están desarrollando aplicaciones que combinan la lógica difusa con las redes neuronales [Jaeschke, Keller, 1994] para el control de la planta piloto de incineración de residuos TAMARA. En esta tesis se plantea la aplicación de un método de adquisición de conocimiento para el control de sistemas complejos inspirado en el comportamiento humano. Cuando nos encontramos ante una situación desconocida al principio no sabemos como actuar, salvo por la extrapolación de experiencias anteriores que puedan ser útiles. Aplicando procedimientos de prueba y error, refuerzo de hipótesis, etc., vamos adquiriendo y refinando el conocimiento, y elaborando un modelo mental. Podemos diseñar un método análogo, que pueda ser implementado en un sistema informático, mediante el empleo de técnicas de Inteligencia Artificial.Así, en un proceso complejo muchas veces disponemos de un conjunto de datos del proceso que a priori no nos dan información suficientemente estructurada para que nos sea útil. Para la adquisición de conocimiento pasamos por una serie de etapas: - Hacemos una primera selección de cuales son las variables que nos interesa conocer. - Estado del sistema. En primer lugar podemos empezar por aplicar técnicas de clasificación (aprendizaje no supervisado) para agrupar los datos y obtener una representación del estado de la planta. Es posible establecer una clasificación, pero normalmente casi todos los datos están en una sola clase, que corresponde a la operación normal. Hecho esto y para refinar el conocimiento utilizamos métodos estadísticos clásicos para buscar correlaciones entre variables (análisis de componentes principales) y así poder simplificar y reducir la lista de variables. - Análisis de las señales. Para analizar y clasificar las señales (por ejemplo la temperatura del horno) es posible utilizar métodos capaces de describir mejor el comportamiento no lineal del sistema, como las redes neuronales. Otro paso más consiste en establecer relaciones causales entre las variables. Para ello nos sirven de ayuda los modelos analíticos - Como resultado final del proceso se pasa al diseño del sistema basado en el conocimiento. El objetivo principal es aplicar el método al caso concreto del control de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética. En primer lugar, en el capítulo 2 Los residuos sólidos urbanos, se trata el problema global de la gestión de los residuos, dando una visión general de las diferentes alternativas existentes, y de la situación nacional e internacional en la actualidad. Se analiza con mayor detalle la problemática de la incineración de los residuos, poniendo especial interés en aquellas características de los residuos que tienen mayor importancia de cara al proceso de combustión.En el capítulo 3, Descripción del proceso, se hace una descripción general del proceso de incineración y de los distintos elementos de una planta incineradora: desde la recepción y almacenamiento de los residuos, pasando por los distintos tipos de hornos y las exigencias de los códigos de buena práctica de combustión, el sistema de aire de combustión y el sistema de humos. Se presentan también los distintos sistemas de depuración de los gases de combustión, y finalmente el sistema de evacuación de cenizas y escorias.El capítulo 4, La planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos de Girona, describe los principales sistemas de la planta incineradora de Girona: la alimentación de residuos, el tipo de horno, el sistema de recuperación de energía, y el sistema de depuración de los gases de combustión Se describe también el sistema de control, la operación, los datos de funcionamiento de la planta, la instrumentación y las variables que son de interés para el control del proceso de combustión.En el capítulo 5, Técnicas utilizadas, se proporciona una visión global de los sistemas basados en el conocimiento y de los sistemas expertos. Se explican las diferentes técnicas utilizadas: redes neuronales, sistemas de clasificación, modelos cualitativos, y sistemas expertos, ilustradas con algunos ejemplos de aplicación.Con respecto a los sistemas basados en el conocimiento se analizan en primer lugar las condiciones para su aplicabilidad, y las formas de representación del conocimiento. A continuación se describen las distintas formas de razonamiento: redes neuronales, sistemas expertos y lógica difusa, y se realiza una comparación entre ellas. Se presenta una aplicación de las redes neuronales al análisis de series temporales de temperatura.Se trata también la problemática del análisis de los datos de operación mediante técnicas estadísticas y el empleo de técnicas de clasificación. Otro apartado está dedicado a los distintos tipos de modelos, incluyendo una discusión de los modelos cualitativos.Se describe el sistema de diseño asistido por ordenador para el diseño de sistemas de supervisión CASSD que se utiliza en esta tesis, y las herramientas de análisis para obtener información cualitativa del comportamiento del proceso: Abstractores y ALCMEN. Se incluye un ejemplo de aplicación de estas técnicas para hallar las relaciones entre la temperatura y las acciones del operador. Finalmente se analizan las principales características de los sistemas expertos en general, y del sistema experto CEES 2.0 que también forma parte del sistema CASSD que se ha utilizado.El capítulo 6, Resultados, muestra los resultados obtenidos mediante la aplicación de las diferentes técnicas, redes neuronales, clasificación, el desarrollo de la modelización del proceso de combustión, y la generación de reglas. Dentro del apartado de análisis de datos se emplea una red neuronal para la clasificación de una señal de temperatura. También se describe la utilización del método LINNEO+ para la clasificación de los estados de operación de la planta.En el apartado dedicado a la modelización se desarrolla un modelo de combustión que sirve de base para analizar el comportamiento del horno en régimen estacionario y dinámico. Se define un parámetro, la superficie de llama, relacionado con la extensión del fuego en la parrilla. Mediante un modelo linealizado se analiza la respuesta dinámica del proceso de incineración. Luego se pasa a la definición de relaciones cualitativas entre las variables que se utilizan en la elaboración de un modelo cualitativo. A continuación se desarrolla un nuevo modelo cualitativo, tomando como base el modelo dinámico analítico.Finalmente se aborda el desarrollo de la base de conocimiento del sistema experto, mediante la generación de reglas En el capítulo 7, Sistema de control de una planta incineradora, se analizan los objetivos de un sistema de control de una planta incineradora, su diseño e implementación. Se describen los objetivos básicos del sistema de control de la combustión, su configuración y la implementación en Matlab/Simulink utilizando las distintas herramientas que se han desarrollado en el capítulo anterior.Por último para mostrar como pueden aplicarse los distintos métodos desarrollados en esta tesis se construye un sistema experto para mantener constante la temperatura del horno actuando sobre la alimentación de residuos.Finalmente en el capítulo Conclusiones, se presentan las conclusiones y resultados de esta tesis.

¿Puede un modelo educativo intercultural combatir la discriminación y la xenofobia? = Can an intercultural education model combat discrimination and xenophobia?

In this article we present a qualitative study conducted with six indigenous and six mestizos from Intercultural University of Chiapas. The aim of the study is to exemplify the mutual perception between different ethno-linguistic groups, as well as the possible change occurred after the admission to the University. That is, opinions about the other group after and before entering the University. We conclude that a higher education intercultural model can promote mutual understanding and relationship between indigenous and mestizos and thus combat prejudices and stereotypes

La Enseñanza en planificación y gestión de recursos hídricos en la ingeniería civil. Propuesta de modelo educativo centrado en el estudiante

La complejidad de los problemas relacionados con la gestión del agua y la existencia de objetivos múltiples en conflicto hace necesaria la adopción de un enfoque multidisciplinar e integral. En este artículo se presenta una propuesta de modelo educativo para la disciplina de Planificación y Gestión de Recursos Hídricos en Ingeniería Civil (Ingeniería de Caminos e ITOP), centrado en el estudiante de acuerdo con los siguientes postulados: atención al nivel de desarrollo y disponibilidad para el aprendizaje de los alumnos, aprendizajes significativos y funcionales, atención a la participación en las situaciones de aprendizaje, atención a la interacción dentro de las situaciones de aprendizaje (alumnos-profesores y alumnos entre sí), y consideración de perspectivas complementarias (a veces en conflicto) de la misma realidad, integrando aspectos ingenieriles, ambientales, sociales y económicos. Se propone para ello una metodología activa en la que el alumno sea una parte fundamental de su propio aprendizaje, en consonancia con el espíritu de innovación docente del proceso de convergencia europea, en la que se combinan diferentes métodos docentes, modalidades organizativas y estrategias de evaluación. Junto con la lección magistral participativa, se analiza el papel del aprendizaje basado en proyectos, la resolución de problemas, los Seminarios, las Conferencias y las visitas técnicas. Por último, se propone una estrategia evaluativa formativa e integrada en el proceso de enseñanza-aprendizaje, que refuerce y a la vez evalúe la adquisición de las distintas competencias establecidas

Diseño de un curso completo de la titulación de psicología según un modelo centrado en el aprendizaje (adaptación al EEES)

La planificación de la docencia centrada en el estudiante en base a un modelo de aprendizaje, tal y como se recoge en los criterios de la convergencia con el Espacio Europeo de Educación Superior, requiere la reorganización del currículo que se ofrece al alumno. Para ello, deben tenerse en cuenta aspectos tales como la coordinación de las competencias a adquirir en un determinado curso de la Titulación, la coordinación y diversificación de las tareas mediante las cuales el estudiante va a adquirir las competencias, y el diseño de estrategias de evaluación continua. Todo ello, debe ser adecuadamente planificado, no sólo para lograr un currículo coherente, sino que debe tenerse en cuenta el modo en que éste se organiza de manera que el esfuerzo que debe invertir un estudiante esté homogéneamente distribuido a lo largo de todo el periodo lectivo y no exceda el número de horas de trabajo no presencial establecido en el currículo. Con este objetivo, la Facultad de Psicología de la Universidad del País Vasco, en el marco de un Programa para la Innovación de la Docencia impulsado por el Vicerrectorado de Calidad e Innovación Docente de dicha Universidad, ha llevado a cabo una experiencia de implantación de un curso completo siguiendo los criterios antes expuestos

¿Qué piensan los alumnos universitarios sobre las competencias interpersonales de su profesorado? Un estudio cualitativo

En los cambios que supone y supondrá la implantación del Espacio Europeo de Educación Superior (EEES), en especial la evaluación por competencias del alumnado, escasa atención parecen estar recibiendo las competencias y nuevos aprendizajes que el profesorado va a tener que adquirir e incorporar para adaptarse a este nuevo sistema (Gros y Romaña, 2004). Bajo este concepto de competencias del profesorado, esta comunicación se centra en aquellas principalmente interpersonales (Del Moral, 2004), con el objetivo de analizar la relación actual existente entre profesores y alumnos universitarios a partir de las percepciones de estos alumnos mediante la metodología de las frases incompletas. Para ello se contó con la participación de 167 estudiantes de la universidad Rovira i Virgili de Tarragona, concretamente de los tres primeros cursos de la carrera de Psicología. El instrumento administrado estuvo formado por dos frases incompletas, en las que sin ningún tipo de restricción de espacio, se pedía a los alumnos participantes que contestaran (a) cual había sido la mejor acción y; (b) cual la peor que habían recibido de sus profesores en la universidad hasta ese momento. Los resultados indican que, si bien la mayoría de acciones tanto positivas como negativas que realiza el profesorado hacia el alumnado se centraron en el entorno clase (capacidad de resolver dudas y tener flexibilidad a la hora de impartir clase y evaluar, entre otras), un notable conjunto de acciones más personales (un trato personalizado o un trato inadecuado, entre otras) fueron también percibidas como influyentes en el establecimiento y mantenimiento de relaciones interpersonales entre dichos estudiantes y sus profesores. Así, tales acciones personales parecen traspasar lo que sería la mera capacidad docente desde la óptica de su rol profesional, dando pleno sentido a la formación permanente del profesorado y la formación novel. Tales resultados son valorados en consonancia con la mayor importancia que la tutoría (Arnaiz & Isús, 2001) y el trato individual van a comportar en la nueva formación de grado

Modelo para aprender a autorregular conocimientos matemáticos durante la formación inicial de maestros

El proceso de Boloña pretende dotar a Europa de un sistema universitario de mayor calidad en el que los estudiantes pasan a ser el centro del sistema, y son ellos quienes construyen y autorregulan de forma activa su conocimiento, relacionando nuevos significados con otros ya interiorizados, mientras que el profesor es una ayuda en este proceso de autorregulación. Desde hace ya algunos años diversos autores han mostrado un creciente interés por la comprensión del aprendizaje autorregulado, que constituye un proceso donde el que aprende dirige activamente la conexión recíproca entre actividades de aprendizaje, metas específicas y requerimientos personales con vistas a saberes o motivos propios; así como el uso planificado y adaptativo de estrategias cognitivas, metacognitivas y motivacionales (Díaz, Neal y Amaya-Willians,1990). El presente trabajo se refiere a una experiencia realizada en el marco de la formación inicial de maestros. El problema objeto de estudio se centra en el desarrollo de estrategias orientadas a favorecer que los estudiantes aprendan a regular y autorregular su conocimiento de forma conjunta. Con esta finalidad, se utiliza el aprendizaje reflexivo como modelo de formación activa en una asignatura de Didáctica de las Matemáticas. Los argumentos que nos impulsan a llevar a cabo este reto son básicamente dos. El primero surge de la coyuntura educativa, económica y política dada por la Declaración de Boloña, que ha comportado que las autoridades políticas en materia de educación de nuestro territorio hayan implantado el aprendizaje reflexivo como modelo de formación permanente de los maestros en activo (Departament d’Educació, 2005). Parece coherente que si los maestros en activo de nuestro país van a recibir en los próximos años formación en educación matemática a través del aprendizaje reflexivo, los estudiantes universitarios que aprenden a ser maestros de matemáticas en nuestras Facultades de Educación se formen también a partir de un modelo de estas características. El segundo argumento surge de la investigación en el campo de la educación matemática. Kilpatrick (1988, p. 204) apunta que "parece que alguna cosa no funciona teniendo a un grupo diciendo qué hacer y otro haciéndolo", aludiendo de forma explícita a los profesores por un lado y a los estudiantes por otro, argumento que ha sido apoyado por otros reconocidos investigadores del ámbito de la educación matemática como por ejemplo Freudenthal (1991)

Un Modelo para evaluar el futuro de Proyectos Open Source

Presentación de CENATI, Centro Nacional de Referencia de Aplicación de las TIC basadas en fuentes abiertas

Implementación del modelo hidrológico de Témez para la evaluación de recursos hídricos con GRASS GIS: fase superficial y subterránea

Se presenta la implementación del modelo hidrológico distribuido de Témez sobre GRASS GIS. Este modelo se utiliza para la evaluación de recursos hídricos en régimen natural con paso mensual y para la totalidad del territorio español, tal como aparece en el Libro Blanco del Agua en España. A partir de las variables de entrada, precipitación y evapotranspiración potencial y los parámetros hidrológicos, el modelo obtiene los mapas de los distintos almacenamientos, humedad en el suelo y volumen de acuífero, y de las variables de salida del ciclo hidrológico, evapotranspiración y escorrentía total, obtenida esta última como suma de la escorrentía superficial y subterránea. El objetivo final del trabajo es la implementación de los componentes superficiales y subterráneos en el modelo hidrológico, desarrollando para ello un programa que hace funcional en GRASS GIS el modelo matemático en que se basa la evaluación de recursos hídricos

Resultados de la implantación de la norma ISO 9000 y el modelo EFQM: conclusiones de un estudio tipo Delphi

Desde el ámbito académico el auge de la Gestión de la Calidad (GC) ha sido analizado extensamente a través de numerosos estudios de carácter empírico. Una parte importante de estos estudios han tratado de analizar cuáles han sido los principales efectos de la implantación de estos modelos sobre los resultados o el desempeño (performance) empresarial. Hay que señalar que la mayor parte de dichos estudios son de tipo cuantitativo, basados en la utilización de encuestas dirigidas a los directivos de las empresas que han participado en el proceso de implantación. Ahora bien, el análisis de los efectos de la GC realizado de esta forma, cuenta, a nuestro entender, con una posible debilidad y distorsión metodológica al tomar sólo como base las opiniones de los directivos de las empresas involucradas en el proceso de implantación sobre los efectos del propio proceso y los resultados pueden tener cierto sesgo, tal y como ha sido subrayado por diversos investigadores (ver, por ejemplo, Wayhan et al, 2002 y Heras et al, 2002). Por estos motivos, en el estudio que aquí presentamos hemos considerado necesario utilizar una metodología que tenga en cuenta la opinión de expertos de diversa índole que tienen distintas funciones en la implantación de modelos de GC, de forma que se pueda obtener una información de interés para contrastarla y triangularizarla con la obtenida en estudios empíricos previos llevados a cabo con la metodología tradicional

Las Obras hidráulicas en los sistemas fluviales de la Costa Brava: preferencias locales y limitaciones de un modelo convencional de adaptación al riesgo de inundación

Este artículo tiene por finalidad analizar las medidas de adaptación al riesgo de inundación que se han realizado en el ámbito de la Costa Brava, con especial incidencia en el papel que han tenido las obras de infraestructura hidráulica en la prevención de avenidas. Se intenta comprobar hasta que punto la percepción local dominante sobre las obras hidráulicas como una de las formas más eficientes pera la prevención de inundaciones se contradice con las nuevas tendencias tanto en relación a los costes ecológicos de la construcción de estos dispositivos hidráulicos como al planeamiento urbanístico y fluvial, en general

Hacia un modelo de eficiencia académica

La implantación del Sistema Europeo de Transferencia de Créditos (ECTS en sus siglas inglesas) es un proceso que está desarrollándose actualmente en la Universidad de Granada. Pero hay experiencias de la puesta en práctica de sistemas prácticamente iguales que cuentan con más de quince años de antigüedad. En efecto, la Universidad de Granada venía publicando bajo el título de Boletín Informativo, unos opúsculos en los que daba noticias académicas diversas e informaba de las novedades legislativas que afectaban a la enseñanza universitaria y que debían ser tenidas en cuenta para el desarrollo de las clases. Eran obras anónimas redactadas por la propia institución o por equipos de docentes preocupados por la enseñanza superior y por el futuro de la universidad. La Universidad de Granada las editaba y, en la medida de lo posible, trataba de aplicar las ideas y propuestas expuestas cuando éstas no eran decretos de obligado cumplimiento