Aplicación para la ayuda a la planificación de extinción de incendios forestales basada en software libre

Los incendios forestales son uno de los principales problemas a los que se enfrentan nuestros bosques. Aunque la mejor manera de combatirlos es la prevención, una vez se ha iniciado el fuego se hace imprescindible una óptima planificación para su extinción. En este trabajo se presenta una aplicación que se centra en la simulación del comportamiento del fuego y en su visualización 3D, para un posterior estudio por parte del personal encargado de la planificación de la extinción. La aplicación está basada en librerías de software libre, como el FBSDK (comportamiento del fuego en función de la orografía del terreno, el tipo de combustible y el viento), la librería de visualización de terrenos Virtual Terrain Project y la base de datos PostGIS para guardar los datos calculados. Como datos de entrada de la aplicación tenemos el terreno en 3D (para su visualización y el cálculo de la orografía), la cantidad y tipo de vegetación y el punto (o puntos) donde se inicia el fuego. La salida del programa será una animación 3D (en tiempo real o en tiempo acelerado) para la visualización del comportamiento del fuego y la exportación de los resultados a una base de datos PostGIS, permitiendo su almacenamiento en el formato abierto OpenGIS. El carácter público de las instituciones responsables de la prevención y lucha contra incendios, refuerzan la idoneidad en la utilización de herramientas basadas en software libre

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.

Fire blight (Erwinia amylovora) of rosaceous plants. Pathogen virulence and selection and characterization of biological control agents

El fuego bacteriano, causado por Erwinia amylovora, es una enfermedad muy importante a nivel comercial y económico porque afecta a plantas de la familia de las rosáceas y es especialmente agresiva en manzano (Pyrus malus) y peral (Pyrus communis), así como en plantas ornamentales (Crataegus, Cotoneaster o Pyracantha). Esta enfermedad está distribuida por todo el mundo en zonas climáticas templadas de Amércia del Norte, Nueva Zelanda, Japón, Israel, Turquí y Europa. En España, el fuego bacteriano fue detectado por primera vez en 1995 en el norte del País (Euskadi) y más tarde en nuevos focos aparecidos en otras áreas. La enfermedad puede ser controlada comercialmente mediante la aplicación de pesticidas quimicos (derivados de cobre, antibioticos). Sin embargo, muchos de los productos químicos presentan baja actividad o causan fitotoxicidad, y la estreptomicina, el producto más eficaz, esta prohibido en muchos países, incluyendo España. Por tanto, en ausencia de apropiados agentes químicos, el control biológico se contempla como una buena alternativa. En el presente trabajo, un agente de control biológico, Pseudomonas fluorescens EPS62e, ha sido seleccionada de entre 600 aislados de las especies P. fluorescens y Pantoea agglomerans obtenidos de flores, frutos y hojas de plantas de la familia de las rosáceas durante una prospección llevada a cabo en varias áreas geográficas de España. La cepa ha sido seleccionada por su capacidad de suprimir la infecciones producidas por E. amylovora frutos inmaduros, flores y brotes de peral en condiciones de ambiente controlado, presentando unos niveles de control similares a los obtenidos mediante el control químico usando derivados de cobre o antibióticos. La cepa además ha mostrado la capacidad de colonizar y sobrevivir en flores y heridas producidas en frutos inmaduros en condiciones de ambiento controlado pero también en flores en condiciones de campo. La exclusión de E. amylovora medinate la colonización de la superficie, el consumo de nutrientes, y la interacción entre las células del patógeno y del agente de biocontrol es la principal causa de la inhibición del fuego bacteriano por la cepa EPS62e. Estas características constituyen aspectos interesantes para un desarrollo efectivo de la cepa EPS62e como un agente de biocontrol del fuego bacteriano en condiciones comerciales.

Modificación del método enseñanza-aprendizaje en asignaturas técnicas

La capacidad de adaptación ha de ser una constante en nuestras profesiones. Las empresas solicitan competencias a nuestros ingenieros que van mas allá de los meros conocimientos teóricos y prácticos, otorgando gran importancia a la capacidad de trabajar en equipo, de adquirir compromisos y asumir responsabilidades, de idear y emprender, así como a la sensibilización social y ecológica, a la capacidad de autoaprendizaje, todo ello sin olvidarnos del conocimiento y manejo de las nuevas tendencias tecnológicas. Los responsables académicos de la universidad han de dar respuesta a las exigencias específicas de la sociedad mediante principios de actuación innovadores. La universidad debe formar titulados que se incorporen en condiciones adecuadas al mundo del trabajo, es decir, la formación ha de ser realista vinculada con el entorno social y laboral. Simultáneamente pensamos que no se puede formar titulados únicamente con criterios de simple adecuación a la vida laboral; se ha de cuidar al mismo tiempo la formación básica e instrumental. Por todo ello, los profesores de la asignatura ‘Tecnología de Materiales’, perteneciente al 4° curso de Ingeniería Industrial, de la Univers idad de Oviedo (España) hemos llevado a cabo durante el curso 2007-2008 una adaptación del proceso enseñanza-aprendizaje. Para ello hemos incorporado en la asignatura la realización de un proyecto en grupos que posteriormente habría de ser defendido ante los profesores y el resto de compañeros. Esta adaptación permite la adquisición de conocimientos específicos de la asignatura, y posibilita la adquisición de habilidades generales que mejoran la actividad profesional (trabajo en equipo, exposición oral y escrita, argumentación, de capacidad de análisis y síntesis etc.). Pensamos que estas ideas han de primar en su actuación, y estar presentes en todos sus programas y planes futuros. Finalizado el proyecto los alumnos cumplimentaron una encuesta de satisfacción así como otra de autoevaluación del trabajo realizado, pues creemos que la reflexión sobre un trabajo hecho ayuda a tomar conciencia sobre su realidad. Posteriormente estas encuestas fueron contrastadas con la valoración otorgada por los profesores, pretendiendo observar con ello hasta que punto los estudiantes reconocen sus destrezas o limitaciones y permitiéndoles al mismo tiempo utilizar las opiniones externas como contraste de las percepciones subjetivas. Ninguna usada en exclusividad de las otras es autosuficiente, sino que deben ser complementarias. Con todo esto, intentamos formar al alumno no sólo en competencias específicas (conocimientos técnico-profesionales), sino en competencias instrumentales (destrezas lingüísticas, capacidades metodológicas…) y competencias interpersonales (capacidad de crítica, trabajo en equipo…), altamente demandadas en el mercado laboral

gvSIG: la aplicación integral para el manejo de información geográfica

gvSIG es probablemente el proyecto relacionado con la información geográfica que más ha dado que hablar desde su aparición, en el año 2004, habiéndose convertido en un referente dentro de los SIG, tanto libres como propietarios, y alcanzando una gran difusión en diversos países. gvSIG es un proyecto que persigue convertirse en una aplicación integradora, unificando mundos como el del CAD y el SIG, el SIG vectorial y el SIG raster, integrando el trabajo en el local con las Intraestructuras de Datos Espaciales, las dos dimensiones con el 3D y el 4D, ... y en definitiva construyendo una herramienta que pueda dar servicio al amplio abanico de usuarios de la información geográfica

Segunda edición del proyecto de innovación docente sobre derecho y tecnologías de la información y la comunicación en la Facultad de Derecho de la Universidad de Valladolid

El objetivo de la segunda edición del Proyecto de innovación docente sobre Derecho y Tecnologías de la Información y la Comunicación de la Facultad de Derecho de la Universidad de Valladolid busca, en primer lugar, ensayar nuevas metodologías docentes en las asignaturas de las titulaciones de la Facultad de Derecho de la Universidad de Valladolid de las que son responsables los profesores implicados. En segundo lugar, persigue coordinar estas asignaturas desde una perspectiva interdisciplinar, haciendo hincapié en las nuevas realidades que crean las tecnologías de la información y de la comunicación (TICs) y en los retos que suponen a las distintas ramas del Derecho a las que nos dedicamos los miembros del grupo. Esta coordinación tiene por objeto, en tercer lugar, mejorar la programación docente entre las asignaturas implicadas y modificar, en sintonía con ello, los sistemas de evaluación, sobre la base de las titulaciones actuales en las que nos insertamos y con los planes de estudios en vigor. Es decir, se trata de combinar nuevos métodos docentes con planes de estudios que aún no han cambiado y que se miden en créditos presenciales y en unos Centros y Departamentos que siguen rigiéndose por el sistema clásico. En cuarto lugar, se ha pretendido el manejo de metodologías específicas adaptadas a las particularidades de la enseñanza del Derecho, como el método del caso, así como técnicas que permiten mejorar el análisis objetivo de la carga de trabajo del aprendizaje del alumno en ECTS. Finalmente, de modo complementario, buscamos desarrollar la acción tutorial con los alumnos, con la finalidad de hacer un seguimiento pormenorizado de la actividad. Es preciso tomar en consideración, al juzgar el eje temático escogido relativo a las relaciones entre el Derecho y las tecnologías de la información y de la comunicación (TICs), que el núcleo del grupo de profesores que participan en el presente proyecto forman parte ya de un Grupo de Investigación Reconocido de la Universidad de Valladolid, el Grupo de investigación sobre Derecho de las nuevas tecnologías y delincuencia informática, lo que refuerza la cohesión y la coherencia del proyecto, pues en la práctica docente actual ya están haciendo hincapié en estas materias. Esta comunicación busca dar cuenta de la experiencia del proyecto