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.

Propuesta de sistema de gestión de residus sólidos urbanos y ubicación del relleno sanitario en Lucre-Huacarpay, Perú

La problemàtica ambiental més important en la majoria de comunitats de Lucre (Perú), és l’absència d’ un sistema de sanejament apropiat. Es fa una proposta per a la gestió dels residus sòlids urbans per tal de millorar les greus deficiències que repercuteixen directament en la salut dels habitants d’aquestes poblacions

Creación de Modelos Digitales de Elevaciones a partir de diferentes métodos de interpolación para la determinación de redes de drenaje

The Digital Elevations Models represent an elemtary space information for the study of the relief forms. The obtaining of models of great resolution implies a greater precision and therefore a greater apporach to the reality of the terrestrial morphology. (...)

Sistemas de apoyo a la Gestión de Servicios Urbanos, basados en software libre. Web de apoyo a la campaña "Un alcorque, un árbol" del Ayuntamiento de Madrid

Tecnigral, S.L. (consultoría medioambiental) ha buscado desde su origen apoyar a los técnicos en la gestión diaria de servicios urbanos. ¿Cómo? Proporcionándoles tanto software de gestión como servicios de análisis y de control de calidad. (...)

Redes, calidad de vida y complejidad

Article on es reflexiona sobre l'impacte del treball de Milgram en relació les xarxes socials

Factores motivacionales de la aceptación de redes sociales de microblogging: modelo µbtam

Twitter y otras redes sociales de microblogging ofrecen la posibilidad de comunicarse con todo el planeta, haciendo uso de tan sólo 140 caracteres, esta aparente limitación obliga al usuario a compartir lo esencial, a mostrar los enlaces del mundo con el que interactúa. El eje principal de este trabajo se basa en que las redes sociales de microblogging suponen una ventana al conocimiento informal, al autoaprendizaje y a la creación de redes aplicadas al conocimiento, útiles para la orientación en las aulas. Estas y otras plataformas poseen la característica de motivar a los estudiantes reduciendo las distancias físicas y psicológicas entre alumno y profesor, incrementando la confianza en el alumno e implicándolo en su propio aprendizaje. Para ello implementamos el uso de estas redes sociales, antes, durante y después de cada clase de tipo teórico-práctico. El material de presentación utilizado para las clases posee la posibilidad de transmitir y seguir en directo la actividad realizada durante las clases, tanto del docente como del alumnado. El uso de etiquetas que permitan clasificar, indexar y finalmente recuperar lo expuesto o generado en clase mediante búsquedas, convierten las clases convencionales de tipo unidireccional, en una conversación más interactiva de todos a todos, que permite generar ideas, repasar contenidos y sobretodo recuperar esta información siempre que se desee. El uso de redes sociales y más concretamente redes sociales de microblogging tienen un gran potencial, por ser algo novedoso, que implica la participación y la conversación con el alumnado, rompiendo barreras y generando aprendizaje informal y sobre todo permite ayudar a la autogestión del aprendizaje. Varios millones de personas en todo el mundo utilizan y comparten información en estas plataformas. Al ser herramientas nacidas en entornos TIC permiten ser integradas, agregadas y controladas por parte del docente con mucha flexibilidad y su carácter de ubicuidad espacio-temporal las hacen idóneas para resumir lo expuesto en clase, aportar ejemplos, conversar, compartir, consultar y sobretodo implicar al alumno en la dinámica de aprendizaje y en la creación de su propio material de trabajo. Además resulta relativamente fácil integrar redes sociales de microblogging en el aula, sólo es necesaria una conexión a internet y hacer uso de los servicios generales gratuitos ya existentes. Su facilidad de consulta e integración con servicios como la telefonía móvil o entornos de e-Learning, convirtiendo a estas redes sociales en la conversación que dinamizará las aulas. En este contexto, el presente trabajo parte del modelo de aceptación tecnológica (TAM) de Davis et al. (1989) al que se incorporan algunos de los constructos más utilizados en la literatura científica. Estos constructos son el papel relevante de las normas subjetivas (NS) y de la imagen social (IMAGE) en el uso de tecnologías de la información estructuradas en redes sociales. Para ello un cuestionario fue aplicado a 135 alumnos de diversas titulaciones de Grado y Diplomatura de la Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales de la Universidad de Granada. Los datos obtenidos permitieron desarrollar un modelo de Ecuaciones Estructurales con los anteriores constructos. Del análisis resulta un modelo de comportamiento de uso de las redes sociales muy robusto y parsimonioso que demuestra las hipótesis de investigación planteadas, poniendo de manifiesto que la adecuación del uso de modelos TAM ampliados (como el presente) para explicar la aceptación de instrumentos metodológicos basados en tecnologías de la información

Redes transfronterizas en turismo

Para el logro de un desarrollo sano es de vital importancia contar con un equilibrio económico en los diferentes rubros de la actividad productiva de las ciudades hermanas (CJS- ELP) y no sólo concretarse al ámbito de la 'maquila'. Si bien el turismo como una opción es viable, su incorporación como forma activa para otras regiones económicas del mismo estado no se ha presentado, de manera que la búsqueda de alternativas para atraer visitantes es aún un desafío para la actividad turística de Juárez-El Paso. La interrogante para los inversionistas y el gobierno es cómo encaminar los esfuerzos en la actividad turística que permitan un crecimiento armónico en la región binacional.La nvestigación, plantea valorar el fenómeno del turismo transfronterizo y se acomete una aproximación de las condiciones reticulares de los actores- stakeholders del turismo de la actividad turística en la frontera México - Estados Unidos bajo un entorno de inseguridad, mediante el análisis del caso de las ciudades hermanas de Ciudad Juárez - El Paso. Los objetivos específicos del examen reticular permiten concebir una relación entre la conformación de redes dinámicas en un espacio territorial fronterizo con potencialidades de alianzas, colaboración y cooperación en un destino binacional.