Control basat en lògica difusa per sistemes de fangs activats. Disseny, implementació i validació en EDAR reals

En aquesta tesi es presenten dues propostes de Sistemes de Control basats en Lògica Difusa (SCLD), des del seu disseny fins a la seva implementació i validació en dues instal·lacions: l'EDAR Granollers i l'EDAR Taradell. El capítol 1 explica els conceptes bàsics per comprendre el desenvolupament dels dos SCLD i el resum d'una revisió d'articles que relacionen la lògica difusa amb aigües residuals. A continuació, s'estableixen els objectius. En el capítol 3 es presenten els materials i mètodes. Els capítols 4 i 5 exposen el treball realitzat per arribar a la implementació dels dos SCLD. Ambdós capítols presenten la mateixa estructura: presentació, definició dels objectius del SCLD, descripció de l'EDAR on s'implementa el SCLD, desenvolupament d'índexs d'avaluació, explicació del disseny del SCLD i la seva avaluació mitjançant estudis de simulació, implementació i validació del SCLD a l'EDAR i, finalment discussió del treball realitzat. En el capítol 6 s'enumeren les conclusions obtingudes.

Spermiogenesis particularities of a sperm storage species: Helicolenus dactylopterus (Teleostei: Scorpaenidae)

A study of the spermiogenesis and spermatozoa of Helicolenus dactylopterus was conducted. Females of this species have the capacity to store sperm within their ovaries, and male gametes have a considerable cytoplasmic mass surrounding their heads to survive the long period of intraovarian sperm storage. Our observations show that early spermatids are round-shaped cells and have a spherical nucleus with diffuse chromatin. The nuclear volume decreases as a result of progressive chromatin condensation during spermiogenesis, causing the nucleus to take on a U-shape. Flagellar insertion is not central to the nucleus but consistently occurs at an oblique angle towards one side of it. The flagellum is inserted into the nuclear fossa, without subsequent nuclear rotation. In mature spermatozoa, the flagellum is adjacent to the nucleus. A comparison of the spermatozoa in the testicular lobules and those in the intraovarian storage structures suggests that the increase in volume of the cytoplasmic mass may occur in the posterior region of the testis, in the testicular duct. Spermatozoa enter the ovary in groups that reach the ovarian lumen and are surrounded by the ovarian epithelium for storage in sperm storage crypts

Assaig de definició de l’àrea urbana de Girona

This article is an essay aiming at the definition of the urban district of Girona, having as a base the analysis of the intensities and directional tendencies of labour mobility fluxes in it. Several cathegories will be signaled inside this area which wil enable us to differenciate a number of crowns of municipalities according to their respective links with Girona town. A reflection set forth by Francesco Indovina on the concept of diffused town will be the first step in the attempt to typify this area. Thus, the existence of a diffused city core of which would be Girona town will be argued, an issue this one which is to be analysed in future studies

Nous processos i formes de creixement urbà: el cas del districte industrial de Montebelluna a Itàlia

This article analyses the spatial organization of Montebelluna's industrial district (Italy) as an exemple of the dinamics of urbanization phenomenon in small urban areas. The study is divided in two parts: in the first one I present the social organisation's model of production named «industrial district» and its relation with the space, which is characterizeded by the rising of diffused urbanization settlements; in the second part I try to verify some explanatory factors pointed out by different autors in this specific area with an historical analysis of processes point of view. The diffused organisation of economic and housing activity show a change in the urban morphology

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.

Knowledge-based modelling and simulation of operational problems of microbiological origin in wastewater treatment plants

The activated sludge and anaerobic digestion processes have been modelled in widely accepted models. Nevertheless, these models still have limitations when describing operational problems of microbiological origin. The aim of this thesis is to develop a knowledge-based model to simulate risk of plant-wide operational problems of microbiological origin.For the risk model heuristic knowledge from experts and literature was implemented in a rule-based system. Using fuzzy logic, the system can infer a risk index for the main operational problems of microbiological origin (i.e. filamentous bulking, biological foaming, rising sludge and deflocculation). To show the results of the risk model, it was implemented in the Benchmark Simulation Models. This allowed to study the risk model's response in different scenarios and control strategies. The risk model has shown to be really useful providing a third criterion to evaluate control strategies apart from the economical and environmental criteria.

Política i legislació educativa a l'entorn de l'escola unitària i cíclica. Evolució i situació actual a les comarques gironines (1970-1998)

Aquesta tesi doctoral té quatre objectius fonamentals: 1) analitzar la legislació espanyola i catalana referent a l'escola unitària i cíclica -altrament dita escola rural, escola incompleta o escola petita- des de final del segle XIX fins avui; 2) analitzar la política educativa teòrica i real que s'ha aplicat a aquest tipus d'escola des del final del segle XIX fins avui; 3) analitzar l'evolució del mapa escolar de les comarques gironines -i més concretament l'evolució de l'escola unitària i cíclica- durant el període 1970-1998; i 4) copsar les característiques bàsiques de les escoles unitàries i cícliques de les comarques gironines que impartien docència durant el curs 1997-98. L'aconseguiment d'aquest objectius han estat precedits i condicionats a la vegada per l'emmarcament teòric que hem elaborat i per la metodologia que hem aplicat. Pel que fa als aspectes pròpiament teòrics hem establert a grosso modo dues reflexions bàsiques: a) l'escola unitària i cíclica ha experimentat un procés de transformació notable des del final de la dècada dels 70 fins avui dia, i b) l'escola unitària i cíclica té un gran potencial pedagògic, relacional i humà arran dels "límits" objectius que té. En l'emmarcament teòric afirmem que l'escola "petita" ha evolucionat -sempre en termes generals- d'una manera positiva gràcies a la confluència de diversos factors. D'una banda cal parlar del paper assumit per bona part dels "mestres rurals", els pares i mares, els moviments de renovació pedagògica, el Secretariat d'Escola Rural de Catalunya, els sindicats i alguns partits politics, l'administració educativa i darrerament, el Grup Interuniversitari d'Escola Rural. D'altra banda, no podem oblidar que la millora de l''escola unitària i cíclica també es deu, segons el nostre parer, a l'emergència d'un discurs positivitzador així com a la revalorització social dels pobles "petits" (amb pocs habitants) i especialment dels que tenen una estructura rural. En l'emmarcament teòric també afirmem que l'escola unitària i cíclica compta amb un escenari educatiu privilegiat per impartir una educació més flexible i més oberta. Això es deu, entre altres aspectes, a allò que durant molt de temps s'ha considerat límits estructurals o dèficits: nombre reduït d'alumnes, nombre reduït d'unitats o aules, pocs mestres, espai escolar escàs i a més, molt poc fragmentat, etc. Tots aquests elements, que constitueixen els trets bàsics i més essencials de les escoles unitàries i no tant de les cícliques més grans, propicien allò que B. Bemstein anomena: un text pedagògic integrador, una classificació feble del currículum, un emmarcament dèbil de les relacions socials i una pedagogia invisible. La metodologia que s'ha utilitzat per aconseguir els objectius que hem esmentat es caracteritza per ser plural i per combinar els mètodes quantitatius i els qualitatius. L'objectiu nº1 s'ha aconseguit a través del buidatge i de la interpretació de la normativa referida al nostre objecte d'estudi. L'objectiu nº2 s'ha aconseguit mitjançant l'anàlisi global de la normativa anteriorment comentada i a través de dades estadístiques que provenen de diversos censos escolars. L'objectiu nº3 s'ha acomplert mitjançant el buidatge de les Fulls d'Estadística i dels Fulls d'organització pedagògica (elaborats pel MEC pel Departament d'Ensenyament respectivament). I el darrer objectiu s'ha aconseguit mitjançant l'elaboració d'un qüestionari adreçat a tots els directors i als mestres en plantilla de les escoles unitàries i cícliques. També s'ha elaborat una entrevista semiestructurada que s'ha passat a vuit persones relacionades amb l'escola que aquí ens ocupa. I per últim, també s'ha practicat l'observació participant en una dotzena de centres. Les principals conclusions que hem obtingut -seguint l'orde dels objectius i considerant el que hem exposat en parlar de l'emmarcament teòric són les següents: 1) La política educativa teòrica sobre l'escola unitària i cíclica s'estructura, pel que fa a l'àmbit de l'Estat Espanyol, a l'entorn de set períodes: i) 1838-1910. Des de les instancies governamentals s'accepta aquest tipus d'escola per bé que s'estableixen diferències notables entre les escoles "petites" del món rural i les del món urbà. ii) 1910-1931. S'inicia una política educativa poc favorable perquè s'insta a la graduació de les escoles unitàries i cícliques, malgrat ho facin d'una manera poc ortodoxa. iii) 1931-1939. La política de construccions escolars de la República contempla i fins i tot discrimina d'una manera positiva les escoles incompletes. iv) 1939-1955. EI franquisme de la postguerra tolera, almenys de manera oficial, la presencia i la construcció de noves escoles "petites" per bé que a mesura que s'avança només preveu que es construeixin en el medi rural. v) 1955-1970. S'inicia un procés d'asfíxia que acaba prohibint la construcció d'escoles incompletes. vi) 1971-1982. S'aguditza la política del període anterior. vii) 1982-1995. S'enceta . una política educativa sensible amb l'escola unitària I cíclica. Pel que fa a Catalunya, la política educativa teòrica s'estructura en dos períodes: a) 1981-1987. Es projecta una política més aviat grisa i poc ambiciosa, i b) 1987 fins als nostres dies. Desenvolupament d'una política que, en alguns aspectes, es mostra a favor de l'escola "petita". 2) Malgrat que durant molt temps l'escola unitària cíclica, tant en l'àmbit espanyol com en el català, no hagi tingut una política teòrica favorable ha perdurat fins el dia d'avui. Per fer-nos una idea del que ha representat aquest tipus de centres pensem que són significatives les afirmacions següents: i) L'escola unitària i cíclica és l'única escola pública que existeix a l'Estat espanyol fins al final del segle XIX, ii) L'escola unitària i cíclica augmenta de manera progressivament dades absolutes- fins el 1935, iii) L'escola unitària i cíclica és el tipus de centre més representat -considerant la resta de centres- fins al final de la dècada dels 60. 3) Durant el període 1970-1998 constatem que el mapa escolar de les comarques gironines s'ha transformat notablement arran, tal com succeeix en el conjunt de l'Estat espanyol, de l'expansió progressiva de l'escola graduada o completa. Al curs 1970-71 les comarques gironines tenien 34 escoles graduades (que representaven el 10,9% dels centres públics gironins) i 279 escoles incompletes (149 escoles cícliques 1130 d'unitàries que representaven el 89,1% del total). Al curs 1997-98, en canvi, hem comptabilitzat 111 escoles completes (54,7% dels centres públics) i 92 d'incompletes (72 escoles cícliques i 20 d'unitàries que representen el 45,3%). Malgrat aquesta davallada cal fer pal·lès que avui dia l'escola unitària i cíclica és majoritària (representa el 50% o més dels centres públics) en quatre de les comarques gironines: l'Alt Empordà, el Baix Empordà, la Garrotxa i el Pla de l'Estany. 4) Pel que fa al darrer objectiu, així com els dos aspectes principals que hem plantejat en el marc teòric arribem a les conclusions següents: L'escola unitària i cíclica de les comarques gironines si bé és cert que en termes generals ha millorat notablement -ha millorat la infraestructura, ha incrementat el material didàctic, ha incorporat mestres especialistes, etc.- no ha assolit encara la plena normalització. Avui dia encara trobem escoles que per deixadesa de l'ajuntament no tenen telèfon, l'edifici no es troba en bones condicions, el pati no reuneix les condicions mínimes, etc. D'altra banda, més del 90% d'aquests centres no disposen de mestre d'educació especial. També considerem important remarcar el fet que una part considerable dels centres estudiants no tenen serveis paraescolars de primera necessitat: el 50% no té menjador, el 72,7% no té llar d'infants i el 76,2% no té transport escolar. Per acabar, només cal dir que si bé l'escola incompleta de les comarques gironines imparteix una educació de qualitat i renovadora, no totes les escoles exploten al màxim les potencialitats educatives i relacionals que els atribuïm en l'emmarcament teòric. Conseqüentment no totes apliquen una pedagogia invisible en el sentit Bemstenià del terme. Si bé el 75% dels centres utilitzen, de manera parcial, una modalitat de transmissió difusa perquè utilitzen una pedagogia activa, no podem oblidar que només una minoria -que no arriba al 3%- s'atreveix a prescindir -i només en determinades circumstàncies- dels llibres de text. Les relacions de poder, de jerarquia, i control només són difuses en unes poques escoles ja que l'elaboració de les normes i l'aplicació de les sancions corre a càrrec del mestre en el 75,7% i en el 58% dels centres respectivament. Les regles de seqüència són flexibles en el 68% dels centres perquè adapten el ritme d'aprenentatge a l'especificitat de cada alumne, però molt poques escoles, el 12,4%, són les que alteren amb certa assiduïtat l'ordre del currículum.