Desenvolupament d'un sistema de suport a la decisió ambiental per a la gestió de les infraestructures hidràuliques, amb l'objectiu de garantir la qualitat de l'aigua a la Conca del Besòs

Aquesta tesi presenta un projecte de gestió integral d'infraestructures hidràuliques de sanejament a la Conca del riu Besòs. S'han considerat dos sistemes de sanejament (La Garriga i Granollers) amb les seves respectives xarxes de clavegueram i Estacions Depuradores d'Aigües Residuals (EDAR), i un tram del riu Congost, afluent del Besòs, com a medi receptor de les seves aigües residuals. Amb aquesta finalitat es construeix i s'utilitza un Sistema de Suport a la Decisió Ambiental (SSDA). Aquesta eina incorpora l'ús de models de simulació de qualitat de l'aigua pels sistemes de clavegueram, EDAR i riu, com a forma d'extracció de coneixement sobre la gestió integrada d'aquests elements. Aquest coneixement es conceptualitza, posteriorment, en forma d'arbres de decisió, que proporcionaran a l'usuari les actuacions a realitzar davant de les diferents situacions reals de gestió diària.

Desenvolupament d'un sistema expert com a eina per a una millor gestió de la qualitat de les aigües fluvials

Avui en dia no es pot negar el fet que els humans són un component més de les conques fluvials i que la seva activitat afecta enormement la qualitat de les aigües. A nivell europeu, l'elevada densitat de població situada en les conques fluvials ha comportat un increment de la mala qualitat de les seves aigües fluvials. En les darreres dècades l'increment de les càrregues de nutrients en els sistemes aquàtics ha esdevingut un problema prioritari a solucionar per les administracions competents en matèria d'aigua. La gestió dels ecosistemes fluvials no és una tasca fàcil. Els gestors es troben amb què són sistemes molt complexos, donada l'estreta relació existent entre els ecosistemes fluvials i els ecosistemes terrestres que drenen. Addicionalment a la complexitat d'aquests sistemes es troba la dificultat associada de la gestió o control de les entrades de substàncies contaminants tant de fonts puntuals com difoses. Per totes aquestes raons la gestió de la qualitat de les aigües fluvials esdevé una tasca complexa que requereix un enfocament multidisciplinar. Per tal d'assolir aquest enfocament diverses eines han estat utilitzades, des de models matemàtics fins a sistemes experts i sistemes de suport a la decisió. Però, la major part dels esforços han estat encarats cap a la resolució de problemes de reduïda complexitat, fent que molts dels problemes ambientals complexos, com ara la gestió dels ecosistemes fluvials, no hagin estat vertaderament tractats. Per tant, es requereix l'aplicació d'eines que siguin de gran ajuda en els processos de presa de decisions i que incorporin un ampli coneixement heurístic i empíric: sistemes experts i sistemes de suport a la decisió. L'òptima gestió de la qualitat de l'aigua fluvial requereix una aproximació integrada i multidisciplinar, que pot ésser aconseguida amb una eina intel·ligent construïda sobre els conceptes i mètodes del raonament humà. La present tesi descriu la metodologia desenvolupada i aplicada per a la creació i construcció d'un Sistema Expert, així com el procés de desenvolupament d'aquest Sistema Expert, com el principal mòdul de raonament d'un Sistema de Suport a la Decisió Ambiental. L'objectiu principal de la present tesi ha estat el desenvolupament d'una eina d'ajuda en el procés de presa de decisions dels gestors de l'aigua en la gestió de trams fluvials alterats antròpicament per tal de millorar la qualitat de la seva aigua fluvial. Alhora, es mostra el funcionament de l'eina desenvolupada a través de dos casos d'estudi. Els resultats derivats del Sistema Expert desenvolupat, implementat i presentat en la present tesi mostren que aquests sistemes poden ésser eines útils per a millorar la gestió dels ecosistemes fluvials.

EDSS-maintenance prototype: an environmental decision support system to assess the definition of operation and maintenance protocols for horizontal subsurface constructed wetlands

Els Sistemes d'Aiguamolls Construïts (SAC) de Flux Subsuperficial Horitzontal (FSH) és una tecnologia apropiada pel sanejament d'aigües residuals procedents de nuclis de població petits. No obstant els SAC de FSH són considerats una tecnologia natural, l'operació i manteniment d'aquestes depuradores és crucial per a garantir el seu correcte funcionament. Aquestes necessitats d'operació i manteniment varien entre depuradores segons (1) les característiques de la comunitat, (2) la configuració de la depuradora i el disseny del SAC de FSH i (3) les característiques del medi receptor. En aquest sentit, en aquesta tesi es presenta el desenvolupament d'un Sistema d'Ajuda a la Decisió (SAD) per a la definició de protocols d'operació i manteniment per a SAC de FSH tenint en compte els factors que causen variabilitat entre aquest tipus de depuradores (1, 2 i 3).

Development, implementation and evaluation of an activated sludge supervisory system for the Granollers WWTP

La present tesi pretén recollir l'experiència viscuda en desenvolupar un sistema supervisor intel·ligent per a la millora de la gestió de plantes depuradores d'aigües residuals., implementar-lo en planta real (EDAR Granollers) i avaluar-ne el funcionament dia a dia amb situacions típiques de la planta. Aquest sistema supervisor combina i integra eines de control clàssic de les plantes depuradores (controlador automàtic del nivell d'oxigen dissolt al reactor biològic, ús de models descriptius del procés...) amb l'aplicació d'eines del camp de la intel·ligència artificial (sistemes basats en el coneixement, concretament sistemes experts i sistemes basats en casos, i xarxes neuronals). Aquest document s'estructura en 9 capítols diferents. Hi ha una primera part introductòria on es fa una revisió de l'estat actual del control de les EDARs i s'explica el perquè de la complexitat de la gestió d'aquests processos (capítol 1). Aquest capítol introductori juntament amb el capítol 2, on es pretén explicar els antecedents d'aquesta tesi, serveixen per establir els objectius d'aquest treball (capítol 3). A continuació, el capítol 4 descriu les peculiaritats i especificitats de la planta que s'ha escollit per implementar el sistema supervisor. Els capítols 5 i 6 del present document exposen el treball fet per a desenvolupar el sistema basat en regles o sistema expert (capítol 6) i el sistema basat en casos (capítol 7). El capítol 8 descriu la integració d'aquestes dues eines de raonament en una arquitectura multi nivell distribuïda. Finalment, hi ha una darrer capítol que correspon a la avaluació (verificació i validació), en primer lloc, de cadascuna de les eines per separat i, posteriorment, del sistema global en front de situacions reals que es donin a la depuradora

Supervisory systems in waste water treatment plants: sistematise their implementation

La implantació de Sistemes de Suport a la presa de Decisions (SSD) en Estacions Depuradores d'Aigües Residuals Urbanes (EDAR) facilita l'aplicació de tècniques més eficients basades en el coneixement per a la gestió del procés, assegurant la qualitat de l'aigua de sortida tot minimitzant el cost ambiental de la seva explotació. Els sistemes basats en el coneixement es caracteritzen per la seva capacitat de treballar amb dominis molt poc estructurats, i gran part de la informació rellevant de tipus qualitatiu i/o incerta. Precisament aquests són els trets característics que es poden trobar en els sistemes biològics de depuració, i en conseqüència en una EDAR. No obstant, l'elevada complexitat dels SSD fa molt costós el seu disseny, desenvolupament i aplicació en planta real, pel que resulta determinant la generació d'un protocol que faciliti la seva exportació a EDARs de tecnologia similar. L'objectiu del present treball de Tesi és precisament el desenvolupament d'un protocol que faciliti l'exportació sistemàtica de SSD i l'aprofitament del coneixement del procés prèviament adquirit. El treball es desenvolupa en base al cas d'estudi resultant de l'exportació a l'EDAR Montornès del prototipus original de SSD implementat a l'EDAR Granollers. Aquest SSD integra dos tipus de sistemes basats en el coneixement, concretament els sistemes basats en regles (els quals són programes informàtics que emulen el raonament humà i la seva capacitat de solucionar problemes utilitzant les mateixes fonts d'informació) i els sistemes de raonament basats en casos (els quals són programes informàtics basats en el coneixement que volen solucionar les situacions anormals que pateix la planta en el moment actual mitjançant el record de l'acció efectuada en una situació passada similar). El treball està estructurat en diferents capítols, en el primer dels quals, el lector s'introdueix en el món dels sistemes de suport a la decisió i en el domini de la depuració d'aigües. Seguidament es fixen els objectius i es descriuen els materials i mètodes utilitzats. A continuació es presenta el prototipus de SSD desenvolupat per la EDAR Granollers. Una vegada el prototipus ha estat presentat es descriu el primer protocol plantejat pel mateix autor de la Tesi en el seu Treball de Recerca. A continuació es presenten els resultats obtinguts en l'aplicació pràctica del protocol per generar un nou SSD, per una planta depuradora diferent, partint del prototipus. L'aplicació pràctica del protocol permet l'evolució del mateix cap a un millor pla d'exportació. Finalment, es pot concloure que el nou protocol redueix el temps necessari per realitzar el procés d'exportació, tot i que el nombre de passos necessaris ha augmentat, la qual cosa significa que el nou protocol és més sistemàtic.

La Crisis ambiental como proceso. Un análisis reflexivo sobre su emergencia, desarrollo y profundización desde la perspectiva de la teoría crítica

La investigación se focaliza en el análisis de la crisis ambiental considerada como un fenómeno complejo de evolución incierta producto de un proceso socio histórico, cuyos orígenes se remontan a los albores del proyecto moderno y deben rastrearse en un cúmulo de circunstancias que expresan las contradicciones de un modelo socioeconómico identificado con el crecimiento sostenido de la producción y las magnitudes económicas. Partiendo de esta base, se propone abordar la relación entre saber sociológico y crisis ambiental, a partir de las contribuciones de la teoría crítica a la compresión de las causas profundas de la crisis ambiental y de sus elementos constitutivos. Para lo cual se propone profundizar en algunas categorías desarrolladas por la corriente social crítica, las cuales si bien no se refieren en forma directa a la problemática ambiental, se vislumbran como campos fértiles para comprender los procesos sociales generadores de la crisis ambiental así como las alternativas que han de adoptarse para su resolución, teniendo en cuenta los mecanismos que ejerce el sistema para neutralizar los cambios que implica la conformación de una racionalidad alternativa. Acorde con ello, la primera parte del trabajo se centra en el abordaje de la relación sociedad naturaleza en el marco de tres grandes procesos sociales identificados como cosmológico, teocéntrico y antropocéntrico, haciendo especial hincapié en la correlación que en cada una de las etapas consideradas se establece entre racionalidad dominante, producción de conocimiento y conceptualización de naturaleza. El segundo capítulo profundiza en los efectos de la racionalidad instrumental sobre la ruptura del proyecto moderno y su incidencia sobre la emergencia de la crisis ambiental, a partir de la posición adoptada por Heidegger y por los referentes de la Escuela de Frankfurt. Posteriormente el análisis se estructura en torno a las dimensiones críticas de la modernidad avanzada, considerada como contexto situacional de desarrollo y profundización de la crisis ambiental, teniendo en cuenta los aportes teóricos desarrollados por Zygmunt Bauman e Immanuel Wallerstein. Al finalizar se presentan las conclusiones generales de la tesis y las posibles líneas de investigación que se abren a partir del trabajo desarrollado.

Avaluació preliminar de la qualitat ambiental de la platja del Judío de Matanzas (Cuba)

Avaluació de la qualitat ambiental d’una platja de Cuba (El Judío) la qual està sotmesa a una forta pressió antròpica, s’ha determinat l’estat ecològic i higiènico-sanitari, mitjançant indicadors microbiològics i fisicoquímics de l’aigua, del sediment que es troba dins l’aigua i de l’ aspecte estètic de la platja. Els resultats obtinguts són comparats amb la legislació cubana existent, Norma Cubana 22:1999, per tal de determinar si aquesta és apta per a l’ús recreatiu

Sistema informàtic d’ajut a la detecció i al seguiment del melanoma

Mitjançant les tècniques de visió per computador aquest projecte pretén desenvolupar una aplicació capaç de segmentar la pell, detectar nevus (pigues i altres taques) i poder comparar imatges de pacients amb risc de contreure melanoma preses en moments diferents. Aquest projecte pretén oferir diferents eines informàtiques als dermatòlegs per a propòsits relacionats amb la investigació. L’ objectiu principal d’ aquest projecte és desenvolupar un sistema informàtic que proporcioni als dermatòlegs agilitat a l’hora de gestionar les dades dels pacients amb les sevesimatges corresponents, ajudar-los en la realització de deteccions dels nevus d’aquestes imatges, i ajudar-los en la comparació d’exploracions (amb les deteccions realitzades)de diferents èpoques d’un mateix pacient

Implementació i validació en una PIME d’un sistema assistit aplicat a la planificació del procés de peces de mecanitzat

Aquest projecte consisteix en implementar l’aplicació PAPOM (Programa Assistit a la Planificació de procés i producció en Operacions de Mecanitzat) en una PIME. Aquest programa l’ha desenvolupat el grup de recerca de la UdG GREP i té com a principal objectiu ajudar a gestionar la planificació de processos de mecanitzat. La filosofia del programa és la de donar una solució personalitzada a cada PIME facilitant el desenvolupament d’aquesta. En aquest sentit, és on aquest treball pren una gran importància ja que s’ha treballat conjuntament amb una empresa del sector, Mecanitzats Privat, S.L., per tal d’ajustar el programa a la realitat, i determinar quins són els camps i paràmetres susceptibles de ser adaptats a cada empresa. Amb aquesta finalitat s’han determinat quins mòduls poden modificar-se sense afectar al funcionament intern del software, per tal de fer l’ús del programa més pràctic i àgil per a cada taller en concret. En aquest punt s’ha personalitzat el programa per a Mecanitzats Privat, S.L. i s’han marcat unes línies futures de treball per seguir fent el programa més adaptable, fent-ne de la personalització filosofia i valor del programa. A més a més, en aquesta relació entre el departament i l’empresa, a nivell de comercial i client s’han elaborat unes fitxes d’instal•lació. Aquestes pretenen ser una eina que ajudi a la presentació del PAPOM a les empreses a fi d’agilitzar el procés d’obtenció d’informació d’un petit sector de l’empresa per tal de realitzar una demostració ajustada a cada taller

Canvi de sistema del catàleg de la Biblioteca de la UdG: introducció a Millennium

Es parla del que va suposar canviar de sistema de gestió de biblioteques, de VTLS a Millennium. Es fa un resum de les actuacions precanvi, del calendari d'implementació i formació, les dates clau. I, per últim, es donen alguns exemples de catàlegs: University of California i la Universidad Complutense

Estudio de la calidad ambiental de la Bahía de Cárdenas para un futuro manejo integrado de zonas costeras

Estudi de la qualitat ambiental de la Bahía de Cárdenas (Cuba) mitjançant una sèrie d’indicadors físico-químics de l’aigua que reflecteixen l’estat actual de l’ecosistema. Els resultats s’han contrastat amb la legislació cubana per tal de determinar el grau de contaminació de l’aigua. S’han estudiat les fonts contaminants i finalment s’han proposat una sèrie d’actuacions per a la seva millora

Entorn de suport a la inserció de pròtesis

L’objectiu d’aquest projecte és integrar a la plataforma Starviewer ( plataforma informàtica de processament i visualització d’imatges mèdiques creada fruit de la col•laboració del Laboratori de Gràfics i Imatge (GILab) de la Universitat de Girona i l’Institut de Diagnòstic per la Imatge (IDI) de l’hospital Dr. Josep Trueta de Girona) per donar suport al diagnòstic un entorn de suport a la inserció de pròtesis, que permeti automatitzar al màxim les operacions que actualment es realitzen de forma manual. Hem de tenir en compte que, tot i que, la imatge més usada pel radiòleg es la radiografia (Rx) també treballa amb tomografia computada (TAC). El TAC dona una visió 3D de l’organisme, mentre que la Rx és 2D

Cambios en la percepción ambiental de los futuros maestros de educación primaria

Los objetivos que nos planteamos en la investigación que aquí exponemos, dentro de las limitaciones inherentes a estudios como éste, fueron básicamente dos: 1. Comprobar si existía una variación apreciable en la percepción ambiental de los estudiantes universitarios que se incorporaban a la asignatura de Educación Medioambiental a través de un intervalo temporal de cinco años. 2. Si la enseñanza basada en la resolución de problemas ambientales generaba una modificación de dicha percepción tras la impartición de dicha asignatura. El primer objetivo podría arrojar luz sobre la evolución de los patrones culturales ambientales entre los jóvenes y el segundo sobre la efectividad de nuestra metodología de enseñanza en la mejora de la percepción ambiental de aquellos

Implementació i validació d'un sistema assistit aplicat a la planificació del procés de peces de mecanitzat

El projecte s’emmarca en el sector de la planificació de la producció especialitzada en processos de mecanització per assistir a la presa de decisions a les PIMES del sector. S’integra en el desenvolupament del programa PAPOM (Programa Assistit a la Planificació de Procés i producció en Operacions de Mecanitzat) desenvolupat pel grup de recerca GREP (Grup de Recerca en Enginyeria de Procés, Producte i Producció), centrant-se en l’estudi del càlcul dels temps de tall

A dynamic knowledge-based decision support system to handle solids separation problems in activated sludge systems: development and validation

El sistema de fangs activats és el tractament biològic més àmpliament utilitzat arreu del món per la depuració d'aigües residuals. El seu funcionament depèn de la correcta operació tant del reactor biològic com del decantador secundari. Quan la fase de sedimentació no es realitza correctament, la biomassa no decantada s'escapa amb l'efluent causant un impacte sobre el medi receptor. Els problemes de separació de sòlids, són actualment una de les principals causes d'ineficiència en l'operació dels sistemes de fangs activats arreu del món. Inclouen: bulking filamentós, bulking viscós, escumes biològiques, creixement dispers, flòcul pin-point i desnitrificació incontrolada. L'origen dels problemes de separació generalment es troba en un desequilibri entre les principals comunitats de microorganismes implicades en la sedimentació de la biomassa: els bacteris formadors de flòcul i els bacteris filamentosos. Degut a aquest origen microbiològic, la seva identificació i control no és una tasca fàcil pels caps de planta. Els Sistemes de Suport a la Presa de Decisions basats en el coneixement (KBDSS) són un grup d'eines informàtiques caracteritzades per la seva capacitat de representar coneixement heurístic i tractar grans quantitats de dades. L'objectiu de la present tesi és el desenvolupament i validació d'un KBDSS específicament dissenyat per donar suport als caps de planta en el control dels problemes de separació de sòlids d'orígen microbiològic en els sistemes de fangs activats. Per aconseguir aquest objectiu principal, el KBDSS ha de presentar les següents característiques: (1) la implementació del sistema ha de ser viable i realista per garantir el seu correcte funcionament; (2) el raonament del sistema ha de ser dinàmic i evolutiu per adaptar-se a les necessitats del domini al qual es vol aplicar i (3) el raonament del sistema ha de ser intel·ligent. En primer lloc, a fi de garantir la viabilitat del sistema, s'ha realitzat un estudi a petita escala (Catalunya) que ha permès determinar tant les variables més utilitzades per a la diagnosi i monitorització dels problemes i els mètodes de control més viables, com la detecció de les principals limitacions que el sistema hauria de resoldre. Els resultats d'anteriors aplicacions han demostrat que la principal limitació en el desenvolupament de KBDSSs és l'estructura de la base de coneixement (KB), on es representa tot el coneixement adquirit sobre el domini, juntament amb els processos de raonament a seguir. En el nostre cas, tenint en compte la dinàmica del domini, aquestes limitacions es podrien veure incrementades si aquest disseny no fos òptim. En aquest sentit, s'ha proposat el Domino Model com a eina per dissenyar conceptualment el sistema. Finalment, segons el darrer objectiu referent al seguiment d'un raonament intel·ligent, l'ús d'un Sistema Expert (basat en coneixement expert) i l'ús d'un Sistema de Raonament Basat en Casos (basat en l'experiència) han estat integrats com els principals sistemes intel·ligents encarregats de dur a terme el raonament del KBDSS. Als capítols 5 i 6 respectivament, es presenten el desenvolupament del Sistema Expert dinàmic (ES) i del Sistema de Raonament Basat en Casos temporal, anomenat Sistema de Raonament Basat en Episodis (EBRS). A continuació, al capítol 7, es presenten detalls de la implementació del sistema global (KBDSS) en l'entorn G2. Seguidament, al capítol 8, es mostren els resultats obtinguts durant els 11 mesos de validació del sistema, on aspectes com la precisió, capacitat i utilitat del sistema han estat validats tant experimentalment (prèviament a la implementació) com a partir de la seva implementació real a l'EDAR de Girona. Finalment, al capítol 9 s'enumeren les principals conclusions derivades de la present tesi.