Metodologia de disseny conceptual d'estacions depuradores d'aigües residuals que combina el procés de decisió jeràrquic amb l'anàlisi de decisions multicriteri

La present tesi proposa una metodologia de disseny conceptual d'estacions depuradores d'aigües residuals (EDAR) mitjançant la combinació del procés de decisió jeràrquic i l'anàlisi de decisions multicriteri. El document s'inicia amb una breu introducció als principals camps abordats pel treball: el disseny dels processos químics en general, el disseny de les estacions depuradores d'aigües residuals en particular, i l'anàlisi de decisions multicriteri aplicada a la gestió ambiental. Seguidament, es fixen els objectius del treball i es descriuen tant la metodologia com el material de suport informàtic utilitzats. Per validar i contrastar la metodologia de disseny presentada, es desenvolupa un cas d'estudi on es porta a terme el disseny conceptual d'una EDAR que presenta els mateixos requeriments que l'EDAR que opera actualment al municipi de Granollers. Inicialment es presenta la informació de partida i tot seguit es defineixen els objectius de disseny, així com el conjunt de criteris que s'utilitzaran per avaluar en quina mesura es compleixen aquests objectius. Els objectius de disseny són de diferents tipus: ambientals, tècnics, socials i econòmics, i el conjunt de criteris utilitzats, concretament 33, també es classifica segons aquestes quatre categories. Cadascun dels criteris presenta un determinat pes d'importància relativa en la presa de decisions. Finalment, es desenvolupa tot el procés de decisió fins a obtenir el disseny complet de l'EDAR. El procés de decisió s'ha dividit en dues parts diferenciades però que alhora s'entrellacen: la línia d'aigua i la línia de fang. El procés de decisió presenta un total de divuit qüestions amb un màxim de quatre alternatives per pregunta (dotze qüestions corresponen a la línia d'aigua, i sis a la línia de fangs). Per solucionar cadascuna d'aquestes qüestions, s'avaluen les alternatives proposades respecte a un conjunt de criteris triats de la llista inicial. Aplicant el procés de decisió multicriteri anomenat SMART (simple multiattribute rating technique), es combinen els resultats de les alternatives respecte a cada criteri, tenint en compte la importància de cada criteri per obtenir un sol valor per alternativa. Per quantificar els criteris referents a l'operació del procés i les de tipus econòmic s'han utilitzat els programes GPS-X i CapdetWorks respectivament. Pel que fa als criteris no quantificats mitjançant aquests programes, s'han resolt de manera qualitativa i mitjançant manuals de disseny i també tenint en compte l'opinió d'experts en aquest camp. L'alternativa que obté un pes més elevat és la recomanada per al procés de decisió. El cas d'estudi finalitza un cop s'obté el disseny complet de l'EDAR. Per integrar tots aquests elements que hem esmentat i donar suport al desenvolupament del procés de decisió s'ha utilitzat el programa DRAMA (Design Rationale Management). A continuació, es fa una anàlisi comparativa entre l'EDAR que hi ha actualment al municipi de Granollers i l'EDAR resultat del cas d'estudi. Es descriu el diagrama de flux que conforma l'EDAR de Granollers i el diagrama de flux de l'EDAR resultat de l'estudi, se'n fa una anàlisi comparativa justificant cadascuna de les decisions preses en el cas d'estudi i, finalment, es fa una discussió de resultats on es reflecteixen els avantatges associats d'aplicar la metodologia de disseny conceptual proposada. Finalment, es presenten les conclusions de la tesi. Els principals resultats de la tesi es van publicar el 2002 a la revista internacional Industrial and Engineering Chemistry Research (N. Vidal, R. Bañares-Alcántara, I. Rodríguez-Roda i M. Poch: "Design of wastewater treatment plants using a conceptual design methodology", Industrial and Engineering Chemistry Research, 41 (20), pàg. 4993-5005) i la continuació de la línia de recerca al Laboratori d'Enginyeria Química i Ambiental de la UdG ha comportat la presentació del treball de recerca de Xavi Flores "Procés de decisió jeràrquic combinat amb anàlisi multicriteri per al suport al disseny conceptual de sistemes de fangs actius d'una estació depuradora d'aigües residuals" i la presentació dels resultats parcials al congrés internacional de la 9th IWA Conference on Design, Operation and Economics of Large Wastewater Treatment, que va tenir lloc el setembre passat a Praga ("Combining hierarchical decision process with multi-criteria analysis for conceptual design of WWTP", X. Flores, N. Vidal, A. Bonmatí, J. B. Copp i I. Rodríguez-Roda).

Selecció d'espais oberts a recuperar i propostes d'ús: una aproximació per anàlisi espacial i multicriteri

Dins de matrius eminentment forestals, els espais oberts agrícoles juguen un paper important diversificant els hàbitats i, de retruc, donant cabuda a l’ecosistema a un nombre d’espècies que d’ells depenen en tots o en alguns moments del seu cicle biològic. La pèrdua d’espais agrícoles tradicionals va més enllà de la pèrdua de varietats agrícoles i ramaderes i de flora arvense associada, i afecta també a molts d’altres organismes. A més de la seva importància directa en la biodiversitat, els espais oberts agrícoles també representen un trencament de la continuïtat del combustible i requereixen el manteniment de vies d’accés, tot coadjuvant a mantenir un paisatge amb un menor risc d’incendi. La zona d’estudi ha estat els Parcs Naturals de Sant Llorenç de Munt i L’Obac, i Garraf, Olèrdola i Foix. Hem considerat de forma simplificada el paisatge dels Parcs com a mosaics amb diferents fases (arbrat dens, arbustiu dens, espais oberts, roquissars i petites zones urbanes) i pressuposa que l’objectiu de la gestió dels Parcs és la conservació d’aquests mosaics i no la seva uniformització en paisatges forestals continus. Hem localitzat e inventariat els espais oberts agrícoles actius i abandonats (recentment i des de 1957) de la zona com a capes SIG, tot associant a cada espai el conjunt de característiques necessàries per la seva gestió i organitzant-los en una Base de Dades lligada a les capes SIG. Un cop fet això, i per tal d’ordenar les actuacions de recuperació, hem establert un sistema de priorització dels espais candidats a través d’anàlisi multi-criteri. En aquesta priorització, ha jugat un paper destacat l’impacte de l’eventual recuperació de cada espai en la geometria del mosaic, la qual cosa ha requerit anàlisi i simulació espacial. Finalment, hem elaborat un conjunt de projectes d’actuació en certs espais concrets per a que serveixin com a models d’actuació.

Conceptual design of wastewater treatment plants using multiple objectives

La implementació de la Directiva Europea 91/271/CEE referent a tractament d'aigües residuals urbanes va promoure la construcció de noves instal·lacions al mateix temps que la introducció de noves tecnologies per tractar nutrients en àrees designades com a sensibles. Tant el disseny d'aquestes noves infraestructures com el redisseny de les ja existents es va portar a terme a partir d'aproximacions basades fonamentalment en objectius econòmics degut a la necessitat d'acabar les obres en un període de temps relativament curt. Aquests estudis estaven basats en coneixement heurístic o correlacions numèriques provinents de models determinístics simplificats. Així doncs, moltes de les estacions depuradores d'aigües residuals (EDARs) resultants van estar caracteritzades per una manca de robustesa i flexibilitat, poca controlabilitat, amb freqüents problemes microbiològics de separació de sòlids en el decantador secundari, elevats costos d'operació i eliminació parcial de nutrients allunyant-les de l'òptim de funcionament. Molts d'aquestes problemes van sorgir degut a un disseny inadequat, de manera que la comunitat científica es va adonar de la importància de les etapes inicials de disseny conceptual. Precisament per aquesta raó, els mètodes tradicionals de disseny han d'evolucionar cap a sistemes d'avaluació mes complexos, que tinguin en compte múltiples objectius, assegurant així un millor funcionament de la planta. Tot i la importància del disseny conceptual tenint en compte múltiples objectius, encara hi ha un buit important en la literatura científica tractant aquest camp d'investigació. L'objectiu que persegueix aquesta tesi és el de desenvolupar un mètode de disseny conceptual d'EDARs considerant múltiples objectius, de manera que serveixi d'eina de suport a la presa de decisions al seleccionar la millor alternativa entre diferents opcions de disseny. Aquest treball de recerca contribueix amb un mètode de disseny modular i evolutiu que combina diferent tècniques com: el procés de decisió jeràrquic, anàlisi multicriteri, optimació preliminar multiobjectiu basada en anàlisi de sensibilitat, tècniques d'extracció de coneixement i mineria de dades, anàlisi multivariant i anàlisi d'incertesa a partir de simulacions de Monte Carlo. Això s'ha aconseguit subdividint el mètode de disseny desenvolupat en aquesta tesis en quatre blocs principals: (1) generació jeràrquica i anàlisi multicriteri d'alternatives, (2) anàlisi de decisions crítiques, (3) anàlisi multivariant i (4) anàlisi d'incertesa. El primer dels blocs combina un procés de decisió jeràrquic amb anàlisi multicriteri. El procés de decisió jeràrquic subdivideix el disseny conceptual en una sèrie de qüestions mes fàcilment analitzables i avaluables mentre que l'anàlisi multicriteri permet la consideració de diferent objectius al mateix temps. D'aquesta manera es redueix el nombre d'alternatives a avaluar i fa que el futur disseny i operació de la planta estigui influenciat per aspectes ambientals, econòmics, tècnics i legals. Finalment aquest bloc inclou una anàlisi de sensibilitat dels pesos que proporciona informació de com varien les diferents alternatives al mateix temps que canvia la importància relativa del objectius de disseny. El segon bloc engloba tècniques d'anàlisi de sensibilitat, optimització preliminar multiobjectiu i extracció de coneixement per donar suport al disseny conceptual d'EDAR, seleccionant la millor alternativa un cop s'han identificat decisions crítiques. Les decisions crítiques són aquelles en les que s'ha de seleccionar entre alternatives que compleixen de forma similar els objectius de disseny però amb diferents implicacions pel que respecte a la futura estructura i operació de la planta. Aquest tipus d'anàlisi proporciona una visió més àmplia de l'espai de disseny i permet identificar direccions desitjables (o indesitjables) cap on el procés de disseny pot derivar. El tercer bloc de la tesi proporciona l'anàlisi multivariant de les matrius multicriteri obtingudes durant l'avaluació de les alternatives de disseny. Específicament, les tècniques utilitzades en aquest treball de recerca engloben: 1) anàlisi de conglomerats, 2) anàlisi de components principals/anàlisi factorial i 3) anàlisi discriminant. Com a resultat és possible un millor accés a les dades per realitzar la selecció de les alternatives, proporcionant més informació per a una avaluació mes efectiva, i finalment incrementant el coneixement del procés d'avaluació de les alternatives de disseny generades. En el quart i últim bloc desenvolupat en aquesta tesi, les diferents alternatives de disseny són avaluades amb incertesa. L'objectiu d'aquest bloc és el d'estudiar el canvi en la presa de decisions quan una alternativa és avaluada incloent o no incertesa en els paràmetres dels models que descriuen el seu comportament. La incertesa en el paràmetres del model s'introdueix a partir de funcions de probabilitat. Desprès es porten a terme simulacions Monte Carlo, on d'aquestes distribucions se n'extrauen números aleatoris que es subsisteixen pels paràmetres del model i permeten estudiar com la incertesa es propaga a través del model. Així és possible analitzar la variació en l'acompliment global dels objectius de disseny per a cada una de les alternatives, quines són les contribucions en aquesta variació que hi tenen els aspectes ambientals, legals, econòmics i tècnics, i finalment el canvi en la selecció d'alternatives quan hi ha una variació de la importància relativa dels objectius de disseny. En comparació amb les aproximacions tradicionals de disseny, el mètode desenvolupat en aquesta tesi adreça problemes de disseny/redisseny tenint en compte múltiples objectius i múltiples criteris. Al mateix temps, el procés de presa de decisions mostra de forma objectiva, transparent i sistemàtica el perquè una alternativa és seleccionada en front de les altres, proporcionant l'opció que més bé acompleix els objectius marcats, mostrant els punts forts i febles, les principals correlacions entre objectius i alternatives, i finalment tenint en compte la possible incertesa inherent en els paràmetres del model que es fan servir durant les anàlisis. Les possibilitats del mètode desenvolupat es demostren en aquesta tesi a partir de diferents casos d'estudi: selecció del tipus d'eliminació biològica de nitrogen (cas d'estudi # 1), optimització d'una estratègia de control (cas d'estudi # 2), redisseny d'una planta per aconseguir eliminació simultània de carboni, nitrogen i fòsfor (cas d'estudi # 3) i finalment anàlisi d'estratègies control a nivell de planta (casos d'estudi # 4 i # 5).

Energy policies for rural electrification: a social multi-criteria evaluation approach

In this article, a real-world case- study is presented with two general objectives: to give a clear and simple illustrative example of application of social multi-criteria evaluation (SMCE) in the field of rural renewable energy policies, and to help in understanding to what extent and under which circumstances solar energy is suitable for electrifying isolated farmhouses. In this sense, this study might offer public decision- makers some insight on the conditions that favour the diffusion of renewable energy, in order to help them to design more effective energy policies for rural communities.

Social Multi-Criteria Evaluation (SMCE)

The main argument developed here is the proposal of the concept of “Social Multi-Criteria Evaluation” (SMCE) as a possible useful framework for the application of social choice to the difficult policy problems of our Millennium, where, as stated by Funtowicz and Ravetz, “facts are uncertain, values in dispute, stakes high and decisions urgent”. This paper starts from the following main questions: 1. Why “Social” Multi-criteria Evaluation? 2. How such an approach should be developed? The foundations of SMCE are set up by referring to concepts coming from complex system theory and philosophy, such as reflexive complexity, post-normal science and incommensurability. To give some operational guidelines on the application of SMCE basic questions to be answered are: 1. How is it possible to deal with technical incommensurability? 2. How can we deal with the issue of social incommensurability? To answer these questions, by using theoretical considerations and lessons learned from realworld case studies, is the main objective of the present article.

Indicators and evaluation tools for the assessment of urban sustainability

This paper attempts to provide an explanation of why reductionistic approaches are not adequate to tackle the urban sustainability issue in a consistent way. Concepts such as urban environmental carrying capacity and ecological footprint are discussed. Multicriteria evaluation is proposed as a general multidimensional framework for the assessment of urban sustainability. This paper deals with the following main topics: 1) definition of the concept of urban sustainability 2) discussion of relevant sustainability indicators 3) multicriteria evaluation as a framework for the assessment of urban sustainability 4) an illustrative example.

Unitat funcional d’atenció oncològica: anàlisi d’un recurs per a la presa de decisió multidisciplinària en càncer.

Es tracta d’un treball que vol contribuir a l’actualització i difusió d’un recurs assistencial denominat Unitat Funcional d’Atenció Oncològica (UFAO) creat entre l’Institut Català d’Oncologia (ICO) i l’Hospital de Bellvitge (HUB). L’objectiu d’una UFAO, és aconseguir la màxima supervivència amb la menor morbiditat possible en pacients diagnosticats de càncer. El model d’atenció d’una UFAO s’inicia davant de la sospita d’un càncer, passant per la confirmació diagnòstica del mateix i incidint en la presa de decisions més adequada de cara al tractament a seguir. Per aquest motiu, es realitza un estudi del recurs des d’un punt de vista de l’eficiència, des d’un análisi de cost, des de la defincició d’un mapa de procés i des de la identificació de propostes d’evolució de futur. Les conclusions serien: - Està científicament demostrat que el treball multidisciplinari en càncer millora els resultats. - La UFAO seria un recurs eficient des de la sospita fins al diagnòstic compert de la malaltia. - L’adherencia a les guies de pràctica clínica demostren també l’eficiència d’una UFAO. - Més del 80% del cost d’una UFAO són la suma de despeses de personal i proves complementàries. - La definició del primer mapa de procés básic d’una UFAO ha de permetre disminuir les diferències entre UFAO. - Segons un grup focal de pacients, consideren que la UFAO els hauria de realitzar seguiment després d’haver realitzat tots els tractaments. - Es considera que la UFAO és un recurs per la presa de decisions en càncer.

La modificació del criteri d'adquisició de la personalitat civil: una anàlisi des del dret civil català

Malgrat que des de feia ja molt de temps existien raons socials, mediques i jurídiques més que suficients, han tingut de passar més de cent vint anys (1889-2011) per a que es dugués a terme la necessària reforma de l’obsolet article 30 CC. mitjançant la qual s’ha prescindit, per fi, de l’estranya, per anòmala, i criticada condicio iuris – figura humana i supervivència independent més enllà de les primeres 24 hores – que caracteritzava l’adquisició de la personalitat civil en el Dret espanyol, sense parangó en els ordenaments del seu entorn jurídic. El nou criteri, fonamentat únicament en el naixement entès des de la seva consideració jurídica – despreniment del claustre matern -, permet prescindir, des d’aquest “moment”, de qualsevol limitació a la projecció jurídica, tant personal com patrimonial, del nounat, incloent per tant els efectes successoris mortis causa. El desencadenant de la novetat legislativa, vehiculada per la nova Llei del Registre Civil (2011), no fou un altre que la regulació dispensada amb anterioritat (2010) per l’article 211-1.1 del Codi civil de Catalunya, que va fer descansar ja en el mer naixement l’atribució de la personalitat civil. Tant la tramitació parlamentària de la modificació de l’art. 30 CC. com el desenvolupament de la qüestió competencial plantejada pel Govern de l’Estat en contra del precepte català, confirmen, en un procés de mútua interferència, la influencia determinant que sobre la reforma duta a terme va tenir la decisió de Catalunya de legislar sobre aquesta matèria.

Anàlisi de viabilitat d'un entorn informàtic comú per al nou sistema de gestió de les biblioteques universitàries

Totes les universitats públiques catalanes, entre d'altres institucions, fan servir el programari VTLS per a la gestió de les seves biblioteques. Per a aquesta funció, cada universitat disposa d'un sistema propi en què esta instal·lada localment la base de dades del seu catàleg. El CBUC posseeix el catàleg col·lectiu, resultat de la fusió de tots els fons. En base a aquest últim es realitza la catalogació per còpia i la consulta global de tots els fons simultàniament. Aquest sistema de col·laboració ha estat pioner des de fa molts anys a Espanya, seguint les principals tendències internacionals. Però, en aquests moments, raons tecnològiques i de funcionalitat fan inevitable un canvi de sistema, davant el qual els membres del CBUC estan oberts a noves solucions tècniques i organitzatives que els proporcionin nous avantatges funcionals i econòmics. Per això, el CBUC ha analitzat l'oportunitat d'obrir un nou marc de col·laboració que es fonamentaria en l'establiment d'una instal·lació única i comuna per allotjar el nou sistema informàtic. Un cop analitzats els diferents escenaris possibles, l'opció que es proposa és tenir una aplicació individual per a cada institució compartint un únic sistema informàtic. L'èxit d'experiències internacionals similars avalen una col·laboració com aquesta. És especialment representativa la finlandesa: totes les biblioteques universitàries feien servir des de fa anys el programari VTLS per gestionar-se i van evolucionar conjuntament cap a un nou sistema comú, integrant els disset servidors locals de cada institució en un únic sistema global per a totes (Linnea2). Aquesta col·laboració suposaria l'adquisició d'un únic sistema informàtic que s'instal·laria al CESCA per allotjar les aplicacions de les diferents institucions. Aquestes hi accedirien a través de l'Anella Científica. L'administració de les aplicacions la faria el CBUC. Els principals avantatges que aportaria aquesta solució són: · Increment substancial de la disponibilitat del sistema. · Estalvis econòmics importants (entre 1.742.000 i 2.149.000 euros en cinc anys).

Anàlisi de pràctiques educatives vinculades amb les adequacions curriculars individualitzades

En aquesta recerca s’analitzen –des d’un enfocament educatiu inclusiu- les pràctiques més habituals vinculades a l’elaboració d’adequacions curriculars individualitzades per als alumnes amb necessitats educatives especials, a Catalunya, amb la finalitat d’identificar els aspectes que haurien de ser objecte de millora. La recerca s’ha fet en dues fases: En la primera, o estudi previ, s’han formulat les hipòtesis de treball i s’ha elaborat el qüestionari que, un cop validat, s’ha enviat a tots els Equips d’Assessorament Psicopedagògic (EAP) de Catalunya. En la segona fase s’han analitzat les dades recollides en les diferents respostes del qüestionari.

Self-selection consistent functions

This paper studies collective choice rules whose outcomes consist of a collection of simultaneous decisions, each one of which is the only concern of some group of individuals in society. The need for such rules arises in different contexts, including the establishment of jurisdictions, the location of multiple public facilities, or the election of representative committees. We define a notion of allocation consistency requiring that each partial aspect of the global decision taken by society as a whole should be ratified by the group of agents who are directly concerned with this particular aspect. We investigate the possibility of designing envy-free allocation consistent rules, we also explore whether such rules may also respect the Condorcet criterion.

In whose backyard? A generalized bidding approach

We analyze situations in which a group of agents (and possibly a designer) have to reach a decision that will affect all the agents. Examples of such scenarios are the location of a nuclear reactor or the siting of a major sport event. To address the problem of reaching a decision, we propose a one-stage multi-bidding mechanism where agents compete for the project by submitting bids. All Nash equilibria of this mechanism are efficient. Moreover, the payoffs attained in equilibrium by the agents satisfy intuitively appealing lower bounds..

Anàlisi de l'estructura d'aprenentatge en l'ensenyament de l'educació fí­sica en l'educació obligatòria

En el present treball de recerca s'analitza l'estructura d'aprenentatge que els mestres utilitzen en diverses classes d'educació física en l'educació obligatòria. El treball s'organitza en dues parts, una primera part on s'explica què s'entén per educació física i estructura d'aprenentatge i on es relacionen els objectius generals de l'àrea amb els tipus d'estructura d'aprenentatge, individualista, competitiva o cooperativa, més adient per tal d'aconseguir-los. I una segona part on es dissenyen els instruments per a l'anàlisi de l'estructura i l'aprenentatge i s'utilitzen per l'observació de les classes de cinc mestres de cinc escoles diferents de la comarca d'Osona. En les conclusions del treball s'analitza la idoneïtat dels instruments analitzats i es constata la gran utilització de l'estructura d'aprenentatge competitiva en les classes observades.

Anàlisi socio-ambiental dels usos tradicionals, actuals i futurs de les bordes : prova pilot a la zona del Bosc de Virós (Pallars Sobirà)

El present projecte ha estat desenvolupat entre l’octubre de 2006 i el febrer de 2007 per un equip de llicenciades en Ciències Ambientals per la Universitat Autònoma de Barcelona. L’objecte d’estudi han estat les bordes, construccions agro-ramaderes utilitzades tradicionalment per a emmagatzemar l’herba i estabular-hi el bestiar. L’àmbit d’estudi seleccionat ha estat el Bosc de Virós, contingut dins el municipi d’Alins, a la comarca del Pallars Sobirà, Catalunya. Part de la superfície estudiada es troba sota la protecció del Parc Natural de l’Alt Pirineu. Per a dur a terme aquest estudi, s’ha desenvolupat una metodologia d’estudi de bordes amb dues vessants diferenciades que requereixen de tècniques metodològiques específiques. La vessant tècnica d’aquestes construccions s’ha materialitzat en un inventari de bordes, desenvolupat a partir de dades obtingudes durant l’observació al camp. La vessant etnològica s’ha obtingut a través de la realització d’entrevistes als propietaris, usuaris i gestors de la zona. A partir de l’anàlisi dels resultats, s’ha detectat una pèrdua de la funció tradicional d’aquestes construccions, derivant a una diversificació dels usos i un elevat grau d’abandonament d’aquestes. La diagnosi de l’estat d’aquests edificis i la seva influència sobre l’entorn és que els nous usos desenvolupats generen pressions sobre el medi i que el desús implica la degradació de l’estructura, amb la conseqüent pèrdua de patrimoni.

L’experiència dels darrers vint anys: una anàlisi comparativa de les cerimònies olímpiques

Article publicat a Papers: revista de sociologia (no. 38, 1992), que presenta una reflexió sobre el significat cultural dels Jocs Olímpics i compara les cerimònies de Los Angeles'84 i Seül'88 en perspectiva als Jocs de Barcelona'92.