El "idiota espabilado": ¿hacia la destrucción de Gaia?

Charlas divulgativas 2010-2011

Modelado dinámico y control de maniobras de dispositivos submarinos

Es bien conocido por todos que la Primera Revolución Industrial, que tuvo su inicio en la segunda mitad del Siglo XVIII, conllevó un aumento del uso de los recursos energéticos que no se ha detenido para llegar a los niveles de desarrollo tecnológico, industrial y de calidad de vida, de los que se dispone en la actualidad. A simple vista podría intuirse que para disponer de un mayor nivel tecnológico, industrial, de confort, etc. sea necesario un mayor consumo de energía primaria. La actual generación de energía está principalmente basada en el procesamiento de los diversos compuestos del carbono (hidrocarburos, gases y productos derivados del petróleo), que son contaminantes y además, se agotan. Desde hace unas pocas décadas, la humanidad ha sido consciente que es necesario generar energía a partir de fuentes de origen renovable, y que además resulten menos contaminantes. Así, en la actualidad, se ha llegado a un estado de desarrollo avanzado para la explotación de diversas fuentes de energías como la eólica, a la vez que se comienza a mirar con realismo la posibilidad de explotación de diversas energías de origen marino. Se considera que las energías renovables procedentes de los océanos que se encuentran más desarrolladas tecnológicamente hablando, sin tener en cuenta la energía eólica fuera costa (offshore), son la denominada energía undimotriz o de las olas y la energía de las corrientes marinas, no necesariamente en este orden. El trabajo propuesto en esta Tesis se centra en este último recurso energético y, aunque no se dispone todavía de ningún dispositivo en fase de explotación comercial, la concepción, diseño y desarrollo de dispositivos para la extracción de energía de las corrientes, y su evolución, han sido relativamente rápidos e importantes en estos últimos años. Existen ya diferentes dispositivos en fase de pruebas con resultados muy prometedores. Aunque los dispositivos actuales se encuentran limitados a la explotación energética en zonas de poca profundidad, los diferentes estudios del recurso indican la necesidad de explotar corrientes marinas a mayores profundidades, para lo que se están desarrollando actualmente dispositivos, cuya evolución en lo que a sistemas de fondeo se refiere, está siendo muy parecida a la que se ha producido en los parques eólicos fuera costa, similar a su vez, a la evolución llevada a cabo en las plataformas oceánicas para la explotación de recursos petrolíferos (denominados oil & gas) que se extraen de profundidades cada vez mayores. Las soluciones tecnológicas que resulten válidas han de ser también económicamente viables, y en la actualidad se requiere todavía reducir costos en todas las fases de instalación, explotación y mantenimiento de estos dispositivos, sea cual sea su profundidad de operación. Uno de los focos de estudio para abaratar los costes de explotación en general, pasa por abaratar y reducir los costes en las maniobras necesarias de inmersión (de la superficie del mar a la profundidad de operación) y emersión (de la profundidad de operación a la superficie del mar) de estos dispositivos, para llevar a cabo tareas de mantenimiento in situ, en el mar, y sin necesidad de buques especializados ni de su transporte a tierra. En esta Tesis se propone, en primer lugar, un método para evaluar el ciclo de vida de diversos dispositivos de aprovechamiento de las corrientes marinas. Se evidencia que el coste de la energía así generada sigue siendo no plenamente competitivo, por lo que se requiere avanzar en el abaratamiento de costes, principalmente en la instalación y en su mantenimiento. Para ello se propone como novedad principal, introducir sistemas de control en lazo cerrado para realizar maniobras de instalación y mantenimiento de forma automática. También se aporta un modelo dinámico original y muy sencillo para dispositivos bajo estos movimientos de emersión/inmersión, a partir del cual se han desarrollado los algoritmos de control para el propósito mencionado, que no es otro sino automatizar en todo lo posible las maniobras completas. Los algoritmos de control propuestos han sido validados mediante simulación. Se proponen trayectorias de referencia de movimiento suaves (smooth) similares a las utilizadas en robótica. Estos movimientos de cambios de profundidad en lazo cerrado, combinados con secuencias de movimientos en bucle abierto para cuando el dispositivo interacciona en la superficie libre, han dado lugar a nuevas maniobras completas de instalación y mantenimiento que se presentan en esta Tesis, diferentes a las actuales. Finalmente, y como justificación de la viabilidad económica del método novedoso aportado, se ha realizado un estudio comparativo de los costes de la tecnología propuesta, frente a la tecnología actual. Este nuevo sistema de maniobras automáticas implica un ciclo de vida diferente para los dispositivos de aprovechamiento de la energía de las corrientes, ciclo que se cuantifica a partir de un dispositivo base que ha sido modificado y adaptado para la nueva tecnología propuesta, demostrando su viabilidad tanto técnica como económica. ABSTRACT It’s well known that the First Industrial Revolution started in the second half of the eighteenth century, carried the increasing of the use of energy resource which have not been stopped until reach the present technology, industrial evolution and daily life quality. On the surface, it can be known intuitively that a higher consumption of primary energy resource is demanded for benefiting from a higher technological industrial and daily life level. Today, the generation of energy is mainly based in the processing of carbon products (hydrocarbons, gases and petroleum products) which are pollutants, and additionally, are depleted. From a few decades ago, the humanity is aware the energy should be obtained from renewable resources, which besides, should be cleaner. So, at the present, a technical develop has been gained to exploit several energy source, as wind energy, and, at the same time, the extraction of the marine energy starts to seem as a reality. The renewable marine energies considered more advanced and technically developed, without keeping in mind, the offshore wind energy, are the wave energy and the tidal current energy, not necessarily in that order. This Thesis is focused in this last energy resource, and, although, any device is under commercial operation, the concept, design and develop of this type of devices to extract the tidal current energy and their evolution has been comparatively fast and important the last years. There are several devices under test with promising results. Even through the current devices are limited to lower depth areas, the several studies of the tidal energy resource suggest the need to exploit the marine current at greater depths to what is being developed devices, where their evolution in the anchoring system is being very similar to the evolution performed in the offshore wind farms, which is at the same time, similar to the evolution in the oil and gas exploitation which are extracted to greatest depths. Viable technical solutions should be also viable economically and nowadays the cost in all phases of the project (installation, maintenance and operation) should be decreased whatever the operation depth is. One focus of study to lower the operation cost is the cost decreasing of immersion manoeuvring operations (from sea surface to the operation depth) and immersion manoeuvring operations (from operation depth to the sea surface), therefore the maintenance operations can be performed on – site, in the sea, and no specialized vessels are required to transport the devices from the sea to shore. In this dissertation, firstly is proposed a method to evaluate the life cycle of the tidal energy current devices. It is proved the energy generated by these devices is not fully competitive; therefore, the cost falling is mainly an objective in the installation and the maintenance operations. For that, it is proposed as main novelty, the using of closed loop control systems to perform the automatic installation and manoeuvring operations. It is also contributed with an original and simple dynamic model and for controlling the immersion/emersion movements of these devices, from which the control algorithms are developed in order to automate as much as possible the complete manoeuvring. The control algorithms proposed has been validated by simulations. Reference paths with smooth movements, similar which are used in robotics, are suggested. These movements to change the depth using closed loop control, combined with the sequences in open loop movements when the device is in free surface, have been development for a new complete manoeuvring to installation and maintenance operations which are advanced in this Thesis and they are different to the present manoeuvrings. Finally and as justification of the economic viability of this original method, a comparative cost study between the technology proposed and the current technology is performed. This new automatic manoeuvring system involves a different life cycle for the tidal energy current devices, cycle that is quantified from a base device which has been modified and adapted for the new proposed technology, showing the technical and economic viability.

Mediterranean outflow and its link with upstream conditions in Alboran Sea

The Western Alboran Gyre (WAG) at the eastern entrance of the Strait of Gibraltar can influence the Mediterranean outflow (MOW) by favoring or hampering the flow of Levantine and Western Mediterranean (LIW and WMDW) waters, the main constituents of the MOW. Observations collected at Camarinal sill in the Strait and AVISO data are used to investigate this issue.

Calidad de las aguas de baño en playas turísticas del sur de Gran Canaria. Influencia de factores climáticos: tormentas de lluvias, oleajes y corrientes superficiales marinas. Un estudio a largo plazo

[ES]La Directiva europea 2006/7/CE de gestión de la calidad de las aguas de baño define los criterios para clasificar las playas con arreglo a su Calidad, obtenida a partir del percentil 95 de las concentraciones de Escherichia coli y enterococos intestinales de una serie de muestras, tomadas en cada punto de baño siguiendo un calendario de control dentro de la temporada de baños, que en Canarias tiene un año natural de duración. Durante un largo tiempo (1996-2008) se tomaron muestras de cuatro importantes playas del sur de Gran Canaria cada quince días y se elaboró un informe anual, basado en los preceptos de la legislación vigente en esos años, Directiva 76/160/CEE. Al aplicar los criterios de calidad de la nueva Directiva observamos que las playas consideradas no habrían alcanzado la Calidad Excelente en todos los años de estudio. De hecho, las playas de Maspalomas y de El Inglés incumplirían la normativa la mitad de los años. Los resultados de los análisis bacteriológicos mostraron un comportamiento que se repetía a lo largo de los años. Durante los meses de primavera-verano, se obtenían bajas concentraciones de indicadores bacterianos de contaminación, mientras que en otoño-invierno, coincidiendo con las borrascas de Sur-Suroeste, se alcanzaban valores bacterianos de 102 y 103 /100 ml, suficientes para elevar el percentil 95 por encima de los límites de calidad. El principal factor de contaminación son las aguas de escorrentía que desembocan en las playas de baño mezcladas con las aguas residuales procedentes de la red sanitaria en la que se producen inundaciones y desbordamientos causados por el enorme caudal de pluviales. Se plantea así un problema de difícil solución.

Caracterización de los sistemas de protección basados en materiales naturales destinados al control de la socavación en obras marítimas presentes en instalaciones eólicas marinas

El fenómeno de la socavación puede poner en peligro la operatividad o la seguridad de estructuras offshore comprometiendo su estabilidad global. Hasta el momento, la gran mayoría de las investigaciones destinadas a estudiar el origen y el desarrollo de este fenómeno han estado centradas en entornos fluviales, bajo condiciones de corriente continua. En la última década, debido al crecimiento del mercado de la eólica marina, han surgido numerosos estudios para la caracterización de este fenómeno en el entorno marino, teniendo en cuenta que estas estructuras se encuentran sometidas de forma simultánea a los efectos de la corriente y el oleaje, y las corrientes provocadas por las mareas. Ante la observada carencia de criterios existentes para el diseño de protecciones frente a la socavación, la presente Tesis Doctoral surge con el objetivo principal de desarrollar una serie de recomendaciones que permitan mejorar y optimizar el diseño de estas estructuras, teniendo en cuenta no sólo los parámetros geométricos de las cimentaciones de los aerogeneradores, o la propia erosión, sino también, variables características del oleaje como la altura de ola, el periodo o la longitud de onda, así como la profundidad o la batimétrica de la cimentación. La caracterización de los sistemas de protección basados en materiales naturales destinados al control de la socavación en obras marítimas presentes en instalaciones eólicas marinas no es el único objetivo alcanzado en la presente Tesis Doctoral. A través de la calibración del parámetro de altura de ola adimensional (H0) en diferentes parques eólicos europeos, y de acuerdo al criterio propuesto por Van der Meer (1988), se propone la clasificación de este tipo de estructuras de protección, basadas en material granular o escollera. La información recopilada sobre la socavación registrada en numerosos parques eólicos con protección también ha permitido estudiar la funcionalidad de este tipo de protecciones instaladas hasta la fecha. Asímismo, gracias al conocimiento adquirido sobre el fenómeno de la socavación, se plantea una propuesta para la mejora de la caracterización de este fenómeno en ambiente marino basada en el estudio de la influencia del campo de aceleraciones. La presente Tesis Doctoral permite mejorar el diseño de las protecciones frente a la socavación que se utilizan en parques eólicos marinos teniendo en cuenta las acciones del clima marítimo, supliendo de este modo las carencias que hasta el momento presentan las formulaciones existentes, las cuales únicamente toman en consideración la geometría de las cimentaciones, el ángulo de rozamiento interno del terreno y la estimación de la máxima socavación que puede llegar a producirse. Scour phenomenon jeopardizes the stability and functionality of offshore structures compromising its overall stability. So far, most studies about the origin and the development of this phenomenon have been focused on river environments (under steady current conditions). In the last decade a lot of research projects about the characterization of this phenomenon have been carried out due to the growth of offshore wind industry. These projects take into account that these structures are subjected simultaneously to current, waves and tidal effects. This PhD Thesis arises due to the current lack of criteria for the design of scour protections. Its main objective is to develop some recommendations to improve and to optimize the design of scour protection structures. For that it is necessary to take into account not only the geometrical parameters of foundations or the erosion forecasted, but also wave variables such as wave height, wave period or wavelength. Characterization of protection systems based on natural materials for the control of the scour in offshore wind farms was not the only goal achieved in this PhD Thesis. Through the calibration of the dimensionless wave height parameter (H0) in different European offshore wind farms, and according to the criteria proposed by Van der Meer (1988), a classification of these protection structures based on natural elements (rocks or riprap) has been proposed. Scour data registered in numerous offshore wind farms with scour protection systems also allowed to study the functionality of this type of protection installed up to now. Thanks to the knowledge acquired about the scour development, a proposal for the improvement of the characterization of this phenomenon in marine environment is proposed. This has been based on the study of the influence of the acceleration parameters. This PhD Thesis improves the design of scour protections used in offshore wind facilities taking into account maritime climate actions. To solve the current formulae deficiencies only considering the foundation geometry, the internal friction angle of the seabed and the maximum scour depth forecasted.

Conversaciones de Ulloa con sus tres hijos en servicio de la marina instructivas y curiosas : sobre las navegaciones y modo de hacerlas, el pilotage y la maniobra : noticia de vientos, mares, corrientes, páxaros, pescados y anfibios, y de los fenómenos que se observan en los mares en la redondez del globo/

Incluye a partir de la pág. 233 un vocabulario de voces marinas.

Presencia de Triatoma sordida Stäl, 1859 en ecotopos urbanos de la ciudad de Corrientes, Argentina

Con el objeto de verificar la presencia de T. sordida Stäl 1859, en ecotopos urbanos de la ciudad de Corrientes, Argentina se tomaron como base un habitat extradomiciliario y la vivienda humana. En el palomar situado en el Parque Mitre fue realizado un censo completo de población de T. sordida para lo cual fueron disecados 400 nidos de paloma (Columbia livia). Los ejemplares de triatominos detectados en las viviendas fueron enviados por los pobladores al Laboratorio de Artrópodos. Los triatominos fueron determinados sistemáticamente y por clase de edad. La materia fecal de los mismos fue examinada al microscopio para la identificación del Trypanosoma cruzi. En el palomar se colectaron: 6 huevos, 45 ninfas de primer estadío, 110 ninfas de segundo estadío, 226 ninfas de tercer estadío, 303 ninfas de cuarto estadío, 1.103 ninfas de quinto estadío, 12 hembras y 11 machos. Se constató la presencia de esta especie en 27 viviendas localizadas en 8 barrios de la Ciudad. Se capturaron 13 huevos, 33 ninfas de diferentes estadíos, 27 hembras y 9 machos, totalizando 82 individuos. Ningún triatomino resultó infectado por T. cruzi. Los adultos de T. sordida se desplazaron hacia el domicilio en primavera y verano. Es de destacar que el 33% del material hallado en las viviendas correspondió a hembras. Se ha comprobado la adaptación de T. sordida a un habitat extradomiciliario y su tendencia a invadir la vivienda humana, hecho que se debería ser tenido en cuenta en los programas de control de vectores.

Contribución al conocimiento de los reservorios del Trypanosoma cruzi (Chagas,1909) en la Provincia de Corrientes, Argentina

Con el propósito de identificar a reservorios del Trypanosoma cruzi se investigaron 60 mamíferos en los Departamentos Capital y San Luis del Palmar. Se examinaron: primates, roedores, marsupiales, carnívoros y edentados; 40 vivían en cautiverio y 20 fueron capturados mediante trampas en una comunidad rural forestal. Los mamíferos fueron analizados por xenodiagnóstico, empleándose ninfas de 3o o 4o estadío de Triatoma infestans ayunadas durante 2 semanas. Las heces de los triatominos fueron observadas al microscopio (400x) a los 30, 60 y 90 días post-alimentación. En 2 Saimiri sciureus y en 1 Cebus apella se constató infección por tripanosomas cruziformes. Se concluye que la parasitemia detectada fue baja. La presencia de Didelphis albiventris, reservorio potencial del Trypanosoma cruzi , en una zona de transmisión activa del parásito representa un factor de riesgo, por lo que son necesarias futuras investigaciones epidemiológicas para determinar la real diagnosis de esta parasitosis en la provincia de Corrientes, Argentina.

Triatomines Involved in Domestic and Wild Trypanosoma cruzi Transmission in Concepción, Corrientes, Argentina

An entomological and serological survey was performed in three localities of the Department of Concepción, Province of Corrientes, Argentina in 1998 and 1999, to identify triatomines species involved in domestic and wild transmission of Chagas disease. Triatomines were collected by man/hour capture in 32 houses randomly selected and 44 nearby outdoor ecotopes. Trypanosoma cruzi infection in triatomines was assessed by direct microscopic observation (400x) of feces and polymerase chain reaction. Serological techniques used for people were Indirect Hemagglutination Test and Indirect Fluorescent Test. Triatomines were collected in 28.1% of the houses and 31.8% of the wild biotopes. Triatoma infestans (Klug 1834) was exclusively found indoors and T. cruzi infected 60% of them. Triatoma sordida (Stål 1859) was mainly found in extradomestic ecotopes where trypanosome infection rate reached 12.7%. Serological study of 98 local people showed that 29.6% were seroreactive; most of their houses were closed to wild biotopes colonized by T. sordida. Results indicate that there is an active T. infestans mediated transmission of Chagas disease in this zone that yields important human prevalence and that the populations of T. sordida in wild biotopes not only sustain the wild T. cruzi cycle but also represent an actual risk for people living in the area.

Tegumentary leishmaniasis outbreak in Bella Vista City, Corrientes, Argentina during 2003

Bella Vista City, Corrientes, Argentina, reported an epidemic outbreak of tegumentary leishmaniasis during 2003. The mean age of the 31 cases was 25.0 ± 13.7 years old, with a sex ratio male:female 1.8, and without mucosal involvement. They clustered in two contiguous neighbourhoods, 96% in the periurban border and 4% in the peripheral outskirts. The transmission peak was estimated to have occurred during April 2003. Four species (3608 sand flies) were captured in nine sites: Lutzomyia neivai (90.1%), Lu. pessoai (8.9%), Lu. migonei (0.8 %), and Brumptomyia avellari (0.2 %). The outskirts/rural capture ratio of Lu. neivai was up to 3, and the outskirts/periurban up to 200. Therefore, the 'urban' transmission in this southernmost known focus is still an ecotone-border associated risk. The changes in human distribution or activities, patches of the secondary vegetation, periurban streams, rainfall of the previous year, and river period floods could all contribute to 'urban' outbreaks in the region. Tegumentary leishmaniasis risk should be assessed for any project that involves changes in land use throughout an endemic area.

Intermediate and definitive hosts of Schistosoma mansoni in Corrientes province, Argentina

Corrientes province is located in the humid subtropical region of Argentina northeast on the left riverbank of Paraná River in the border with the South of Brazil. This is a region without schistosomiasis but planorbid and rodents that would serve as host of the life cycle of Schistosoma mansoni inhabit here. The objective of this work is to know the role of rodent as definitive host of schistosomiasis. Biomphalaria tenagophila (4 to 8 mm Ø) from Maloyas, exposed each to 10 miracidia of SJ2 strain of S. mansoni natives from Brazil were susceptible (5%). The degree of compatibility was Class II of Frandsen. Five wild rodents captured in the same ecological niche were exposed transcutaneously to infection with 40 cercariae for animal: two Olygoryzomys flavescens, two Holochilus braziliensis, and one Scapteromys tuncidus. Only one H. braziliensis eliminated eggs in feces. Prepatent period was of 83 days. With these feces, two of six (33.3%) B. tenagophila from Maloyas were infected with miracidium. It was demonstrated, in an area free of schistosomiasis, that life cycle S. mansoni is closed with planorbid and rodents that live in the same ecological niche.