Artificial Snow Optimization in Winter Sport Destinations Using a Multi-agent Simulation

This paper presents the Juste-Neige system for predicting the snow height on the ski runs of a resort using a multi-agent simulation software. Its aim is to facilitate snow cover management in order to i) reduce the production cost of artificial snow and to improve the profit margin for the companies managing the ski resorts; and ii) to reduce the water and energy consumption, and thus to reduce the environmental impact, by producing only the snow needed for a good skiing experience. The software provides maps with the predicted snow heights for up to 13 days. On these maps, the areas most exposed to snow erosion are highlighted. The software proceeds in three steps: i) interpolation of snow height measurements with a neural network; ii) local meteorological forecasts for every ski resort; iii) simulation of the impact caused by skiers using a multi-agent system. The software has been evaluated in the Swiss ski resort of Verbier and provides useful predictions.

Glutamatergic regulation of mitochondrial ion dynamics in astrocytes

Résumé grand public :Le cerveau se compose de cellules nerveuses appelées neurones et de cellules gliales dont font partie les astrocytes. Les neurones communiquent entre eux par signaux électriques et en libérant des molécules de signalisation comme le glutamate. Les astrocytes ont eux pour charge de capter le glucose depuis le sang circulant dans les vaisseaux sanguins, de le transformer et de le transmettre aux neurones pour qu'ils puissent l'utiliser comme source d'énergie. L'astrocyte peut ensuite utiliser ce glucose de deux façons différentes pour produire de l'énergie : la première s'opère dans des structures appelées mitochondries qui sont capables de produire plus de trente molécules riches en énergie (ATP) à partir d'une seule molécule de glucose ; la seconde possibilité appelée glycolyse peut produire deux molécules d'ATP et un dérivé du glucose appelé lactate. Une théorie couramment débattue propose que lorsque les astrocytes capturent le glutamate libéré par les neurones, ils libèrent en réponse du lactate qui servirait de base énergétique aux neurones. Cependant, ce mécanisme n'envisage pas une augmentation de l'activité des mitochondries des astrocytes, ce qui serait pourtant bien plus efficace pour produire de l'énergie.En utilisant la microscopie par fluorescence, nous avons pu mesurer les changements de concentrations ioniques dans les mitochondries d'astrocytes soumis à une stimulation glutamatergique. Nous avons démontré que les mitochondries des astrocytes manifestent des augmentations spontanées et transitoires de leur concentrations ioniques, dont la fréquence était diminuée au cours d'une stimulation avec du glutamate. Nous avons ensuite montré que la capture de glutamate augmentait la concentration en sodium et acidifiait les mitochondries des astrocytes. En approfondissant ces mécanismes, plusieurs éléments ont suggéré que l'acidification induite diminuerait le potentiel de synthèse d'énergie d'origine mitochondriale et la consommation d'oxygène dans les astrocytes. En résumé, l'ensemble de ces travaux suggère que la signalisation neuronale impliquant le glutamate dicte aux astrocytes de sacrifier temporairement l'efficacité de leur métabolisme énergétique, en diminuant l'activité de leurs mitochondries, afin d'augmenter la disponibilité des ressources énergétiques utiles aux neurones.Résumé :La remarquable efficacité du cerveau à compiler et propager des informations coûte au corps humain 20% de son budget énergétique total. Par conséquent, les mécanismes cellulaires responsables du métabolisme énergétique cérébral se sont adéquatement développés pour répondre aux besoins énergétiques du cerveau. Les dernières découvertes en neuroénergétique tendent à démontrer que le site principal de consommation d'énergie dans le cerveau est situé dans les processus astrocytaires qui entourent les synapses excitatrices. Un nombre croissant de preuves scientifiques a maintenant montré que le transport astrocytaire de glutamate est responsable d'un coût métabolique important qui est majoritairement pris en charge par une augmentation de l'activité glycolytique. Cependant, les astrocytes possèdent également un important métabolisme énergétique de type mitochondrial. Par conséquent, la localisation spatiale des mitochondries à proximité des transporteurs de glutamate suggère l'existence d'un mécanisme régulant le métabolisme énergétique astrocytaire, en particulier le métabolisme mitochondrial.Afin de fournir une explication à ce paradoxe énergétique, nous avons utilisé des techniques d'imagerie par fluorescence pour mesurer les modifications de concentrations ioniques spontanées et évoquées par une stimulation glutamatergique dans des astrocytes corticaux de souris. Nous avons montré que les mitochondries d'astrocytes au repos manifestaient des changements individuels, spontanés et sélectifs de leur potentiel électrique, de leur pH et de leur concentration en sodium. Nous avons trouvé que le glutamate diminuait la fréquence des augmentations spontanées de sodium en diminuant le niveau cellulaire d'ATP. Nous avons ensuite étudié la possibilité d'une régulation du métabolisme mitochondrial astrocytaire par le glutamate. Nous avons montré que le glutamate initie dans la population mitochondriale une augmentation rapide de la concentration en sodium due à l'augmentation cytosolique de sodium. Nous avons également montré que le relâchement neuronal de glutamate induit une acidification mitochondriale dans les astrocytes. Nos résultats ont indiqué que l'acidification induite par le glutamate induit une diminution de la production de radicaux libres et de la consommation d'oxygène par les astrocytes. Ces études ont montré que les mitochondries des astrocytes sont régulées individuellement et adaptent leur activité selon l'environnement intracellulaire. L'adaptation dynamique du métabolisme énergétique mitochondrial opéré par le glutamate permet d'augmenter la quantité d'oxygène disponible et amène au relâchement de lactate, tous deux bénéfiques pour les neurones.Abstract :The remarkable efficiency of the brain to compute and communicate information costs the body 20% of its total energy budget. Therefore, the cellular mechanisms responsible for brain energy metabolism developed adequately to face the energy needs. Recent advances in neuroenergetics tend to indicate that the main site of energy consumption in the brain is the astroglial process ensheating activated excitatory synapses. A large body of evidence has now shown that glutamate uptake by astrocytes surrounding synapses is responsible for a significant metabolic cost, whose metabolic response is apparently mainly glycolytic. However, astrocytes have also a significant mitochondrial oxidative metabolism. Therefore, the location of mitochondria close to glutamate transporters raises the question of the existence of mechanisms for tuning their energy metabolism, in particular their mitochondrial metabolism.To tackle these issues, we used real time imaging techniques to study mitochondrial ionic alterations occurring at resting state and during glutamatergic stimulation of mouse cortical astrocytes. We showed that mitochondria of intact resting astrocytes exhibited individual spontaneous and selective alterations of their electrical potential, pH and Na+ concentration. We found that glutamate decreased the frequency of mitochondrial Na+ transient activity by decreasing the cellular level of ATP. We then investigated a possible link between glutamatergic transmission and mitochondrial metabolism in astrocytes. We showed that glutamate triggered a rapid Na+ concentration increase in the mitochondrial population as a result of plasma-membrane Na+-dependent uptake. We then demonstrated that neuronally released glutamate also induced a mitochondrial acidification in astrocytes. Glutamate induced a pH-mediated and cytoprotective decrease of mitochondrial metabolism that diminished oxygen consumption. Taken together, these studies showed that astrocytes contain mitochondria that are individually regulated and sense the intracellular environment to modulate their own activity. The dynamic regulation of astrocyte mitochondrial energy output operated by glutamate allows increasing oxygen availability and lactate production both being beneficial for neurons.

Eliminació autotròfica de nitrogen en una pila biològica (microbial fuel cells )

L’aigua i l’energia formen un binomi indissociable. En relació al cicle de l’aigua, des de fa varies dècades s’han desenvolupat diferents formes per recuperar part de l’energia relacionada amb l’aigua, per exemple a partir de centrals hidroelèctriques. No obstant, l’ús d’aquesta aigua també porta associat un gran consum energètic, relacionat sobretot amb el transport, la distribució, la depuració, etc... La depuració d’aigües residuals porta associada una elevada demanda energètica (Obis et al.,2009). En termes energètics, tot i que la despesa elèctrica d’una EDAR varia en funció de diferents paràmetres com la configuració i la capacitat de la planta, la càrrega a tractar, etc... es podria considerar que el rati mig seria d’ aproximadament 0.5 KWh•m-3.Els principals costos d’explotació estan relacionats tant amb la gestió de fangs (28%) com amb el consum elèctric (25%) (50% tractament biològic). Tot i que moltes investigacions relacionades amb el tractament d’aigua residual estan encaminades en disminuir els costos d’operació, des de fa poques dècades s’està investigant la viabilitat de que l’aigua residual fins i tot sigui una font d’energia, canviant la perspectiva, i començant a veure l’aigua residual no com a una problemàtica sinó com a un recurs. Concretament s’estima que l’aigua domèstica conté 9.3 vegades més energia que la necessària per el seu tractament mitjançant processos aerobis (Shizas et al., 2004). Un dels processos més desenvolupats relacionats amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica és la digestió anaeròbia. No obstant, aquesta tecnologia permet el tractament d’altes càrregues de matèria orgànica generant un efluent ric en nitrogen que s’haurà de tractar amb altres tecnologies. Per altre banda, recentment s’està investigant una nova tecnologia relacionada amb el tractament d’aigües residuals i la producció energètica: les piles biològiques (microbial fuel cells, MFC). Aquesta tecnologia permet obtenir directament energia elèctrica a partir de la degradació de substrats biodegradables (Rabaey et al., 2005). Les piles biològiques, més conegudes com a Microbial Fuel Cells (acrònim en anglès, MFC), són una emergent tecnologia que està centrant moltes mirades en el camp de l’ investigació, i que es basa en la producció d’energia elèctrica a partir de substrats biodegradables presents en l’aigua residual (Logan., 2008). Els fonaments de les piles biològiques és molt semblant al funcionament d’una pila Daniell, en la qual es separa en dos compartiments la reacció d’oxidació (compartiment anòdic) i la de reducció (compartiment catòdic) amb l’objectiu de generar un determinat corrent elèctric. En aquest estudi, bàsicament es mostra la posada en marxa d'una pila biològica per a l'eliminació de matèria orgànica i nitrogen de les aigües residuals.

Actualització tecnológica : una evolució cap al Green Computing

El projecte que es presenta a continuació és una planificació de migració de servidors físics a un entorn virtualitzat, allà on sigui possible. A més s'ha plantejat una renovació tecnològica de tot el parc de servidors per estalviar diners en el manteniment i en el consum d'energia.La solució de virtualització es buscarà que sigui programari lliure.

Estudio del proceso de calificación energética de un edificio de salida de telecabinas situado en Espui ‪(‬Lleida‪)‬ mediante herramientas de simulación energética

Per tal que un edifici de sortida de telecabines d'Espui obtingui una qualificació energètica, es fa un estudi mitjançant sistemes de simulació energètica

Actualización y ampliación del laboratorio de eficiencia energética y automatización de edificios

El document que a continuació es mostra, tracta de millorar el laboratori d’unaassignatura que s’imparteix actualment a l’Escola Industrial de Barcelona. S’haanalitzat els diferents conceptes relacionats i s’ha dut a terme un estudi sobre les pràctiques que es realitzen actualment, detectant les manques d’aquestes. El resultat final es un nou mòdul de treball on s’optimitza el material disponible i un nou plec de pràctiques.Amb el nou mètode s’intenta acostar a l’alumne a l’eficiència energètica i al’automatització d’edificis mitjançant set sessions.

Econometrics on GPUs

A graphical processing unit (GPU) is a hardware device normally used to manipulate computer memory for the display of images. GPU computing is the practice of using a GPU device for scientific or general purpose computations that are not necessarily related to the display of images. Many problems in econometrics have a structure that allows for successful use of GPU computing. We explore two examples. The first is simple: repeated evaluation of a likelihood function at different parameter values. The second is a more complicated estimator that involves simulation and nonparametric fitting. We find speedups from 1.5 up to 55.4 times, compared to computations done on a single CPU core. These speedups can be obtained with very little expense, energy consumption, and time dedicated to system maintenance, compared to equivalent performance solutions using CPUs. Code for the examples is provided.

Estalvi energètic a la Vila Universitària 1 de la UAB: solucions tècniques i solucions socials

Catalunya és un país energèticament dependent d'altres països. A part d'això, la seva producció i el seu consum d'energia provenen de fonts no renovables. Catalunya queda molt lluny de la majoria de països europeus els quals tenen un desenvolupament molt avançat en quan l'explotació de les energies renovables. Segons estudis de l'IDAE i l'ICAEN a les llars espanyoles i catalanes, al voltant d'un 25% del consum d'energia és per part d'electrodomèstics i d'il·luminació. El present treball estima el consum energètic dels pisos a la Vila Universitària 1 i fer una proposta de reducció de consum per mitjà d'un canvi d'electrodomèstics. Aquesta proposta ha estat efectiva ja que el consum estimat es redueix un 50% aproximadament canviant alguns dels electrodomèstics que hi ha actualment per altres de més eficients. Alhora, s'ha dut a terme un concurs d'estalvi energètic juntament amb una campanya de sensibilització de la mateixa temàtica que també busca la disminució del consum energètic en els pisos i, resulta ser quelcom efectiu donat que hi ha hagut una reducció d'un 32% aproximadament en mitjana del consum energètic als pisos. Sembla ser molt important la conscienciació de la gent ja que permet reduir el consum energètic amb un cost econòmic zero.

Controlador de protocol Zigbee amb Servei de monitarització de dades (Dashboar) via web

Aquest projecte es desenvolupa a l'empresa DsetSolutions S.L “spin-off” de la Universitat de Gironanascuda l’any 2004 a iniciativa del grup de visió per Computador i Robòtica (VICOROB) de laUniversitat de Girona.Els objectius d'aquest projecte consisteixen en el disseny i desenvolupament d'un sistema demonitorització i anàlisi de dades de consum d'una instal•lació de monitorització (consum energètic,temperatura , etc.). Aquesta informació està recopilada i mesurada per dispositius que disposin delprotocol de comunicacions de baix consum i sense fils Zigbee, entre d'altres.Aquest projecte s'implementarà sobre el dispositiu tipus “gateway”, en concret el “ConnectPortX2Smart Energy” de l'empresa Digi.Com a punt i final, les dades s'envien a una passarel•la intermediària, que mitjançant “web service”viatgen a un servidor de DsetSolutions S.L, on es tracten i es mostren mitjançant un aplicatiu webd'una manera agradable al client. En aquest aplicatiu web hi ha una sèrie de gadgets que és on esdesenvolupa la segona part del projecte, una nova opció de visualització d'aquests.Un dels punts principals de la creació del projecte per part de l'empresa DsetSolutions S.L és lamillora econòmica d'una solució pròpia de l'empresa ja existent

Auditoria energètica i proposta de millores en una fàbrica de portes hermètiques

L’objectiu d’aquest projecte, és estudiar i proposar mesures que permetin millorar l'eficiència energètica i el confort de les instal•lacions, d'una empresa dedicada a l'activitat de fabricació de portes hermètiques ubicada a la comarca de la Garrotxa. Per aconseguir aquest objectiu es realitza una auditoria energètica de l'activitat de l'empresa, la qual permet conèixer i entendre el seu comportament energètic. A partir dels resultats i de les conclusions de l’auditoria, es proposa diverses millores i s’estudia les possibilitats que ofereixen un major estalvi energètic, tant des del punt de vista de consum de matèries primeres (gas propà i electricitat), com d’estalvi d’emissions de CO2 a l’atmosfera i augmentar el confort a l’interior dels tallers. A més a més, s’estudia la viabilitat econòmica d'aquestes millores, calculant-ne l’amortització a partir de la seva inversió inicial i de l’estalvi econòmic que ofereixen. En l’auditoria s’estudia el contracte amb l’empresa distribuïdora i altres empreses d’energia, per tal d’optimitzar la facturació d’electricitat, analitzar els paràmetres i consums d’energia activa, reactiva i potència contractada. També s’estudia i s’avalua el sistema d’il•luminació per la seva optimització energètica. A més a més, s’analitza i s’estudia el consum i el cost de subministrament de gas propà. I finalment es realitza una anàlisi dels sistemes productors d’energia i distribució de calefacció, per tal d’optimitzar el consum i millorar el rendiment de les instal•lacions

Developmental, metabolic and immunological costs of flea infestation in the common vole

Parasites use resources from their hosts, which can indirectly affect a number of host functions because of trade-offs in resource allocation. In order to get a comprehensive view of the costs imposed by blood sucking parasites to their hosts, it is important to monitor multiple components of the development and physiology of parasitized hosts over long time periods. The effect of infestation by fleas on body mass, body length growth, haematocrit, resistance to oxidative stress, resting metabolic rate and humoral immune response were experimentally evaluated. During a 3-month period, male common voles, Microtus arvalis, were either parasitized by rat fleas (Nosopsyllus fasciatus), which are naturally occurring generalist ectoparasites of voles, or reared without fleas. Then voles were challenged twice by injecting Keyhole Limpet Haemocyanin (KLH) to assess whether the presence of fleas affects the ability of voles to produce antibodies against a novel antigen. During the immune challenge we measured the evolution of body mass, haematocrit, resistance to oxidative stress and antibody production. Flea infestation negatively influenced the growth of voles. Moreover, parasitized voles had reduced haematocrit, higher resting metabolic rate and lower production of antibodies against the KLH. Resistance to oxidative stress was not influenced by the presence of fleas. During the immune challenge with KLH, body mass decreased in both groups, while the resistance to oxidative stress remained stable. In contrast, the haematocrit decreased only in parasitized voles. Our experiment shows that infestation by a haematophageous parasite negatively affects multiple traits like growth, energy consumption and immune response. Fleas may severely reduce the survival probability and reproductive success of their host in natural conditions.

Modelació del comportament energètic del complexe Alexandra|

El projecte té com a objectiu la definició d'un model informàtic que simuli elcomportament energètic del complexe Alexandra, un edifici de grans dimensions situata Sabadell.L’obtenció d'aquest model es farà mitjançant un entorn de programació i simulacióenergètica anomenat Design Builder. Gràcies a aquest model s'espera poder provarmodificacions en el funcionament tèrmic de l'edifici per tal de reduir el consumenergètic, augmentar el confort en zones que ho requereixin, etc

Autosuficiència energètica. Estudi pilot a Alinyà (Alt Urgell)

A aquest estudi s'ha analitzat si és viable l'autosuficiència energètica en base a un estudi pilot al nucli rural d'Alinyà aprofitant els recursos naturals de la zona. S'ha realitzat un estudi del consum energètic de la població i s'ha comparat amb el potencial de producció energètica dels recursos renovables locals incloent energia provinent de la biomassa i aprofitada en calderes individuals per a cada habitatge, energia solar en teulades i energia hidroelèctrica a partir de centrals minihidràuliques restaurades ja existents. També s’ha realitzat un anàlisi per detectar possibles factors d’ineficiència energètica i a partir d’aquí, proposar una sèrie de mesures per corregir aquesta. S'han comptabilitzat les emissions de CO2 derivades del consum energètic i les proporcions que representa cada tipus de font energètica sobre el total del nucli. També s'ha establert una comparativa del consum mitjà per habitant i any entre la població i Catalunya; el consum a Alinyà és d'1,46 Tep's, mentre que el de Catalunya és d'1,7 Tep's, el nostre estudi no contempla la mobilitat, si se li resta aquest vector a la mitjana de Catalunya veiem que és de 0,9 Tep's, per tant, hi observem un major consum energètic. El 76% del consum d'Alinyà prové dels combustibles fòssils, concretament del gasoil, el nucli té una forta dependència respecte a aquesta energia, que a més a més representa el 86% (56T CO2 eq.) de les emissions totals de CO2. Per finalitzar, s'ha demostrat que és possible assolir l'autosuficiència energètica mitjançant l'implantació d'una combinació d'estratègies, viables en tots els aspectes; tant tècnics com socioeconòmics. Abastint el poble d'energia a un menor cost econòmic i amb un estil de vida més respectuós amb el medi ambient.

An analysis of the metabolic patterns of two rural communities affected by soy expansion in the North of Argentina

The soy expansion model in Argentina generates structural changes in traditional lifestyles that can be associated with different biophysical and socioeconomic impacts. To explore this issue, we apply an innovative method for integrated assessment - the Multi Scale Integrated Analysis of Societal and Ecosystem Metabolism (MuSIASEM) framework - to characterize two communities in the Chaco Region, Province of Formosa, North of Argentina. These communities have recently experienced the expansion of soy production, altering their economic activity, energy consumption patterns, land use, and human time allocation. The integrated characterization presented in the paper illustrates the differences (biophysical, socioeconomic, and historical) between the two communities that can be associated with different responses. The analysis of the factors behind these differences has important policy implications for the sustainable development of local communities in the area.

Control de la derivació de l'aigua de reg de Masjoan

RESUM Masjoan és una masia del segle XII on resideix la família Masferrer des del 1710. Actualment a Masjoan l’activitat principal és el cultiu i venta de plantes ornamentals, i l’explotació forestal per obtenir fusta. Pel que fa a l’aigua, tant per a la realització de l’activitat professional com per al subministrament de la casa, aquesta prové de mines d’aigua natural situades en la finca. L’objectiu d’aquest TFC ha estat dissenyar un sistema autònom per automatitzar el procés de derivació de l’aigua procedent d’una mina, i d’aquesta manera aprofitar millor els recursos naturals dels que és disposa. El desenvolupament d’aquest sistema, comprèn la selecció i configuració de sensors i actuadors, el disseny del circuit amb la realització de la placa, el disseny del sistema d’alimentació autònom, el software que controla el sistema, i dimensionar la resta d’elements de la instal•lació. Tot el sistema està controlat per un microcontrolador PIC16F876 i alimentat per un mòdul solar de 4W. En el disseny s’ha procurat, sobredimencionar les diferents etapes per possibles ampliacions o modificacions del sistema i que el circuit procures optimitzar el consum d’energia. Com a conclusions cal dir que s’han assolit els objectius proposats amb èxit. S’ha aconseguit un disseny funcional i estable que actualment es troba en funcionament.