Estudio de la aplicación de sistemas basados en el conocimiento a la operación de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética

Una de las actuaciones posibles para la gestión de los residuos sólidos urbanos es la valorización energética, es decir la incineración con recuperación de energía. Sin embargo es muy importante controlar adecuadamente el proceso de incineración para evitar en lo posible la liberación de sustancias contaminantes a la atmósfera que puedan ocasionar problemas de contaminación industrial.Conseguir que tanto el proceso de incineración como el tratamiento de los gases se realice en condiciones óptimas presupone tener un buen conocimiento de las dependencias entre las variables de proceso. Se precisan métodos adecuados de medida de las variables más importantes y tratar los valores medidos con modelos adecuados para transformarlos en magnitudes de mando. Un modelo clásico para el control parece poco prometedor en este caso debido a la complejidad de los procesos, la falta de descripción cuantitativa y la necesidad de hacer los cálculos en tiempo real. Esto sólo se puede conseguir con la ayuda de las modernas técnicas de proceso de datos y métodos informáticos, tales como el empleo de técnicas de simulación, modelos matemáticos, sistemas basados en el conocimiento e interfases inteligentes. En [Ono, 1989] se describe un sistema de control basado en la lógica difusa aplicado al campo de la incineración de residuos urbanos. En el centro de investigación FZK de Karslruhe se están desarrollando aplicaciones que combinan la lógica difusa con las redes neuronales [Jaeschke, Keller, 1994] para el control de la planta piloto de incineración de residuos TAMARA. En esta tesis se plantea la aplicación de un método de adquisición de conocimiento para el control de sistemas complejos inspirado en el comportamiento humano. Cuando nos encontramos ante una situación desconocida al principio no sabemos como actuar, salvo por la extrapolación de experiencias anteriores que puedan ser útiles. Aplicando procedimientos de prueba y error, refuerzo de hipótesis, etc., vamos adquiriendo y refinando el conocimiento, y elaborando un modelo mental. Podemos diseñar un método análogo, que pueda ser implementado en un sistema informático, mediante el empleo de técnicas de Inteligencia Artificial.Así, en un proceso complejo muchas veces disponemos de un conjunto de datos del proceso que a priori no nos dan información suficientemente estructurada para que nos sea útil. Para la adquisición de conocimiento pasamos por una serie de etapas: - Hacemos una primera selección de cuales son las variables que nos interesa conocer. - Estado del sistema. En primer lugar podemos empezar por aplicar técnicas de clasificación (aprendizaje no supervisado) para agrupar los datos y obtener una representación del estado de la planta. Es posible establecer una clasificación, pero normalmente casi todos los datos están en una sola clase, que corresponde a la operación normal. Hecho esto y para refinar el conocimiento utilizamos métodos estadísticos clásicos para buscar correlaciones entre variables (análisis de componentes principales) y así poder simplificar y reducir la lista de variables. - Análisis de las señales. Para analizar y clasificar las señales (por ejemplo la temperatura del horno) es posible utilizar métodos capaces de describir mejor el comportamiento no lineal del sistema, como las redes neuronales. Otro paso más consiste en establecer relaciones causales entre las variables. Para ello nos sirven de ayuda los modelos analíticos - Como resultado final del proceso se pasa al diseño del sistema basado en el conocimiento. El objetivo principal es aplicar el método al caso concreto del control de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos por valorización energética. En primer lugar, en el capítulo 2 Los residuos sólidos urbanos, se trata el problema global de la gestión de los residuos, dando una visión general de las diferentes alternativas existentes, y de la situación nacional e internacional en la actualidad. Se analiza con mayor detalle la problemática de la incineración de los residuos, poniendo especial interés en aquellas características de los residuos que tienen mayor importancia de cara al proceso de combustión.En el capítulo 3, Descripción del proceso, se hace una descripción general del proceso de incineración y de los distintos elementos de una planta incineradora: desde la recepción y almacenamiento de los residuos, pasando por los distintos tipos de hornos y las exigencias de los códigos de buena práctica de combustión, el sistema de aire de combustión y el sistema de humos. Se presentan también los distintos sistemas de depuración de los gases de combustión, y finalmente el sistema de evacuación de cenizas y escorias.El capítulo 4, La planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos de Girona, describe los principales sistemas de la planta incineradora de Girona: la alimentación de residuos, el tipo de horno, el sistema de recuperación de energía, y el sistema de depuración de los gases de combustión Se describe también el sistema de control, la operación, los datos de funcionamiento de la planta, la instrumentación y las variables que son de interés para el control del proceso de combustión.En el capítulo 5, Técnicas utilizadas, se proporciona una visión global de los sistemas basados en el conocimiento y de los sistemas expertos. Se explican las diferentes técnicas utilizadas: redes neuronales, sistemas de clasificación, modelos cualitativos, y sistemas expertos, ilustradas con algunos ejemplos de aplicación.Con respecto a los sistemas basados en el conocimiento se analizan en primer lugar las condiciones para su aplicabilidad, y las formas de representación del conocimiento. A continuación se describen las distintas formas de razonamiento: redes neuronales, sistemas expertos y lógica difusa, y se realiza una comparación entre ellas. Se presenta una aplicación de las redes neuronales al análisis de series temporales de temperatura.Se trata también la problemática del análisis de los datos de operación mediante técnicas estadísticas y el empleo de técnicas de clasificación. Otro apartado está dedicado a los distintos tipos de modelos, incluyendo una discusión de los modelos cualitativos.Se describe el sistema de diseño asistido por ordenador para el diseño de sistemas de supervisión CASSD que se utiliza en esta tesis, y las herramientas de análisis para obtener información cualitativa del comportamiento del proceso: Abstractores y ALCMEN. Se incluye un ejemplo de aplicación de estas técnicas para hallar las relaciones entre la temperatura y las acciones del operador. Finalmente se analizan las principales características de los sistemas expertos en general, y del sistema experto CEES 2.0 que también forma parte del sistema CASSD que se ha utilizado.El capítulo 6, Resultados, muestra los resultados obtenidos mediante la aplicación de las diferentes técnicas, redes neuronales, clasificación, el desarrollo de la modelización del proceso de combustión, y la generación de reglas. Dentro del apartado de análisis de datos se emplea una red neuronal para la clasificación de una señal de temperatura. También se describe la utilización del método LINNEO+ para la clasificación de los estados de operación de la planta.En el apartado dedicado a la modelización se desarrolla un modelo de combustión que sirve de base para analizar el comportamiento del horno en régimen estacionario y dinámico. Se define un parámetro, la superficie de llama, relacionado con la extensión del fuego en la parrilla. Mediante un modelo linealizado se analiza la respuesta dinámica del proceso de incineración. Luego se pasa a la definición de relaciones cualitativas entre las variables que se utilizan en la elaboración de un modelo cualitativo. A continuación se desarrolla un nuevo modelo cualitativo, tomando como base el modelo dinámico analítico.Finalmente se aborda el desarrollo de la base de conocimiento del sistema experto, mediante la generación de reglas En el capítulo 7, Sistema de control de una planta incineradora, se analizan los objetivos de un sistema de control de una planta incineradora, su diseño e implementación. Se describen los objetivos básicos del sistema de control de la combustión, su configuración y la implementación en Matlab/Simulink utilizando las distintas herramientas que se han desarrollado en el capítulo anterior.Por último para mostrar como pueden aplicarse los distintos métodos desarrollados en esta tesis se construye un sistema experto para mantener constante la temperatura del horno actuando sobre la alimentación de residuos.Finalmente en el capítulo Conclusiones, se presentan las conclusiones y resultados de esta tesis.

Image segmentation integrating colour, texture and boundary information

La tesis se centra en la Visión por Computador y, más concretamente, en la segmentación de imágenes, la cual es una de las etapas básicas en el análisis de imágenes y consiste en la división de la imagen en un conjunto de regiones visualmente distintas y uniformes considerando su intensidad, color o textura. Se propone una estrategia basada en el uso complementario de la información de región y de frontera durante el proceso de segmentación, integración que permite paliar algunos de los problemas básicos de la segmentación tradicional. La información de frontera permite inicialmente identificar el número de regiones presentes en la imagen y colocar en el interior de cada una de ellas una semilla, con el objetivo de modelar estadísticamente las características de las regiones y definir de esta forma la información de región. Esta información, conjuntamente con la información de frontera, es utilizada en la definición de una función de energía que expresa las propiedades requeridas a la segmentación deseada: uniformidad en el interior de las regiones y contraste con las regiones vecinas en los límites. Un conjunto de regiones activas inician entonces su crecimiento, compitiendo por los píxeles de la imagen, con el objetivo de optimizar la función de energía o, en otras palabras, encontrar la segmentación que mejor se adecua a los requerimientos exprsados en dicha función. Finalmente, todo esta proceso ha sido considerado en una estructura piramidal, lo que nos permite refinar progresivamente el resultado de la segmentación y mejorar su coste computacional. La estrategia ha sido extendida al problema de segmentación de texturas, lo que implica algunas consideraciones básicas como el modelaje de las regiones a partir de un conjunto de características de textura y la extracción de la información de frontera cuando la textura es presente en la imagen. Finalmente, se ha llevado a cabo la extensión a la segmentación de imágenes teniendo en cuenta las propiedades de color y textura. En este sentido, el uso conjunto de técnicas no-paramétricas de estimación de la función de densidad para la descripción del color, y de características textuales basadas en la matriz de co-ocurrencia, ha sido propuesto para modelar adecuadamente y de forma completa las regiones de la imagen. La propuesta ha sido evaluada de forma objetiva y comparada con distintas técnicas de integración utilizando imágenes sintéticas. Además, se han incluido experimentos con imágenes reales con resultados muy positivos.

Tourism representation and semiotics : directions for future research

O objectivo desta breve nota de pesquisa é dar a conhecer ao leitor um método de pesquisa científica em turismo relativamente pouco utilizado mas com um grande potencial - a análise semiótoca, ou análise semiótica de conteúdo. Conquanto existam alguns estudos em que a análise semiótica é utilizada como método de pesquisa científica, nomeadamente na área da representação turística, o seu potencial permanece relativamente pouco explorado. Esta nota de pesquisa sumariza a literatura relevante nesta área, sublinha a sua importância, e apresenta uma série de possíveis avenidas de pesquisas futuras. Implicações práticas e académicas desta linha de inquérito são discutidas no final do artigo.

The Representation of the Feminine in the Portuguese Press : A Content Analysis of the Diário de Notícias Newspaper

This is a brief report of a research project, coordinated by me and funded by the Portuguese Government. It studies ‘The Representation of the Feminine in the Portuguese Press’ (POCI/COM 55780/2004), and works on the content analysis of discourse on the feminine in various Portuguese newspapers, covering the time span of February 1st till April 30th 2006. The paper is divided into two parts: in the first part, I will briefly discuss the typology used to code the text units of selected articles; in the second part, I will explore the most expressive percentages of the first two weeks of February for the content analysis of the Diário de Notícias newspaper. These percentages were obtained with the NVivo 6 qualitative data treatment software programme.

Eye tracking data representation and visualization : on information and communication studies at CETAC.MEDIA

Eye tracking has become a preponderant technique in the evaluation of user interaction and behaviour with study objects in defined contexts. Common eye tracking related data representation techniques offer valuable input regarding user interaction and eye gaze behaviour, namely through fixations and saccades measurement. However, these and other techniques may be insufficient for the representation of acquired data in specific studies, namely because of the complexity of the study object being analysed. This paper intends to contribute with a summary of data representation and information visualization techniques used in data analysis within different contexts (advertising, websites, television news and video games). Additionally, several methodological approaches are presented in this paper, which resulted from several studies developed and under development at CETAC.MEDIA - Communication Sciences and Technologies Research Centre. In the studies described, traditional data representation techniques were insufficient. As a result, new approaches were necessary and therefore, new forms of representing data, based on common techniques were developed with the objective of improving communication and information strategies. In each of these studies, a brief summary of the contribution to their respective area will be presented, as well as the data representation techniques used and some of the acquired results.

Sexual presence and intentional dynamics: deviant and non-deviant sexual self-regulation from the first person stance

Child molesters (n=13) and sexually non-deviant subjects (n=29) were immersed with virtual characters depicting relevant sexual features while their sexual arousal and gaze behaviour were assessed to characterize their sexual preferences and intentional dynamics. Sexual arousal was measured using circumferential penile plethysmography (PPG). Gaze behaviour dynamics was derived from average gaze radial angular deviation (GRAD) and GRAD coefficient of variation (GRADCV). Results show distinct sexual arousal profiles according to sexual preferences and point towards the existence of specific gaze behaviour dynamics guided by sexual intentions. Theoretical interpretations are based on the ecological psychology of J.J. Gibson and the integrated theory of sexual offending (Ward, 2009; Ward & Beech, 2006). Theoretical underpinnings coming from these approaches are advocated as being especially well suited to explain how virtual reality can help probing into child molesters’ phenomenology as lived from the first-person stance.

A União Europeia, actor da segurança humana

O presente ensaio pretende situar o conceito de Segurança Humana no seio de uma vasta reflexão académica que entronca nas questões de segurança e reflectir sobre se a Segurança Humana, enquanto abordagem académica aparentemenete demasiado ampla e indefinida, é operacionável pela União Europeia enquanto actor de gestão de crises internacionais. Terminamos com a lembrança da atribuição do Prémio Nobel da Paz à União Europeia, questionando o impacto desta distinção no projecto normativo dos pequenos passos e da solidariedade partilhada que os seus pais fundadores preconizaram.

The light representation of religion and power in sound

The thematic and anathematic in music-making a reflection occurring after listening to an art song and a pop song from the 19th and 20th century Levantine music. Bach’s Orchestral Suites keep popping up, elegantly unveiling “the truth”.

The development of a computerized version of a revised W-1 word list for obtaining speech reception thresholds

This paper discusses the creation of a condensed list SRT application of the W-1 for the Macintosh computer.

Newborn hearing screening: examining the presence of risk factors for hearing loss

This paper identifies risk factors associated with hearing loss in newborns, including family history, craniofacial abnormalities, and ototoxic medications.

Auditory and audio-visual reception of words in noise by observers with normal and impaired hearing

This dissertation examines auditory perception and audio-visual reception in noise for both hearing-impaired and normal hearing persons, with a goal of determining some of the noise conditions under which amplified acoustic cues for speech can be beneficial to hearing-impaired persons.

Reception of acoustic speech signals as a function of sensation levels by hearing-impaired children

This paper is a review of a study to determine the sensation level at which the best discrimination and recognition occurs for severely and profoundly deaf children and the effect of distortion (peak clipping) has on the child's ability to recognize speech.

Representation of Cued Speech in teacher of the deaf and hard of hearing preparation programs

This descriptive study investigates the representation of Cued Speech in teacher of the deaf preparation programs as well as attitudes towards inclusion of Cued Speech in those programs in the context of the 2004 reauthorization of IDEA. The issue of Cued Speech is discussed as a communication modality and implications for deaf education are presented.

El movimiento indígena como actor social a partir del levantamiento de 1990 en el Ecuador: emergencia de una nueva institucionalidad entre los indígenas y el Estado entre 1990-1998

En la historia del Ecuador contemporáneo, desde 1990 en que se lleva a efecto el primer levantamiento indígena nacional aparece el movimiento indígena como un nuevo actor social que trastorna su condición social, el rol que tradicionalmente le había sido asignado por la sociedad y el Estado ecuatoriano y trata de conquistar un espacio público que le había sido negado por muchos siglos debido a la situación indígena de exclusión y marginación social. A partir de 1990 y los sucesivos años, década que se caracteriza en el Ecuador como un acumulado de nuevas movilizaciones y levantamientos indígenas de sentido nacional, el movimiento indígena se transforma en un nuevo actor social necesario en la sociedad debido a que asume una funcionalidad política que va más allá de su base organizacional y a través de una nueva discursividad y praxis política busca expresar un sentimiento social que ya no encaja en el discurso ni la práctica política decadentes del sindicalismo ni de los partidos políticos tradicionales. Desde el ámbito estrictamente del Estado, éste tampoco vino representando los intereses de los Pueblos y Nacionalidades Indígenas del Ecuador, a pesar de que algunos gobiernos crearon ciertas oficinas de atención a los sectores indígenas en el Ministerio de Bienestar Social. El Estado en sí mismo no había trastocado desde su formación original su fundamental principio uninacional concebido desde la ideología del mestizaje racial. Ante los hechos de exclusión de larga data de los Pueblos Indígenas promovidos por el Estado ecuatoriano y ante hechos más inmediatos tales como los ajustes estructurales, la modernización del Estado de tendencia privatizadora, la intervención de políticas internacionales, etc., el movimiento indígena asume en la década del noventa su rol protagónico, mediante propuestas substancialmente indígenas que buscan el reconocimiento del Ecuador como un país pluricultural, multiétnico y plurinacional, en el sentido de democratizar la sociedad y el Estado ecuatoriano. En este plano la participación indígena y negra se tornaría necesaria como búsqueda de aquello de Nunca más un Ecuador sin nosotros. La investigación que plantéo se inscribe en este contexto. Los Pueblos y Nacionalidades Indígenas, mediados por el movimiento indígena, por un lado, durante la década del noventa intentaron ir configurando un mayor acercamiento con el Estado a través del diálogo y la negociación política, y por otro lado, la estructuración de nuevas relaciones entre los indígenas y el Estado por medio de la creación de instituciones, tales como la Comisión Coordinadora de Asuntos Indígenas, la Secretaría Nacional de Asuntos Indígenas y Minorías Etnicas, SENAIME, el Consejo Nacional de Planificación y Desarrollo de los Pueblos Indígenas y Negros del Ecuador, CONPLADEIN y el Consejo de Desarrollo de las Nacionalidades y Pueblos del Ecuador, CODENPE. El objetivo de la investigación consiste en analizar para que sirvió cada movilización indígena ante el Estado ecuatoriano durante los acontecimientos indígenas de 1990, 1992, 1994 y 1997 y la emergencia de una nueva institucionalidad entre los indígenas y el Estado ecuatoriano desde 1990 hasta 1998. En dicho marco de estudio lo que me interesa averiguar es ¿para qué sirvió cada movilización ante el Estado ecuatoriano durante los sucesos indígenas de 1990, 1992, 1994 y 1997? y ¿cómo después de cada movilización indígena surgió una nueva institucionalidad entre los indígenas y el Estado?