Simulador virtual de técnicas de endoscopia rígida para formación sanitaria

[ES] En este proyecto se trata el proceso de análisis y desarrollo llevado a cabo con el objetivo de construir un prototipo funcional de simulador virtual de endoscopia rígida monocanal orientado a la histeroscopia. Para el desarrollo del prototipo se toma como base el entorno ESQUI, un entorno de simulación virtual médica de código libre. Este entorno provee una librería, basada a su vez en la conocida librería gráfica VTK(Visual ToolKit), cuyo propósito es poner a disposición del programador toda la algoritmia necesaria para construir una simulación médica virtual. En este proyecto, esta librería se depuró y amplió para mejorar el soporte a las técnicas de endoscopia rígida que se persiguen simular. Por otro lado se emplea el Simball 4D, un dispositivo de interfaz humana de la empresa G-coder Systems, para capturar la interacción del usuario emulando la morfología y dinámica de un endoscopio rígido. Todos estos elementos se conectan con una interfaz gráfica sencilla, intuitiva y práctica soportada por wxWidgets y utilizando Python como lenguaje de scripting. Finalmente, se analiza el prototipo resultante y se proponen una serie de líneas futuras de cara a la aplicación didáctica del mismo, tanto en relación a los objetivos conceptuales del prototipo como a los aspectos específicos del entorno ESQUI.

Short-term variability and trophic interactions within planktonic community in subtropical waters of he Canary Islands (Northeast atlantic)

ES]Los giros subtropicales abarcan grandes áreas del océano donde la productividad del ecosistema se sostiene a través del reciclado de materia y energía. En estas aguas, la interacción entre la disponibilidad de recursos y la presión de los niveles tróficos superiores determina la dinámica de la comunidad planctónica. Sin embargo, en aguas subtropicales, el conocimiento de la variabilidad temporal o el papel de los diferentes componentes de la comunidad dentro de la red trófica es bastante limitado. En esta tesis se evalúa la variabilidad a corto plazo de los diferentes componentes de la comunidad planctónica. El picoplancton dominó la comunidad salvo durante la época productiva, en la que los organismos autótrofos de mayor tamaño desempeñaron un papel destacado. Nuestros resultados muestran como la variabilidad estacional está relacionada con fuerzas “bottom-up”, mientras que los procesos “top-down” dominan a una escala de tiempo más corta. Encontramos que el microzooplancton ejerce un gran impacto sobre la comunidad microbiana, en organismos tanto autótrofos como heterótrofos. Además, observamos un acoplamiento muy estrecho entre estos consumidores y sus presas. Otro mecanismo que regula la estructura planctónica es la depredación de los migradores verticales sobre el zooplancton. Así, la variabilidad del mesozooplancton epipelágico está controlada por un ciclo de depredación vinculado a la iluminación de la luna. En este trabajo realizamos una simulación de esta variabilidad con la que se obtuvieron valores de mortalidad comunitaria de los que derivamos el flujo de carbono activo hacia la zona mesopelágica. Estos valores calculados de transporte activo de carbono son del mismo orden de magnitud que el flujo gravitacional en aguas subtropicales. En el Atlántico noreste la comunidad marina también podría estar influenciada por las tormentas de polvo sahariano que ocurren con gran frecuencia en la zona. En este sentido, se estudió la respuesta de la comunidad planctónica en un período de deposición de polvo atmosférico de gran intensidad, en el año 2010, sin observar una clara respuesta en términos de producción primaria. Por el contrario, la biomasa de diatomeas y mesozooplancton sí se vio aumentada en gran medida tras el paso de una fuerte tormenta de polvo del Sáhara, mientras que los organismos autótrofos de menor tamaño se vieron afectados negativamente. Los resultados de esta tesis suponen una contribución importante para entender la dinámica planctónica tan compleja en los ecosistemas subtropicales, y además, pone de manifiesto la necesidad de llevar a cabo muestreos oceanográficos a escalas de tiempo más cortas.

A methodological research on software engineering applied to design of smart grids using a complex system approach

[ES] El reto de conseguir una red eléctrica más eficiente pasa por la introducción masiva de energías renovables en la red eléctrica, disminuyendo así las emisiones de CO2. Por ello, se propone no sólo controlar la producción, como se ha hecho hasta ahora, sino que también se propone controlar la demanda. Por ello, en esta investigación se evalúa el uso de la Ingeniería Dirigida por Modelos para gestionar la complejidad en el modelado de redes eléctricas, la Inteligencia de Negocio para analizar la gran cantidad de datos de simulaciones y la Inteligencia Colectiva para optimizar el reparto de energía entre los millones de dispositivos que se encuentran en el lado de la demanda.

Servicios y visualización web para el control de simulaciones

[ES] La realización de los nuevos estudios de gestión de la demanda requiere nuevas aproximaciones en las que la red eléctrica se analiza como un sistema complejo. Estos están formados por un gran número de entidades fuertemente enlazadas entre sí. Se afronta el reto de añadir la capacidad de interacción sobre una simulación de sistemas complejos en tiempo de ejecución. Pero, ¿Cómo abordar la representación de un sistema complejo de tal manera que sea fácilmente gestionable por una persona?, o ¿Cómo ofrecer una manera sencilla de alterar la simulación?. Con esta idea nace Simulation Gateway Interface, un framework que permite hacer accesibles las simulaciones a través de una interfaz gráfica.

Underwater mapping using sonar

[ES]El proyecto contiene módulos de simulación, procesado de datos, mapeo y localización, desarrollados en C++ utilizando ROS (Robot Operating System) y PCL (Point Cloud Library). Ha sido desarrollado bajo el proyecto de robótica submarina AVORA.Se han caracterizado el vehículo y el sensor, y se han analizado diferentes tecnologías de sensores y mapeo. Los datos pasan por tres etapas: Conversión a nube de puntos, filtrado por umbral, eliminación de puntos espureos y, opcionalmente, detección de formas. Estos datos son utilizados para construir un mapa de superficie multinivel. La otra herramienta desarrollada es un algoritmo de Punto más Cercano Iterativo (ICP) modificado, que tiene en cuenta el modo de funcionamiento del sonar de imagen utilizado.

Comparison between 2.5-D and 3-D realistic models for wind field adjustment

[EN]In previous works, many authors have widely used mass consistent models for wind field simulation by the finite element method. On one hand, we have developed a 3-D mass consistent model by using tetrahedral meshes which are simultaneously adapted to complex orography and to terrain roughness length. In addition, we have included a local refinement strategy around several measurement or control points, significant contours, as for example shorelines, or numerical solution singularities. On the other hand, we have developed a 2.5-D model for simulating the wind velocity in a 3-D domain in terms of the terrain elevation, the surface temperature and the meteorological wind, which is consider as an averaged wind on vertical boundaries...

Finite element simulation of a local scale air quality model over complex terrain

[EN]In this paper we propose a finite element method approach for modelling the air quality in a local scale over complex terrain. The area of interest is up to tens of kilometres and it includes pollutant sources. The proposed methodology involves the generation of an adaptive tetrahedral mesh, the computation of an ambient wind field, the inclusion of the plume rise effect in the wind field, and the simulation of transport and reaction of pollutants. We apply our methodology to simulate a fictitious pollution episode in La Palma island (Canary Island, Spain)...

An adaptive solar radiation numerical model

[EN]A numerical model for the evaluation of solar radiation in different locations is presented. The solar radiation model is implemented taking into account the terrain surface using two-dimensional adaptive meshes of triangles that are constructed using a refinement/derefinement procedure in accordance with the variations of terrain surface and albedo. The selected methodology defines the terrain characteristics with a minimum number of points so that the computational cost is reduced for a given accuracy. The model can be used in atmospheric sciences as well as in other fields such as electrical engineering, since it allows the user to find the optimal location for maximum power generation in photovoltaic or solar thermal power plants...

High-resolution simulation of stack pollutant emissions

[EN]A three-dimensional air pollution model for the short-term simulation of emission, transport and reaction of pollutants is presented. In the finite element simulation of these environmental processes over a complex terrain, a mesh generator capable of adapting itself to the topographic characteristics is essential, A local refinement of tetrahedra is used in order to capture the plume rise. Then a wind field is computed by using a mass-consistent model and perturbing its vertical component to introduce the plume rise effect. Finally, an Eulerian convection-diffusionreaction model is used to simulate the pollutant dispersion…

Solar radiation estimation using a numerical model

[EN]A solar radiation numerical model is presented. It is intented to be useful for different purposes like the evaluation of the suitability of possible locations for solar power stations. This model allows the user to evaluate the radiation values in any location easily, and estimate the solar power generation taking into account not only the radiation level, but also the terrain surface conditions considering the cast shadows. The solar radiation model is implemented taking into account the terrain surface using 2-D adaptive meshes of triangles, which are constructed using a refinement/derefinement procedure in accordance with the variations of terrain surface and albedo...

Three-dimensional finite element modelling of stack pollutant emissions

[EN]In this paper we propose a finite element method approach for modelling the air quality in a local scale over complex terrain. The area of interest is up to tens of kilometres and it includes pollutant sources. The proposed methodology involves the generation of an adaptive tetrahedral mesh, the computation of an ambient wind field, the inclusion of the plume rise effect in the wind field, and the simulation of transport and reaction of pollutants. The methodology is used to simulate a fictitious pollution episode in La Palma island (Canary Island, Spain)…

Local scale finite element modelling of stack pollutant emissions

Congresos y conferencias

Wind forecasting over complex terrain

[EN]In this paper we introduce a new methodology for wind field forecasting over complex terrain. The idea is to use the predictions of the HARMONIE mesoscale model as the input data for an adaptive finite element mass consistent wind model [1, 2]. A description of the HARMONIE Non-Hydrostatic Dynamics can be found in [3]. The HARMONIE results (obtained with a maximum resolution about 1 Km) are refined in a local scale (about a few meters)...

Three-dimensional simulation of wind fields and air pollution over complex terrain

[EN]In this talk we introduce a new methodology for wind field simulation or forecasting over complex terrain. The idea is to use wind measurements or predictions of the HARMONIE mesoscale model as the input data for an adaptive finite element mass consistent wind model [1,2]. The method has been recently implemented in the freely-available Wind3D code [3]. A description of the HARMONIE Non-Hydrostatic Dynamics can be found in [4]. The results of HARMONIE (obtained with a maximum resolution about 1 Km) are refined by the finite element model in a local scale (about a few meters). An interface between both models is implemented such that the initial wind field approximation is obtained by a suitable interpolation of the HARMONIE results…