Modelling and simulation of a photovoltaic fuel cell hybrid system

A stand-alone power system is an autonomous system that supplies electricity to the user load without being connected to the electric grid. This kind of decentralized system is frequently located in remote and inaccessible areas. It is essential for about one third of the world population which are living in developed or isolated regions and have no access to an electricity utility grid. The most people live in remote and rural areas, with low population density, lacking even the basic infrastructure. The utility grid extension to these locations is not a cost effective option and sometimes technically not feasible. The purpose of this thesis is the modelling and simulation of a stand-alone hybrid power system, referred to as “hydrogen Photovoltaic-Fuel Cell (PVFC) hybrid system”. It couples a photovoltaic generator (PV), an alkaline water electrolyser, a storage gas tank, a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), and power conditioning units (PCU) to give different system topologies. The system is intended to be an environmentally friendly solution since it tries maximising the use of a renewable energy source. Electricity is produced by a PV generator to meet the requirements of a user load. Whenever there is enough solar radiation, the user load can be powered totally by the PV electricity. During periods of low solar radiation, auxiliary electricity is required. An alkaline high pressure water electrolyser is powered by the excess energy from the PV generator to produce hydrogen and oxygen at a pressure of maximum 30bar. Gases are stored without compression for short- (hourly or daily) and long- (seasonal) term. A proton exchange membrane (PEM) fuel cell is used to keep the system’s reliability at the same level as for the conventional system while decreasing the environmental impact of the whole system. The PEM fuel cell consumes gases which are produced by an electrolyser to meet the user load demand when the PV generator energy is deficient, so that it works as an auxiliary generator. Power conditioning units are appropriate for the conversion and dispatch the energy between the components of the system. No batteries are used in this system since they represent the weakest when used in PV systems due to their need for sophisticated control and their short lifetime. The model library, ISET Alternative Power Library (ISET-APL), is designed by the Institute of Solar Energy supply Technology (ISET) and used for the simulation of the hybrid system. The physical, analytical and/or empirical equations of each component are programmed and implemented separately in this library for the simulation software program Simplorer by C++ language. The model parameters are derived from manufacturer’s performance data sheets or measurements obtained from literature. The identification and validation of the major hydrogen PVFC hybrid system component models are evaluated according to the measured data of the components, from the manufacturer’s data sheet or from actual system operation. Then, the overall system is simulated, at intervals of one hour each, by using solar radiation as the primary energy input and hydrogen as energy storage for one year operation. A comparison between different topologies, such as DC or AC coupled systems, is carried out on the basis of energy point of view at two locations with different geographical latitudes, in Kassel/Germany (Europe) and in Cairo/Egypt (North Africa). The main conclusion in this work is that the simulation method of the system study under different conditions could successfully be used to give good visualization and comparison between those topologies for the overall performance of the system. The operational performance of the system is not only depending on component efficiency but also on system design and consumption behaviour. The worst case of this system is the low efficiency of the storage subsystem made of the electrolyser, the gas storage tank, and the fuel cell as it is around 25-34% at Cairo and 29-37% at Kassel. Therefore, the research for this system should be concentrated in the subsystem components development especially the fuel cell.

Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Dispersion von Dichteströmungen in einem stochastischen Modellaquifer

Es ist bekannt, dass die Dichte eines gelösten Stoffes die Richtung und die Stärke seiner Bewegung im Untergrund entscheidend bestimmen kann. Eine Vielzahl von Untersuchungen hat gezeigt, dass die Verteilung der Durchlässigkeiten eines porösen Mediums diese Dichteffekte verstärken oder abmindern kann. Wie sich dieser gekoppelte Effekt auf die Vermischung zweier Fluide auswirkt, wurde in dieser Arbeit untersucht und dabei das experimentelle sowohl mit dem numerischen als auch mit dem analytischen Modell gekoppelt. Die auf der Störungstheorie basierende stochastische Theorie der macrodispersion wurde in dieser Arbeit für den Fall der transversalen Makodispersion. Für den Fall einer stabilen Schichtung wurde in einem Modelltank (10m x 1.2m x 0.1m) der Universität Kassel eine Serie sorgfältig kontrollierter zweidimensionaler Experimente an einem stochastisch heterogenen Modellaquifer durchgeführt. Es wurden Versuchsreihen mit variierenden Konzentrationsdifferenzen (250 ppm bis 100 000 ppm) und Strömungsgeschwindigkeiten (u = 1 m/ d bis 8 m/d) an drei verschieden anisotrop gepackten porösen Medien mit variierender Varianzen und Korrelationen der lognormal verteilten Permeabilitäten durchgeführt. Die stationäre räumliche Konzentrationsausbreitung der sich ausbreitenden Salzwasserfahne wurde anhand der Leitfähigkeit gemessen und aus der Höhendifferenz des 84- und 16-prozentigen relativen Konzentrationsdurchgang die Dispersion berechnet. Parallel dazu wurde ein numerisches Modell mit dem dichteabhängigen Finite-Elemente-Strömungs- und Transport-Programm SUTRA aufgestellt. Mit dem kalibrierten numerischen Modell wurden Prognosen für mögliche Transportszenarien, Sensitivitätsanalysen und stochastische Simulationen nach der Monte-Carlo-Methode durchgeführt. Die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgte - sowohl im experimentellen als auch im numerischen Modell - über konstante Druckränder an den Ein- und Auslauftanks. Dabei zeigte sich eine starke Sensitivität der räumlichen Konzentrationsausbreitung hinsichtlich lokaler Druckvariationen. Die Untersuchungen ergaben, dass sich die Konzentrationsfahne mit steigendem Abstand von der Einströmkante wellenförmig einem effektiven Wert annähert, aus dem die Makrodispersivität ermittelt werden kann. Dabei zeigten sich sichtbare nichtergodische Effekte, d.h. starke Abweichungen in den zweiten räumlichen Momenten der Konzentrationsverteilung der deterministischen Experimente von den Erwartungswerten aus der stochastischen Theorie. Die transversale Makrodispersivität stieg proportional zur Varianz und Korrelation der lognormalen Permeabilitätsverteilung und umgekehrt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit und Dichtedifferenz zweier Fluide. Aus dem von Welty et al. [2003] mittels Störungstheorie entwickelten dichteabhängigen Makrodispersionstensor konnte in dieser Arbeit die stochastische Formel für die transversale Makrodispersion weiter entwickelt und - sowohl experimentell als auch numerisch - verifiziert werden.

Vision-based localization of an underwater robot in a structured environment

This paper presents a vision-based localization approach for an underwater robot in a structured environment. The system is based on a coded pattern placed on the bottom of a water tank and an onboard down looking camera. Main features are, absolute and map-based localization, landmark detection and tracking, and real-time computation (12.5 Hz). The proposed system provides three-dimensional position and orientation of the vehicle along with its velocity. Accuracy of the drift-free estimates is very high, allowing them to be used as feedback measures of a velocity-based low-level controller. The paper details the localization algorithm, by showing some graphical results, and the accuracy of the system

Dam wall detection and tracking using a Mechanically Scanned Imaging Sonar

In dam inspection tasks, an underwater robot has to grab images while surveying the wall meanwhile maintaining a certain distance and relative orientation. This paper proposes the use of an MSIS (mechanically scanned imaging sonar) for relative positioning of a robot with respect to the wall. An imaging sonar gathers polar image scans from which depth images (range & bearing) are generated. Depth scans are first processed to extract a line corresponding to the wall (with the Hough transform), which is then tracked by means of an EKF (Extended Kalman Filter) using a static motion model and an implicit measurement equation associating the sensed points to the candidate line. The line estimate is referenced to the robot fixed frame and represented in polar coordinates (rho&thetas) which directly corresponds to the actual distance and relative orientation of the robot with respect to the wall. The proposed system has been tested in simulation as well as in water tank conditions

Impacto de la antibioticoterapia empírica temprana en pacientes pediátricos con sepsis en la UCIP de FCI

Introducción: La sepsis es un importante problema de salud a nivel mundial con Incidencia en aumento, las primeras horas de tratamiento tienen un impacto dramático en la sobrevida. Las indicaciones de las guías actuales de manejo en antibioticoterapia temprana se extrapolaron de estudios en adultos. Objetivo: Determinar si existe una asociación entre el tiempo de inicio de antibioticoterapia temprana empírica y la mortalidad en pacientes con sepsis severa y choque séptico atendidos en UCIP de FCI. Métodos: Estudio analítico retrospectivo de casos y controles donde se incluyeron los pacientes de 1 mes a 18 años que cursaron con sepsis severa y/o choque séptico en quienes se conoció la hora del diagnostico por signos clínicos, la de la primera dosis del antibiótico y el desenlace final, fueron excluidos los pacientes que recibieron dosis terapéuticas de antibióticos previos, se comparo la mortalidad con el tiempo al inicio del antibiótico empírico, calculando los OR y controlando otras variables relacionadas con la mortalidad. Resultados: Se evaluaron 108 casos, la mortalidad global fue de 38,9%. El tiempo al antibiótico en el grupo de fallecidos fue de 9,06 horas y 6,1 en los sobrevivientes (p=0,003). Los que recibieron antibioticoterapia empírica tardía (>6h) tuvieron 3.8 veces mayor riesgo de morir (P:0,002). Conservaron asociaron con mayor riesgo de morir: La acidosis persistente OR:10.14(P:0.00001), Injuria renal aguda OR:7.86(P:0.003) y antibioticoterapia tardía OR10.1(P:0.005). Conclusiones: Existe una asociación importante entre el tiempo al inicio del antibiótico empírico y la mortalidad en pacientes con sepsis severa y choque séptico por lo que recomendamos iniciarla lo antes posible en estos pacientes.

Translocación Bacteriana en trauma abdominal e infección posoperatoria

Antecedentes: la Translocación Bacteriana (TB) describe el paso de bacterias residentes en el tracto gastrointestinal a tejidos normalmente estériles como los ganglios linfáticos mesentéricos (GLMs) y a otros órganos internos. Hasta el momento no ha sido demostrada la asociación de infección posoperatoria y TB en pacientes con trauma. Métodos: Para detectar la TB se extrajeron y cultivaron GLMs de 36 pacientes llevados a laparotomía por trauma. Se registraron y documentaron las complicaciones infecciosas posoperatorias. Se definió como infección posoperatoria cualquier cultivo positivo en el periodo posoperatorio. Por medio de un análisis de regresión logística multivariado se establecieron asociaciones entre las variables clínicas preoperatorias, operatorias y la infección posoperatoria. Se realizo genotipificación de los gérmenes que coincidían en el análisis microbiológico entre los hallados en los GLM y los focos infecciosos PO. Resultados: se detectó TB en 33.3% (n=12) de los pacientes. Se presentaron complicaciones infecciosas en el 22.2% (n=8) de los pacientes. Se encontró una diferencia estadísticamente significativa (P=0.047) entre los pacientes con evidencia de TB y el desarrollo de infección en el posoperatorio (41.6%; 5/8), comparada con los pacientes sin evidencia de TB y desarrollo de infección posoperatoria (12.5%; 3/24). El germen responsable de la infección clínica coincidió con el cultivado en el GLM en el 40% de los casos (n=2/5). Cuando realizamos genotipificación de dos gérmenes aislados en un GLM y sitio de infección coincidió un microorganismo en la secuenciación, estableciendo relación de causalidad a nivel molecular. Conclusiones: la TB se asocia con un incremento significativo de aparición de infección posoperatoria en pacientes sometidos a laparotomía por trauma abdominal. Se demostró relación de causalidad a nivel molecular entre el organismo identificado en GLM y el encontrado en sitio de infección posoperatorio.

Municipio saludable como polo de desarrollo local "diagnóstico situación láctea Macheta"

Este proyecto hace parte de un convenio entre la Gobernación de Cundinamarca y la Universidad del Rosario para desarrollar el proyecto Municipio Saludable como Polo de Desarrollo Local en tres municipios de Cundinamarca: Machetá, Sesquilé y Mesitas de El Colegio. Dicho programa tiene cuatro ejes, de los cuales la Facultad de Administración desarrolla el primer eje que se relaciona con la Generación de empleo e Ingresos. La investigación, objeto de estudio se llevó a cabo en el municipio de Machetá, donde se trabajó el tema lácteo con pequeños productores y se desarrolló el módulo de marco lógico, en el que se llevaron a cabo las siguientes actividades: a) Contacto con la comunidad, visitas periódicas al Municipio. b) Elaboración y aplicación de encuestas a funcionarios de la Alcaldía, vendedores de plaza y productores. c) Procesamiento y análisis de resultados. d) Construcción de árbol de problemas con la comunidad, e) Construcción de árbol de objetivos. f) Socialización con la comunidad. g) Elaboración de estrategias. h) Conclusiones y recomendaciones. Para mejorar las condiciones de vida de los pequeños productores de leche se recomienda la organización de una cooperativa u otro tipo de asociación que les permita ofertar un producto con cantidades, con la calidad que requieren las empresas procesadoras o entrar en un proceso mas elaborado que implica el montaje de un tanque de enfriamiento con capacidad mínima de 3.000 litros/diarios y /o procesar la leche para producir quesos y otros productos derivados de leche. Obtener esto, estabilizaría precios, ingresos y les daría poder de negociación que es algo con lo que no cuentan actualmente los pequeños productores.

Diferencia venoarterial de PCO2 como predictor de disfunción miocárdica en pacientes pediátricos con sepsis severa y choque séptico

El objetivo de este estudio, es determinar la capacidad de la diferencia venoarterial de de pCO2, como predictor de disfunción miocárdica en pacientes pediátricos con sepsis severa y choque séptico en la Unidad de Cuidado Intensivo Pediátrico de la Fundación Cardio Infantil. El documento eviado corresponde a un informe parcial de un estudio en curso en la Fundación CardioInfantil.

Correlacion entre lactato arterial y venoso central en niños con sepsis en estado critico

Este estudio fue conducido para evaluar la correlación entre lactato arterial y venoso central en niños con sepsis y choque séptico de una unidad de cuidado intensivo pediátrico. Se incluyeron 42 pacientes con edades comprendidas entre 1 mes y 17 años 364 días con diagnóstico de sepsis y choque séptico que ingresaron a la Unidad de Cuidado Intensivo en un hospital universitario de referencia. Se registró el valor del lactato obtenido de una muestra de sangre arterial y de sangre venosa central tomadas simultáneamente y dentro de las primeras 24 horas del ingreso a la unidad. Por medio de la prueba de Rho de Spearman se encontró una correlación de 0,872 (p<0,001) y se ajustó al uso de medicamentos, vasoactivos, edad y peso (modelo de regresión no paramétrico quantílico), manteniéndose una correlación fuerte y significativa.

Estudio prospectivo de las condiciones del mercado laboral colombiano para los egresados de la Facultad de Administración de la Universidad del Rosario del 2017

El presente trabajo logra exponer los diferentes futuros escenarios laborales que viven los egresados de la Facultad de Administración de la Universidad del Rosario. Para esto se ha recurrido al uso de metodología la prospectiva, unidos a un sólido marco teórico, a la utilización de la herramienta Mic Mac y a la opinión de expertos en el tema. En la actualidad, la problemática que viven la mayoría de los egresados radica en la falta de experiencia a la hora de ser admitidos en un puesto laboral, lo cual se representa en el aumento del desempleo y un malestar para su vida laboral. Esta es la razón por la cual se percibió la necesidad de hacer este estudio, para esclarecer cómo es la realidad de los profesionales, y al final poder proporcionar una alternativa para la mejora de los escenarios. Sin embargo, es importante recordar que el futuro es incierto y que todos los escenarios experimentados son resultado de estudios científicos y no de realidades comprobadas.

Estudio de pre factibilidad para el montaje de un tanque de enfriamiento de leche en el municipio de Machetá, Cundinamarca

Este proyecto hace parte del Convenio suscrito entre El Colegio Mayor de Nuestra Señora del Rosario y la Gobernación de Cundinamarca, para adelantar el proyecto de “Municipio Saludables como Polo de Desarrollo Local (MSPDL)”, cuyo objetivo general es mejorar la calidad de vida de los habitantes de tres (3) municipios escogidos por la Gobernación de Cundinamarca: Mesitas de El Colegio, ubicado en la Provincia del Tequendama, Sesquilé y Machetá, ubicados en la Provincia de Almeidas. En el desarrollo del proyecto la Facultad de Administración de la Universidad del Rosario encontró en el municipio de Machetà, la Asociación “Vuestra Honrosa Labranza, asociación, formada por miembros de tres (3) veredas en el municipio. En las visitas realizadas al municipio y en las charlas sostenidas con algunos de los socios, manifestaron interés por la implementación del proyecto en su asociación. En reuniones y conversaciones sostenidas con el Secretario de Desarrollo Social de la Gobernación de Cundinamarca, en los que se han presentado varios informes de avance del proyecto Municipio Saludable como Polo de Desarrollo Local (MSPDL), se comentó explícitamente la problemática planteada por la Asociación Vuestra Honrosa Labranza”, con el fin de conseguir una forma para apoyarlos, con el montaje de un tanque de enfriamiento de leche. Para el desarrollo del estudio de Pre factibilidad del montaje de un tanque para el enfriamiento de la leche, se desarrollaran los capítulos de mercado, técnico, administrativo, legal, ambiental y financiero, con el fin de evaluar si esta información es suficiente y decidir si la idea del proyecto es viable o no.

Perfil acido-base de pacientes con cirrosis descompensada por hemorragia digestiva alta en el departamento de emergencias: serie de casos

Introducción: La hemorragia digestiva (HVDA) es la principal causa de descompensación en pacientes con cirrosis. Caracterizar el estado ácido-base de estos pacientes sería útil para reflejar la severidad del sangrado e identificar pacientes con alto riesgo de complicación. Objetivo: Describir el estado ácido-base de los pacientes que consultaron a urgencias con cirrosis descompensada por HVDA y posteriormente fueron manejados en la unidad de cuidado intensivo (UCI) o fallecieron. Métodos: Se realizó el análisis del estado ácido-base a 10 pacientes con estas características, utilizando tres métodos distintos. Resultados: El perfil ácido-base encontrado fue: acidosis metabólica por iones no medidos, acidosis láctica, alcalosis por hipoalbuminemia y anión gap elevado en la mayoría de pacientes. Conclusiones: La teoría de Henderson-Hasselbach no fue suficiente para identificar pacientes con alto riesgo, debería implementarse concomitantemente el análisis anión gap, base déficit y el método físico–químico, para entender los fenómenos acido base de estos pacientes.

Internacionalización de operadores logísticos casos exitosos: SERVIENTREGA FEDEX DEUTSCHE POST - DHL

Este trabajo muestra la evolución de la internacionalización de las empresas del sector Operadores Logísticos a partir de una muestra suficientemente amplia que permita deducir similitudes dentro de los procesos que llevaron a cabo al realizarlos. Para lograr este objetivo se tomó como muestra representativa las empresas de operadores logísticos en contextos diferentes; específicamente se analizaron las compañías Servientrega, FedEx, Deutsche Post-DHL. Se consideró que estas firmas son ejemplos claros del sector por ser los líderes en sus países y mantener el mercado cautivo a lo largo del tiempo. Gran parte de la relevancia del estudio se desprende de los diferentes entornos en que las empresas desarrollan sus actividades; con lo anterior se quiere decir que no deberían mostrar la misma evolución, el crecimiento y desarrollo de un operador logístico en el caso alemán, ni en el estadounidense y mucho menos en el caso colombiano. Sin embargo, como se demostrará a lo largo de este working paper se pueden hallar procesos similares demostrando que los casos empíricos muestran congruencia con la literatura de teorías de internacionalización. El resultado del estudio es una ruta de exportación a seguir para futuros operadores logísticos. De tal forma, se podría tomar este working paper como una guía de navegación para diferentes empresas nacientes en el sector a lo largo del mundo, toda vez que están por encima de los diferentes ámbitos locales.

Correlación entre saturación venosa, ruptura de anastomosis y formación de fístulas en pacientes con trauma abdominal en el Hospital Occidente de Kennedy

El manejo del trauma abdominal supone el reto de realizar una anastomosis o sutura intestinal en pacientes comprometidos hemodinámicamente. La decisión de cirugía de control de daños ante la presencia de acidosis, hipotermia y coagulopatía es evidente, sin embargo la situación no siempre es tan clara. En individuos con trauma se desarrollan cambios moleculares e inflamatorios por inadecuado balance entre aporte y demanda de oxígeno, que afectan el proceso de reparación de los tejidos con el riesgo de aparición de fístulas. Una forma rápida y práctica de detectar esta hipoperfusión es midiendo la saturación venosa de oxígeno (SVO2) y el Lactato Sérico. OBJETIVOS: Establecer correlación entre los valores de SVO2 transoperatorio y la aparición de fístulas intestinales en pacientes intervenidos por trauma abdominal. MATERIALES Y METODOS: Estudio de cohorte prospectivo que analiza diferentes variables en relación con la aparición de fistulas en pacientes con trauma abdominal que requieren suturas en el tracto gastrointestinal, haciendo énfasis en los niveles de SVO2. RESULTADOS: Los pacientes con falla anastomótica, presentaron un promedio de SVO2 más baja (60.0% ± 2.94%), versus los no fistulizados (69.89% ± 7.21%) (p =0.010). Todos los pacientes de la cohorte expuesta (SVO2<65%), presentaron dehiscencia de la anastomosis (RR =39.8, IC95%: 2.35,659.91, p<0.001, Test exacto de Fisher). El valor predictivo positivo de la saturación (<65%) fue de 57.14% (IC 95%: 13.34%, 100%) y el valor predictivo negativo fue de 100% (IC 95%:81.75%, 100%). La sensibilidad fue de 100% (IC 95%:87.50%, 100%) y especificidad de 91.89% (IC 95%: 81.75%, 100%). En el análisis bivariante determinó que el índice de trauma abdominal, el nivel de hemoglobina y el requerimiento de transfusión de glóbulos rojos, son factores de riesgo directamente relacionados con la falla de la anastomosis en pacientes con trauma abdominal CONCLUSIONES: - Hay una fuerte relación entre la falla en la reparación intestinal y SVO2 < 65%. - El pronóstico de una anastomosis intestinal está directamente relacionada con el estado hemodinámico y la perfusión tisular al momento de la intervención quirúrgica. - El nivel de SVO2 puede apoyar al cirujano en la decisión de realizar o no una reparación en víscera hueca al momento de intervención quirúrgica en un paciente con trauma abdominal.

Variación de volumen sistólico como predictor de hipovolemia en pacientes pediátricos con choque séptico

El compromiso del sistema cardiovascular es frecuente en los pacientes en estado crítico, por tanto la monitorización hemodinámica es esencial para un tratamiento apropiado dirigido a objetivos terapéuticos en este grupo de pacientes. La monitorización hemodinámica del gasto cardíaco y la estimación del volumen intravascular son fundamentales para el manejo de los pacientes pediátricos en estado crítico, la medición del gasto cardíaco es uno de los principales elementos para evaluar la situación hemodinámica y la perfusión tisular de un paciente ayudando a dirigir el tratamiento y a monitorizar la respuesta clínica en pacientes con choque séptico. La hipovolemia es una causa común para la falla circulatoria en pacientes en condición crítica, el encontrar un método confiable para medición de precarga es importante para guiar la administración de líquidos. Tradicionalmente se han utilizado medidas de la volemia asociadas como la presión venosa central (PVC), frecuencia cardiaca (FC), presión arterial (PA) y el gasto urinario. Estos indicadores tienen grandes factores de distracción que hacen que su valor sea limitado y por tanto se tengan que buscar alternativas más confiables. En años recientes se han postulado parámetros dinámicos para la evaluación de la precarga, entre ellos uno de los mas ampliamente estudiado es la medición de la variabilidad de Volumen sistólico (VVS); Este valor se basa en el concepto de que durante la inspiración, la disminución del retorno venoso produce una disminución del Volumen sistólico, lo cual se manifiesta como una disminución en la onda de pulso; Por tanto en una situación de hipovolemia esta diferencia será mayor, dado que será más evidente la disminución del volumen al final de la diástole. En adultos este parámetro se ha convertido en una herramienta útil para evaluar estado de volumen de los pacientes que se encuentran en estado crítico y ha demostrado su utilidad para predecir respuesta a administración de fluidos en diferentes poblaciones de pacientes. En la actualidad no hay estudios en niños que comparen la medición de VVS contra dichas medidas tradicionales de volemia.