Performance of an ultrasonic ranging sensor in apple tree canopies

Electronic canopy characterization is an important issue in tree crop management. Ultrasonic and optical sensors are the most used for this purpose. The objective of this work was to assess the performance of an ultrasonic sensor under laboratory and field conditions in order to provide reliable estimations of distance measurements to apple tree canopies. To this purpose, a methodology has been designed to analyze sensor performance in relation to foliage ranging and to interferences with adjacent sensors when working simultaneously. Results show that the average error in distance measurement using the ultrasonic sensor in laboratory conditions is ±0.53 cm. However, the increase of variability in field conditions reduces the accuracy of this kind of sensors when estimating distances to canopies. The average error in such situations is ±5.11 cm. When analyzing interferences of adjacent sensors 30 cm apart, the average error is ±17.46 cm. When sensors are separated 60 cm, the average error is ±9.29 cm. The ultrasonic sensor tested has been proven to be suitable to estimate distances to the canopy in field conditions when sensors are 60 cm apart or more and could, therefore, be used in a system to estimate structural canopy parameters in precision horticulture.

Innovative LIDAR 3D dynamic measurement system to estimate fruit-tree leaf area

In this work, a LIDAR-based 3D Dynamic Measurement System is presented and evaluated for the geometric characterization of tree crops. Using this measurement system, trees were scanned from two opposing sides to obtain two three-dimensional point clouds. After registration of the point clouds, a simple and easily obtainable parameter is the number of impacts received by the scanned vegetation. The work in this study is based on the hypothesis of the existence of a linear relationship between the number of impacts of the LIDAR sensor laser beam on the vegetation and the tree leaf area. Tests performed under laboratory conditions using an ornamental tree and, subsequently, in a pear tree orchard demonstrate the correct operation of the measurement system presented in this paper. The results from both the laboratory and field tests confirm the initial hypothesis and the 3D Dynamic Measurement System is validated in field operation. This opens the door to new lines of research centred on the geometric characterization of tree crops in the field of agriculture and, more specifically, in precision fruit growing.

Measuring oscillating walking paths with a LIDAR

This work describes the analysis of different walking paths registered using a Light Detection And Ranging (LIDAR) laser range sensor in order to measure oscillating trajectories during unsupervised walking. The estimate of the gait and trajectory parameters were obtained with a terrestrial LIDAR placed 100 mm above the ground with the scanning plane parallel to the floor to measure the trajectory of the legs without attaching any markers or modifying the floor. Three different large walking experiments were performed to test the proposed measurement system with straight and oscillating trajectories. The main advantages of the proposed system are the possibility to measure several steps and obtain average gait parameters and the minimum infrastructure required. This measurement system enables the development of new ambulatory applications based on the analysis of the gait and the trajectory during a walk.

Flow resistance equations for mountain rivers

Three models of flow resistance (a Keulegan-type logarithmic law and two models developed for large-scale roughness conditions: the full logarithmic law and a model based on an inflectional velocity profile) were calibrated, validated and compared using an extensive database (N = 1,533) from rivers and flumes, representative of a wide hydraulic and geomorphologic range in the field of gravel-bed and mountain channels. It is preferable to apply the model based on an inflectional velocity profile in the relative submergence (y/d90) interval between 0.5 and 15, while the full logarithmic law is preferable for values below 0.5. For high relative submergence, above 15, either the logarithmic law or the full logarithmic law can be applied. The models fitted to the coarser percentiles are preferable to those fitted to the median diameter, owing to the higher explanatory power achieved by setting a model, the smaller difference in the goodness-of-fit between the different models and the lower influence of the origin of the data (river or flume).

Fórmulas para el cálculo aproximado de la capacidad de transporte de sedimentos en ríos de montaña

El cálculo de la capacidad de una corriente para el transporte de sedimentos de fondo requiere información sobre las características hidráulicas, geomorfológicas y granulométricas del cauce. Sin embargo, en ríos de fuerte pendiente y para caudales que superen ampliamente el umbral del movimiento de las partículas se dan una serie de circunstancias que permiten calcular el caudal sólido de acarreo a partir de ecuaciones muy simples, que involucran únicamente caudal líquido y pendiente longitudinal del lecho, con el consiguiente ahorro. En contrapartida la precisión de dichas ecuaciones es inferior, por lo que se recomienda restringir su empleo a la obtención de un primer orden de magnitud de la carga de fondo. En el presente artículo se incluye una compilación de este tipo de ecuaciones, así como un ejemplo ilustrativo de su utilización.

Fórmulas estadísticas de resistencia al flujo para hidráulica fluvial

El empleo en hidráulica en lámina libre de las ecuaciones de resistencia al flujo de Gauckler-Manning o Darcy-Weisbach requiere la determinación de un coeficiente de resistencia; determinación que si bien es suficientemente precisa con un reducido esfuerzo y coste en cauces artificiales, resulta mucho más difícil y cara en ríos. Con objeto de eliminar la necesidad de una estimación independiente del coeficiente de resistencia se han desarrollado estadísticamente una serie de ecuaciones para flujo permanente y uniforme en ríos, en las que se prescinde de dicho coeficiente. El presente artículo pretende ser una revisión de las fórmulas de este último tipo más difundidas en la práctica de la hidráulica fluvial.

Predicción de la resistencia al flujo en ríos de montaña

Se han calibrado, validado y comparado tres modelos de resistencia al flujo de contorno granular: un modelo potencial y otros dos modelos desarrollados para condiciones de alta rugosidad relativa (uno basado en una modificación de la ley logarítmica de Prandtl-von Karman y otro fundamentado en un perfil de velocidad configurado en dos zonas: una uniforme en las proximidades de los elementos de rugosidad y otra superior que sigue una distribución logarítmica). Se ha empleado para ello un numeroso conjunto de 1.533 datos tomados en ríos y en canales de laboratorio, representativo de un amplio intervalo hidráulico y geomorfológico en el ámbito de ríos de grava y de montaña. Han resultado preferibles las ecuaciones ajustadas con los percentiles granulométricos mayores (d90 o d84) que las ajustadas con el diámetro mediano (d50), debido a la mayor capacidad explicativa alcanzada dado un modelo, la menor diferencia en la bondad de ajuste entre los diferentes modelos y la menor influencia del origen de los datos (río o canal de laboratorio). Las ecuaciones ajustadas de acuerdo con los modelos en donde se contemplan condiciones de alta rugosidad relativa presentan predicciones similares, exceptuando el intervalo macrorrugoso (y/d90 < 1), en el que es preferible la correspondiente al modelo fundamentado en el perfil de velocidad configurado en dos zonas. Se recomienda restringir la aplicación de la ecuación ajustada con arreglo a la ley potencial al intervalo de y/d90 comprendido entre uno y veinte, puesto que fuera de dicho intervalo tiende a infraestimar notablemente la resistencia al flujo.

Desarrollo de ecuaciones de flujo uniforme para ríos de montaña

Con base en una selección de 145 datos pertenecientes a ríos de montaña de fuerte pendiente (entre el 1 y 5%), de alineación no sinuosa, sin vegetación significativa en el cauce y sin transporte intenso de sedimentos, se han desarrollado un conjunto de eucaciones en régimen permanente y uniforme que no requieren la estimación independiente de coeficiente de resistencia alguno, con la subsiguiente reducción en coste y esfuerzo de cálculo. Siempre que se observe estrictamente el rango experimental en el que rigen, las ecuaciones derivadas permiten una predicción de precisión equiparable a los métodos basados en la determinacion de un coeficiente de resistencia adecuado para el tramo de estudio.

Métodos para la determinación del coeficiente de resistencia al flujo en cauces de rugosidad heterogénea

Al abordar problemas hidráulicos en cauces en los que la rugosidad varía a lo largo del perímetro, es usual el empleo de un único coeficiente de rugosidad de efectos hidráulicos equivalentes. Desde finales del primer tercio del siglo XX, se han ido proponiendo diversas expresiones para la determinación de un coeficiente de rugosidad equivalente, diferenciándose éstas en las hipótesis hidráulicas asumidas. En el presente trabajo se han revisado ocho de estas ecuaciones, proponiéndose la modificación de una de ellas, y, a la luz de las hipótesis propuestas en cada una, se recomienda su uso más adecuado en función de la heterogeneidad geométrica de la sección estudiada. A efectos ilustrativos, se han contrastado numéricamente las fórmulas recopiladas, aplicándolas a un hipotético cauce natural con márgenes más rugosos que el lecho. Asimismo, se han proporcionado una serie de pautas a fin de caracterizar adecuadamente la heterogeneidad de la rugosidad en el contorno, y obtener así una división en subsecciones lo más fundamentada posible en criterios hidráulicos. Por último, a partir de la revisión de las experiencias en campo y laboratorio realizadas en esta materia durante los últimos treinta años, se intentan extraer algunas conclusiones sobre la capacidad de predicción de las fórmulas recopiladas.

Desarrollo de ecuaciones de flujo uniforme para ríos de grava

Con base en un conjunto de 904 datos hidrométricos pertenecientes a ríos de grava (de alienación no sinuosa desprovistos de cubierta vegetal significativa en el cauce y carentes de obstáculos) se han desarrollado un conjunto de ecuaciones en régimen uniforme que no requieren la estimación independiente de un coeficiente de resistencia, con la subsiguiente reducción de coste y esfuerzo de cálculo. Siempre que se respete estrictamente el rango experimental en el que rigen, las ecuaciones derivadas permiten una predicción de precisión equiparable a la de aquellos métodos basados en la determinación de un coeficiente de resistencia adecuado para el tramo de estudio.

Expresiones para la determinación del factor de fricción en ríos de fuerte pendiente

Con base en una selección de 145 datos pertenecientes a ríos de montaña de fuerte pendiente (³ 1%) se han desarrollado cinco expresiones para determinar el factor de fricción de Darcy-Weisbach. La primera expresión se fundamenta en la aplicación para flujo turbulento rugoso en lámina libre de la ley semilogarítmica de Prandtl-Kárman, que es función de la sumersión relativa (relación entre el calado medio y la rugosidad equivalente). La segunda y tercera corresponden a correciones de la primera para flujo macrorrugoso, propuestas por Thompson y Campbell (1979) y Aguirre-Pe y Fuentes (1990) respectivamente. La cuarta ecuación consiste una en potencia de la sumersión relativa, mientras que la quinta corrige la fórmula anterior incorporando una potencia de la pendiente, tal y como propugnan Meunier (1989) y Rickenmann (1990). Las expresiones derivadas presentan un ajuste significativo, si se tienen en cuenta las limitaciones hidrométricas existentes en ríos de material grueso y fuerte pendiente. Destaca el mayor ajuste conseguido con las ecuaciones con las ecuaciones del tipo potencial frente a las del tipo semilogarítmico. Se ha encontrado, asimismo, una capacidad de predicción ligeramente superior en aquellas expresiones que incluyen modificaciones respecto a la ecuación original, ecuaciones del tipo segundo, tercero y quinto anteriormente indicado.

Aspereza equivalente de ríos con contorno granular grueso

El concepto de aspereza equivalente (ks) permite relacionar la resistencia al flujo de cauces de contorno granular con el tamaño de las partículas que lo conforman, mediante la ley logarítmica de distribución vertical de velocidad de la corriente. En este artículo se revisa el estado del conocimiento acerca de los criterios para la predicción de dicha relación con el objetivo de brindar una guía para la selección de los mismos. Pese a que el análisis de las experiencias compiladas desvela la dispersión de resultados, a efectos prácticos se recomienda para ríos de grava y de montaña: ks 3•d90; ks 3,4•d84 y ks 7•d50. Dicha dispersión y el hecho de que ks sea varias veces superior al diámetro medio del sedimento puede atribuirse en diferente grado: a la heterogeneidad del sedimento en lechos naturales, a las formas de fondo, al transporte sólido de fondo,así como a las limitaciones del modelo logarítmico de distribución de velocidad bajo ciertas condiciones de flujo. La predicción de ks en función de variables estadísticas del campo de elevaciones del lecho se ha revelado como una alternativa con una elevada capacidad explicativa, por lo que en la medida que avancen las técnicas microtopográficas se consolidará esta vía como el método del futuro.

Disseny i desenvolupament d’un sistema de monitorització en continu de la qualitat de l’aigua de riu

Disseny i muntatge d’un sistema de monitorització a temps real de la qualitat fisico-química de l’aigua en rius mediterranis, que sigui autònom telegestionat i de baix manteniment. Aquest sistema permet realitzar un seguiment de la dinàmica de la qualitat de l’aigua de riu, essent possible detectar episodis d’empitjorament sobtat de la qualitat. El desenvolupament de sensors per mesurar la qualitat de l’aigua en continu ha estat una realitat en la darrera dècada, millorant-ne la robustesa i baixant-ne els costos. Cada instrument cobreix diferents aplicacions dins el cicle de l’aigua, des d’aigües superficials de riu, aigües residuals o aigües potables. Actualment la dificultat no està en la sensorística, sinó en el desenvolupament d’estacions de monitorització autònomes i de baix manteniment

The role of causal links in performance measurement models

Abstract Purpose: Several well-known managerial accounting performance measurement models rely on causal assumptions. Whilst users of the models express satisfaction and link them with improved organizational performance, academic research, of the realworld applications, shows few reliable statistical associations. This paper provides a discussion on the"problematic" of causality in a performance measurement setting. Design/methodology/approach: This is a conceptual study based on an analysis and synthesis of the literature from managerial accounting, organizational theory, strategic management and social scientific causal modelling. Findings: The analysis indicates that dynamic, complex and uncertain environments may challenge any reliance upon valid causal models. Due to cognitive limitations and judgmental biases, managers may fail to trace correct cause-and-effect understanding of the value creation in their organizations. However, even lacking this validity, causal models can support strategic learning and perform as organizational guides if they are able to mobilize managerial action. Research limitations/implications: Future research should highlight the characteristics necessary for elaboration of convincing and appealing causal models and the social process of their construction. Practical implications: Managers of organizations using causal models should be clear on the purposes of their particular models and their limitations. In particular, difficulties are observed in specifying detailed cause and effect relations and their potential for communicating and directing attention. They should therefore construct their models to suit the particular purpose envisaged. Originality/value: This paper provides an interdisciplinary and holistic view on the issue of causality in managerial accounting models.

Joves immigrants i persistència acadèmica: què ens diuen les seves xarxes personals?

L'estudi que es presenta forma part d'un projecte de recera de tipus longitudinal que busca detrminar en quina mesura les xarxes personals i socials de l'alumnat immigrant poden apoderar les seves trajectòries acadèmiques tot incidint en la seva persistència i èxit escolar. L'estudi introdueix un nou nivell de comprensió tant de les trajectòries d'èxit com de la vulnerabilitat de l'alumnat immigrant a la secundària utilitzant l'enfocament egocèntric de l'anàlisi de xarxes socials. Aquest article mostra les potencialitats d'aquest enfocament, el qual ha desenvolupat uns processos metodològics i de creació d'instrumentació propis per al mesurament i analisi de les estructures, patrons i formes d'interacció que emergeixen dels vincles entre actors diversos. Els resultats mostren que els sistemes relacionals de l'alumnat (família, escola i comunitat) constitueixen un nivell intemedi en el qual s'expressa la naturalesa dinàmica i articulada de les funcions de socialització, connexió i presa de decisions de les seves xarxes personals i socials, i permeten valorar la seva incidència en les trajectòries acadèmiques dels estudiants.