Reliability Modeling and Improvement of Critical Infrastructures: Theory, Simulation, and Computational Methods

This dissertation presents a framework for developing data-driven tools to model and improve the performance of Interconnected Critical Infrastructures (ICIs) in multiple contexts. The importance of ICIs for daily human activities and the large volumes of data in continuous generation in modern industries grant relevance to research efforts in this direction. Chapter 2 focuses on the impact of disruptions in Multimodal Transportation Networks, which I explored from an application perspective. The outlined research directions propose exploring the combination of simulation for decision-making with data-driven optimization paradigms to create tools that may provide stakeholders with optimal policies for a wide array of scenarios and conditions. The flexibility of the developed simulation models, in combination with cutting-edge technologies, such as Deep Reinforcement Learning (DRL), sets the foundation for promising research efforts on the performance, analysis, and optimization of Inland Waterway Transportation Systems. Chapter 3 explores data-driven models for condition monitoring and prognostics, with a focus on using Deep Learning (DL) to predict the Remaining Useful Life of turbofan engines based on sequential sensor measurements. A myriad of approaches exist for this type of problems, and the main contribution for future efforts might be centered around combining this type of data-driven methods with simulation tools and computational methods in the context of network resilience optimization. Chapter 4 revolves around developing data-driven methods for estimating all-terminal reliability of networks with arbitrary structures and outlines research directions for data-driven surrogate models. Furthermore, the use of DRL for network design optimization and maximizing all-terminal network reliability is presented. This poses a promising research venue that has been extended to network reliability problems involving dynamic decision-making on allocating new resources, maintaining and/or improving the edges already in the network, or repairing failed edges due to aging. The outlined research presents various data-driven tools developed to collaborate in the context of modeling and improvement for Critical Infrastructures. Multiple research venues have been intertwined by combining various paradigms and methods to achieve this goal. The final product is a line of research focused on reliability estimation, design optimization, and prognostics and health management for ICIs, by combining computational methods and theory

Novel Chemical Approach for the Site Selective Generation of Complex Self-Assembled Virus Derivatives

Main goal is to develop a method allowing an efficient and site-selective immobilization of Tobacco mosaic virus (TMV)-RNA on oxidic and polymeric surfaces using a bottom-up self-assembly strategy. Two new chemical approaches are introduced as linkers for DNA-ligands: Aldehyde converted alkoxysilane and in-house synthesized isothiocyanate (ITC) alkoxysilane. Substrates were characterized by X-ray photon spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM), contact angle (CA) and optical microscopy

Evaluación comparativa entre productores campesinos asociados y no asociados en las cooperativas Ríos de Agua Viva R.L. y Flor de Pancasán y el impacto de la asociatividad sobre el Desarrollo Rural y Desarrollo a Escala Humana desde las comunidades La Nueva y Carpas 3 del municipio de Rancho Grande y El Bálsamo y Sitio Histórico del municipio de Pancasán

En el siguiente documento se muestra una evaluación comparativa entre productores campesinos asociados y no asociados en las cooperativas “Ríos de Agua Viva R.L.” y “Flor de Pancasán” y el impacto de la asociatividad sobre el desarrollo Rural y Desarrollo a Escala Humano desde las comunidades La Nueva y Carpas 3 del municipio de Rancho Grande y El Bálsamo y Sitio Histórico del municipio de Pancasán. El Desarrollo Rural explica las condiciones socioeconómicas de las personas en el campo y el Desarrollo a Escala Humana promueve la satisfacción de las necesidades básicas de los individuos (las del ser, no del tener). Dicho estudio busca encontrar las diferencias o similitudes entre estar asociado en una cooperativa y el no estarlo, para poder hacer comparativo este estudio se tomó como muestra aleatoria a 15 productores asociados y 15 no asociados a las cooperativas y comunidades anteriormente mencionadas. Con respecto a la variable cooperativismo se encontró que la cooperativa que presenta un mejor funcionamiento y organización es la Cooperativa “Ríos de Agua Viva R.L”. Para lograr determinar la situación del Desarrollo Rural y Desarrollo a Escala Humana se crearon dos índices: Índice Compuesto de Desarrollo Rural e Índice Compuesto de Desarrollo a Escala Humana, en los cuales los socios superan a los no socios en cada de las comunidades de las dos cooperativas objeto de este estudio. Aceptando nuestra hipótesis de que el cooperativismo es una alternativa para el Desarrollo Rural y Desarrollo a Escala Human

A method for flash calculations in reactive mixtures

This paper introduces an alternative method for performing flash calculations in reacting systems, which has been developed using the theory of variable transformation of Ung and Doherty (1995). We use a simultaneous equation solving approach to perform two phase equilibrium calculations in chemically reactive systems. Thenumerical performance of proposed method is tested using several cases of study and our results show that it is efficient and generally can converge to the equilibrium compositions

The impact of chronic pain on patients and spouses: Consequences on occupational status, distribution of household chores and care‐giving burden.

Background: Informal care-giving by spouses has become frequent in chronic pain settings. However, the impact of pain on occupational, functional and health out-comes in spouses has not been systematically investigated.Aims: The goal of the present study was to examine the impact of pain on both pa-tient and spousal outcomes.Methods: In the present study, the impact of chronic pain on 114 heterosexual dyads was explored (patients: 59% females, average age=57.81years, SD=11.85; spouses: 41% females, average age=57.32years, SD=12.15).Results: Overall, both patients and spouses reported important consequences of pain on outcomes, including occupational status distribution of household chores and marital satisfaction). Almost 52% of spouses indicated a high-to-severe burden. A multivariate model with spouse and patient factors accounted for 37.8% of the vari-ance of this burden. In the model, patient disability (=0.36, p=.002), spouses’ change in occupational status (=0.26, p=.002) and spousal perception of marital adjustment (=−0.36, p<.001) were uniquely associated with burden.Conclusions: The results indicate that the impact of chronic pain should be evalu-ated both for patients and spouses and point to patient and spouse factors that might contribute to spousal burden, which might help guide family interventions in a more effective manner.Significance: Research has shown that chronic pain poses a significant burden on individuals, which increases their reliance on others for assistance. However, the bur-den of informal care-giving assumed by spouses of patients with chronic pain has not been systematically investigated. This study offers new insights into the impact of chronic pain on patients and their spouses, which might provide empirical foundation for the development of new avenues for intervention aimed at promoting adjustment in patients with chronic pain and spouses who act as informal caregivers

Las tierras y territorios rurales como escenarios funcionales para la práctica de la Economía Popular y Solidaria en Ecuador: algunos elementos sobre su uso y aprovechamiento

oai:revistadigital.uce.edu.ec:article/62This paper is an analytical revision and characterization of the usefulness and productive potential of rural lands and territories in Ecuador, as a scenery to apply the Popular and Solidary Economy model, (PSE, in Spanish). The study was developed under the following research hypothesis: “The ownership and use of agricultural land, in rural areas, where there is prevalence of the Popular and Solidary Economy actors, could perhaps facilitate their daily surviving, but it is not a guarantee for a suitable family reproduction or a worthy living style”. Based on the research results, the hypothesis was accepted as being true. One of the primary findings was the direct relationship between poverty of the populations and its main income activity, which is farming done in lands apt for forestry and conservation, but not for agriculture. Additionally, it was found that the agricultural productive systems of PSE groups are constantly at risk, in reference to adverse climate threats combined with the vulnerability of their geographic location in fragile ecosystems. The study also showed that the average size of an Agricultural Land Productive Unit, (UPA, in Spanish), is considerably below the minimum required to obtain profitable family incomes and there is an increasing tendency to split up it, even more. However the micro size of UPA, the families do not cultivate the whole available land, or they change the land use, from crops to grasses; this is mainly to liberate labor from a not profitable labor demanding crops and to devote this labor to remunerated extra farm activities. The main conclusions were: i) Because of both, the quality of agricultural land (natural aptitude of use) and for the availability of land (insufficient UPA size), the ownership and usufruct of an UPA means no guarantee for the reproduction and to assurance quality of life in the majority of the rural families in Ecuador. This is especially true for the communities and indigenous groups who supposedly are PSE groups; ii) In many cases, the land, either as a private or collective ownership, has become the main and even the only family or community asset instead of being the mean of production; and iii) It is evident that the type of agriculture known as “family agriculture”, “self-sustaining agriculture” or “Self-surviving agriculture”, still claimed by several researchers and rural develop promoters, does not have a promising future anymore.El artículo presenta un estudio analítico sobre la caracterización del uso y del potencial productivo de los territorios&nbsp;y tierras rurales en Ecuador, como escenario para la aplicación del modelo de Economía Popular y Solidaria,&nbsp;EPS. Para el desarrollo de la investigación, se planteó la siguiente hipótesis: “La posesión y usufructo de&nbsp;una parcela agrícola, individual o colectiva en las áreas rurales donde prevalece la presencia de los actores de&nbsp;la Economía Popular y Solidaria, apenas facilita su sobrevivencia, pero no es garantía para una reproducción&nbsp;familiar apropiada o para una vida familiar digna”. Con base en los resultados de la investigación, la hipótesis&nbsp;fue aceptada como verdadera. Uno de los principales resultados fue la relación directa entre la pobreza de las&nbsp;poblaciones y su actividad económica principal, que es agricultura, aplicada en tierras con aptitud natural para&nbsp;forestación o conservación. Además, se encontró que las actividades productivas de las poblaciones rurales actoras&nbsp;de la EPS, están sujetas a riesgos constantes, en función de las amenazas de eventos climáticos adversos&nbsp;y de la vulnerabilidad de las áreas en producción, por estar ubicadas en ecosistemas frágiles. Por otro lado, se&nbsp;encontró que el tamaño promedio de Unidades Productivas, Agropecuarias, UPA, está muy por debajo del tamaño&nbsp;mínimo requerido para hacer agricultura redituable y la tendencia a continuar subdividiendo las UPA, es&nbsp;creciente. Sin embargo, aun con estos tamaños micro de UPA, las familias dejan de cultivar parte de sus fundos&nbsp;&nbsp;cambian de uso productivo desde cultivos a pastos para cría de ganado, esto lo hacen para evitar el uso de la&nbsp;mano de obra en actividades agrícolas no rentables en la UPA y ofertar la mano de obra en actividades remuneradas&nbsp;extra finca. Las conclusiones del estudio fueron: i) Tanto por la calidad de la tierra o territorio (aptitud&nbsp;natural de uso), como por la cantidad disponible (tamaño de UPA insuficiente), la posesión y usufructo de una&nbsp;UPA, no es una garantía para la reproducción y aseguramiento de la calidad de vida familiar, en la mayoría&nbsp;de áreas rurales de la Sierra ecuatoriana, pero especialmente para las comunidades y grupos indígenas, que se&nbsp;supone conforman la EPS; ii) En muchos casos, la tierra como pertenencia individual o colectiva, más bien se&nbsp;ha convertido en el principal y acaso único activo del patrimonio familiar o comunal, antes de ser el medio de&nbsp;producción, y iii) Se ha evidenciado que el tipo de agricultura denominada “agricultura familiar”, “agricultura&nbsp;de subsistencia”, o “agricultura de sobrevivencia”, todavía reinvindicada por varios investigadores y promotores&nbsp;rurales, parecería no tener un futuro prometedor.&nbsp

Creación de un departamento de mercadotecnia para mejorar la imagen corporativa y atraer financiamiento en la “Fundación Campo”, ubicada en el departamento de San Miguel.

Fundación Campo es una organización sin fines de lucro fundada en el año de 1995; es de nacionalidad salvadoreña, de utilidad pública, sin fines de lucro, sin posición políticopartidaria, ni religiosa, que tiene como finalidad desarrollar programas, proyectos y actividades que beneficien y mejoren la situación socio económica de las familias rurales. Actualmente la organización se encuentra en una posición de constante crecimiento en cuanto a desarrollo de proyectos de beneficio comunitario en toda la zona oriental, principalmente en el departamento de San Miguel, en aquellos municipios que se ven más afectados por la desigualdad social, por la falta de oportunidades, por la pobreza en general. La investigación realizada con el objetivo de diseñar un departamento de mercadotecnia se debe a la importancia que tiene hoy en día el diseñar e innovar constantemente la forma en la que las empresas se dan a conocer en el mercado, ya sean estas con o sin fines de lucro. Fundación Campo no es la excepción ya que al ser una institución que destina sus esfuerzos y emplea la totalidad de sus recursos en contribuir al desarrollo auto sostenible de cada una de las comunidades en las que interviene, debe de venderse para con cada una de las organizaciones ya sean estas estatales, privadas, nacionales o extranjeras que brindan apoyo tanto económico como técnico para el desarrollo de programas como los que ejecuta la fundación. En ese sentido, la Fundación necesita crear programas de diseño de estrategias que le permitan darse a conocer por cada institución de la cual esta pueda recibir apoyo económico y técnico que le facilite el desarrollo de cada uno de sus programas. 105 Por lo anterior, se hace de vital importancia el desarrollar una investigación que ayude a determinar factores que podrían servir como desarrollo del Departamento de Mercadotecnia, los mismo servirán de guía para desarrollar métodos que le permitan conseguir un posicionamiento firme delante de sus competidores para la obtención de recursos. Para concretar la consecución de la información necesaria para el desarrollo de este proyecto será necesaria la utilización de métodos de recolección de datos, los cuales servirán como base para conocer los principales factores de incidencia tanto positiva como negativamente en la organización. No obstante a lo anterior, antes de tomar cualquier decisión estratégica es imprescindible realizar un diagnóstico de la organización, con el fin de conocer la situación actual de la misma, esto tanto en forma interna como externa, lo cual servirá de base para conocer el mejor rumbo que esta debe tomar para la consecución de sus objetivos estratégicos. La creación de un departamento de mercadotecnia generará los medios necesarios para lograr que la organización cuente con estrategias de marketing que le permitan hacerle frente a las distintas adversidades que dentro del mercado puedan ocasionar dificultades tanto económicas como de cualquier otra índole

The Combination of Cognitive-Behavioural Therapy with Virtual Reality for the Treatment of Postnatal Depression in a Brief Intervention Context: A Single-Case Study Trial

Postnatal depression (PND) is a mood disorder with potentially devastating effects to the individual on many levels. It can affect cognitive functioning, motivation, and self-esteem. The person can socially withdraw from their immediate familial or social circle. It can affect bonding and quality time between the mother and baby. There are many effective therapeutic treatments used for the treatment of PND such as cognitive-behavioural therapy (CBT) and interpersonal psychotherapy (IPT). This study using a single-case study trial with 15 participants investigates the clinical usefulness of combining CBT with virtual reality (VR). Results show that the combination of CBT with VR is an effective treatment for PND. In addition, VR can enhance awareness, decision-making, and self-appreciation within the individual and can also have real-life applications. This study also shows that the combination of VR and CBT is feasible, while the use of such a technology is well accepted