Método geométrico de construcción de números reales en Von Staudt Veblen y Young

En la obra de Von Staudt la construcción por métodos de geometría de posición se intenta con el objetivo de llegar al número real. No se alcanza allí esta meta. Pero ha inspirado otros intentos (por el mismo camino) donde el más representativo puede ser la obra sobre geometría proyectiva, debida a Oswald Veblen y John Wesley Young, y que lleva por nombre Geometría Proyectiva de 1910 (Primer tomo) y 1918 (Segundo tomo). Nos referimos a este intento. Sobre la cuestión que nos ocupa, la construcción de los números reales (terminología propia de los autores), no hay consenso entre los autores de historia del análisis en el siglo XX. Algunos leen en las páginas de la geometría mencionada, una axiomatización de la geometría proyectiva que no pasa de utilizar los “números reales” que se obtuvieron por métodos geométricos, que reflejan la obra de Dedekind sobre cortes introducidos en el conjunto de números racionales, y no ven un resultado nuevo

Analysis of the influence of the different variables involved in a damage progression probability model

Motivated by these difficulties, Castillo et al. (2012) made some suggestions on how to build consistent stochastic models avoiding the selection of easy to use mathematical functions, which were replaced by those resulting from a set of properties to be satisfied by the model

Generación de escenarios de producción eólica para el análisis probabilístico de la operación de sistemas de energía eléctrica

El objetivo general de la tesis consiste en generar trayectorias de la producción eólica futura para el análisis probabilístico de los sistemas de energía eléctrica. Esta información puede ser utilizada para el comercio en los mercados de energía, para la determinación y la resolución de restricciones en la operación del sistema, para la estimación de las reservas de energía, entre otros usos. De esta forma, se facilita la integración de las fuentes no gestionables, y en particular, de la energía eólica. Para conseguir este objetivo se desarrolló un modelo estocástico de la producción eólica. Este modelo genera escenarios de producción condicionados por la predicción a corto plazo. El modelo caracteriza las trayectorias simuladas basándose en la información obtenida del comportamiento pasado del parque eólico: producciones reales y sus respectivas previsiones a diferentes horizontes de predicción. Este tipo de información es la que usualmente poseen los productores eólicos y el operador del sistema, de forma que son los únicos datos disponibles para obtener el modelo. El modelo se desarrolla partiendo de la teoría de las funciones cópula, como una herramienta para el modelado multivariante de variables aleatorias. Para el modelo multivariante es necesario obtener los modelos para las funciones de densidad univariantes de los errores de la predicción. Para obtener estos modelos se parte de los datos de un parque eólico, predicciones y producciones donde se identifican las características de las variables. Para las funciones marginales univariantes, primero se considera un modelo paramétrico basado en la distribución beta; como segunda alternativa, se considera una técnica de estimación de la función de densidad mediante funciones kernel, siendo este un método no paramétrico. Los dos modelos, paramétrico y no paramétrico, no consiguen modelar de forma adecuada los errores de la predicción eólica cuando la producción real del parque es cero. Para resolver este problema se utiliza la regresión logística, un método que permite estimar la probabilidad de una variable con respuesta cualitativa, en este caso, de las producciones nulas. Una vez que se estima el modelo que obtiene la probabilidad de que ocurra una producción nula, dada la predicción, se adaptan los modelos antes descritos para obtener las funciones de densidad que modelan correctamente los errores en la predicción de producción eólica. En ambos modelos, paramétrico y no paramétrico, se implementaron estimaciones adaptativas de los parámetros. A medida que pasa el tiempo, el modelo obtiene nueva información del comportamiento del parque, en este caso, de las producciones reales y sus respectivas predicciones. Los nuevos datos son incluidos y ponderados de acuerdo a su relevancia y antigüedad, dando una característica adaptativa al modelo, de forma que logran replicar los comportamientos estacionales de la producción eólica. Los modelos estimados para las funciones marginales univariantes son evaluados y comparados durante el procedimiento. Se determina que el modelo no paramétrico, mediante funciones kernel y la regresión logística, tiene un mejor desempeño que la técnica de modelado paramétrica, que utiliza la distribución beta y la regresión logística. Finalmente, se estima la estructura de dependencia de las variables aleatorias desde el dominio uniforme. Se convierten las variables aleatorias al dominio uniforme, mediante la función de distribución de probabilidad obtenida con las funciones kernel y la regresión logística. De esta forma, se elimina la influencia del dominio original de las variables aleatorias. Con las funciones de densidad univariantes y la estructura de dependencia, se construye un modelo multivariante para la producción eólica, usando las funciones cópula. Con el modelo propuesto se pueden generar trayectorias posibles de la producción y obtener los intervalos de confianza. Dos modelos han sido desarrollados, el primero representa la dependencia temporal (corto plazo) en la producción de un parque y el segundo representa la dependencia espacial-temporal de varios parques en una misma zona. Con un número considerable de escenarios simulados es posible estimar la incertidumbre de la producción, no solo en términos de potencia, sino también en cantidad de energía desviada. Esta información es utilizada para desarrollar medidas de compensación de los desvíos en la producción eólica, aplicadas a problemas de complejidad real. En el primer problema se propone la utilización de un método de optimización, buscando maximizar los ingresos de la operación conjunta de una central hidroeléctrica reversible y un parque eólico. En el segundo problema se representan diversas medidas de compensación como problemas de optimización, donde se busca cubrir los desvíos de la producción de un grupo de parques eólicos. En los problemas de optimización, el modelo del sistema eléctrico es representado explícitamente. A partir de las trayectorias simuladas de la producción eólica futura se determinan los niveles de incertidumbre, en términos tanto de potencia como de energía futura. La incertidumbre de la producción es incluida en un problema de optimización que usa una central hidroeléctrica reversible con el objetivo de reducir el costo de los desvíos. En todos los resultados obtenidos para este problema, se consiguió un beneficio al comparar la operación independiente respecto a la operación conjunta. El método propuesto puede ser extendido a otros aspectos de la operación de sistemas de energía eléctrica. La central hidroeléctrica reversible se usa para minimizar los desvíos debidos a los errores en la predicción de la potencia eólica, cuando el productor eólico participa en el mercado. De esta forma, los agentes pueden reducir el riesgo al que están expuestos debido a la incertidumbre asociada a la producción eólica y a los precios de la energía de reserva. Finalmente, se comparan diferentes alternativas para compensar los desvíos de la producción eólica en un sistema de energía eléctrica. Las medidas propuestas se prueba en un sistema basado en el caso «IEEE 30 Bus Test Case», incluido en MATPOWER, con el objetivo de simular la complejidad de un pequeño sistema real. Las diferentes alternativas se validan mediante un Flujo de Potencia Probabilístico (FPP), empleando el método de Monte Carlo, donde se considera la incertidumbre de la producción eólica de un grupo de parques eólicos. Mediante este método se puede estimar el valor de cualquiera de las variables del sistema de energía eléctrica por medio de su función de densidad de probabilidad, por ejemplo, el nivel de carga de las líneas de transmisión, las pérdidas del sistema, el uso de los elementos de almacenamiento, etc. La influencia de la producción eólica y los efectos del almacenamiento en el sistema de energía eléctrica pueden apreciarse comparando las variables de salida (generación, intercambio entre áreas, pérdidas del sistema y uso del almacenamiento) del Flujo de Potencia Probabilístico (FPP). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------The overall objective of the thesis is the generation of trajectories of future wind power production (for a short term horizon, one or two days in advance) for the probabilistic analysis of power systems. This information can be used for trading into markets, for the identification and resolution of constraints on the operation of the system, to estimate energy reserves, among others. This results will facilitate the integration of intermittent energy into the system, in particular the wind energy. To achieve this objective, a stochastic model of the wind production. This model generates possible production trajectories, conditioned by the short-term wind power prediction has been developed. The model characterizes the simulated trajectories, based on the historical data of the wind farm, namely power production and their forecasts for different horizons. This information is usually held by wind farms owners and system operators. The model is based on the copula function theory, which is a tool for modeling multivariate random variables. For the multivariate model the univariate density functions of the forecasted error of the wind power is required. These functions have been estimated in this work from the data of a wind farm, predictions and productions, from also the characteristics of the variables were identified. For univariate marginal functions, a parametric model based on the beta distribution was considered in a first trial. As second alternative, the estimation technique called Kernel Density Estimation (KDE), a non-parametric method, was considered. The two models, parametric and nonparametric, failed to correctly represent the prediction errors of the wind power when the real production is zero. To solve this problem, logistic regression was used, to estimate the probability of a qualitative response variable (in this case the null productions). Once the model for the probability of null production was estimated, for a given value of the prediction, the models described above were adapted for modeling correctly the forecast error of the wind power production. In both models, parametric and nonparametric, adaptive estimates of the parameters were implemented. This means that a new information obtained from data of the wind farm, in this case of new productions and their predictions, are included and weighted according to their relevance and age, giving to the model an adaptive feature, so the model is able to represent the seasonal behavior of wind production. The proposed models for the univariate marginal functions were evaluated and compared with real data. It was determined that the non-parametric model using kernel functions and logistic regression performs better than the parametric modeling technique, using the beta distribution and logistic regression. Finally, the dependence structure of the random variables from the uniform domain was estimated. The forecasted errors were transformed to uniform domain by using the Probability Density Function (PDF), obtained with kernel functions and logistic regression. Through this transformation, the influence of the original domain of the random variables was eliminated. With these elements a multivariate model for the wind power production using the copula function can be built, to generate possible trajectories and to obtain the confidence intervals of the wind power production. The first developed model represents the time dependence (short term) in the wind power production of a wind farm, and the second model represents the spatialtemporal dependence for several wind farms in the same region. With a considerable number of simulated trajectories, it is possible to estimate the uncertainty of the wind production, not only in terms of power but also in terms of energy. This information is used to develop actions for compensating the wind power deviations in complex problems. As a first problem, the use of an optimization method is propose, which seeks to maximize the revenues of a wind power producer, reducing the wind power deviations by the joint operation with a hydro-pump plant. In the second problem, different actions of compensation are formulated as optimization problems, in order to reduce the deviations of a group of wind farms. In all the actions, the power system model is explicitly considered in the optimization problem. The statistical information obtained with the simulated trajectories makes possible to calculate the joint optimal operation of a hydropump plant and a wind power producer. The wind power production uncertainty is included in an optimization problem that uses a hydro-pump plant in an optimal way, reducing the imbalance costs. In all the results of this problem, an economic gain was achieved for the operation in cooperation. The procedure can be expanded to independent control centers for renewable energy and some other operational issues. The hydro-pump plant is used to minimize the imbalances due to the errors in the wind power forecasting when the wind producer trades in energy markets. In this way, the utilities may reduce the risk due to the uncertainty in the wind power prediction and in prices of the reserve market. Eventually, the imbalances in the wind power production could be fully avoided by the action of the hydro-pump plant and others storages devises. Finally, different alternatives to compensate wind power deviations in power systems are compared. The different approaches were tested on a modified MATPOWER 30-bus test system modeling the complexity of a real system. The different alternatives were validated by using the Probabilistic Load Flow in the electrical power system where wind power uncertainty is considered. With this method the probability density function of any variable in the power system can be estimated. These variables might be the charge level of the transmission line, the losses in the system, the use of storage devices, etc. The wind power and storage effects in the power systems can be observed by comparing the output variables (generation, area interchange flows, system losses and storage use) of the Monte Carlo method in the power systems

Operación óptima de una planta hidráulica reversible que cubre los desvíos en la predicción de un productor eólico

En algunos mercados de energía eléctrica, el productor eólico debe proporcionar con antelación un programa de producción, usualmente basado en herramientas de predicción de potencia eólica. Adicionalmente, es responsable de asumir los desvíos que pueden darse entre las previsiones y la producción real de la energía. Con el fin de disminuir los sobre costos por desvíos, es propuesta la operación conjunta de una planta hidráulica reversible que adapta su operación para compensar los errores en la predicción de potencia eólica. Con el fin de optimizar la operación de la planta hidráulica reversible, es necesario cuantificar con antelación la incertidumbre de la predicción de potencia eólica. Para esto es desarrollado un método basado en los datos historicismos de la producción de potencia eólica y su predicción, con el cual se logra modelar la producción de potencia eólica y posteriormente, es posible definir intervalos de incertidumbre para la misma. Finalmente, es formulado un problema de optimización, utilizando como entradas la incertidumbre de la predicción y las características de la planta hidráulica reversible, donde el objetivo es encontrar el mejor programa de operación para la planta hidráulica reversible que cubra los posibles desvíos del productor eólica.Un caso realista es utilizado para evaluar el método propuesto.The participation of wind energy in electricity markets requires providing a forecast for future energy production of a wind generator, whose value will be its scheduled energy. Deviations from this schedule because of prediction errors could imply the payment of imbalance costs. In order to decrease these costs, a joint operation between a wind farm and a hydro-pump plant is proposed; the hydro-pump plant changes its production to compensate wind power prediction errors. In order to optimize this operation, the uncertainty of the wind power forecast is modeled and quantified. This uncertainty is included in an optimization problem that shifts the production of the hydro-pump plant in an optimal way, aiming at reducing the imbalance costs. The result of such a method is profitable for both participants, the wind farm and the hydro-pump plant. A realistic test case is used to evaluate the proposed method.Ministerio de Ciencia e Innovación de España, dentro del proyecto titulado: "Integración de la energía eólica en el mercado de electricidad", con referencia ENE2006-05192Máster en Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Automátic

Analytical C/IM performance curves for broadband satellite transponders

La explotación eficiente de la carga útil de un satñelite de comunicaciones es un objetivo primordial para optimizar la eficiencia del sistema. En este paper, se proponen modelos analíticos que permiten calcular la relación de portadora a productos de intermodulación para diferentes modulaciones y cargas de transpondedores de banda ancha

Electricity generation potential from solid waste in three Colombian municipalities

En este trabajo se estimó el potencial de producción de energía eléctrica desde residuos sólidos urbanos. Para lograrlo, se estudiaron dos tecnologías de conversión: incineración (conversión térmica) y digestión anaerobia (conversión biológica). Los municipios colombianos de Pasto (Nariño), Andes (Antioquia) y Guayatá (Boyacá) fueron seleccionados como poblaciones representativas del contexto nacional, debido a sus características socioeconómicas y demográficas, además de la disponibilidad pública de sus planes de gestión de residuos. Los resultados muestran que la incineración es viable en la ciudad de Pasto y Andes, mientras que la digestión anaerobia es posible en los tres escenarios.This study estimates the electric energy production potential from municipal solid waste in Colombia. The Colombian municipalities of Pasto (Department of Nariño), Andes (Antioquia) and Guayatá (Boyacá) were selected as representative populations of the national context because of their socioeconomic and demographic features, as well as the public availability of their waste management plans. The technical characteristics of two conversion technologies were analyzed: incineration (thermal conversion) and anaerobic digestion (biological conversion). From a technical point of view, the results showed that anaerobic digestion is feasible in all three scenarios, while incineration is viable in Pasto and Andes

Videojuego de apoyo a terapias físicas en miembros inferiores para pacientes adultos del Hospital Universitario del Valle

Este trabajo de grado se encuentra en el marco de un proyecto denominado Playtherapy que es liderado por el grupo de investigación en Multimedia y Visión por Computador de la Universidad del Valle en colaboración de la Unidad de Medicina Física y Rehabilitación del Hospital Universitario del Valle. El objetivo principal consiste en aumentar la motivación de los pacientes que se encuentran en proceso de rehabilitación física a través de herramientas interactivas. Por ello, se desarrolló un minijuego que se denominó "Fútbol Libre". Por un lado, contribuyendo de este modo al aumento de la oferta de minijuegos y por otro lado, como fuente de goce y entretenimiento y que el usuario olvide que se encuentra en un ambiente clínico. Este juego, incluye los movimientos de flexión y extensión de cadera y rodilla. Estos movimientos son detectados a través del sensor Kinect 2.0. También, se tiene como aporte la realización de una guía de estilo y el uso de un instrumento de medida que permita valorar el grado de la experiencia del jugador (PX) del videojuego en base a la Jugabilidad dentro de un sistema interactivo. Para el desarrollo, se utilizaron dos metodologías: Game Scrum para el desarrollo de videojuegos y el Modelo de Proceso de la Ingeniería de la usabilidad y de la accessibilidad como estrategia para implementar la Usabilidad y Jugabilidad como valor agregado al sistema interactivo. Finalmente, se logró concluir que una propuesta de videojuegos serios dentro de un contexto como la terapia de rehabilitación física, tiene buena aceptación por parte de los usuarios finales, ya que las pruebas y la interacción con los pacientes y terapeutas así lo demostró.PregradoINGENIERO(A) DE SISTEMA

Simulating scenarios and prediction intervals in wind power forecasting with the Beta distribution

Proceedings of: 11th Spanish-Portuguese Conference on Electrical Engineering (XICHLIE), 1-4 Julio 2009, Zaragoza (España)A methodology for the simulation of the wind power scenario for a short term horizon (one or two days in advance) is proposed. The covariance of the historical errors and the wind power forecast are use to generate a conditional random variable that represent the power wind production as a scenario. With the information provided by the scenario simulation, the energy deviation during a period and the prediction interval for each hour are obtained. The Beta distribution is used to represent the behaviour of the wind power production due to its better performance. With the results, it is possible to quantify the uncertainty of wind energy production. Finally, comparing the covariance and correlation of the simulated errors with historical errors, the procedure of the methodology is validated.The authors thanks for the financial support granted by the Ministerio de Ciencia e Innovación of Spain, IREMEL project with reference ENE2010-16074, called "Integración de Energías Renovables en el Mercado de Electricidad"Publicad

Pension Subsidized Regime: Medellín Case in the period 1996-2008

The object of this research article is to analyze the efficacy of universality principle in the pension subsidized regime for the case of Medellin during the years 1996- 2008. In one hand, it presents a theoretical reflection on universality as a socialsecurity principle; on the other hand, it presents the limitations that from a juridical point of view could be evidences in the pension subsidized regime. So from the analysis of data ad documentary sources, it was possible to conclude that pension subsidized regime is not an efficient tool for urban, rural independent workers, community mothers and disabled people could have access to a pension. In this way, it has been proposed as a challenge for social security policy, to increase the coverage of pension subsidize system in order to allow to large group of independent workers that wen they arrive to their retired age, has disability, or die can have an income allowing their subsistence and their families as wellEste artículo de investigación tiene por objeto analizar la eficacia del principio de universalidad en el régimen subsidiado pensional para el caso de Medellín durante los años 1996-2008. Por un lado, presenta una reflexión teórica sobre la universalidad como principio de la seguridad social, y por la otra, las limitaciones que desde lo jurídico se podían evidenciar en el régimen subsidiado pensional. Así, a partir del análisis de los datos y las fuentes documentales, fue posible concluir que el régimen subsidiado en pensiones no es una herramienta eficaz para que los trabajadores independientes urbanos, rurales, madres comunitarias y personas en situación de discapacidad pudieran acceder a una pensión. De esta manera, se propone como reto para la política de seguridad social, aumentar la cobertura del sistema subsidiado en pensiones con el propósito de permitirle a un grupo amplio de trabajadores independientes que al llegar la edad de retiro, una incapacidad o a la muerte, cuenten con un ingreso que les permita mantener su subsistencia y/o la de sus familias

Optimal operation of a pumped-storage hydro plant that compensates the imbalances of a wind power producer

The participation of wind energy in electricity markets requires providing a forecast for future energy production of a wind generator, whose value will be its scheduled energy. Deviations from this schedule because of prediction errors could imply the payment of imbalance costs. In order to decrease these costs, a joint operation between a wind farm and a hydro-pump plant is proposed; the hydro-pump plant changes its production to compensate wind power prediction errors. In order to optimize this operation, the uncertainty of the wind power forecast is modeled and quantified. This uncertainty is included in an optimization problem that shifts the production of the hydro-pump plant in an optimal way, aiming at reducing the imbalance costs. The result of such a method is profitable for both participants, the wind farm and the hydro-pump plant. A realistic test case is used to evaluate the proposed method.The authors thanks for the financial support granted by the Ministerio de Ciencia e Innovación of Spain, IREMEL project with reference ENE2010-16074, called “Integración de Energías Renovables en el Mercado de Electricidad” and ANEMOS.plus and Integrated Action IT2009-0063 projects.Publicad