Robust design optimization using Kriging models: Application to the robust design optimization of truss structures

El problema de diseño óptimo robusto de estructuras es una tarea computacionalmente costosa como consecuencia del acoplamiento de los procesos de cuantificación de incertidumbre y de optimización. Para hacer frente a este problema, en este artículo se propone una metodología, basada en modelos Kriging, para resolver de forma eficiente el problema de cuantificación de incertidumbre en el proceso de optimización. El modelo Kriging aproxima, de forma simultánea, la respuesta estructural en el dominio de diseño y en el dominio estocástico, permitiendo desacoplar los procesos de cuantificación de incertidumbre y de optimización. La metodología propuesta incluye un criterio de actualización de los modelos Kriging basado en la estimación del error en la predicción, que mejora la aproximación en las regiones cercanas al frente de Pareto. Se han resuelto 3 problemas para mostrar la aplicabilidad y la precisión de la metodología propuesta. Los resultados muestran que la metodología es adecuada para resolver el problema de diseño óptimo robusto con una precisión razonable y un número de evaluaciones del modelo de simulación muy inferior al que requieren los métodos convencionales.Conventional methods addressing the robust design optimization problem of structures usually require high computational requirements due to the nesting of uncertainty quantification within the optimization process. In order to address such a problem, this work proposes a methodology, based on Kriging models, to efficiently assess the uncertainty quantification in the optimization process. The Kriging model approximates the structural performance both in the design domain and in the stochastic domain, which allows to decouple the uncertainty quantification process and the optimization process. In addition, an infill criterion based on the variance of the Kriging prediction is included to update the Kriging model towards the global Pareto front. Three numerical examples show the applicability and the accuracy of the proposed methodology. The results show that the proposed method is appropriate to solve the robust design optimization problem with reasonable accuracy and a considerably lower number of function calls than required by conventional methods.Peer Reviewe

Cinemómetro piezoeléctrico de alta exactitud (VUAE)

Se ha desarrollado un sistema electrónico computerizado, portátil y de bajo consumo, denominado Medidor de Velocidad de Vehículos por Ultrasonidos de Alta Exactitud, VUAE. La alta exactitud de la medida conseguida en el VUAE hace que pueda servir de medida de referencia de la velocidad de un vehículo circulando en carretera. Por tanto el VUAE puede usarse como medida de referencia que permita estimar el error de los cinemómetros comerciales. El VUAE está compuesto por n (n≥2) parejas de emisores y receptores piezoeléctricos de ultrasonidos, denominados E-Rult. Los emisores de las n parejas E-Rult generan n barreras de ultrasonidos, y los receptores piezoeléctricos captan la señal de los ecos cuando el vehículo atraviesa las barreras. Estos ecos se procesan digitalmente para conseguir señales representativas. Posteriormente, utilizando la técnica de la correlación cruzada de señales, se ha podido estimar con alta exactitud la diferencia de tiempos entre los ecos captados en cada barrera. Con los tiempos entre ecos y con la distancia entre cada una de las n barreras de ultrasonidos se puede realizar una estimación de la velocidad del vehículo con alta exactitud. El VUAE se ha contrastado con un sistema de velocidad de referencia, basado en cables piezoeléctricos.Peer reviewe

Sectores productivos y espacios de conflicto: pesca y petróleo en la sonda de Campeche

Objetivo y planteamiento del problema: La Sonda de Campeche es una zona marítima del Golfo de México en donde por más de 60 años se ha realizado la explotación de dos importantes recursos naturales para la economía nacional y regional de esta región: las pesquerías del camarón y la extracción de petróleo. Ambas actividades, aunque comparten el mismo espacio, son completamente diferentes en cuanto a la extracción de sus respectivos productos. Esencialmente, la actividad pesquera del camarón está sujeta a varios condicionamientos para su desarrollo: primero, de carácter físico-biológico y territorial; segundo, a las relaciones comerciales de carácter internacional, nacional y local; tercero, a las normatividades y reglamentaciones de carácter gubernamental y de observancia pública por parte del sector involucrado en la actividad. En tanto que la actividad petrolera está sujeta a otros condicionamientos: primero, existe una demanda del mercado nacional e internacional; segundo, es un energético de la cual depende la industria y la economía de los países industrializados y no industrializados. El objetivo del trabajo es presentar un panorama de ambas actividades productivas en un mismo espacio marítimo territorial, hoy día en conflicto por la intervención de diversos actores sociales y agentes económicos que dan pie a la reconfiguración del territorio. Esto se hace mediante la identificación de diversas escalas de análisis espacial por etapas. Conclusiones: Se señalan los intereses de los actores en espacios de conflictos, lo cual impide el desarrollo articulador de ambos sectores productivos importantes para la región y para los intereses geoestratégicos nacionales e internacionales

Gypsy endogenous retrovirus maintains potential infectivity in several species of Drosophilids

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Sequences homologous to the <it>gypsy </it>retroelement from <it>Drosophila melanogaster </it>are widely distributed among drosophilids. The structure of <it>gypsy </it>includes an open reading frame resembling the retroviral gene <it>env</it>, which is responsible for the infectious properties of retroviruses.</p> <p>Results</p> <p>In this study we report molecular and phylogeny analysis of the complete <it>env </it>gene from ten species of the <it>obscura </it>group of the genus <it>Drosophila </it>and one species from the genus <it>Scaptomyza</it>.</p> <p>Conclusion</p> <p>The results indicate that in most cases <it>env </it>sequences could produce a functional Env protein and therefore maintain the infectious capability of <it>gypsy </it>in these species.</p

A new energy–momentum time integration scheme for non-linear thermo-mechanics

The aim of this paper is the design a new one-step implicit and thermodynamically consistent Energy–Momentum (EM)preserving time integration scheme for the simulation of thermo-elastic processes undergoing large deformations and temperature fields. Following Bonet et al. (2020), we consider well-posed constitutive models for the entire range of deformations and temperature. In that regard, the consideration of polyconvexity inspired constitutive models and a new tensor cross product algebra are shown to be crucial in order to derive the so-called discrete derivatives, fundamental for the construction of the algorithmic derived variables, namely the second Piola–Kirchoff stress tensor and the entropy (or the absolute temperature).The proposed scheme inherits the advantages of the EM scheme recently published by Franke et al. (2018), whilst resulting in a simpler scheme from the implementation standpoint. A series of numerical examples will be presented in order to demonstrate the robustness and applicability of the new EM scheme. Although the examples presented will make use of a temperature-based version of the EM scheme (using the Helmholtz free energy as the thermodynamical potential and the temperature as thethermodynamical state variable), we also include in an Appendix an entropy-based analogue EM scheme (using the internal energy as the thermodynamical potential and the entropy as the thermodynamical state variable)

Analyzing the Impact of COVID-19 Trauma on Developing Post-Traumatic Stress Disorder among Emergency Medical Workers in Spain

Producción CientíficaThe early stages of the COVID-19 pandemic presented the characteristics of a traumatic event that could trigger post-traumatic stress disorder. Emergency Medical Services workers are already a high-risk group due to their professional development. The research project aimed to analyse the impact of the COVID-19 pandemic on EMS professionals in terms of their mental health. For this purpose, we present a descriptive crosssectional study with survey methodology. A total of 317 EMS workers (doctors, nurses, and emergency medical technicians) were recruited voluntarily. Psychological distress, post-traumatic stress disorder, and insomnia were assessed. The instruments were the General Health Questionnaire-12 (GHQ-12), the Davidson Trauma Scale (DTS-8), and the Athens Insomnia Scale (AIS-8). We found that 36% of respondents had psychological distress, 30.9% potentially had PTSD, and 60.9% experienced insomnia. Years of work experience were found to be positively correlated, albeit with low effect, with the PTSD score (r = 0.133). Finally, it can be stated that the COVID-19 pandemic has been a traumatic event for EMS workers. The number of professionals presenting psychological distress, possible PTSD, or insomnia increased dramatically during the early phases of the pandemic. This study highlights the need for mental health disorder prevention programmes for EMS workers in the face of a pandemic.Departamento de Enfermería de la Universidad de Valladoli

Bridging the Gap Between National and Ecosystem Accounting Application in Andalusian Forests, Spain

National accounting either ignores or fails to give due values to the ecosystem services, products, incomes and environmental assets of a country. To overcome these shortcomings, we apply spatially-explicit extended accounts that incorporate a novel environmental income indicator, which we test in the forests of Andalusia (Spain). Extended accounts incorporate nine farmer activities (timber, cork, firewood, nuts, livestock grazing, conservation forestry, hunting, residential services and private amenity) and seven government activities (fire services, free access recreation, free access mushroom, carbon, landscape conservation, threatened biodiversity and water yield). To make sure the valuation remains consistent with standard accounts, we simulate exchange values for non-market final forest product consumption in order to measure individual ecosystem services and environmental income indicators. Manufactured capital and environmental assets are also integrated. When comparing extended to standard accounts, our results are 3.6 times higher for gross value added. These differences are explained primarily by the omission in the standard accounts of carbon activities and undervaluation of private amenity, free access recreation, landscape and threatened biodiversity ecosystem services. Extended accounts measure a value of Andalusian forest ecosystem services 5.4 times higher than that measured using the valuation criteria of standard accounts

Evaluation of bone density in palatine bone defects after grafting of bone generated by tissue engineering in rabbits

Objetivos. Se pretende determinar mediante TAC la densidad ósea tras la utilización de injertos óseos autólogos artificiales generados mediante ingeniería tisular y determinar la utilidad in vivo de estos materiales. Métodos. Se han utilizado 12 conejos machos (New Zeland White) de 3 semanas de edad. Se generó hueso a partir de células madre mesenquimales del tejido adiposo a las que, tras cultivo y expansión, se indujo diferenciación a la estirpe osteogénica y se combinaron con biomateriales de fibrina y agarosa. Este sustituto óseo fue injertado de forma autóloga en los animales de experimentación. Se establecieron tres grupos de estudio: Grupo I: se crea defecto óseo de 4mm y se implanta el tejido óseo autólogo cubriendo con colgajo mucoperióstico. GrupoII: Como control negativo, se realiza el mismo procedimiento, pero sin implantar tejido óseo. Grupo III: Como control positivo, conejos a los que no se realiza ningún procedimiento. Se estudió la densidad ósea a los 6 meses tras el implante mediante tomografía computerizada, expresadas en unidades Hounsfield, comparando ambos hemipaladares (lado intervenido y lado control) Resultados. En el grupo III control positivo, la densidad ósea era similar en ambos hemipaladares (p>0’05). Por el contrario, en el grupo II controles negativos, se observó una diferencia estadísticamente significativa en la densidad del hueso palatino derecho frente al izquierdo (p0’05). Conclusión. La tomografía computerizada y el análisis de los datos en unidades Hounsfield, sugiere que el tejido óseo generado por ingeniería tisular contribuye a mejorar la calidad y densidad ósea en defectos óseos palatinos creados en conejos de laboratorio.Purpose. We have carried out a study to determine the bone density after using artificial autologous bone grafts generated by tissue engineering by means of computed tomography, and to determine the in vivo usefulness of these biomaterials. Methods. Twelve 3-week-old New Zeland White male rabbits were used in this study. Bone substitutes were generated by using adipose tissue mesenchymal stem cells. After culture and expansion, osteogenic differentiation was induced and cells were combined with fibrin-agarose biomaterials. This bone substitute was autologously grafted in experimental animals. Three study groups were established: Group I: a 4mm bone defect was created and the autologous bone tissue was implanted, covered by a mucoperiosteal flap. Group II: as a negative control, the same procedure was performed, but without implanting bone tissue. Group III: as a positive control, native non-operated rabbits were used. Bone density was studied 6 months after implantation by using computed tomography, expressed in Hounsfield units, and both sides of the palate -operated and control side- were compared. Results. In group III -positive control-, the bone density was similar in both sides of the palate (p>0.05). In contrast, negative controls corresponding to group II showed a statistically significant bone density difference between the right and the left palate (p<0.05). No statistically significant differences were observed between both sides of the palate in group I (p>0.05). Conclusion. Computed tomography and data analysis in Hounsfield units suggest that grafting tissue-engineered bone substitutes contributes to improved bone quality and density in palatal bone defects created in laboratory rabbits.Este trabajo ha sido financiado por el proyecto PI14/02110 del Plan Estatal de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica (I+D+I) del Instituto de Salud Carlos III (Ministerio de Economía y Competitividad), y cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)