Sistema de predicción del Recurso Solar aplicado a centrales termosolares

Premio extraordinario de Trabajo Fin de Máster curso 2012-2013.Energías Renovables DistribuidasLa consecución global de este proyecto conlleva desarrollar un sistema de predicción a corto plazo del recurso solar, focalizando el resultado final a la extracción y transformación de la radiación directa. Más concretamente, este proyecto consiste en un desarrollo informático que permite calcular la superficie sombreada1 de un campo solar por acción de los obstáculos transitorios que constituyen las nubes. El origen de datos del sistema se compone de imágenes de frecuencia minutal provenientes de una cámara de nubes, datos de altura y composición de aerosoles del aire facilitados por un ceilómetro e información de radiación cedida por un pirheliómetro. La herramienta desarrollada analiza el contenido de una fotografía de la bóveda celeste realizando las siguientes sub-tareas: Filtrado paso alto para realzar los bordes, reducción del área a procesar en función del foco de visión deseado, cálculo de la posición de los elementos capturados que forman parte de la estructura de la cámara y aplicación de una máscara, extrapolación de la información de la imagen oculta tras los elementos de la estructura , aplicación de un algoritmo que determina qué información de la imagen se corresponde con cielo y qué parte se corresponde con una nube, cálculo de la posición relativa del Sol en la imagen y la zona de bóveda que infiere sobre el campo solar descartando el resto de información, superposición de las nubes sobre el campo solar y cálculo de la potencia solar teórica capturada.The global aim of this project is developing a short time solar forecasting system (nowcasting), focusing on the direct irradiation extraction. Within this global target, this project is a computer tool to calculate the shading surface of a solar field produced for transient obstacles, better said, the clouds. The system data source includes minutal frequency images from a total sky camera, information about height and air composition given for a ceilometer and irradiation data taken from a pyrheliometer. The developed tool analyses a whole sky picture and does several tasks: high pass filtering to encouraging the edges, reduction of processing area based on focus of vision parameter, detection of the camera arms position and application of a mask, calculation of hidden information by the arms, application of an algorithm in order to determinate the information of each pixel (if it is a cloud or a sky zone), calculation of relative solar position within the picture and the sky area involved in the solar field shading and ignoring the rest, superimposing the clouds over the solar field and finally, calculation of the theorical solar power captured

Characterization and interpretation of cardiovascular and cardiorespiratory dynamics in cardiomyopathy patients

Aplicat embargament des de la data de defensa fins el dia 20/5/2022The main objective of this thesis was to study the variability of the cardiac, respiratory and vascular systems through electrocardiographic (ECG), respiratory flow (FLW) and blood pressure (BP) signals, in patients with idiopathic (IDC), dilated (DCM), or ischemic (ICM) disease. The aim of this work was to introduce new indices that could contribute to characterizing these diseases. With these new indices, we propose methods to classify cardiomyopathy patients (CMP) according to their cardiovascular risk or etiology. In addition, a new tool was proposed to reconstruct artifacts in biomedical signals. From the ECG, BP and FLW signals, different data series were extracted: beat to beat intervals (BBI - ECG), systolic and diastolic blood pressure (SBP and DBP - BP), and breathing duration (TT - FLW). -Firstly, we propose a novel artifact reconstruction method applied to biomedical signals. The reconstruction process makes use of information from neighboring events while maintaining the dynamics of the original signal. The method is based on detecting the cycles and artifacts, identifying the number of cycles to reconstruct, and predicting the cycles used to replace the artifact segments. The reconstruction results showed that most of the artifacts were correctly detected, and physiological cycles were incorrectly detected as artifacts in fewer than 1% of the cases. The second part is related to the cardiac death risk stratification of patients based on their left ventricular ejection (LVEF), using the Poincaré plot analysis, and classified as low (LVEF > 35%) or high (LVEF = 35%) risk. The BBI, SBP, and IT series of 46 CMP patients were applied. The linear discriminant analysis and support vector machines (SVM) classification methods were used. When comparing low risk vs high risk, an accuracy of 98 12% was obtained. Our results suggest that a dysfunction in the vagal activity could prevent the body from correctly maintaining circulatory homeostasis Next, we studied cardio-vascular couplings based on heart rate (HRV) and blood pressure (BPV) variability analyses in order to introduce new indices for noninvasive risk stratification in IDC patients. The ECG and BP signals of 91 IDC patients, and 49 healthy subjects were used. The patients were stratified by their sudden cardiac death risk as: high risk (IDCHR), when after two years the subject either died or suffered complications, or low risk (IDCLR) otherwise. Several indices were extracted from the BBI and SBP, and analyzed using the segmented Poincaré plot analysis, the high-resolution joint symbolic dynamics, and the normalized short time partial directed coherence methods. SVM models were built to classify these patients based on their sudden cardiac death risk. The SVM IDCLR vs IDCHR model achieved 98 9% accuracy with an area under the curve (AUC) of 0.96. Our results suggest that IDCHR patients have decreased HRV and increased BPV compared to both the IDCLR patients and the control subjects, suggesting a decrease in their vagal activity and the compensation of sympathetic activity. Lastly, we analyzed the cardiorespiratory interaction associated with the systems related to ICM and DCM disease. We propose an analysis based on vascular activity as the input and output of the baroreflex response. The aim was to analyze the suitability of cardiorespiratory and vascular interactions for the classification of ICM and DCM patients. We studied 41 CMP patients and 39 healthy subjects. Three new sub-spaces were defined: 'up' for increasing values, 'down' for decreasing values, and 'no change' otherwise, and a three-dimensional representation was created for each sub-space that was characterized statistically and morphologically. The resulting indices were used to classify the patients by their etiology through SVM models achieving 92.7% accuracy for ICM vs DCM patients comparison. The results reflected a more pronounced deterioration of the autonomous regulation in DCM patients.El objetivo de esta tesis fue estudiar la variabilidad de los sistemas cardíaco, respiratorio y vascular a través de señales electrocardiográficas (ECG), de flujo respiratorio (FLW) y de presión arterial (BP), en pacientes con cardiopatía idiopática (IDC). dilatada (DCM) o isquémica (ICM). El objetivo de este trabajo fue introducir nuevos indices que contribuyan a caracterizar estas enfermedades. Proponemos métodos para clasificar pacientes con cardiomiopatía (CMP) de acuerdo con su riesgo cardiovascular o etiología. Además, se propuso una nueva herramienta para reconstruir artefactos en señales biomédicas. De las señales de ECG, BP y FLW, se extrajeron diferentes series temporales: intervalos latido-a-latido (BBI - ECG), presión arterial sistólica y diastólica (SBP y DBP - BP) y la duración de la respiración (TT - FLW). En primer lugar, proponemos un método de reconstrucción de artefactos aplicado a señales biomédicas. El proceso de reconstrucción usa la información de eventos vecinos manteniendo la dinámica de la señal. El método se basa en detectar ciclos y artefactos, en identificar el número de ciclos a reconstruir y en predecir los ciclos utilizados para reemplazar los artefactos. La mayoría de los artefactos probados fueron detectados y reconstruidos correctamente y los ciclos fisiológicos fueron detectados incorrectamente como artefactos en menos del 1% de los casos, La segunda parte está relacionada con la estratificación de riesgo de muerte cardiovascular en función de la fracción de eyección ventricular izquierda (FEVI), mediante el análisis de Poincaré, en bajo (FEVI > 35%) y alto riesgo (FEVI 5 35%). Se utilizaron las series BBI, SBP y TT de 46 pacientes con CMP. Se utilizaron para la clasificación el análisis discriminante lineal y las máquinas de soporte vectorial (SVM). Al comparar los pacientes de bajo y alto riesgo, se obtuvo una exactitud del 98%. Los resultados sugieren la disfunción de la actividad vagal en pacientes de alto riesgo. A continuación, estudiamos los acoplamientos cardiovasculares basados en el análisis de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (HRV) y la presión arterial (BPV) para introducir nuevos índices de estratificación de riesgo en pacientes con IDC. Se utilizaron las señales de ECG y BP de 91 pacientes con IDC y 49 sujetos sanos. Los pacientes fueron estratificados por su riesgo cardíaco como: alto riesgo (IDCHR), cuando después de dos años el sujeto murió, o bajo riesgo (IDCLR) en otro caso. Se extrajeron indices utilizando el análisis de Poincaré segmentado, la dinámica simbólica articulada de alta resolución y la coherencia parcial dirigida a corto plazo normalizada. Se construyeron modelos SVM para clasificar a estos pacientes en función de su riesgo cardiovascular. El modelo IDCLR vs IDCHR logró una exactitud del 98% con un área bajo la curva de 0.96. Los resultados sugieren que los pacientes IDCHR tienen sus HRV y BPV disminuidos en comparación con los pacientes IDCLR, lo que sugiere una disminución en su actividad vagal y la compensación de la actividad simpática. Finalmente, analizamos la interacción cardiorrespiratoria asociada con los sistemas relacionados con ICM y DCM. Proponemos un análisis basado en la actividad vascular como entrada y salida de la respuesta baroreflectora. El objetivo fue analizar la capacidad de las interacciones cardiorrespiratorias y vasculares para la clasificación de pacientes con ICM y DCM. Estudiamos 41 pacientes con CMP y 39 sujetos sanos. Se definieron tres sub-espacios: 'up' para valores crecientes, 'down' para los decrecientes, y 'no-change' en otro caso, y se creó una representación tridimensional que se caracterizó estadística y morfológicamente. Los indices resultantes se usaron para clasificar a los pacientes por su etiología con modelos SVM que lograron una exactitud de 92% cuando los pacientes ICM y DCM fueron comparados. Los resultados reflejaron un deterioro más pronunciado de la regulación autónoma en pacientes con DCM.Postprint (published version

Improvements of short-term solar radiation forecasting techniques based on satellite and sky-camera imagery

Las fuentes de energía dependientes de la meteorología generan variabilidad en la producción eléctrica, que dificulta su integración en la red. La predicción del recurso ayuda a anticipar acciones de contingencia para gestionar esta variabilidad. En esta tesis se estudian mejoras en los métodos de predicción a corto y muy corto plazo del recurso solar, particularmente, en aquellos basados en imágenes de cámara de nubes y satélite. Esta tesis incluye: 1) la descripción detallada e implementación de métodos del estado del arte de predicción de radiación solar a corto plazo, 2) la utilización de la cámara de nubes como clasificador automático del tipo de nube, 3) un análisis de los patrones de tiempo asociados a diversos modos de variabilidad solar, 4) un análisis comparativo de varios métodos de predicción de radiación solar a corto plazo, y 5) la propuesta y valoración de modelos combinados elaborados con técnicas de machine learning.The energy resources dependant of weather generate energy production varibility, which difficult its integration into the electricity grid. The prediction of resources aims at anticipating contingency actions in order to manage this variability. In this thesis, improvements in nowcasting and short-term solar forecasting methods are studied, particularly, those based on sky-camera and satellite imagery. This thesis includes: 1) the detailed description and development of state-of-the-art solar radiation forecasting methods, 2) the use of sky-camera as automatic cloud type classificator, 3) an analysis of weather patterns associated to several modes of solar variability, 4) a comparative analysis of several short-term solar radiation forecasting methods, and 5) the proposal and assessment of blending models computed through machine learning techniques.Tesis Univ. Jaén. Departamento de Físic

Taller de probabilidad y estadística : conjuntos

1 archivo PDF (45 páginas) ; 2a ed. 2001El guion de este cuaderno girará sobre las siguientes preguntas: ¿Por qué interesan los conjuntos en probabilidad y estadística?, ¿Qué nos interesa saber de ellos? Por ello, el propósito de este cuaderno lo podemos reseñar en tres metas: i) Es cómodo representar los posibles resultados como subconjuntos, en particular: los subconjuntos que le interesan especialmente al experimentador : un conjunto particular su opuesto (complemento) los que resultan de intercalar el conectivo "y" en dos eventos de interés A y B (su intersección), o el conjunto que resulta de intercalar el conectivo "o" (la unión de A y B). etc. ii) El experimentador debe contar fácilmente el tamaño de los conjuntos en que está interesado pero sin contar doble. por ejemplo. como contar el tamaño de la unión A y B. iii) Si no puede contarlos, se conforma con comparar qué tan grande o pequeño es con respecto a otro conjunto. Por ejemplo, la intersección de A y B es un subconjunto de A y por lo tanto más pequeño, pero también es subconjunto de B, por lo tanto, una mejor cota para su tamaño será el de menor o igual que el mínimo de los tamaños de A y B. etc

A novel artifact reconstruction method applied to blood pressure signals

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Animal models for diabetes insipidus

The hormone arginine vasopressin (AVP) is a nonapeptide synthesized by hypothalamic magnocellular nuclei and secreted from the posterior pituitary into the bloodstream. It binds to AVP receptor 2 in the kidney to promote the insertion of aquaporin channels (AQP2) and antidiuretic responses. AVP secretion deficits produce central diabetes insipidus (CDI), while renal insensitivity to the antidiuretic effect of AVP causes nephrogenic diabetes insipidus (NDI). Hereditary and acquired forms of CDI and NDI generate hypotonic polyuria, polydipsia, hyperosmolality, and hypernatremia. The AVP mutant (Brattleboro) rat is the principal animal model of hereditary CDI, while neurohypophysectomy, pituitary stalk compression, hypophysectomy, and mediobasal hypothalamic lesions produce acquired CDI. In animals, hereditary NDI is mainly caused by mutations in AVP2R or AQP2 genes, while acquired NDI is most frequently induced by lithium. We report here on the determinants of the intake and excretion of water and mineral salts and on the different types of DI in humans. We then describe the hydromineral characteristics of these animal models and the responses observed after administration of hypertonic NaCl or when they are fed with low-sodium diets. Finally, we report on the effects of drugs such as AVP analogues and/or oxytocin, another neuropeptide that increases sodium excretion in animal models and humans with CDI, and silden- afil, a compound that increases the expression and function of AQP2 channels in animal models and humans with NDI.Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (Ref. PSI2017-89324-C2-1-P)

Caracterización de pacientes con diferentes niveles de riesgo cardiovascular mediante diagramas de Poincaré

En este trabajo se propone caracterizar la dinámica no-lineal de los sistemas cardíaco, vascular y respiratorio a partir de los diagramas de Poincaré. Se han analizado 46 pacientes con cardiomiopatía isquémica (ICM) o dilatada (DCM), y 35 sujetos sanos. De acuerdo con su fracción de eyección ventricular izquierda (LVEF), los pacientes también fueron clasificados en un grupo de alto riesgo (HR: LVEF = 35%, 30 pacientes) y otro de bajo riesgo (LR: LVEF > 35%, 16 pacientes). A partir de las señales electrocardiográfica, de flujo respiratorio y de presión sanguínea se han obtenido los datos relacionados con el tiempo entre latidos cardíacos (RR), entre valores máximos de presión sistólica (SBP), y la duración del ciclo respiratorio (TTot). Estas series temporales han sido representadas mediante los diagramas de Poincaré, y caracterizadas teniendo en cuenta su desviación a largo plazo (SD1) y su cambio instantáneo (SD2). De acuerdo con los resultados obtenidos, los parámetros de las series cardíaca y de presión sanguínea, relacionados con las diagonales longitudinales y transversales del diagrama de Poincaré, son los que mejor diferencian entre pacientes con HR vs LR. Para la clasificación de pacientes isquémicos vs dilatados, los mejores parámetros se obtuvieron a partir de las series respiratorias y están relacionados con las distancias de la desviación estándar a la línea de identidad. Los cambios en estas relaciones representan una mayor aceleración en la dinámica respiratoria de los pacientes con cardiomiopatía isquémica.Postprint (published version

Animal models of Central Diabetes Insipidus: Human relevance of acquired beyond hereditary syndromes and the role of oxytocin

The aim of this study was to review different animal models of Central Diabetes Insipidus, a neuro- biological syndrome characterized by the excretion of copious amounts of diluted urine (polyuria), a consequent water intake (polydipsia), and a rise in the serum sodium concentration (hypernatremia). In rodents, Central Diabetes Insipidus can be caused by genetic disorders (Brattleboro rats) but also by various traumatic/surgical interventions, including neurohypophysectomy, pituitary stalk compression, hypophysectomy, and median eminence lesions. Regardless of its etiology, Central Diabetes Insipidus affects the neuroendocrine system that secretes arginine vasopressin, a neurohormone responsible for antidiuretic functions that acts trough the renal system. However, most Central Diabetes Insipidus mod- els also show disorders in other neurobiological systems, specifically in the secretion of oxytocin, a neurohormone involved in body sodium excretion. Although the hydromineral behaviors shown by the different Central Diabetes Insipidus models have usually been considered as very similar, the present review highlights relevant differences with respect to these behaviors as a function of the individual neurobiological systems affected. Increased understand- ing of the relationship between the neuroendocrine systems involved and the associated hydromineral behaviors may allow appropriate action to be taken to correct these behavioral neuroendocrine deficits.Department of Psychobiology and Mind, Brain and Behavior Research Center, (CIMCYC), University of Granada, Granada 18071, SpainUniversity of Granada and Spanish Ministry of Education and Culture (national R + D Plan PSI2010-17400

A scanning electron microscopy study of Anisakis physeteris molecularly identified: from third stage larvae from fish to fourth stage larvae obtained in vitro

The development of the fourth larval stage (L4) of Anisakis physeteris was studied using scanning electron microscopy (SEM), comparing it with third larval stage (L3) recently obtained from the host fish, blue whiting (Micromesistius poutassou), from the western Mediterranean Sea (east coast of Spain, zone FAO 37.1.1). After molting to L4, samples of the parasite were examined at different times in order to observe their development. Following collection of the L4, a small portion was taken from the middle of the larva for molecular identification, confirming in all cases that it was A. physeteris. The anterior and posterior sections of the larvae were prepared for morphological study by SEM. The development of a row of denticles on each of the three prominent lips, almost reaching the buccal commisures, was observed in the L4. Pores of unknown function were found in the upper external part of each lip. Clearly developed cephalic papillae, amphids, and deirids were also observed in L4, while, although present in L3, these were beneath the cuticle. Phasmids were detected in L4 but not in L3. The L4 tail finished in a conical lobe with a blunt point, absent in L3. In the oldest L4, some preanal papillae were observed beneath the cuticle in males, while, in females, the vulva could be seen by light microscopy, apparently still covered by the cuticle.This work has been funded by the Agencia Estatal de Investigación (Spanish State Research Agency) and European Regional Development Fund (ERDF), grant number CGL2013-47725-P

Procedure for Technological Diagnosis of Oily Residuals Management in Cubans Distributed Generation Power Plants

In Cuba, more than 50 % of the electricity generation capacity is based on small-scale distributed power plants, which guarantee the energy supply-demand from fossil fuels. Several negative environmental impacts are associated with this, including contamination by oily residuals. The purpose was to diagnose oily residuals management in Cubans distributed generation power plants from a technological approach. Ten generating power plants from Cienfuegos territory were selected as a case study. A methodological procedure, supported in the general method of problem-solving was designed. The environmental audit was used as a fundamental tool for the verification of technical requirements regarding the containment, collection, evacuation, treatment, and final disposal of oily waste. For deployment of causes identified as evidence of auditory, failures modes and effects analysis (FMEA) were used. Hydrocarbon concentrations at sampling points in the external environment frequently exceeded the threshold. Hydrocarbon spills, clogging and waste load increased in the treatment system, were the most frequent failure modes and could manifest themselves from the occurrence of more than 150 causes. From this group, a set of common causes inherent to each power plant was identified. A package of corrective actions was designed, which constituted conceptual ideas for improving environmental performance. The procedure was generalized to other power plants in the country, contributing to sustainability in the generation of electricity in Cuba