Abstract: Krafla Geothermal Field is located inside the Krafla Caldera in the Northeast of Iceland. The tectonic settings consist of a central volcano and its corresponding fissure swarm formed due to extension from plate spreading. The central volcano has a collapsed caldera dating ~110.000 years (Sæmundsson, 2008). Within the Krafla post Caldera collapse period, the orientation of the different extensional eruptive fissures evidence rotation of the plate. The initial events evidence above 20 degrees from North strike, whereas more recent events shifted orientation to be closer to 15 degrees North (Árnason, 2020). This paper discusses the chronological evolution of the Fissure Swarm inside Krafla Caldera and the effect on the stratigraphic reconstruction made in 2019 to compare conceptual models of the south zone subareas: Hvíthólar, Vestursvæði, and Sandabotnaskarð. This paper derived from the MSc Thesis project 3D Conceptual Model Hvíthólar Sub-area, Krafla carried out in 2019. This paper complements other publications such as (Castillo et al,2020).

Abstract: This project revises the 3D conceptual model for the Hvíthólar sub-area in the South Zone of Krafla Geothermal Field. Hvíthólar is one of 6 sub-areas in south Krafla, located at the intersection of the south boundary of Krafla caldera, striking E-W, and the NNE-SSW oriented fissure swarms of the North Volcanic Zone. The model developed in this study extends along Vestursvæði, Þríhvrningar, Hvíthólar and Sandabotnaskarð sub-areas with a combined area of around 30 km2. Hvíthólar is the only southern sub-area connected to Krafla power station and has exhibited a considerable production decline over the period of 1990 – 2013. According to a lumped simulation, the Hvíthólar reservoir follows a two tank open system with a volume of 6.00004 km3. The Hvíthólar enthalpy is approximately 1200 kJ/kg; chemically it presents a low concentration of Cl−, and high CO2. To date, most studies support the hypothesis that Hvíthólar characteristics and behaviour are due to the lack of a heat recharge and that the sub-area is in a phase of waning or even becoming extinct. An improved understanding of heat source location and permeability variations will provide the basis of future utilisation decisions. This study presents two alternative conceptual models for Hvíthólar in addition the existing one, as a means to test the current conceptual model in order to determine the potential to extend the life of the asset. An update of the geological model was carried out based on data from shallow and deep wells along the southern part of Krafla geothermal field. This update combined with existing data from surface exploration was used to generate three conceptual models in Leapfrog Geothermal. The models focus on the location of heat source, and the permeability variation at the intersection between caldera boundary and fissure swarm. Each of the models are validated with TOUGH2 simulations. Resumen: Este proyecto revisa el modelo conceptual 3D para la subárea Hvíthólar en la Zona Sur del Campo Geotérmico Krafla. Hvíthólar es una de las 6 subáreas en el sur de Krafla, ubicada en la intersección del límite sur de la caldera de Krafla, con rumbo E-O, y los enjambres de fisuras orientados NNE-SSO de la Zona Volcánica Norte. El modelo desarrollado en este estudio se extiende a lo largo de las subáreas Vestursvæði, Þríhvrningar, Hvíthólar y Sandabotnaskarð con un área combinada de alrededor de 30 km2. Hvíthólar es la única subárea sur conectada a la central de energía de Krafla y ha mostrado una disminución considerable de la producción durante el período 1990 - 2013. Según una simulación de lumped, el reservorio de Hvíthólar sigue un sistema abierto de dos tanques con un volumen de 6.00004 km3. La entalpía de Hvíthólar es de aproximadamente 1200 kJ / kg; químicamente presenta una baja concentración de Cl−, y alta concentración de CO2. Hasta la fecha, la mayoría de los estudios apoyan la hipótesis de que las características y el comportamiento de Hvíthólar se deben a la falta de una recarga de calor y que la subárea se encuentra en una fase de menguante o incluso de extinción. Un mejor entendimiento de la ubicación de la fuente de calor y las variaciones de permeabilidad en el campo proporcionarán la base de futuras decisiones de utilización. Este estudio presenta dos modelos conceptuales alternativos para Hvíthólar además del existente, como un medio para probar el modelo conceptual actual con el fin de determinar el potencial para extender la vida útil del activo. Una actualización del modelo geológico basado en datos de pozos poco profundos y profundos a lo largo de la parte sur del campo geotérmico Krafla fue realizada. Esta actualización, combinada con los datos existentes de la exploración de la superficie, se utilizó para generar tres modelos conceptuales en3D utilizando Leapfrog Geothermal. Los modelos se centran en la ubicación de la fuente de calor y la variación de la permeabilidad en la intersección entre el límite de la caldera y el enjambre de fisuras. Cada uno de los modelos está validado con simulaciones TOUGH2.

Abstract: In this study, an approach for dressing metallic bonded honing stones with hard cutting grains on the basis of electrolysis is investigated. By a combination of concepts from electrochemical machining (ECM) and electropolishing, a test rig was designed and put into operation. In general, it can be stated that the approach investigated in this paper has proved to be a suitable dressing method for honing stones. However, the dressing result is highly dependent on bond components, cutting grain size, and concentration which lead to local differences in the material removal and irregular topographies. This could be overcome, for example, by setting the dressing parameters more precisely based on the best results presented in this paper. Resumen: En este estudio se investiga un enfoque para el rectificado de piedras de bruñir metálicas con granos de corte duros sobre la base de la electrólisis. Mediante una combinación de conceptos del mecanizado electroquímico (ECM) y del electropulido, se diseñó y puso en funcionamiento un equipo de pruebas. En general, se puede afirmar que el enfoque investigado en este trabajo ha demostrado ser un método de rectificado adecuado para las piedras de bruñir. Sin embargo, el resultado del reavivado depende en gran medida de los componentes de la unión, el tamaño del grano de corte y la concentración, lo que provoca diferencias locales en la eliminación de material y topografías irregulares. Esto podría superarse, por ejemplo, ajustando los parámetros de reavivado con mayor precisión sobre la base de los mejores resultados presentados en este trabajo.

Abstract: The dispersion of pollutants from urban sources needs to be investigated and the mechanisms which have an influence on the dispersion need to be totally understood. UAV-based systems offer great potential for mobile exploration of air pollutants in the lower atmosphere due to the high maneuverability of multi-rotor UAVs. The aim of this study was to develop a UAV platform capable of performing high-resolution three-dimensional profiling of pollutants such as particulate matter (PM), ultrafine particles (UFP), black carbon (BC), as well as meteorological parameters including temperature, relative humidity, pressure, wind speed, and wind direction. This study included a smoke test to examine the propeller-caused airflows. The results showed that the sensor air inlets and wind sensor should be located at least 90 cm above the propeller level. In addition, a field test was conducted to evaluate the stability of the UAV platform and the in-flight performance of the sensors. During the three flights carried out, the UAV platform was stable, and the data collected with the sensors were consistent. Finally, a three-day measurement campaign was conducted to examine the short-term three-dimensional variation of the traffic-related pollutant concentrations near the federal road B14. The vertical profiles showed that concentrations were higher on the ground due to the proximity to the source and that high wind speeds help the fast dispersion of the pollutants. The horizontal profiles showed that the pollutant concentrations were higher at the roadside and decreased with increasing distance from the road. In conclusion, this UAV platform represents a low-cost, practical, and reliable method to study the three-dimensional distribution of pollutants near the source. Resumen: La dispersión de contaminates originado por fuentes urbanas necesita ser investigado y los mecanismos que tienen influencia en la dispersión deben ser totalmente comprendidos. Los sistemas basados en VANT ofrecen gran potencial en la exploración de contaminantes del aire en la parte inferior de la atmósfera debido a la alta manejabilidad de los VANT multirotor. El objetivo de este estudio fue el desarrollo de una plataforma, usando un VANT, capaz de realizar perfiles tridimensionales de alta resolución de contaminantes como material particulado, particulas ultrafinas, carbón negro, así como parámetros meteorológicos incluyendo temperatura, humedad relativa, presión, velocidad y dirección del viento. Este estudio incluyó una prueba de humo para examinar los flujos de aire provocados por las hélices del VANT. Los resultados mostraron que las entradas de aire de los sensores y el sensor de viento deben ubicarse al menos 90 cm por encima del nivel de la hélice. Además, se realizó una prueba de campo para evaluar la estabilidad del VANT equipado y el desempeño de los sensores en vuelo. Durante los tres vuelos realizados, VANT se mantuvo estable y los datos recolectados con los sensores fueron consistentes. Finalmente, se llevaron a cabo mediciones durante tres días para examinar la variación tridimensional a corto plazo de las concentraciones de contaminantes relacionados con el tráfico cerca de la carretera federal B14 en Stuttgart. Los perfiles verticales mostraron que las concentraciones eran mayores en el suelo debido a la proximidad a la fuente y que las altas velocidades del viento ayudan a la rápida dispersión de los contaminantes. Los perfiles horizontales mostraron que las concentraciones de contaminantes eran más altas al costado de la carretera y disminuían al aumentar la distancia desde la carretera. En conclusión, este VANT equipado representa un método de bajo costo, práctico y confiable para estudiar la distribución tridimensional de contaminantes cerca de la fuente.

Abstract: Electric vehicles (EVs) have gained great popularity in recent years in the United States. The reduction in the cost of EVs and the environmental regulations that seek to reduce the polluting gases generated by conventional petrol/diesel cars drive up the demand for electric vehicles. The traditional idea is to consider EVs as energy consumers, however Vehicle-to-Grid (V2G) is a technology that allows the batteries of parked EVs to operate as energy sources. V2G technology allows to store energy in EVs and then release it when this energy is needed. The implementation of V2G technologies can provide benefits to utility companies but also presents a series of challenges that must be analyzed and evaluated. V2G technology has a great potential to help Austin Energy use the energy stored in the EVs. This research focuses on the status of charging systems for EVs in Austin, the basic aspects of V2G technology, the standards related to V2G, and aims to provide specific and valuable applications of V2G technology for Austin Energy.

In 2019, the European Commission published the “2030 Clean Energy for All Europeans” package, as part of the 2050 Energy roadmap. To comply with the European directives, Italy published the National Energy and Climate Plan setting a target of 55% for RES share in electricity generation by 2030. This high RES generation target raises concerns about the operational flexibility of the Italian power system. The flexibility of the Italian power system was measured using currently available flexibility frameworks and indexes (e.g.: AFPER, FAST2). Hence, the 2030 Base Scenario and 15 alternative scenarios were simulated using Promed Grid, a market tool developed by CESI and able to perform a coordinated hydro- thermal dispatching over a one-year horizon, considering the adoption of some flexibility sources such as storage systems and demand response. The results were then compared to characterize the performance of each flexibility source and its influence on the power system. BESS, PHS, and DR showed a level of complementarity while covering flexibility needs and controlling price spikes. Daily needs are covered mainly by BESS and weekly needs by PHS, mainly during the summer since both technologies were more used due to high solar power generation. Conversely, peak shedding DR was primarily activated in winter since prices are higher and storage systems lees used. In the case of V2G and DR, the role of aggregators is vital to have a representative capacity to be offered in the power markets. Finally, from a holistic perspective, the benefits of implanting all flexibility source are higher than the costs. Nevertheless, such benefits should be redistributed to incentivize the deployment of certain sources with low benefit-cost ratios. The results of this thesis can serve as a starting point to delve into the technical performance and economic implications of each flexibility source. In addition, it highlighted the advantages for Italy of boosting and supporting some schemes such as DR and V2G, as well as incentivizing the installation of storage systems.

Within the last decade circuit quantum electrodynamics (circuit QED) [1] has proven to be an excellent platform to study the coherent interaction between an artificial atom and a light field. Here an artificial atom, or more precisely an effective two level system, is realized using superconducting circuitry while the cavity is realized as a microwave resonator. Recently, an effective two level system realized using a semiconductor double quantum dot (DQD) has been coupled to a microwave resonator. In this hybrid system, interactions between the dipole moment of (single) electrons in a DQD and the electromagnetic field in a microwave resonator have been observed (2,3). Using the same architecture, we initially discuss experiments performed with a resonator sample in order to investigate design parameters influencing its quality factor. With the aim of enabling high bandwidth correlation measurements, we then present the design and implementation of parallel digital filters in a digital signal processing platform. We finally report on experiments to use the microwave resonator as a tool to explore fundamental processes occurring in a DQD driven out-of-equilibrium. In particular, we perform exploratory attempts to probe the microwave radiation emitted from a voltage-biased DQD by means of first and second order correlation function measurements. Resumen: En la última década, la electrodinámica cuántica de circuitos (circuit QED) [1] ha demostrado ser una excelente plataforma para estudiar la interacción coherente entre un átomo artificial y un campo de luz. El esquema consiste en un átomo artificial, o más precisamente un sistema efectivo de dos niveles, implementado usando circuitos superconductors, mientras que la cavidad se implementa como un resonador de microondas. Recientemente, se ha acoplado un sistema de dos niveles, implementado utilizando un punto cuántico doble de semiconductores (DQD), a un resonador de microondas. En este sistema híbrido, se han observado interacciones entre el momento dipolar de electrones (individuales) en un DQD y el campo electromagnético en un resonador de microondas [2,3]. Utilizando la misma arquitectura, inicialmente discutimos experimentos realizados con un resonador para investigar los parámetros de diseño que influyen en su factor de calidad. Con el objetivo de permitir mediciones de correlación de alto ancho de banda, presentamos el diseño e implementación de filtros digitales paralelos en una plataforma de procesamiento digital de señales. Finalmente, presentamos experimentos para utilizar el resonador de microondas como herramienta para explorar los procesos fundamentales que ocurren en un DQD operado fuera de equilibrio. En particular, realizamos intentos exploratorios para sondear la radiación de microondas emitida por un DQD (polarizado con una diferencia de voltage) por medio de mediciones de la función de correlación de primer y segundo orden.

El concepto de Internet of Things (IoT por sus siglas en inglés) o Internet de las cosas se define como una evolución del actual internet y tiene el objetivo de permitir a objetos o dispositivos identificables unívocamente en digital, comunicarse con otros dispositivos y sistemas distribuidos a través de internet, utilizando estándares abiertos. Este paradigma permite ofrecer muchos servicios innovativos, pervasivos y ubicuos que encuentran aplicabilidad tanto en sectores tradicionales como automatización o control industrial y en campos más modernos como e-health, sistemas de energía inteligentes, ciudades inteligentes entre otros. Una de las principales tecnologías habilitantes para el IoT es el Tag RFID, de hecho este Tag asociado a un objeto no inteligente, puede identificarlo unívocamente y ser utilizado para memorizar información sobre el objeto mismo. También la estandarización de tecnologías wireless, como las consolidadas Bluetooth y ZigBee y las más recientes 6LoWPAN e COAP han tenido una gran importancia en la difusión del concepto de IoT, porque han permitido tener sensores poco invasivos, sensibles, económicos y muy precisos, los cuales no perturban los parámetros medidos por los otros sensores expuestos cercanamente, pueden ser stand-alone o reagrupados en redes de sensores y pueden funcionar de manera independiente. Tales sensores son utilizados para recoger información en tiempo real sobre parámetros del ambiente, como temperatura, localización, movimiento, etc. Y pueden ser gestionados e integrados en plataformas tecnológicas para el IoT. Sin embargo, estos objetos inteligentes pueden interactuar entre ellos a pesar de las diferencias en términos de hardware, software y protocolos de comunicación usados. Una solución común es utilizar un software especializado conocido como middleware, el cual se trata de un importante componente arquitectural para el soporte de las aplicaciones distribuidas, que usualmente se posiciona entre las aplicaciones y el sistema operativo. El rol del middleware es el de presentar un modelo de programación unificado para programadores y desarrolladores de aplicaciones, enmascarar los problemas de heterogeneidad entre dispositivos y la distribución del software. Vista la complejidad de las plataformas para el internet de las cosas, y teniendo en cuenta varios aspectos importantes para facilitar el uso de tales sistemas y herramientas de configuración que vienen incorporados con ellos, los cuales permiten configurar una instancia del sistema, gestionar el ciclo de vida de los módulos que lo integran y tener una idea clara en tiempo real de su estado de ejecución, facilitando al usuario la fase de commissioning de la plataforma y la fase de configuración de los diferentes componentes principales. El objetivo de esta tesis es extender la actual herramienta de configuración del middleware VIRTUS, basándose sobre las consideraciones hechas estudiando el estado del arte de los métodos para la configuración de arquitecturas de software distribuido. Visto el amplio campo de posibles soluciones, se decidió focalizarse sobre algunas soluciones del sector Smart energy poniendo particular atención sobre el middleware open source LinkSmart. VIRTUS es un middleware orientado al internet de las cosas que usa instrumentos abiertos y estándares que ofrecen una solución escalable, ágil y totalmente event-driven para el soporte de aplicaciones para el internet de las cosas. La arquitectura de VIRTUS prevé un instrumento para la configuración y gestión del middleware, este software permite al usuario interactuar con varios módulos del sistema y controlar en fase de ejecución el ciclo de vida del software, y recuperar el estado de ejecución actual de las aplicaciones. Después de la fase de estudio, se decidió concentrar los desarrollos sobre la funcionalidad de configuración dinámica de aplicaciones multidominio, que permiten la comunicación entre diferentes instancias del middleware, dado que aún no está presente en el sistema de configuración. Además de adicionar esta característica, en el mismo contesto ha sido implementado también un mecanismo de DISCOVERY para permitir al middleware, descubrir cuales sensores están presentes en una instancia remota de VIRTUS y poder escoger aquellos que sean necesarios para completar la configuración de la propia aplicación. Esta última parte ha sido desarrollada a través del protocolo XMPP, protocolos abiertos de mensajería instantánea utilizados en VIRTUS para la comunicación entre las diferentes entidades. El presente trabajo se estructura en 4 capítulos. En el primer capítulo vienen analizados a nivel general los conceptos de Internet de las cosas y middleware, el segundo capítulo describe como pueden clasificarse los middleware y sus diferentes arquitecturas, en el tercer capítulo se presenta el estudio hecho sobre los principales sistemas de configuración y herramientas de gestión en tiempo real, en el ámbito de Smart energy y sobre el middleware LinkSmart, en el último capítulo se describe la arquitectura del middleware VIRTUS y su sistema de configuración, además vienen detallados los desarrollos hechos, las posibles evoluciones y las conclusiones.

This study presents an analysis on data from multiple power meters across Monash University in Australia. Special emphasis is made on the methodology to fill the missing values and fix the wrong data. Different techniques were used to analyse the data: visual analytics, k-means clustering and principal component analysis. Este estudio presenta un analisis de datos provenientes de multiples medidores de consumo eletrico en la Universidad Monash en Australia. Se hace especial enfasis en la metodologia para llenar los datos faltantes y depurar los existentes. Ademas de “visual analytics” se usaron diversas tecnicas, entre ellas: “principal component analysis” y “k-means clustering”.

This thesis examines my theoretical research and practical experimentation performed over a period of 10 months concerning stereophonic recording arrays and the effect of Stereophonic Recording Angle (SRA) and Angular Distortion (AD), based on Williams’ research. In essence, the objective of this personal experience is to serve as a guide for any recording engineer or audio student interested in taking a closer look into stereophonic microphone arrays and its relation to the recorded stereo image. The emphasis made on the study of Stereophonic Recording Angle and Angular Distortion will provide the reader with the necessar information in order to decide which stereo microphone combination will provide the best result for any given recording situation. The research portion of this paper delivers a comprehensive approach to the fundamental physics and psychoacoustics involved in the recording and reproduction of stereophonic microphone techniques and how they relate to SRA and AD. Furthermore, the sections of analysis of the recording exercises and final recordings describe the methodology and results of hours of recorded rehearsals with several acoustic music ensembles at Middle Tennessee State University.