Abstract: On April 20, 2010, an explosion in the rig Deepwater Horizon performing drilling operations on the Macondo Prospect Well, in the Gulf of Mexico, led to the largest oil spill in the history of the petroleum industry. Eleven crewmembers lost their lives and around 4.9 million barrels of oil were discharged into the ocean until the continuous subsea blowout of the well was contained in September 19, 2010. Given the magnitude and the complexity of the accident, several safety analyses have been proposed by the international community at different levels of the system involved in the accident. Most of these studies use accident analysis techniques based on chain-of-event models, whose main objective is to identify root-causes. However, while this approach describes physical phenomena accurately, it does not explain the role of organizational and socio-economical factors, human decisions, or design inaccuracies in accidents in complex, adaptive, and tightly coupled systems like Macondo. In response to this need, N. Leveson developed the new accident-analysis technique Causal Analysis Based on System Theory (CAST), based on her model System-Theoretic Accident Model and Processes (STAMP). In STAMP accidents are not treated as chain of failure events, but as complex processes that result from a large variety of causes including component failures and faults, system design errors, unintended and unplanned interactions among system components, human operator errors, flawed management decision-making, inadequate controls and oversight, and poor safety culture. This thesis presents management recommendations based on a CAST analysis of the Macondo Accident. The goal is to help the oil and gas offshore drilling community achieve safer operations and understand the value of systems safety in achieving organizational goals. Resumen: El 20 de abril de 2010, una explosión en la plataforma Deepwater Horizon, la cual estaba ejecutando operaciones de perforación en el pozo exploratorio Macondo, en el Golfo de Méjico, resultó en el mayor derrame de crudo de la historia de la industria petrolera. Once trabajadores perdieron su vida y cerca de 4,9 millones de barriles de crudo contaminaron el océano hasta que el escape fue contenido el 19 de septiembre de 2010. Dada la magnitud y complejidad del accidente, múltiples análisis de seguridad industrial han sido propuestos por la comunidad internacional examinando diferentes niveles del sistema organizacional involucrado en el accidente. La mayoría de estos estudios usan técnicas de análisis basadas en modelos de cadena de eventos, cuyo objetivo principal es identificar causa raíces. Sin embargo, mientras este enfoque describe procesos físicos acertadamente, no explica el papel de factores organizacionales y socio-económicos, decisiones humanas, o imprecisiones de diseño en accidentes sucedidos en sistemas organizacionales complejos, adaptativos, y estrechamente acoplados como el de Macondo. En respuesta a esta necesidad, N. Leveson desarrolló la nueva técnica de análisis de accidentes Análisis Causal Basado en la Teoría de Sistemas (CAST por sus siglas en inglés), basada en su Modelo y Proceso Teórico de Análisis de Sistemas (STAMP por sus siglas en inglés). En STAMP, los accidentes no se tratan como eventos de cadena de fallas, sino como procesos complejos que resultan de una gran variedad de causas, incluidas defectos y fallas de componentes, errores de diseño del sistema, interacciones involuntarias e inesperadas entre los componentes del sistema, errores de operadores humanos, decisiones gerenciales equivocadas, controles y supervisiones inadecuados, y deficiencias en la cultura de seguridad industrial. Esta tesis presenta recomendaciones de gestión basadas en un análisis CAST del accidente de Macondo. El objetivo es ayudar a la comunidad de perforación petrolera a lograr operaciones más seguras y comprender el valor de la seguridad industrial en el logro de objetivos organizacionale.

Dada la importancia de la salud en el desarrollo económico y social de un país y el surgimiento de un cambio radical en la prestación del servicio de salud por medio de la Atención Primaria en Salud–APS- se presenta la siguiente investigación como una propuesta metodológica para la asignación de cuadrillas de APS, con el objetivo de contribuir a la planeación coordinada y continua de dichos servicios por medio de técnicas de simulación. Se integran técnicas de Scheduling, de optimización y de simulación; se tiene en cuenta la composición de costos y algunas variables sociales durante el desarrollo de la investigación. Este modelo integral de técnicas de simulación para la asignación de cuadrillas de APS, se convierte en un primer paso para abordar futuros proyectos de mayor complejidad que se puedan abordar institucionalmente o incluso en uno o varios proyectos de investigación doctoral. Para posteriores investigaciones se podrá abordar temas tales como tratamiento de vectores epidemiológicos, condiciones particulares de cada población (en función del estado de salud) y la composición de las cuadrillas de salud

Incorporating different kinds of micro-theories of cognition and modulating several mechanisms to unify all the recommended actions and outputs of an Intelligent System when a huge amount of environmental variables are changing continuously with increasing complexity, may become a very comprehensive task. The presented framework proposes an Hybrid Cognitive Architecture that relies on integrating of emergent systems approaches —connectionist and autopoietic systems—, and cognitivist approaches, in order to combine implicit and explicit processes necessary in developing cognitive skills. The proposed architecture includes different kinds of learning capabilities at each cognitive level which grant to the architecture a big plasticity. In addition, the propounded attention module includes an evolutionary mechanism based on gene expression programming to evolve a set of eligibility conditions in charge of modulating the coalition/ subordination of specialized behaviours, taking into consideration the theatre metaphor for consciousness. Finally, a co-evolutionary mechanism is proposed to propagate behaviours and knowledge between cognitive systems —Agents— on the basis of memetic engineering. The proposed architecture was proved in an animat environment using a multi-agent platform where several emergent properties of self-organization arose.

There are several theories of cognition, each taking a different position on the nature of cognition, what a cognitive system should do, and how a cognitive system should be analyzed and synthesized. From these, it is possible to discern three broad classes: the cognitivist approach based on symbolic information processing representational systems; the emergent systems approach embracing connectionist systems, dynamical systems, and enactive systems, all based on a lesser or greater extent of principles of self-organization, and the hybrid approach which combine the best of the emergent systems and cognitivist systems. Our research focuses on implementing a hybrid architecture for cognitive agents supported by both cognitivist and emergent approaches. On the one hand, the cognitivist approach provides an explicit knowledge representation through the use of symbolic AI techniques. On the other hand, the emergent approach defines three evolutionary strategies as observed in nature: Epigenesis, Ontogenesis, and Phylogenesis, endowing the architecture with implicit knowledge learning, sub-symbolic representations, and emergent behavior guided by bio-inspired computational intelligence techniques.

Abstract: Stochastic time series methods for load forecasting are the traditional methods used by electric power companies [1] because they can model seasonal and stochastic behavior of the load [2]. A load time series has patterns that repeat at different time scales such as daily, weekly or yearly. These patterns indicate that load can be predicted and the shortest seasonality component has the highest effect on the forecast. There might be conditions in which load is in different time resolutions, has a different amount of missing data or is under special events such as COVID-19 pandemic. Load forecasting methods should be able to perform well under these circumstances. On the other hand, neural networks are a wide research topic, they can learn [3] and have low forecasting errors [4]. In this work we explain the main characteristics of load demand in time, load forecasting and we compare stochas-tic time series methods with neural networks for load forecasting in terms of the error with respect to the real load. Resumen: Los métodos de series de tiempo estocásticos para pronósticos de carga son los métodos tradicionales usados por compañías de energía eléctrica [1] porque pueden modelar el comportamiento estocástico y estacional de la carga [2]. Una serie de tiempo de carga tiene patrones que se repiten en diferentes escalas de tiempo como diaria, semanal o anual. Estos patrones indican que la carga puede ser predicha y que el componente de estacionalidad más corto tiene el efecto más grande en el pronóstico. Pude que haya condiciones en las cuales la carga este en diferentes resoluciones de tiempo, tenga una diferente cantidad de datos faltantes o este bajo eventos especiales como la pandemia COVID-19. Los métodos de pronóstico de carga deberían ser capaces de llevarse a cabo bien bajo estas circunstancias. Por otra parte, las redes neuronales son un tema de investigación amplio, ellas pueden aprender [3] y tienen errores de pronóstico bajos [4]. En este trabajo explicamos las principales características de la demanda de carga en el tiempo, pronósticos de carga y comparamos métodos de serie de tiempo estocásticos con redes neuronales para pronósticos de carga en términos del error con respecto a la carga real. [1] H. Wang, B.-S. Li, X.-Y. Han, D.-L. Wang and H. Jin, "Study of Neural Networks for Electric Power Load Forecasting," Third International Symposium on Neural Networks - Advances in Neural Networks - ISNN 2006, Proceedings, Part II, pp. 1277-1283, 2006. [2] K. Berk, Modeling and Forecasting Electricity Demand, Siegen: Springer Spektrum, 2015. [3] H. Alfares and N. Mohammad, "Electric load forecasting: Literature survey and classification of methods," International Journal of Systems Science - IJSySc. 33, vol. 33, no. 1, pp. 23-34, 2002. [4] M. Singh and R. Maini, "Various Electricity Load Forecasting Techniques with Pros and Cons," International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), vol. 8, pp. 220-229, 2020.

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.