Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / La sedimentación en los embalses se produce por la disminución de la velocidad del flujo y el aumento del ancho del cauce, debido a la presencia de la presa, con lo cual se generan sedimentos gruesos que se depositan primero y sedimentos finos que se depositan al final, más cerca del pie de la presa. El volumen que se define para almacenar la sedimentación de los embalses, determina las dimensiones de la presa y otras obras. Hay casos en que la tasa de producción de sedimentos de la cuenca aportante es alta y aumenta los costos del proyecto, por la gran magnitud del volumen muerto que se debe considerar durante la vida útil del embalse. Con el propósito de reducir el volumen muerto de un embalse de riego y disminuir los correspondientes costos de las obras asociadas, se presentan cinco alternativas, que se dividen en los tres grupos siguientes: (i) reducir el aporte de sedimentos; (ii) pasar los sedimentos hacia aguas abajo del embalse; y (iii) extraer los sedimentos ya depositados. Para reducir el aporte de sedimento al embalse, se consideró el controlar con vegetación en la cuenca aportante, ya sea con especies nativas o exóticas. La otra alternativa es la construcción de pequeños muros llamados Sabo Dam, aguas arriba de la presa del embalse. Para pasar los sedimentos hacia aguas abajo del embalse, existen varias técnicas. En este caso, se analizó el Flushing, que consiste en vaciar el embalse. Para extraer los sedimentos ya depositados, se considera la extracción mecánica con excavadoras y el dragado con una draga hidráulica, para luego transportar los sedimentos a un botadero. En Chile existe una gran cantidad de embalses de riego, de los cuales, para este informe se presenta un análisis de los cuatro embalses mayores de riego siguientes: Embalse Chironta, Embalse Chalinga, Embalse Chacrillas y Embalse Ancoa. Como resultado del análisis de la información existente de dichos embalses, se seleccionó al Embalse Chacrillas, ubicado en la Región de Valparaíso, como el caso en estudio, debido a la información disponible y la ubicación que posee una gran superficie sin cobertura vegetal. Los resultados de la aplicación de las alternativas al Embalse Chacrillas, realizando un cálculo del VAN en la vida útil de 50 años del embalse, demuestran que reforestar con vegetación nativa o exóticas reduce más los costos, llegando a un 2% menos que la inversión total y junto al Flushing que reduce un 2,5% los costos. La construcción de Sabo Dam de enrocado, también disminuyen los costos en menor cantidad. Finalmente, la alternativa de dragado aumenta considerablemente los costos del embalse.Los principales impactos ambientales son positivos al disminuir las dimensiones de la presa y vertedero y disminuir el área de inundación, además de reforestar con árboles nativos. El principal impacto ambiental negativo es el comportamiento de la descarga de sedimentos aguas abajo del embalse en el flushing

Una de las mayores dificultades en el diseño de un sistema de control es sin duda la presencia de retardos, máxime si el sistema que se pretende controlar es inestable en bucle abierto y/o de fase no mínima. Los retardos temporales pueden ser intrínsecos a los procesos a controlar, véase por ejemplo los procesos químicos, biológicos, columnas de destilación, procesos con intercambios térmicos, etc, o bien introducirse en el sistema de control por el propio diseño del mismo (tiempo de cómputo del algoritmo de control, sistemas distribuidos, control remoto, redes de comunicaciones, retardos introducidos por los sensores y/o actuadores, etc.). El Predictor de Smith, así como sus múltiples extensiones, y la técnica de Asignación Finita del Espectro, pueden considerarse como las estrategias de control más extendidas para el control de sistemas lineales sometidos a retardos de actuación y/o medida. Tanto el Predictor de Smith, como la técnica de Asignación Finita del Espectro, tienen en común que realizan una compensación del retardo en base a una predicción de la salida, o del estado, a partir de un modelo del sistema considerado. Si el proceso a controlar es inestable, los esquemas de control resultantes no cumplen la condición de estabilidad interna y por tanto serán inestables. Con objeto de poder aplicar estas técnicas al control de sistemas inestables con retardos temporales, se han propuesto diferentes modificaciones del esquema original del Predictor de Smith, denominadas genéricamente Compensadores de Tiempo Muerto (DTC), así como diferentes intentos de buscar una implementación numéricamente estable de la técnica de Asignación Finita del Espectro. Destacar sin embargo, que todas estas modificaciones han consistido en soluciones parciales del problema planteado, tanto en lo concerniente a la utilización de DTC para el control de sistemas inestables de fase mínima o no mínima, como en lo concerniente a la implementación numéricamente estable de la integral d / García Gil, PJ. (2007). Sistemas dinámicos con retardos temporales: contribución al desarrollo de predictores robustos para el control de sistemas inestables [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/79431

Esta tesina estudia la relación entre personajes y paisajes naturales devastados a partir de una perspectiva afectiva en dos textos narrativos de autores bolivianos contemporáneos, a saber, la novela Los afectos (2015) de Rodrigo Hasbún y el cuento “Nuestro mundo muerto” (2016) de Liliana Colanzi con el objetivo de establecer la manera en que estos textos expresan un trauma terrestre, entendido como fuertes emociones relacionadas con la devastación del paisaje natural. Ambos textos retratan paisajes naturales transformados por el ser humano: mientras el texto de Hasbún consiste en una expedición científica-arqueológica por europeos que destruye la selva boliviana en el siglo XX, el cuento futurista de Colanzi consiste en la colonización del planeta Marte después de la contaminación de la Tierra debido a un accidente radiactivo. Este estudio parte del supuesto de que la expresión de un trauma terrestre en los acercamientos al espacio y al paisaje en los textos de Hasbún y Colanzi muestra una tendencia diferente a la señalada por los estudios previos que sostienen que la narrativa boliviana contemporánea, donde se incluyen Hasbún y Colanzi, elabora el espacio desde la intimidad del sujeto, alejándose así de lo tradicional, así como de la historia y cultura boliviana. Para llevar a cabo el análisis, parto de perspectivas teóricas que abordan las relaciones entre literatura y espacios naturales dañados a partir de nociones dentro de la corriente ecocrítica (Barbas-Rhoden 2012), la crítica que trata los afectos en relación con el espacio (Depetris Chauvin 2019; Nouzeilles 2002) y la noción de trauma terrestre (Casid 2018). Asimismo, este estudio se vale de términos de la narratología que sirven para analizar cómo se relacionan los personajes con el paisaje en términos del discurso narrativo. La primera parte del análisis se concentra en Los afectos, donde estudio cómo la narración y el registro ocular del personaje secundario Heidi registra una necroescena (Casid) creada por la filmación y expedición arqueológica. Asimismo, estudio cómo el registro ocular de Heidi expresa dolor por la devastación de la selva boliviana y los seres que la habitan cuando estos son usados como material de investigación por el equipo de expedición arqueológica y científica europeo, y de esta manera esta dimensión afectiva del cuento apela a una conciencia espacial (Depetris Chauvin). En la segunda parte del análisis me enfoco en el cuento “Nuestro mundo muerto”, donde estudio cómo la narración de Mirka, la protagonista, relata episodios alucinatorios y retrospectivos que incluyen seres míticos y voces ancestrales, asimismo me concentro en la visión de Mirka de un niño-pez, un ser entre humano y no humano (Barbas-Rhoden) como forma de un futuro posible. Los resultados muestran que estos dos textos configuran un trauma terrestre que pone de relieve un dolor y una herida como afectos que vinculan los personajes estudiados con los paisajes naturales devastados. En el caso de Los afectos el trauma terrestre se expresa en la visión ocular no técnica de Heidi que registra el dolor tanto humano como de animales autóctonos en la destrucción de la selva boliviana, más allá de la mirada científica-técnica dominante, lo que evoca, a partir de este afecto, la historia de colonización de la naturaleza en América. En el caso de “Nuestro mundo muerto”, el trauma terrestre se expresa en términos de analepsis y alucinaciones que registran seres mitológicos y voces ancestrales de comunidades indígenas del Gran Chaco, y de esta manera, en la expresión de este trauma, el cuento une la historia de devastación de la naturaleza en la Conquista con la destrucción moderna.

[ES] Actualmente existen numerosas y variadas contribuciones basadas en el ADRC. Por un lado, algunos trabajos abordan la metodología ADRC. Sin embargo, son pocos los que ofrecen una explicación exhaustiva de su diseño y aplicación, dirigida a aquellos investigadores que están empezando a explorar esta estrategia de control. Por otro lado, la sintonización del ADRC y el control compuesto basado en ADRC son áreas de investigación abiertas. Una de las discusiones que se mantiene activa en la literatura está relacionada con la forma de seleccionar los parámetros principales del ADRC de modo que se alcance la estabilidad de lazo cerrado con un rechazo de perturbaciones y robustez apropiadas, especialmente cuando el ADRC se emplea para controlar procesos aproximados mediante representaciones más sencillas como el modelo de primer orden más retardo (FOPDT). Asimismo, la estimación activa de la incertidumbre y las perturbaciones ha hecho atractiva la idea de integrar la topología ADRC con técnicas de control avanzado, por ejemplo, con el control predictivo basado en modelo (MPC). El mayor desafío que surge al realizar esta combinación radica en cómo formular el lazo de control para que el mecanismo de rechazo de perturbaciones del ADRC transforme el comportamiento del sistema controlado en el de una planta deseada simplificada, relajando así el requisito de un modelo detallado y considerando directamente las restricciones en las variables del lazo. Esta tesis presenta tres contribuciones al conocimiento del ADRC para abordar los desafíos expuestos anteriormente. La primera de ellas es una guía para el diseño y aplicación de controladores lineales mediante el control convencional por rechazo activo de perturbaciones. Esta guía ofrece, a modo de tutorial, una revisión de la fundamentación teórica del ADRC y condensa en un algoritmo los pasos para el diseño de estos controladores con el propósito de facilitar su implementación de acuerdo con la formulación del problema en el marco de la estimación y rechazo de perturbaciones y la selección empírica de sus ganancias. La segunda contribución de esta disertación es un conjunto de reglas de sintonía para el cálculo de los tres parámetros distintivos del ADRC con los que se diseñan las ganancias del observador de estados y de la ley de control. Estas reglas permiten sintonizar el ADRC para el control de un proceso aproximado mediante un modelo FOPDT y ofrecen al diseñador diferentes conjuntos de parámetros de acuerdo con un nivel de robustez deseado. Esta contribución se basa en el desarrollo de procedimientos de diseño de optimización multiobjetivo enfocados al control de un grupo de plantas FOPDT nominales. Los resultados de dichos procedimientos se ajustaron a las fórmulas de sintonía proporcionadas. La tercera contribución es una nueva arquitectura de control que combina el mecanismo de rechazo de perturbaciones del ADRC y la estrategia de horizonte deslizante del MPC. En este lazo, una ley de control predictivo gobierna una planta de primer orden más integrador que se induce sobre proceso real sujeto a restricciones. Lo anterior es posible compensando el desajuste entre las plantas real y deseada e incorporando el término de compensación del ADRC en la formulación de las restricciones del controlador predictivo. El bucle pretende proporcionar una solución para controlar sistemas con restricciones para los que no se ha identificado un modelo nominal. Esta disertación está dirigida tanto a los investigadores interesados en explorar el control por rechazo activo de perturbaciones como a aquellos que consideran a esta tecnología como una de sus líneas de investigación principales. Las contribuciones sirven a quienes se inician en el estudio del ADRC, a los diseñadores de controladores que buscan implementar el ADRC lineal considerando el rechazo de perturbaciones de procesos FOPDT y a los investigadores abiertos a la discusión de los beneficios potenciales de de combinar el ADRC con el MPC. / [CAT] Actualment existeixen nombroses i variades contribucions basades en l'ADRC. D'una banda, alguns treballs aborden la metodologia ADRC. No obstant això, són pocs els que ofereixen una explicació exhaustiva del seu disseny i aplicació, dirigida a aquells investigadors que estan començant a explorar aquesta estratègia de control. D'altra banda, la sintonització de l'ADRC i el control compost basat en ADRC són àrees d'investigació obertes. Una de les discussions que es manté activa en la literatura està relacionada amb la manera de seleccionar els paràmetres principals de l'ADRC de manera que s'aconseguisca l'estabilitat de llaç tancat amb un rebuig de pertorbacions i robustesa apropiades, especialment quan l'ADRC s'empra per a controlar processos aproximats mitjançant representacions més senzilles com el model de primer ordre més retard (FOPDT). Així mateix, l'estimació activa de la incertesa i les pertorbacions ha fet atractiva la idea d'integrar la topologia ADRC amb tècniques de control avançat, per exemple, amb el control predictiu basat en model (MPC). El major desafiament que sorgeix en realitzar aquesta combinació radica en com formular el llaç de control perquè el mecanisme de rebuig de pertorbacions de l'ADRC transforme el comportament del sistema controlat en el d'una planta desitjada simplificada, relaxant així el requisit d'un model detallat i considerant directament les restriccions en les variables del llaç. Aquesta tesi presenta tres contribucions al coneixement de l'ADRC per a abordar els desafiaments exposats anteriorment. La primera d'elles és una guia per al disseny i aplicació de controladors lineals mitjançant el control convencional per rebuig actiu de pertorbacions. Aquesta guia ofereix, a manera de tutorial, una revisió de la fonamentació teòrica de l'ADRC i condensa en un algorisme els passos per al disseny d'aquests controladors amb el propòsit de facilitar la seua implementació d'acord amb la formulació del problema en el marc de l'estimació i rebuig de pertorbacions i la selecció empírica dels seus guanys. La segona contribució d'aquesta dissertació és un conjunt de regles de sintonia per al càlcul dels tres paràmetres distintius de l'ADRC amb els quals es dissenyen els guanys de l'observador d'estats i de la llei de control. Aquestes regles permeten sintonitzar l'ADRC per al control d'un procés aproximat mitjançant un model FOPDT i ofereixen al dissenyador diferents conjunts de paràmetres d'acord amb un nivell de robustesa desitjat. Aquesta contribució es basa en el desenvolupament de procediments de disseny d'optimització multiobjectiu enfocats al control d'un grup de plantes FOPDT nominals. Els resultats d'aquests procediments es van ajustar a les fórmules de sintonia proporcionades. La tercera contribució és una nova arquitectura de control que combina el mecanisme de rebuig de pertorbacions de l'ADRC i l'estratègia d'horitzó lliscant del MPC. En aquest llaç, una llei de control predictiu governa una planta de primer ordre més integrador que s'indueix sobre procés real subjecte a restriccions. L'anterior és possible compensant el desajustament entre les plantes real i desitjada i incorporant el terme de compensació de l'ADRC en la formulació de les restriccions del controlador predictiu. El bucle pretén proporcionar una solució per a controlar sistemes amb restriccions per als quals no s'ha identificat un model nominal. Aquesta dissertació està dirigida tant als investigadors interessats a explorar el control per rebuig actiu de pertorbacions com a aquells que consideren a aquesta tecnologia com una de les seues línies d'investigació principals. Les contribucions serveixen als qui s'inicien en l'estudi de l'ADRC, als dissenyadors de controladors que cerquen implementar l'ADRC lineal considerant el rebuig de pertorbacions de processos FOPDT i als investigadors oberts a la discussió dels beneficis potencials de de combinar l'ADRC amb el MPC. / [EN] Numerous and varied contributions based on the ADRC are currently available. On the one hand, some works address the ADRC methodology. Still, only some offer a comprehensive explanation of its design and application aimed at those researchers who are starting to explore this control strategy. On the other hand, the ADRC tuning and the ADRC-based composite control are open research areas. One of the discussions that remain active in the literature is related to how to select the LADRC main parameters so that closed-loop stability is achieved with appropriate disturbance rejection and robustness, mainly when the ADRC is used to control processes approximated by more straightforward representations such as the first-order plus delay (FOPDT) model. Likewise, the active estimation of uncertainty and disturbances has made integrating the ADRC topology with advanced control techniques, like Model-Based Predictive Control (MPC), attractive. The major challenge in realising this combination lies in how to formulate the control loop so that the ADRC disturbance rejection mechanism transforms the behaviour of the controlled system into that of a simplified desired plant, thus relaxing the requirement for a detailed model while directly considering the constraints on the loop variables. This thesis presents three contributions to ADRC knowledge to address the challenges mentioned above. The first is a guide for designing and applying linear controllers using conventional active disturbance rejection control. This guide offers a review of the theoretical foundation of the ADRC. It condenses in an algorithm the steps for designing these control loops to facilitate their implementation according to the problem formulation in the disturbance estimation and rejection framework and the empirical selection of their gains. The second contribution of this dissertation is a set of tuning rules for computing the three distinctive parameters of the ADRC with which the state observer and control law gains are designed. These rules allow tuning the ADRC to control an approximate process using a first-order plus delay model and offer different sets of parameters according to a desired level of robustness. This contribution is based on developing multi-objective optimisation design procedures focused on controlling a group of nominal FOPDT plants. The results of these procedures were fitted to the tuning formulae provided. The third contribution is a new control architecture that combines the disturbance rejection mechanism of the ADRC and the receding horizon strategy of the MPC. In this loop, a predictive control law governs a first-order plus integrator plant enforced on the real process subject to constraints. The above is possible by compensating for the mismatch between the real and desired plants and incorporating the ADRC compensation term in the constraints formulation of the predictive controller. The loop is intended to provide a solution to control constrained systems for which no nominal model has been identified. This dissertation addresses researchers interested in exploring active disturbance rejection control and those considering this technology as one of their main lines of research. The contributions of this dissertation serve those new to the study of ADRC, controller designers seeking to implement linear ADRC by considering the disturbance rejection response of processes approximated using first-order plus delay models, and researchers open to discussing the potential benefits of combining ADRC with advanced techniques such as MPC. / Martínez Carvajal, BV. (2023). Design of controllers based on active disturbance rejection control (ADRC) and its integration with model predictive control (MPC) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196581