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espanolEste articulo presenta una metodologia para el diseno optimo de Amortiguadores de Masa Sintonizada (AMS) para el control de la respuesta dinamica de edificios sometidos a cargas sismicas. El proceso de seleccion de los parametros optimos de diseno se realiza mediante un enfoque metaheuristico basado en Evolucion Diferencial (ED) la cual es una tecnica rapida, eficiente y precisa que no requiere grandes esfuerzos computacionales. El algoritmo tiene como objetivo reducir el desplazamiento de pico horizontal maximo de la estructura y tambien la media cuadratica (Valor eficaz) de desplazamientos. Adicionalmente, se estudian otras cuatro funciones objetivo derivadas de multiples combinaciones lineales ponderadas de los dos parametros mencionados anteriormente para obtener la configuracion de diseno del AMS mas eficiente. De forma paralela, se utiliza un proceso basado en una busqueda exhaustiva (ES) con precision a 2 posiciones decimales para validar la metodologia de optimizacion basada en DE. Posteriormente, la metodologia propuesta se aplica a un caso de estudio derivado de un edificio real de 32 pisos sometido a diferentes registros sismicos de aceleracion del suelo. Se observa un mejor comportamiento dinamico del edificio cuando se le da el mayor peso a la respuesta RMS de desplazamiento en el proceso de optimizacion. Finalmente, los resultados numericos revelan que la metodologia propuesta basada en DE es efectiva para encontrar la configuracion optima de diseno de TMD al reducir el desplazamiento maximo del piso hasta en un 43% y los valores RMS de desplazamiento de hasta el 52% en el caso de estudio. EnglishThis paper introduces a methodology for the optimal design of passive Tuned Mass Dampers (TMDs) to control the dynamic response of buildings subjected to earthquake loads. The selection process of the optimal design parameters is carried out through a metaheuristic approach based on differential evolution (DE) which is a fast, efficient, and precise technique that does not require high computational efforts. The algorithm is aimed to reduce the maximum horizontal peak displacement of the structure and the root mean square (RMS) response of displacements as well. Furthermore, four more objective functions derived from multiple weighted linear combinations of the two previously mentioned parameters are also studied to obtain the most efficient TMD design configuration. A parallel process based on an exhaustive search (ES) with precision to 2 decimal positions is used to validate the optimization methodology based on DE. The proposed methodology is then applied to a 32-story case-study derived from an actual building structure and subjected to different ground acceleration registers. The best dynamic performance of the building is observed when the greatest weight is given to the RMS response of displacement in the optimization process. Finally, the numerical results reveal that the proposed methodology based on DE is effective in finding the optimal TMD design configuration by reducing the maximum floor displacement up to 4% and RMS values of displacement of up to 52% in the case-study building. portuguesEste artigo apresenta uma metodologia para a otimizacao de amortecedores de massa sintonizados (TMD) para o controle da resposta dinâmica de edificios sujeitos a cargas sismicas. O processo de selecao dos parâmetros otimos e realizado mediante uma abordagem metaheuristica baseada na Evolucao Diferencial (DE) que e uma tecnica rapida, eficiente e precisa que nao requer de grandes esforcos computacionais. O algoritmo visa reduzir o deslocamento maximo do pico horizontal da estrutura e tambem os deslocamentos da raiz quadrada media (RMS). Alem disso, quatro outras funcoes objetivo derivadas de distintas combinacoes lineares ponderadas dos dois parâmetros de resposta ja mencionados, sao estudadas para obter a configuracao de TMD mais eficiente. Em paralelo, um processo de busca exaustiva (ES) com precisao de 2 casas decimais e usado para validar a metodologia de otimizacao baseada na DE. Posteriormente, a metodologia proposta e aplicada a um caso de estudo derivado de um edificio real de 32 andares sujeito a diferentes registros de aceleracao sismica do solo. E observado um melhor comportamento dinâmico do edificio quando e dada uma maior ponderacao no processo de otimizacao a resposta de deslocamento RMS. Finalmente, os resultados numericos revelam que a metodologia proposta fundamentada na DE e eficaz para encontrar os parâmetros otimos do TMD, reduzindo o pico de deslocamento maximo em ate 43% e os valores de deslocamento RMS em ate 52% no caso estudado.

The standard design method (classical method) for reinforced concrete rectangular footings is: First, a dimension is proposed and should comply with the allowable stresses; subsequently, the effective depth is obtained from the maximum moment and is checked against the bending shear and the punching shear until, it complies with these conditions and, then, steel reinforcement is obtained, but it is not guarantee that the minimum cost will be obtained. This paper shows an optimal design for reinforced concrete rectangular footings using the new model. A numerical experimentation is presented to show the model capability to estimate the minimum cost design of the materials used for a rectangular footing that supports an axial load and moments in two directions in accordance to the building code requirements for structural concrete and commentary (ACI 318-13). Also, a comparison is made between the optimal design and current design for rectangular footings. The solutions show that the optimal design is more economical and more precise with respect to the current design, because standard design is done by trial and error. Then, the optimal design should be used to obtain the minimum cost design for reinforced concrete rectangular footings. El método clásico de diseño estándar para zapatas rectangulares de concreto reforzado es: Primero, se propone una dimensión que cumpla con los esfuerzos admisibles; posteriormente, la profundidad efectiva se obtiene a partir del momento máximo y se comprueba con el cortante por flexión y el cortante por punzonamiento hasta que cumpla con estas condiciones y, luego, se obtiene el refuerzo de acero, aunque no se garantiza que se obtendrá el costo mínimo. Este trabajo muestra un diseño óptimo para zapatas rectangulares de concreto reforzado utilizando el nuevo modelo. Una experimentación numérica se presenta para mostrar la capacidad del modelo para estimar el diseño de costo mínimo de los materiales utilizados para una zapata rectangular que soporta una carga axial y momentos en dos direcciones, de acuerdo con los requisitos del código de construcción para concreto estructural y comentarios (ACI 318-13). Además, se hace una comparación entre el diseño óptimo y el diseño actual de zapatas rectangulares. Las soluciones muestran que el diseño óptimo es más económico y más preciso con respecto al diseño actual, ya que este último se realiza a través de ensayo y error. De este modo, el diseño óptimo se debe utilizar para obtener el diseño de costo mínimo para zapatas rectangulares de concreto reforzado.

En el presente documento se exponen los resultados y productos de la tesis de investigación necesaria para la acreditación del título de Magister en Ingeniería – Ingeniería Eléctrica, otorgado por la Universidad Nacional de Colombia. La investigación estuvo dirigida a proponer, desarrollar e implementar un método de diseño de filtros digitales lineales e invariantes en el tiempo, FIR (Finite Impulse Response) e IIR (Infinite Impulse Response), que considere la cuantificación de los coeficientes del filtro desde el comienzo del proceso de diseño, y no al final, como ocurre en otras metodologías, incluidas las metodologías tradicionales, en las cuales, dicha acción puede incrementar el error de aproximación al filtro deseado, hasta la inestabilidad. Las metodologías de diseño propuestas se basan en los algoritmos de optimización metaheurística APBIL (Adaptive Population-Based Incremental Learning), GA (Genetic Algorithm) y TS (Tabu Search), y están orientadas a obtener la combinación de los coeficientes que mejor se aproxime a la respuesta en frecuencia deseada, para las representaciones binarias de punto fijo (complemento a dos) y punto flotante (según el estándar IEEE 754). Los resultados de las simulaciones son prometedores y muestran un buen desempeño de los filtros obtenidos (destacando el uso del algoritmo APBIL), en términos del Error Medio Cuadrático entre las respuestas en frecuencia deseada y la obtenida a partir de filtro optimizado. Como resultado, se construyó un software amigable, capaz de proporcionar diseños competentes, que logran superar en calidad a los diseños tradicionales, especialmente si el número de coeficientes y/o la precisión numérica son limitados. This document presents the results and products of the research thesis for the accreditation of the Magister’s degree in Engineering –Electrical Engineering, granted by the National University of Colombia. The research was aimed at proposing, developing and implementing a method of designing linear and time - invariant digital filters, FIR (Finite Impulse Response) and IIR (Infinite Impulse Response), which considers the quantification of digital filter coefficients since the beginning of the design process, and not at the end, as in others methodologies, including the traditional methodologies, in them this action might increase the approach error to the desired filter, un til the instability. The proposed design methodologies are based on APBIL ( Adaptive Population-Based In cremental Learning), GA (Genetic Algorithm) and TS (Tabu Search) metaheurisitc optimization algorithms, and are oriented to obtain the combination of coefficients that best approximates the response at desired frequency, for fixed point (two’s complement) and floating point (according to Std IEEE 754) binary representations. The results of the simulations are promising and show a good performance of the o btained filters (highlighting the use of the APBIL alg orithm), in terms of the Mean Squared Error between the desired frequency response and that oained from the optimized. filter. As a result, a user - friendly software has been built to provide competent designs that are able to outperform traditional designs, especially when number of coefficients and/or numerical precision are limited Maestría

ResumenEn este trabajo se desarrolla la optimización de forma de un cuerpo suspendido y sometido a fuerzas de cuerpo. La geometría del cuerpo es modelada con curvas paramétricas B-Spline. Dicha optimización se logra por medio de la modificación del contorno de la geometría con base en el nivel de esfuerzo calculado usando Análisis por Elementos Finitos. Reglas evolutivas clásicas son empleadas en el proceso de optimización; sin embargo, el método para realizar la modificación del contorno de la geometría no es ni clásico ni trivial. A diferencia de la mayoría de los métodos de optimización de forma, que utilizan sólo la información de los puntos del contorno aisladamente, en este trabajo se aplica un método que toma en cuenta la información de los puntos del contorno y su vecindad.AbstractThis paper develops the shape optimization of a body, which is hanged and subjected to body forces. The geometry of the body is modeled using parametric curves B-Spline. The shape optimization is carried out modifying the boundary of the body based on the stress level calculated via Finite Element Analysis (FEA). Traditional evolutive rules are used for the optimization process; however, the method of boundary modification in the optimization process is neither traditional nor trivial. Unlike most shape optimization methods, which only use the information of boundary points in a isolated way, in this approach the geometry boundary is modified considering both points and neighborhood information.

ResumenEn este trabajo se presenta un método para la optimización de forma de modelos bidimensionales sometidos a casos de carga simple o múltiple. La optimización se realiza aplicando iterativamente reglas evolutivas, basadas en el nivel de esfuerzos. Dichas reglas determinan zonas de la frontera en las que el material es subutilizado o sobreutilizado con el objetivo de que el modelo evolucione a un modelo más ligero y con un nivel de esfuerzos alto y homogéneo. La evolución se lleva a cabo modificando la frontera del modelo lentamente. Dado que la frontera se define con curvas paramétricas B-spline los cambios generados resultan en una frontera suave. La principal propuesta del método es que la modificación de la frontera está dada por un conjunto de desplazamientos que toman en cuenta, en su magnitud y dirección, la información geométrica de la vecindad, a diferencia de otros métodos que simplemente generan desplazamientos perpendiculares a la frontera. Al final del trabajo se presenta el diseño de un marco de bicicleta para mostrar el buen desempeño del método.AbstractThis paper presents a method for shape optimization of two-dimensional models subjected to simple or multiple load cases. The optimization is performed iteratively using evolutionary rules, based on the stress level. These rules determine regions on the boundary where the material is underused or overused; the objective is that the model evolves to a minimum weight model with a high and homogeneous stress level. The evolution is performed by modifying the boundary of the model slowly. Since the boundary is defined by parametric B-spline curves, generated changes result in a smooth boundary. The main proposal of the method is that boundary modifications are given by a set of displacements that, its magnitude and direction, take into account the geometrical information of the neighborhood, unlike other methods that simply generate displacement perpendicular to the boundary. Finally, the paper presents the design of a frame bike in order to show the good performance of the method.

This article deals with the design of optimum microchannel heat sinks through Unified Particle Swarm Optimisation (UPSO) and Harmony Search (HS). These heat sinks are used for the thermal management of electronic devices, and we analyse the performance of UPSO and HS in their design, both, systematically and thoroughly. The objective function was created using the entropy generation minimisation criterion. In this study, we fixed the geometry of the microchannel, the amount of heat to be removed, and the properties of the cooling fluid. Moreover, we calculated the entropy generation rate, the volume flow rate of air, the channel width, the channel height, and the Knudsen number. The results of several simulation optimizations indicate that both global optimisation strategies yielded similar results, about 0.032 W/K, and that HS required five times more iterations than UPSO, but only about a nineteenth of its computation time. In addition, HS revealed a greater chance (about three times) of finding a better solution than UPSO, but with a higher dispersion rate (about five times). Nonetheless, both algorithms successfully optimised the design for different scenarios, even when varying the material of the heat sink, and for different heat transfer rates. Este artículo trata sobre el diseño óptimo de disipadores de calor de tipo microcanal utilizando los métodos Unified Particle Swarm Optimisation (UPSO) y Harmony Search (HS). Estos disipadores se utilizan en el enfriamiento de componentes microelectrónicos. Por ello analizamos el desempeño de UPSO y HS en su diseño, de forma sistemática y completa. La función objetivo se obtuvo con el criterio de la mínima generación de entropía. En este estudio, se definió la geometría del microcanal, la cantidad de calor a ser retirado y las propiedades del fluido de trabajo. Además, se calculó la tasa de generación de entropía, el flujo volumétrico de aire, el ancho y la altura del canal y el número de Knudsen. Los resultados de las simulaciones indicaron que ambas estrategias de optimización dieron resultados similares, alrededor de 0,032 W / K, y que HS requiere cinco veces más iteraciones que UPSO, pero sólo alrededor de 1/19 de su tiempo de cálculo. Además, HS reveló una mayor probabilidad de encontrar una mejor solución que UPSO, pero con una mayor dispersión. Sin embargo, ambos algoritmos resolvieron exitosamente el diseño para diferentes escenarios, incluso cuando se varía el material del disipador y la tasa de transferencia de calor. Este artigo discute o projeto ideal de dissipadores de calor de microcanais utilizando os métodos Unified Particle Swarm Optimization (UPSO) e Harmonia Search (HS). Estes resfriadores são utilizados em refrigeração com componentes microeletrônicos. Por isso, vamos analisar o desempenho de UPSO e HS na sua concepção, de uma forma sistemática e completa. A função objetivo foi obtida com o critério de geração mínima de entropia. Neste estudo, definiu-se a geometria de microcanais, a quantidade de calor a ser removida e as propriedades do fluido de trabalho. Além disso, se calculo a taxa de geração de entropia, o caudal volumétrico de ar, a largura e a altura do canal e o número de Knudsen. Os resultados da simulação indicaram que ambas das estratégias de otimização deram resultados semelhantes, cerca de 0.032 W / K, e que HS exige cinco vezes mais iterações UPSO, mas apenas cerca de 1/19 do seu tempo de computação. Também, HS revelou uma maior probabilidade de encontrar uma solução melhor do que UPSO, mas com maior dispersão. No entanto, ambos dos algoritmos resolveram com sucesso o design para diferentes cenários, mesmo quando o material do pia e a taxa de transferência de calor é variada.

Los costos de inversión y operación de los sistemas de distribución son alrededor de 2/3 de los costos totales del sistema de potencia, por tal motivo el diseñador busca la respuesta de menor costo que cumpla las restricciones técnicas exigidas, pero corriendo el riesgo que la solución encontrada no será el optimo global. Afortunadamente existen gran cantidad de técnicas de optimización que ayudan a encontrar buenas soluciones. En este trabajo se habla acerca del diseño optimo de sistemas de distribución de energía. Abstract. The investment and operation cost of the distribution system is nearly 2/3 of the power system total cost, thats why the designer finds the optimal result that minimize the costs, according to the technical constraints. In general, it is not feasible to guarantee the solution found is the global optima. Nowadays, there are exist a great variety of optimization techniques which can provide satisfactory solutions. This thesis presents some topics about optimal design of distribution systems. Maestría

[EN] Urban water distribution systems age as cities continue growing, thus increasing water needs in terms of both quantity and quality. As a result, works on rehabilitation and modernization of the network are crucial in urban water management. When designing or expanding a network, not only the dimensions of the components must be considered, but also the operation of the system, so that the entire supply allows for the demands required by users at the required pressure. However, besides this traditional requirement, nowadays managers take into account other factors such as functional reliability and operation robustness, impact of sizing on water quality, CO2 emissions related to the system energy consumption, level of leakage in the network, and so on. It seems clear that the more complex and sophisticated system operation is in relation to its design and restrictions, the better solutions will be obtained. However, this approach significantly increases the size of the problem regarding the number of decision variables. This is the reason why, recently, most research on optimizing the design of new systems and the expansion or modernization of existing systems have been carried out by a new generation of heuristic methods that emerged in response to the high complexity of the problem statement, not only because of the number of variables of different nature, but also, above all, by the difficulty in some cases to shape the functional relationships between the variables, whether objective functions or constraints. Although heuristic techniques do not guarantee to find optimal solutions, unlike other exact methods, they contain action strategies able to achieve the objectives and find quasi-optimal solutions. Sometimes it may be preferable to find at least one approximate solution, provided it is feasible, in spite of the fact that a few parameters may not strictly satisfy a constraint. The main objective of this document is to analyze the problem of modernization and expansion of water distribution system, proposed in the recent literature, facing growing demand needs, from the perspective of meeting multiple objectives, not only economic optimization. The first step is to analyze the current performance of the system relative to a situation of future demand and, from this analysis, to identify possible actions to verify that future demands will meet requirements of pressure and quality. Actions on the network include changes or additions to the capacity of pipelines and pumping stations, the first goal being to supply the required demand to the required pressure. With this, additional objectives are considered, such as minimizing investment and operating costs (related to energy), minimizing CO2 emissions (associated with the production of the elements and the energy consumption of the system) and minimizing the residence time of water in the pipes (as an indirect measure of the quality of water). To address this problem we use a multi-objective perspective. In problems with multiple objectives, the interaction between them may impair one of them when improving the value of another. In general, there is no single optimal solution but a set of compromise solutions (Pareto optimal), which will support the decision on the final solution. This situation is easy to handle by the decision-maker when only two objectives are involved, but having more than two objectives pose additional problems, especially when there are conflicting objectives. However, it is also possible to recast the multi-objective problem into a single-objective one, either by grouping the different objectives into just one, or by suitably reformulating as constraints all but one of the objectives. This work attempts to analyze the nature of the problem and to find an optimal solution for the design and operation of a network so that multiple objectives are met, considering them either as part of an objective function to minimize or maximize, or as a set of constraints (hard or soft). In the development of this work a key tool in simulation of system performance, such as EPANET, has been used, combined with an application of Genetic Algorithms, EVOLVER, carrying the weight of the optimization process. EVOLVER works on an EXCEL spreadsheet, which allows efficient connection to EPANET through macros. These macros have been programmed in Visual Basic for Applications (VBA). The connection has been made possible thanks to the functions and procedures of the TOOLKIT library of EPANET., [ES] Los sistemas urbanos de distribución de agua envejecen al tiempo que las ciudades continúan creciendo, incrementando las necesidades de agua tanto en cantidad como en calidad. Es por ello que en la gestión del agua urbana son de capital importancia los trabajos de rehabilitación y modernización de la red. Cuando se plantea el diseño o ampliación de una red, no sólo se deben considerar las dimensiones de los componentes, también la operación del sistema, de manera que todo el conjunto permita suministrar las demandas requeridas por los usuarios a las presiones adecuadas. Pero además de este requisito tradicional, los gestores de hoy en día tienen en cuenta otros factores no funcionales como la fiabilidad y la robustez en el funcionamiento, el impacto del dimensionado en la calidad del agua, las emisiones de CO2 relacionadas con el consumo energético del sistema, el nivel de fugas en la red, etc. Parece evidente que cuanto más complejo y sofisticado sea el funcionamiento del sistema en relación a su diseño, y a las restricciones, mayores garantías ofrecerá la solución definitiva. Sin embargo este planteamiento incrementa considerablemente las dimensiones del problema, en cuanto al número de variables sobre las que decidir. Esta es la razón por la que, en los últimos tiempos, muchas de las investigaciones relativas a la optimización del diseño de nuevos sistemas, y a la ampliación o modernización de sistemas existentes, han estado protagonizadas por toda una nueva generación de metodologías heurísticas, surgidas en respuesta a la gran complejidad del planteamiento del problema, no solo por el número de variables de distinta naturaleza sino, sobre todo, por la dificultad que existe en algunos casos para dar forma a las relaciones funcionales entre las variables, bien sean funciones objetivo o restricciones. Las técnicas heurísticas si bien no garantizan encontrar la solución óptima, al contrario que otros métodos exactos, contienen las estrategias de acción para alcanzar los objetivos y encontrar soluciones realmente cercanas de la óptima. En ocasiones puede ser preferible encontrar al menos una solución aproximada, pero viable, aunque algunos pocos parámetros puedan no satisfacer estrictamente una restricción. El objetivo principal del trabajo es analizar el problema de la modernización/ampliación de un sistema de distribución de agua, planteado en la literatura reciente, que se enfrenta a unas necesidades de demanda de caudal creciente, ante la perspectiva de cumplir objetivos múltiples, no solamente la optimización económica. El primer paso consiste en analizar la situación del sistema actual en relación a una situación de demanda futura, y a partir de este análisis, determinar las posibles acciones a emprender para verificar las demandas futuras satisfaciendo los requisitos de presión de servicio y calidad. Las actuaciones sobre la red comprenden los cambios o ampliaciones en la capacidad de las tuberías y estaciones de bombeo, con un primer objetivo, que es poder suministrar las demandas previstas a la presión de servicio requerida. Si bien se plantean objetivos adicionales, como son minimizar los costes de inversión y de operación (energéticos), minimizar las emisiones de CO2 (asociadas a la producción de los elementos y al consumo energético del sistema) y minimizar el tiempo de residencia del agua en las tuberías, como una medida indirecta de la calidad del agua servida. La vía que se ha utilizado para abordar el problema es la optimización multiobjetivo. En los problemas con múltiples objetivos, la interacción entre ellos puede hacer que la mejora de alguno empeore el valor de los otros y que no exista una única solución óptima sino un conjunto de soluciones de compromiso (óptimos de Pareto) que apoyarán la decisión sobre la solución definitiva. Esta decisión puede manejarse bien por parte del decisor cuando sólo se consideran dos objetivos, pero se complica con más de dos, sobre todo cuando hay objetivos contrapuestos entre sí frente a otros que son compatibles. Sin embargo también cabría la posibilidad de replantear el problema multiobjetivo a un único objetivo, bien agrupando los distintos objetivos en uno solo bien reformulando todos los objetivos salvo uno como restricciones. Por ello, en este trabajo se busca analizar la naturaleza del problema y encontrar una solución óptima para el diseño y operación de una red, de manera que se satisfagan los múltiples objetivos, considerándolos bien como parte de una función objetivo a minimizar o maximizar, bien como un conjunto de restricciones (duras o blandas) del problema. En el desarrollo de este trabajo se ha utilizado EPANET como herramienta clave en la simulación del funcionamiento del sistema, en combinación con una aplicación de Algoritmos Genéticos, EVOLVER, que lleva el peso del proceso de optimización. EVOLVER trabaja en el entorno de la hoja de cálculo EXCEL, lo que permite la conexión con EPANET mediantes macros, que en este caso han sido programas en Visual Basic para aplicaciones (VBA). La conexión ha sido posible gracias a las funciones y procedimientos de la librería TOOLKIT de EPANET.

[ES] El suministro de agua a las poblaciones tiene un papel básico en el desarrollo económico y social. En los países en vías de desarrollo el acceso a agua potable juega un papel relevante en la mayoría de los Objetivos de Desarrollo del Milenio, es por ello que en los proyectos de nuevos sistemas de abastecimiento (SDA) es básico un diseño que utilice tecnologías apropiadas. Dichas tecnologías deberán tener en cuenta los costes y medios necesarios para la operación y el mantenimiento de estos sistemas, siendo necesario prestar especial atención a la realidad social y a la disponibilidad de recurso hídrico en los contextos en los cuales van a dar servicio. Por otro lado, en un contexto desarrollado, la escasez y variabilidad de la disponibilidad de recurso hídrico, el creciente interés por la gestión integral del agua y el nexo agua-energía, así como por la optimización de la operación y el mantenimiento de los SDA, además del creciente interés por el diseño urbano sensible al agua (WSUD, en sus siglas en inglés) lleva a que se planteen sistemas de abastecimiento descentralizados, teniendo en cuenta la cosecha de agua de lluvia (RWH, en sus siglas en inglés) como recurso complementario, como alternativa a los sistemas centralizados convencionales de abastecimiento de agua. El objetivo principal de la presente tesina es proponer un modelo alternativo de sistema de abastecimiento de agua descentralizado teniendo en cuenta la cosecha de agua en su versión de sistema dual como recurso complementario. Siendo propuesta una metodología para el diseño multiobjetivo con el uso de AG y una evaluación complementaria de la operación para cada posible solución, logrando una visión global de cada una de las posibles soluciones que constituirán el frente de Pareto. En este trabajo se aborda la problemática de la disponibilidad de recurso hídrico como factor limitante en el diseño e implementación de un SDA nuevo, siendo este problema tenido en cuenta en un horizonte de 25 años en el diseño propuesto. Con el cambio de ¿filosofía¿ de sistema centralizado al de sistema descentralizado, añadiendo la alternativa de suministro complementario de agua descentralizado, se conseguirá ¿amortiguar¿ la escasez de recurso hídrico y un ahorro en la inversión en infraestructuras, así como en energía e insumos, tanto en los nuevos sistemas como en los que se precisa una ampliación de la cobertura. Para desarrollar lo citado anteriormente se hará uso del programa EPANET y de su Toolkit sobre Visual Basic, siendo desarrollado un programa que permita utilizar los Algoritmos genéticos para la optimización de la función objetivo propuesta y los cálculos requeridos para obtener las soluciones que constituirán el frente de Pareto., [EN] The water supply to the population has a key role in economic and social development. In developing countries access to safe drinking water plays an important role in most of the Millennium Development Goals, this is the reason why in water supply systems new projects (SDA) a design using appropriate technologies is basic. These technologies should take into account the costs and resources necessary for the operation and maintenance of these systems, being necessary to pay special attention to the social reality and the availability of water resources in the contexts where they will serve. On the other hand, in a developed context, scarcity and variability of water resource availability, the growing interest in integrated water management and water-energy nexus, and in optimizing the operation and maintenance of the SDA in addition to the growing interest in water sensitive urban design (WSUD, its acronym in English) leads to suggest decentralized supply systems, taking into account rain water harvesting (RWH, its acronym in English) as a supplementary resource, as an alternative to conventional centralized water supply. The main objective of this thesis is to suggest a decentralized alternative model of water supply system taking into account water harvesting in its dual system version as a supplementary resource. Being proposed a methodology for multi-objective design using GA and an additional assessment of the operation for each possible solution, getting a comprehensive overview of each possible solution what will make up the Pareto front. This paper deals with problems of water resource availability as a limiting factor in the design and carrying out of a new SDA, being this problem taken into account in a horizon of 25 years in the proposed design. With the change of "philosophy" of centralized to decentralized system, adding decentralized water complementary supply alternative, it will get "alleviate" the shortage of water resources and savings in infrastructure investment, as well as in energy and inputs both in new systems as in which an extension of coverage is needed. To develop the aforementioned it will use EPANET software and its Toolkit in Visual Basic, being developed a program that allows to do use of genetic algorithms for the optimization of the proposed objective function and the required calculations to obtain the solutions that will make up the Pareto front.

In the context of linear models, an optimality criterion is developed for models that include random effects. Traditional information-based criteria are premised on all model effects being regarded as fixed. When treatments and/or nuisance parameters are assumed to be random effects, an appropriate optimality criterion can be developed under the same conditions. This paper introduces such a criterion, and this criterion also allows for the inclusion of fixed and/or random nuisance parameters in the model and for the presence of a general covariance structure. Also, a general formula is presented for which all previously published optimality criteria are special cases. En el contexto de modelos lineales, los criterios de optimalidad se cons- truyen para los modelos que incluyen efectos aleatorios. Tradicionalmente los criterios basados en la información asumen que todos los efectos en el modelo se consideran fijos. Cuando los parámetros, tratamientos o molestias son considerados efectos aleatorios, un criterio adecuado de optimalidad se puede desarrollar en las mismas condiciones. En este trabajo se introduce ese criterio, que permite la inclusión en el modelo de parámetros que representan molestias fijas o al azar, además de una estructura general de covarianza. También, se presenta una fórmula general para la cual en todos los casos publicados anteriormente, los criterios de optimalidad son casos especiales.

Se analiza un puente carretero localizado en Tampico, en la costa este de México, para determinar su confiabilidad estructural ante cargas de viento. Las variabilidades inherentes a las fuerzas aleatorias de viento y a las propiedades mecánicas del acero constituyen las incertidumbres aleatorias, y esto contribuye a la probabilidad de falla de las vigas de acero. La idealización de la carga y la estructura del puente, así como el análisis de la respuesta estructural ante la carga de viento, contribuyen a que exista una incertidumbre adicional, de tipo epistémico, que deriva en un rango (o distribución) de posibles probabilidades de falla. El diseño con el mínimo del costo esperado en el ciclo de vida se asocia con el diseño óptimo. Sin embargo, para este diseño óptimo, es posible seleccionar el percentil 90, por ejemplo, (o la media más una desviación estándar) de la probabilidad de falla o índice de confiabilidad correspondiente, para administradores con aversión al riesgo, lo cual constituye una decisión conservadora. El criterio propuesto constituye una nueva aproximación para tomar decisiones conservadoras e involucrar a la incertidumbre epistémica en el proceso de diseño y evaluación de puentes

Este informe recoge la metodología del diseño óptimo para procesos continuos con objeto dereducir los costes de construcción y de operación del sistema final mediante diseño integrado. Elsistema tomado como base para el desarrollo es un depósito con una válvula de salida, para locual se ha descrito inicialmente su modelo matemático. Después de estudiar el caso más simplese propone un diseño alternativo donde calculamos de forma óptima las dimensiones de lasunidades de proceso junto con el punto estacionario de operación.Los diseños de plantas son realizados teniendo en cuenta objetivos económicos mediante lautilización de modelos no lineales. Distintas plantas han sido obtenidas para el caso particularde depósitos. This report shows a methodology for the optimal design of continuos processes in order toreduce the construction costs and the performance costs of the final systems within an IntegratedDesign framework. The system taken as reference for develoment is a tank with a valve, forthis has been described the non-linear mathematical model. After studing the simpliest case, analternative design have been selected in order to get the optimal dimension of the process unitstogether with a stationary operating point.The plants designs are carried out taking into account economic objectives and using nonlinearfirst priciple models. Different plants have been obtained for the particular case of thetanks.

Este informe recoge la metodología del diseño óptimo para procesos continuos con objeto dereducir los costes de construcción y de operación del sistema final mediante diseño integrado.La planta química de referencia está tomada de la industria azucarera (torre de sulfitación), seha descrito inicialmente su modelo matemático no-lineal. Después una planta alternativa ha sidoseleccionada para calcular de forma óptima las dimensiones de las unidades de proceso juntocon el punto estacionario de operación.Los diseños de plantas son realizados teniendo en cuenta objetivos económicos mediante lautilización de modelos no lineales. Distintas plantas han sido obtenidas para el caso particularde una torre de sulfitación, después de esto, el efecto de los diseños han sido analizadosmediante una comparativa en los costes mencionados. This report shows a methodology for the optimal design of continuos processes in order toreduce the construction costs and the performance costs of the final systems within an IntegratedDesign framework. A reference chemical plant from the sugar industry (a sulfitation tower) hasbeen described and a non-linear mathematical model is presented. After this, an alternativeplant have been selected in order to get the optimal dimension of the process units together witha stationary operating point.The plants designs are carried out taking into account economic objectives and using nonlinearfirst priciple models. Different plants have been obtained for the particular case of thesulfitation tower and, after this, the effect of the designs has been clearly analysed by comparingthe above mentioned costs.

[ESP] Esta comunicación presenta un procedimiento para el análisis y diseño óptimo integrado de secciones de hormigón armado de forma cualquiera con cualquier número y distribución de armaduras, sometidas a flexión uniaxial o biaxial y carga axial. El problema de análisis consiste en la determinación de la posición exacta del eje neutro, a partir de la cual, se determinan las deformaciones, las tensiones y los esfuerzos últimos de la sección. El problema de diseño óptimo ha sido formulado como un problema de programación matemática no lineal. Se han considerado variables de armado, variables de geometría y variables de posición del eje neutro. La función objetivo es el costo del elemento estructural por unidad de longitud. Se han considerado restricciones de resistencia, restricciones de armaduras mínimas en tracción y restricciones de borde. [ENG] This paper presents a procedure for the analysis and integrated optimal design of reinforced concrete sections of general shapes subject to a biaxial or uniaxial bending and axial load. The analysis problem consist of calculate the neutral axis location, and the strains, stresses and ultimate strength of the section. The optimal design problem has been formulated as a non-linear mathematical programming problem. Has been considered reinforcement variables, geometry variables and location of the neutral axis variables. The objective function is the cost of a structural member per unit length. Has been considered strength constraints, minimal tension reinforcement constraints and bound constraints.

This document presents a procedure for the optimal design of reinforced concrete sections of general shapes subject to a biaxial bending. The optimal design problem is formulated as a non-linear mathematical programming problem. The problem is formulated so that time-consuming searches for the precise location of the neutral axis are avoided through intermediate steps of the optimization process. There are three kinds of design variables: geometry variables, reinforcement variables and location of the neutral axis variables. The objective function is the cost of a structural member per unit length. There are three kinds of constraints: strength constraints, minimal amount of steel constraints and bound constraints.

[ESP] El diseño óptimo de grandes estructuras espaciales de nudos articulados presenta algunas dificultades, debido fundamentalmente al alto número de variables y restricciones. En esta comunicación se estudia la optimización de mallas espaciales. Se exponen algunas formas de reducir el número de variables y restricciones. Se expone un criterio de optimalidad, derivado de los de tipo F.S.D. (Fully Stressed Design) que permite considerar las restricciones de tensión, pandeo, esbeltez y constructivas. Finalmente se comparan los diseños obtenidos mediante un algoritmo de Programación Matemática no Lineal. [ENG] The optimal design of bif space trusses present some difficulties, produced by the high number of variables and constraints. The optimal design of regular space trussed is analysed in this paper. Some methods to reduce the tension, buckling, slenderness and construction constraints. Finally a comparation is made between the designs obtained by the optimality criteria and by a Nonliner Mathematical Programming algorithm.

In the context of linear models, an optimality criterion is developed for models that include random effects. Traditional information-based criteria are premised on all model effects being regarded as fixed. When treatments and/or nuisance parameters are assumed to be random effects, an appropriate optimality criterion can be developed under the same conditions. This paper introduces such a criterion, and this criterion also allows for the inclusion of fixed and/or random nuisance parameters in the model and for the presence of a general covariance structure. Also, a general formula is presented for which all previously published optimality criteria are special cases.En el contexto de modelos lineales, los criterios de optimalidad se cons- truyen para los modelos que incluyen efectos aleatorios. Tradicionalmente los criterios basados en la información asumen que todos los efectos en el modelo se consideran fijos. Cuando los parámetros, tratamientos o molestias son considerados efectos aleatorios, un criterio adecuado de optimalidad se puede desarrollar en las mismas condiciones. En este trabajo se introduce ese criterio, que permite la inclusión en el modelo de parámetros que representan molestias fijas o al azar, además de una estructura general de covarianza. También, se presenta una fórmula general para la cual en todos los casos publicados anteriormente, los criterios de optimalidad son casos especiales.