Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCNot a member yet
290727 research outputs found
Sort by
Tema 4 (A): Valoració d'existències
No full textEl tema de la valoració d'existències és important perquè incideix tant al balanç de situació com al compte de resultats. En aquest vídeo s'hi exposen els criteris principals i els mètodes de valoració
Disseny d’un gripper pel plegament i la paletització de capses de cartó en robots industrials de gran càrrega
No full textAquest Treball de Fi de Màster presenta el disseny i l’anàlisi d’una pinça robòtica destinada al muntatge (plegament) i la paletització de caixes de cartró de fins a 25 kg, desenvolupat en el marc d’una col·laboració entre VICOSYSTEMS i la Universitat Politècnica de Catalunya. El treball aborda el desenvolupament complet del sistema des d’un punt de vista teòric, conceptual i de disseny, sense arribar a la fabricació física del prototip. Inicialment, s’introdueix el context del projecte mitjançant l’estudi de la paletització i la classificació de les pinces robòtiques existents, així com una revisió de l’estat de l’art en tecnologies de grasping. A continuació, es desenvolupa la base teòrica necessària per al disseny, incloent la teoria del buit, la síntesi del mecanisme de plegament, els criteris de càlcul a fatiga, el dimensionament d’unions cargolades i la descripció del robot col·laboratiu UR30. Sobre aquesta base, es duu a terme el disseny conceptual del gripper, definint les especificacions tècniques, proposant diverses alternatives de subjecció i plegament, i seleccionant la solució final mitjançant un procés de decisió estructurat. Posteriorment, es desenvolupa el disseny en detall, que inclou el circuit pneumàtic, el mecanisme de plegament, la selecció de materials i components, i els càlculs de disseny corresponents, com ara l’anàlisi de forces, la verificació a fatiga, el càlcul de rodaments i el dimensionament de les unions cargolades. Els resultats obtinguts, validats mitjançant càlculs analítics i simulacions numèriques, confirmen la viabilitat del disseny per a la manipulació segura de caixes de fins a 25 kg. Tot i que el requisit inicial de limitar el pes del gripper a 5 kg no s’ha assolit completament, aquest aspecte es planteja com una línia de millora futura mitjançant processos d’optimització estructural. Finalment, el treball es completa amb un estudi de planificació, un estudi econòmic, ambiental i social, així com unes conclusions que sintetitzen els resultats i proposen línies de treball futures
Obtenció d'extractes líquids d'alga Ulva ohnoi mitjançant extracció assistida per ultrasons i tècniques de crioconcentració: avaluació de les seves capacitats antioxidants
No full textThe increasing demand for natural preservative substances to replace chemically synthesized molecules has driven the search for new sources of bioactive compounds. In this context, the valorisation of biomass derived from agri-food industries and primary production represents an interesting strategy, as it allows the use of by-products and residues within a circular economy model. However, the structural complexity of plant cells often hampers the achievement of sufficient extraction yields and the preservation of extracts, representing a significant technological challenge. The growing consumption of aquatic organisms has promoted the development of more sustainable production systems, such as IMTA-RAS (Integrated Multi-Trophic Aquaculture - Recirculating Aquaculture Systems), in which macroalgae are used as biofilters to remove dissolved nutrients. Among them, Ulva ohnoi stands out due to its rapid growth and its potential content of bioactive compounds, allowing its biomass to be considered a valuable resource to produce high-demand natural preservatives. The aim of this bachelor's Thesis was to evaluate the optimal conditions for obtaining aqueous extracts of Ulva ohnoi with sufficient antioxidant capacity for potential use in the agri-food industry. For this purpose, water was prioritized as the extraction solvent to avoid toxicity issues associated with organic solvents, and the process yield was assessed to determine its feasibility. Initially, the algae sample with the highest antioxidant capacity was selected from different IMTA-RAS culture conditions, highlighting the importance of maintaining the culture under optimal conditions, as factors such as the nutritional regime, nutrient concentration and temperature directly influence the concentration of antioxidant compounds. In addition, metal content and extract conductivity were analysed as indicators of potential toxicity. Subsequently, the efficiency of ultrasound-assisted extraction using water as a solvent was studied by evaluating the effect of the mass-to-volume ratio and comparing the results with a reference extraction using ethanol. To improve process efficiency, cryoconcentration techniques assisted by centrifugation were applied, assessing the influence of centrifugation time and centrifugal force. The results indicate that the combination of an appropriate culture, aqueous extraction under optimal conditions and cryoconcentration using low centrifugation times and forces allows the production of extracts with high antioxidant capacity and no toxicity risk. Overall, this work demonstrates the potential of Ulva ohnoi from IMTA-RAS systems as a source of bioactive compounds and as a valuable resource for industrial applications.La creixent demanda de substàncies conservants d'origen natural per substituir molècules de síntesi química ha impulsat la recerca de noves fonts de compostos bioactius. En aquest context, la valorització de biomassa provinent d'indústries agroalimentàries i de producció primària es presenta com una estratègia d'interès, ja que permet aprofitar subproductes i residus dins d'un model d'economia circular. No obstant això, la complexitat estructural de les cèl·lules vegetals dificulta sovint l'obtenció de rendiments d'extracció suficients i la conservació dels extractes, fet que suposa un repte tecnològic important. L'augment del consum d'organismes aquàtics ha afavorit el desenvolupament de sistemes de producció més sostenibles, com els sistemes IMTA-RAS (Integrated Multi-Trophic Aquaculture - Recirculating Aquaculture Systems), en els quals les macroalgues s'utilitzen com a biofiltres per eliminar nutrients dissolts. Entre aquestes, Ulva ohnoi destaca pel seu ràpid creixement i pel seu potencial contingut en compostos bioactius, la qual cosa permet considerar la seva biomassa com un recurs valoritzable per a l'obtenció d'aquests conservant naturals d'alta demanda. L'objectiu d'aquest Treball de Fi de Grau ha estat avaluar les condicions òptimes per a l'obtenció d'extractes aquosos d'Ulva ohnoi amb una capacitat antioxidant suficient per al seu potencial ús en la indústria agroalimentària. Amb aquesta finalitat, s'ha prioritzat l'ús de l'aigua com a dissolvent, per tal d'evitar problemes de toxicitat associats a dissolvents orgànics, i s'ha analitzat si el rendiment del procés és suficient per justificar la seva aplicació. Inicialment, es va seleccionar la mostra d'alga amb capacitat antioxidant més elevada a partir de condicions diferents de cultiu IMTA-RAS, posant de manifest la importància de disposar d'un cultiu mantingut en condicions idònies. Ja que factors com el sistema de nutrició, la concentració de nutrients i la temperatura influeixen directament en la concentració de compostos antioxidants. Es va analitzar també el contingut de metalls i la conductivitat dels extractes com a indicadors de possible toxicitat. Posteriorment, es va estudiar l'eficiència de l'extracció assistida per ultrasons utilitzant aigua com a dissolvent, analitzant l'efecte de la relació massa/volum i comparant els resultats amb una extracció de referència amb etanol. Per millorar l'eficiència del procés, es van aplicar tècniques de crioconcentració assistides per centrifugació, avaluant la influència del temps i de la força centrífuga. Els resultats obtinguts indiquen que la combinació d'un cultiu adequat, una extracció aquosa sota condicions òptimes i una crioconcentració amb temps i forces centrífugues baixes permet obtenir extractes amb una capacitat antioxidant elevada i sense risc de toxicitat. En conjunt, aquest treball demostra el potencial d'Ulva ohnoi procedent de sistemes IMTA-RAS com a font de compostos bioactius i com a recurs valoritzable per a aplicacions industrials.La creciente demanda de sustancias conservantes de origen natural para sustituir moléculas de síntesis química ha impulsado la búsqueda de nuevas fuentes de compuestos bioactivos. En este contexto, la valorización de biomasa procedente de industrias agroalimentarias y de producción primaria se presenta como una estrategia de interés, ya que permite aprovechar subproductos y residuos dentro de un modelo de economía circular. No obstante, la complejidad estructural de las células vegetales dificulta a menudo la obtención de rendimientos de extracción suficientes y la conservación de los extractos, lo que supone un importante reto tecnológico. El aumento del consumo de organismos acuáticos ha favorecido el desarrollo de sistemas de producción más sostenibles, como los sistemas IMTA-RAS (Integrated Multi-Trophic Aquaculture - Recirculating Aquaculture Systems), en los cuales las macroalgas se utilizan como biofiltros para eliminar nutrientes disueltos. Entre ellas, Ulva ohnoi destaca por su rápido crecimiento y por su potencial contenido en compuestos bioactivos, lo que permite considerar su biomasa como un recurso valorizable para la obtención de conservantes naturales de alta demanda. El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado ha sido evaluar las condiciones óptimas para la obtención de extractos acuosos de Ulva ohnoi con una capacidad antioxidante suficiente para su potencial uso en la industria agroalimentaria. Con este fin, se ha priorizado el uso del agua como disolvente para evitar problemas de toxicidad asociados a disolventes orgánicos, y se ha analizado si el rendimiento del proceso es suficiente para justificar su aplicación. Inicialmente, se seleccionó la muestra de alga con mayor capacidad antioxidante a partir de diferentes condiciones de cultivo en sistemas IMTA-RAS, poniendo de manifiesto la importancia de disponer de un cultivo mantenido en condiciones idóneas, ya que factores como el sistema de nutrición, la concentración de nutrientes y la temperatura influyen directamente en la concentración de compuestos antioxidantes. Asimismo, se analizó el contenido de metales y la conductividad de los extractos como indicadores de posible toxicidad. Posteriormente, se estudió la eficiencia de la extracción asistida por ultrasonidos utilizando agua como disolvente, analizando el efecto de la relación masa/volumen y comparando los resultados con una extracción de referencia con etanol. Para mejorar la eficiencia del proceso, se aplicaron técnicas de crioconcentración asistidas por centrifugación, evaluando la influencia del tiempo y de la fuerza centrífuga. Los resultados obtenidos indican que la combinación de un cultivo adecuado, una extracción acuosa bajo condiciones óptimas y una crioconcentración con tiempos y fuerzas centrífugas bajas permite obtener extractos con una capacidad antioxidante elevada y sin riesgo de toxicidad. En conjunto, este trabajo demuestra el potencial de Ulva ohnoi procedente de sistemas IMTA-RAS como fuente de compuestos bioactivos y como recurso valorizable para aplicaciones industriales.Objectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al ClimaObjectius de Desenvolupament Sostenible::13 - Acció per al Clim
Poemes visuals matemàtics
No full textInspirant-nos en l’obra Poemas de los Números Primos (1970) de l’artista Esther Ferrer (Sant Sebastià, 1937), aquest treball proposa una aproximació didàctica orientada a l’estimulació del pensament computacional i la creativitat a primer de l’ESO. A partir del garbell d’Eratòstenes i dels coneixements previs que l’alumnat disposi per definir i classificar nombres, es proposa la creació d’una representació visualment atractiva en què cada nombre estigui associat a un únic color —tot i que diferents nombres poden compartir el mateix color. L’objectiu de la tasca és que els alumnes dissenyin el mínim nombre possible de regles formals que permetin classificar, de manera inequívoca, els nombres que han de compartir un mateix color. Aquesta activitat fomenta la capacitat d’abstracció, la síntesi de coneixement matemàtic i el desenvolupament de criteris lògics consistents.A través d’aquesta proposta, es pretén activar competències clau vinculades al raonament matemàtic, tot promovent l’anàlisi crítica, la reformulació de solucions i el desenvolupament de processos resolutius amb enfocaments creatius i cooperatius
Modelització de sistemes de classificació de residus amb intel·ligència artificial
No full textAquest treball se centra en el desenvolupament i l’anàlisi de xarxes neuronals per a la classificació automàtica de residus a partir d’imatges, utilitzant dos conjunts de dades obtinguts d’internet. L’objectiu principal és estudiar el procés de creació, entrenament i optimització de models de deep learning aplicats a aquest problema, així com avaluar-ne el rendiment en diferents escenaris. Per assolir aquest objectiu, s’han implementat xarxes neuronals convolucionals entrenades des de zero i models basats en tècniques de transfer learning mitjançant arquitectures preentrenades, utilitzant l’entorn de desenvolupament MATLAB. El treball inclou l’anàlisi comparativa dels diferents enfocaments, així com l’estudi de diverses tècniques d’optimització amb l’objectiu de millorar la precisió i la capacitat de generalització dels models. Els resultats obtinguts mostren que l’ús de transfer learning permet millorar el rendiment de la classificació en escenaris amb conjunts de dades limitats, mentre que les xarxes entrenades des de zero ofereixen una major flexibilitat en el disseny del model. A més, s’ha validat el funcionament del sistema amb millor precisió global mitjançant una prova d’identificació de residus en temps real utilitzant una càmera web. Aquesta validació experimental ha permès confirmar el correcte funcionament de la xarxa neuronal desenvolupada i la seva idoneïtat per a la classificació automàtica de residus. Com a conclusió, aquest treball aporta una base metodològica i pràctica per al desenvolupament de sistemes de classificació automàtica de residus, i pot servir com a eina de suport i referència per a futurs treballs de recerca en l’àmbit de les xarxes neuronals aplicades a la sostenibilitat i la visió per computador
Modelització matemàtica d’arbres fruitals per la seva optimització
No full textEn el context actual de canvi climàtic i creixement demogràfic, l’optimització de la producció d’aliments ha esdevingut un dels reptes d’enginyeria del segle XXI. Aquest Treball de Fi d’Estudis aborda aquesta problemàtica mitjançant el disseny, desenvolupament i validació d’un sistema de modelització matemàtica basat en tècniques d’aprenentatge automàtic (Machine Learning) per a la predicció del rendiment agrícola. L'objectiu central és transformar dades edafoclimàtiques i de gestió en coneixement predictiu que permeti una presa de decisions més eficient i sostenible. La metodologia s'ha estructurat al voltant d'un flux de treball seqüencial (pipeline) robust integrat en l’ecosistema de Python. S'ha realitzat un preprocessament exhaustiu de dades mitjançant l’ús de ColumnTransformers per gestionar la naturalesa híbrida del dataset, aplicant estandardització numèrica i codificació categòrica. En l'apartat de modelització, s'han comparat diverses arquitectures: des de la regressió lineal com a base de referència fins a models d'aprenentatge en conjunt com el Random Forest i el mètode d'impuls de gradient extrem (XGBoost). L’estudi s’ha validat utilitzant un conjunt de dades de més de 100.000 registres basat en l'Institut Agronòmic de l'Índia (ICAR), cobrint variables clau com els nutrients del sòl (N, P, K), el pH, la pluviometria i l’estrès tèrmic. Els resultats demostren la superioritat dels models no lineals; en particular, l’algorisme XGBoost optimitzat mitjançant una cerca exhaustiva d'hiperparàmetres (Grid Search), el qual ha assolit un coeficient de determinació (R2) de 0,88 i un error mitjà (RMSE) de 517,94 kg/ha. Aquesta precisió permet identificar els factors limitants de la producció i predir resultats amb un marge d'error altament competitiu. Finalment, el treball conclou que l'arquitectura proposada és totalment escalable i transferible, oferint una prova de concepte sòlida per a la implementació de tecnologies d'agricultura 4.0 en explotacions reals
Nature-based adaptation in human dominated coastal ecosystems
No full textEcosystems along river-to-sea continuums face urgent challenges that demand swift restoration interventions, often exceeding the data availability, collection and testing capacity. This makes expert- and consensus-based approaches vital for guiding decisions, particularly in data-scarce coastal regions. With the aim to provide practical guidance for assessing the applicability of different restoration techniques, this study involved a group of 23 experts from various European and Mediterranean regions to evaluate 49 restoration techniques tested recently in nine sites, representing diverse coastal ecosystems. Through a Delphi-based expert elicitation, a series of gray, hybrid, and green restoration techniques was assessed in terms of their structural and functional performance. Additionally, the assessment of the pressures affecting the regions allowed exploring the restoration techniques' resilience to both natural and anthropogenic pressures and impacts. Results from the data collected so far suggest that, while green restoration techniques are environmentally friendly and significantly support natural processes, their limited scale of influence makes them vulnerable when pressures are strong or widespread on the ecosystem. This often leads to opting for hybrid or engineering-based solutions for restoration, as they provide a more robust structure and longevity albeit with reduced capacity to foster natural processes. This result underscores a critical dilemma: while green and/or integrated solutions can help mitigate human-induced impacts and digital tools may support decision-making, restoration efforts alone may sometimes be insufficient if the underlying anthropogenic pressures on human-dominated coastal ecosystems remain unaddressed. Subsequently, the identified techniques and their performance evaluated under current and future conditions have been compiled into an open-source, interactive digital tool, designed to assist decision-makers and practitioners in selecting the most suitable restoration strategies by leveraging the knowledge acquired through ongoing experiences in coastal restoration. This digital platform not only facilitates access to information but also enables the integration of new data on emerging techniques, making it a dynamic and evolving resource for coastal restoration management.This work has partially been funded from the European Union's Horizon 2020 Research and Innovation Action under Grant Agreement No◦101037097 (EU- REST-COAST - https://rest-coast.eu/). The authors would like to acknowledge Dr. Elisa Furlan, Dr. Francesca Coccon, Dr. Ing, Pierpaolo Campostrini, Dr. Ing. Valerio Volpe, and Dr. Cristophe Briere, for their collaboration throughout the project. This study was partly carried out within the RETURN Extended Partnership (AB) and received funding from the EU's NextGenerationEU (National Recovery and Resilience Plan – NRRP, Mission 4, Component 2, Investment 1.3 – D.D. 1243 2/8/2022, PE00000005).Peer ReviewedArticle signat per xx autors/es: Fabienne Horneman a,b,1, Alice Stocco b,1, Paolo Comandini c, Alberto Barausse c, Nuno Caiola d, Agustín Sánchez-Arcilla e, Vicente Gracia f, Richard Marijnissen g, Sara Pino Cobacho g, Luciana Villa Castrillon h,i, Joanna Staneva h, Elitsa Hineva j, Nataliya Andreeva j, Massimiliano Marino k, Rosaria Ester Musumeci k, Julien Dalle l, Mathis Cognat l, Olivier Boutron m, Morgane Jolivet m, Avi Uzan n, Shiri Zemah-Shamir o, Gregorz Rozynski p, Elisa Furlan a,b, Ignacio Gatti a,b, Caterina Dabal`a q, Fabio Pranovi b, Andrea Critto b,a, Silvia Rova b,r, Silvia Torresan a,b,*
a CMCC Foundation - Euro-Mediterranean Center on Climate Change, Italy
b b Department of Environmental Sciences, Informatics and Statistics, University Ca’ Foscari Venice, Via Torino 155, 30172 Venezia, Italy
c Department of Biology, University of Padova, via U. Bassi 58/B, 35131 Padova, Italy
d Eurecat, Technology Center of Catalonia, Dept. Climate Solutions and Ecosystem Services, Spain
e Universitat Polit`ecnica de Catalunya (UPC), Spain
f Laboratori d'Enginyeria Marítima, Universitat Polit`ecnica de Catalunya, Jordi Girona, 1 - 3, M`odul D1, Barcelona 08034, Spain
g Deltares, Boussinesqweg 1, Delft 2629HV, the Netherlands
h Institute of Coastal Systems - Analysis and Modeling, Helmholtz-Zentrum Hereon, Geesthacht, Germany
i Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment, University of Oldenburg, Wilhelmshaven, Germany
j Institute of Oceanology, Bulgarian Academy of Sciences, 40 Parvi may Blvd., 9000 Varna, Bulgaria
k Department of Civil Engineering and Architecture, University of Catania, Via Santa Sofia 64, 95123 Catania, Italy
l Seaboost, 34000 Montpellier, France
m Tour du Valat Research Institute, 13200 Arles, France
n Israel Nature and Park Authority (INPA), Israel
o School of Sustainability, Reichman University, 8 Ha'Universita st.Herzliya, Herzliya 4610101, Israel
p Institute of Hydro-Engineering, Polish Academy of Sciences, 7 Ko´scierska, 80-328 Gda´nsk, Poland
q Consortium for Coordination of Research Activities Concerning the Venice Lagoon System (CORILA), San Polo 19, 30125 Venezia, Italy
r International Centre for Climate Change Research and Studies, San Marco 2847, 30124 Venice, ItalyPostprint (published version
Rehabilitació energètica d'un habitatge amb sistemes d'autoconsum basats en energies renovables
No full textAquest treball de Fi de Grau consisteix en l’estudi i disseny per la rehabilitació energètica d’un habitatge unifamiliar mitjançant la implantació d’un sistema fotovoltaic d’autoconsum i d’altres sistemes complementaris que facin millorar l’eficiència energètica de l’habitatge i redueixin el consum elèctric de la xarxa. El treball s’ha realitzat amb l’ajuda de NOVA Renovables, empresa especialitzada en el desenvolupament de projectes d’energies renovables, de la qual formo part. El treball inclou una anàlisi de la problemàtica social i mediambiental que presenta el nostre model energètic, per demostrar com l’autoconsum pot ser considerat com una solució viable i sostenible. Per posar-ho en pràctica, s’ha seleccionat un habitatge real, del qual s’han analitzat els seus consums elèctrics per fer un dimensionament de la instal·lació fotovoltaica que s’adeqüi millor al seu perfil energètic. A més, s’ha dut a terme una anàlisi de la viabilitat tècnica i econòmica del projecte, considerant diferents alternatives del sector que elevin el rendiment de la instal·lació. S’han utilitzat diferents programes de simulació i càlcul, així com eines de representació gràfica per plasmar els resultats obtinguts. Finalment, l’estudi es desenvolupa d’acord amb la normativa vigent amb l’objectiu de valorar la viabilitat real del projecte, i els diferents ajuts econòmics que permetin reduir el cost global del projecte
Assessing the role of communication in modular multi-core quantum systems
No full textThis work is a significantly extended version of the article entitled “Assessing the Role of Communication in Scalable Multi-Core Quantum Architectures,” published in the Proceedings of the IEEE 17th International Symposium on Embedded Multicore/Many-core Systems-on-Chip (MCSoC), 2024.The scalability of quantum computing is constrained by the physical and architectural limitations of monolithic quantum processors. Modular multi-core quantum architectures, which interconnect multiple quantum cores (QCs) via classical and quantum-coherent links, offer a promising alternative to address these challenges. However, transitioning to a modular architecture introduces communication overhead, where classical communication plays a crucial role in executing quantum algorithms by transmitting measurement outcomes and synchronizing operations across QCs. Understanding the impact of classical communication on execution time is therefore essential for optimizing system performance. In this work, we introduce qcomm, an open-source simulator designed to evaluate the role of classical communication in modular quantum computing architectures. qcomm provides a high-level execution and timing model that captures the interplay between quantum gate execution, entanglement distribution, teleportation protocols, and classical communication latency. We conduct an extensive experimental analysis to quantify the impact of classical communication bandwidth, interconnect types, and quantum circuit mapping strategies on overall execution time. Furthermore, we assess classical communication overhead when executing real quantum benchmarks mapped onto a cryogenically-controlled multi-core quantum system. Our results show that, while classical communication is generally not the dominant contributor to execution time, its impact becomes increasingly relevant in optimized scenarios—such as improved quantum technology, large-scale interconnects, or communication-aware circuit mappings. These findings provide useful insights for the design of scalable modular quantum architectures and highlight the importance of evaluating classical communication as a performance-limiting factor in future systems.The authors gratefully acknowledge funding from the European Commission through HORIZON-EIC-2022-PATHFINDEROPEN01-101099697 (QUADRATURE) and from the European Union’s Horizon Europe research and innovation programme under grant agreement No. 101042080 (ERC Starting Grant 2021). This work is part of the I+D+i project titled BLOSSOMS, grant PID2024-158530OB-I00, funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033/ and by ERDF/EU.Peer ReviewedPostprint (published version