Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCNot a member yet
290727 research outputs found
Sort by
Multiscale entropy analysis of neonatal aEEG signals for brain maturation assessment
No full textL'avaluació precisa de la maduresa cerebral en nounats preterme és fonamental per a la detecció precoç d'anomalies del neurodesenvolupament. Actualment, l'escala de Burdjalov és el mètode més utilitzat en la pràctica clínica per a la valoració visual de l'electroencefalografia integrada en amplitud (aEEG). No obstant això, aquest mètode depèn excessivament de l'experiència del clínic avaluador i presenta una variabilitat interobservador considerable (±1,8 setmanes), la qual cosa limita la seva reproductibilitat i fiabilitat. Fins al moment, no existeix cap mètode automatitzat establert en la pràctica clínica habitual, fet que justifica la necessitat d'establir mètodes objectius basats en l'anàlisi quantitativa del senyal registrat. Aquest treball investiga si la integració de característiques d'entropia multiescala (MSE) en l'anàlisi automatitzada d'aEEG pot millorar la predicció de l'edat postmenstrual (PMA) mitjançant la captura de patrons de complexitat temporal reflectius de la maduració cortical. Trenta-sis nounats neurològicament sans (32-42 setmanes PMA) de l'Hospital Universitari Sant Joan de Reus (HUSJR) van ser monitoritzats amb aEEG de dos canals (C3-P3, C4P4; mostreig a 200 Hz). Es va desenvolupar un pipeline automatitzat de dues etapes que comprèn la detecció del son tranquil (QS) mitjançant classificació K-Nearest Neighbors integrant característiques temporals derivades de MSE, seguida de la predicció de PMA mitjançant regressió Partial Least Squares entrenada exclusivament amb segments QS detectats. La validació creuada Leave-One-Subject-Out va assegurar la generalització a casos no vistos. El detector QS optimitzat va assolir un Kappa de Cohen de 0,668 ± 0,199 (90,2% de precisió), representant una millora del 8,8% respecte al model de referència (κ = 0,614). La nova característica de derivada temporal de segon ordre de MSE (MSE_s20_mean_abs_d2) va ocupar el tercer lloc entre 53 característiques candidates, demostrant que la dinàmica de complexitat proporciona informació discriminativa complementària als descriptors espectrals tradicionals. El predictor de PMA va obtenir un error absolut mitjà de 0,87 setmanes (Pearson r = 0,90), amb l'entrenament exclusiu en QS reduint l'error un 31% respecte a l'activitat global (MAE 1,33 setmanes). L'optimització computacional mitjançant l'algoritme FastSampEn2 va aconseguir una acceleració de 127,8×, reduint el temps de processament d'hores a minuts. Addicionalment, el pipeline va ser validat amb 4 casos nous incorporats a la cohort, verificant el correcte funcionament de l'Índex de Maduresa Cerebral, el qual va classificar correctament la totalitat dels nounats preterme sans dins del rang de maduració esperada. Els resultats preliminars demostren que les característiques d'entropia multiescala proporcionen informació complementària als descriptors espectrals tradicionals, permetent una avaluació automatitzada de la maduresa cerebral clínicament viable amb potencial d'estandardització per a unitats de cures intensives neonatals. Aquests resultats Pág. 5 constitueixen una base prometedora per a futurs estudis de validació clínica prospectiva
Probing the dynamic heterogeneity of an amorphous alloy from the perspective of stress relaxation
No full textThis version of the article has been accepted for publication, after peer review (when applicable) and is subject to Springer Nature’s AM terms of use, but is not the Version of Record and does not reflect post-acceptance improvements, or any corrections. The Version of Record is available online at: https://doi.org/10.1007/s10338-026-00715-yStress relaxation experiments on a Zr50Cu34Ag8Al8 amorphous alloy reveal that its dynamic heterogeneity is captured by a Kohlrausch–Williams–Watts stretched exponential function, demonstrating a non-Gaussian, asymmetric relaxation spectrum. The analysis based on the generalized Maxwell model revealed that the relaxation process is accelerated at high temperatures, indicating that increasing temperature makes more deformation units and promotes the formation of “liquid-like” zones. ßkww exhibits a non-monotonous trend with temperature due to the combined effects of temperature and structural relaxation. Physical aging improves structural stability by shifting the activation energy distribution toward higher values for increasing aging times. This results in a system energetic state closer to equilibrium, lowering the overall energy level and suppressing the relaxation process. Notably, it is found that the dynamic heterogeneity does not decrease but instead increases with aging. These findings provide significant insights into the structural origins of the viscoelastic behavior of amorphous alloys.This work is supported by the NSFC (Grant Nos.52271153 and 12472069), the Natural Science Basic Research Plan for Distinguished Young Scholars in Shaanxi Province (Grant No. 2021JC-12), the Natural Science Foundation of Shaanxi Province (Grant No. 2025GH-YBXM-046), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities. YJW was financially supported by NSFC (Grant No. 12472112) and the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (Grants No. XDB0620103 and No. XDB0510301). YY acknowledges financial support from the Research Grant Council (RGC), the Hong Kong government through the General Research Fund (GRF) with the grant numbers CityU11200719 and CityU11213118. EP acknowledges financial support by grant PID2023-146623NB-I00 funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033, the Maria de Maeztu Units of Excellence Programme grant CEX2023-001300-M funded by MICIU/AEI/10.13039/501100011033, and grant 2021-SGR-00343 funded by AGAUR-Generalitat de Catalunya. ESP was supported by the Creative Materials Discovery Program through the National Research Foundation of Korea (NRF) funded by the Ministry of Science and ICT (No. NRF-2019M3D1A1079215). X.L.Ning is sponsored by the Cultivation of Master’s Degree Graduate Students’ Practical Innovation Ability Fund of Northwestern Polytechnical University (No. PF2025055).Peer ReviewedPostprint (author's final draft
Corrección de sesgo y transferencia estadística en series de precipitación máxima anual satelital en el río Piura
No full textEl presente trabajo analiza la corrección de sesgo en series de precipitación máxima anual derivadas de productos satelitales y
reanálisis en la cuenca del río Piura, Perú. Se aplicaron las técnicas de Mapeo de Cuantiles, Regresión Polinomial Transformación
Lineal, Delta Multiplicativo y sobre los productos satelitales (CHIRPS, ERA5, MERRA-2, PERSIANN-CDR, PISCO y RAIN4PE),
evaluando su desempeño estadístico mediante NSE, RMSE, MAE, PBIAS y KS. Se usaron datos observados de seis estaciones
oficiales, tras pruebas de homogeneidad y completación con Random Forest. Los resultados mostraron que Mapeo de Cuantiles y
PISCO ofrecen el mejor ajuste estadístico, incluso en estaciones con vacíos. Asimismo, se exploró la transferencia de parámetros de
corrección entre estaciones con climas similares, encontrando que la similitud estadística se ajusta mejor a la proximidad geográfica
como criterio de selección. Este enfoque resulta útil para mejorar la calidad de datos en cuencas no aforadas y apoyar el diseño
hidrológico en zonas con escaso monitoreo.This paper analyzes bias correction in satellite-derived annual maximum precipitation series and reanalyses in the Piura River basin,
Peru. Quantile Mapping, Polynomial Regression Linear Transformation, Multiplicative Delta, and other techniques were applied to
satellite products (CHIRPS, ERA5, MERRA-2, PERSIANN-CDR, PISCO, and RAIN4PE), evaluating their statistical performance
using NSE, RMSE, MAE, PBIAS, and KS. Observed data from six official stations were used, after homogeneity and completion
tests using Random Forest. The results showed that Quantile Mapping and PISCO offer the best statistical fit, even at stations with
gaps. Furthermore, the transfer of correction parameters between stations with similar climates was explored, finding that statistical
similarity best fits geographic proximity as a selection criterion. This approach is useful for improving data quality in ungauged basins
and supporting hydrological design in areas with limited monitoring
Enhancing non-stationary rotodynamic monitoring through current signature analysis
No full textEarly detection and primary monitoring of rotodynamic degradation in industrial machinery require robust methodologies capable of accurately analyzing non-stationary signals, particularly under variable-speed conditions where conventional techniques often fail. This study introduces a novel online Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) methodology based on advanced Motor Current Signature Analysis (MCSA), specifically designed to improve frequency estimation and fault progression tracking in rotating machinery operating under variable-speed conditions. The proposed approach integrates a power spectral density (PSD) estimation algorithm optimized for non-stationary environments and is benchmarked against the Adaptive Notch Filter (ANF), Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise (CEEMDAN), and conventional vibration-based techniques. The methodology operates at the level of degradation-related feature extraction and early fault indication, without developing explicit prognostic models or decision-level maintenance strategies. In particular, remaining useful life (RUL) estimation, health index-based prognostics, and maintenance optimization frameworks are outside the scope of the present study. The methodology is validated using two accelerated bearing run-to-failure experiments conducted on a single industrial testbench, incorporating variable-speed profiles and progressive bearing degradation. Cross-asset, cross-plant, and large-scale industrial generalization are not addressed in this work and remain topics for future investigation. Results demonstrate superior accuracy in frequency tracking, achieving significantly lower mean squared error (MSE) compared to ANF- and CEEMDAN-based techniques. Moreover, the extracted features exhibit greater sensitivity to early fault development, while monotonicity and robustness metrics confirm the reliability of the proposed methodology for fault progression monitoring within the considered experimental scenarios.This study was supported by the Spanish Centre for the Development of Industrial Technology (CDTI) through the MIG-20232016, INDUSTR-IA project, the Doctorats Industrials program from the Catalonia Government (Ref. 2022 DI 00093) and the project SEAMLESS (Ref. PID2023-148840OB-I00), funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/FEDER, UEPeer ReviewedPostprint (author's final draft
Relatos reconstruidos
No full textLlibre creat en el marc de l'assignatura Arquitectura, Medi Ambient i Tecnologia del máster universitari en Estudis Avançats en Arquitectura-Barcelona (MBArch), impartida el curs 2025/2026"Arquitectura, Medi Ambient i Tecnologia. Projecte, Procés i Programació. Departament de Projectes Arquitectònics. Curso 2025-26" -- Verso de la portadaDescripció del recurs: 25 febrer 2026A través de una quincena de casos, esta investigación indaga en una categoría particular de arquitectura sin arquitectos. Nos referimos a construcciones de carácter, uso y construcción comunitaria, arquitecturas que devienen el pretexto para poner en relación las personas entre ellas y con un territorio concreto.
Se trata de obras sujetas a acciones periódicas de sustitución, reparación o montaje y desmontaje e implican, generalmente, procesos de acopio y preparación previa de las partes. La puesta en obra está estrechamente vinculada a un acto de congregación y celebración; a un ritual. Forman parte esencial de la cultura local de comunidades organizadas y devienen una oportunidad para fortalecer los vínculos sociales.
Esta arquitectura es la plasmación de un saber hacer profundamente vinculado a los recursos disponibles y a las condiciones del entorno. Transmitida de generación en generación, permanece al margen de corrientes disciplinares, lo que conlleva a una escasa variación técnica y formal a lo largo del tiempo. Representa, al mismo tiempo, una oportunidad para la preservación de técnicas constructivas tradicionales. Durante su ejecución, un conjunto de instrucciones básicas sustituye a los planos convencionales; el conocimiento colectivo predomina sobre la genialidad individual; el ingenio se impone a los estándares normativos y la aproximación prevalece sobre la exactitud.
Se incluyen aquí artefactos de gran escala -como puentes, plazas de toros o cubiertas de iglesias-, edificaciones domésticas y procesos de traslado. Los casos analizados proceden del país de origen de cada estudiante. A partir de entrevistas a personas involucradas en las diferentes acciones comunitarias, cada investigación se articula mediante una narración en tres formatos: un mapa visual cruza datos del proceso de forma gráfica, un º describe el ritual comunitario desde la experiencia de las entrevistadas y finalmente un souvenir sintetiza, en un objeto, la esencia del caso.
Cell sorting models in tissue development
No full textIn animal embryos, cell fate specification coordinates with the spatial organisation of cells into distinct domains, leading to the establishment of embryonic boundaries. Multiple hypotheses have been proposed to explain the mechanisms underlying cell sorting, focussing on differences in tissue adhesiveness, contractility, or cell motility. Here, we summarise the main mathematical models of cell sorting and review recent findings showing how these models yield new insights into the problem. Finally, we briefly comment on the limitations of each approach and the importance of identifying the key biophysical ingredients when building a model.D.O. and M.P.-H. acknowledge funding from the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities under project PID2024-155925NA-I00. M.P-H. also acknowledges the Joan Oró and Formació d'Investigadors Strategic Technologies for Europe Platform (FI STEP) grants supported by the Departament de Recerca i Universitats de la Generalitat de Catalunya and co-financed by the European Social Fund Plus (No. 2025 FI-1 00056 and No. 2025 STEP 00073).Peer ReviewedPostprint (published version
Què li interessa realment a l'alumnat català relacionat amb la ciència? Com ho relaciono amb el currículum i els ODS?
No full textEntendre la relació dels adolescents amb la ciència i la tecnologia és clau per millorar la seva formació i fomentar una consciència crítica davant reptes globals com el canvi climàtic, la sostenibilitat o la justícia social, vinculats als Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS). Els joves viuen en un món fortament influït per la ciència i la tecnologia, i la seva actitud envers aquestes àrees pot ser determinant pel seu compromís amb aquests temes. Amb aquest propòsit, s’ha dut a terme una enquesta a més de 2.000 alumnes de 15 anys, de 29 centres de secundària de Catalunya i Andorra, representatius de diversos contextos socials. L’estudi analitza l’interès per la ciència i la tecnologia, així com la preocupació per qüestions mediambientals, el canvi climàtic o la salut, inclosos també temes del dia a dia com l’alimentació o l’ús de detergents. Els resultats s’han analitzat segons variables com el sexe, el tipus i titularitat del centre, per detectar diferències d’actitud. L’objectiu final és connectar els interessos dels adolescents amb els continguts curriculars i els ODS, per ajudar el professorat a adaptar les seves metodologies i fer una educació científica més rellevant i compromesa
Una sola salut: connectant salut humana, animal i ambiental a les aules de secundària
No full textEn aquesta comunicació presentem una experiència d’aula realitzada a diferents centres del Vallès amb alumnat d’ESO i batxillerat per tal de treballar el concepte d’una sola salut (salut humana, animal i ambiental). La proposta didàctica ha estat dissenyada pel grup de treball de l’ICE de la UAB EduglobalSTEM, amb l’objectiu d’introduir l’enfocament de justícia global a les aules de ciències. Treballar aquest concepte ens permet posar en evidència la interdependència entre els éssers vius i el medi ambient, idea clau en un ensenyament de les ciències des d’una perspectiva ecosocial. En la primera part l’alumnat defineix el concepte de salut i identifica quins factors hi influeixen. Posteriorment, llegeixen una selecció de notícies i en fan una activitat d’apropiació (resum, imatge, paraules clau, etc). Seguidament, comparteixen la notícia amb la resta del grup classe i es discuteix amb quins aspectes es pot relacionar (salut humana, animal i/o ambiental). Per últim, l’alumnat pensa en accions o solucions per contribuir a la millora de la salut global. El resultat de l’aplicació ha estat satisfactori, sobretot en les parts de discussió grupal en què s’han vist moments de reflexió entre l’alumnat i on s’han plantejat preguntes genuïnes sobre la interdependència entre diferents factors
Enhancing sulfate-rich wastewater treatment through polyvinyl alcohol -immobilized sulfidogenic granules: optimization of reactor configuration and bioaugmentation strategies
No full textSulfate-rich wastewater can pose significant environmental challenges due to its potential to acidify water bodies and disrupt ecosystems. This study evaluates the efficacy of polyvinyl alcohol (PVA)-immobilized sulfidogenic granules for sulfate removal and H2S production in two continuous-flow reactor configurations, column reactor (CR) and continuous stirred tank reactor (CSTR). Using pure glycerol as electron donor, the CR demonstrated superior performance, removing >¿95¿% sulfate at initial loading rates =¿1.75 Kg S-SO4²¿·m¿³¿·d¿¹¿, with minimal biomass washout (1.94¿g volatile suspended solids (VSS)·L-1in CR vs. 7.8¿g VSS·L-1 in CSTR), setting a C/S ratio of 6.25 Kg O2·Kg-1 SO42-. Parameter optimization minimized volatile fatty acids accumulation, with acetate constituting 92¿% of total volatile fatty acids. After long-term operation (101 days), Desulfovibrio were enriched to 21.3¿% of the total community whereas methanogens were almost fully removed (<0.03¿%). After bioaugmentation with immobilized granules overgrown with sulfate-reducing and acetate-oxidizing bacteria (SRB-AO) acetate efflux was reduced by 54¿%, highlighting the potential to control byproduct formation. The PVA granules achieved a sulfate removal rate of 0.19 Kg S-SO4²¿·m¿³¿·d¿¹¿·g VSS¿¹¿·L, which was similar to that of conventional suspended-growth sulfate-reducing systems (e.g., CSTR or flocculent UASB reactors) with fivefold higher biomass concentrations, while reducing startup time to 10 days. Total sulfide rate (including H2S and HS-) obtained at these conditions was 0.93 Kg·m-3·d-1. This work pioneers the integration of artificial granulation and granule bioaugmentation for scalable, highly-efficient sulfate removal, offering treatment options for industrial wastewater.Authors acknowledge the Spanish Government for the financial support provided to perform this research, through the project PID2021–126253OB-C22 funded by MCIN/AEI /10.13039/501100011033/ FEDER, UE.Peer ReviewedPostprint (published version
Breaking the jam: bridge wood-jam break during a flash flood in a Mediterranean river, insights from hydrodynamic modeling and post flood observations
No full textStudy region The upper Francolí River catchment (Spain) in the Mediterranean region. Study focus In October 2019, the upper Francolí River experienced extreme rainfall (293¿mm in 24¿h), triggering devastating flash floods that caused six fatalities, impacted infrastructures (e.g., four bridges collapsed), and led to significant bio-geomorphological changes along the river corridor, including the erosion and transport of large amounts of large wood (LW). This study investigated the effects of this flood, particularly the LW transport and accumulation, combining post-flood observations and numerical modeling over a 1.6¿km reach near the L’Espluga de Francolí village (Catalonia, Iberian Peninsula). Using the Iber-Wood, a coupled two-dimensional (2D) hydrodynamic and LW transport model, 31 scenarios were simulated to analyze water flow, sediment transport, and large wood dynamics, focusing on wood-related accumulation and blockage of bridges. New hydrological insights for the region Results demonstrate the model’s ability to replicate observed water depths, flooded area, morphological changes, sediment erosion and deposition, and wood accumulation. LW retention at bridges was found to depend strongly on hydraulic conditions and hydrograph shape. Retention efficiency decreased with increasing discharge, and simulations revealed that wood jams can temporarily block flow, delay the hydrograph, and generate sudden surges when the jam breaks. This blockage–breakage cycle, captured through modeling and field evidence, is critical to understanding how LW contributes to rapid shifts in flood hazard. The findings emphasize the need to consider LW dynamics, hydrograph complexity, and tributary inputs in flood risk assessments, and support the development of more resilient infrastructure and mitigation strategies in mountainous Mediterranean rivers.This work was supported by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities through the project “Monitoring, modelling and integration of methods for the control of active mountain processes” (MINEICO-AEI/FEDER, UE: CGL2017–84720-R). We thank the University of Barcelona for institutional support, as well as the collaborative contributions from the Universidad Polit´ ecnica de Madrid (UPM) and the University of Lausanne (UNIL).Postprint (published version