Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCNot a member yet
290727 research outputs found
Sort by
Pràctica 2: Introducció al LabView
No full textEnunciat de la pràctica 2 del laboratori d'Instrumentació i Anàlisi de Dades en Ciències del Mar2025/20262n quadrimestr
Computational model estimates of cardiovascular deconditioning due to long-term microgravity exposure in space missions
No full textIn this study we provide results from a Computational Model (NELME: Numerical Estimation of Long-term Modified-gravity effects) of the cardiovascular system deconditioning under modified gravity exposure. Orthostatic hypotension is a well-known risk that may put a human mission into jeopardy due to the effects caused by a transition from long-term hypogravity to sudden gravity exposure. This factor is mitigated when astronauts return to Earth because of external medical help is available but it may be a problem when landing on Mars or other deep space scenarios. We simulate a number of different mission scenarios at different gravity levels. Parameters of the model have been calculated and results have been validated from available experimental data from previous experiments in parabolic flights and experiments with diverse exposure to different gravity loads. Results show that vascular resistance is not mitigated by Moon or Mars gravity from two weeks to nine-months exposure. Results of the intensive numerical simulations show a at response of the vascular resistance when returning to the Earth gravity until g=0.45 g(Earth). Then the response is nearly lineal until g=0.78 g(Earth) when normal values from g(Earth) are recovered. Aerobic exercise is not enough to fully compensate this decondition, with women benefitting more than men. A total risk of putting a human mission in jeopardy is then estimated, showing that a Mars mission returning to Earth is still safe to be conducted in accordance with previous studies. Other Moon-based scenarios are estimated as well. This model has been successful in estimating the risks associated with cardiovascular deconditioning in human long-term missions in space, with unprecedented and substantial variability of gravity exposure, thermal stress and mission scenarios as compared to previous studies.Postprint (published version
Who is the root in a syntactic dependency structure?
No full textThe syntactic structure of a sentence can be described as a tree that indicates the syntactic relationships between words. In spite of significant progress in unsupervised methods that retrieve the syntactic structure of sentences, guessing the right direction of edges is still a challenge. As in a syntactic dependency structure edges are oriented away from the root, the challenge of guessing the right direction can be reduced to finding an undirected tree and the root. The limited performance of current unsupervised methods demonstrates the lack of a proper understanding of what a root vertex is from first principles. We consider an ensemble of centrality scores, some that only take into account the free tree (non-spatial scores) and others that take into account the position of vertices (spatial scores). We test the hypothesis that the root vertex is an important or central vertex of the syntactic dependency structure. We confirm the hypothesis in the sense that root vertices tend to have high centrality and that vertices of high centrality tend to be roots. The best performance in guessing the root is achieved by novel scores that only take into account the position of a vertex and that of its neighbours. We provide theoretical and empirical foundations towards a universal notion of rootness from a network science perspective.This research is supported by a recognition 2021SGR-Cat (01266 LQMC) from AGAUR (Generalitat de Catalunya) and the grant PID2024-155946NB-I00 funded by Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU), Agencia Estatal de Investigación (AEI/10.13039/501100011033) and the European Social Fund Plus (ESF+).Peer ReviewedPostprint (published version
Accelerated Algorithms for Sequence Alignment in Bioinformatic Applications
No full textEls ràpids avenços tecnològics en la seqüenciació del genoma han permès l'estudi dels genomes a escala poblacional, impulsant nous descobriments biològics i biomèdics. Tanmateix, l'augment ràpid en la generació de dades genòmiques planteja reptes significatius per a l'escalabilitat de les eines d'anàlisi existents. Actualment, l'alineament de seqüències és una operació central en la majoria de fluxos de treball de bioinformàtica, exercint un paper clau en tasques com el muntatge de genomes, la detecció de variants i la genòmica comparativa. No obstant això, l'escala creixent de les dades de seqüenciació ha convertit els algorismes tradicionals d'alineament de seqüències en un important coll d'ampolla computacional. Per aquest motiu, accelerar l'alineament de seqüències és essencial per permetre una anàlisi genòmica eficient i escalable, amb implicacions directes per a la recerca i per a aplicacions clíniques, inclosa la medicina de precisió. Aquesta tesi proposa el desenvolupament d'algorismes millorats per a l'alineament seqüència-a-seqüència, aprofitant tècniques avançades de programació dinàmica i estratègies d'optimització. En particular, explora algorismes output-sensitive que exploten les similituds entre seqüències per guiar l'alineament i accelerar el còmput, podant l'espai de cerca i reduint el nombre d'estats de programació dinàmica explorats, tot garantint solucions òptimes. L'objectiu és dissenyar algorismes eficients que preservin la precisió alhora que redueixin significativament els costos computacionals, permetent-ne la seva integració en fluxos de treball de bioinformàtica del món real. Accelerar l'alineament de seqüències és clau per a l'eficiència dels fluxos de treball d'anàlisi genòmica i permet estudis a escala poblacional. En darrer terme, aquest treball pretén contribuir a l'acceleració dels fluxos de treball d'anàlisi genòmica per a estudis de recerca genòmica a gran escala. Amb aquest objectiu, l'avaluació experimental mostra una acceleració de més de 10x en comparació amb alguns algoritmes d'alineament de seqüències utilitzats avui en dia.Rapid technological advances in genome sequencing have enabled the study of genomes at the population scale, driving new biological and biomedical discoveries. However, the rapid increase in genomic data generation poses significant challenges to the scalability of existing analysis tools. Nowadays, sequence alignment is a core operation in most bioinformatics pipelines, playing a critical role in tasks such as genome assembly, variant calling, and comparative genomics. However, the growing scale of sequencing data has made traditional sequence alignment algorithms a major computational bottleneck. Hence, accelerating sequence alignment is essential for enabling efficient and scalable genomic analysis, with direct implications for research and clinical applications, including precision medicine. This thesis proposes the development of improved algorithms for sequence-to-sequence alignment, leveraging advanced dynamic programming techniques and optimization strategies. In particular, it explores output-sensitive algorithms that exploit the similarities between sequences to align and accelerate computation, pruning the search space and reducing the number of dynamic programming states explored while still guaranteeing optimal solutions. The goal is to design efficient algorithms that preserve accuracy while significantly reducing computational costs, enabling their integration into real-world bioinformatics pipelines. Accelerating sequence alignment is key to the efficiency of genome analysis pipelines and enables studies at the population scale. Ultimately, this work aims to contribute to accelerating genome analysis pipelines for large-scale genomic research studies. To this end, the experimental evaluation reports more than 10x of speed-up compared to some sequence alignment algorithms used nowadays
Comportament a esforç rasant de les lloses mixtes acer-formigó tipus Liner-Tray
No full textAquest treball de fi de màster presenta l’anàlisi estructural i la caracterització teòrica d’un nou sistema de llosa mixta acer–formigó de tipus Liner-Tray, desenvolupat conjuntament per la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) i una empresa del sector de la construcció (Metalperfil S.A.). El sistema incorpora un mecanisme innovador de connexió rasant, basat en un patró de perforacions en forma de corona a la safata metàl·lica, dissenyat per millorar la interacció mecànica entre l’acer i el formigó i afavorir la transmissió de l’esforç rasant sense recórrer a connectors tradicionals. El treball es fonamenta principalment en una fase analítica i numèrica, orientada a l’avaluació del comportament estructural del sistema i, especialment, a l’estudi de la resposta en fase d’execució de la safata metàl·lica. S’han aplicat criteris normatius vigents i models teòrics per analitzar els mecanismes resistents rellevants i els fenòmens d’inestabilitat dels perfils conformats en fred. Paral·lelament, s’han desenvolupat models numèrics amb CUFSM i ANSYS per identificar modes crítics, estudiar la sensibilitat del vinclament a diferents configuracions de fixacions i donar suport al dimensionament estructural. Com a element de referència experimental, s’han considerat els resultats d’un assaig de flexió amb càrrega uniformement distribuïda, realitzat amb anterioritat sobre una configuració concreta del sistema, que s’han utilitzat per contrastar qualitativament els mecanismes d’inestabilitat observats i l’ordre de magnitud de la resposta prevista per l’anàlisi. A partir de l’estudi desenvolupat, s’han elaborat taules de càrrega del sistema per als estats límit d’execució (constructiu) i per als estats límit de servei, proporcionant una eina pràctica per al predimensionament i l’aplicació del sistema en projectes reals. Finalment, el treball identifica les limitacions associades a la manca d’una campanya experimental específica de caracterització rasant dins del seu abast i defineix línies futures de recerca, amb especial èmfasi en la realització d’assaigs push-out necessaris per a la validació definitiva del mecanisme de connexió i la consolidació del sistema com a solució competitiva per a edificis industrials i logístics
Possibilitats de reutilització de bateries de bicicleta elèctrica envellides
No full textAquest treball presenta un estudi experimental centrat en l’anàlisi de l’estat i el procés d’envelliment de les bateries de bicicletes elèctriques, amb l’objectiu de determinar-ne la viabilitat per a una segona vida útil i proposar estratègies de millora que en prolonguin la durabilitat. La recerca s’emmarca dins del projecte ReCicle: Reactivant bateries de bicicleta, impulsat per la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), i que té com a finalitat optimitzar la reutilització de bateries de micromobilitat elèctrica mitjançant processos de balanceig extern i caracterització funcional. S’ha dissenyat una metodologia experimental que permet analitzar el comportament elèctric i la degradació de mòduls i cel·les de bateries comercials tipus Silver Fish, provinents de bicicletes elèctriques. Els assaigs, duts a terme a les instal·lacions de l’Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC), consisteixen en proves de càrrega i descàrrega controlades en cambra climàtica per estudiar la variació de la capacitat, la resistència interna i el balanç entre cel·les sota diferents condicions de temperatura i taxa de càrrega (C-rate). A partir de les dades experimentals obtingudes, s’ha determinat paràmetres clau de rendiment, com l’estat de salut (SoH) i el grau de desbalanceig, els quals serviran per validar els processos de reequilibri extern. Els resultats obtinguts mostren que la bateria analitzada presenta un estat de salut global entorn del 70%, fet que evidencia un avançat estat d’envelliment. L’aplicació del procés de balanceig extern permet una reducció significativa del desbalanceig entre cel·les i una millora de l’homogeneïtat del pack, especialment al tram final de la descàrrega, afavorint una recuperació de capacitat funcional. No obstant això, l’impacte sobre l’estat de salut és limitat i fortament dependent de l’estat inicial de la bateria, ja que el procés no reverteix els mecanismes de degradació electroquímica associats a l’envelliment. L’anàlisi de viabilitat econòmica dels diferents models de negoci associats al procés de balanceig extern mostra que les solucions basades en serveis descentralitzats a domicili presenten el major potencial de generació de valor, així com el període de retorn de la inversió més curt, mentre que el model centralitzat no resulta econòmicament viable sota les hipòtesis considerades. Des del punt de vista ambiental, tots els models analitzats permeten una reducció significativa de l’impacte ambiental respecte a la substitució directa de bateries, sent el model de venda d’equipament el que genera menys emissions, en minimitzar tant la logística d’enviament de bateries com els desplaçaments dels operaris. En conjunt, aquest treball posa de manifest la importància de la caracterització experimental com a eina clau per orientar estratègies realistes de reutilització de bateries de bicicletes elèctriques dins d’un marc d’economia circular
Projecte de desenvolupament d’un sistema de monitorització i gestió de càrregues elèctriques en una nau industrial
No full textAquest Treball de Final de Màster presenta el disseny i la implementació d’un sistema de monitorització i gestió de càrregues mitjançant un PLC d’alta disponibilitat aplicat a una instal·lació industrial. El projecte s’emmarca en un entorn real, corresponent a una nau industrial alimentada des de xarxa elèctrica i grup electrogen, on es requereix garantir la continuïtat operativa i la protecció del sistema davant situacions de dèficit de potència.
L’objectiu principal del treball és desenvolupar un sistema de desllastre automàtic de càrregues capaç de desconnectar i reconnectar consums de manera esglaonada, segons criteris de prioritat, quan la instal·lació opera amb potència limitada. Per assolir aquest objectiu, s’ha dissenyat un armari de control basat en un PLC ABB AC500 d’alta disponibilitat amb arquitectura redundant, comunicacions industrials Modbus TCP i una interfície HMI per a la supervisió i configuració del sistema.
El treball inclou una anàlisi prèvia dels fonaments teòrics del desllastre de càrregues i dels sistemes de control d’alta disponibilitat, així com la definició detallada de l’arquitectura del sistema, el disseny de l’armari de control, la configuració del hardware i el desenvolupament del programari de control. Finalment, es presenten simulacions funcionals que permeten validar el comportament del sistema en diferents escenaris operatius, incloent-hi la pèrdua d’escomesa principal, la reconnexió progressiva de càrregues i la gestió de fallades de comunicació.
Els resultats obtinguts demostren que la solució proposada garanteix una resposta ràpida i fiable davant situacions crítiques, millora la seguretat operativa de la instal·lació i aporta una eina flexible i escalable per a la gestió energètica en entorns industrials.This Master’s Thesis presents the design and implementation of a load monitoring and management system based on a high-availability PLC applied to an industrial installation. The project is framed within a real industrial environment, corresponding to a facility supplied both from the electrical grid and by a generator set, where ensuring operational continuity and system protection under power deficit conditions is required.
The main objective of this work is to develop an automatic load shedding system capable of disconnecting and reconnecting loads in a staged manner, according to priority criteria, when the installation operates with limited available power. To achieve this objective, a control cabinet has been designed based on an ABB AC500 high-availability PLC with a redundant architecture, industrial Modbus TCP communications, and an HMI interface for system supervision and configuration.
The work includes a preliminary analysis of the theoretical foundations of load shedding and high-availability control systems, as well as a detailed definition of the system architecture, the design of the control cabinet, the hardware configuration, and the development of the control
software. Finally, functional simulations are presented to validate the system behavior under different operating scenarios, including the loss of the main power supply, the progressive reconnection of loads, and the management of communication failures.
The results obtained demonstrate that the proposed solution ensures a fast and reliable response under critical conditions, improves the operational safety of the installation, and provides a flexible and scalable tool for energy management in industrial environments
Microencapsulation of lemongrass (Cymbopogon citratus) essential oil and salicylic scid via in situ polymerization and their immobilization onto a cellulosic substrate
No full textLemongrass essential oil ( Cymbopogon citratus ) and salicylic acid are dermatological active compounds with unique antimicrobial and anti-inflammatory properties. However, their high volatility and poor aqueous solubility limit their practical use. We characterize the microcapsules via scanning electron microscopy (SEM), dynamic light scattering (DLS), fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, and thermogravimetric analysis Thermogravimetric analysis (TGA). The spherical microcapsules, with an average diameter of 4.59 ± 1.56 µm, were applied to a 100% cotton fabric. The coated fabric showed potential for applications in therapeutic textiles for acne treatment, antimicrobial wound dressings, as well as skincare applications as cosmetic textiles with controlled release of dermatological activesThis research was funded by the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) of the Ministry of Science, Technology, and Innovation of Brazil, through Public Call MCTI/CNPq No. 14/2023, grant number 201166/2024-0. The authors also acknowledge the technical support and access to facilities provided by the following laboratories at the “Universidade Tecnol ógica Federal do Paran á” (UTFPR): the “Laboratório Multiusuário Campus Apucarana” (LAMAP), the “Laboratório de Análises Têxteis” (LTEX), and the “Laboratório Multiusuário do Câmpus Londrina” (LabMult-LD)Postprint (published version
Closing the acronym gap in educational retrieval with ontology-guided augmentation
No full textRetrieval-augmented generation (RAG) combines information retrieval with language generation to ground model outputs in external evidence, improving factuality, traceability, and freshness, features essential for educational assistants. However, in acronym-dense course repositories, locally defined short forms often sit far from their expansions in embedding space, yielding systematic retrieval failures even when relevant passages exist. Prior acronym work mainly targets dentification and disambiguation as standalone NLP tasks, typically evaluated on scientific
or biomedical corpora, and rarely quantifies downstream retrieval impact in RAG pipelines. We close this “acronym gap” with an ontology-guided augmentation strategy that preserves authoring workflows. We build a corpus-scale acronym ontology via high-recall candidate mining,
LLM-assisted definition extraction with evidence spans, global corpus-level disambiguation, and light expert curation. We then apply Query-Time Augmentation (QTA) to append likely short/long forms to user queries and Ingestion-Time Enrichment (ITE) to inject complementary forms during indexing; optional embedding fine-tuning further aligns acronym semantics. On a ~10,000-document Catalan university corpus from the Barcelona School of Informatics, we evaluate with nDCG@10, Recall@10/100, and Success@100 using paired-bootstrap significance
tests over queries. QTA delivers a 45.5% average overall improvement across models, more than doubles Recall@10 for acronym-to-expansion queries, and QTA +ITE yields gains up to 64.5% over baseline.Peer ReviewedPostprint (published version