UPCommons (Universitat Politècnica de Catalunya)
Not a member yet
281550 research outputs found
Sort by
Influence of alumina shot blasting induced roughness on bacterial adhesion to titanium
No full textObjective: To evaluate the influence of different surface roughness levels of titanium disks, induced by alumina blasting, on bacterial adhesion. Materials and Methods: Twelve different surface roughnesses, ranging from 0.01 µm to 6 µm, were produced using a shot blasting technique with varying alumina particle sizes. Surface roughness was measured using confocal interferometry, wettability was assessed by contact angle measurements, and compressive residual stress was evaluated by X-ray diffraction. For each roughness level, 720 samples were used to culture Porphyromonas gingivalis (Gram-negative, anaerobic) and Streptococcus sanguinis (Gram-positive, anaerobic). The colonies formed per unit area, the ratio of dead bacteria to total bacteria, and the metabolic activity for each roughness ere determined. Results: The polished surface (Sa = 0.01 µm) showed the highest bacterial adhesion for both strains compared to the 0.13 µm roughness, which exhibited a antibacterial activity, likely due to nanostructured peaks causing bacterial membrane disruption. For surface roughness values between 0.5 and 3 µm, Gram-positive bacterial colonies increased approximately threefold. When the roughness exceeded 3.8 µm, colony formation rose fivefold. In contrast, Gram-negative bacteria did not exhibit statistically significant changes in adhesion between 0.5 and 2 µm. However, beginning at 2.6 µm, a marked increase was observed, with colony numbers reaching nearly four times the control at 6 µm. The ratio of dead bacteria and metabolic activity confirms bacterial colonization studies (CFU/mm2). Conclusions: Surface roughness significantly influenced bacterial colonization on titanium implants. An antibacterial effect was observed at a roughness of 0.13 µm. Bacterial adhesion increased moderately up to 2.1 µm for Gram-negative and 3 µm for Gram-positive strains, followed by a sharp rise at higher roughness values. An optimal surface roughness range of 1 to 2 µm appears to promote favorable osteoblastic response while minimizing bacterial adhesion. Clinical Relevance: These results enhance our understanding of how implant surface roughness influences bacterial adhesion. This knowledge could contribute to the development of clinical approaches designed to lower the risk of peri-implantitis.Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer Nature. This research was supported by Cátedra Extraordinaria Klockner de investigación básica y aplicada en implantes dentales.Peer ReviewedPostprint (published version
Detecció d'iris i diagnòstic i i estratificació de queratocon en imatges oftalmològiques
No full textAquest treball aborda el desenvolupament d'un sistema automàtic per a la detecció i estratificació del queratocon a partir d'imatges oftalmològiques convencionals, sense necessitat d'equipament especialitzat. Les dades utilitzades provenen de l'estudi d'Arige Gideon Abou Said et al., centrat en el fenomen òptic conegut com a annular dark shadow (ADS), altament correlacionat amb la presència de queratocon. A partir d'aquest conjunt de dades, es proposa una metodologia basada en visió per computador i aprenentatge automàtic per facilitar el diagnòstic precoç de la malaltia i reduir la necessitat de procediments invasius. La proposta consta de dues fases principals: en primer lloc, es duu a terme la detecció i segmentació de la pupil·la. Es van comparar els models U-Net i YOLO, optant per aquest darrer per la seva major eficiència computacional i un rendiment comparable. A partir de la segmentació, s'extrau automàticament la regió d'interès. En segon lloc, s'entrena un model de classificació per identificar l'estat de l'ull, avaluant tant una classificació binària com una de multiclasse (lleu i severa), mitjançant xarxes neuronals convolucionals simples i validació creuada. Els resultats mostren un bon rendiment en la classificació binària, mentre que l'estratificació per severitat presenta més dificultats, principalment a causa de les limitacions del conjunt de dades. Aquest treball valida un enfocament viable per al diagnòstic automatitzat del queratocon i estableix una base sòlida per a futures millores, actualment en desenvolupament, orientades a l'obtenció d'imatges de més qualitat i a l'ús de models més complexos i precisos.This work addresses the development of an automatic system for the detection and stratification of keratoconus based on conventional ophthalmological images, without the need for specialized equipment. The dataset used comes from the study by Arige Gideon Abou Said et al., focused on the optical phenomenon known as annular dark shadow (ADS), which is highly correlated with the presence of keratoconus. Based on this dataset, a methodology is proposed that combines computer vision and machine learning techniques to facilitate early diagnosis of the disease and reduce the need for invasive procedures. The proposed pipeline consists of two main stages: first, pupil detection and segmentation are performed. U-Net and YOLO models were compared, with YOLO being selected due to its greater computational efficiency and comparable performance. The region of interest is automatically extracted from the segmentation. Secondly, a classification model is trained to identify the condition of the eye, evaluating both a binary classification and a multiclass one (mild and severe), using simple convolutional neural networks and cross-validation. The results show good performance in binary classification, while stratification by severity poses greater challenges, mainly due to limitations of the dataset. This work validates a viable approach for automated keratoconus diagnosis and provides a solid foundation for future improvements, currently underway, aimed at acquiring higher-quality images and incorporating more complex and accurate models.Este trabajo aborda el desarrollo de un sistema automático para la detección y estratificación del queratocono a partir de imágenes oftalmológicas convencionales, sin necesidad de equipamiento especializado. Los datos utilizados provienen del estudio de Arige Gideon Abou Said et al., centrado en el fenómeno óptico conocido como annular dark shadow (ADS), altamente correlacionado con la presencia de queratocono. A partir de este conjunto de datos, se propone una metodología basada en visión por computador y aprendizaje automático para facilitar el diagnóstico temprano de la enfermedad y reducir la necesidad de procedimientos invasivos. La propuesta consta de dos fases principales: en primer lugar, se lleva a cabo la detección y segmentación de la pupila. Se compararon los modelos U-Net y YOLO, optando por este ´último debido a su mayor eficiencia computacional y rendimiento comparable. A partir de la segmentación, se extrae automáticamente la región de interés. En segundo lugar, se entrena un modelo de clasificación para identificar el estado del ojo, evaluando tanto una clasificación binaria como una multiclase (leve y severo), mediante redes convolucionales simples y validación cruzada. Los resultados muestran un buen rendimiento en la clasificación binaria, mientras que la estratificación por severidad presenta mayores dificultades, principalmente debido a las limitaciones del conjunto de datos. Este trabajo valida un enfoque viable para el diagnóstico automatizado del queratocono y establece una base sólida para futuras mejoras, actualmente en curso, orientadas a la obtención de imágenes de mayor calidad y al uso de modelos más complejos y preciso
Geothermal resource classification in Catalonia (Spain) using AI-derived predictions
No full textEffective categorization of geothermal resources is essential for strategic and sustainable energy development. Despite the considerable geothermal potential in Spain, utilization remains limited, underscoring the need for advanced and practical assessment methods. This study proposes a structured framework for geothermal resource classification in Catalonia, based on a constructed matrix of features that integrates subsurface temperature, geothermal gradient, and thermal conductivity. The matrix enables resource clustering into potential classes, improving interpretability and regional assessment. The analysis employed predictions from a pretrained hybrid artificial intelligence model optimized using a modified Bat algorithm. At depths between 50 and 150 m, a 20–30% increase in temperature leads to a 30–50% rise in geothermal potential. Approximately 11.5% of sites exhibit high potential and 28.2% moderate potential, indicating the reliability of the adopted framework for geothermal energy source site prioritization. The proposed matrix offers a scalable tool for geothermal evaluation, minimizing exploration risk and supporting sustainable energy planning across diverse geological settings.Award-winningPostprint (published version
Assistents a la festa a la festa dels 150 anys de l'ETSAB
No full textPla mitjà llarg dels assistents a la festa dels 150 anys de l'Escola Tècnica Superior d'Arquitectura de Barcelona, celebrada a la terrassa de l'edifici Coderch el dia 19 de juny de 2025. A la imatge: No identifica
A study on packet error rate in bluetooth mesh networks with relay redundancy
No full textThe Bluetooth Mesh Protocol (BMP) has become an excellent solution for sensor networks and Internet of Things (IoT) deployments due to its low power consumption, selforganizing capabilities, and security mechanisms. In this paper, we focus on analyzing reliability in Bluetooth Low Energy (BLE) mesh networks. Our investigation reveals an anomaly inherent to the standard, where the addition of extra relays may lead to a reliability degradation instead of improvement due to new packet collisions, particularly in scenarios with low error probabilities. This anomaly may appear undesirably even in small networks. This work demonstrates the influence of the number of relays in a two-hop section and how the Packet Error Ratio (PER) may be degraded by more than two orders of magnitude. The paper also provides a mathematical model validated through simulations and real measurements using a hardware network emulator based on nRF52840 development kits. We discuss the network reliability under standard parameters and offer insights into optimal relay configurations, proposing adjustments to mitigate this anomaly.This work was supported in part by the
Spanish Ministry of Science with ERFD funds
under project PID2022-142105OB-I00 granted by
MCIN/AEI/10.13039/501100011033/FEDER,UEPeer ReviewedPostprint (published version
Hydrogel-filled tubular scaffolds for directional tissue regeneration combining shape-memory polyester blends with hyaluronic acid click-hydrogels
No full textA clinical need still exists for advanced therapeutics to improve the recovery of patients suffering from large-gap peripheral nerve injuries (PNI). In this study, tubular constructs of submicrometric thickness (<1 µm) are prepared using shape-memory 50 : 50, 70 : 30 and 90 : 10 poly(lactic acid) (PLA)/polycaprolactone (PCL) blends, which are filled with a hyaluronic acid (HA)-based hydrogel. The hydrogel is crosslinked in situ by click chemistry using a 3-arm alkyne-functionalized polyethylene glycol and thiol-modified HA. The Young's moduli of the hydrogels confined inside the different cylindrical constructs are similar to that of the free hydrogel, the tubular shell mainly affecting the tensile strength and deformability. On the other hand, cell adhesion and proliferation assays demonstrate that the cytocompatibility of the blends, the hydrogel and the filled tubular constructs is similar to or even higher than that of the tissue culture polystyrene used as the control. Furthermore, the scaffold derived from the 70 : 30 PLA/PCL blend provides a 3D cell-friendly mechanical environment that promotes the directional migration of cells towards the confined hydrogel. The engineered scaffolds may have important implications in the repairing of directional tissues.This publication is part of the I + D + i project PID2021-125767OB-I00 and CEX2023-001300-M funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and, as appropriate, by “ERDF A way of making Europe” and European Union Next Generation EU. The authors are thankful to the Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca (2021 SGR 00387) for financial support. A. H.-Y. is thankful to the MCIN/AEI for a FPI Fellowship. M. M. P.-M. thanks the Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades for the Junior Beatriz Galindo Award (BG20/00216). Support for the research of C. A. was also received through the prize “ICREA Academia” for excellence in research funded by the Generalitat de Catalunya.Peer ReviewedPostprint (published version
Disseny de l'estructura de seguretat d'un vehicle de construcció
No full textEn aquest Treball de Fi de Grau es presenta l'estudi i disseny d'una estructura
de protecció contra bolcades (ROPS) adaptada a les especificacions del dúmper
AUSA D601 AHG+, mitjançant l’ús del programari de disseny assistit per
ordinador SolidWorks® per al modelatge CAD, i ANSYS® Per a la realització de
simulacions mitjançant el Mètode d’Elements Finits (FEM).
La primera part del treball consta d’un procés de recerca sobre els dúmpers, ja
que és un tipus de maquinaria que no es gaire conegut per la gent de fora del
sector de la construcció, i a més no es sol conèixer la gran varietat que hi ha.
Un cop ja conegut el tipus de maquinària al que anirà destinat aquest disseny ja
s’aprofundeix en el tema dels arcs de protecció ROPS, tant a nivell explicatiu i
teòric, perquè quedi calar què són i la funció que tenen, com a nivell de
normatives, ja que al tractar-se d’un sistema de seguretat son molt importants,
sent la ISO 3471 la norma principal.
Seguidament es troba tota la part de disseny, en la que es mostren totes les parts
del conjunt realitzat amb SolidWorks®, juntament al l’explicació de cada una
d’elles i les seves funcions. També hi ha la selecció dels materials que
s’utilitzaran per a cada un dels components amb les pertinents justificacions i les
propietats mecàniques de cada un d’ells. Després d’aquest apartats es fa una
breu explicació de perquè no apareixen en el disseny altres elements de unió
que estan relacionats amb aquest tipus d’estructures, per tal d’entendre millor
perquè durant les simulacions hi ha punts que es consideren fixes.
Posteriorment es troba la part de l’anàlisi mecànica mitjançant simulació
numèrica, en la qual es detallen tots els passos seguits per obtenir els resultats,
en aquet apartat també hi ha tots els càlculs realitzats com les precàrregues dels
cargols i les forces aplicades, els quals eren necessaris per poder realitzar
correctament les simulacions. Aquesta part del treball és vital, ja que és la que
permet analitzar si el disseny realitzat compleix amb els estàndards de la norma
i per tant si podria arribar a ser funcional. Per això en la part final del projecte
s’analitzen cada un dels resultats obtinguts durant les simulacions de manera
detallada, comentant cada un d’ells i traient-ne les conclusions pertinents de tots
a través de comparar-los amb les condicions de seguretats establertes per les
normatives.
Finalment, en les conclusions s’argumenta com s’han assolit els objectius
principals d’aquest projecte, i els diferents raonaments que s’han obtingut de
cada part del treball. Gràcies a seguir tots els processos esmentats anteriorment
s’ha aconseguit realitzar el disseny d’una estructura de protecció ROPS, la qual
és capaç de complir amb els requisits de càrrega de la norma ISO 3471, tot i això
si és volgués validar i dur a terme aquest projecte caldria fer una millora de la
malla amb el programa de pagament, ja que així s’obtindria uns resultats més
precisos. Llavors també seria important realitzar altres càlculs com els de
impacte o altres per simular situacions a les que es pugui afrontar l’arc. Per acabar caldria fer una validació experimental per tal de comprovar si el disseny es podria utilitzar i dur-lo a terme o si aquest no seria viable.Este Trabajo de Fin de Grado se centra en el estudio y diseño de una estructura de protección contra vuelcos (ROPS) para el dúmper AUSA D601 AHG+, utilizando el software SolidWorks® para el modelado CAD y ANSYS® para las simulaciones mediante el Método de los Elementos Finitos (FEM).
El trabajo comienza con una investigación sobre los dúmpers y su variedad, seguida de un análisis teórico y normativo de los sistemas ROPS, con especial atención a la norma ISO 3471. A continuación, se presenta el diseño detallado de la estructura, con explicación de las piezas, selección de materiales y justificación técnica.
Posteriormente, se expone el análisis mecánico mediante simulaciones numéricas, incluyendo cálculos como las fuerzas aplicadas y las precargas de los tornillos. Los resultados se evalúan para verificar si el diseño cumple con la normativa de seguridad.
Finalmente, se concluye que el diseño cumple los requisitos establecidos, aunque sería necesario mejorar la precisión mediante una malla más refinada y realizar validaciones experimentales y cálculos adicionales (como los de impacto) para garantizar su viabilidad real.This Bachelor's Thesis presents the study and design of a Roll-Over Protective
Structure (ROPS) adapted to the specifications of the AUSA D601 AHG+ dumper,
using the computer-aided design software SolidWorks® for CAD modelling, and
ANSYS® for performing simulations using the Finite Element Method (FEM).
The first part of the work involves a research process on dumpers, as they are a
type of machinery not widely known outside the construction sector, and there is
also a general lack of awareness regarding the wide variety that exists.
Once the type of machinery for which the design is intended is understood, the
study delves into the topic of ROPS structures, both from an explanatory and
theoretical point of view, to clarify what they are and their function, and from a
regulatory perspective, since being a safety system, standards are of utmost
importance, with ISO 3471 being the main standard.
The following section covers the entire design phase, showcasing all the
components of the assembly created with SolidWorks®, along with an
explanation of each part and its function. This section also includes the selection
of materials for each component, with relevant justifications and the mechanical
properties of each material. After this, there is a brief explanation of why certain
joining elements commonly associated with these types of structures do not
appear in the design. This helps clarify why certain points are considered fixed
during simulations.
Next comes the mechanical analysis using numerical simulation, detailing all the
steps taken to obtain the results. This section also includes all the necessary
calculations, such as bolt preloads and applied forces, which were essential for
conducting the simulations properly. This part of the thesis is crucial, as it allows
the evaluation of whether the proposed design meets the standard requirements
and, therefore, whether it could be functional. For this reason, the final part of the
project contains a detailed analysis of each simulation result, discussing and
interpreting them, and drawing the relevant conclusions by comparing them with
the safety conditions established by the applicable standards.
Finally, in the conclusions, it is explained how the main objectives of the project
have been achieved and the different insights gained from each part of the work.
By following all the previously mentioned steps, a ROPS structure design was
successfully developed that can meet the load requirements of the ISO 3471
standard. However, in order to validate and implement this project, it would be
necessary to improve the mesh using the paid version of the software to achieve
more accurate results. It would also be important to carry out additional
calculations, such as impact simulations or others, to replicate situations the
structure might face. Lastly, experimental validation would be needed to confirm
whether the design is viable for real-world application
Assistents a la festa a la festa dels 150 anys de l'ETSAB
No full textPla mitjà curt dels assistents a la festa dels 150 anys de l'Escola Tècnica Superior d'Arquitectura de Barcelona, celebrada a la terrassa de l'edifici Coderch el dia 19 de juny de 2025. A la imatge: No identifica
Corona discharges behavior in front of Paschen Curve
No full textL’objectiu d’aquest projecte és estudiar la relació entre l’efecte corona i la corba de Paschen amb dos electrodes, en una configuració vara-pla. La corba de Paschen marca la tensió d’arc elèctric per al producte de la pressió per la distància per a una configuració uniforme (pla-pla o esfera-esfera). Com que l’experiment en qüestió es basa en una configuració no homogènia, els resultats obtinguts poden desviar-se de la corba teòrica. La presa de dades s’han dut a terme al laboratori d’alta tensió d’AMBER, a Terrassa. S’ha utilitzat una cambra de buit cilíndrica amb tapa de vidre, recoberta amb làmines opaques per facilitar la visualització de l’efecte corona. A l’interior, es va instal·lar una vara de 1.2 mm de diàmetre muntada sobre un suport fabricat mitjançant impressió 3D, equipada amb un mecanisme de regulació de distància procedent d’un microscopi, per tal de permetre un ajust precís. El pla metàl·lic es col·loca sota la vara, i a sota del pla, una caixa de cartró de 7,5 x 6,4 cm que s’utilitza per centrar el sistema dins el camp de visió de la càmera. A una distància de 13 cm de la vara es va situar un telèfon mòbil per enregistrar el CIV (Corona Inception Voltage). Els assajos es van realitzar a diferents pressions: 100%, 50%, 10% i 5% de la pressió atmosfèrica. Els resultats indiquen que, a mesura que ens apropem a la pressió atmosfèrica, més marge hi ha entre els valors CIV i la corba de Paschen. Per altre banda, a mesura que ens allunyem de la pressió atmosfèrica, les variacions respecte a la distancia entre el electrodes i el CIV son menys marcades, provocant una pendent molt menys pronunciada cada cop. Els resultats referents als punt on només es presenta arc elèctric i no efecte corona, el primer punt registrat (per a cada pressió) no coincideix amb la corba de Paschen, sinó que, a mesura que es van prenent més resultats amb distàncies més properes entre els electrodes, es va aproximant de manera progressiva a la corba.El objetivo de este proyecto es estudiar la relación entre las descargas de corona y la curva de Paschen con dos electrodos, en una configuración varilla-plano. La curva de Paschen marca el voltaje del arco eléctrico para la presión por producto de distancia para una configuración uniforme (plano-plano o esfera-esfera). Dado que el experimento en cuestión se basa en una configuración no homogénea, los resultados obtenidos pueden desviarse de la curva teórica. La toma de datos se llevó a cabo en el laboratorio de alta tensión de AMBER, en Terrassa. Se utilizó una cámara de vacío cilíndrica con tapa de vidrio, cubierta con láminas opacas para facilitar la visualización de las descargas de corona. En el interior, se ha instalado un rodillo de 1,2 mm de diámetro, montado sobre un soporte realizado mediante impresión 3D, equipado con un mecanismo de regulación de la distancia tomado a partir de un micrómetro, para permitir un ajuste preciso. El plano metálico se coloca debajo de la barra, y por debajo del plano, una caja de cartón de 7,5 x 6,4 cm, que sirve para centrar el sistema dentro del campo de visión de la cámara. A una distancia de 13 cm de la varilla, se colocó un teléfono móvil para registrar el CIV (Corona Inception Voltage). Las pruebas se realizaron a presiones diferentes: 100%, 50%, 10% y 5% de presión atmosférica. Los resultados indican que, a medida que nos acercamos a la presión atmosférica, hay más margen entre los valores CIV y la curva de Paschen. Por otro lado, a medida que nos alejamos de la presión atmosférica, las variaciones en cuanto a la distancia entre los electrodos y el CIV son menos pronunciadas, lo que provoca una pendiente mucho menos pronunciada cada vez. Los resultados relativos a los puntos donde sólo aparece el arco eléctrico y no las descargas de corona, el primer punto registrado (para cada presión) no coincide con la curva de Paschen, pero a medida que se toman más resultados con distancias más cercanas entre electrodos, se acerca.The objective of this project is to study the relationship between the corona discharges and the Paschen curve with two electrodes, in a rod-plane configuration. The Paschen curve marks the electric arc voltage for the pressure per distance product for a uniform configuration (plane-plane or sphere-sphere). Since the experiment in question is based on a non-homogeneous configuration, the results obtained may deviate from the theoretical curve. The data taking was carried out at the high-voltage laboratory of AMBER, in Terrassa. A cylindrical vacuum chamber with a glass lid was used, covered with opaque sheets to facilitate the visualization of the corona discharges. Inside, a 1.2 mm diameter rodwas installed, mounted on a support made through 3D printing, equipped with a distance regulation mechanism taken from a micrometer, in order to allow precise adjustment. The metallic plane is placed under the rod, and below the plane, a cardboard box of 7.5 x 6.4 cm, which is used to center the system within the camera’s field of view. At a distance of 13 cm from the rod, a mobile phone was positioned to record the CIV (Corona Inception Voltage). The tests were carried out at different pressures: 100%, 50%, 10% and 5% of atmospheric pressure. The results indicate that, as we get closer to atmospheric pressure, there is more margin between the CIV values and the Paschen curve. On the other hand, as we move away from atmospheric pressure, the variations regarding the distance between electrodes and the CIV are less pronounced, causing a much less steep slope each time. The results concerning the points where only electric arc appears and not corona discharges, the first point recorded (for each pressure) does not match the Paschen curve, but as more results are taken with closer distances between electrodes, it progressively approaches the curve