Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Traducción al español y estudio de los libros I-III del tratado De compositione medicamentorum secundum locos de Galeno
No full textAquest treball és una traducció al castellà dels llibres I-III del tractat De compositione medicamentorum secundum locos de Galè, acompanyada d'un estudi centrat en la Història de la Medicina. Es tracta d'una obra que gairebé no ha estat llegida, ja que les úniques versions disponibles fins ara estaven en grec o en llatí—excepte la del llibre II, en castellà, realitzada per Santana Henríquez (2005). L'estudi crea ponts entre diverses disciplines amb una metodologia que proposa abordar el text tenint en compte els aspectes filològics, crític-textuals i lèxics que permeten comprendre el seu contingut, però també les qüestions de realia que expliquen el seu context. Amb això s'aconsegueix apropar aquesta obra, que constitueix un fita en la història de la farmacologia, al lector actual i es posa de manifest la necessitat de preparar una edició crítica, que permeti disposar d'un text més ajustat al que va ser l'original.Este trabajo es una traducción al español de los libros I-III del tratado De compositione medicamentorum secundum locos de Galeno, acompañada de un estudio centrado en la Historia de la Medicina. Se trata de una obra que apenas ha sido leída, pues las únicas versiones disponibles hasta el momento estaban en griego o en latín –salvo la del libro II, en español, realizada por Santana Henríquez (2005)–. El estudio tiende puentes entre diversas disciplinas con una metodología que propone abordar el texto teniendo en cuenta los aspectos filológicos, crítico-textuales y léxicos que permiten comprender su contenido, pero también las cuestiones de realia que dan cuenta de su contexto. Con ello se logra acercar esta obra, que constituye un hito en la historia de la farmacología, al lector actual y se pone de manifiesto la necesidad de preparar una edición crítica, que permita disponer de un texto más ajustado a lo que fue el original.This work is a translation into Spanish of books I-III of Galen's treatise De compositione remediorum secundum locos, accompanied by a study focused on the History of Medicine. It is a work that has barely been read, as the only versions available until now were in Greek or Latin—with the exception of book II, in Spanish, translated by Santana Henríquez (2005). The study builds bridges between various disciplines with a methodology that proposes to approach the text taking into account the philological, critical-textual, and lexical aspects that allow understanding of its content, but also the realia issues that account for its context. This brings this work, which constitutes a milestone in the history of pharmacology, closer to the modern reader and highlights the need to prepare a critical edition, which would allow a text more aligned with what the original was.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Història de la Ciènci
Immune evasive mechanisms in breast cancer micrometastasis
No full textIn metastasis, the existence of tumor cells overcoming the immune system during early organ seeding is crucial, yet the dynamics of tumor-immune interactions during micrometastasis remain unclear. Identifying the vulnerabilities of micrometastases before outbreaking into macrometastases can change therapeutic opportunities for metastasis. Here, we report a novel function of TIM3 in tumor cells, leading micrometastasis survival and immune-escape. Examining the immune selective pressure in breast cancer (BC) metastasis mouse models, we unexpectedly found TIM3 among the most upregulated genes in metastatic surviving BC cells. The selection of TIM3+ tumor cells, is specifically occurring during early seeding of micrometastasis, escaping the immune attack and acquiring stemness. Single-cell RNA-seq of CD45+ immune cells revealed reprogramming of immunosuppressive γδ T cells in TIM3+ micrometastasis, licensing the immune escape metastatic outbreak. Mechanistically, TIM3 loss led to reduced b-catenin signaling in tumor cells, diminishing aggressiveness. Clinical data confirmed increased TIM3+ tumor cells in BC metastasis, and the presence of TIM3+ tumor cells conferred high risk of relapse and poor survival in BC patients. TIM3 blockade therapy reduced the metastatic seeding and overall metastasis in preclinical models. These findings provide a new understanding of micrometastasis and the potential use of TIM3 blockade therapies in subclinical metastasis.En metàstasi, l'existència de cèl·lules tumorals que superen el sistema immunitari durant la sembra d'òrgans primerenques és crucial, però la dinàmica de les interaccions tumor-immune durant la micrometàstasi no està clara. Identificar les vulnerabilitats de les micrometàstasis abans d'esclatar en macrometàstasis pot canviar les oportunitats terapèutiques per a la metàstasi. Aquí, informem d'una nova funció de TIM3 a les cèl·lules tumorals, que lidera la supervivència de la micrometàstasi i la fugida immune. Examinant la pressió immune selectiva en models de ratolí de metàstasi de càncer de mama (CM), vam trobar inesperadament TIM3 entre els gens més regulats a les cèl·lules CM metastàtiques supervivents. La selecció de cèl·lules tumorals TIM3+ es produeix específicament durant la sembra precoç de la micrometàstasi, escapant de l'atac immunitari i adquirint tija. L'ARN-seq d'una sola cèl·lula de cèl·lules immunitàries CD45 + va revelar la reprogramació de cèl·lules T γδ immunosupressores a la micrometàstasi TIM3 +, donant llicència al brot metastàsic d'escapament immune. Mecànicament, la pèrdua de TIM3 va provocar una reducció de la senyalització de β-catenina a les cèl·lules tumorals, disminuint l'agressivitat. Les dades clíniques van confirmar un augment de les cèl·lules tumorals TIM3+ en la metàstasi de CM i la presència de cèl·lules tumorals TIM3+ va conferir un alt risc de recaiguda i una mala supervivència en pacients amb CM. La teràpia de bloqueig TIM3 va reduir la sembra metastàtica i la metàstasi global en models preclínics. Aquestes troballes proporcionen una nova comprensió de la micrometàstasi i l'ús potencial de les teràpies de bloqueig de TIM3 en metàstasi subclínica.Programa de Doctorat en Biomedicin
Temperature exposure and children's brain development
No full textIn the context of the ongoing climate change emergency, there is growing concern about the impacts of increasingly extreme temperatures on children’s health, but the effects of extreme temperatures on children's brain development remain underexplored. This thesis investigated the effects of temperature exposure on brain structure and function in children, identifying potential susceptibility periods. The three studies of this thesis were embedded within the Generation R Study, a birth cohort in Rotterdam. Residential-level ambient temperatures were estimated with the high-resolution climate model UrbClim. Children underwent three magnetic resonance imaging brain scans at mean ages 8, 10, and 14, in which brain microstructure, macrostructure, and functional connectivity were assessed. Results showed that exposure to extreme temperatures was associated with poorer white matter integrity, slower growth of the thalamus and hippocampus, and lower functional connectivity in three resting-state networks. Children in lower socioeconomic status neighbourhoods were more susceptible to cold exposure. These results suggest that exposure to high and low temperatures during childhood may affect brain structure and function, potentially influencing children’s behavioural and cognitive development.En el context de l'emergència climàtica actual, ha crescut la preocupació pels efectes de les temperatures extremes en la salut infantil, tot i que els seus impactes en el desenvolupament cerebral dels infants no s’han investigat. Aquesta tesi ha investigat els efectes de l'exposició a la temperatura sobre l'estructura i funció cerebrals dels nens i nenes, identificant possibles períodes de susceptibilitat. Els tres estudis inclosos en aquesta tesi es van dur a terme en el marc del Generation R Study, una cohort de naixements a Rotterdam. Les temperatures ambientals a nivell residencial es van estimar amb el model d’alta resolució UrbClim. Els nens i nenes van participar en tres ressonàncies magnètiques cerebrals als 8, 10 i 14 anys, on es van avaluar la microestructura, la macroestructura i la connectivitat funcional del cervell. L'exposició a temperatures extremes es va associar amb una menor integritat de la microestructura de la substància blanca, un creixement més lent del tàlem i l’hipocamp, i una menor connectivitat funcional en tres xarxes cerebrals. Els infants de barris amb un menor nivell socioeconòmic van ser més susceptibles a l'exposició al fred. Aquests resultats suggereixen que l’exposició a temperatures altes i baixes durant el desenvolupament infantil pot afectar a l’estructura i la funció del cervell, potencialment influint el desenvolupament conductual i cognitiu dels nens i nenes.Programa de Doctorat en Biomedicin
Inner Mongolians’ everyday forms of resistance to the dual displacement from place and culture: On oral traditions, physical places, and metaphysical relations
No full textActualmente, el món s'enfronta a crisis interrelacionades de caràcter mediambiental, social i polític. En el centre d'aquests desafiaments domina una manera de ser que ha consagrat la ideologia del creixement, fomentant una elit global i permetent institucions autoritàries i antidemocràtiques. Aquestes forces amenacen amb esborrar les diverses perspectives epistèmiques i ontològiques del món. Les comunitats indígenes i marginades, especialment, s'han enfrontat a múltiples formes de desplaçament: geogràfic, cultural i temporal. Cada vegada és més urgent comprendre com aquestes comunitats resisteixen a les estructures hegemòniques, ja que les seves diverses maneres de ser i conèixer són fonamentals per a abordar les crisis a les quals ens enfrontem. Encara que la literatura acadèmica ha reconegut la importància de preservar aquestes maneres de ser, s'ha prestat menys atenció als llocs autèntics i quotidians on resideix aquest coneixement ocult.
A causa d'aquestes circumstàncies, aquesta tesi explora com els mongols de l'interior es resisteixen a les formes entrecreuades de poder, posant especial atenció en el poder estatal ; així com examinant la colonialitat endurable que soscava les relacions ontològiques i epistemològiques mongoles. Per a analitzar aquestes dinàmiques, s’empra tant teories decoloniales com de decreixement. En concret, identifica i examina els pilars clau de l'estil de vida i la cosmovisió de Mongòlia Interior sota pressions sistèmiques. Els capítols empírics il·lustren les formes quotidianes de resistència mitjançant les quals els mongols mantenen la seva autonomia i afirmen la seva capacitat d'acció. Aquestes conclusions es basen en un estudi etnogràfic de 10 mesos de durada en Ujimchin Oriental, Mongòlia Interior (la Xina), complementat amb les percepcions de set anys de compromís continu en relació amb el lloc dels fets.
La tesi comença situant aquests actes quotidians de resistència en un context històric, examinant la relació entre Mongòlia Interior i la Xina per a comprendre la dialèctica de la historicitat i la resistència. A continuació, aprofundeix en les tradicions orals, com la poesia i el cant (capítol IV) i la narració d'històries a través de jocs tradicionals (capítol V), com a pilars de la resistència. En aquests costums està camuflat un coneixement ocult que revela les realitats viscudes pels mongols, proposant contra-arguments als relats de construcció nacional que han estat imposats per l'Estat xinès.
A continuació, l'atenció se centra en els espais materials i físics de resistència, amb una anàlisi de la iurta com a lloc de funcionalitat i continuïtat cultural (Capítol VI). Malgrat els esforços de l'Estat per deslegitimar o desplaçar aquests espais, la vida en iurtes continua sent important, encara que amb formes noves i canviants. A continuació s'exploren les dimensions metafísiques de la resistència, centrant-se especialment en l'ofrena Ovoo, un ritual que encarna aspectes clau de l'ontologia relacional mongola (Capítol VII). Aquest ritual situa el món més-que-humà per mitjà de la sanctificació de llocs específics, desafiant directament la ideologia productivista que redueix les prades a un lloc de mera extracció i producció. A través de les relacions espirituals amb les deïtats de la terra i els avantpassats, els mongols afirmen una visió del món que contraresta les narratives i polítiques estatals homogeneïtzadores. Aquestes dimensions espirituals enriqueixen i aprofundeixen altres formes de resistència quotidiana.
Donats els riscos i la impracticabilitat de la resistència oberta a Mongòlia Interior, les formes quotidianes de resistència adquireixen major importància. Aquests actes subtils garanteixen la persistència dels modes de vida, la producció de coneixements i la transmissió cultural mongols en condicions d'opressió. En localitzar els guions ocults de la vida quotidiana, aquesta recerca contribueix a la importància d'ampliar la comprensió analítica de la resistència, ja que dona veu a les persones més oprimides.Actualment, el mundo se enfrenta a crisis interrelacionadas de carácter medioambiental, social y político. En el centro de estos desafíos domina una forma de ser que ha consagrado la ideología del crecimiento, fomentando una élite global y permitiendo instituciones autoritarias y antidemocráticas. Estas fuerzas amenazan con borrar las diversas perspectivas epistémicas y ontológicas del mundo. Las comunidades indígenas y marginadas, especialmente, se han enfrentado a múltiples formas de desplazamiento: geográfico, cultural y temporal. Cada vez es más urgente comprender cómo estas comunidades resisten a las estructuras hegemónicas, ya que sus diversas formas de ser y conocer, son fundamentales para abordar las crisis a las que nos enfrentamos. Aunque la literatura académica ha reconocido la importancia de preservar estas formas de ser, se ha prestado menos atención a los lugares auténticos y cotidianos donde reside ese conocimiento oculto.
Debido a estas circunstancias, esta tesis explora cómo los mongoles del interior se resisten a las formas entrecruzadas de poder, poniendo especial atención en el poder estatal ; así como examinando la colonialidad endurable que socava las relaciones ontológicas y epistemológicas mongolas. Para analizar estas dinamicas se emplea tanto teorías decoloniales como de decrecimiento. En concreto, identifica y examina los pilares clave del estilo de vida y la cosmovisión de Mongolia Interior bajo presiones sistémicas. Los capítulos empíricos ilustran las formas cotidianas de resistencia mediante las cuales los mongoles mantienen su autonomía y afirman su capacidad de acción. Estas conclusiones se basan en un estudio etnográfico de 10 meses de duración en Ujimchin Oriental, Mongolia Interior (China), complementado con las percepciones de siete años de compromiso continuo en relación con el lugar de los hechos.
La tesis comienza situando estos actos cotidianos de resistencia en un contexto histórico, examinando la relación entre Mongolia Interior y China para comprender la dialéctica de la historicidad y la resistencia. A continuación, profundiza en las tradiciones orales, como la poesía y el canto (capítulo IV) y la narración de historias a través de juegos tradicionales (capítulo V), como pilares de la resistencia. En estas costumbres está camuflado un conocimiento oculto que revela las realidades vividas por los mongoles, proponiendo contraargumentos a los relatos de construcción nacional que han sido impuestos por el Estado chino.
A continuación, la atención se centra en los espacios materiales y físicos de resistencia, con un análisis de la yurta como lugar de funcionalidad y continuidad cultural (Capítulo VI). A pesar de los esfuerzos del Estado por deslegitimar o desplazar estos espacios, la vida en yurtas sigue siendo importante, aunque con formas nuevas y cambiantes. A continuación se exploran las dimensiones metafísicas de la resistencia, centrándose especialmente en la ofrenda Ovoo, un ritual que encarna aspectos clave de la ontología relacional mongola (Capítulo VII). Este ritual sitúa el mundo más-que-humano mediante la santificación de lugares específicos, desafiando directamente la ideología productivista que reduce las praderas a un lugar de mera extracción y producción. A través de las relaciones espirituales con las deidades de la tierra y los antepasados, los mongoles afirman una visión del mundo que contrarresta las narrativas y políticas estatales homogeneizadoras. Estas dimensiones espirituales enriquecen y profundizan otras formas de resistencia cotidiana.
Dados los riesgos y la impracticabilidad de la resistencia abierta en Mongolia Interior, las formas cotidianas de resistencia adquieren mayor importancia. Estos actos sutiles garantizan la persistencia de los modos de vida, la producción de conocimientos y la transmisión cultural mongoles en condiciones de opresión.
Al localizar los guiones ocultos de la vida cotidiana, esta investigación contribuye a la importancia de ampliar la comprensión analítica de la resistencia, ya que da voz a las personas más oprimidas.The world is currently grappling with intersecting crises—environmental, social, and political. At the heart of these challenges lies a dominant way of being that has enshrined the growth ideology, fostering a global elite and enabling authoritative, anti-democratic institutions. These forces threaten to erase the world’s diverse epistemic and ontological perspectives. Indigenous and marginalized communities, in particular, have faced multiple forms of displacement—geographical, cultural, and temporal. Understanding how these communities resist hegemonic structures is increasingly urgent, as their diverse ways of being and knowing are critical to addressing the crises we face. While scholarship has acknowledged the importance of preserving these ways of being, less attention has been given to the authentic, everyday sites where such hidden knowledge resides.
Against this backdrop, this thesis explores how Inner Mongolians resist intersecting forms of power, with a particular focus on state power. It examines the enduring coloniality that undermines Mongolian ontological and epistemological relationships, employing both decolonial and degrowth theories to analyze these dynamics. Specifically, it identifies and examines the key pillars of the Inner Mongolian lifestyle and cosmovision under systemic pressures. The empirical chapters illuminate the everyday forms of resistance through which Mongolians maintain autonomy and assert agency. These findings are grounded in a 10-month ethnographic study in East Ujimchin, Inner Mongolia, China, supplemented by insights from seven years of ongoing engagement with the field site.
The thesis begins by situating these everyday acts of resistance within a historical context, examining the relationship between Inner Mongolia and China to understand the dialectics of historicity and resistance. It then delves into oral traditions, including poetry and song (Chapter IV) and storytelling through traditional games (Chapter V), as sites of resistance. These practices locate hidden bodies of knowledge that shed light on the lived realities of Mongolians, offering counternarratives to the nation-building narratives imposed by the Chinese state.
Next, the focus shifts to the material and physical spaces of resistance, with an analysis of the yurt as a locus of functionality and cultural continuity (Chapter VI). Despite state-led efforts to delegitimize or displace these spaces, yurt-based living maintains importance, albeit in new and evolving ways. This is followed by an exploration of the metaphysical dimensions of resistance, particularly focusing on the Ovoo offering—a ritual that embodies key aspects of Mongolian relational ontology (Chapter VII). This ritual situates the more-than-human world by sanctifying specific places, directly challenging the productivist ideology that reduces the grassland to a site of mere extraction and production. Through spiritual relationships with land deities and ancestors, Mongolians assert a worldview that counters homogenizing state narratives and policies. These spiritual dimensions enrich and deepen other forms of everyday resistance.
Given the risks and impracticalities of overt resistance in Inner Mongolia, everyday forms of resistance take on heightened significance. These subtle acts ensure that Mongolian ways of life, knowledge production, and cultural transmission persist under oppressive conditions. In locating the hidden scripts of everyday life, this research contributes to the importance of expanding the analytical understanding of resisting as it gives agency and voice to the most oppressed people.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Ambiental
Characterization of underground neutron fluxes by experimental measurements, Monte Carlo simulations and improvement of (α,n) nuclear data
No full textTesi amb menció de Doctorat Internacional(English) Cosmic radiation interacts with any material on the surface of the Earth, in particular with the radiation detectors used in scientific research, resulting in a radiation background that could become one of the main limiting factors that determines the feasibility of the measurement. To overcome such a limitation, rare event experiments in fields such as neutrino physics, direct searches of dark matter, and nuclear astrophysics have to be carried out in underground laboratories. The rock overburden shields most of the cosmic radiation, but experiments still require carefully designed radiation shielding to avoid the impact from the underground radiation. This radiation comes mainly from (α,n) reactions and spontaneous fission processes caused by the intrinsic radioactivity of the walls of the laboratory. As a consequence, a precise characterization of the underground radiation fluxes is crucial for many experiments.
Neutrons are one of the main radiation types that affect underground experiments. The High Efficiency Neutron Spectrometry Array (HENSA) is a high-efficiency neutron detection system that was designed to characterize the neutron flux in underground laboratories. Today, the spectrometer has been used in facilities such as the Canfranc Underground Laboratory (LSC) in Spain, the underground facility Felsenkeller in Germany, and the Gran Sasso National Laboratory (LNGS) in Italy.
This thesis is focused on the characterization of the neutron flux at LSC, in particular in hall B of the facility named LAB2400. To do that, experimental measurements with HENSA are combined with Monte Carlo calculations. For more than four years, neutron data were acquired in the same location within hall B. It was found that the neutron flux remained stable during the whole measurement, with any possible fluctuation being smaller than the monthly resolution of the spectrometer. The results of HENSA, in particular the magnitude and energy distribution of the neutron flux were also used to asses the impact of such neutrons on the background of the ANAIS-112 dark matter experiment, which is located close to the setup of HENSA.
In collaboration with the ANAIS team, the impact of underground neutrons on the background of ANAIS-112 was found to be negligible. Furthermore, the impact of (α,n) data on Monte Carlo calculations of the underground neutron flux was studied.
Recent technical meetings organized by the International Atomic Energy Agency (IAEA) have concluded that there is a need to improve nuclear data on (α,n) reactions. Such reactions are of primary interest not only in underground physics but also in fields such as nuclear astrophysics, medical physics, technologies, and non-destructive assays for spent fuel management applications. To improve the status of the nuclear data, the Measurement of Alpha Neutron Yields and spectra (MANY) collaboration was formed. The project is based on the use of the currently existing infrastructure in Spain, in particular the α beams produced by the accelerators at CMAM (Centro de Micro-Análisis de Materiales) and CNA (Centro Nacional de Aceleradores).
In the context of the MANY collaboration, the final part of the present thesis deals with the design and development of a new moderated neutron counter, miniBELEN,
to perform measurements of (α,n) production yields and reaction cross sections. The analysis of the commissioning measurement using aluminum targets is also discussed. The results obtained are consistent with the existing data in the literature, showing that miniBELEN is able to perform measurements of (α,n) yields and cross sections.
The measurement also produced new data for the cross section of 27Al(α,n)30P for alpha energies greater than 5.5 MeV.(Català) La radiació còsmica ionitzant interactua amb qualsevol material present a la superfície terrestre, en particular amb els detectors de radiació ionitzant que es fan servir en investigacions científiques. El resultat és un fons de radiació que pot ser un dels factors més importants que limiten la nostra capacitat de fer una mesura. Per evitar aquest problema, els experiments on la taxa de detecció és molt baixa, en camps com la física de neutrons, la cerca de matèria fosca o l’astrofísica nuclear, han de fer-se en laboratoris subterranis. En aquest tipus d’instal·lacions l’escorça terrestre absorbeix la major part de la radiació. Tot i això, segueix sent necessari protegir els experiment fent servir blindatges específicament dissenyats per reduir el fons de radiació. Sota terra, aquesta radiació prové majoritàriament de la radioactivitat intrínseca de les parets del laboratori, sobretot neutrons emesos en fissions espontànies i en reaccions induïdes per partícules alfa, també dites reaccions (α,n). Conseqüentment, un bon coneixement sobre els fluxos de radiació als laboratoris subterranis és crucial per molts experiments.
Els neutrons són un dels tipus de radiació ironitzant que més impacte té en experiments subterranis. Per caracteritzar-ne el seu flux ja fa anys que es va dissenyar l’espectròmetre HENSA (de l’anglès High Efficiency Neutron Spectrometry Array). Fins avui HENSA s’ha fet servir al Laboratori Subterrani de Canfranc (LSC), a Espanya, al laboratori subterrani de Felsenkeller, a Alemanya, i al Laboratori Nacional del Gran Sasso (LNGS), a Itàlia.
Aquest treball tracta sobretot de la caracterització del flux de neutrons al LSC, en particular dins la sala B de la instal·lació anomenada LAB2400. Per fer-ho, s’han combinat mesures experimentals amb HENSA i simulacions Monte Carlo. Durant més de quatre anys HENSA ha adquirit dades en un lloc fix dins la sala B. Els resultats mostren un flux de neutrons molt estable. Qualsevol possible fluctuació és menor que la resolució mensual de l’espectròmetre. Els resultats, sobretot la intensitat total del flux de neutrons i el seu espectre d’energies, s’han fet servir per estudiar l’impacte que aquests neutrons tenen en l’experiment de matèria fosca ANAIS-112, que es troba a pocs metres del detector HENSA. En col·laboració amb l’equip de l’experiment ANAIS hem vist que l’impacte d’aquests neutrons és negligible. Finalment, s’ha estudiat també l’impacte de les dades nuclears sobre reaccions (α,n) en les simulacions Monte Carlo del flux subterrani de neutrons.
En diverses reunions tècniques organitzades recentment per la Organització Internacional de l’Energia Atòmica (IAEA en anglès) s’ha conclòs que hi ha una necessitat de millorar l’estatus de les dades nuclears sobre reaccions (α,n). Aquest tipus de reaccions, com s’ha mencionat, tenen molt d’interès en la física subterrània. A més a més, les reaccions (α,n) també són d’interès en camps com l’astrofísica nuclear, la física mèdica, les tecnologies nuclears i els assajos no destructius en fuel nuclear. Per tal de millorar-ne les dades disponibles es formà la col·laboració MANY (de l’anglès Measurement of Alpha Neutron Yields and spectra). La col·laboració fa servir els feixos de partícules alfa produïts al Centre de Micro-Anàlisis de Materials (CMAM), a Madrid, i al Centre Nacional d’Acceleradors (CNA), a Sevilla.
En el context de la col·laboració MANY, la part final d’aquest treball tracta sobre el disseny i desenvolupament d’un nou detector moderat de neutrons, miniBELEN, per fer-lo servir en mesures de taxes producció de neutrons i seccions eficaç en reaccions (α,n). També es descriu l’anàlisi de la campanya experimental fent servir un blanc d’alumini i se’n presenten els resultats, que són consistents amb els treballs previs ja existents. A més a més, s’han obtingut dades noves per la secció eficaç de la reacció 27Al(α,n)30P a energies de les partícules alfa superiors als 5.5 MeV.(Español) La radiación cósmica ionizante interactúa con cualquier material presente en la superficie terrestre, en particular los detectores de radiación ionizan usados en investigaciones científicas. El resultado es un fondo de radiación que puede ser un de los factores más importantes que limitan nuestra capacitad de medir. Para evitar este problema, los experimentos donde la tasa de detección es muy baja, en campos como la física de neutrinos, la búsqueda de materia oscura o astrofísica nuclear, han de hacerse en laboratorios subterráneos. En este tipo de instalaciones la corteza terrestre absorbe la mayor parte de la radiación. Todo y esto, sigue siendo necesario proteger los experimentos usando blindajes específicamente diseñados para reducir el fondo de radiación. Bajo tierra, esta radiación proviene mayormente de la radioactividad intrínseca de las paredes del laboratorio, sobre todo neutrones emitidos en fisiones espontáneas y en reacciones inducidas por partículas alfa, también llamada reacciones (α,n). Consecuentemente, un buen conocimiento de los flujos de radiación en laboratorios subterráneos es crucial para muchos experimentos.
Los neutrones son unos de los tipos de radiación ionizante que más impacto tienen en experimentos subterráneos. Para caracterizar su flujo hace años se diseñó el espectrómetro HENSA. Has hoy HENSA se ha utilizado en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC), en España, en el laboratorio subterráneo Felsenkeller, en Alemania, y en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso (LNGS), en Italia.
Este trabajo trata sobre todo sobre la caracterización del flujo de neutrones en el LSC, en particular dentro de la sala B de la instalación conocida como LAB2400. Para hacerlo, se han combinado medidas experimentales con HENSA y simulaciones Monte Carlo. Durante más de cuatro años HENSA ha adquirido datos en una posición fija dentro la sala B.
Los resultados muestran un flujo de neutrones muy estable. Cualquier posible fluctuación es menor que la resolución mensual del espectrómetro. Los resultados, sobre todo la intensidad total del flujo de neutrones y su espectro de energías, se han utilizado para estudiar el impacto que estos neutrones tienen en el experimento de materia oscura ANAIS-112, que se encuentra a pocos metros del detector HENSA. En colaboración con el equipo del experimento ANAIS hemos visto que el impacto de estos neutrones es despreciable. Finalmente, también se ha estudiado el impacto de los datos nucleares sobre reacciones (α,n) en las simulaciones Monte Carlo del flujo subterráneo de neutrones.
En varias reuniones técnicas organizadas recientemente por la Organización Internacional de la Energía Atómica (IAEA en inglés) se ha concluido que existe la necesidad de mejorar el estatus de los datos nucleares sobre reacciones (α,n). Este tipo de reacciones, como se ha mencionado, son de gran interés en la física subterránea. Además, las reacciones (α,n) también son de interés en campos como la astrofísica nuclear, la física médica, las tecnologías nucleares y los ensayos no destructivos en combustible nuclear. Con el fin de mejorar los datos disponibles se formó la colaboración MANY. La colaboración utiliza los haces de partículas alfa producidos en el Centro de Micro-Análisis de Materiales (CMAM), en Madrid, y en el Centro Nacional de Aceleradores (CNA), en Sevilla.
En el contexto de la colaboración MANY, la parte final de este trabajo trata sobre el diseño y desarrollo de un nuevo detector moderado de neutrones, miniBELEN, para emplearlo en medidas de tasas de producción de neutrones y secciones eficaces en reacciones (α,n). También se describe el análisis de la campaña experimental utilizando un blanco de aluminio y se presentan los resultados, que son consistentes con los trabajos previos ya existentes. Además, se han obtenido nuevos datos para la sección eficaz de la reacción 27Al(α,n)30P a energías de las partículas alfa superiores a 5.5 MeV.DOCTORAT EN ENGINYERIA NUCLEAR I DE LES RADIACIONS IONITZANTS (Pla 2012
Functional safety for highly automated vehicles
No full textTesi amb menció de Doctorat Internacional(English) The rapid advancement of autonomous vehicle technologies offers significant opportunities to improve road safety, but also introduces challenges to ensure compliance with established safety standards. This thesis focuses on guaranteeing functional safety in highly automated vehicles (SAE Levels 4-5), ensuring adherence to ISO~26262, which governs safety risks in electrical and electronic systems.
To address these challenges, this work introduces a behavior tree-based supervisor that transforms static functional safety analyses into runtime monitoring, ensuring real-time compliance with safety requirements. The supervisor is formally verified using temporal logic to guarantee correctness under all operational conditions. Furthermore, a zonotopic LPV-EKF observer is developed for robust fault detection and isolation, improving the reliability of sensor-based vehicle state estimation under bounded uncertainties. Complementing these contributions, a data-driven zonotopic predictive control framework with functional safety guarantees is proposed. This framework integrates reachability analysis to guide vehicles toward predefined safe states in the presence of system-level anomalies and is formally verified through temporal logic specifications.
The methodologies presented are validated on autonomous Renault Zoe and Mégane platforms, demonstrating their practical effectiveness in ensuring functional safety in autonomous driving under real-world scenarios.(Català) El ràpid avenç de les tecnologies dels vehicles autònoms ofereix oportunitats significatives per millorar la seguretat viària, però també planteja reptes per garantir el compliment dels estàndards de seguretat establerts. Aquesta tesi es centra a garantir la seguretat funcional en vehicles altament automatitzats (nivells d’automatització SAE 4-5), assegurant l’adhesió a la norma ISO~26262, que regula els riscos de seguretat en els sistemes elèctrics i electrònics.
Per abordar aquests reptes, es presenta un supervisor basat en arbres de comportament que transforma les anàlisis estàtiques de seguretat funcional en supervisió en temps real, assegurant el compliment dels requisits de seguretat durant el funcionament. Aquest supervisor està verificat formalment mitjançant lògica temporal, garantint-ne la correcció sota totes les condicions operatives. A més, es desenvolupa un observador zonotòpic LPV-EKF per a la detecció i aïllament de fallades, millorant la fiabilitat de l’estimació de l’estat del vehicle basada en sensors amb incerteses acotades. Com a complement, es proposa un marc de control predictiu zonotòpic basat en dades, amb garanties de seguretat funcional. Aquest marc integra l’anàlisi de l’assolibilitat per guiar el vehicle cap a estats segurs predefinits en presència d’anomalies a escala de sistema i està verificat formalment mitjançant especificacions de lògica temporal.
Les metodologies presentades es validen en plataformes autònomes Renault Zoe i Mégane, demostrant-ne l’efectivitat pràctica per avançar en la seguretat funcional de la conducció autònoma en escenaris reals.(Español) El rápido avance de las tecnologías de vehículos autónomos ofrece importantes oportunidades para mejorar la seguridad vial, pero también plantea desafíos para garantizar el cumplimiento de los estándares de seguridad establecidos. Esta tesis se centra en garantizar la seguridad funcional en vehículos altamente automatizados (niveles de automatización SAE 4-5), asegurando la conformidad con la norma ISO~26262, que regula los riesgos de seguridad en los sistemas eléctricos y electrónicos.
Para abordar estos desafíos, se presenta un supervisor basado en árboles de comportamiento que transforma los análisis estáticos de seguridad funcional en supervisión en tiempo de ejecución, asegurando el cumplimiento en tiempo real de los requisitos de seguridad. Este supervisor está verificado formalmente mediante lógica temporal, garantizando su corrección bajo todas las condiciones operativas. Además, se desarrolla un observador zonotópico LPV-EKF para la detección y aislamiento de fallos, mejorando la fiabilidad de la estimación del estado del vehículo basada en sensores bajo incertidumbres acotadas. Complementando estas contribuciones, se propone un marco de control predictivo zonotópico basado en datos, con garantías de seguridad funcional. Este marco integra el análisis de alcanzabilidad para guiar el vehículo hacia estados seguros predefinidos en presencia de anomalías a nivel del sistema y está verificado formalmente mediante especificaciones de lógica temporal.
Las metodologías presentadas se validan en plataformas autónomas Renault Zoe y Mégane, demostrando su efectividad práctica para avanzar en la seguridad funcional de la conducción autónoma en escenarios del mundo real.DOCTORAT EN AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ (Pla 2013
Myco-remediation of organophosphate flame retardants: from laboratory insights to reactor application
No full textAquesta tesi doctoral tracta l'ús de fongs de podridura blanca (WRF), concretament Trametes
versicolor i Ganoderma lucidum, per a la bioremediació de retardants de flama
organofosforats (OPFRs), centrant-se en el tri-n-butil fosfat (TBP) i el tris(2-cloroetil) fosfat
(TCEP). Aquests compostos es detecten sovint en entorns aquàtics i generen una preocupació
creixent per la seva persistència, toxicitat i resistència als tractaments convencionals d'aigües
residuals. El treball explora l’aplicació del tractament amb fongs en biorreactors operats en
condicions realistes i no estèrils, amb l’objectiu d’avaluar-ne el potencial per a la
implementació pràctica.
L’estudi comença amb la selecció de diverses soques de Ganoderma segons la seva activitat
enzimàtica i capacitat de decoloració de colorants, donant com a resultat la selecció de G.
resinaceum com la candidata més adequada per a estudis posteriors. A més, es van avaluar
tres fongs ligninolítics—G. lucidum, T. versicolor i Phanerochaete velutina—per la seva
capacitat per degradar TBP i TCEP, confirmant una elevada eliminació de TBP per part de G.
lucidum i T. versicolor (>99%) i identificant el sistema enzimàtic citocrom P450 com a via
principal de degradació.
Més endavant, es van provar diferents configuracions de biorreactors per avaluar l'eficiència
de la colonització fúngica sobre suports lignocel·lulòsics en condicions d'estat sòlid. Entre
aquestes, es va desenvolupar un biorreactor de llit percolador modificat (MTBR) per millorar
la colonització vertical, obtenint una distribució uniforme de biomassa i nivells més alts
d’ergosterol respecte a altres sistemes.
Tot seguit, es va aplicar un biorreactor de llit percolador per al tractament de TBP amb T.
versicolor en condicions no estèrils. Es van identificar diversos productes de transformació,
aportant informació sobre la possible via de degradació. El reactor també va mantenir
l’estabilitat microbiològica durant tot el període de tractament, demostrant la seva robustesa
en condicions realistes.
Finalment, el sistema es va provar amb G. lucidum per a l’eliminació simultània de TBP i
TCEP sota operació contínua durant un període prolongat, confirmant la reproductibilitat de
l’enfocament i la seva aplicabilitat a altres OPFRs. En conjunt, la tesi aporta nous
coneixements sobre sistemes de tractament basats en fongs i avala el seu potencial com a
alternatives viables, de baix cost i sostenibles per a la remediació d’aigües residuals
contaminades amb OPFRs, amb un clar potencial per a l’aplicació a escala real.Esta tesis doctoral aborda el uso de hongos de pudrición blanca (WRF), concretamente
Trametes versicolor y Ganoderma lucidum, para la biorremediación de retardantes de llama
organofosforados (OPFRs), centrándose en el tri-n-butil fosfato (TBP) y el tris(2-cloroetil)
fosfato (TCEP). Estos compuestos se detectan con frecuencia en entornos acuáticos y suscitan
una preocupación creciente debido a su persistencia, toxicidad y resistencia a los tratamientos
convencionales de aguas residuales. El trabajo explora la aplicación de tratamientos fúngicos
en biorreactores operados en condiciones realistas y no estériles, con el fin de evaluar su
potencial para una implementación práctica.
El estudio comienza con la evaluación de varias cepas de Ganoderma por su actividad
enzimática y capacidad de decoloración de tintes, lo que llevó a la selección de G. resinaceum
como la candidata más adecuada para estudios posteriores. Además, se evaluaron tres hongos
ligninolíticos—G. lucidum, T. versicolor y Phanerochaete velutina—por su capacidad de
degradar TBP y TCEP, confirmándose una elevada eliminación de TBP por parte de G.
lucidum y T. versicolor (>99%) y la implicación del sistema enzimático citocromo P450 como
principal vía de degradación.
Posteriormente, se probaron diferentes configuraciones de biorreactores para evaluar la
eficiencia de colonización fúngica sobre soportes lignocelulósicos en condiciones de estado
sólido. Entre ellas, se desarrolló un biorreactor de lecho percolador modificado (MTBR) para
mejorar la colonización vertical, mostrando una distribución uniforme de biomasa y niveles
más altos de ergosterol en comparación con otros sistemas.
A continuación, se aplicó un biorreactor de lecho percolador para el tratamiento de TBP
utilizando T. versicolor en condiciones no estériles. Se identificaron varios productos de
transformación, lo que permitió esclarecer la posible vía de degradación. El reactor también
mantuvo una estabilidad microbiológica adecuada durante todo el periodo de tratamiento,
demostrando su robustez en condiciones realistas.
Finalmente, el sistema fue probado con G. lucidum para la eliminación conjunta de TBP y
TCEP en régimen continuo durante un periodo prolongado, confirmando la reproducibilidad
del enfoque y su aplicabilidad a otros OPFRs. En conjunto, la tesis aporta nuevos
conocimientos sobre sistemas de tratamiento basados en hongos y respalda su potencial como
alternativas viables, económicas y sostenibles para la remediación de aguas residuales
contaminadas con OPFRs, con un claro potencial para su aplicación a escala real.This doctoral thesis addresses the use of white-rot fungi (WRF), specifically Trametes
versicolor and Ganoderma lucidum, for the bioremediation of organophosphate flame
retardants (OPFRs), focusing on tri-n-butyl phosphate (TBP) and tris(2-chloroethyl)
phosphate (TCEP). These compounds are frequently detected in aquatic environments and are
of increasing concern due to their persistence, toxicity, and resistance to removal by
conventional wastewater treatment technologies. The work explores the application of fungal
treatment in bioreactors operated under realistic, non-sterile conditions to assess their
potential for practical implementation.
The study begins with the screening of several Ganoderma strains for their enzymatic activity
and dye decolorization capacity, leading to the selection of G. resinaceum as the most suitable
candidate for further work. Additionally, three ligninolytic fungi—G. lucidum, T. versicolor,
and Phanerochaete velutina —were evaluated for their ability to degrade TBP and TCEP,
confirming high TBP removal by G. lucidum and T. versicolor (>99%), and identifying
cytochrome P450 as the main enzymatic system involved.
Later, different bioreactor configurations were tested to evaluate the efficiency of fungal
colonization on lignocellulosic supports under solid-state conditions. Among them, a
modified trickle-bed reactor (MTBR) was developed to improve vertical colonization,
demonstrating uniform biomass distribution and higher ergosterol levels compared to other
systems.
A trickled bed reactor was subsequently applied for the treatment of TBP using T. versicolor
under non-sterile conditions. Several transformation products were identified, offering insight
into the degradation pathway. The reactor also maintained microbial stability throughout the
treatment period, confirming its robustness under realistic conditions.
Finally, the system was tested with G. lucidum for the removal of both TBP and TCEP under
continuous operation over an extended treatment period, confirming the reproducibility of the
approach and its applicability to other OPFRs. Overall, the thesis provides new insights into
fungal-based treatment systems and supports their potential as viable, low-cost, and
sustainable alternatives for the remediation of OPFR-contaminated wastewater, with clear
potential for full-scale applications.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Ambiental
Functionalization of Air Electrodes by Thin-Film Technologies in Solid Oxide Cells
No full textResum
Les Cèl·lules d’Oxid Sòlid (SOC, per les seves sigles en anglès) estan emergint com una tecnologia clau en la transició cap a un sistema energètic sostenible basat en fonts renovables i hidrogen verd. La seva elevada eficiència tant en la generació elèctrica com en la producció d’hidrogen les fa ideals per a aplicacions energètiques reversibles. Tanmateix, la seva implantació a gran escala encara està limitada per processos activats tèrmicament que requereixen altes temperatures de funcionament, fet que suposa un repte per a la seva integració. Aquestes condicions sovint condueixen a una degradació tèrmica, afectant el rendiment i la durabilitat a llarg termini de les SOC. Per això, hi ha un interès creixent en el desenvolupament de materials que permetin una activitat electroquímica més gran a temperatures més baixes i una millor estabilitat amb el temps. En aquest sentit, les capes primes (thin films) han demostrat un rendiment millorat en SOCs, amb una reducció significativa de l’ús de materials crítics, emprats en el sector energètic, com ara les SOCs, bateries de ions de liti i fotovoltaica. Aquesta tesi se centra en l’estudi de capes funcionals primes desenvolupades mitjançant diferents tecnologies i aplicades a l’electrode de l’aire, incloent-hi capes barrera primes i elèctrodes actius nanoestructurats. El treball s’ha dividit en tres parts: 1) estudi de capes barrera primes de Ce₀.₈Gd₀.₂O₂ (GDC) mitjançant magnetron sputtering, 2) desenvolupament d’un nanocompost autogenerat amb composició nominal La₀.₆Sr₀.₄CoO₃ – Ce₀.₈Sm₀.₂O₂ (LSC-SDC) mitjançant deposició làser pulsada (PLD) com a elèctrode d’oxigen actiu amb activitat i durabilitat millorades i 3) implementació de capes primes nanocompostes en dispositius SOC de gran superfície.
La primera part presenta un treball sistemàtic sobre capes primes ultrafines de GDC (200 nm) fabricades mitjançant sputtering i tractades amb processament tèrmic ràpid (RTP), com a alternativa per a una fabricació més ràpida i eficient de les SOC. Es va comprovar que les capes primes de GDC optimitzades superaven en rendiment les capes poroses impreses (SoA), amb un comportament excel·lent tant en mode pila de combustible com en electròlisi. A més, l’RTP va resultar un tractament de recuit molt eficient. Finalment, es va dur a terme amb èxit l’escalat de la capa barrera sobre SOCs de gran superfície, provant-se en un short-stack amb col·lectors de corrent convencionals (SoA).
La segona part introdueix capes primes nanocomposites autoorganitzades de LSC-SDC produïdes per PLD, presentant un estudi complet del material mitjançant tècniques avançades de caracterització. LSC-SDC va mostrar una activitat electroquímica excel·lent sota polarització anòdica, cosa que la fa adequada per a un funcionament reversible en SOC, amb una elevada estabilitat tèrmica.
Finalment, la tercera part descriu la implementació del nanocompost LSC-SDC en SOCs de gran superfície, incloent-hi el procés d’optimització per transferir l’elèctrode compost de substrats model a substrats rellevants, és a dir, semicel·les suportades en Ni-YSZ. Es va demostrar el seu bon funcionament tant en mode pila de combustible (SOFC) com en mode electròlisi (SOEC) com a elèctrode actiu autònom, amb proves de durabilitat en ambdós modes, i el procés d’escalat mitjançant PLD. Finalment, el LSC-SDC va ser provat en un short-stack conjuntament amb cel·les compostes per nanocompostos de La₀.₈Sr₀.₂MnO₃ – Ce₀.₈Sm₀.₂O₂ (LSM-SDC) i La₀.₆Sr₀.₄Co₀.₂Fe₀.₈O₃ – Ce₀.₈Sm₀.₂O₂ (LSCF-SDC), prèviament estudiats pel nostre grup en substrats de petita àrea, demostrant que els nanocompostos autogenerats poden representar una alternativa important als porosos convencionals, amb una reducció de fins al 99% en l’ús de materials crítics.
Aquesta tesi estudia el desenvolupament i integració de capes primes d’alt rendiment per a aplicacions SOC, centrant-se en la millora de la reversibilitat, durabilitat i escalabilitat. La implantació de capes barrera i elèctrodes nanoestructurats en cel·les grans destaca el seu potencial industrial.Resumen
Las Celdas de Óxido Sólido (SOC, por sus siglas en inglés) están emergiendo como una tecnología clave en la transición hacia un sistema energético sostenible basado en fuentes renovables e hidrógeno verde. Su alta eficiencia tanto en la generación de electricidad como en la producción de hidrógeno las hace ideales para aplicaciones energéticas reversibles. Sin embargo, su despliegue a gran escala sigue limitado por procesos activados térmicamente que requieren altas temperaturas de operación, lo cual plantea desafíos para su integración en aplicaciones reales. Estas condiciones a menudo provocan degradación térmica, afectando el rendimiento y la durabilidad a largo plazo de las SOC. Por tanto, existe un creciente interés en el desarrollo de nuevos materiales que permitan mayor actividad electroquímica a temperaturas más bajas y estabilidad en el tiempo. En este contexto, los recubrimientos delgados (thin films) han demostrado un rendimiento mejorado en SOCs, con notable reducción en el uso de materias primas críticas, comúnmente empleadas en el sector energético, como las SOCs, baterías de ion-litio y fotovoltaica. Esta tesis se centra en el estudio de películas funcionales delgadas desarrolladas mediante diferentes tecnologías y aplicadas en el electrodo de aire, incluyendo capas barrera y electrodos activos nanoestructurados. El trabajo se ha dividido en tres partes: 1) estudio de capas barrera de Ce₀.₈Gd₀.₂O₂ (GDC) mediante magnetron sputtering, 2) desarrollo de un nanocompuesto autogenerado con composición nominal La₀.₆Sr₀.₄CoO₃ – Ce₀.₈Sm₀.₂O₂ (LSC-SDC) mediante deposición láser pulsada (PLD) como electrodo de oxígeno activo con mayor actividad y durabilidad y 3) implementación de películas delgadas nanocompuestas en dispositivos SOC de gran área.
La primera parte presenta un trabajo sistemático sobre capas barrera ultrafinas de GDC (200 nm) fabricadas mediante sputtering y tratadas con procesamiento térmico rápido (RTP), como método alternativo para una fabricación de SOCs más rápida y eficiente. Se encontró que las películas delgadas de GDC optimizadas por sputtering superaron en rendimiento a las capas porosas de GDC impresas en pantalla (SoA), mostrando rendimiento notable tanto en modo pila de combustible y electrólisis. Además, el RTP demostró ser un tratamiento post-templado eficiente. Finalmente, se amplió con éxito el proceso de capas barrera en SOCs de gran área, y se probaron en un short-stack con electrodos y colectores de corriente convencionales (SoA).
La segunda parte introduce películas delgadas nanocompuestas autoensambladas de LSC-SDC producidas por PLD, presentando un estudio detallado del material mediante técnicas avanzadas de caracterización. LSC-SDC mostró notable actividad electroquímica bajo polarización anódica, lo que lo hace adecuado para funcionamiento reversible en SOCs, junto con alta estabilidad térmica.
Finalmente, la tercera parte describe la implementación del nanocompuesto LSC-SDC en SOCs de gran área, incluyendo el proceso de optimización para transferir el electrodo compuesto desde sustratos modelo a soportes tecnológicamente relevantes, es decir, semiceldas soportadas en Ni-YSZ. Se demostró su rendimiento tanto en modo pila de combustible (SOFC) como en modo electrólisis (SOEC) como electrodo activo autónomo, con pruebas de durabilidad realizadas en ambos modos de operación, y su escalado mediante PLD. LSC-SDC fue finalmente probado en un short-stack junto con otras celdas compuestas por nanocompuestos de La₀.₈Sr₀.₂MnO₃ – Ce₀.₈Sm₀.₂O₂ (LSM-SDC) y La₀.₆Sr₀.₄Co₀.₂Fe₀.₈O₃ – Ce₀.₈Sm₀.₂O₂ (LSCF-SDC), previamente estudiados por nuestro grupo en sustratos de pequeña área, demostrando que los nanocompuestos autogenerados pueden representar una alternativa importante a los electrodos porosos convencionales, permitiendo una reducción de hasta el 99% en el uso de materias primas críticas. Esta tesis proporciona un estudio exhaustivo sobre el desarrollo e integración de películas delgadas de alto rendimiento para aplicaciones SOC, con énfasis en la mejora de reversibilidad, durabilidad y escalabilidad. La implementación exitosa de capas barrera avanzadas y electrodos nanoestructurados en celdas de gran área resalta su potencial para aplicación industrial.Abstract
Solid Oxide Cells (SOCs) are emerging as a key technology in the transition toward a sustainable energy system based on renewable sources and green hydrogen. Their high efficiency in both power generation and hydrogen production makes them ideal for reversible energy applications. However, their widespread deployment remains limited by thermally activated processes that constrain operation to high temperatures, posing challenges for real-world integration. These conditions often lead to thermally-driven degradation, impacting long-term performance and durability of SOCs. Therefore, there is an increasing interest in the development of novel materials enabling higher electrochemical activity at lower temperatures and greater stability over time. In this regard, thin films have shown enhanced performance in SOCs with a dramatic reduction in the use of critical raw materials, typically employed in the energetic sector, i.e. SOCs, Li-ion batteries, photovoltaic. This thesis focuses on the study of functional thin films developed through different technologies and implemented at the air electrode side, including thin-film barrier layers and nanoengineered active electrodes. This work has been divided into three parts: 1) study of Ce0.8Gd0.2O2 (GDC) thin-film barrier layers by magnetron sputtering, 2) development of a self-generated nanocomposite with nominal composition La0.6Sr0.4CoO3 – Ce0.8Sm0.2O2 (LSC-SDC) by pulsed laser deposition (PLD) as an active oxygen electrode with enhanced activity and durability, and finally 3) implementation of nanocomposite thin films in real large-area SOC devices.
The first part presents a systematic work on ultrathin (200 nm) GDC thin-film barrier layers fabricated by sputtering and rapid thermal processing (RTP), as an alternative fabrication approach for a faster and more efficient SOC manufacturing. Optimized GDC film sputtered layers were found to be better performing than state-of-the-art (SoA) screen-printed porous GDC layers, giving remarkable performance in fuel cell and electrolysis mode. Moreover, RTP proved to be an efficient post-annealing treatment. Eventually, a successful scale-up of the barrier layer on large-area SOC was performed and tests were performed in a short-stack using SoA electrodes and current collectors.
The second part introduces self-assembled LSC-SDC nanocomposite thin films, produced by PLD, reporting a comprehensive material study using cutting-edge characterization techniques. LSC-SDC showed remarkable electrochemical activity under anodic polarization, making it suitable for reversible operation in SOC, and boosted thermal stability.
Finally, the third part describes the implementation of LSC-SDC nanocomposite in large-area SOC, reporting the optimization process to transfer the composite electrode from model substrates to technological relevant ones, i.e. Ni-YSZ-supported half-cells, proving its performance in SOFC and SOEC as a standalone active electrode, with durability tests performed under both operation modes, and scaling-up process by PLD. LSC-SDC was eventually tested in a short-stack alongside other cells comprising of La0.8Sr0.2MnO3 – Ce0.8Sm0.2O2 (LSM-SDC) and La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3 – Ce0.8Sm0.2O2 (LSCF-SDC) nanocomposite – previously studied in our group on small-area substrates – demonstrating the self-generated nanocomposites can represent an important alternative to state-of-the-art bulk porous electrode, bringing along up to 99% reduction in critical raw material use.
This thesis provides a comprehensive study on the development and integration of high-performance thin films for SOC applications, emphasizing improved reversibility, durability, and scalability. The successful implementation of advanced barrier layers and nanoengineered electrodes in large-area cells highlights their potential for industrial application.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència de Material
Strategy selection by boundedly rational agents: A philosophical theory
No full textLa racionalitat humana depèn en gran mesura de l’eficàcia de les estratègies que s’apliquen per dur a terme certes tasques. En el cas de la formació de creences, el fiabilista sosté que les creences dels agents són racionals si i només si es generen mitjançant estratègies fiables amb una alta proporció de veritat. La recerca filosòfica i empírica ha demostrat àmpliament que els agents solen posseir múltiples estratègies de formació de creences que són fiables en alguns contextos de raonament però no en d'altres. Això planteja el repte de com s’han de seleccionar les estratègies per formar creences racionals. En aquesta tesi, dono una resposta a aquesta pregunta basant-me en coneixements de l’epistemologia, la psicologia cognitiva i les ciències del comportament. Primer proposo un criteri de racionalitat epistèmica que dona compte de la fiabilitat contextual de les estratègies de formació de creences: el criteri de fiabilitat de l’entorn normal. A continuació, explico com la interacció entre les característiques de les ments dels agents i els entorns de la tasca permet l’ús d'estratègies de raonament. L’aplicabilitat de l’estratègia per a les tasques de raonament es presenta com una propietat d’ “affordance” de l’estratègia que es manifesta sota condicions específiques d'activació i de fons. Concloc introduint i defensant un conjunt de tres directrius epistèmiques principals per seleccionar entre les estratègies aplicables. Aquestes regles prescriptives estan connectades sistemàticament i defineixen un procediment que pot conduir els agents a triar estratègies per formar creences racionals.La racionalidad humana depende en gran medida de la eficacia de las estrategias que se aplican para llevar a cabo ciertas tareas. En el caso de la formación de creencias, el fiabilismo sostiene que las creencias de los agentes son racionales si y solo si se generan mediante estrategias fiables con una alta proporción de verdad. La investigación filosófica y empírica ha demostrado ampliamente que los agentes suelen poseer múltiples estrategias de formación de creencias que son fiables en algunos contextos de razonamiento, pero no en otros. Esto plantea el reto de cómo deben seleccionarse las estrategias para formar creencias racionales. En esta tesis, doy respuesta a esta pregunta basándome en conocimientos de la epistemología, la psicología cognitiva y las ciencias del comportamiento. Primero, propongo un criterio de racionalidad epistémica que da cuenta de la fiabilidad contextual de las estrategias de formación de creencias: el criterio de fiabilidad del entorno normal. A continuación, explico cómo la interacción entre las características de la mente de los agentes y los entornos de la tarea permite el uso de estrategias de razonamiento. La aplicabilidad de la estrategia para tareas de razonamiento se presenta como una propiedad de “affordance” de la estrategia que se manifiesta bajo condiciones específicas de activación y de fondo. Concluyo presentando y defendiendo un conjunto de tres directrices epistémicas principales para seleccionar entre estrategias aplicables. Estas reglas prescriptivas están sistemáticamente conectadas y describen un procedimiento que puede llevar a los agentes a elegir estrategias para formar creencias racionales.Human rationality largely depends on the effectiveness of the strategies that are applied to accomplish one’s tasks. In the case of belief formation, the reliabilist holds that agents’ beliefs are rational if and only if they are generated by reliable strategies with a high truth ratio. Philosophical and empirical research has widely shown that agents commonly possess multiple belief-forming strategies that are reliable in some reasoning contexts but not in others. This raises the challenge of how strategies ought to be selected to form rational beliefs. In this dissertation, I provide an answer to this question by drawing on insights from epistemology, cognitive psychology, and behavioural science. I first propose a criterion of epistemic rationality that accounts for the contextual reliability of belief-forming strategies: the criterion of normal environment reliability. Next, I explain how the interplay between the features of the agents’ minds and task environments affords the use of reasoning strategies. Strategy applicability for reasoning tasks is presented as an affordance property of the strategy that manifests itself under specific triggering and background conditions. I conclude by introducing and defending a set of three major epistemic guidelines for selecting among applicable strategies. These prescriptive rules are systematically connected and outline a procedure that can lead agents to choose strategies for forming rational beliefs.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Filosofi
Development of new low-temperature thermochromic sensors for food cold chain monitoring
No full textAquesta tesi doctoral s’ha centrat en el disseny i desenvolupament de materials termocròmics intel·ligents per al monitoratge de la cadena de fred en envasos alimentaris. L’objectiu ha estat crear sistemes termocròmics capaços de romandre en un estat latent fins a ser activats de manera deliberada mitjançant irradiació lumínica i, posteriorment, mostrar un canvi de color clar i irreversible en resposta a temperatures superiors a les adequades per a l’emmagatzematge d’aliments refrigerats. Per assolir aquest propòsit, s’han explorat dues estratègies complementàries: (1) la formulació de pigments termocròmics fotoactivables i irreversibles basats en colorants de tipus leuco, nanopartícules de sílice funcionalitzades i matrius de canvi de fase, i (2) la síntesi de sistemes termocròmics basats en polidiacetilens generats mitjançant polimerització fotoinduïda per UV de monòmers de diacetilè personalitzats.
La primera estratègia es va basar en la integració de lactona de violeta de cristall (CVL) com a colorant de tipus leuco amb nanopartícules de sílice funcionalitzades amb grups àcid carboxílic protegits amb o-nitrobencil, incrustades dins de materials de canvi de fase orgànics. Abans de la irradiació UV, el grup protector bloquejava eficaçment la funcionalitat àcida, evitant així l’activació prematura del colorant. Després de la fotòlisi induïda per UV, es generava l’àcid actiu, permetent l’activació tèrmica quan la matriu de canvi de fase es fonia. Aquest procés desencadenava un canvi de color irreversible degut a la interacció entre la CVL i el desenvolupador àcid ja actiu. Aquest disseny assegurava un mecanisme de doble activació: només després de la fotoactivació UV i de l’exposició tèrmica es produïa el canvi de color, proporcionant un mètode robust per a la detecció irreversible d’interrupcions en la cadena de fred.
La segona part de la tesi va explorar els polidiacetilens (PDA) termocròmics com a sistema alternatiu. Aquests materials permetien una activació ràpida mitjançant fotopolimerització UV dels monòmers de diacetilè en cadenes conjugades de PDA, seguida d’un canvi de color irreversible de blau a vermell quan s’escalfaven, provocat per reorganitzacions conformacionals a l’esquelet del polímer. Es van sintetitzar disset monòmers de diacetilè amb cadenes laterals diverses (alquíliques, feníliques i d’oligo(etilenglicol)) per ajustar finament el punt de fusió i, per tant, la temperatura de transició termocròmica dins del rang crític de 5 a 20 °C per a aliments refrigerats.Esta tesis doctoral se ha centrado en el diseño y desarrollo de materiales termocrómicos inteligentes para el monitoreo de la cadena de frío en envases alimentarios. El objetivo ha sido crear sistemas termocrómicos capaces de permanecer en un estado latente hasta ser activados deliberadamente mediante irradiación lumínica y, posteriormente, mostrar un cambio de color claro e irreversible en respuesta a temperaturas superiores a las adecuadas para el almacenamiento de alimentos refrigerados. Para alcanzar este propósito, se han explorado dos estrategias complementarias: (1) la formulación de pigmentos termocrómicos fotoactivables e irreversibles basados en colorantes de tipo leuco, nanopartículas de sílice funcionalizadas y matrices de cambio de fase; y (2) la síntesis de sistemas termocrómicos basados en polidiacetilenos generados mediante polimerización inducida por UV de monómeros de diacetileno personalizados.
La primera estrategia se basó en la integración de lactona de violeta de cristal (CVL) como colorante leuco con nanopartículas de sílice funcionalizadas con grupos ácido carboxílico protegidos con o-nitrobencilo, embebidas en materiales orgánicos de cambio de fase. Antes de la irradiación UV, el grupo protector bloqueaba eficazmente la funcionalidad ácida, evitando así la activación prematura del colorante. Tras la fotólisis inducida por UV, se liberaba el grupo ácido, lo que permitía la activación térmica cuando se fundía la matriz de cambio de fase. Este proceso desencadenaba un cambio de color irreversible debido a la interacción entre la CVL y el desarrollador ácido ya activo. Este diseño aseguraba un mecanismo de doble activación: solo tras la activación por UV y la exposición térmica se producía el cambio de color, proporcionando un método robusto para la indicación irreversible de interrupciones en la cadena de frío.
La segunda parte de la tesis exploró los polidiacetilenos (PDA) termocrómicos como sistema alternativo. Estos materiales ofrecían una activación rápida mediante fotopolimerización UV de los monómeros de diacetileno en cadenas conjugadas de PDA, seguida de un cambio de color irreversible de azul a rojo al ser calentados, provocado por reorganizaciones conformacionales en el esqueleto del polímero. Se sintetizó una colección de 17 monómeros de diacetileno con cadenas laterales variables (alquílicas, fenólicas y de oligo(etilenglicol)) para ajustar finamente el punto de fusión y, por tanto, la temperatura de transición termocrómica dentro del rango crítico de 5 a 20 °C para alimentos refrigerados.This doctoral thesis focused on the design and development of smart thermochromic materials for use in cold chain monitoring of food packaging. The objective was to create thermochromic systems that could remain in a latent state until deliberately activated by light, after which they would exhibit a clear, irreversible colour change in response to temperatures exceeding those suitable for refrigerated food storage. To achieve this, two complementary strategies were investigated: (1) the formulation of photoactivable, irreversible thermochromic pigments based on leuco dyes, functionalised silica nanoparticles, and phase-change matrices; and (2) the synthesis of polydiacetylene-based thermochromic systems generated via UV-induced polymerisation of customised diacetylene monomers.
The first strategy centred on the integration of crystal violet lactone (CVL) as a leuco dye with silica nanoparticles functionalised with o-nitrobenzyl-protected carboxylic acid groups, embedded within organic phase change materials. Before UV irradiation, the protecting group effectively blocked the acid functionality, thus preventing premature dye activation. Upon UV-induced photolysis, the acid group was liberated, enabling subsequent thermal activation when the PCM melted. This triggered an irreversible colour change due to the interaction between CVL and the now-active acid developer. This design ensured a dual-gating mechanism: only after UV activation and thermal exposure did the colour change occur, providing a robust method for irreversible indication of cold chain breaches.
The second part of the thesis explored thermochromic polydiacetylenes (PDAs) as an alternative system. These materials offered fast UV-activation through the photopolymerisation of diacetylene monomers into conjugated PDA chains, followed by irreversible colour transitions from blue to red upon heating, driven by conformational changes in the polymer backbone. A set of 17 diacetylene monomers was synthesised with side chains ranging from alkyl and phenyl to oligo(ethylene glycol) moieties. These modifications allowed fine-tuning of the melting point and thus the thermochromic transition temperature, targeting the critical 5–20 °C range of refrigerated food.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència de Material