Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Evaluación de la expresión e interacción en el aula de español oral en las universidades chinas
Get PDFL'ensenyament de l'espanyol com a llengua estrangera (ELE) ha experimentat un creixement significatiu a la Xina les darreres dècades. En l'àmbit universitari de la Xina continental, aquest augment accelerat ha generat tant oportunitats com desafiaments, especialment en l'ensenyament com a titulació de grau. En resposta a les noves demandes socials, especialment pel que fa al desenvolupament de competències comunicatives, s'ha posat de manifest la necessitat d'enfortir l'expressió i la interacció orals dels estudiants sinoparlants.
En aquest context, la tesi doctoral té com a objectiu principal analitzar l'ensenyament i l'aprenentatge de l'expressió i la interacció orals a les aules d'ELE de les universitats xineses, i proposar la integració sistemàtica i contextualitzada de l'avaluació a l'aula a l'assignatura d'Espanyol Oral. A través d'aquest enfocament, es pretén optimitzar el procés d'ensenyament i aprenentatge i afavorir el desenvolupament de les destreses orals en espanyol per part de l'alumnat xinès.La enseñanza del español como lengua extranjera (ELE) ha experimentado un crecimiento significativo en China durante las últimas décadas. En el ámbito universitario de la China continental, este aumento acelerado ha generado tanto oportunidades como desafíos, especialmente en su enseñanza como titulación de grado. En respuesta a las nuevas demandas sociales, especialmente en lo que respecta al desarrollo de competencias comunicativas, se ha puesto de manifiesto la necesidad de fortalecer la expresión e interacción orales de los estudiantes sinohablantes.
En este contexto, la presente tesis doctoral tiene como objetivo principal analizar la enseñanza y el aprendizaje de la expresión e interacción orales en las aulas de ELE de las universidades chinas, y proponer la integración sistemática y contextualizada de la evaluación en el aula en la asignatura de Español Oral. Por medio de este enfoque, se pretende optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje y favorecer el desarrollo de las destrezas orales en español por parte del alumnado sinohablante.The teaching and learning of Spanish as a Foreign Language (SFL) has seen significant growth in China over the past few decades. In Chinese mainland universities, this rapid increase has created both opportunities and challenges, particularly in terms of its teaching as an undergraduate program. In response to new social demands, especially regarding the development of communicative competencies, it has become clear that there is a need to enhance the oral expression and interaction of Chinese-speaking students.
In this context, the primary objective of this doctoral thesis is to analyze the teaching and learning of SFL in Chinese universities, with a specific focus on oral expression and interaction. Additionally, it aims to propose a systematic and contextualized approach to integrating assessment in the classroom for the Oral Spanish course. This approach seeks to optimize the teaching and learning process and promote the development of oral skills in Spanish of Chinese-speaking students."Universitat Rovira i Virgili. Programa de Doctorat en Estudis Humanístics
Niñeces de agua y labranza. Exploraciones multiespecie y sentipensares pedagógicos con niñas y niños de primera infancia en Aquitania, Boyacá
No full textNiñeces de Agua y Labranza és una investigació situada que entrellaça l’etnografia multiespècie, les pedagogies de la cura i la creació poètica com a formes de coneixement. Desenvolupada a Aquitania, Boyacá, amb infants des dels sis mesos fins als cinc anys, aquesta tesi es desplega com una caminada per camins vius, travessada per preguntes que no cerquen certeses, sinó maneres d’estar al món amb altres. Des d’una perspectiva descolonial encarnada i nodrida pels feminismes comunitaris, els "sentipensares" camperols i els posthumanismes crítics, la recerca reconeix l’agència relacional de les niñeces i el territori com a interlocutor epistèmic i afectiu.
Organitzada entorn de quatre trochas (Quimbas, Niñeces, Poéticas y Malezas), aquesta tesi recull, entrellaça i reflexiona sobre experiències compartides en llars comunitàries, horts, caminades, jocs i creacions col·lectives. Les niñeces són aquí coprotagonistes que intervenen, transformen i sostenen els vincles, els sabers i les pràctiques que es teixeixen als espais pedagògics del territori i de la vida quotidiana.
Des d’una comprensió ètica, política i estètica de la investigació, es proposa una pedagogia de l’hort biopoètic: una manera de sembrar vincles amb tots els éssers, d’aprendre amb la terra i de crear des dels cossos, els afectes i els materials del territori. Les biopoètiques s’entenen com a pràctiques situades que entrellacen el que és sensible amb allò no humà, on cucs, pigments naturals, plantes, aigua i les preguntes de les infàncies cocreen escenes de coneixement encarnat. Aquesta aposta es nodreix del sentipensar amb la terra i concep el que és poètic com una forma d’atenció, de correspondència i de resistència quotidiana.
El text s’articula també com una manera de prolongar el vincle: el llibre-àlbum que acompanya la tesi funciona com una comunitarització del coneixement des de la sensibilitat, pensat per a les niñeces i les seves comunitats, avui i demà. En conjunt, aquesta recerca obre camins per conèixer, narrar, tenir cura i resistir des del col·lectiu, l'encarnat i els vincles amb els mons no humans.Niñeces de Agua y Labranza es una investigación situada que entrelaza la etnografía multiespecie, las pedagogías del cuidado y la creación poética como formas de conocer. Desarrollada en Aquitania, Boyacá, con niñas y niños desde los seis meses a los cinco años, esta tesis se despliega como una caminata por veredas vivas, atravesada por preguntas que no buscan certezas, sino modos de estar en el mundo junto a otros. Desde una perspectiva descolonial encarnada y nutrida por los feminismos comunitarios, los sentipensares campesinos y los posthumanismos críticos, la investigación reconoce la agencia relacional de las niñeces y el territorio como interlocutor epistémico y afectivo.
Organizada en torno a cuatro trochas (la de las Quimbas, la de las Niñeces, la de las Poéticas y la de las Malezas), esta tesis recoge, entrelaza y reflexiona sobre experiencias compartidas en Hogares Comunitarios, huertas, caminatas, juegos y creaciones colectivas. Las niñeces son aquí co-protagonistas que intervienen, transforman y sostienen los vínculos, los saberes y las prácticas que se tejen en los espacios pedagógicos del territorio y de la vida cotidiana.
Desde una comprensión ética, política y estética de la investigación, se propone una pedagogía de la huerta biopoética: una forma de sembrar vínculos con todos los seres, de aprender con la tierra y de crear desde los cuerpos, los afectos y los materiales del territorio. Las biopoéticas se entienden como prácticas situadas que entrelazan lo sensible con lo no humano, donde lombrices, pigmentos naturales, plantas, agua y preguntas de las niñeces co-crean escenas de conocimiento encarnado. Esta apuesta se nutre del sentipensar con la tierra y concibe lo poético como forma de atención, correspondencia y resistencia cotidiana.
El texto se articula también como una forma de prolongar el vínculo: el libro-álbum que acompaña la tesis funciona como una comunitarización del conocimiento desde lo sensible, pensado para las niñeces y sus comunidades, hoy y mañana. En conjunto, esta investigación abre caminos para conocer, narrar, cuidar y resistir desde lo colectivo, lo encarnado y los vínculos con los mundos no humanos."Niñeces de Agua y Labranza" is a situated research project that weaves together multispecies ethnography, pedagogies of care, and poetic creation as ways of knowing. Developed in Aquitania, Boyacá, with children from six months to five years old, this thesis unfolds like a walk along branching trails through the mountain landscape, guided by questions that do not seek certainty but rather open up ways of being in the world with others. From a "descolonial" perspective, embodied and nourished by community feminisms, "sentipensares campesinos", and critical posthumanism, this work recognizes the relational agency of childhoods and engages the territory as an epistemic and affective interlocutor.
The thesis is structured around four "trochas" (pathways): "Quimbas", "Niñeces", "Poéticas", and "Malezas". Traversing each of these routes through the journey for the research
process, thesis gathers, interlaces, and reflects on shared experiences in "Hogares Comunitarios", "huertas", walks, games, and collective creations. Children are positioned as co-protagonists who intervene in, transform, and sustain the ties, knowledges, and practices woven into the pedagogical spaces of territory and everyday life.
From an ethical, political, and aesthetic understanding of research, the thesis proposes a biopoetic pedagogy of the "huerta": a way of cultivating bonds with all beings, learning with the land, and engaging in activities of creation through bodies, affects, and the materials of the territory. Biopoetics are understood as situated practices that entangle the sensitive with the non-human, where earthworms, natural pigments, plants, water, and the questions of the children co-create experiences of embodied knowledge. This proposal is nourished by the practice of "sentipensar" with the land, and understands the poetic as a form of attention, of correspondence , and of everyday resistance.
The text itself is articulated as a way of prolonging the bond with the children and the territory: the picturebook that accompanies the thesis serves as a way to offer this knowledge into the community domain through its visual medium, intended for the children and their communities, now and in the future. In this sense, the research opens up pathways for learning, narrating, caring, and resisting, with knowledge and action emerging from the collective, the embodied, and the relational, binding ties between the human and non-human worlds.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Educaci
Alargamiento vocálico del italiano: proceso de adquisición en estudiantes bilingües español-catalán
Get PDFAquesta tesi doctoral pretén establir si els aprenents d'italià com a llengua estrangera, els idiomes materns de la qual són el català central i l'espanyol peninsular, aconsegueixen adquirir, sense rebre directrius didàctiques específiques, el tret suprasegmental de l'allargament vocàlic típic de l'italià en la mesura i situació adequades en funció de les tres variables que més influeixen en la durada vocàlica de la llengua estudiada: la tonicitat, el tipus i l'estructura sil·làbica i la posició en la paraula. L'italià, en la seva variant milanesa, l'espanyol peninsular parlat en la zona de Barcelona i el català central de la mateixa zona constitueixen la base per a l'anàlisi contrastiva de la durada vocàlica en les participants en l'estudi experimental de nivell A2 i B2 d'italià, segons el Marc comú Europeu de Referència per a les Llengües (MECR). Després d'il·lustrar les característiques d'aquest tret fonètic en els tres idiomes, s'han extret els valors de durada vocàlica en fase de lectura en veu alta d'un text fonèticament ric en italià, la rondalla de La Borea i il Favonio, amb la finalitat de contrastar en quina mesura les realitzacions de les aprenentes s'acosten a les nadiues. Els resultats han llançat nova llum sobre els patrons d'adquisició d'aquest aspecte fonètic encara poc present en la didàctica de les llengües estrangeres, especialment entre llengües afins. Es podria concloure afirmant que, gràcies a aquest estudi, es posa de manifest la importància de la creació de propostes didàctiques específiques per a aconseguir un dels objectius marcats pel MECR: un domini fonològic complet que inclou una pronunciació, en l'idioma estranger, més pròxima a la nadiua.Esta tesis doctoral pretende establecer si los aprendices de italiano como lengua extranjera, cuyos idiomas maternos son el catalán central y el español peninsular, logran adquirir, sin recibir directrices didácticas específicas, el rasgo suprasegmental del alargamiento vocálico típico del italiano en la medida y situación adecuadas en función de las tres variables que más influyen en la duración vocálica de la lengua estudiada: la tonicidad, la tipología y la estructura silábica y la posición en la palabra. El italiano, en su variante milanesa, el español peninsular hablado en la zona de Barcelona y el catalán central de la misma zona constituyen la base para el análisis contrastivo de la duración vocálica en las participantes en el estudio experimental de nivel A2 y B2 de italiano, según el Marco común Europeo de Referencia para las Lenguas (MCER). Después de ilustrar las características de dicho rasgo fonético en los tres idiomas, se han extraído los valores de duración vocálica en una tarea de lectura en voz alta de un texto fonéticamente rico en italiano, la fábula de La Borea e il Favonio, con el fin de contrastar en qué medida las realizaciones de las aprendices se acercan a las nativas. Los resultados han arrojado nueva luz sobre los patrones de adquisición de este aspecto fonético aún poco presente en la didáctica de las lenguas extranjeras, especialmente entre lenguas afines. Se podría concluir afirmando que, gracias a este estudio, se pone de manifiesto la importancia de la creación de propuestas didácticas específicas para el logro de uno de los objetivos marcados por el MCER: un dominio fonológico completo que incluye una pronunciación, en el idioma extranjero, más cercana a la nativa.This PhD dissertation aims to establish whether learners of Italian as a foreign language, whose mother tongues are Central Catalan and Peninsular Spanish, manage to acquire, without receiving specific didactic guidelines, the suprasegmental feature of vowel lengthening typical of Italian in the appropriate measure and situation according to the three variables that most influence vowel duration in the language studied: tonicity, syllabic type and structure, and position in the word. Italian, in its Milanese variant, the peninsular Spanish spoken in the Barcelona area and the central Catalan of the same area constitute the basis for the contrastive analysis of vowel duration in the participants in the experimental study at levels A2 and B2 of Italian, according to the Common European Framework of Reference for Languages (CEFR). After illustrating the characteristics of this phonetic feature in the three languages, the vowel duration values were extracted during the reading aloud phase of a text phonetically rich in Italian, the fable of La Borea e il Favonio, in order to contrast the extent to which the learners' performances are close to those of native speakers. The results have shed new light on the patterns of acquisition of this phonetic aspect which is still little present in the teaching of foreign languages, especially among related languages. It could be concluded by stating that, thanks to this study, the importance of creating specific didactic proposals for the achievement of one of the objectives set by the CEFR: a complete phonological control that includes a pronunciation, in the foreign language, closer to the native one.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Filologia Espanyol
Manganese Oxide Nanomaterials for Enhanced Electrochemical Energy Storage
Get PDFEl creixement exponencial del desenvolupament tecnològic i del consum energètic ha portat la humanitat a enfrontar-se a un dels majors desafiaments del segle XXI: la creixent demanda global d’energia. Davant d’aquesta situació, el desenvolupament de tecnologies energètiques sostenibles i eficients esdevé una prioritat. En aquest context, els sistemes avançats d’emmagatzematge d’energia electroquímica exerceixen un paper fonamental, especialment en aplicacions com l’electrònica portàtil, els dispositius vestibles i les xarxes energètiques.
Aquesta tesi se centra en el disseny, la síntesi i la caracterització de nous nanomaterials d’òxids metàl·lics (MONs, per les seves sigles en anglès), basats principalment en manganès, amb l’objectiu de millorar el rendiment electroquímic dels dispositius d’emmagatzematge d’energia. El manganès ha estat seleccionat per la seva abundància, baix cost, versatilitat química i excel·lents propietats electroquímiques.
En primer lloc, es desenvolupa una bateria Zn–MnO2 utilitzant un compost de MnO2 i nanotubs de carboni com a càtode, a més d’emprar sulfat d’alumini com a electròlit. Aquesta configuració mostra una elevada densitat energètica (~730 Wh/kg) i un voltatge de sortida d’1,75 V, atribuïda a mecanismes sinèrgics d’intercalació i reaccions redox.
Tanmateix, s’identifiquen limitacions estructurals pròpies del MnO2, com la distorsió Jahn–Teller i la seva baixa conductivitat electrònica. Per superar aquestes limitacions, es proposa el dopatge del MnO2 amb ions de zinc, cosa que permet estabilitzar l’estructura del càtode, inhibir la distorsió Jahn–Teller i millorar la cinètica del transport iònic. Les bateries muntades amb aquest material presenten una excel·lent estabilitat ciclable, mantenint gairebé el 100 % de la capacitat després de 6.000 cicles a alta densitat de corrent.
La investigació s’amplia a l’estudi de bateries de sofre–liti (LSBs, per les seves sigles en anglès), on s’introdueix una espinela dopada amb cobalt (MnFe2O4) com a additiu catalític en el càtode de sofre. Aquesta estructura tridimensional robusta millora l’adsorció d’espècies de sofre i accelera la transferència de càrrega, resultant en una capacitat inicial més gran (1302 mAh/g) i millor ciclabilitat.
Finalment, es desenvolupen nanoheteroestructures MnxOy@Ni(OH)2 mitjançant un mètode col·loïdal controlat per lligands. Aquestes estructures mostren una elevada àrea superficial i una activitat electrocatalítica excel·lent envers la reacció d’evolució d’oxigen (OER), assolint un sobretensió de 299 mV i una baixa resistència de transferència de càrrega (9 Ω), fet que les converteix en candidates prometedores per al seu ús en bateries d’aire metàl·lic (MABs, per les seves sigles en anglès).
En conjunt, aquesta tesi contribueix al desenvolupament de materials de càtode més eficients, estables i sostenibles per a futures generacions de dispositius d’emmagatzematge d’energia electroquímica.El crecimiento exponencial del desarrollo tecnológico y el consumo energético ha llevado a la humanidad a enfrentar uno de los mayores desafíos del siglo XXI: la creciente demanda global de energía. Ante esta situación, el desarrollo de tecnologías energéticas sostenibles y eficientes se vuelve una prioridad. En este contexto, los sistemas avanzados de almacenamiento de energía electroquímica desempeñan un papel fundamental, especialmente en aplicaciones como la electrónica portátil, dispositivos vestibles y redes energéticas.
Esta tesis se centra en el diseño, síntesis y caracterización de nuevos nanomateriales de óxidos metálicos (MONs, de sus siglas en inglés), basados principalmente en manganeso, con el objetivo de mejorar el rendimiento electroquímico de dispositivos de almacenamiento de energía. El manganeso se ha seleccionado por su abundancia, bajo coste, versatilidad química y excelentes propiedades electroquímicas.
En primer lugar, se desarrolla una batería Zn–MnO2 utilizando un compuesto de MnO2 y nanotubos de carbono como cátodo, además de emplear sulfato de aluminio como electrolito. Esta configuración muestra una alta densidad energética (~730 Wh/kg) y un voltaje de salida de 1.75 V, atribuida a mecanismos sinérgicos de intercalación y reacciones redox.
Sin embargo, se identifican limitaciones estructurales propias de MnO2, como la distorsión Jahn–Teller y su baja conductividad electrónica.Para superar estas limitaciones, se propone el dopaje del MnO2 con iones de zinc, lo que permite estabilizar la estructura del cátodo, inhibir la distorsión Jahn–Teller y mejorar la cinética de transporte iónico. Las baterías ensambladas con este material presentan una excelente estabilidad ciclable, manteniendo casi el 100 % de la capacidad tras 6,000 ciclos a alta densidad de corriente.
La investigación se amplía al estudio de baterías de azufre-litio (LSBs, de sus siglas en inglés), donde se introduce un espinela dopada con cobalto (MnFe2O4) como aditivo catalítico en el cátodo de azufre. Esta estructura tridimensional robusta mejora la adsorción de especies de azufre y acelera la transferencia de carga, resultando en una mayor capacidad inicial (1302 mAh/g) y mejor ciclabilidad.
Finalmente, se desarrollan nanoheteroestructuras MnxOy@Ni(OH)2 mediante un método coloidal controlado por ligandos. Estas estructuras muestran una elevada área superficial y una sobresaliente actividad electrocatalítica hacia la reacción de evolución de oxígeno (OER), logrando una sobrepotencial de 299 mV y baja resistencia de transferencia de carga (9 Ω), lo que las hace candidatas prometedoras para su uso en baterías de aire metálicas (MABs, de sus siglas en inglés).
En conjunto, esta tesis contribuye al desarrollo de materiales catódicos más eficientes, estables y sostenibles para futuras generaciones de dispositivos de almacenamiento de energía electroquímica.The exponential growth of technological development and energy consumption has led humanity to face one of the greatest challenges of the 21st century: the increasing global demand for energy. In response to this situation, the development of sustainable and efficient energy technologies becomes a priority. In this context, advanced electrochemical energy storage systems play a fundamental role, especially in applications such as portable electronics, wearable devices, and energy networks.
This thesis focuses on the design, synthesis, and characterization of new metal oxide nanomaterials (MONs), primarily manganese-based, with the aim of enhancing the electrochemical performance of energy storage devices. Manganese has been selected due to its abundance, low cost, chemical versatility, and excellent electrochemical properties.
First, a Zn–MnO2 battery is developed using a MnO2 and carbon nanotube composite as the cathode, along with aluminum sulfate as the electrolyte. This configuration shows a high energy density (~730 Wh/kg) and an output voltage of 1.75 V, attributed to synergistic mechanisms of intercalation and redox reactions.
However, inherent structural limitations of MnO2 are identified, such as Jahn–Teller distortion and low electronic conductivity. To overcome these limitations, MnO2 is doped with zinc ions, which helps stabilize the cathode structure, inhibit Jahn–Teller distortion, and improve ionic transport kinetics. Batteries assembled with this material demonstrate excellent cycling stability, maintaining nearly 100% of their capacity after 6,000 cycles at high current density.
The research is further extended to the study of lithium–sulfur batteries (LSBs), where a cobalt-doped spinel (MnFe2O4) is introduced as a catalytic additive in the sulfur cathode. This robust three-dimensional structure enhances the adsorption of sulfur species and accelerates charge transfer, resulting in higher initial capacity (1302 mAh/g) and improved cyclability.
Finally, MnxOy@Ni(OH)2 nanoheterostructures are developed via a ligand-controlled colloidal method. These structures exhibit a high surface area and outstanding electrocatalytic activity toward the oxygen evolution reaction (OER), achieving a low overpotential of 299 mV and low charge transfer resistance (9 Ω), making them promising candidates for use in metal–air batteries (MABs).
Overall, this thesis contributes to the development of more efficient, stable, and sustainable cathode materials for future generations of electrochemical energy storage devices.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència de Material
Comportamiento hidráulico de aliviaderos de perfil estricto en zonas de gran altitud
Get PDF(English) This research explores the influence of altitude on the shape of strict profile spillways and their discharge coefficients, pressure field, and cavitation risk. An experimental campaign has been carried out next to the Condoroma dam, in Peru, at an altitude of 4075 m a.s.l. and the data obtained were compared with existing classical references.
First, the influence of altitude on the spillway profile was analyzed. For this purpose, the discharge over a sharp crested rectangular spillway was analyzed, considering 5 discharge heights of 0.05, 0.10, 0.20, 0.20, 0.30, and 0.35 m and flow rates up to a maximum of 285 l/s. Classical fits by Creager (1917), Scimemi (1930), Creager et al. (1945), Hager (1987), and WES (1977) show some differences with respect to the profile resulting from the Condoroma experiments for all P⁄Hd ratios.
The equation proposed for the Condoroma data allows the standard profile of a spillway to be defined at altitudes around 4000 m a.s.l. Near the ridge 01, the Condoroma profile, it tends to separate from all the classical profiles, giving a slightly wider profile.
In order to evaluate the discharge coefficients, up to five different spillway heights (P), characterized by the dimensionless value (P⁄Hd ) were analyzed. The results show that the discharge coefficients vary considerably, with values systematically lower than those obtained to date in previous studies at lower altitudes.
With regard to the pressure field and the risk of cavitation in standard profile spillways designed according to the USBR criteria for the 5 different heights, the results are presented in standardized graphs and compared with previous studies, showing that the pressure ranges obtained are similar. In addition, the structural recommendations for the design of these spillways are compared, and it is found that in most cases they are more restrictive than in areas of lower elevation.
With regard to the risk of cavitation, new plots are presented with for P⁄H_d showing that there is a critical value of H⁄Hd and that this is more limiting than the pressure load for all the P⁄Hd studied.(Català) Aquest treball explora la influència de l'altitud sobre la forma dels sobreeixidors de perfil estricte i els seus coeficients de desguàs, camp de pressions i risc de cavitació. S'ha dut a terme una campanya experimental junt a la presa de Condoroma, al Perú, a una alçada de 4075 m s.n.m. i les dades registrades han estat comparades amb les referències existents clàssiques.
Inicialment s’ha analitzat la influència de l’altura en el perfil del sobreeixidor. Per fer-ho s’ha analitzat funcionament d’un vessador rectangular de llavi fi, considerant fins a 5 alçades de vessament de 0,05, 0,10, 0,20, 0,30 i 0,35 m i cabals fins a un màxim de 285 l/s. Els perfils clàssics de Creager (1917), Scimemi (1930), Creager et al. (1945), Hager (1987) i WES (1977) mostren diferències respecte al perfil resultant dels experiments de Condoroma per a totes les relacions P⁄Hd .
L'equació proposada en base a les dades de Condoroma permet definir el perfil estàndard d'un sobreeixidor a zones d'altitud al voltant dels 4000 m s.n.m. A prop de la cresta 01, el perfil obtingut a Condoroma tendeix a separar-se de tots els perfils clàssics donant un perfil més ample.
Per avaluar els coeficients de desguàs s’han analitzat fins a cinc altures de sobreeixidor (P) diferents, caracteritzades pel valor adimensional P⁄Hd . Els resultats indiquen que els coeficients de desguàs presenten diferències substancials, amb valors sistemàticament inferiors als obtinguts fins ara, en treballs previs realitzats a altituds inferiors.
Pel que fa al camp de pressions i el risc de cavitació en sobreeixidors de perfil estàndard dissenyats amb els criteris de la USBR per a les 5 altures diferents, els resultats es presenten en gràfics normalitzats i es comparen amb estudis anteriors, on es destaca que els rangs de pressions obtinguts són similars. A més, es comparen les recomanacions estructurals per al disseny d’aquests sobreeixidors i es comprova que en la majoria dels casos són més restrictives que en zones de menor altitud.
En relació, al risc de cavitació es presenten nous gràfics pel que fa a P⁄Hd d'on es desprèn que hi ha un valor crític de H⁄Hd i sent aquest més limitant que la càrrega de pressió, per a tots els P⁄Hd estudiats.(Español) Este trabajo explora la influencia de la altitud sobre la forma de los aliviaderos de perfil estricto, sus coeficientes de descarga, campo de presiones y riesgo por cavitación. Se ha llevado a cabo una campaña experimental junto a la presa de Condoroma, en Perú, a una altitud de 4075 m s.n.m. y los datos registrados se han comparado con las referencias existentes clásicas.
Inicialmente, se analizó la influencia de la altitud en el perfil del vertedero. Para ello se ha experimentado el vertido sobre un vertedero rectangular de labio fino completamente aireado, considerando 5 alturas de vertido de 0,05, 0,10, 0,20, 0,30 y 0,35 m y caudales hasta un máximo de 285 l/s. Los ajustes clásicos de Creager (1917), Scimemi (1930), Creager et al. (1945), Hager (1987) y WES (1977) muestran algunas diferencias con respecto al perfil resultante de los experimentos de Condoroma para todas las relaciones P⁄Hd .
La ecuación propuesta con los datos de Condoroma permite definir el perfil estándar de un aliviadero en zonas de altitud alrededor de los 4000 m s.n.m. Cerca de la cresta 01, el perfil obtenido en Condoroma tiende a separarse de los perfiles clásicos, dando un perfil algo menos ancho.
Para evaluar los coeficientes de desagüe, se han analizado hasta cinco alturas de aliviadero diferentes (P) de 0,05, 0,10, 0,20, 0,30 y 0,35 m caracterizadas por el valor adimensional (P⁄(Hd)) de 0.25, 0.50, 1, 1.5 y 2. Los resultados indican que los coeficientes de desagüe presentan diferencias sustanciales, con valores sistemáticamente inferiores a los obtenidos hasta la fecha en trabajos previos realizados a altitudes inferiores.
Con respecto al campo de presiones y al riesgo de cavitación en aliviaderos de perfil estándar diseñados con los criterios de la USBR para las 5 alturas diferentes, los resultados se presentan en gráficos normalizados y se comparan con estudios previos, apreciándose que los rangos de presiones obtenidas son similares. Además, se comparan las recomendaciones estructurales para el diseño de estos aliviaderos y se comprueba que en la mayoría de los casos son más restrictivas que en zonas de menor altitud.
En relación con el riesgo de cavitación, se presentan nuevos gráficos con respecto a P⁄Hd de donde se desprende que hay un valor crítico de H⁄Hd y siendo este más limitante que la carga de presión, para todos los P⁄Hd estudiados.DOCTORAT EN ENGINYERIA CIVIL (Pla 2012
Neural network-based data processing for satellite imagery in small satellite earth observation missions
Get PDFTesi en modalitat de compendi de publicacionsTesi amb menció de Doctorat Internacional(English) The increasing availability and miniaturization of satellite sensors have enabled CubeSats to emerge as powerful platforms for Earth Observation (EO). Despite their reduced size and low cost, CubeSats can provide high-resolution geophysical information, provided that their intrinsic limitations, limited onboard power, processing capacity, storage, and downlink bandwidth, are effectively addressed. This thesis explores the development and implementation of efficient data processing methodologies that can operate under such constraints. By shifting part of the EO processing pipeline from the ground segment to the satellite itself, the goal is to enable autonomous, real-time analysis onboard, thus reducing the volume of data transmitted and increasing the timeliness and scientific value of satellite products.
To this end, the thesis presents a series of algorithmic contributions spanning both traditional signal processing techniques and machine learning approaches, including neural networks. First, a lightweight deblurring methodology is proposed to mitigate image degradation caused by Attitude Determination and Control System (ADCS)-induced jitter in high-resolution optical CubeSat imagery. The method relies exclusively on inertial telemetry, estimating a spatially variant blur kernel and performing regularized deconvolution to restore image sharpness with minimal computational overhead.
Second, the work introduces a two-stage neural network architecture to retrieve Sea Ice Concentration (SIC) and Sea Ice Extent (SIE) from L-band radiometric, and GNSS-Reflectometry (GNSS-R) data acquired by the FSSCat mission. The first network estimates coarse SIC/SIE maps using radiometry and auxiliary variables, while the second enhances resolution over GNSS-R reflection points, effectively combining the complementary strengths of both sensors.
Third, the thesis proposes the Sequential Band Selection and Ranking (SBSR) algorithm for hyperspectral dimensionality reduction. This unsupervised method employs simple, interpretable metrics, entropy and spectral correlation, to iteratively select bands that maximize information content while minimizing redundancy. Its low computational complexity makes it well-suited for onboard execution.
Finally, the SBSR approach is extended through a Convolutional Neural Network (CNN)-based model capable of performing band selection directly on coarsely aligned hyperspectral data, as typically encountered in pushbroom sensors onboard CubeSats. The CNN processes cross-correlation and autocorrelation matrices to produce band relevance scores, enabling robust selection without prior spatial co-registration.
All methods were validated using real-world datasets from the PRISMA and FSSCat missions, as well as benchmark hyperspectral scenes (Indian Pines, Houston 2018). The results demonstrate that the proposed algorithms achieve comparable or superior performance to existing approaches while drastically reducing computational cost and data volume.(Català) La creixent disponibilitat i miniaturització dels sensors satel·litals ha permès que els CubeSats esdevinguin plataformes potents per a l’Observació de la Terra (EO). Tot i el seu petit format i baix cost, els CubeSats poden proporcionar informació geofísica d’alta resolució, sempre que se superin les seves limitacions intrínseques: potència disponible, capacitat de processament, emmagatzematge i ample de banda de descàrrega. Aquesta tesi explora el desenvolupament i implementació de metodologies de processament de dades eficients que puguin operar dins d’aquests límits. En traslladar part del flux de processament des del segment terrestre al mateix satèl·lit, es busca habilitar una anàlisi autònoma i en temps real a bord, reduint el volum de dades transmeses i augmentant la rapidesa i el valor científic dels productes generats.
Amb aquest objectiu, la tesi presenta una sèrie de contribucions algorítmiques que abracen tant tècniques tradicionals de processament de senyal com enfocaments d’aprenentatge automàtic, incloses les xarxes neuronals. En primer lloc, es proposa una metodologia lleugera de restauració per mitigar la degradació d’imatges causada per les vibracions induïdes pel sistema de determinació i control d’actitud (ADCS) en imatges òptiques d’alta resolució adquirides per CubeSats. El mètode es basa exclusivament en telemetria inercial, estimant un filtre de desenfocament espacialment variant i aplicant una deconvolució regularitzada amb un cost computacional mínim.
En segon lloc, es presenta una arquitectura de xarxa neuronal en dues etapes per estimar la Concentració de Gel Marí (SIC) i l’Extensió de Gel Marí (SIE) a partir de dades radiomètriques en banda L i reflectometria GNSS (GNSS-R) obtingudes per la missió FSSCat. La primera xarxa estima mapes SIC/SIE de resolució grossa utilitzant la radiometria i variables auxiliars, mentre que la segona millora la resolució al llarg dels punts de reflexió GNSS-R, combinant així les fortaleses complementàries dels dos sensors.
En tercer lloc, es proposa l’algorisme de Selecció i Ordenació Seqüencial de Bandes (SBSR) per a la reducció de dimensionalitat en imatges hiperespectrals. Aquest mètode no supervisat empra mètriques simples i interpretables, l’entropia i la correlació espectral, per seleccionar iterativament les bandes que maximitzen la informació i minimitzen la redundància. La seva baixa complexitat computacional el fa ideal per a una execució embarcada.
Finalment, l’enfocament SBSR s’estén mitjançant un model basat en una Xarxa Neuronal Convolucional (CNN), capaç de fer la selecció de bandes directament sobre dades hiperespectrals amb desalineació parcial entre bandes, típicament adquirides amb sensors de tipus "pushbroom" en CubeSats. La CNN processa matrius de correlació i autocorrelació per generar puntuacions de rellevància espectral, permetent una selecció robusta sense necessitat de alineament espacial previ.
Tots els mètodes han estat validats amb dades reals de les missions PRISMA i FSSCat, així com amb escenes hiperespectrals de referència (Indian Pines, Houston 2018). Els resultats demostren que els algorismes proposats aconsegueixen un rendiment comparable o superior al dels enfocaments existents, reduint dràsticament tant el cost computacional com el volum de dades.(Español) La creciente disponibilidad y miniaturización de sensores satelitales ha permitido que los CubeSats se consoliden como plataformas potentes para la Observación de la Tierra (EO). A pesar de su reducido tamaño y bajo coste, los CubeSats pueden proporcionar información geofísica de alta resolución, siempre que se aborden adecuadamente sus limitaciones intrínsecas: potencia disponible, capacidad de procesamiento, almacenamiento y ancho de banda de descarga. Esta tesis explora el desarrollo e implementación de metodologías de procesamiento de datos eficientes que puedan operar bajo estas restricciones. Al trasladar parte de la cadena de procesamiento desde el segmento terrestre al propio satélite, se pretende habilitar un análisis autónomo y en tiempo real a bordo, reduciendo así el volumen de datos transmitidos y aumentando la inmediatez y el valor científico de los productos satelitales.
Para ello, la tesis presenta una serie de contribuciones algorítmicas que abarcan tanto técnicas tradicionales de procesamiento de señal como enfoques de aprendizaje automático, incluidas redes neuronales. En primer lugar, se propone una metodología ligera de restauración para mitigar la degradación de imágenes causada por el "jitter" inducido por el sistema de determinación y control de actitud (ADCS) en imágenes ópticas de alta resolución obtenidas por CubeSats. El método se basa exclusivamente en telemetría inercial, estimando un filtro de desenfoque espacialmente variante y aplicando una deconvolución regularizada con un coste computacional mínimo.
En segundo lugar, se presenta una arquitectura de red neuronal en dos etapas para estimar la Concentración de Hielo Marino (SIC) y la Extensión de Hielo Marino (SIE) a partir de datos radiométricos en banda L y de Reflectometría GNSS (GNSS-R) recogidos por la misión FSSCat. La primera red genera mapas SIC/SIE de baja resolución a partir de la radiometría y variables auxiliares, mientras que la segunda refina la resolución en los puntos de reflexión GNSS-R, combinando eficazmente las fortalezas complementarias de ambos sensores.
En tercer lugar, se propone el algoritmo de Selección y Ordenación Secuencial de Bandas (SBSR) para la reducción de dimensionalidad en imágenes hiperespectrales. Este método no supervisado utiliza métricas simples e interpretables, como la entropía y la correlación espectral, para seleccionar iterativamente las bandas que maximizan la información y minimizan la redundancia. Su baja complejidad computacional lo hace ideal para su ejecución a bordo.
Por último, se amplía el enfoque SBSR mediante un modelo basado en redes neuronales convolucionales (CNN) capaz de realizar la selección de bandas directamente sobre datos hiperespectrales con desalineación parcial entre bandas, como los que se obtienen habitualmente con sensores "pushbroom" en CubeSats. La CNN procesa matrices de correlación y autocorrelación para generar puntuaciones de relevancia espectral, permitiendo una selección robusta sin necesidad de alineación espacial previa.
Todos los métodos han sido validados con datos reales de las misiones PRISMA y FSSCat, así como con escenas de referencia hiperespectrales (Indian Pines, Houston 2018). Los resultados demuestran que los algoritmos propuestos alcanzan un rendimiento comparable o superior al de las metodologías existentes, reduciendo drásticamente el coste computacional y el volumen de datos.DOCTORAT EN TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS (Pla 2013
Engineering zirconia surfaces with cell instructive and antibacterial properties
No full textTesi en modalitat de compendi de publicacions(English) Tetragonal zirconia polycrystals stabilized with 3 mol% yttria (3Y-TZP) has gained growing interest as an alternative to titanium for dental implants, owing to its excellent biocompatibility, high mechanical strength and corrosion resistance and superior aesthetics. Despite these advantages, the clinical performance of zirconia implants still depends on their ability to promote osseointegration while simultaneously minimizing the risk of bacterial colonization, a competitive process known as "race for the surface". Surface properties of dental implants, such as topography, chemistry, and wettability, critically influence the biological response at the tissue-implant interface. In particular, micro- and nanotopographies directly impact cell-material interaction and can modulate several cellular functions including adhesion, migration, proliferation, and differentiation. Similarly, these topographical features affect bacterial response, either promoting bacterial adhesion or, conversely, reducing colonization through antifouling or bactericidal effects. For this reason, surface modifications have become a widely explored strategy to enhance the biological performance of implants. Nevertheless, the major challenge lies in designing surfaces that simultaneously support osseointegration while also preventing bacterial adhesion.
This PhD Thesis addressed this challenge by investigating different surface modification approaches to improve the biological performance of zirconia. The aim was to create topographies that simultaneously improve cell behavior while exhibiting antibacterial properties. In concrete, we developed and characterized a series of micro and nanostructured zirconia surfaces and evaluated their biological performance both in terms of human mesenchymal stem cell (hMSC) response and bacterial adhesion of different strains. Prior to experimental work, a comprehensive bibliographic review on topographical modification strategies for 3Y-TZP was conducted (Chapter I), highlighting existing knowledge gaps and guiding the selection of surface treatments. Following this, different surface modification techniques were employed, including hydrofluoric acid (HF) etching for generating nanotopography (Chapter II) and laser patterning via nanosecond (ns-) and femtosecond (fs-) laser to create defined microstructures (Chapter III). These techniques were also combined to evaluate a potential synergistic effect of hierarchically rough micro- and nanotopographies on the biological response (Annex I). Our findings demonstrate both chemical etching and laser patterning techniques successfully enhanced the biological performance of zirconia by improving the hMSCS behavior and reducing bacterial adhesion. However, their combination did not result in a synergistic improvement. Among all the surfaces, the 3 μm linear pattern (L3) created through fs-laser patterning offered the best balance by simultaneously enhancing hMSC adhesion, migration, and osteogenic differentiation, while significantly reducing the adhesion of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa bacteria. It also led to the most favorable biological outcome under competitive co-culture conditions. Furthermore, biofunctionalization of this topography using a multifunctional peptide containing both antimicrobial and cell-adhesive sequences showed promising synergistic biological effects (Annex II). Importantly, these improvements were achieved without compromising the mechanical integrity of the L3-patterned surface (Annex III).
In conclusion, this PhD Thesis demonstrated that topographical modification of zirconia offers promising strategies for developing zirconia implant with improved biological performance, enhancing both osseointegration and antibacterial properties. Future directions should focus on integrating biochemical cues, in vivo validations, and complete assessment of the mechanical integrity.(Català) La zircona policristal·lina tetragonal dopada amb un 3% d’itria (3Y-TZP) s’ha convertit en una alternativa prometedora al titani per als implants dentals, gràcies a la seva excel·lent biocompatibilitat, alta resistència mecànica, resistència a la corrosió i bones propietats estètiques. Malgrat aquests avantatges, l’èxit clínic dels implants de zirconi encara depèn de la seva capacitat per afavorir l’osteointegració, minimitzant alhora el risc de colonització bacteriana, un procés competitiu conegut com a “race for the surface”. Les propietats superficials dels implants dentals, com la topografia, influeixen críticament en la resposta biològica a la interfície teixit-implant. En particular, les micro- i nanotopografies impacten directament en la interacció entre les cèl·lules i el material, i poden modular diverses funcions cel·lulars com l’adhesió, la migració, la proliferació i la diferenciació. Igualment, aquestes característiques topogràfiques també afecten la resposta bacteriana, afavorint o reduint la colonització mitjançant efectes antifouling o bactericides. Per aquest motiu, les modificacions superficials s’han convertit en una estratègia àmpliament explorada per millorar el rendiment biològic dels implants. No obstant això, el repte continua sent dissenyar superfícies que puguin afavorir alhora la osteointegració i evitar l’adhesió bacteriana.
Aquesta tesi doctoral ha abordat aquest repte investigant diferents estratègies de modificació superficial per millorar el comportament biològic dels implants dentals de 3Y-TZP. L’objectiu ha estat crear topografies capaces de millorar simultàniament el comportament cel·lular i presentar propietats antibacterianes. Concretament, es van desenvolupar i caracteritzar diverses superfícies de zircona micro- i nanostructurades, i es va avaluar el seu comportament biològic tant en termes de resposta de cèl·lules mare mesenquimals humanes (hMSCs) com de l’adhesió bacteriana. Prèviament al treball experimental, es va dur a terme una revisió bibliogràfica exhaustiva sobre les estratègies de modificació topogràfica de 3Y-TZP (Capítol I), que va permetre identificar mancances i orientar la selecció dels tractaments superficials. A continuació, es van aplicar diferents tècniques de modificació, incloent l’atac amb àcid fluorhídric (HF) per generar nanotopografies (Capítol II) i el gravat làser amb làser de nanosegons (ns-) i femtosegons (fs-) per obtenir microestructures definides (Capítol III). També es van combinar aquestes tècniques per avaluar un possible efecte sinèrgic de les topografies jeràrquicament rugoses (Annex I). Els resultats obtinguts demostren que tant l’atac químic com el gravat làser van millorar amb èxit el comportament biològic de la zircona, millorant el comportament cel·lular i reduint l’adhesió bacteriana. No obstant això, la seva combinació no va produir una millora sinèrgica. Entre totes les superfícies analitzades, el patró lineal de 3 μm (L3), creat mitjançant làser de femtosegons, va oferir el millor balanç, millorant simultàniament l’adhesió, la migració i la diferenciació osteogènica de les hMSC, alhora que va reduir significativament l’adhesió de Staphylococcus aureus i Pseudomonas aeruginosa. També va conduir al millor resultat biològic en condicions de co-cultiu competitiu. A més, la biofuncionalització d’aquesta topografia amb un pèptid multifuncional amb propietats antimicrobianes i d’adhesió cel·lular va mostrar efectes sinèrgics prometedors (Annex II). Aquestes millores es van aconseguir sense comprometre la integritat mecànica de la superfície (Annex III).
En conclusió, aquesta tesi doctoral ha demostrat que la modificació topogràfica de zircona ofereix estratègies prometedores per al desenvolupament d’implants amb un rendiment biològic millorat, afavorint tant la osteointegració com la resposta antibacteriana. Futures investigacions haurien d’incloure la integració de senyals bioquímiques, validació in vivo i anàlisi de la integritat mecànica.(Español) La circona policristalina estabilizada con el 3% mol de yttria (3YTZP) ha generado un creciente interés como alternativa al titanio para los implantes dentales, gracias a su excelente biocompatibilidad, alta resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y ventrajas estéticas. A pesar de esto, el éxito clínico de los implantes sigue dependiendo de su capacidad para favorecer simultáneamente la osteointegración y minimizar la colonización bacteriana, un proceso competitivo conocido como ““race for the surface”. Las propiedades superficiales de los implantes, como la topografía, influyen en la respuesta biológica en la interfaz tejido-implante. En particular, las micro- y nanotopografías impactan directamente en la interacción entre las células y el material, pudiendo modular funciones celulares clave como la adhesión, migración, proliferación y diferenciación. Estas características topográficas también afectan la respuesta bacteriana, favoreciendo o reduciendo la colonización mediante efectos antifouling o bactericidas. Por ello, las modificaciones superficiales se han convertido en una estrategia ampliamente explorada para mejorar el rendimiento biológico de los implantes. No obstante, el principal reto sigue siendo diseñar superficies que favorezcan simultáneamente la osteointegración y eviten la adhesión bacteriana.
Esta tesis doctoral aborda este reto investigando distintas estrategias de modificación superficial para mejorar el comportamiento biológico de la circona. El objetivo fue crear topografías capaces de mejorar simultáneamente el comportamiento celular y presentar propiedades antibacterianas. En concreto, se crearon y caracterizaron distintas superficies micro- y nanoestructuradas, y se evaluó su comportamiento biológico en términos de la respuesta de células madre mesenquimales humanas (hMSC) y de la adhesión bacteriana de distintas cepas. Previo al trabajo experimental, se realizó una revisión bibliográfica exhaustiva sobre estrategias de modificación topográfica de 3Y-TZP (Capítulo I), con el fin de identificar áreas poco exploradas y seleccionar las técnicas con mayor potencial. A continuación, se aplicaron diferentes técnicas de modificación, incluyendo el ataque con ácido fluorhídrico (HF) para generar nanotopografías (Capítulo II) y el grabado con láser de nanosegundos (ns-) y femtosegundos (fs-) para obtener microestructuras definidas (Capítulo III). También se combinaron estas técnicas para evaluar un posible efecto sinérgico de las topografías jerárquicamente rugosas en la respuesta biológica (Anexo I). Los resultados demostraron que tanto el ataque químico como el grabado láser mejoraron exitosamente el rendimiento biológico de la circona, favoreciendo el comportamiento de las hMSC y reduciendo la adhesión bacteriana. Sin embargo, su combinación no generó un efecto sinérgico. Entre todas las superficies analizadas, el patrón lineal de 3 μm (L3), creado mediante grabado con láser fs-, ofreció el mejor equilibrio, mejorando simultáneamente la adhesión, migración y diferenciación osteogénica de las hMSC, al tiempo que redujo significativamente la adhesión de Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa. Además, este patrón dio lugar al resultado biológico más favorable en condiciones de co-cultivo competitivo. Asimismo, la biofuncionalización de dicha topografía con un péptido multifuncional con secuencias antimicrobianas y de adhesión celular mostró efectos biológicos sinérgicos prometedores (Anexo II). Es importante destacar que estas mejoras se lograron sin comprometer la integridad mecánica de la superficie (Anexo III).
En conclusión, esta tesis demuestra que la modificación topográfica de la circona es una estrategia prometedora para mejorar su comportamiento biológico, promoviendo la osteointegración y limitando la adhesión bacteriana. Las investigaciones futuras deberían centrarse en integrar señales bioquímicas, realizar validaciones in vivo y evaluar de forma completa la integridad mecánica.DOCTORAT EN CIÈNCIA I ENGINYERIA DELS MATERIALS (Pla 2012
Elaboración y validación de un índice objetivo de discapacidad e incapacidad laboral en la enfermedad inflamatoria intestinal
Get PDFAntecedents i objectius: la discapacitat associada a la malaltia inflamatòria intestinal (MII) ha adquirit una rellevància creixent en l’àmbit clínic i social Per a una avaluació adequada calen índexs validats No obstant això els índexs actualment disponibles es veuen esbiaixats per la subjectivitat inherent a les percepcions dels pacients L’objectiu va ser desenvolupar i validar un índex de discapacitat i incapacitat laboral en pacients amb MII basat en variables objectives i quantificables Mètodes: es va administrar una enquesta en línia a pacients amb MII que van informar sobre el seu grau de discapacitat general i incapacitat laboral oficialment reconeguda així com paràmetres objectius relacionats amb la MII Els participants van ser assignats aleatòriament a un de dos conjunts de dades: a) entrenament o b) validació Al grup d’entrenament es van dur a terme tres regressions logístiques per identificar les variables relacionades amb la discapacitat i la incapacitat laboral Les variables que van obtenir significació estadística o que van ser considerades clínicament rellevants es van seleccionar per modelar dues puntuacions: 1) l’Índex de Discapacitat Objectiva a la MII No Ponderat (U-IBDODI de l’anglès Unweighted Inflammatory Bowel Disease Objective Disability Index) on totes les variables tenien el mateix pes 2) l’Índex de Discapacitat Objectiva a la MII Ponderat (W-IBDODI de Weighted Inflammatory Bowel Disease Objective Disability Index) on les variables es van ponderar segons els resultats de la regressió logística Posteriorment es van validar els dos índexs Finalment es va avaluar la correlació d’aquests índexs objectius amb altres instruments validats per a l’anàlisi de la discapacitat la incapacitat o la qualitat de vida en la MII Resultats: l’anàlisi va incloure 930 qüestionaris vàlids L’edat mitjana dels pacients va ser de 41 ± 11 anys 642 (654 %) eren dones i 582 (593 %) patien malaltia de Crohn El grup d’entrenament va incloure 665 enquestes Al grup de validació (n=265) els pacients amb discapacitat reconeguda van presentar puntuacions mitjanes de 317 (DE ±176) a l’U-IBDODI i 805 (DE ±39) al W-IBDODI enfront de 21 (DE ±147) i 558 (DE ±359) en pacients sense discapacitat Les puntuacions també van ser més altes en pacients amb incapacitat: 46 (DE ±16) i 112 (DE ±33) enfront de 24 (DE ±15) i 63 (DE ±35) en aquells que no la presentaven Les àrees sota la corba ROC (AUROC) de l’U-IBDODI i el W-IBDODI van ser respectivament de 0675 i 0676 per predir la discapacitat general i de 0839 i 0837 per a la incapacitat laboral En comparar els índexs objectius amb altres escales de discapacitat incapacitat o qualitat de vida (CD-WDQ UC-WDQ IBD-DI Euro-QoL i IBDQ-9) els índexs U-IBDODI i W-IBDODI van demostrar una capacitat predictiva significativament superior per detectar tant la incapacitat laboral com la discapacitat general Conclusions: l’IBDODI és un índex objectiu fàcil d’utilitzar i vàlid per mesurar tant la discapacitat general com la incapacitat laboral en la MII A més la seva utilitat per predir l’atorgament d’un grau de discapacitat o d’una incapacitat laboral és clarament superior a la dels altres índexs actualment disponiblesAntecedentes y objetivos: la discapacidad asociada a la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) ha adquirido una relevancia creciente en el ámbito clínico y social Para su correcta evaluación se requieren índices validados Sin embargo los índices actualmente disponibles se ven sesgados por la subjetividad inherente a las percepciones de los pacientes El objetivo fue desarrollar y validar un índice de discapacidad e incapacidad laboral en pacientes con EII basado en variables objetivas y cuantificables Métodos: se administró una encuesta en línea a pacientes con EII quienes reportaron su grado de discapacidad general e incapacidad laboral oficialmente reconocido además de parámetros objetivos relacionados con la EII Los participantes fueron asignados aleatoriamente a uno de dos conjuntos de datos: a) entrenamiento o b) validación En el grupo entrenamiento se realizaron tres regresiones logísticas para identificar las variables relacionadas con la discapacidad y la incapacidad laboral Las variables que obtuvieron significación estadística o aquellas consideradas clínicamente relevantes fueron seleccionadas para modelar dos puntuaciones: 1) el Índice de Discapacidad Objetiva en la EII No Ponderado (U-IBDODI del inglés Unweighted Inflammatory Bowel Disease Objective Disability Index) donde todas las variables tenían el mismo peso 2) el Índice de Discapacidad Objetiva en la EII Ponderado (W-IBDODI de Weighted Inflammatory Bowel Disease Objective Disability Index) donde las variables fueron ponderadas según los resultados de la regresión logística Posteriormente los dos índices fueron validados Finalmente se evaluó la correlación de estos índices objetivos con otros instrumentos validados para el análisis de la discapacidad la incapacidad o la calidad de vida en la EII Resultados: el análisis incluyó 930 cuestionarios válidos La edad media de los pacientes fue de 41 ± 11 años 642 (654 %) eran mujeres y 582 (593 %) padecían enfermedad de Crohn El grupo de entrenamiento incluyó 665 encuestas En el grupo de validación (n=265) los pacientes con discapacidad reconocida presentaron puntuaciones medias de 317 (DE ±176) en el U-IBDODI y 805 (DE ±39) en el W-IBDODI frente a 21 (DE ±147) y 558 (DE ±359) en pacientes sin discapacidad Las puntuaciones también fueron más altas en pacientes con incapacidad: 46 (DE ±16) y 112 (DE ±33) frente a 24 (DE ±15) y 63 (DE ±35) en quienes no la presentaban Las áreas bajo la curva ROC (AUROC) de U-IBDODI y W-IBDODI fueron respectivamente de 0675 y 0676 para predecir la discapacidad general y de 0839 y 0837 para la incapacidad laboral Al comparar los índices objetivos con otras escalas de discapacidad incapacidad o calidad de vida (CD-WDQ UC-WDQ IBD-DI Euro-QoL e IBDQ-9) los índices U-IBDODI y W-IBDODI demostraron una capacidad predictiva significativamente superior para detectar tanto la incapacidad laboral como la discapacidad general Conclusiones: el IBDODI es un índice objetivo fácil de usar y válido para medir tanto la discapacidad general como la incapacidad laboral en la EII Además su utilidad para predecir la concesión de un grado de discapacidad o de una incapacidad laboral es marcadamente superior a la de los otros índices actualmente disponiblesBackground and Objectives Disability associated with inflammatory bowel disease (IBD) has gained increasing clinical and social relevance Accurate assessment requires validated indices however currently available tools are biased by the inherent subjectivity of patient perceptions The aim of the present study was to develop and validate a disability index in IBD patients based on objective and measurable variables Methods An online survey was administered to IBD patients who reported their officially recognized degree of general and work-related disability along with objective parameters potentially related to disability in IBD Participants were randomly assigned to one of two datasets a) training or b) validation In the training dataset three logistic regressions were performed to identify variables related to general and work-related disability Variables deemed statistically or clinically significant were selected to develop two scores 1) the Unweighted IBD Objective Disability Index (U-IBDODI) where all variables had the same weight and 2) the Weighted IBD Objective Disability Index (W-IBDODI) where variables were weighted according to regression results Both scores were subsequently validated Finally the correlation of these objective indices with other validated instruments for disability work-related disability or quality of life in IBD was assessed Results The analysis included 930 valid questionnaires The mean age of patients was 41 ± 11 years 642 (65 4 %) were women and 582 (59 3 %) had Crohn’s disease The training dataset included 665 surveys In the validation group (n=265) patients with recognized disability had mean scores of 3 17 (SD ±1 76) on the U-IBDODI and 8 05 (SD ±3 9) on the W-IBDODI compared to 2 1 (SD ±1 47) and 5 58 (SD ±3 59) respectively in patients without disability Scores were also higher among patients with incapacity 4 6 (SD ±1 6) and 11 2 (SD ±3 3) compared to 2 4 (SD ±1 5) and 6 3 (SD ±3 5) in those without incapacity In the validation group the area under the ROC curve (AUROC) for U-IBDODI and W-IBDODI was 0 675 and 0 676 respectively for predicting general disability and 0 839 and 0 837 for predicting work-related disability When comparing our newly developed objective indices with other published disability and quality of life scales (CD-WDQ UC-WDQ IBD-DI Euro-QoL and IBDQ-9) U-IBDODI and W-IBDODI demonstrated a significantly superior performance for predicting the administrative granting of general or work-related disability benefits Conclusions IBDODI score is an objective easy-to-use and valid tool for measuring both disability and work-related disability in IBD Moreover its predictive ability for the recognition of general or work-related is markedly superior to that of currently available scoresUniversitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicin
Elaboración y análisis de un nuevo protocolo diagnóstico y terapéutico para el abordaje multidisciplinar de la Mastitis Granulomatosa Idiopática
Get PDFINTRODUCCIÓ: La mastitis granulomatosa idiopàtica (MGI) és una malaltia inflamatòria crònica benigna que afecta l’estroma mamari. La seva etiologia i fisiopatologia són desconegudes. El diagnòstic és per exclusió i requereix confirmació histopatològica. Tot i tractar-se d’una patologia benigna, provoca un deteriorament important de la qualitat de vida. Actualment, el tractament no està estandarditzat. En aquest context, l’objectiu principal d’aquest treball és elaborar i implantar uns algoritmes de diagnòstic, tractament i protocol de seguiment estandarditzats per a pacients amb MGI que en millorin el maneig terapèutic.
MATERIAL I MÈTODES: Aquest projecte es divideix en tres fases: En primer lloc, es fa una anàlisi retrospectiu de pacients diagnosticades de MGI a la Unitat de Patologia Mamària (UPM) de l’Hospital Universitari Germans Trias i Pujol entre els anys 2015 i 2020. A partir d’aquesta revisió, es detecten una sèrie de mancances en el maneig d’aquesta patologia. A partir de les mancances detectades en la primera fase del projecte pel que fa al maneig i abordatge de la MGI, en la segona fase es procedeix a la confecció, en consens multidisciplinari, d’uns algoritmes de diagnòstic, tractament i protocol de seguiment de les pacients amb aquesta patologia. Finalment, en l’última fase del projecte, s’analitza l’impacte de l’aplicació dels algoritmes elaborats per a la MGI a partir d’un estudi observacional analític unicèntric de cohorts retrospectiu amb control històric que inclou totes les pacients diagnosticades de MGI a la UPM de l’Hospital Universitari Germans Trias i Pujol entre els anys 2015 i 2024.
RESULTATS: En l’estudi realitzat en la primera part del projecte es van incloure 14 pacients diagnosticades de MGI amb confirmació histopatològica. L’edat mitjana de les pacients en el moment del diagnòstic va ser de 39 anys (25–60). La localització més afectada va ser la mama esquerra (8/14). La presentació ecogràfica més freqüent va ser la massa hipoecogènica solitària (7/14). El tractament aplicat en 11 pacients (11/14) va ser amb Prednisona (PDN) a una dosi inicial de 0,5 mg/kg/dia. En els casos en què no es va aconseguir la remissió amb la PDN (6/14), es va administrar Metotrexat (MTX) (6/14) i, posteriorment, 2 pacients van requerir tractament anti-TNF (2/14) en no respondre al tractament amb PDN ni MTX. El tractament quirúrgic va ser necessari en 1 pacient, que va requerir una mastectomia a causa de l’afectació extensa i la manca de resposta al tractament mèdic.
En la segona part del projecte es descriuen els algoritmes elaborats: un de diagnòstic i un altre de terapèutic amb protocol de seguiment de la MGI, tots dos multidisciplinaris. En els algoritmes es tenen en compte els factors de risc predisponents, amb la finalitat d’accelerar-ne la detecció i optimitzar-ne el tractament. Posteriorment, es va establir un protocol de seguiment per evitar i detectar la progressió i la recurrència de la malaltia.
En l’estudi realitzat en l’última part, s’inclouen 30 pacients diagnosticades de MGI dividides en dos grups. Després de comprovar l’homogeneïtat d’ambdós grups, es procedeix a l’anàlisi de l’impacte dels algoritmes. S’identifiquen diferències significatives (p<0,05) pel que fa a la disminució del nombre de dies fins al diagnòstic i fins a l’inici del tractament dirigit de la MGI. També s’aprecien diferències significatives (p<0,05) pel que fa a l’especialista que inicia el tractament dirigit a la malaltia, que passa a iniciar-se en les consultes de la UPM, en lloc de demorar-se fins a les consultes de Reumatologia.
CONCLUSIÓ: Com a conclusió, es demostra que amb l’aplicació dels algoritmes s’aconsegueix disminuir els dies fins a realitzar el diagnòstic de la MGI i fins a iniciar-ne el tractament dirigit.INTRODUCCIÓN: La mastitis granulomatosa idiopática (MGI) es una enfermedad inflamatoria crónica benigna que afecta al estroma mamario. Su etiología y fisiopatología son desconocidas. El diagnóstico es por exclusión y requiere confirmación histopatológica. Aunque se trata de una patología benigna, provoca un importante deterioro de la calidad de vida. En la actualidad el tratamiento no está estandarizado. En este contexto, el objetivo principal de este trabajo es elaborar e implantar unos algoritmos de diagnóstico, tratamiento y protocolo de seguimiento estandarizados para pacientes con MGI que mejoren su manejo terapéutico.
MATERIA Y MÉTODOS: Este proyecto se divide en tres fases: En primer lugar, se realiza un análisis retrospectivo de pacientes diagnosticadas de MGI en la Unidad de Patología Mamaria (UPM) del Hospital Universitari Germans Trias i Pujol entre los años 2015 y 2020. A partir de esta revisión, se detectan una serie de carencias en el manejo de esta patología. En base a estas carencias detectadas en la primera fase del proyecto respecto al manejo y abordaje de la MGI, en la segunda fase se procede a la confección en consenso multidisciplinar de unos algoritmos de diagnóstico, tratamiento y protocolo de seguimiento de las pacientes con esta patología. Finalmente, en la última fase del proyecto, se realiza un análisis del impacto de la aplicación de los algoritmos elaborados para la MGI a partir de un estudio observacional analítico unicéntrico de cohortes retrospectivo con control histórico que incluye todas las pacientes diagnosticadas de MGI en la UPM del Hospital Universitari Germans Trias i Pujol entre los años 2015 y 2024.
RESULTADOS: En el estudio realizado en la primera parte del proyecto se incluyeron 14 pacientes diagnosticadas de MGI con confirmación histopatológica. La edad media de las pacientes fue de 39 años (25-60) en el momento del diagnóstico. La localización más afectada fue la mama izquierda (8/14). La presentación ecográfica más frecuente fue la masa hipoecogénica solitaria (7/14). El tratamiento aplicado en 11 pacientes (11/14) fue con Prednisona (PDN) a una dosis inicial de 0,5mg/kg/día. En los casos en los que no se consiguió remisión con la PDN (6/14), se administró Metotrexate (MTX) (6/14) y, posteriormente 2 pacientes requirieron tratamiento anti- TNF (2/14) al no responder al tratamiento con PDN ni MTX. El tratamiento quirúrgico fue necesario en 1 paciente, que requirió una mastectomía debido a la extensa afectación y a la falta de respuesta al tratamiento médico.
En la segunda parte del proyecto se describen los algoritmos elaborados: uno diagnóstico y un segundo terapéutico con protocolo de seguimiento de la MGI, ambos multidisciplinares. En los algoritmos se tiene en cuenta los factores de riesgo predisponentes, con el propósito de acelerar su detección y optimizar su tratamiento. Se realiza posteriormente un protocolo de seguimiento para evitar y detectar la progresión y la recurrencia de la enfermedad.
En el estudio realizado en la última parte, se incluyen 30 pacientes diagnosticadas de MGI divididas en dos grupos. Tras comprobar la homogeneidad de ambos grupos se procede al análisis del impacto de los algoritmos. Se identifican diferencias significativas (p<0,05) en cuanto a la disminución del número de días hasta el diagnóstico y hasta iniciar el tratamiento dirigido de la MGI. También se aprecian diferencias significativas (p<0,05) en cuanto al especialista que inicia el tratamiento dirigido a la enfermedad pasando a iniciarse en las consultas de la UPM, en lugar de demorar su inicio hasta acudir a las consultas de Reumatología.
CONCLUSIÓN: Como conclusión se puede afirmar que con la aplicación de los algoritmos se consigue la disminución de los días hasta realizar el diagnóstico de la MGI y hasta iniciar su tratamiento dirigido.INTRODUCTION: Idiopathic granulomatous mastitis (IGM) is a chronic benign inflammatory disease that affects the breast stroma. Its etiology and pathophysiology remain unknown. Diagnosis is made by exclusion and requires histopathological confirmation. Although it is a benign condition, it causes significant deterioration in quality of life. Currently, treatment is not standardized. In this context, the main objective of this work is to develop and implement standardized diagnostic, treatment, and follow-up algorithms for patients with IGM in order to improve its therapeutic management.
MATERIAL AND METHODS: This project is divided into three phases: First, a retrospective analysis was carried out on patients diagnosed with IGM at the Breast Pathology Unit (BPU) of the Hospital Universitari Germans Trias i Pujol between 2015 and 2020. From this review, a number of shortcomings in the management of this condition were identified. Based on these shortcomings detected in the first phase of the project regarding the management and approach to IGM, the second phase involved the multidisciplinary consensus-based development of diagnostic, treatment, and follow-up algorithms for patients with this disease. Finally, in the last phase of the project, the impact of applying the algorithms developed for IGM was analyzed through a single-center observational analytical retrospective cohort study with historical controls, including all patients diagnosed with IGM at the BPU of the Hospital Universitari Germans Trias i Pujol between 2015 and 2024.
RESULTS: In the study conducted during the first part of the project, 14 patients with histopathologically confirmed IGM were included. The mean age at diagnosis was 39 years (25–60). The most frequently affected location was the left breast (8/14). The most common ultrasound finding was a solitary hypoechoic mass (7/14). Treatment with Prednisone (PDN) at an initial dose of 0.5 mg/kg/day was administered to 11 patients (11/14). In cases where remission was not achieved with PDN (6/14), Methotrexate (MTX) was given (6/14), and subsequently 2 patients required anti-TNF therapy (2/14) due to lack of response to PDN and MTX. Surgical treatment was necessary in 1 patient, who required mastectomy due to extensive involvement and failure to respond to medical therapy.
In the second part of the project, the developed algorithms are described: a diagnostic algorithm and a therapeutic algorithm with a follow-up protocol for IGM, both multidisciplinary. The algorithms take into account predisposing risk factors, with the aim of accelerating detection and optimizing treatment. A follow-up protocol was then established to prevent and detect disease progression and recurrence.
In the study carried out in the final part, 30 patients diagnosed with IGM were included and divided into two groups. After confirming the homogeneity of both groups, the impact of the algorithms was analyzed. Significant differences (p<0.05) were identified in terms of reducing the number of days until diagnosis and until initiation of targeted treatment for IGM. Significant differences (p<0.05) were also observed regarding the specialist initiating targeted treatment, which began in BPU consultations rather than being delayed until referral to Rheumatology consultations.
CONCLUSION: In conclusion, the application of the algorithms led to a reduction in the number of days until diagnosis of IGM and the initiation of its targeted treatment.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Cirurgia i Ciències Morfològique
Microbial Biochemistry of Emerging Contaminants and Anthropogenic Organic Matter in the Atlantic and Southern Oceans
No full textPrograma de Doctorat en Química Analítica i Medi Ambient / Tesi realitzada a l'Institut de Diagnòstic Ambiental i Estudis de l’Aigua (IDAEA-CSIC)[eng] The introduction of anthropogenic organic chemicals into the environment, particularly those exhibiting persistence, bioaccumulation, potential for long-range transport, and toxicity, poses a threat to the well-being of the Earth system. The global ocean, a vital component that sustains life, is especially vulnerable as it often serves as the main sink for these contaminants. In the marine environment, classic pollutants such as the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and emerging contaminants like the organophosphate esters (OPEs) and the per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) compose the anthropogenic dissolved organic carbon (ADOC) pool. The fate of these compounds is governed by complex interactions between physicochemical and biological processes, with the marine microbial communities potentially playing a relevant role, as they do in the marine biogeochemical cycles. However, their role in processing background contaminant concentrations in the open ocean, as well as the effects of these compounds on marine microbes, remains poorly studied. This thesis explores the impact of background concentrations of organic contaminants—including PAHs, OPEs, and PFAS—on marine microbial communities and their role in the biodegradation of these pollutants in the global ocean. Focusing on remote regions like coastal Antarctica and the open ocean, the works presented in this thesis integrate chemical data on contaminant concentrations with compositional and functional data on marine microbial communities, as well as other physicochemical parameters, obtained from field measurements and experiments, to investigate the interactions between contaminants and microbial communities under real oceanic conditions. In coastal Antarctica, significant correlations were found between contaminant concentrations and microbial composition, highlighting complex biogeochemical controls at low contaminant levels. The results of this thesis provide the largest dataset on PAH and PFAS concentrations in coastal Antarctica, revealing substantial temporal and spatial variability linked to snowmelt and geographical features. They also show that PAH biodegradation is enhanced by snowmelt-induced bacterial activity, while microbial-mediated desulfurization may serve as a PFAS sink. In addition, aromatic hydrocarbon-degrading genes were identified across diverse marine microorganisms using a curated bioinformatic approach with metagenomic datasets, indicating a widespread potential for PAH biodegradation in temperate and tropical oceans. Assessment of the gene abundance and PAH concentrations showed a negative correlation with the low molecular weight fraction of the PAHs. Furthermore, background concentrations of PAHs were found to be a significant factor explaining variation in the bacterial community composition, together with other previously described environmental drivers of microbial communities such as temperature and nutrient concentrations. Field experiments revealed significant biodegradation of highly hydrophobic OPEs in the Atlantic Ocean, linked to increased bacterial protein production, marking the first open-ocean evidence of OPE biodegradation under natural conditions. This thesis demonstrates that concurrent characterization of organic contaminants and microbial communities through field-based measurements provides accurate insights into the complexity of real environmental conditions. It reveals that background levels of organic contaminants, while not the main drivers, have the potential to influence marine microbial communities significantly. Additionally, microbial degradation was observed to be a potential oceanic sink for emerging contaminants in the surface ocean. These findings highlight the need for further research on biodegradation rates and the impact of contaminants on marine biogeochemical cycles. Understanding these processes is essential for accurate risk assessments, especially given the rising release of anthropogenic compounds and the intensification of climate change-related stressors.[cat] La introducció de compostos orgànics antropogènics derivats d'activitats humanes en el medi ambient, inclosos els contaminants orgànics persistents i els contaminants emergents, com els hidrocarburs aromàtics policíclics (HAP), els èsters organofosforats (OPE) i les substàncies per- i polifluoroalquilades (PFAS), representa una amenaça per als ecosistemes marins de l’oceà global. Aquests contaminants interactuen amb les comunitats microbianes marines, podent alterar els cicles biogeoquímics. No obstant això, l'abast del seu impacte, així com el paper dels microbis en la determinació del destí dels contaminants mitjançant la degradació o altres processos, continua sent poc conegut. Aquesta tesi investiga els efectes dels nivells de fons de contaminants en els microbis marins i el seu possible paper en la biodegradació d'aquests compostos, centrant-se en regions remotes com la costa de l'Antàrtida i l'oceà obert. Per a això, integra dades químiques amb dades de la composició i funció de les comunitats microbianes, així com altres paràmetres fisicoquímics obtinguts a partir de mesuraments de camp i experiments realitzats durant diferents campanyes de mostreig. Els conjunts de dades obtingudes van ser analitzats utilitzant eines d'anàlisis de dades, proves estadístiques i programari de bioinformàtica. Aquesta tesi demostra que la caracterització simultània de contaminants orgànics i comunitats microbianes mitjançant mesuraments de camp proporciona nou coneixement sobre la complexitat dels processos que es desenvolupen baix condicions ambientals reals. Revela que els nivells de fons de contaminants orgànics, encara que no siguin els principals impulsors, poden influir significativament en les comunitats microbianes marines. A més, es va observar que la degradació microbiana podria actuar com un embornal oceànic per a contaminants emergents en la superfície de l'oceà. Aquestes troballes ressalten la necessitat de continuar investigant tant les taxes de biodegradació microbiana com l'impacte dels contaminants sobre les comunitats microbianes i, per tant, en els cicles biogeoquímics marins. Comprendre aquests processos és essencial per a realitzar avaluacions de risc precises, especialment davant l'augment en l'alliberament de compostos antropogènics i la intensificació dels factors d'estrès ambiental derivats del canvi climàtic