Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Towards Unsupervised Representation Learning: Learning, Evaluating and Transferring Visual Representations
No full textL'aprenentatge de representacions no supervisat té com a objectiu trobar mètodes que aprenguin representacions a partir de dades sense senyals basats en anotacions. Abstindre's de les anotacions no només comporta beneficis econòmics, sinó que també pot, i en certa mesura ja ho fa, comportar avantatges en la estructura de la representació, la robustesa i la capacitat de generalització a diferents tasques. A llarg termini, s'espera que els mètodes no supervisats superin les seves contraparts supervisades a causa de la reducció de la intervenció humana i de l'enfocament inherentment més general que no biaixi l'optimització cap a un objectiu que prové de senyals específics basats en anotacions. Tot i que recentment s'han observat avantatges importants de l'aprenentatge de representacions no supervisat en el processament del llenguatge natural, els mètodes supervisats encara dominen en els dominis de la visió per a la majoria de les tasques. En aquesta tesi, contribuïm al camp de l'aprenentatge de representacions (visuals) no supervisades des de tres perspectives: (i) Aprenentatge de representacions: Dissenyem Xarxes Neuronals Autoorganitzades Convolucionals (CSNNs) no supervisades i lliures de retropropagació que utilitzen regles d'aprenentatge basades en autoorganització i en Hebb, per aprendre nuclis convolucionals i màscares amb l'objectiu d'assolir models més profunds sense retropropagació. Observem que els mètodes basats en retropropagació i lliures de retropropagació poden patir d'una manca de coincidència de la funció objectiu entre la tasca de pretext no supervisada i la tasca objectiu, la qual cosa pot portar a una disminució en el rendiment per a la tasca objectiu. (ii) Avaluació de la representació: Ens basem en el protocol d'avaluació (no) lineal àmpliament utilitzat per definir mètriques independents de la tasca de pretext i la tasca objectiu per a mesurar la manca de coincidència de la funció objectiu. Amb aquestes mètriques, avaluem diverses tasques de pretext i objectiu i revelem les dependències de la manca de coincidència de la funció objectiu en diferents parts de l'entrenament i la configuració del model. (iii) Transferència de representacions: Contribuïm amb CARLANE, el primer banc de proves d'adaptació de domini sim-to-real de 3 vies per a la detecció de carrils 2D. Adoptem diversos mètodes coneguts d'adaptació de domini no supervisat com a referència i proposem un mètode basat en l'aprenentatge auto-supervisat prototípic entre dominis. Finalment, ens centrem en l'adaptació de domini no supervisat basada en píxels i contribuïm amb un mètode de traducció d'imatge a imatge no aparellat consistent en contingut que utilitza màscares, discriminadors globals i locals, i mostreig de similitud per mitigar les inconsistències de contingut, així com la denormalització atenta a característiques per fusionar estadístiques basades en contingut en la seqüència del generador. A més, proposem la mètrica cKVD per incorporar inconsistències de contingut específiques de classes en mètriques perceptuals per a mesurar la qualitat de la traducció.El aprendizaje de representaciones no supervisado tiene como objetivo encontrar métodos que aprendan representaciones a partir de datos sin señales basadas en anotaciones. Abstenerse de las anotaciones no solo conlleva beneficios económicos, sino que también puede, y en cierta medida ya lo hace, resultar en ventajas en cuanto a la estructura de la representación, la robustez y la capacidad de generalización a diferentes tareas. A largo plazo, se espera que los métodos no supervisados superen a sus contrapartes supervisadas debido a la reducción de la intervención humana y al enfoque inherentemente más general que no sesga la optimización hacia un objetivo que proviene de señales específicas basadas en anotaciones. Si bien recientemente se han observado ventajas importantes del aprendizaje de representaciones no supervisadas en el procesamiento del lenguaje natural, los métodos supervisados todavía dominan en los dominios de la visión para la mayoría de las tareas. En esta tesis, contribuimos al campo del aprendizaje de representaciones (visuales) no supervisadas desde tres perspectivas: (i) Aprendizaje de representaciones: Diseñamos Redes Neuronales Autoorganizadas Convolucionales (CSNNs) no supervisadas y libres de retropropagación que utilizan reglas de aprendizaje basadas en autoorganización y en Hebb, para aprender núcleos convolucionales y máscaras con el fin de lograr modelos más profundos sin retropropagación. Observamos que los métodos basados en retropropagación y libres de retropropagación pueden sufrir de una falta de coincidencia de la función objetivo entre la tarea de pretexto no supervisada y la tarea objetivo, lo que puede llevar a disminuciones en el rendimiento para la tarea objetivo. (ii) Evaluación de representación: Nos basamos en el protocolo de evaluación (no) lineal ampliamente utilizado para definir métricas independientes de la tarea de pretexto y la tarea objetivo para medir la falta de coincidencia de la función objetivo. Con estas métricas, evaluamos varias tareas de pretexto y objetivo y revelamos las dependencias de la falta de coincidencia de la función objetivo en diferentes partes del entrenamiento y la configuración del modelo. Y (iii) Transferencia de representaciones: Contribuimos con CARLANE, el primer banco de pruebas de adaptación de dominio sim-to-real de 3 vías para la detección de carriles 2D. Adoptamos varios métodos conocidos de adaptación de dominio no supervisado como referencia y proponemos un método basado en el aprendizaje auto-supervisado prototípico entre dominios. Por último, nos enfocamos en la adaptación de dominio no supervisada basada en píxeles y contribuimos con un método de traducción de imagen a imagen no emparejado consistente en contenido que utiliza máscaras, discriminadores globales y locales, y muestreo de similitud para mitigar las inconsistencias de contenido, así como la denormalización atenta a características para fusionar estadísticas basadas en contenido en la secuencia del generador. Además, proponemos la métrica cKVD para incorporar inconsistencias de contenido específicas de clases en métricas perceptuales para medir la calidad de la traducción.Unsupervised representation learning aims at finding methods that learn representations from data without annotation-based signals. Abstaining from annotations not only leads to economic benefits but may - and to some extent already does - result in advantages regarding the representation's structure, robustness, and generalizability to different tasks. In the long run, unsupervised methods are expected to surpass their supervised counterparts due to the reduction of human intervention and the inherently more general setup that does not bias the optimization towards an objective originating from specific annotation-based signals. While major advantages of unsupervised representation learning have been recently observed in natural language processing, supervised methods still dominate in vision domains for most tasks. In this dissertation, we contribute to the field of unsupervised (visual) representation learning from three perspectives: (i) Learning representations: We design unsupervised, backpropagation-free Convolutional Self-Organizing Neural Networks (CSNNs) that utilize self-organization- and Hebbian-based learning rules to learn convolutional kernels and masks to achieve deeper backpropagation-free models. Thereby, we observe that backpropagation-based and -free methods can suffer from an objective function mismatch between the unsupervised pretext task and the target task. This mismatch can lead to performance decreases for the target task. (ii) Evaluating representations: We build upon the widely used (non-)linear evaluation protocol to define pretext- and target-objective-independent metrics for measuring the objective function mismatch. With these metrics, we evaluate various pretext and target tasks and disclose dependencies of the objective function mismatch concerning different parts of the training and model setup. (iii) Transferring representations: We contribute CARLANE, the first 3-way sim-to-real domain adaptation benchmark for 2D lane detection. We adopt several well-known unsupervised domain adaptation methods as baselines and propose a method based on prototypical cross-domain self-supervised learning. Finally, we focus on pixel-based unsupervised domain adaptation and contribute a content-consistent unpaired image-to-image translation method that utilizes masks, global and local discriminators, and similarity sampling to mitigate content inconsistencies, as well as feature-attentive denormalization to fuse content-based statistics into the generator stream. In addition, we propose the cKVD metric to incorporate class-specific content inconsistencies into perceptual metrics for measuring translation quality.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Informàtic
Anatomía de un “sarampión travesti”. La categoría de transexualidad y las representaciones de mujeres trans en el discurso social de la Transición española
Get PDFDoctorat internacionalEl presente trabajo estudia la recepción de la categoría de transexualidad y las representaciones de mujeres trans en el discurso social de la Transición en español y catalán, un periodo en el que se dio una presencia masiva de estas identidades en lo que hemos calificado como el "sarampión travesti”. Desde la óptica de los estudios culturales y los estudios de género —más concretamente, los estudios trans—, nos centramos en analizar una serie de objetos culturales de carácter endógeno y exógeno que, entre 1976 y 1983, tematizaron la experiencia trans y en los que existe un diálogo explícito con la entonces “nueva” categoría médica. El trabajo concluye que su recepción en España se produjo en unas condiciones muy particulares, alejada generalmente de la institución médica en la que había nacido en otros contextos nacionales, lo que propició su transformación y, en consecuencia, una mayor ductilidad como término de identificación.This doctoral dissertation studies the reception of the category of transsexuality and the representations of trans women in the social discourse in Spanish and Catalan during the Transition period. This was a crucial time, as it marked the first mass presence of these identities in what we have termed the ‘sarampión travesti.’ From the perspective of cultural studies and gender studies –and more specifically, trans studies – it focuses on analysing a series of cultural objects -novels, films and newspapers-, both endogenous and exogenous, that between 1976 and 1983 addressed the trans experience in that period and explicitly engaged with the then “new” medical category. The thesis concludes that the reception of the medical category in Spain occurred under very particular conditions, generally removed from the medical institution where it had originated in other national contexts.Programa de Doctorat en Llengües Aplicades, Literatura i Traducci
Fármacos inhibidores de Janus quinasa en el tratamiento de la artritis reumatoide
Get PDFL’artritis reumatoide (AR) és una malaltia autoimmune prevalent, caracteritzada per una inflamació articular crònica, simètrica i bilateral, que pot provocar danys irreversibles i una discapacitat severa. L’arsenal terapèutic de l’AR ha evolucionat dràsticament en les darreres dècades, contribuint a un millor control de la malaltia. Tot i això, encara hi ha pacients que no responen adequadament al tractament o que presenten reaccions adverses al medicament (RAM), inclosos els inhibidors de la Janus quinasa (JAK), recentment incorporats a la pràctica clínica.
Aquesta tesi doctoral s’ha centrat en la identificació de factors relacionats amb el pacient i amb el fàrmac que influeixen en l’efectivitat i/o la seguretat dels inhibidors de JAK en el tractament de l’AR. La primera publicació se centra a examinar les característiques dels pacients que influeixen en la discontinuació de l’ús dels inhibidors de JAK per manca d’efectivitat i/o seguretat. La segona publicació analitza com el sexe del pacient influeix en l’efectivitat del tractament amb aquests fàrmacs. La tercera publicació investiga quins factors relacionats amb el pacient i amb el fàrmac influeixen en la seguretat dels inhibidors de JAK, i quines són les principals RAM associades al seu ús.
Els principals resultats en relació amb els factors del pacient inclouen la identificació de l’edat com un factor de risc per a l’aparició de RAM associades als inhibidors de JAK, així com per a la discontinuació del tractament per motius de seguretat. A més, s’identifica el sexe del pacient com un factor que influeix en l’avaluació de l’efectivitat del tractament segons l’índex compost utilitzat. Pel que fa als factors relacionats amb el fàrmac, la no selectivitat de l’inhibidor de JAK s’associa a un major risc de RAM.
Els resultats d’aquesta tesi doctoral aporten evidències que contribueixen a la presa de decisions en la pràctica clínica, ajudant a seleccionar el tractament més efectiu i segur per a cada pacient i avançant en la individualització terapèutica.La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad autoinmune prevalente, caracterizada por inflamación articular crónica, simétrica y bilateral, que puede resultar en daños irreversibles y una severa discapacidad. El arsenal terapéutico de la AR ha evolucionado drásticamente en las últimas décadas, contribuyendo a un mejor control de la enfermedad. Pese a ello, continúan habiendo pacientes que responden al tratamiento con mala o nula respuesta, o presentando reacciones adversas al medicamento (RAM); incluidos los recientemente disponibles en práctica clínica, los inhibidores de Janus quinasa (JAK).
Esta tesis doctoral se ha centrado en la identificación de factores relacionados con el paciente y con el fármaco, que influyen en la efectividad y/o la seguridad de los inhibidores de JAK en el tratamiento de la AR. La primera publicación está centrada en examinar las características del paciente que influyen en la discontinuación del uso del inhibidor de JAK por falta de efectividad y/o de seguridad. La segunda publicación estudia cómo influye el sexo del paciente en la efectividad del tratamiento con estos fármacos. La tercera publicación analiza qué factores relacionados con el paciente y con el fármaco influyen en la seguridad del inhibidor de JAK, y cuáles son las principales RAM asociadas a su uso. Los hallazgos principales en cuanto a factores relacionados con el paciente son, la identificación de la edad como factor de riesgo para la aparición de RAM asociada a inhibidor de JAK así como para la discontinuación del tratamiento por falta de seguridad. Además, la identificación del sexo del paciente como factor que influye en la evaluación de la efectividad del tratamiento con estos fármacos en función del índice compuesto utilizado. En cuanto a factores relacionados con el fármaco, la no selectividad del inhibidor de JAK se identifica como factor de riesgo para la aparición de RAM.
Los resultados de esta tesis doctoral aportan evidencias que contribuyen a la toma de decisiones en práctica clínica para seleccionar el tratamiento más efectivo y seguro para cada paciente, avanzando en la individualización terapéutica.Rheumatoid arthritis is a prevalent autoimmune disease characterized by chronic, symmetric, and bilateral joint inflammation, which may lead to irreversible damage and severe disability. The therapeutic arsenal for rheumatoid arthritis has evolved significantly in recent decades, contributing to improved disease control. However, there remain patients who exhibit poor or no response to treatment or experience adverse drug reactions; including the recently available Janus kinase (JAK) inhibitors in clinical practice.
This doctoral thesis has focused on identifying patient- and drug-related factors that influence the effectiveness and/or safety of JAK inhibitors in the treatment of rheumatoid arthritis. The first publication focuses on the examination of patient characteristics that influence JAK inhibitor discontinuation due to lack of effectiveness and/or safety. The second publication studies the influence of patient sex on the treatment effectiveness. The third publication analyzes the patient- and drug-related factors that influence the safety of JAK inhibitors and identifies the main adverse drug reactions associated with their use. The main findings regarding patient-related factors include the identification of age as a risk factor for the occurrence of adverse drug reactions associated with JAK inhibitors, as well as for treatment discontinuation due to safety concerns. Additionally, the identification of patient sex as a factor influencing the assessment of treatment effectiveness with these drugs, depending on the composite index used. Regarding drug-related factors, the non-selectivity of the JAK inhibitor is identified as a risk factor for the occurrence of adverse drug reactions.
The results of this doctoral thesis provide evidence that contributes to clinical decision-making in selecting the most effective and safe treatment for each patient, and moving forward to therapeutic individualization.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicin
Promotion of exclusive breastfeeding in Lebanon through perinatal education: a salutogenic approach
Get PDFENG - Background:
The health benefits of Exclusive Breastfeeding (EFB) for mothers and infants have been well established. In Lebanon, interventions and research related to breastfeeding are scarce and the rate of breastfeeding is low. Peer support and social media platforms could be promising to improve breastfeeding outcomes.
Objectives:
To evaluate the effectiveness of a salutogenic intervention on breastfeeding initiation and rates of exclusive breastfeeding, sense of coherence and self-esteem in Lebanon. To achieve it, first it was crucial to evaluate the facilitators and barriers of breastfeeding among mothers.
Methods:
In Part 1, a generic inductive qualitative content analysis study was conducted on the discussions in a breastfeeding support group on social media in Lebanon during August 2020.
Posts and comments were analyzed in two phases: first, identifying breastfeeding barriers, facilitators, and assets; second, examining community resilience in the breastfeeding context.
In Part 2, a randomized controlled clinical trial was conducted from June 2022 until July 2023 involving 101 women residing in Lebanon. The intervention consists of participating in WhatsApp groups created by Infant Feeding Facilitators (IFHs) who supported the mothers from the antenatal period until 6 months postpartum. This adopted a salutogenic approach increasing the mothers' Sense of Coherence (SOC) encouraging them to self-identify their General Resistance Resources (GRRs), describe the coping mechanisms used, and express the role of breastfeeding in their lives. Chi-square tests, Wilcoxon tests, and non-parametric Quade tests were used. SPSS v.20.0 for Windows was utilized for the analysis. The significance level was set at p<0.05.
Results:
Barriers to breastfeeding included lack of support and supportive policies at mothers’ emotional stress. Facilitators and assets were peer relationships and advice sharing. After Beirut’s port explosion, foundation of community resilience through the collaboration of several stakeholders, healthcare professionals in facing this disaster emerged.
A statistically significant change observed in SOC and Self-esteem and rates of EFB at the intervention group compared to control group (F=11.358, p=0.001), (F= 82.421; p=0.000) and (36.5% vs.10.2%, p=0.00).
Conclusion:
The salutogenic intervention demonstrated statistically significant improvements in SOC and self-esteem, that could explain the higher exclusive breastfeeding initiation and duration. This study underscores the importance of support systems based on the salutogenic model to enhance breastfeeding initiation and durationCAT - Antecedents:
Els beneficis per a la salut de la lactància materna exclusiva (LME) per a mares i nadons estan àmpliament establerts. Al Líban, les intervencions i la recerca relacionades amb la lactància materna són escasses, i la taxa de lactància és baixa. El suport entre iguals i les plataformes de xarxes socials podrien ser eficaces per millorar els resultats de la lactància materna.
Objectius:
Avaluar l'eficàcia d'una intervenció salutogènica en la iniciació de la lactància materna, els percentatge de lactància materna exclusiva, el sentit de coherència (SOC) i l'autoestima al Líban. Per aconseguir-ho, primer va ser crucial avaluar els facilitadors i les barreres de la lactància materna entre les mares.
Mètodes:
Part 1: Es va dur a terme un estudi qualitatiu genèric d’anàlisi de contingut sobre les discussions en un grup de suport a la lactància materna a les xarxes socials al Líban durant l'agost del 2020. Les publicacions i els comentaris es van analitzar en dues fases: primer, identificant les barreres, els facilitadors i els recursos per a la lactància; segon, examinant la resiliència comunitària en el context de la lactància materna.
Part 2: Entre juny de 2022 i juliol de 2023, es va realitzar un assaig clínic aleatoritzat amb 101 dones residents al Líban. La intervenció consistia en participar en grups de WhatsApp creats per Facilitadores d'Alimentació Infantil (IFHs), que donaven suport a les mares des del període prenatal fins als sis mesos postpart. Aquesta intervenció adoptava un enfocament salutogènic, augmentant el SOC de les mares mitjançant la facilitació de la identificació dels seus Recursos Generals de Resistència (GRRs), la descripció dels mecanismes d'afrontament utilitzats i l'expressió del paper de la lactància materna en les seves vides. Es van utilitzar proves de Chi-quadrat, Wilcoxon i Quade no paramètriques. L’anàlisi es va realitzar amb SPSS v.20.0 per a Windows, amb un nivell de significació establert a p<0.05.
Resultats:
Les barreres a la lactància materna incloïen la manca de suport i polítiques favorables davant l'estrès emocional de les mares. Els facilitadors i recursos incloïen les relacions entre iguals i l'intercanvi de consells. Després de l'explosió del port de Beirut, es va observar la creació de resiliència comunitària gràcies a la col·laboració de diversos actors i professionals sanitaris per fer front a aquest desastre.
Es va observar un canvi estadísticament significatiu en el SOC, l'autoestima i les taxes de LME al grup d'intervenció comparat al grup control (F=11.358, p=0.001), (F=82.421; p=0.000) i (36.5% vs. 10.2%, p=0.000).
Conclusió:
La intervenció salutogènica va demostrar millores estadísticament significatives en el SOC i l'autoestima, fet que podria explicar l'augment en la iniciació i la durada de la lactància materna exclusiva. Aquest estudi subratlla la importància dels sistemes de suport basats en el model salutogènic per millorar la iniciació i la durada de la lactància maternaPrograma de Doctorat en Biologia Molecular, Biomedicina i Salu
Unraveling genetic and molecular mechanisms of cardiovascular diseases: insights from genomic and transcriptomic approaches
Get PDFLes malalties cardiovasculars (CVDs) són la principal causa de mortalitat global i tenen mecanismes fisiopatològics complexos que encara no es comprenen completament. Aquesta tesi investiga les bases genètiques i moleculars de les CVDs, centrant-se en les proteïnes de coagulació com a fenotips intermedis clau. Mitjançant enfocaments genòmics i transcriptòmics complementaris, s’han identificat noves variants genètiques, vies reguladores i alteracions en l’expressió gènica associades al desenvolupament de les CVDs. També s’han explorat mecanismes comuns i relacions pleiotròpiques que expliquen com vies biològiques compartides influeixen en múltiples afeccions cardiovasculars. Aquest treball amplia la comprensió dels mecanismes biològics d’aquestes malalties.
Aquesta tesi es basa en la hipòtesi que la implementació d’aquestes metodologies òmiques en la investigació de fenotips intermedis permetrà descobrir nous loci i vies relacionades amb múltiples CVDs, avançant així en la comprensió dels mecanismes compartits d’aquestes malalties. Els objectius de la investigació van ser: primer, aprofundir en el coneixement de l’arquitectura genètica complexa de les CVDs integrant dades genòmiques i transcriptòmiques, amb un enfocament en la identificació de nous mecanismes reguladors que influeixen en la susceptibilitat a les malalties; segon, explorar el paper dels fenotips intermedis en la regulació genètica i transcriptòmica de les CVDs, particularment a través de l’estudi de les proteïnes de coagulació sanguínia; i tercer, identificar mecanismes reguladors pleiotròpics que subjauen a la fisiopatologia de múltiples CVDs mitjançant el descobriment i la caracterització de loci genètics i vies de senyalització compartides.
Per al primer objectiu, la integració de dades genòmiques i transcriptòmiques de consorcis com CHARGE, INVENT, MEGASTROKE, CARDIoGRAMplusC4D i GTEx ha permès una millor comprensió de l’arquitectura genètica de les CVDs. Entre els descobriments destacats hi ha quatre nous loci associats amb els nivells d’antitrombina (GCKR, BAZ1B, HP/TXNL4B, FCGRT), dos amb la proteïna S (ORM1/ORM2, MYL7) i un amb la proteïna C (GOLM2). A més, es van identificar quatre nous loci (XXYLT1, KNG1, SUGP1/MAU2, TBL2/MLXIPL) que regulen proteïnes hemostàtiques i CVDs, simultàniament. En mostres d’aneurisma aòrtic abdominal (AAA), es van detectar 3.002 gens diferencialment expressats, corregint l’efecte del temps isquèmic, dels quals 1.425 eren nous.
El segon objectiu es va centrar en investigar el paper dels fenotips intermedis en el risc cardiovascular, especialment de les proteïnes de coagulació. L’anàlisi va identificar loci associats amb nivells de proteïnes anticoagulants i risc de CVDs, com SERPINC1 per al tromboembolisme venós (VTE), GCKR per a la malaltia arterial coronària (CAD) i CELSR2/BAZ1B per a la malaltia arterial perifèrica (PAD). A més, molts loci pleiotròpics identificats suggereixen mecanismes mediats per fenotips intermedis, com la coagulació o els lípids. Els gens diferencialment expressats en mostres d’AAA també s’associen a fenotips intermedis com la inflamació, la resposta immune, la regulació del calci intracel·lular i el metabolisme mitocondrial.
Pel que fa al tercer objectiu, s’han identificat mecanismes reguladors específics vinculats al desenvolupament de diverses CVDs. Els resultats confirmen que els nivells de proteïna C són un factor de risc causal per a VTE i CAD. També es va identificar el locus pleiotròpic MYRF/TEMEM258/FADS1/FADS2, prèviament associat a CAD i VTE, com un factor de risc per a l’ictus isquèmic (IS). A més, vies associades amb l’AAA han estat relacionades amb el desenvolupament de CAD, VTE, IS i PAD en estudis transcriptòmics anteriors. Aquests descobriments suggereixen possibles dianes terapèutiques per a intervencions clíniques futures.
En conclusió, aquesta tesi il·lustra l'eficàcia d'integrar dades genòmiques i transcriptòmiques per descobrir nous loci i loci pleiotròpics que regulen les CVDs i els seus fenotips intermedis. Els resultats proporcionen una base sòlida per a futures investigacions transnacionals, facilitant el desenvolupament d’estratègies clíniques preventives.Las enfermedades cardiovasculares (CVDs) son la principal causa de mortalidad global y presentan mecanismos fisiopatológicos complejos que aún no se comprenden completamente. Esta tesis investiga las bases genéticas y moleculares de las CVDs, centrándose en proteínas de la coagulación como fenotipos intermedios clave. Mediante enfoques genómicos y transcriptómicos complementarios, se han identificado nuevas variantes genéticas, vías reguladoras y alteraciones en la expresión génica asociadas al desarrollo de las CVDs. También se han explorado mecanismos comunes y relaciones pleiotrópicas que explican cómo vías biológicas compartidas influyen en múltiples afecciones cardiovasculares. Este trabajo amplía la comprensión de los mecanismos biológicos de estas enfermedades.
Esta tesis se basa en la hipótesis de que la implementación de estas metodologías ómicas en la investigación de fenotipos intermedios permitirá descubrir nuevos loci y vías relacionadas con múltiples CVDs, avanzando así en la comprensión de los mecanismos compartidos de estas enfermedades. Los objetivos de la investigación fueron: primero, profundizar en el conocimiento de la arquitectura genética compleja de las CVDs integrando datos genómicos y transcriptómicos, con un enfoque en la identificación de nuevos mecanismos reguladores que influyen en la susceptibilidad a las enfermedades; segundo, explorar el papel de los fenotipos intermedios en la regulación genética y transcriptómica de las CVDs, particularmente a través del estudio de las proteínas de la coagulación sanguínea; y tercero, identificar mecanismos reguladores pleiotrópicos que subyacen a la fisiopatología de múltiples CVDs mediante el descubrimiento y la caracterización de loci genéticos y vías de señalización compartidas.
Para el primer objetivo, la integración de datos genómicos y transcriptómicos de consorcios como CHARGE, INVENT, MEGASTROKE, CARDIoGRAMplusC4D y GTEx ha permitido una mejor comprensión de la arquitectura genética de las CVDs. Entre los hallazgos destacados se incluyen cuatro nuevos loci asociados con niveles de antitrombina (GCKR, BAZ1B, HP/TXNL4B, FCGRT), dos con la proteína S (ORM1/ORM2, MYL7) y uno con la proteína C (GOLM2). Además, se identificaron cuatro nuevos loci (XXYLT1, KNG1, SUGP1/MAU2, TBL2/MLXIPL) que regulan proteínas hemostáticas y CVDs. En muestras de aneurisma aórtico abdominal (AAA), se detectaron 3.002 genes diferencialmente expresados, corrigiendo el efecto del tiempo isquémico, de los cuales 1.425 eran nuevos.
El segundo objetivo se centró en investigar el papel de los fenotipos intermedios en el riesgo cardiovascular, especialmente de las proteínas de la coagulación. El análisis identificó loci asociados con niveles de proteínas anticoagulantes y riesgo de CVDs, como SERPINC1 para el tromboembolismo venoso (VTE), GCKR para la enfermedad arterial coronaria (CAD) y CELSR2/BAZ1B para la enfermedad arterial periférica (PAD). Además, muchos loci pleiotrópicos identificados sugieren mecanismos mediados por fenotipos intermedios, como la coagulación o los lípidos. Los genes diferencialmente expresados en muestras de AAA también se asocian a fenotipos intermedios como la inflamación, la respuesta inmune, la regulación del calcio intracelular y el metabolismo mitocondrial.
En cuanto al tercer objetivo, se han identificado mecanismos reguladores específicos vinculados al desarrollo de diversas CVDs. Los resultados confirman que los niveles de proteína C son un factor de riesgo causal para VTE y CAD. También se identificó el locus pleiotrópico MYRF/TEMEM258/FADS1/FADS2, previamente asociado a CAD y VTE, como un factor de riesgo para el ictus isquémico (IS). Además, vías asociadas con el AAA han sido relacionadas con el desarrollo de CAD, VTE, IS y PAD en estudios transcriptómicos anteriores. Estos hallazgos sugieren posibles objetivos para futuras intervenciones clínicas.
En conclusión, esta tesis ilustra la eficacia de integrar datos genómicos y transcriptómicos para descubrir nuevos loci y loci pleiotrópicos que regulan las CVDs y sus fenotipos intermedios. Los resultados proporcionan una base sólida para futuras investigaciones traslacionales, facilitando el desarrollo de estrategias clínicas preventivas.Cardiovascular diseases (CVDs) are the leading cause of global mortality and involve complex pathophysiological mechanisms that are not yet fully understood. This thesis investigates the genetic and molecular basis of CVDs, focusing on coagulation proteins as key intermediate phenotypes. Through complementary genomic and transcriptomic approaches, new genetic variants, regulatory pathways, and gene expression alterations associated with CVD development have been identified. Common mechanisms and pleiotropic relationships explaining how shared biological pathways influence multiple cardiovascular conditions have also been explored. This work expands the understanding of the biological mechanisms underlying these diseases.
This thesis is based on the hypothesis that implementing these omics methodologies in the study of intermediate phenotypes will enable the discovery of new loci and pathways related to multiple CVDs, thereby advancing the understanding of shared mechanisms of these diseases. The research objectives were: first, to deepen the understanding of the complex genetic architecture of CVDs by integrating genomic and transcriptomic data, with a focus on identifying new regulatory mechanisms influencing disease susceptibility; second, to explore the role of intermediate phenotypes in the genetic and transcriptomic regulation of CVDs, particularly through the study of blood coagulation proteins; and third, to identify pleiotropic regulatory mechanisms underlying the pathophysiology of multiple CVDs through the discovery and characterization of shared genetic loci and signaling pathways.
For the first objective, the integration of genomic and transcriptomic data from consortia such as CHARGE, INVENT, MEGASTROKE, CARDIoGRAMplusC4D, and GTEx have improved the understanding of the genetic architecture of CVDs. Key findings include four new loci associated with antithrombin levels (GCKR, BAZ1B, HP/TXNL4B, FCGRT), two with protein S (ORM1/ORM2, MYL7), and one with protein C (GOLM2). Additionally, four new loci (XXYLT1, KNG1, SUGP1/MAU2, TBL2/MLXIPL) were identified that regulate hemostatic proteins and CVDs, simultaneously. In abdominal aortic aneurysm (AAA) samples, 3,002 differentially expressed genes were detected after correcting for ischemic time, 1,425 of which were novel.
The second objective focused on investigating the role of intermediate phenotypes in cardiovascular risk, particularly coagulation proteins. The analysis identified loci associated with anticoagulant protein levels and CVD risk, such as SERPINC1 for venous thromboembolism (VTE), GCKR for coronary artery disease (CAD), and CELSR2/BAZ1B for peripheral artery disease (PAD). Furthermore, many pleiotropic loci identified suggest mechanisms mediated by intermediate phenotypes such as coagulation or lipids. Differentially expressed genes in AAA samples were also associated with intermediate phenotypes such as inflammation, immune response, intracellular calcium regulation, and mitochondrial metabolism.
Regarding the third objective, specific regulatory mechanisms associated with the development of various CVDs were identified. The findings confirm that protein C levels are a causal risk factor for VTE and CAD. Additionally, the pleiotropic locus MYRF/TEMEM258/FADS1/FADS2, previously associated with CAD and VTE, was identified as a risk factor for ischemic stroke (IS). Furthermore, pathways associated with AAA have been associated with the development of CAD, VTE, IS, and PAD in previous transcriptomic studies. These findings suggest potential targets for future clinical interventions.
In conclusion, this thesis demonstrates the effectiveness of integrating genomic and transcriptomic data to uncover new loci and pleiotropic loci regulating CVDs and their intermediate phenotypes. The results provide a solid foundation for future translational research, facilitating the development of preventive clinical strategies.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Bioinformàtic
La influència del chalumeau per a l’aprenentatge del clarinet
Get PDFDescobrir la potencialitat dels instruments històrics per projectar-la en l’aprenentatge dels instruments contemporanis, aquest és l’eix vertebrador d’aquest projecte. Amb l’experimentació i la justificació científica pertinent s’empeny un canvi en el paradigma educatiu musical segons el qual caldria incloure amb més presència l’estudi dels instruments històrics en el procés d’aprenentatge i formació del músic, tant en l’etapa inicial com en altres avançades ja sigui a mode d’especialització o bé reforç per als contemporanis. Caldria doncs des-aprendre i planificar un nou disseny curricular en el qual s’atengui des del principi la presència dels històrics en la formació transversal del músic.Descubrir el potencial de los instrumentos históricos para proyectarla en el aprendizaje de los instrumentos contemporáneos, éste es eje vertebrador de este proyecto. Con la experimentación y la justificación científica pertinente se empuja un cambio en el paradigma educativo musical según el cual debería incluir el estudio de los instrumentos históricos con más presencia en el proceso de aprendizaje y formación del músico, tanto en la etapa inicial como en las más avanzadas ya sea como especialización o como refuerzo para los contemporáneos. Habría que des-aprender y planificar un nuevo diseño curricular en el cual se tenga presencia de los históricos en al formación transversal del músico.Discovering the potential of ancient instruments to project it in the learning of contemporary instruments, this is the backbone of this project. With the experimentation and the pertinent scientific justification, a change in the musical educational paradigm is undertaken, according to which it would be necessary to include with more dedication the study of ancient instruments in the process of learning and training musician, both in the initial stage and in the more advanced either as a specialization or reinforcement for the contemporaries. It would be necessary to unlearn and plan a new curricular design in which the presence of the ancient instruments in the transversal formation of the musician is taken care of from the beginning.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Història de l'Art i Musicologi
Estudio longitudinal de un año de duración para la reducción de la obesidad en menores prepuberales mediante la intervención en el ticket de la cesta de la compra familiar
Get PDFIntroducció:
L'obesitat infantil, donada la seva elevada prevalença i les conseqüències que ocasiona en la salut i en la qualitat de vida, és un dels principals desafiaments de salut pública del nostre temps.
El tractament de l'obesitat infantil pretén millorar la salut física i mental dels menors que la pateixen, i prevenir les complicacions associades a aquesta, millorant la seva qualitat de vida. Diversos assajos clínics assenyalen que les intervencions basades en la família, a més de ser efectives en la reducció de l'IMC, redunden en una millora dels hàbits i estils de vida dels menors i beneficien a tot el nucli familiar.
Objectius:
L'objectiu del nostre estudi va ser analitzar l'efecte d'una intervenció en els hàbits de compra de les famílies, sobre l'IMC de menors prepuberals amb obesitat.
Mètodes:
Es tracta d'un assaig clínic obert, prospectiu, aleatoritzat i controlat, que compara el benefici d'incidir en els hàbits de compra familiar mitjançant l’anàlisi dels tiquets de la cistella de la compra, en comparació amb les intervencions habituals que es realitzen de manera rutinària en un servei de pediatria d'atenció primària per a aquest perfil de pacients.
Resultats:
91 menors prepuberals van participar en l'estudi (60 en el grup intervenció i 31 en el grup control). Després d'un any de seguiment, es va obtenir una pèrdua de pes rellevant amb un descens ≥ 0.5 desviacions estàndard del Z-IMC en el 60.6% del total de la mostra. En el grup intervenció, després d'un any de seguiment va haver-hi un descens significatiu de la quantitat de productes no saludables en la cistella de la compra, i un menor percentatge d'hipertensió i obesitat greu que en el grup control. Entre les famílies en les quals va haver-hi un descens significatiu del consum de productes no saludables, es va observar un major percentatge de pèrdua de pes.
Conclusions:
La intervenció en la cistella de la compra familiar a través de l'anàlisi dels tiquets en la consulta és una eina original, senzilla i efectiva per al tractament de l'obesitat infantil.Introducción:
La obesidad infantil, dada su elevada prevalencia a nivel mundial y las consecuencias que ocasiona en la salud y en la calidad de vida, es uno de los principales desafíos de salud pública de nuestro tiempo.
El tratamiento de la obesidad infantil pretende mejorar la salud física y mental de los menores que la padecen, y prevenir las complicaciones asociadas a ésta, mejorando su calidad de vida. Diversos ensayos clínicos señalan que las intervenciones basadas en la familia, además de ser efectivas en la reducción del IMC, redundan en una mejora en los hábitos y estilos de vida de los menores y benefician a todo el núcleo familiar.
Objetivos:
El objetivo de nuestro estudio fue analizar el efecto de una intervención en los hábitos de compra de las familias, sobre el IMC de menores prepuberales con obesidad.
Métodos:
Se trata de un ensayo clínico abierto, prospectivo, aleatorizado y controlado, que compara el beneficio de incidir en los hábitos de compra familiar a través del análisis los tickets de la cesta de la compra, en comparación con las intervenciones habituales que se realizan de forma rutinaria en un servicio de pediatría de atención primaria para este tipo de pacientes.
Resultados:
91 menores prepuberales participaron en el estudio (60 en el grupo intervención y 31 en el grupo control). Tras un año de seguimiento, se obtuvo una pérdida de peso relevante con un descenso ≥ 0.5 desviaciones estándar del Z-IMC en el 60.6% del total de la muestra. En el grupo intervención, tras un año de seguimiento hubo un descenso significativo de la cantidad de productos no saludables en la cesta de la compra, y un menor porcentaje de hipertensión y obesidad grave que en el grupo control. Entre las familias en las que hubo un descenso significativo del consumo de productos no saludables, se observó un mayor porcentaje de pérdida de peso.
Conclusiones:
La intervención en la cesta de la compra familiar a través del análisis de los tickets en la consulta es una herramienta original, sencilla y efectiva para el tratamiento de la obesidad infantil.Introduction:
Childhood obesity, given its high prevalence worldwide and the consequences it has for health and quality of life, is one of the main public health challenges of our time.
The treatment of childhood obesity aims to improve the physical and mental health of children who suffer from it, and to prevent the complications associated with it, improving their quality of life. Several clinical trials show that family-based interventions, in addition to being effective in reducing BMI, result in an improvement in the habits and lifestyles of children and benefit the whole family.
Objectives:
The aim of our study was to analyze the effect of an intervention on family shopping habits on the BMI of prepubertal children with obesity.
Methods:
This is an open, prospective, randomized and controlled clinical trial, which compares the benefit of influencing family shopping habits through the analysis of shopping basket receipts, compared to the usual interventions routinely performed in a primary care pediatrics service for this type of patients.
Results:
91 prepubertal children participated in the study (60 in the intervention group and 31 in the control group). After one year of follow-up, a relevant weight loss was obtained with a decrease ≥ 0.5 standard deviations score of the Z-IMC in 60.6% of the total sample. In the intervention group, after one year of follow-up there was a significant decrease in the number of unhealthy products in the shopping basket, and a lower percentage of hypertension and severe obesity than in the control group. Among the families in which there was a significant decrease in the consumption of unhealthy products, a higher percentage of weight loss was observed.
Conclusions:
Intervention in the family shopping basket through the analysis of receipts in the consultation room is an original, simple and effective tool for the treatment of childhood obesity.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Pediatria, Obstetrícia i Ginecologi
Precariedad, Ética y Profesionalización: Autonomía y Periodismo en la Costa Caribe de Colombia 2022-2023
Get PDFAquesta investigació neix de la necessitat de descriure la crisi de la professió periodística entre els que exerceixen aquest ofici a la costa carib colombiana. Per a ningú és un secret que en aquesta regió nord de Colòmbia hi ha dificultats adreçades a la manca d'autonomia entre els qui exerceixen la tasca del periodisme. La precarietat laboral a què són sotmesos els comunicadors socials, el nivell mitjà de professionalització i la manca d‟un sistema de valors ètics que s‟apliquin dins de les empreses de comunicació ha despertat l‟interès del nostre estudi.La presente investigación nace de la necesidad de describir la crisis de la profesión periodística entre quienes ejercen este oficio en la costa caribe colombiana. Para nadie es un secreto que en esta región norte de Colombia existen dificultades dirigidas a la falta de autonomía entre quienes desempeñan la labor del periodismo. La precariedad laboral a la que son sometidos los comunicadores sociales, el nivel medio de profesionalización y la carencia de un sistema de valores éticos que se apliquen dentro de las empresas de comunicación ha despertado el interés de nuestro estudio.The present investigation arises from the need to describe the crisis of the journalistic profession among those who practice this profession on the Colombian Caribbean coast. It is no secret that in this northern region of Colombia there are difficulties aimed at the lack of autonomy among those who carry out the work of journalism. The job insecurity to which social communicators are subjected, the average level of professionalization and the lack of a system of ethical values that are applied within communication companies has aroused the interest of our study.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Mitjans, Comunicació i Cultur
Utilidad de la neuroimagen en el diagnóstico del estado epiléptico no convulsivo
Get PDFTesi realitzada a Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL)[spa] HIPÓTESIS DE TRABAJO
El estado epiléptico (EE) tiene una alta tasa de morbimortalidad y el tratamiento precoz es fundamental. Sin embargo, no es menospreciable el número de pacientes en que existe sospecha deestado epiléptico no convulso (EENC), pero no nos es posible llegar al diagnóstico definitivo basándonos únicamente en la clínica y el EEG. Estos pacientes suelen presentarse con alteración del nivel de conciencia sin síntomas motores prominentes o con alteración del lenguaje, con o sin antecedente de epilepsia. En estos casos, las técnicas de neuroimagen funcional pueden ser una herramienta fundamental para llegar al diagnóstico definitivo y precoz del EENC.
Estudios previos sugieren que la neuroimagen funcional con estudio del metabolismo cerebral o de la perfusión cerebral puede ser útil en estos casos, pero existe escasa evidencia del uso de la SPECT cerebral en la práctica clínica habitual. En estudios previos la SPECT ictal cerebral ha demostrado la presencia de una hiperperfusión más o menos focal, dependiendo del área involucrada, en pacientes con CE o EE y por este motivo nuestra hipótesis de estudio se basa en la utilidad de la SPECT cerebral en el diagnóstico definitivo del EENC.
En cambio, en pacientes con alteración de la conciencia debido a una encefalopatía o en aquellos pacientes con un estado postcrítico prolongado, no se espera encontrar ninguna región cerebral con aumento de perfusión basándonos en la fisiopatología subyacente.
III. OBJETIVOS
Nuestros objetivos principales son:
Evaluar la utilidad de la HMPAO-SPECT cerebral ictal en el diagnóstico del estado epiléptico no convulsivo.
Evaluar si el análisis cuantitativo de la HMPAO-SPECT cerebral ictal aumenta la capacidad diagnóstica en comparación con el análisis cualitativo en pacientes con sospecha clínica de estado epiléptico no convulsivo.
Evaluar si el SISCOM aumenta la capacidad diagnóstica respecto al análisis cualtitativo en pacientes con sospecha clínica de estado epiléptico no convulsivo.
Como objetivos secundarios:
Evaluar la utilidad de la SPECT cerebral ictal en pacientes con afasia prolongada.
Evaluar la utilidad de la SPECT en estudio de los cambios fisiopatológicos que se producen durante un estado epiléptico no convulsivo y sus dife¬rentes fases (adaptativa, desadaptativa).
Comparar los hallazgos obtenidos de la SPECT con otras pruebas de imagen que incluyan perfusión o metabolismo cerebral como la RM cerebral, la PET cerebral y la TC cerebral de perfusión.Medicina i Recerca Translaciona
Nanocarbons and Mediators for Energy Storage
Get PDFLes fonts d'energia renovable són importants per canviar dels sistemes energètics nocius a opcions ecològiques a causa dels problemes ambientals causats per la industrialització i la creixent demanda de combustibles fòssils. Els sistemes d'emmagatzematge d'energia (ESS, per les seves sigles en anglès) són crucials pel desenvolupament de les fonts d'energia renovable, que són inconsistents i depenen del temps i del clima. El creixement dels vehicles elèctrics també requereix nous ESS que puguin emmagatzemar i proporcionar alta energia i potència. L'emmagatzematge d'energia electroquímica és especialment important per a aquesta transició.
Aquesta tesi está centrada en la millora dels ESS mitjançant l'addició de nanocarbons i nanoòxids multiredox com a agents conductors dispersos en bateries de zinc-aire i bateries de flux redox de vanadi (VRFB). S'espera que els nanocarbons augmentin la superfície activa total, millorin la conductivitat elèctrica i construeixin xarxes de percolació per als electrons. Els nanoòxids multiredox, com els clústers de polioxometalat i l’oxohidròxid d’iridi, actuen com a mediadors redox i catalitzadors per a les reaccions d'oxigen, millorant l'eficiència i la reversibilitat del cicle de la bateria.
S'han utilitzat diverses tècniques de caracterització per entendre l'estructura, la composició i les propietats electroquímiques dels nanomaterials dins de la tesi així com mesures electroquímiques per avaluar el rendiment dels electròlits i ànodes modificats en VRFB i bateries de zinc-aire.
Per a les bateries de zinc-aire, la recerca destaca les millores significatives en les densitats de corrent i les reduccions en els sobretensions per a les reaccions redox d'oxigen aconseguides mitjançant la incorporació de nanocarbons com a agents conductors dispersos i partícules redox com a mediadors. El descobriment d'un efecte bipolar sobre les partícules conductores facilita mecanismes addicionals de transferència de càrrega, conduint a un rendiment electroquímic superior. Tot i que els intents inicials d'utilitzar un únic electròlit per a ambdues semicel·les de Zn i O2 no va tenir èxit a causa de les incompatibilitats de pH i la passivació del Zn, l'ús de suspensions basades en carboni mostra prometedors resultats en la millora de l'estabilitat del cicle mitjançant recobriments protectors sobre els ànodes de Zn.
En l'àmbit de les VRFB, la incorporació de nanopartícules Super P forma xarxes de percolació que disminueixen la resistència a la transferència de càrrega i les sobretensions mentre augmenten la densitat de corrent. L'estudi complet de la cel·la de flux redox subratlla la necessitat d'optimitzar la geometria de la cel·la per evitar embussos i millorar el flux d'electròlit, destacant el potencial de petites quantitats de carbon black com una alternativa econòmica als col·lectors tradicionals d'alt cost.
S'espera que aquests resultats contribueixin al desenvolupament de sistemes d'emmagatzematge d'energia més eficients i sostenibles, millorant la transició cap a fonts d'energia renovable i reduint els impactes ambientals.Las fuentes de energía renovable son importantes para cambiar de los sistemas energéticos nocivos a opciones ecológicas debido a los problemas ambientales causados por la industrialización y la creciente demanda de combustibles fósiles. Los sistemas de almacenamiento de energía (ESS, por sus siglas en inglés) son cruciales para el desarrollo de las fuentes de energía renovable, que son inconsistentes y dependen del tiempo y del clima. El crecimiento de los vehículos eléctricos también requiere nuevos ESS que puedan almacenar y proporcionar alta energía y potencia. El almacenamiento de energía electroquímica es especialmente importante para esta transición.
Esta tesis está centrada en la mejora de los ESS mediante la adición de nanocarbonos y nanoóxidos multiredox como agentes conductores dispersos en baterías de zinc-aire y baterías de flujo redox de vanadio (VRFB). Se espera que los nanocarbonos aumenten la superficie activa total, mejoren la conductividad eléctrica y construyan redes de percolación para los electrones. Los nanoóxidos multiredox, como los clústeres de polioxometalato y el oxohidróxido de iridio, actúan como mediadores redox y catalizadores para las reacciones de oxígeno, mejorando la eficiencia y la reversibilidad del ciclo de la batería.
Se han usado diversas técnicas de caracterización para entender la estructura, la composición y las propiedades electroquímicas de los nanomateriales dentro de la tesis así como medidas electroquímicas para evaluar el rendimiento de los electrolitos y ánodos modificados en VRFB y baterías de zinc-aire.
Para las baterías de zinc-aire, la investigación destaca las mejoras significativas en las densidades de corriente y las reducciones en los sobrepotenciales para las reacciones redox de oxígeno logradas mediante la incorporación de nanocarbonos como agentes conductores dispersos y partículas redox como mediadores. El descubrimiento de un efecto bipolar sobre las partículas conductoras facilita mecanismos adicionales de transferencia de carga, conduciendo a un rendimiento electroquímico superior. Aunque los intentos iniciales de utilizar un único electrolito para ambas semiceldas de Zn y O2 no tuvieron éxito debido a las incompatibilidades de pH y la pasivación del Zn, el uso de suspensiones basadas en carbono muestra prometedores resultados en la mejora de la estabilidad del ciclo mediante recubrimientos protectores sobre los ánodos de Zn.
En el ámbito de las VRFB, la incorporación de nanopartículas Super P forma redes de percolación que disminuyen la resistencia a la transferencia de carga y los sobrepotenciales mientras aumentan la densidad de corriente. El estudio completo de la celda de flujo redox subraya la necesidad de optimizar la geometría de la celda para evitar embudos y mejorar el flujo de electrolito, destacando el potencial de pequeñas cantidades de carbon black como una alternativa económica a los colectores tradicionales de alto coste.
Se espera que estos resultados contribuyan al desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía más eficientes y sostenibles, mejorando la transición hacia fuentes de energía renovable y reduciendo los impactos ambientales.Renewable energy sources are important for switching from harmful energy systems to eco-friendly options because of environmental problems caused by industrialization and the growing demand for fossil fuels. Energy Storage Systems (ESS) are crucial for the development of renewable energy sources, which are inconsistent and depend on time and weather. The growth of electric vehicles also requires new ESS that can store and provide high energy and power. Electrochemical energy storage is especially important for this transition.
This thesis focuses on the enhancement of ESS through the addition of nanocarbons and multiredox nanosized oxides as dispersed conducting agents in zinc-air batteries and vanadium redox flow batteries (VRFBs). Nanocarbons are expected to increase the total active surface area, improve electrical conductivity, and build percolation networks for electrons. Multiredox nanosized oxides, such as polyoxometalate clusters and iridium oxohydroxide, act as redox mediators and catalysts for the oxygen reactions, enhancing the efficiency and reversibility of the battery cycling.
Various characterization techniques to understand the structure, composition, and electrochemical properties of the nanomaterials have been employed within the thesis. Electrochemical measurements are conducted to evaluate the performance of the modified electrolytes and anodes in VRFBs and zinc-air batteries.
For Zn-air batteries, the research highlights the significant enhancements in current densities and reductions in overpotentials for oxygen redox reactions achieved by incorporating nanocarbons as dispersed conducting agents and redox particles as mediators. The discovery of a bipolar effect on the conducting particles facilitated additional charge transfer mechanisms, leading to superior electrochemical performance. Although initial attempts to use a single electrolyte for both Zn and O2 half-cells were unsuccessful due to pH incompatibilities and Zn passivation, the use of carbon-based suspensions showed promise in improving cycling stability through protective coatings on Zn anodes.
In the domain of VRFB, the incorporation of Super P nanoparticles was found to form percolation networks that decreased charge transfer resistance and overpotentials while increasing current density. The complete redox flow cell study underscored the necessity of optimizing cell geometry to prevent clogging and improve electrolyte flow, highlighting the potential of small amounts of carbon black as a cost-effective alternative to traditional high-cost collectors.
The results are expected to contribute to the development of more efficient and sustainable energy storage systems, enhancing the transition to renewable energy sources and reducing environmental impacts.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Electroquímica. Ciència i Tecnologi