Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
La regulación de las Unidades Caninas aplicadas a la Seguridad Humana
No full textAquesta tesi, des d'un enfocament transversal i multidisciplinari, analitza l'ús de les unitats canines en la Seguretat Humana per a oferir a juristes una base informativa que contribueixi a una futura regulació fonamentada. Abasta la seguretat integral i l'aplicació de les capacitats canines entrenades en tasques específiques. Inclou una revisió històrica sobre la utilització dels gossos per part de la humanitat i l'evolució de l'ensinistrament caní, revelant el profund vincle que ha perdurat fins avui.
Introdueix el concepte de “One Security”, que ressalta la connexió entre la seguretat humana, la seguretat integral i el benestar de les unitats canines, considerant aquests elements com a interdependents per a una gestió ètica i efectiva, segons funcions, entorns de treball i condicions específiques.
La recerca identifica buits en el coneixement, en les pràctiques actuals i en la falta de regulació, suggerint condicions necessàries per al desenvolupament i la implementació de les unitats canines de manera ètica i eficaç mitjançant criteris de gestió que inclouen la selecció dels gossos, el seu ensinistrament específic i la cura integral de tots els membres de la unitat, des d'una perspectiva en la qual el benestar animal dels individus i l'eficàcia operativa s'alineïn en benefici de la seguretat humana.Esta tesis, desde un enfoque transversal y multidisciplinar, analiza el uso de las unidades caninas en la seguridad humana para ofrecer a juristas una base informativa que contribuya a una futura regulación fundamentada. Abarca la seguridad integral y la aplicación de las capacidades caninas entrenadas en tareas específicas. Incluye una revisión histórica sobre la utilización de las capacidades caninas por parte de la humanidad y la evolución del adiestramiento canino, revelando el profundo vínculo que ha perdurado hasta hoy.
Introduce el concepto de “One Security,” que resalta la conexión entre la seguridad humana, la seguridad integral y el bienestar de las unidades caninas, considerando estos elementos como interdependientes para una gestión ética y efectiva, según funciones, entornos de trabajo y condiciones específicas.
La investigación identifica vacíos en el conocimiento, en las prácticas actuales y en la falta de regulación, sugiriendo condiciones necesarias para el desarrollo y la implementación de las unidades caninas de forma ética y eficaz mediante criterios de gestión que incluyen la selección de los perros, su adiestramiento específico y el cuidado integral de todos los miembros de la unidad, desde una perspectiva en la que el bienestar animal de los individuos y la eficacia operativa se alineen en beneficio de la Seguridad Humana.This thesis, from a transversal and multidisciplinary approach, analyzes the use of canine units in human safety to offer jurists an informative base that contributes to a future informed regulation. It encompasses integral security and the application of canine skills trained in specific tasks. It includes a historical review of humanity's use of dogs and the evolution of dog training, revealing the deep bond that has endured to this day.
It introduces the concept of "One Security," which highlights the connection between human security, integral security, and the well-being of canine units, considering these elements as interdependent for ethical and effective management, according to specific functions, work environments, and conditions.
The research identifies gaps in knowledge, current practices and lack of regulation, suggesting necessary conditions for the development and implementation of canine units in an ethical and effective way through management criteria that include the selection of dogs, their specific training and the comprehensive care of all members of the unit. from a perspective where individual animal welfare and operational effectiveness align for the benefit of Human Security.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Seguretat Humana i Dret Globa
Gender Equality Policies in Higher Education: Political Struggles, Dilution, and Resistances
No full textLes polítiques d'igualtat de gènere han adquirit creixent rellevància en les agendes educatives globals i nacionals, però la seva implementació continua sent un procés complex i disputat. Malgrat els compromisos formals, la traducció dels mandats d'igualtat de gènere en marcs institucionals sovint enfronta esvaïment i resistència. L'absència d'una definició única de la igualtat de gènere, les diferents prioritats institucionals i les estructures de governança obstaculitzen la seva implementació substantiva. A més, aquestes polítiques solen inserir-se en mecanismes burocràtics que prioritzen resultats quantificables, la qual cosa pot despolititzar les demandes feministes i limitar el seu potencial transformador.
Aquest estudi examina la formulació i posada en pràctica de les polítiques d'igualtat de gènere en l'educació superior, centrant-se en el cas de Catalunya. Concretament, analitza les condicions que van possibilitar l'aparició de polítiques que exigeixen la introducció de perspectives de gènere en l'ensenyament universitari, les formes en què aquests mandats de política s'han construït discursivament i com es posen en pràctica dins de les universitats, posant èmfasis tant en la influència dels llegats institucionals com en les formes de resistència.
La recerca segueix un enfocament qualitatiu. A través de l'anàlisi de documents i entrevistes semiestructurades, examina la formulació i posada en pràctica d'aquestes polítiques en Facultats d'Educació a Catalunya. L'anàlisi beu de múltiples marcs teòrics, incloent-hi el Multiple Streams Framework, el process tracing, el Critical Frame Analysis, el institucionalismo històric i feminista, i literatura sobre instruments de política, enfocaments d'igualtat de gènere, tradicions administratives i resistències a les polítiques d'igualtat.
Els resultats evidencien dinàmiques interconnectades en la formulació i posada en pràctica d'aquestes polítiques. Quant a la formulació, l'estudi mostra que els esforços recents per incloure perspectives de gènere en l'ensenyament universitari han estat canalitzats principalment a través de mecanismes d'acreditació. Això ha estat possible per la centralitat de la qualitat en la governança universitària, l'auge global dels feminismes, la priorització de la igualtat de gènere en l'agenda política, i un clima polític favorable. A més, la conceptualització de la ‘perspectiva de gènere en la docència universitària’ s'ha emmarcat en narratives dominants que prioritzen la ‘igualtat com a diferència’ o la ‘igualtat com a semblança’, mentre que les perspectives interseccionals i no binàries romanen marginades. Quant a la posada en pràctica, els resultats mostren que les respostes institucionals tendeixen cap al formalisme burocràtic, influenciat pels llegats de la tradició administrativa napoleònica a Catalunya. Així mateix, s'identifiquen múltiples formes de resistència als mandats de gènere, des de l'oposició explícita fins a formes passives com la no-responsabilització.
Aquesta tesi contribueix a la literatura sobre polítiques educatives en examinar com els marcs de governança influeixen en la formulació i posada en pràctica de polítiques d'igualtat de gènere en l'educació superior. Exposa les tensions derivades del seu vincle amb l'acreditació, que prioritza el compliment formal sobre compromisos substantius amb la transformació estructural. La recerca mostra com les demandes feministes interactuen amb dinàmiques institucionals. Així mateix, ressalta com el personal docent i els actors institucionals naveguen, adapten o es resisteixen a aquests mandats dins de contextos de governança específics. Centrant-se en Catalunya, aquesta recerca ofereix perspectives sobre les dinàmiques més àmplies de les polítiques educatives i els desafiaments estructurals per a introduir perspectives de gènere en l'educació superior en diversos contextos.Las políticas de igualdad de género han adquirido creciente relevancia en las agendas educativas globales y nacionales, pero su implementación sigue siendo un proceso complejo y disputado. A pesar de los compromisos formales, la traducción de los mandatos de igualdad de género en marcos institucionales a menudo enfrenta desvanecimiento y resistencia. La ausencia de una definición única de la igualdad de género, las diferentes prioridades institucionales y las estructuras de gobernanza obstaculizan su implementación sustantiva. Además, estas políticas suelen insertarse en mecanismos burocráticos que priorizan resultados cuantificables, lo que puede despolitizar las demandas feministas y limitar su potencial transformador.
Este estudio examina la formulación y puesta en práctica de las políticas de igualdad de género en la educación superior, centrándose en el caso de Catalunya. Concretamente, analiza las condiciones que posibilitaron la aparición de políticas que exigen la introducción de perspectivas de género en la enseñanza universitaria, las formas en que estos mandatos de política se han construido discursivamente y cómo se ponen en práctica dentro de las universidades, poniendo énfasis tanto en la influencia de los legados institucionales como en las formas de resistencia.
La investigación sigue un enfoque cualitativo. A través del análisis de documentos y entrevistas semiestructuradas, examina la formulación y puesta en práctica de estas políticas en Facultades de Educación en Catalunya. El análisis bebe de múltiples marcos teóricos, incluyendo el Multiple Streams Framework, el process tracing, el Critical Frame Analysis, el institucionalismo histórico y feminista, y literatura sobre instrumentos de política, enfoques de igualdad de género, tradiciones administrativas y resistencias a las políticas de igualdad.
Los hallazgos evidencian dinámicas interconectadas en la formulación y puesta en práctica de estas políticas. En la formulación, el estudio muestra que los esfuerzos recientes por integrar perspectivas de género en la enseñanza universitaria han sido canalizados principalmente a través de mecanismos de acreditación vinculados a las lógicas del New Public Management. Esto ha sido posible por el auge global de los feminismos, la priorización de la igualdad de género en la agenda política, la centralidad de la calidad en la gobernanza universitaria, y un clima político favorable. Además, la conceptualización de la ‘perspectiva de género en la docencia universitaria’ se ha enmarcado en narrativas dominantes que priorizan la ‘igualdad como diferencia’ o la ‘igualdad como semejanza’, mientras que las perspectivas interseccionales y no binarias permanecen marginadas. En cuanto a la puesta en práctica, los hallazgos revelan que las respuestas institucionales tienden hacia el formalismo burocrático, influenciado por los legados de la tradición napoleónica en Cataluña. Asimismo, se identifican múltiples formas de resistencia a los mandatos de género, desde la oposición explícita hasta formas pasivas como la no-responsabilización.
Esta tesis contribuye a la literatura sobre políticas educativas al examinar cómo los marcos de gobernanza influyen en la formulación y puesta en práctica de políticas de igualdad de género en la educación superior. Expone las tensiones derivadas de su vínculo con la acreditación, que prioriza el cumplimiento formal sobre compromisos sustantivos con la transformación estructural. La investigación muestra cómo las demandas feministas interactúan con dinámicas institucionales. Asimismo, resalta cómo el personal docente y los actores institucionales navegan, adaptan o se resisten a estos mandatos dentro de contextos de gobernanza específicos. Centrándose en Catalunya, esta investigación ofrece perspectivas sobre las dinámicas más amplias de las políticas educativas y los desafíos estructurales para introducir perspectivas de género en la educación superior en diversos contextos.Gender equality policies have gained increasing prominence in global and national education agendas, yet their implementation remains a contested and complex process. Despite formal commitments, the translation of gender equality mandates into institutional frameworks often leads to tensions between policy ambitions and entrenched institutional structures, as they often encounter dilution and resistance. The absence of a unified understanding of gender equality, the heterogeneous and competing priorities within educational institutions, and the structural constraints of governance frameworks are some of the factors that often hinder substantive implementation. Additionally, gender equality policies are frequently embedded within bureaucratic mechanisms that prioritize compliance and quantifiable outcomes, potentially depoliticizing feminist demands and limiting their transformative potential.
This study examines how gender equality policies in higher education are formulated and enacted, focusing on the case of Catalonia. In particular, the research aims to explore the conditions that enabled the emergence of policies requiring the introduction of gender perspectives in university teaching, the ways in which these policy mandates have been discursively constructed, and how they are enacted within universities, centering both on the influence of institutional legacies and the forms of resistance to these policies.
Methodologically, the research follows a qualitative approach, grounded in critical realism and critical policy sociology. Through policy document analysis and semi-structured interviews with policymakers and faculty members, the study examines both policy formulation and enactment in Catalan public universities, particularly in Faculties of Education. The analysis draws on multiple theoretical frameworks, including the Multiple Streams Framework, process tracing, Critical Frame Analysis, historical and feminist institutionalism, and literature on policy instruments, gender equality approaches, administrative traditions, and resistance to equality policies. These frameworks prove useful to shed light on the policy process from multiple angles.
The findings highlight distinct but interconnected dynamics in policy formulation and enactment. In terms of formulation, the study shows that recent efforts to integrate gender perspectives in university teaching have been primarily channeled through accreditation mechanisms linked to New Public Management logics. This process has been shaped by multiple conditions, including the global momentum of feminism, the prioritization of gender issues in public policy, the consolidation of quality assurance as a central governance tool in universities, and a favorable political climate. Additionally, the conceptualization of ‘gender perspective in university teaching’ has been framed within dominant narratives that prioritize either ‘equality as difference’ or ‘equality as sameness,’ while intersectional and non-binary perspectives remain marginalized. Regarding enactment, the findings reveal that institutional responses have often resulted in bureaucratic formalism rather than substantive engagement, where the legacy of the Napoleonic administrative tradition in Catalonia has played a key role. The study also identifies multiple forms of resistance to gender mandates, ranging from explicit opposition to passive forms such as unawareness or lack of ownership, shaped by broader institutional inertia and managerialist governance frameworks.
This dissertation contributes to scholarship on education policy by critically examining how governance frameworks shape the formulation and enactment of gender equality policies in higher education. It reveals the tensions derived from embedding gender equality mandates within accreditation mechanisms. By interrogating the competing logics that influence policy formulation, the study uncovers how feminist demands interact with institutional constraints. Furthermore, it highlights how faculty members and institutional actors navigate, adapt, or resist these mandates within specific governance contexts. By focusing on Catalonia, this research provides insights into the broader dynamics of education policy, shedding light on the structural challenges of embedding gender perspectives in higher education across diverse contexts.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Educaci
Multiband reconfigurable architectures with antenna boosters for wireless devices
No full textL'augment de dispositius sense fils, incloent-hi, per exemple, els dispositius portàtils, sensors, comptadors i rastrejadors, ha generat una demanda de millor rendiment dins de dimensions limitades. Aquesta demanda s'estén als sistemes d'antenes, que han d'operar de manera eficient en diverses bandes de freqüència mentre s'adapten a l'espai reduït disponible en els dispositius sense fils.
L'ús de geometries complexes per dissenyar antenes petites i multibanda és un dels mètodes més comuns. Les bandes de freqüència d'operació depenen dels modes ressonants d'aquestes antenes. Per simplificar la complexitat del disseny, es va proposar la tecnologia Antenna Booster, on les bandes de freqüència d'operació es controlen mitjançant el disseny d'una xarxa d'adaptació, la qual cosa és més fàcil i ràpid que dissenyar una antena basada en geometries complexes.
Un repte notable sorgeix en mantenir l'adaptació en múltiples bandes de freqüència, cosa que es pot abordar mitjançant l'ús de la tecnologia Antenna Booster en combinació amb xarxes d'adaptació passives. No obstant això, a causa de principis físics, l'ample de banda no es pot ampliar indefinidament i, per tant, quan cal cobrir un gran nombre de bandes, les xarxes d'adaptació reconfigurables es converteixen en una solució competitiva. Les antenes reconfigurables s'han convertit en una realitat en el disseny modern de dispositius sense fils. S'han explorat diverses metodologies de disseny, incloent-hi díodes varicap, díodes PIN, condensadors ajustables digitals i switches RF. Entre aquestes opcions, els switches RF ofereixen més versatilitat a causa de la seva capacitat per proporcionar múltiples estats i la flexibilitat d'incorporar components addicionals com condensadors o inductors, alhora que ofereixen baixa pèrdua d'inserció i baix consum d'energia. Tanmateix, aquestes antenes sovint són físicament grans o requereixen nombrosos components electrònics addicionals. A més, l'enfocament reconfigurable s'ha d'adaptar a la mida de la Placa de Circuit Imprès (PCB) per cobrir de manera efectiva la banda de freqüència desitjada.
L'objectiu d'aquesta tesi és abordar un repte important encara latent en aquest camp: arquitectures reconfigurables amb Tecnologia Antenna Booster per a plataformes petites (<~0.2l), on és un repte obtenir un ample de banda capaç de cobrir grans bandes de freqüència, com les destinades a aplicacions de telefonia mòbil. A més, aquestes arquitectures proposades estan dissenyades per ser adaptables a diverses plataformes amb diferents factors de forma, eliminant la necessitat d'alterar la llista de materials i, per tant, obrint la possibilitat d'una solució universal basada en programari.
Paraules clau: Tecnologia d'Antenna Boosters, antenes reconfigurables, antenes petites i multibanda, xarxes d'adaptació, components ajustables.El aumento de dispositivos inalámbricos, incluidos, por ejemplo, los dispositivos portátiles, sensores, medidores y rastreadores, ha generado una demanda de mejor rendimiento dentro de dimensiones limitadas. Esta demanda se extiende a los sistemas de antenas, que deben operar de manera eficiente en diversas bandas de frecuencia mientras se adaptan al espacio reducido disponible en los dispositivos inalámbricos.
El uso de geometrías complejas para diseñar antenas pequeñas y multibanda es uno de los métodos más comunes. Las bandas de frecuencia de operación dependen de los modos resonantes de dichas antenas. Para simplificar la complejidad del diseño, se propuso la tecnología Antenna Booster, donde las bandas de frecuencia de operación se controlan mediante el diseño de una red de adaptación, lo cual es más fácil y rápido que diseñar una antena basada en geometrías complejas.
Un desafío notable surge al mantener la adaptación en múltiples bandas de frecuencia, lo cual puede abordarse mediante el uso de la tecnología Antenna Booster en combinación con redes de adaptación pasivas. Sin embargo, debido a principios físicos, el ancho de banda no puede ampliarse indefinidamente y, por lo tanto, cuando se debe cubrir un gran número de bandas, las redes de adaptación reconfigurables se convierten en una solución competitiva. Las antenas reconfigurables se han convertido en una realidad en el diseño moderno de dispositivos inalámbricos. Se han explorado diversas metodologías de diseño, incluidos diodos varicap, diodos PIN, condensadores ajustables digitales y switches RF. Entre estas opciones, los switches RF ofrecen mayor versatilidad debido a su capacidad de proporcionar múltiples estados y la flexibilidad de incorporar componentes adicionales como condensadores o inductores, al tiempo que brindan baja pérdida de inserción y bajo consumo de energía. No obstante, estas antenas a menudo implican son físicamente grandes o requieren numerosos componentes electrónicos adicionales. Además, el enfoque reconfigurable debe adaptarse al tamaño de la Placa de Circuito Impreso (PCB) para cubrir de manera efectiva la banda de frecuencia deseada.
El objetivo de esta tesis es abordar un desafío importante aún latente en este campo: arquitecturas reconfigurables con Tecnología Antenna Booster para plataformas pequeñas (<~0.2l), donde es un reto obtener un ancho de banda capaz de cubrir grandes bandas de frecuencia, como las destinadas a aplicaciones celulares. Además, estas arquitecturas propuestas están diseñadas para ser adaptables a diversas plataformas con diferentes factores de forma, eliminando la necesidad de alterar la lista de materiales y, por lo tanto, abriendo la posibilidad de una solución universal basada en software.
Palabras clave: Tecnología de Antenna Boosters, antenas reconfigurables, antenas pequeñas y multibanda, redes de adaptación, componentes ajustables.The increase of wireless devices, including wearables, sensors, meters, and trackers, for example has brought about a demand for enhanced performance within constrained dimensions. This demand extends to the antenna systems, which must efficiently operate across various frequency bands while fitting into the limited space available in wireless devices.
Employing complex geometries to design small and multiband antennas is one of the most common methods. The frequency bands of operation depend on the resonant modes of such antenna. To streamline design complexity, antenna booster technology was proposed, where the frequency bands of operation are controlled by the design of a matching network, which is easier and faster than designing an antenna based on complex geometries.
A notable challenge arises when maintaining adaptation across multiple frequency bands, which may be addressed through the use of Antenna Booster Technology in combination with passive matching networks. However, owing to physical principles, the bandwidth cannot be enlarged indefinitely, and therefore, when a large number of bands must be covered, reconfigurable matching networks become a competitive solution. Reconfigurable antennas have become a reality in modern wireless device design. Various design methodologies have been explored, including varactor diodes, PIN diodes, digital tunable capacitors, and RF switches. Among these options, RF switches offer greater versatility due to their ability to provide multiple states and the flexibility to incorporate additional components like capacitors or inductors while providing low insertion loss and power consumption. Nonetheless, these antennas often entail a relatively large physical footprint or involve numerous switches and lumped components. Furthermore, the reconfigurable approach must be tailored to the size of the Printed Circuit Board (PCB) to cover the desired frequency band effectively.
The purpose of this thesis is to address an important challenge still latent in this field, reconfigurable architectures with Antenna Booster Technology for small platform (<~0.2l) , where it is a challenge to obtain bandwidth, capable of covering large frequency bands such as those for cellular applications. Moreover, these proposed architectures are designed to be adaptable across various platforms with different form factors, eliminating the need for altering the bill of materials and relying alter the bill of materials and thus, opening the window of a software-based universal solution.
Keywords: Antenna Booster Technology, reconfigurable antennas, small and multiband antennas, matching networks, tunable components
General principles in the evolution of complex and robust morphologies
No full textLes morfologies dels organismes pluricel·lulars es construeixen a partir de les interaccions entre gens, cèl·lules i el medi ambient en un procés anomenat desenvolupament. L’objectiu d’aquesta tesi va ser determinar quins principis generals ha de complir el desenvolupament per produir morfologies complexes i robustes. Definim la complexitat com la quantitat d'entropia en la distribució de les cèl·lules en l'espai. Definim la robustesa com la capacitat de produir la mateixa morfologia a partir de la mateixa informació genètica, epigenètica i ambiental i malgrat el soroll intrínsec al desenvolupament. Aquesta tesi inclou quatre estudis.
El primer estudi va determinar quines morfologies són més probables en l'evolució animal. Per a aquest estudi utilitzem EmbryoMaker, un model general de desenvolupament que pot simular qualsevol xarxa que reguli propietats i comportaments cel·lulars, interaccions mecàniques, senyalització entre cèl·lules i les morfologies que sorgeixen de tota aquest regulació. Varem utilitzar condicions inicials esfèriques amb un territori gènic (i.e. grups de cèl·lules amb la mateixa expressió gènica) anterior i un altre dorsal. Varem realitzar milers de simulacions canviant les propietats i comportaments regulats a cada territori per explorar quines morfologies son possibles. Les nostres simulacions suggereixen que el que les transformacions morfogèniques més probables són elongacions, plegaments, condensacions i creixement anisotròpic. Trobem paral.lelismes entre les nostres simulacions i els estadis de desenvolupament primerencs i els fossils dels primers animals.
El segon estudi va oferir una expectativa de la robustesa intrínseca del desenvolupament, en absència de mecanismes que esmorteeixin el soroll. Varem explorar l'espai de mecanismes de desenvolupament possibles creant-ne un gran nombre a l'atzar. Després, varem simular aquests mecanismes amb EmbryoMaker per explorar les morfologies que poden produir a partir de condicions inicials senzilles semblants a una blàstula. Varem trobar que la divisió cel·lular és el major contribuent al soroll en el desenvolupament. Fins i tot quan les condicions inicials només creixen per divisió cel·lular, es desenvolupen plecs distribuïts aleatòriament També varem trobar que els bucles d'autoactivació en productes gènics que no difonen amplifiquen el soroll a nivell cel·lular, mentre que la senyalització a llarga distància i la rigidesa de l'epiteli poden reduir el soroll morfològic.
El tercer estudi va analitzar com la divisió cel·lular introdueix soroll en el desenvolupament barrejant cèl·lules amb diferent expressió gènica a les vores dels territoris. Trobem que aquesta barreja de cèl·lules dóna lloc a territoris amb vores sinuoses i la morfogènesi en aquests territoris porta a morfologies sorolloses. També varem trobar que el soroll introduït per la divisió cel·lular és més conspicu en territoris petits i estrets, ja que aquests tenen una alta ràtio entre perímetre i àrea. Després, varem examinar els mecanismes d'esmorteïment del soroll que poden reduir la barreja de cèl·lules a les vores dels territoris. Trobem que l'estabilitat del desenvolupament pot augmentar si les cèl·lules d'un territori presenten una alta adhesió homotípica, si les cèl·lules a la vora del territori pateixen contracció al pla de l'epiteli o si les cèl·lules a les vores entre territoris es divideixen lentament. A més, encara que la senyalització a curta distància augmenta el soroll copiant les vores irregulars dels territoris, una senyalització constant pot reduir el soroll als territoris induïts.
A l'últim estudi expandim el marc teòric de la biologia evolutiva del desenvolupament a altres nivells d'organització biològica. Argumentem que, per entendre el canvi evolutiu, cal estudiar els processos que generen variació i els que l'eliminen. A la morfologia, el procés generatiu és el desenvolupament, però altres nivells fenotípics tenen processos anàlegs com, per exemple, el plegament en les proteïnes. Finalment argumentem que aquest treball podria formar part d'un esforç per desenvolupar un nou marc teòric unificat per a la biologia evolutiva.Las morfologias de los organismos pluricelulares se construyen a partir de las interacciones entre genes, células y el medio ambiente en un proceso llamado desarrollo. El objetivo de esta tesis fue determinar qué principios generales debe cumplir el desarrollo para producir morfologías complejas y robustas. Definimos complejidad como la cantidad de entropía en la distribución de las células en el espacio. Definimos robustez como la capacidad de producir el misma morfología a partir de la misma información genética, epigenética y ambiental; a pesar del ruido intrínseco al desarrollo. Esta tesis incluye cuatro estudios.
El objetivo del primer estudio fue determinar qué morfologías son más probables en la evolución animal. Utilizamos EmbryoMaker, un modelo general de desarrollo que puede simular cualquier red que regule propiedades y comportamientos celulares, las interacciones mecánicas y señalización entre células y las morfologías que surgen de estas. Creamos condiciones iniciales esféricas con un territorio génico anterior y otro dorsal (i.e. grupos de células con la misma expresión génica). Realizamos miles de simulaciones cambiando las propiedades y comportamientos regulados en las células de estos territorios para explorar qué morfologías podrían haber sido posibles. Nuestras simulaciones sugieren que las transformaciones morfogénicas más probables son alargamiento, invaginación, evaginación, condensación y crecimiento anisotrópico. Encontramos paralelos entre nuestras simulaciones con estadios tempranos del desarrollo y fósiles de animales primitivos.
El objetivo del segundo estudio fue ofrecer una expectativa de la robusted intrínseca del desarrollo, en ausencia de mecanismos que amortiguen el ruido. Exploramos el espacio de mecanismos de desarrollo posibles creando un gran número de ellos al azar. Luego, simulamos esos mecanismos con EmbryoMaker para explorar las morfologías que pueden producir a partir de condiciones iniciales sencillas parecidas a una blástula. Encontramos que la división celular es el mayor contribuyente al ruido en el desarrollo. Incluso cuando las condiciones iniciales solo crecen por division celular, desarrollan pliegues distribuídos aleatoriamente. También encontramos que los bucles de auto-activación en moléculas que no difunden amplifican el ruido a nivel celular, mientras que la señalización a larga distancia y la rigidez del epitelio pueden reducir el ruido morfológico.
El tercer estudio analizó cómo la division celular introduce ruido en el desarrollo mezclando células con distinta expresión génica en los bordes de los territorios. Encontramos que esta mezcla de células da lugar a territorios con bordes sinuosos y la morfogénesis en esos territorios lleva a morfologías ruidosas. También encontramos que el ruido introducido por la división celular es más conspicuo en territorios pequeños y estrechos, que ya tienen un alto ratio entre perímetro y área. Luego, examinamos los mecanismos de amortiguamiento del ruido que pueden reducir la mezcla de células en los bordes de los territorios. Encontramos que la estabilidad del desarrollo puede aumentarse si las células de un territorio presentan una alta adhesión homotípica, si las células en el borde del territorio sufren contracción en el plano del epitelio o si las células en los bordes entre territorios se dividen lentamente. Además, aunque la señalización a corta distancia aumenta el ruido copiando los bordes irregulares de los territorios, una señalización constante puede reducir el ruido en los territorios inducidos.
En el último estudio expandimos el marco teórico de la biología evolutiva del desarrollo a otros niveles de organización biológica. Argumentamos que, para entender el cambio evolutivo, es necesario estudiar los procesos que generan variación y los que la eliminan. En la morfología, el proceso generativo es el desarrollo, pero otros niveles fenotípicos tienen procesos análogos como, por ejemplo, el plegamiento en las proteínas. Finalmente, argumentamos que este trabajo podría formar parte de un esfuerzo para desarrollar un nuevo marco teórico unificado para la biología evolutiva.The morphology of multicellular organisms is built by the interactions between genes, cells and environment in a process called development. The aim of this thesis was to determine what general principles should development meet to produce complex and robust morphologies. We define complexity as the amount of entropy in the distribution of cells in space. Robustness is defined as the ability to produce the same morphology from the same genetic, epigenetic and environmental information in spite of the noise intrinsic to the process of development. This thesis compiles four studies.
In the first study, we aimed to determine what morphologies are more likely to appear during animal evolution. We used EmbryoMaker, a general model of development that can simulate any gene network regulating cell properties and behaviours, the mechanical interactions and signaling between cells and the morphologies arising from those. We created spherical initial conditions with anterior and dorsal territories of gene expression (i.e. groups of cells with common gene expression). We performed thousands of simulations changing the cell properties and behaviours regulated in these territories to explore which morphologies may have been possible. Our simulations suggest that elongation, invagination, evagination, condensation and anisotropic growth are the morphogenetic transformations more likely to appear from changes in cell properties and behaviors. We also found some parallels between our simulations and the morphologies of simple animals, some early stages of animal development and fossils attributed to early animals.
In the second study we aimed to offer an expectation of how robust is development by itself, without any noise buffering mechanism. To answer this question, we explored the space of possible developmental mechanisms by randomly building a large number of them. We then simulated these mechanisms with EmbryoMaker to explore the morphologies they can develop from very simple blastula-like initial conditions. We found that cell division is the largest contributor to developmental noise. Just when growing by cell division, our initial conditions developed randomly placed folds. We also found that self-activatory loops in non-diffusible molecules amplify cell-level noise, while long-range signaling and epithelial stiffness can reduce morphological noise.
In the third study we focused on how cell division introduces developmental noise by mixing cells with different cell expression in the borders of territories. We found that this cell mixing leads to territories with sinuous borders and the activation of morphogenesis in such territories leads to noisy morphologies. We also found that the noise introduced by cell division is more conspicuous in small and narrow territories, that already have a high perimeter area ratio. Then, we examined buffering mechanisms that can increase developmental stability by reducing cell mixing in the borders of territories. We found that developmental stability can be highly increased if the cells within a territory present strong homotypic adhesion, if the cells in the border of the territory suffer planar cell contraction or if the cells in the borders of the territories divide slowly. Moreover, we found that, although short range signaling can increase developmental noise by copying the irregular borders of territories, constant signaling can reduce noise in induced territories.
In the last article, we expanded the evolutionary developmental framework used in this thesis to other levels of biologic organization. We argued that to understand evolutionary change it is necessary to study the processes that generate variation and the ones that remove variation. In morphology, this generative process is development, but other phenotypic levels have analogous processes, for example folding in proteins. Finally, we argue that this work could be part of an effort to develop a new unified theoretical framework for evolutionary biology.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Genètic
Deciphering tumor-intrinsic resistance mechanisms to T-cell-mediated cytotoxicity in pancreatic cancer
No full textLa immunoteràpia es basa en potenciar la capacitat del sistema immunitari per combatre el càncer. Entre les seves modalitats, els inhibidors de punts de control immunològic han generat respostes potents i duradores en tumors refractaris a teràpies convencionals, particularment melanoma i càncer de pulmó. Tret d’haver demostrat bons resultats, la immunoteràpia continua sent ineficaç per la majoria de tumors, on aquesta limitació és particularment evident en el cas de l’adenocarcinoma ductal pancreàtic (PDAC). Aquesta malaltia constitueix la sisena causa de mort per càncer del món, ressaltant la urgència d’ampliar els beneficis de la immunoteràpia als pacients amb PDAC.
La manca de resposta del PDAC a la immunoteràpia s’ha atribuït principalment a l’escassa infiltració de limfòcits T en el tumor i a un microambient tumoral altament immunosupressor. Tot i així, estudis recents han demostrat que és possible aïllar i expandir limfòcits provinents de càncers pancreàtics. Tanmateix, aquests limfòcits poden no reconèixer ni eliminar de manera eficaç les línies cel·lulars tumorals autòlogues in vitro.
En aquesta tesis hipotetitzem que les cèl·lules del càncer de pàncrees poden evadir el reconeixement i la citotoxicitat mediada per limfòcits T mitjançant mecanismes cel·lulars encara desconeguts. Per això, l’objectiu d’aquesta tesi és identificar nous gens que, quan siguin eliminats, incrementin la citotoxicitat per limfòcits T.
Per a això, vam decidir utilitzar un model descrit per Gros et al. (2019): una línia cel·lular derivada d’un pacient amb càncer de pàncrees (TC-4177) que és poc reconeguda i eliminada per la subpoblació de limfòcits CD8+PDhi extrets de la sang del mateix pacient. Aquesta població efectora és enriquida per limfòcits T que reconeixen el neoantigen MMP14p.R158C, expressat en la línia tumoral. A demés, s’observa el mateix fenotip amb limfòcits transduïts amb el TCR específic per aquest neoantigen. El reconeixement limitat observat en aquest model s’atribueix principalment a un dèficit en la presentació del neoantigen.
Donades aquestes característiques úniques, vam utilitzar aquest model de reconeixement ineficient per investigar els mecanismes intrínsecs d’evasió del sistema immunitari en el PDAC. Això ho vam fer mitjançant un cribratge a escala genòmica amb CRISPR/Cas9 en aquest model de co-cultiu in vitro utilitzant dos ratis d’efectors enfront de cèl·lules tumorals (1:1 i 1:2). Entre aquests dos cribratges vam identificar 42 gens la eliminació dels quals augmentava la citotoxicitat mediada per limfòcits T. Entre aquests candidats, es va demostrar que l’ablació de la ubiquitina lligasa E3 MARCHF5, augmentava la susceptibilitat de les cèl·lules tumorals a l’atac de les cèl·lules T en tres models in vitro diferents de càncer de pàncrees. A més, la pèrdua de MARCHF5 també sensibilitza les cèl·lules TC-4177 al tractament amb IFN-γ.
Estudis mecanístics van demostrar que l’ablació de MARCHF5 impacta negativament en el creixement cel·lular sense induir apoptosi ni alterar el cicle cel·lular. L’eliminació de MARCHF5 compromet la integritat mitocondrial, fent que les cèl·lules tumorals siguin més propenses a l’apoptosi. A més, estudis de proteòmica van demostrar que les cèl·lules en absència de MARCHF5 augmenten l’expressió basal del receptor FAS, de proteïnes reguladores de la dinàmica mitocondrial (MTFP1) així com de proteïnes pro-apoptòtiques (MTCH1).
L’increment de mort mediada per limfòcits T en cèl·lules deficient per MARCHF5 es correlaciona amb un increment en l’expressió de NOXA i de proteïnes associades amb la disfunció mitocondrial i el dany a l’ADN. A nivell transcripcional, la pèrdua de MARCHF5 promou la disminució de gens implicats en la reparació del dany de doble hèlix.
En conjunt, aquests descobriments proporcionen una potencial diana terapèutica per potenciar la capacitat del sistema immunològic per combatre el càncer de pàncrees.La inmunoterapia se basa en potenciar la capacidad del sistema inmunitario para combatir el cáncer. Entre sus modalidades, los inhibidores de puntos de control inmunológico han generado respuestas potentes y duraderas en tumores refractarios a terapias convencionales, particularmente en melanoma y cáncer de pulmón. Sin embargo, sigue siendo ineficaz para la mayoría de los tumores, donde esta limitación es particularmente evidente en el caso del adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC). Esta enfermedad constituye la sexta causa de muerte por cáncer en el mundo, recalcando la urgencia de ampliar los beneficios de la inmunoterapia a pacientes con PDAC.
La falta de respuesta del PDAC a la inmunoterapia se ha atribuido a la escasa infiltración de linfocitos T en el tumor y a un microambiente tumoral altamente inmunosupresor. No obstante, estudios recientes han demostrado que es posible aislar y expandir linfocitos que están infiltrando cánceres pancreáticos. Sin embargo, estos linfocitos pueden no reconocer eficazmente las líneas celulares tumorales autólogas in vitro.
En esta tesis hipotetizamos que las células del cáncer de páncreas pueden evadir el reconocimiento y la citotoxicidad mediada por linfocitos T a través de mecanismos celulares aún desconocidos. El objetivo de esta tesis es identificar nuevos genes que, cuando son eliminados, promuevan la citotoxicidad por linfocitos T.
Para ello, decidimos utilizar un modelo descrito por Gros et al. (2019): una línea celular derivada de un paciente con cáncer de páncreas (TC-4177) que es poco reconocida y eliminada por la subpoblación de linfocitos CD8+PDhi extraídos de la sangre del mismo paciente. Esta población efectora está enriquecida por linfocitos T que reconocen el neoantígeno MMP14p.R158C, expresado en la línea tumoral. Además, se obtiene el mismo fenotipo con linfocitos transducidos con el TCR específico para dicho neoantígeno. El reconocimiento limitado observado en este modelo se atribute principalmente a una deficiente presentación del neoantígeno.
Dadas estas características únicas, utilizamos este modelo de reconocimiento ineficiente para investigar los mecanismos intrínsecos de evasión del sistema inmunitario en PDAC. Lo hicimos mediante el cribado a escala genómica con CRISPR/Cas9 en este modelo de co-cultivo in vitro utilizando dos ratios de efectores frente a células tumorales (1:1 y 1:2). Entre ambos cribados identificamos 42 genes cuya eliminación aumenta la citotoxicidad mediada por linfocitos T. Entre estos candidatos, se demostró que la ablación de la ubiquitina ligasa E3 MARCHF5, aumenta la susceptibilidad de las células tumorales al ataque de las células T en tres modelos distintos in vitro de cáncer de páncreas. Además, la pérdida de MARCHF5 también sensibiliza a las células TC-4177 al tratamiento con IFN-γ.
Estudios mecanísticos demostraron que la ablación de MARCHF5 impacta negativamente el crecimiento celular sin inducir apoptosis o alterar el ciclo celular. La eliminación de MARCHF5 compromete la integridad mitocondrial, haciendo que las células tumorales sean más propensas a la apoptosis. Además, estudios de proteómica demostraron que las células deficientes en MARCHF5 aumentan la expresión basal del receptor FAS, de proteínas reguladoras de la dinámica mitocondrial (MTPF1) así como de proteínas pro-apoptóticas (MTCH1).
El incremento de muerte mediado por linfocitos T en células deficientes de MARCHF5 se correlaciona con un incremento en la expresión de la proteína NOXA así como de proteínas asociadas con la disfunción mitocondrial y el daño en el ADN. A nivel transcripcional, la pérdida de MARCHF5 promueve la disminución de genes implicados en la reparación de daño de doble hebra.
En conjunto, proporcionamos una potencial diana terapéutica para potenciar la capacidad del sistema inmunológico en el control del cáncer de páncreas.Cancer immunotherapy harnesses the natural ability of the immune system to treat cancers. Certain modalities, like immune checkpoint inhibitors, have demonstrated remarkable and durable outcomes in a fraction of patients with specific cancer types, such as melanoma and lung adenocarcinoma. However, immunotherapy remains ineffective in the vast majority of solid tumors. This lack of response is particularly evident in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), the sixth leading cause of cancer-related deaths worldwide, and where there is an urgent need for more effective treatments.
The lack of response to immunotherapy observed in PDAC has been largely attributed to its low tumor mutational burden, limited immune infiltration, and desmoplastic, dense, and highly immunosuppressive tumor microenvironment. However, recent articles have shown that neoantigen-specific tumor-infiltrating lymphocytes can be successfully expanded and isolated from pancreatic cancers. Despite this, ex vivo expanded tumor-reactive TILs derived from pancreatic cancers often fail to recognize and, therefore, kill the autologous tumor cell line, even in the absence of tumor microenvironment influences.
In this thesis, we hypothesize that PDAC may evade immune recognition and T-cell-mediated cytotoxicity through cell-intrinsic mechanisms that remain to be fully characterized. Thus, we sought to identify novel targets limiting T-cell killing of pancreatic cancer cells that could be therapeutically manipulated to potentially enhance the efficacy of immunotherapy.
We used an in vitro model consisting of a patient-derived pancreatic cancer cell line (TC-4177) that is poorly recognized and killed by a circulating CD8+PD1hi lymphocyte subset from the same patient. These effector T cells were highly enriched for T cells recognizing the neoantigen MMP14p.R158C, expressed on the tumor cell line. The limited recognition observed in this model was mainly attributed to poor neoantigen presentation. Additionally, the dysfunctional state of the CD8+PD1hi lymphocytes further impaired cancer cell cytotoxicity. Given these findings, we used this inefficient recognition model challenged with peripheral blood T cells stably expressing a TCR targeting the MMP14 neoantigen (MMP14 TCR-T cells) to explore the tumor-intrinsic mechanisms that limit T-cell-mediated cytotoxicity.
By conducting two genome-wide CRISPR/Cas9 screens under conditions of high and low T-cell pressure in our in vitro co-culture model, we identified 42 shared candidate genes whose depletion enhanced cytotoxicity across both screens. Among these candidates, we demonstrated that the ablation of one of the top hits, the E3 ubiquitin ligase MARCHF5, increased susceptibility to T-cell cytotoxicity. We validated these findings in three patient-derived in vitro pancreatic models, where the effect of MARCHF5 loss was consistent across cell lines, TCRs, and targeted neoantigens. Additionally, MARCHF5 deficiency also sensitized TC-4177 cells to IFN-g treatment.
Mechanistic studies revealed that MARCHF5 disruption negatively impacts cell growth independent of increased apoptosis or dysregulation of the cell cycle. Furthermore, dynamic BH3 profiling experiments showed that mitochondria integrity was compromised on MARCHF5-deficient cells. Proteomic analysis of these cells revealed a baseline increase of the FAS receptor, the pro-apoptotic protein MTCH1, and the mitochondrial fission-regulating protein MTFP1.
Moreover, MARCHF5 depletion enhanced T-cell cytotoxicity in pancreatic tumors which was associated with the upregulation of NOXA. Transcriptomic and proteomic profiling of these co-cultures revealed that MARCHF5-deficient cells had an increase in proteins related to mitochondrial dysfunction and DNA damage, while concurrently downregulating transcripts involved in double-strand break repair. Although the exact mechanism linking MARCHF5 ablation to enhanced T cell killing of pancreatic cancer and its impact in vivo warrants further investigation, our work provides a novel target that holds promise to unleash the immune system's potential to control pancreatic cancer.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Immunologia Avançad
Representación de la mujer en la promoción de su inclusión en el sector TIC y tecnológico: Análisis de los mensajes digitales de la campaña institucional PorTICMujer del gobierno colombiano (2018-2022)
No full textA Colòmbia, la desigualtat social i de gènere continua sent un repte estructural profundament arrelat. El país ocupa el segon lloc en desigualtat a Amèrica Llatina i es troba entre els més desiguals del món. Aquesta bretxa afecta especialment les dones, que pateixen alts índexs de violència de gènere: aproximadament 4 de cada 10 han experimentat violència física en algun moment de la seva vida. A això cal afegir-hi la càrrega desproporcionada de les tasques domèstiques i de cura, a les quals les dones dediquen, de mitjana, 8 hores diàries, en comparació amb les 3 hores dels homes. Aquesta desigualtat limita l'accés de les dones a oportunitats de desenvolupament personal i professional.
Davant aquest panorama, el govern de Colòmbia, entre els anys 2018 i 2022, sota la presidència d’Iván Duque i amb Marta Lucía Ramírez com a primera vicepresidenta del país, va impulsar iniciatives per reduir la desigualtat de gènere. Una de les campanyes més destacades fou PorTICMujer, que promovia la participació femenina en les Tecnologies de la Informació i la Comunicació (TIC) i en sectors tecnològics —àmbits amb alta demanda laboral i millors condicions salarials— mitjançant cursos i tallers.
En aquest context, la present recerca se centra en l'anàlisi dels missatges difosos per la campanya PorTICMujer a les xarxes socials (Facebook, X i Instagram) i a la secció de notícies del seu web oficial durant el govern d’Iván Duque i Marta Lucía Ramírez. Des d'una perspectiva feminista, s’examina com es representa la dona en el sector digital i de les TIC a Colòmbia, així com la coherència d’aquesta representació amb les línies polítiques del govern i la seva alineació amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS), especialment l’ODS 5, relatiu a la igualtat de gènere.
Per assolir aquest objectiu, es realitza una anàlisi detallada dels eixos polítics del govern i dels continguts difosos a les plataformes digitals de la campanya, incloent-hi publicacions textuals i visuals (imatges i vídeos). Aquestes representacions no es consideren elements decoratius, sinó construccions simbòliques que configuren significats i participen activament en la producció de discursos.
La metodologia combina l’etnografia virtual amb l’anàlisi de contingut i l’anàlisi visual, fet que permet una aproximació comprensiva als discursos mediàtics de la campanya i dels eixos polítics del govern. Així, la recerca busca determinar en quin grau els missatges analitzats articulen propostes orientades a l’equitat de gènere i problematitzen la desigualtat estructural al context colombià. També s’analitza si reprodueixen o qüestionen estereotips de gènere i quin és el seu potencial de contribució a l’empoderament de les dones dins l’estratègia comunicativa institucional. En aquest sentit, s’estudia si la campanya contribueix a combatre la desigualtat de gènere o si, malgrat les bones intencions, evita abordar qüestions estructurals més profundes com la sobrecàrrega de treball domèstic, el reconeixement de la violència o les condicions laborals injustes.
Finalment, tot i que aquesta recerca se centra en una campanya dins el context colombià, els resultats es poden extrapolar a iniciatives similars d’altres països. L’anàlisi permet comprendre com es comuniquen certes propostes sobre equitat de gènere mitjançant iniciatives tecnològiques i quins aspectes es prioritzen o s’ometen. Això obre la porta a una reflexió crítica sobre els discursos institucionals en diferents contextos sociopolítics i culturals i sobre la seva capacitat real per qüestionar o reproduir estructures de desigualtat en l’àmbit digital i tecnològic.En Colombia, la desigualdad social y de género sigue siendo un desafío estructural profundamente arraigado. El país ocupa el segundo lugar en inequidad en Latinoamérica y se encuentra entre los más desiguales del mundo. Esta brecha se manifiesta especialmente en la vida de las mujeres, quienes enfrentan altos índices de violencia de género: aproximadamente 4 de cada 10 mujeres han experimentado violencia física en algún momento de su vida. A esto se suma la carga desproporcionada de labores domésticas y de cuidado, donde las mujeres destinan en promedio 8 horas diarias, frente a solo 3 horas de los hombres. Esta desigualdad limita el acceso de las mujeres a oportunidades de desarrollo personal y profesional.
Ante este panorama, el gobierno de Colombia entre 2018 y 2022, bajo la presidencia de Iván Duque y con Marta Lucía Ramírez como la primera vicepresidenta en la historia del país, impulsaron iniciativas para reducir la desigualdad de género. Una de sus campañas representativas fue PorTICMujer, orientada a promover la participación femenina en las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) y en áreas tecnológicas —sectores caracterizados por alta demanda laboral y mejores condiciones salariales— mediante cursos y talleres.
En este marco, la presente investigación se centra en el análisis de los mensajes difundidos por la campaña PorTICMujer en redes sociales (Facebook, X e Instagram) y en la sección de noticias de su sitio web oficial, durante el gobierno de Iván Duque y Marta Lucía Ramírez. Desde una perspectiva feminista, se examina cómo se representa a la mujer en el sector digital y de las TIC en Colombia, así como la coherencia de dicha representación con los lineamientos políticos del gobierno y su alineación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), particularmente el ODS 5 sobre igualdad de género.
Para tal fin, se realiza un análisis detallado de los ejes políticos del gobierno y de los contenidos difundidos en las plataformas digitales de la campaña, incluyendo publicaciones textuales y visuales (imágenes y videos). Estas representaciones se tratan no como elementos decorativos, sino como construcciones simbólicas que configuran sentidos y participan activamente en la producción de discursos.
La estrategia metodológica implementada combina la etnografía virtual con el análisis de contenido y el análisis visual, permitiendo una aproximación comprensiva a los discursos mediáticos de la campaña y de los ejes políticos de gobierno. De este modo, la investigación busca estudiar en qué medida los mensajes analizados articulan propuestas orientadas a la equidad de género y problematizan la desigualdad estructural en el contexto colombiano. Además, se examina si reproducen o cuestionan estereotipos de género y cuál es su potencial contribución al empoderamiento de las mujeres dentro de la estrategia comunicativa institucional. En este sentido, se estudia también cómo la campaña contribuye a enfrentar la desigualdad de género o si, pese a sus buenas intenciones, evita tratar cuestiones estructurales más profundas, como la sobrecarga del trabajo doméstico, el reconocimiento de la violencia o las condiciones laborales injustas.
Finalmente, si bien esta investigación se centra en una campaña en el contexto colombiano, sus hallazgos pueden extenderse a campañas similares en otros países. El análisis permite comprender cómo se articulan y comunican ciertas propuestas sobre equidad de género a través de iniciativas tecnológicas, así como identificar los aspectos que se privilegian o se omiten. Esto abre la posibilidad de reflexionar críticamente sobre los discursos institucionales en diversos contextos sociopolíticos y culturales, y sobre su capacidad real para cuestionar o reproducir estructuras de desigualdad desde el ámbito digital y tecnológico.In Colombia, social and gender inequality remains a deeply rooted structural challenge. The country ranks second in inequality in Latin America and is among the most unequal in the world. This gap is especially evident in the lives of women, who face high rates of gender-based violence: approximately 4 out of 10 women have experienced physical violence at some point in their lives. This is compounded by a disproportionate burden of domestic and caregiving work, with women spending an average of 8 hours per day on these tasks, compared to only 3 hours for men. Such inequality limits women’s access to personal and professional development opportunities.
In response, between 2018 and 2022, the Colombian government—under President Iván Duque and Vice President Marta Lucía Ramírez, the first woman to hold this position in the country's history—launched initiatives to reduce gender inequality. One of their flagship campaigns was PorTICMujer, which aimed to promote women’s participation in Information and Communication Technologies (ICTs) and technology-related fields—sectors known for high labor demand and better wages—through courses and workshops.
This research focuses on analyzing the messages disseminated by the PorTICMujer campaign on social media platforms (Facebook, X, and Instagram) and the news section of its official website during the Duque-Ramírez administration. From a feminist perspective, it examines how women are represented in the digital and ICT sectors in Colombia, and whether this representation aligns with the government’s political framework and with the Sustainable Development Goals (SDGs), particularly SDG 5 on gender equality.
To achieve this, a detailed analysis is conducted on the government’s political axes and the content shared on the campaign’s digital platforms, including textual and visual posts (images and videos). These representations are approached not as decorative elements, but as symbolic constructions that shape meaning and actively participate in discourse production.
The methodological strategy combines virtual ethnography with content and visual analysis, allowing a comprehensive approach to the campaign’s media discourse and the government’s political orientation. The study seeks to determine the extent to which the analyzed messages propose gender equity measures and problematize structural inequality in the Colombian context. It also examines whether the messages reproduce or challenge gender stereotypes and assesses their potential contribution to women’s empowerment within the institutional communication strategy. In this regard, it also explores whether the campaign helps address gender inequality or, despite its good intentions, avoids confronting deeper structural issues such as the burden of domestic work, recognition of violence, or unfair labor conditions.
Although this research centers on a campaign in the Colombian context, its findings may be applicable to similar campaigns in other countries. The analysis helps to understand how gender equity proposals are articulated and communicated through technological initiatives, as well as to identify the aspects that are emphasized or omitted. This opens up the possibility for critical reflection on institutional discourses across various sociopolitical and cultural contexts, and on their actual capacity to challenge or reinforce structures of inequality in the digital and technological spheres.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Mitjans, Comunicació i Cultur
Digital technology adoption in European manufacturing: pathways to innovation and sustainability through AI and big data
No full textENG- This thesis investigates the adoption of digital technologies, specifically artificial intelligence (AI) and big data, within European manufacturing firms, highlighting the interplay between innovation, technological integration, and sustainability. In an era characterized by rapid technological advancement, firms are compelled to integrate digital solutions to remain competitive while addressing evolving sustainability demands. However, the process is often hindered by multiple factors, making it crucial to understand the complexities that drive or obstruct digital technology adoption
Drawing on empirical data from a large-scale international survey, the study identifies key enablers—such as R&D cooperation, digital infrastructure, and sustainability practices—and barriers, including resource constraints and perceived usefulness, ecosystem and data management that influence digital technology adoption. The research offers a nuanced understanding of these adoption dynamics, emphasizing that technology adoption is not merely a technical endeavour but deeply influenced by organizational capacities, strategic alignment, and environmental challenges.
In addition, the findings suggest that sustainability practices play a pivotal role not only in driving innovation but also in fostering AI and big data integration, creating a reciprocal relationship where digital technologies enhance sustainability performance while sustainability accelerates technological adoption. This dual role of sustainability expands the understanding of its influence on firms’ dynamic capabilities, pushing beyond its traditionally understood impact on environmental goals.
By extending multiple theoretical frameworks and offering practical insights, this research contributes to the growing discourse on digital transformation in manufacturing. It not only emphasizes the necessity of integrating sustainability into digital strategies but also advocates for a forward-thinking, cumulative approach to AI and big data adoption. The findings are particularly relevant for manufacturing firms navigating the challenges of digitalization while striving to meet sustainability objectivesCAT- Aquesta tesi investiga l’adopció de tecnologies digitals, específicament la intel·ligència artificial (IA) i el big data, dins de les empreses manufactureres europees, destacant la interacció entre la innovació, la integració tecnològica i la sostenibilitat. En una era caracteritzada per l’avanç tecnològic ràpid, les empreses es veuen obligades a integrar solucions digitals per mantenir la competitivitat alhora que aborden les demandes creixents de sostenibilitat. No obstant això, el procés sovint es veu dificultat per diversos factors, fet que fa crucial entendre les complexitats que impulsen o obstaculitzen l’adopció de tecnologies digitals.
Basada en dades empíriques d’una enquesta internacional a gran escala, l’estudi identifica factors clau que faciliten l’adopció, com la cooperació en R+D, la infraestructura digital i les pràctiques de sostenibilitat, així com barreres, incloent-hi les limitacions de recursos i la utilitat percebuda, l’ecosistema i la gestió de dades que influeixen en l’adopció de tecnologies digitals. La investigació ofereix una comprensió matisada d’aquestes dinàmiques d’adopció, emfatitzant que l’adopció de tecnologies no és només un esforç tècnic, sinó que està profundament influïda per les capacitats organitzatives, l’alineament estratègic i els reptes ambientals.
A més, les conclusions suggereixen que les pràctiques de sostenibilitat juguen un paper fonamental no només en impulsar la innovació sinó també en fomentar la integració de la IA i el big data, creant una relació recíproca en què les tecnologies digitals milloren el rendiment en sostenibilitat mentre que la sostenibilitat accelera l’adopció tecnològica. Aquest doble paper de la sostenibilitat amplia la comprensió de la seva influència en les capacitats dinàmiques de les empreses, anant més enllà del seu impacte tradicionalment entès en els objectius ambientals.
En ampliar diversos marcs teòrics i oferir perspectives pràctiques, aquesta investigació contribueix al creixent discurs sobre la transformació digital en la manufactura. No només emfatitza la necessitat d’integrar la sostenibilitat en les estratègies digitals, sinó que també defensa un enfocament progressiu i acumulatiu per a l’adopció de la IA i el big data. Les conclusions són particularment rellevants per a les empreses manufactureres que naveguen pels reptes de la digitalització mentre es comprometen a assolir objectius de sostenibilitatPrograma de Doctorat Interuniversitari en Dret, Economia i Empres
Towards more sustainable catalysis: Experimental and computational insights on supported single-atom and single-cluster catalysts
No full textEls catalitzadors d’un sol àtom (SACs) i els catalitzadors d’un sol clúster (SCCs) han sorgit com una opció prometedora en catàlisi heterogènia gràcies a la seva elevada eficiència atòmica i a les seves propietats electròniques úniques. Aquests catalitzadors presenten una activitat catalítica, selectivitat i estabilitat superiors en diverses reaccions químiques, incloent-hi l’oxidació, reducció, hidrogenació, deshidrogenació, el desplaçament del gas d’aigua, entre d’altres. Aquesta tesi descriu l’aplicació de catalitzadors de Rh SAC suportats en nitrur de carboni grafític (g-C₃N₄) i TiO₂ en la hidroformilació d’estirè, determinant les condicions que afavoreixen la producció d’aldehids lineals en aquest procés, a més d’investigar el mecanisme catalític mitjançant la teoria del funcional de la densitat (DFT) (Capítol 3). Així mateix, es van explorar experimentalment i teòricament les aplicacions de catalitzadors de Pt suportats en g-C₃N₄ (Capítol 4), Al₂O₃ (Capítols 5 i 6) i TiO₂ (Capítol 6), així com de Ga suportat en Al₂O₃ (Capítol 7) en forma de SACs i SCCs en la deshidrogenació de propà (PDH), prestant especial atenció a l’estabilitat i selectivitat del catalitzador en aquesta reacció.Los catalizadores de un solo átomo (SACs) y los catalizadores de un solo clúster (SCCs) han surgido como una opción prometedora en catálisis heterogénea debido a su alta eficiencia atómica y sus propiedades electrónicas únicas. Estos catalizadores presentan una actividad catalítica, selectividad y estabilidad superiores en diversas reacciones químicas, incluidas la oxidación, reducción, hidrogenación, deshidrogenación, el desplazamiento del gas de agua, entre otras. La presente tesis describe la aplicación de catalizadores Rh SAC soportados en nitruro de carbono grafítico (g-C₃N₄) y TiO₂ en la hidroformilación de estireno, determinando las condiciones que favorecen la producción de aldehídos lineales en este proceso, además de investigar el mecanismo catalítico mediante la teoría del funcional de la densidad (DFT) (Capítulo 3). Asimismo, se exploraron experimental y teóricamente las aplicaciones de catalizadores de Pt soportados en g-C₃N₄ (Capítulo 4), Al₂O₃ (Capítulos 5 y 6) y TiO₂ (Capítulo 6), así como de Ga soportado en Al₂O₃ (Capítulo 7) en forma de SACs y SCCs en la deshidrogenación de propano (PDH), prestando especial atención a la estabilidad y selectividad del catalizador en esta reacción.Single-atom catalysts (SACs) and single-cluster catalysts (SCCs) have emerged as a promising option in heterogeneous catalysis due to their high atomic efficiency and unique electronic properties. These catalysts exhibit superior catalytic activity, selectivity, and stability in various chemical reactions, including oxidation, reduction, hydrogenation, dehydrogenation, water gas shift and others. The present thesis describes the application of Rh SAC on graphitic carbon nitride (g-C3N4) and TiO2 in styrene hydroformylation, determining the conditions that favor the production of linear aldehydes in this process, and investigates the catalytic mechanism using the density functional theory (DFT) (Chapter 3). In addition, the applications of supported Pt on g-C3N4 (Chapter 4), Al2O3 (Chapter 5 and 6) and TiO2 (Chapter 6) and Ga on Al2O3 (Chapter 7) SACs and SCCs for propane dehydrogenation (PDH) were also investigated experimentally and theoretically, paying particular attention to the catalyst’s stability and selectivity in this reaction."Universitat Rovira i Virgili. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Química
Gota de sangre seca en papel secante como muestra alternativa en el diagnóstico de hepatitis víricas
No full textEl virus de l’hepatitis C és un repte important per a la salut pública, amb una alta incidència en poblacions vulnerables. Malgrat els avenços notables en el desenvolupament d’antivirals d’acció directa que han revolucionat el tractament del VHC, encara persisteixen reptes significatius, especialment en l’àmbit de la detecció precoç.
La identificació primerenca de la infecció és crucial per prevenir la transmissió i les complicacions hepàtiques a llarg termini, com la cirrosi i el carcinoma hepatocel·lular.
En aquest context, aquesta tesi doctoral se centra en l’avaluació de l’eficàcia i viabilitat de les mostres de sang seca (DBS, per les seves sigles en anglès) com a eina diagnòstica innovadora per al VHC en poblacions de difícil accés. Aquest enfocament no només aborda qüestions logístiques relacionades amb la recollida i transport de mostres, sinó que també pot augmentar l’acceptació entre els pacients, facilitant així la inclusió d’aquells que rebutgen procediments més invasius, com la venopunció.
L’estudi inclou una validació metodològica rigorosa, comparant la sensibilitat i especificitat de les mostres de sang seca amb les tècniques diagnòstiques tradicionals que utilitzen sèrum i plasma. Els resultats mostren que l’ús de sang seca pot ser una alternativa vàlida, amb una sensibilitat del 92,8% i una especificitat del 100% per a la detecció d’anticossos contra el VHC, i una sensibilitat del 94,9% per a la detecció d’ARN del VHC. Aquests resultats es recolzen en una forta correlació lineal i una bona concordança en les anàlisis comparatives.
Als Centres d’Atenció i Seguiment, es va implementar l’ús de targetes de plasma sec com una alternativa per al diagnòstic del VHC en pacients que rebutjaven la venopunció convencional. Aquesta estratègia va permetre dur a terme un estudi observacional en el qual van participar 679 pacients, dels quals 54 van ser avaluats mitjançant l’ús d’aquestes targetes. La prevalença de contacte previ amb el VHC va ser del 14,7% en la població total estudiada. Específicament, es va observar una prevalença del 9,1% en els pacients avaluats mitjançant venopunció, mentre que, en aquells avaluats per punció digital, la prevalença va ser notablement més alta, arribant al 79,6%. De manera similar, la prevalença d’infecció activa, determinada per la presència d’ARN del VHC, va ser del 3,5% en general, destacant un 27,8% en el grup de punció digital en comparació amb un 1,4% en el grup de venopunció.
Dels 24 pacients diagnosticats amb infecció activa pel virus de l’hepatitis C, 23 van ser derivats a una consulta especialitzada. D’aquests, 13 pacients van assistir efectivament a la consulta. A més, 15 pacients van rebre tractament, incloent-hi dos que van ser reincorporats al seguiment clínic després. Entre els que van completar el tractament, es va aconseguir una resposta viral sostinguda del 100%, encara que només es va poder avaluar en 12 pacients.
És important destacar que es va identificar un cas de reinfecció pel VHC després d’un tractament exitós en el subgrup de pacients cribrats mitjançant punció digital. Aquest fet, juntament amb el fet que les persones que rebutgen el cribratge de la infecció pel VHC mitjançant venopunció presenten un risc significativament més alt de tenir una infecció activa pel VHC (OR = 26,5), suggereix que el subgrup de persones cribrades mitjançant punció digital podria tenir un risc incrementat d’infecció pel VHC.
La inclusió de les targetes de plasma sec en el catàleg de proves dels laboratoris de l’Hospital Vall d’Hebron no només va millorar l’accés al cribratge del VHC en poblacions d’alt risc, sinó que també va contribuir significativament als esforços de salut pública per a l’eradicació del virus.El virus de la hepatitis C es un importante desafío para la salud pública, con una alta incidencia en poblaciones vulnerables. A pesar de los notables avances en el desarrollo de antivirales de acción directa que han revolucionado el tratamiento del VHC, aún persisten desafíos importantes, en particular en el ámbito de la detección temprana.
La identificación precoz de la infección es crucial para prevenir la transmisión y las complicaciones hepáticas a largo plazo, como la cirrosis y el carcinoma hepatocelular.
En este contexto, la presente tesis doctoral se enfoca en la evaluación de la eficacia y factibilidad de las muestras de sangre seca (DBS, por sus siglas en inglés) como una herramienta diagnóstica innovadora para el VHC en poblaciones de difícil acceso. Este enfoque no solo aborda cuestiones logísticas relacionadas con la recolección y transporte de muestras, sino que también puede aumentar la aceptación entre los pacientes, facilitando así la inclusión de aquellos que rechazan procedimientos más invasivos, como la venopunción.
El estudio incluye una validación metodológica rigurosa, comparando la sensibilidad y especificidad de las muestras de sangre seca con las técnicas diagnósticas tradicionales que utilizan suero y plasma. Los resultados muestran que el uso de sangre seca puede ser una alternativa válida, con una sensibilidad del 92.8% y una especificidad del 100% para la detección de anticuerpos contra el VHC, y una sensibilidad del 94.9% para la detección de ARN del VHC. Estos hallazgos se respaldan por una fuerte correlación lineal y una buena concordancia en los análisis comparativos.
En los Centros de Atención y Seguimiento, se implementó el uso de tarjetas de plasma seco, como una alternativa para el diagnóstico del VHC en pacientes que rechazaban la venopunción convencional. Esta estrategia permitió realizar un estudio observacional en el que participaron 679 pacientes, de los cuales 54 fueron evaluados mediante el uso de estas tarjetas. La prevalencia de contacto previo con el VHC fue del 14.7% en la población total estudiada. Específicamente, se observó una prevalencia del 9.1% en los
2 pacientes evaluados mediante venopunción, mientras que, en aquellos evaluados por punción digital, la prevalencia fue notablemente mayor, alcanzando el 79.6%. De manera similar, la prevalencia de infección activa, determinada por la presencia de ARN del VHC, fue del 3.5% en general, destacando un 27.8% en el grupo de punción digital en comparación con un 1.4% en el grupo de venopunción.
De los 24 pacientes diagnosticados con infección activa por el virus de la hepatitis C, 23 fueron remitidos a una consulta especializada. De estos, 13 pacientes asistieron efectivamente a la consulta. Además, 15 pacientes recibieron tratamiento, incluyendo dos que fueron reincorporados al seguimiento clínico después. Entre los que completaron el tratamiento, se logró una respuesta viral sostenida del 100%, aunque solo se pudo evaluar en 12 pacientes.
Es importante destacar que se identificó un caso de reinfección por VHC después de un tratamiento exitoso en el subgrupo de pacientes cribados mediante punción digital.
Este hallazgo, junto con el hecho de que las personas que rechazan el cribado de la infección por VHC mediante venopunción presentan un riesgo significativamente mayor de tener una infección activa por VHC (OR = 26.5), sugiere que el subgrupo de personas cribadas mediante punción digital podría tener un riesgo incrementado de infección por VHC.
La inclusión de las tarjetas de plasma seco en el catálogo de pruebas de los laboratorios del Hospital Vall d’Hebron no solo mejoró el acceso al cribado del VHC en poblaciones de alto riesgo, sino que también contribuyó significativamente a los esfuerzos de salud pública para la erradicación del virus.The hepatitis C virus (HCV) represents a significant public health challenge, with a high incidence in vulnerable populations. Despite remarkable advances in the development of direct-acting antivirals that have revolutionized HCV treatment, significant challenges remain, particularly in the area of early detection.
Early identification of the infection is crucial to preventing transmission and long-term liver complications, such as cirrhosis and hepatocellular carcinoma.
In this context, this doctoral thesis focuses on evaluating the efficacy and feasibility of dried blood spot (DBS) samples as an innovative diagnostic tool for HCV in hard-to-reach populations. This approach not only addresses logistical issues related to sample collection and transport but also enhances patient acceptance, thereby facilitating the inclusion of those who reject more invasive procedures, such as venipuncture.
The study includes a rigorous methodological validation, comparing the sensitivity and specificity of dried blood spots with traditional diagnostic techniques using serum and plasma. Results show that dried blood spot testing can be a valid alternative, with a sensitivity of 92.8% and a specificity of 100% for the detection of anti-HCV antibodies, and a sensitivity of 94.9% for HCV RNA detection. These findings are supported by a strong linear correlation and good concordance in comparative analyses.
At Care and Follow-Up Centers, dried plasma spot cards were implemented as an alternative diagnostic method for HCV in patients who refused conventional venipuncture. This strategy enabled an observational study involving 679 patients, of whom 54 were assessed using these cards. The prevalence of prior HCV exposure was 14.7% in the total study population. Specifically, a prevalence of 9.1% was observed in patients evaluated by venipuncture, whereas the prevalence was significantly higher in those evaluated by fingerstick testing, reaching 79.6%. Similarly, the prevalence of active infection, determined by the presence of HCV RNA, was 3.5% overall, with 27.8% in the fingerstick testing group compared to 1.4% in the venipuncture group.
Of the 24 patients diagnosed with active HCV infection, 23 were referred to a specialized consultation. Of these, 13 patients effectively attended the consultation. Additionally, 15 patients received treatment, including two who were re-incorporated into clinical follow-up afterward. Among those who completed treatment, a sustained virologic response of 100% was achieved, although it was only evaluated in 12 patients.
Notably, one case of HCV reinfection was identified after successful treatment in the subgroup of patients screened using fingerstick testing. This finding, along with the fact that individuals who refuse HCV screening via venipuncture present a significantly higher risk of active HCV infection (OR = 26.5), suggests that the subgroup of individuals screened via fingerstick may have an increased risk of HCV infection.
The inclusion of dried plasma spot cards in the test catalog of the Vall d’Hebron Hospital laboratories not only improved access to HCV screening in high-risk populations but also made a significant contribution to public health efforts toward virus eradication.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Microbiologi
From Atoms to Algorithms: Accelerated Adsorption Energy Predictions on Bimetallic Catalysts via Explainable Machine Learning
No full textEls catalitzadors basats en metalls són materials àmpliament utilitzats en diverses aplicacions; no obstant això, són recursos no renovables, fet que converteix la seva disponibilitat en un problema crític de cara al futur. Aquesta preocupació s’amplifica encara més per la seva demanda global creixent impulsada per l’augment de la població. Com a resultat, les tecnologies catalítiques actuals han de ser millorades, començant pel desenvolupament de catalitzadors amb un rendiment més elevat. Les aliatges bimetàl·lics són un grup especialment prometedor de catalitzadors, ja que exhibeixen efectes sinèrgics que condueixen a activitats bifuncionals i a un rendiment millorat. Per tal de proposar catalitzadors nous i eficaços, cal tenir en compte diversos factors a nivell atòmic, com ara les cares cristal·lines exposades, la composició i les interaccions locals entre l’adsorbat i el metall. Aquesta tasca esdevé encara més complexa quan es treballa amb aliatges bimetàl·lics.
Per aquest motiu, és necessari un enfocament més eficient per explorar l’ampli espai de compostos químics i identificar els materials catalítics més prometedors. Els mètodes computacionals s'utilitzen sovint per explorar com es correlacionen aquests factors a nivell atòmic amb l’activitat catalítica. No obstant això, calcular directament l’activitat catalítica mitjançant mètodes computacionals resulta inviable per a una exploració a gran escala. Per superar aquesta limitació, les energies d’adsorció avaluades mitjançant la Teoria del Funcional de la Densitat (DFT) s’utilitzen com a descriptors fiables del rendiment catalític. Tot i això, l’escalabilitat del DFT continua essent limitada quan es pretén una exploració més àmplia.
Aquesta tesi té com a objectiu desenvolupar metodologies basades en aprenentatge automàtic (ML) per tal de reduir el cost computacional dels càlculs DFT per predir energies d’adsorció en sistemes bimetàl·lics, que estableixen les condicions límit que permeten reduir l’espai químic de materials catalítics prometedors. Aquest estudi es divideix en tres parts. En primer lloc, es proposen models clàssics d’aprenentatge automàtic per predir l’energia d’adsorció a partir de descriptors relacionats amb el lloc d’adsorció. En segon lloc, s’investiga la influència de l’estructura i la composició de superfícies basades en NiGa en l’estabilitat a nivel atòmic dels intermedis de reacció en la hidrogenació del CO2 a metanol. Finalment, s’avalua una arquitectura d’alt rendiment i més flexible d’aprenentatge automàtic basada en Xarxes Neuronals Gràfiques (GNNs) per ambdues bases de dades. Aquesta tesi doctoral mostra el potencial de les arquitectures d’aprenentatge automàtic per predir energies d’adsorció, tot servint com a guia per a l’exploració de materials catalítics.Los catalizadores a base de metales son materiales ampliamente utilizados en diversas aplicaciones; sin embargo, son recursos no renovables, lo que convierte su disponibilidad en un problema crítico en el futuro. Esta preocupación se ve aún más agravada por el crecimiento de su demanda global impulsada por el aumento poblacional. Como resultado, las tecnologías catalíticas actuales deben mejorarse, comenzando con el desarrollo de catalizadores con mayor rendimiento. Las aleaciones bimetálicas son un grupo particularmente prometedor de catalizadores, ya que exhiben efectos sinérgicos que conducen a actividades bifuncionales y un rendimiento mejorado. Para proponer catalizadores novedosos y eficaces, deben considerarse varios factores a nivel atómico, como los planos cristalinos expuestos, la composición y las interacciones locales entre el adsorbato y el metal. Esta tarea se vuelve aún más compleja cuando se consideran aleaciones bimetálicas.
Por ello, un enfoque más eficiente para explorar el vasto espacio de compuestos químicos es requerido para identificar los materiales catalíticos más prometedores. Los métodos computacionales son a menudo usados para explorar cómo se correlacionan estos factores a nivel atómico con la actividad catalítica. Sin embargo, calcular directamente la actividad catalítica mediante métodos computacionales resulta inviable para una exploración a gran escala. Para superar esta limitación, las energías de adsorción evaluadas mediante la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) se utilizan como descriptores confiables del rendimiento catalítico. Sin embargo, la escalabilidad de DFT sigue siendo limitada cuando se pretende una exploración más amplia.
Esta tesis tiene como objetivo desarrollar metodologías basadas en aprendizaje automático (ML) para reducir el costo computacional asociado con cálculos DFT para predecir energías de adsorción en sistemas bimetálicos, que establecen las condiciones límite que permiten reducir el espacio químico de materiales catalíticos prometedores. Este estudio es divido en tres partes. Primero, modelos clásicos de ML son propuestos para predecir la energía de adsorción a partir de descriptores relacionados con el sitio de adsorción. Segundo, la influencia de la estructura y la composición de superficies basadas en NiGa en la estabilidad de intermedios de reacción en la hidrogenación de CO2 hacia metanol es investigada a nivel atómico mediante cálculos DFT. Finalmente, una arquitectura de alto desempeño y más flexible de ML basada en Redes Neuronales Gráficas (GNNs) es evaluada en ambas bases de datos. Esta tesis doctoral muestra el potencial de las arquitecturas de aprendizaje automático para predecir energías de adsorción, sirviendo como guía para la exploración de materiales catalíticos.Metal-based catalysts are widely used materials in different applications; however, they are non-renewable resources, making their availability a critical issue for the future. This concern is further amplified by its growing global demand driven by population growth. As a result, current catalytic technologies must be improved, starting with the development of higher-performance catalysts. Bimetallic alloys are a particularly promising group of catalysts, which exhibit synergistic effects that lead to bifunctional activities and enhanced performance. To propose novel and effective catalysts, several atomic-level factors must be considered, such as exposed crystal facets, composition, and local adsorbate-metal interactions. This task becomes even more complex when bimetallic alloys are involved.
Therefore, a more efficient way to screen the vast chemical compound space is needed to identify the most promising catalytic materials. Computational methods are usually used to explore how these atomic-level factors correlate with the catalytic activity. However, calculating catalytic activity through direct computational methods becomes impractical for large-scale screening. To overcome this limitation, adsorption energies evaluated via Density Functional Theory (DFT) are used as reliable descriptors of the catalytic performance. Nevertheless, the scalability of DFT remains limited when it comes to broader exploration.
This thesis aims to develop machine learning-based (ML) frameworks to alleviate the computational cost associated with DFT calculations for predicting adsorption energies in bimetallic systems, which set the boundary conditions to narrow the chemical space of promising catalytic materials. The study is divided into three parts. First, classical ML models are proposed to predict adsorption energy based on features related to the adsorption site. Second, the influence of the structure and composition of NiGa-based surfaces on the stability of reaction intermediates in the CO2 hydrogenation to methanol is investigated at the atomic level via DFT calculations. Finally, a high-performing and more flexible ML architecture based on Graph Neural Networks (GNNs) is evaluated on both datasets. This doctoral thesis showcases the potential of ML architectures for predicting adsorption energies, serving as a guide for the screening of catalytic materials.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Químic