Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Molecularly Imprinted Polymers targeting small labels for biomolecular design and their integration into Paper-Based Diagnostic Platforms
No full textAquesta tesi doctoral explora la integració de polímers d'impressió molecular (MIPs) en diverses plataformes de diagnòstic. Els MIPs són materials sintètics dissenyats per imitar les capacitats de reconeixement de les molècules biològiques, com els anticossos, però amb més estabilitat, menor cost i producció escalable sense l'ús d'animals. L'objectiu principal d'aquesta tesi és el disseny de MIPs específics per a etiquetes moleculars petites, incloent-hi biotina (BIO), digoxigenina (DIG) i 6-carboxifluoresceïna (6-FAM), que són comunament utilitzades en assajos biològics i proves de diagnòstic. Aquestes etiquetes proporcionen arquitectures biomoleculars versàtils que permeten sistemes de detecció flexibles per a una àmplia gamma d'anàlits, millorant l'adaptabilitat diagnòstica en diverses aplicacions.
Inicialment, es van sintetitzar MIPs específics per a biotina i es van integrar en assajos de flux lateral d'àcids nucleics (NALF). Aquesta integració va demostrar millores significatives en els assajos de flux lateral en comparació amb els receptors biològics convencionals en termes d'estabilitat, mantenint alhora una excel·lent sensibilitat. A més, el treball es va ampliar per incloure la síntesi de MIPs per a les etiquetes DIG i 6-FAM, utilitzant modelatge computacional in silico, cosa que va optimitzar el procés de polimerització i els recursos necessaris. Els MIPs resultants es van integrar amb èxit en plataformes de diagnòstic, inclosos sistemes multiplexats de NALF capaços de detectar múltiples anàlits d'ADN amb doble etiqueta de manera simultània. L'ús d'aquestes tres etiquetes —biotina, DIG i 6-FAM— va permetre la creació de sistemes de diagnòstic personalitzables i multiplexats, destacant la flexibilitat i l'adaptabilitat de les arquitectures biomoleculars basades en MIPs per a diversos assajos biològics.
Una altra contribució clau d'aquesta tesi és l'exploració de MIPs en assajos no convencionals de flux vertical d'àcids nucleics (NAVF). Els sistemes NAVF ofereixen avantatges com temps d'assaig més ràpids i la capacitat de processar volums de mostra més grans. L'anàlisi comparativa entre NAVF i NALF va mostrar que NAVF és més adequat per a aplicacions en què la detecció qualitativa immediata és essencial, mentre que NALF segueix sent òptim per a detectar concentracions baixes d'analits en assajos més sensibles i quantificables.
Finalment, també s'exploren la síntesi i integració de MIPs magnètics (m-MIPs) en plataformes diagnòstiques magneto-actuades. Aquests sistemes utilitzen la separació magnètica per millorar la robustesa i sensibilitat dels assajos, especialment en matrius de mostres complexes. Els m-MIPs es van incorporar en plataformes magneto-actuades amb lectures òptiques i electroquímiques, incloent-hi un dispositiu electroquímic portàtil operat per bateries, demostrant el potencial per a proves en el punt d'atenció en entorns amb recursos limitats.
En conjunt, aquesta tesi destaca la versatilitat de les arquitectures biomoleculars basades en MIPs centrades en etiquetes moleculars petites com biotina, DIG i 6-FAM. La capacitat d'adaptar aquestes etiquetes en múltiples plataformes —flux lateral, flux vertical i sistemes magneto-actuats electroquímics i òptics— demostra el seu potencial per contribuir a la millora del diagnòstic en el punt d'atenció, proporcionant alta sensibilitat, especificitat i adaptabilitat per a una àmplia gamma de necessitats diagnòstiques. La integració exitosa dels MIPs en aquestes plataformes obre el camí per a futurs avenços, incloent-hi el desenvolupament de sistemes diagnòstics en el punt d'atenció que incloguin un dispositiu de PCR portàtil operat per bateries, combinat amb un prototip de prova ràpida basada en paper que integri MIPs. Aquest sistema té el potencial de ser utilitzat per al cribratge tant de malalties transmissibles com no transmissibles, on la PCR és l'estàndard de referència, que permet un diagnòstic precís directament en entorns de recursos limitats.Esta tesis doctoral explora la integración de polímeros de impresión molecular (MIPs) en diversas plataformas de diagnóstico. Los MIPs son materiales sintéticos diseñados para imitar las capacidades de reconocimiento de las moléculas biológicas, como los anticuerpos, pero con mayor estabilidad, menor coste y producción escalable sin el uso de animales. El objetivo principal de esta tesis es el diseño de MIPs específicos para etiquetas moleculares pequeñas, incluyendo biotina (BIO), digoxigenina (DIG) y 6-carboxifluoresceína (6-FAM), que son comúnmente utilizadas en ensayos biológicos y pruebas de diagnóstico. Estas etiquetas proporcionan arquitecturas biomoleculares versátiles que permiten sistemas de detección flexibles para una amplia gama de analitos, mejorando la adaptabilidad diagnóstica en diversas aplicaciones.
Inicialmente, se sintetizaron MIPs específicos para biotina y se integraron en ensayos de flujo lateral de ácidos nucleicos (NALF). Esta integración demostró mejoras significativas en los ensayos de flujo lateral en comparación con los receptores biológicos convencionales en términos de estabilidad, manteniendo al mismo tiempo una excelente sensibilidad. Además, el trabajo se amplió para incluir la síntesis de MIPs para las etiquetas DIG y 6-FAM, utilizando modelado computacional in silico, lo que optimizó el proceso de polimerización y los recursos necesarios. Los MIPs resultantes se integraron con éxito en plataformas de diagnóstico, incluidos sistemas multiplexados de NALF capaces de detectar múltiples analitos de ADN con doble etiqueta de manera simultánea. El uso de estas tres etiquetas —biotina, DIG y 6-FAM— permitió la creación de sistemas de diagnóstico personalizables y multiplexados, destacando la flexibilidad y adaptabilidad de las arquitecturas biomoleculares basadas en MIPs para diversos ensayos biológicos.
Otra contribución clave de esta tesis es la exploración de MIPs en ensayos no convencionales de flujo vertical de ácidos nucleicos (NAVF). Los sistemas NAVF ofrecen ventajas como tiempos de ensayo más rápidos y la capacidad de procesar volúmenes de muestra más grandes. El análisis comparativo entre NAVF y NALF mostró que NAVF es más adecuado para aplicaciones en las que la detección cualitativa inmediata es esencial, mientras que NALF sigue siendo óptimo para detectar concentraciones bajas de analitos en ensayos más sensibles y cuantificables.
Finalmente, también se exploran la síntesis e integración de MIPs magnéticos (m-MIPs) en plataformas diagnósticas magneto-actuadas. Estos sistemas utilizan la separación magnética para mejorar la robustez y sensibilidad de los ensayos, particularmente en matrices de muestras complejas. Los m-MIPs se incorporaron en plataformas magneto-actuadas con lecturas ópticas y electroquímicas, incluyendo un dispositivo electroquímico portátil operado por baterías, demostrando el potencial para pruebas en el punto de atención en entornos con recursos limitados.
En conjunto, esta tesis destaca la versatilidad de las arquitecturas biomoleculares basadas en MIPs centradas en etiquetas moleculares pequeñas como biotina, DIG y 6-FAM. La capacidad de adaptar estas etiquetas en múltiples plataformas —flujo lateral, flujo vertical, y sistemas magneto-actuados electroquímicos y ópticos— demuestra su potencial para contribuir en la mejora del diagnóstico en el punto de atención, proporcionando alta sensibilidad, especificidad y adaptabilidad para una amplia gama de necesidades diagnósticas. La integración exitosa de los MIPs en estas plataformas abre el camino para futuros avances, incluidos el desarrollo de sistemas diagnósticos en el punto de atención que incluyan un dispositivo de PCR portátil operado por baterías, combinado con un prototipo de prueba rápida basada en papel integrando MIPs. Este sistema tiene el potencial de ser utilizado para el cribado tanto de enfermedades transmisibles como no transmisibles, donde la PCR es el estándar de referencia, permitiendo un diagnóstico preciso directamente en entornos de recursos limitados.This doctoral thesis explores the integration of Molecularly Imprinted Polymers (MIPs) into various diagnostic platforms. MIPs are synthetic materials designed to mimic the recognition capabilities of biological molecules, such as antibodies, but with greater stability, cost-effectiveness, and scalable, animal-free production. The primary focus of this thesis is the design of MIPs specific to small molecular tags, including biotin (BIO), digoxigenin (DIG), and 6-carboxyfluorescein (6-FAM), which are commonly used in biological and diagnostic assays. These molecular tags provide versatile biomolecular architectures that enable flexible detection systems for a wide range of targets, enhancing diagnostic adaptability across diverse applications.
Initially, biotin-specific MIPs were synthesized and integrated into nucleic acid lateral flow (NALF) assays. This integration demonstrated significant improvements in lateral flow assays compared to conventional biological receptors in terms of stability while maintaining excellent sensitivity. Furthermore, the work expanded to include the synthesis of MIPs for DIG and 6-FAM labels, using in silico computational modeling, which optimized the polymerization process. The resulting MIPs were successfully integrated into diagnostic platforms, including multiplexed NALF systems capable of detecting multiple double-tagged DNA targets simultaneously. The use of these three tags—biotin, DIG, and 6-FAM—enabled the creation of customizable and multiplexed diagnostic systems, highlighting the flexibility and adaptability of MIP-based biomolecular architectures for various biological assays.
Another key contribution of this thesis is the exploration of MIPs in non-conventional, paper-based nucleic acid vertical flow (NAVF) assays. NAVF systems offer advantages such as faster assay times and the ability to process larger sample volumes. The comparative analysis between NAVF and NALF showed that NAVF is better suited for applications where immediate, qualitative detection is essential, while NALF remains optimal for detecting low analyte concentrations in more sensitive, quantifiable assays.
Finally, the synthesis and integration of magnetic MIPs (m-MIPs) into magneto-actuated diagnostic platforms are also explored. These systems used magnetic separation to enhance assay robustness and sensitivity, particularly in complex sample matrices. The m-MIPs were incorporated into magneto-actuated platforms with optical and electrochemical readouts, including a portable electrochemical device operated by batteries, demonstrating the potential for point-of-care testing in resource-limited settings.
Overall, this thesis highlights the versatility of MIP-based biomolecular architectures centered on small molecular labels like biotin, DIG, and 6-FAM. The ability to adapt these tags across multiple platforms—lateral flow, vertical flow, and electrochemical and optical magneto-actuated systems—demonstrates their potential to advance point-of-care diagnostics by providing high sensitivity, specificity, and adaptability for a wide range of diagnostic needs. The successful integration of MIPs into these platforms paves the way for future advancements, including the development of point-of-care diagnostic systems featuring a portable, battery-operated end-point PCR device, combined with a paper-based RDT prototype utilizing MIPs. This system holds the potential to screen both communicable and non-communicable diseases, for which PCR is the gold standard, enabling accurate diagnosis directly in low-resource settings.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Químic
Literatura de crímenes escrita por mujeres en Colombia: novela del Segundo Estado
No full text[spa] La ficción criminal en Colombia que surgió a mediados del siglo XX se convirtió en un medio de crítica social, al representar la realidad violenta y desgarradora del país de manera precisa y casi documental. Esta tesis doctoral, titulada Literatura Criminal Escrita por Mujeres en Colombia: Novelas del Segundo Estado, examina desde una perspectiva feminista ocho novelas contemporáneas del género criminal escritas por autores colombianas, publicadas entre 2006 y 2021. El análisis se centra en cómo estas escritoras representan la violencia sistémica contra mujeres y niñas, que se convierte en engranaje para la perpetuación del poder patriarcal dominante en Colombia. Esta violencia está estrechamente conectada, tanto a la ilegalidad como a las instituciones gubernamentales que aparentan ser moral y políticamente legítimas, generando así lo que Segato (2016) denomina el “Segundo Estado”, cuyo sistema económico es el “capitalismo gore” (Valencia, 2010). La hipótesis principal sostiene que las novelas criminales escritas por mujeres en Colombia ofrecen una representación más precisa de la sociedad, la violencia masculina y la opresión sistemática, en la que la destrucción del cuerpo de las mujeres es plataforma para el sostenimiento de la estructura de poder colombiana. En consecuencia, este anàlisis permite argumentar la propuesta de nombrar el género criminal colombiano, a partir de estas obras, como Novelas del Segundo Estado, dado que evidencian la interrelación entre la violencia contra las mujeres y las niñas y las estructuras patriarcales en Colombia. La tesis subraya la importancia de un compromiso continuo tanto de la sociedad como del canon literario con la obra de mujeres escritoras en el género criminal, visibilizando a las principales víctimas de la violencia en el país: mujeres y niñas. Este compromiso es clave para promover un cambio significativo, tanto en la ficción como en la vida real.[eng] Crime fiction in Colombia, which emerged in the mid-20th century, became a medium for social criticism, offering a precise and almost documentary representation of the country’s violent and harrowing reality. This doctoral thesis, entitled Crime Literature Written by Women in Colombia: Novels of the Second State, examines, from a feminist perspective, eight contemporary crime novels written by Colombian women, published between 2006 and 2021. The analysis focuses on how these authors depict systemic violence against women and girls, which serves as a mechanism for the perpetuation of dominant patriarchal power in Colombia. This violence is closely linked to both illegality and governmental institutions that appear to be morally and politically legitimate, thus creating what Segato (2016) refers to as the “Second State”, whose economic system is “gore capitalism” (Valencia, 2010). The central hypothesis suggests that crime novels written by women in Colombia offer a more accurate representation of society, male violence, and systemic oppression, in which the destruction of women’s bodies is a foundation for sustaining Colombia’s power structure. Consequently, this analysis supports the proposal to classify Colombian crime fiction, based on these works, as Novels of the Second State, as they reveal the interconnection between violence against women and girls and the patriarchal structures in Colombia. The thesis emphasises the importance of a continued commitment from both society and the literary canon to women’s crime writing, highlighting the main victims of violence in the country: women and girls. This commitment is essential to promote meaningful change, both in fiction and real life.Estudis Literaris, Lingüístics i Cultural
Development of systems for artificial photosynthesis: a combined experimental and computational approach
No full textLa tesi doctoral "Development of Systems for Artificial Photosynthesis: A Combined Experimental and Computational
Approach" se centra en el disseny i l'optimització de catalitzadors moleculars per a la reducció del diòxid de carboni i
l'oxidació de l'aigua. Aquestes reaccions són fonamentals per a la fotosíntesi artificial, una solució sostenible per
convertir l'energia solar en combustibles químics.La investigació aborda reptes clau, com la necessitat d'una alta
eficiència, selectivitat i estabilitat, mitjançant un enfocament combinat experimental i computacional. Es van sintetitzar
o modelar computacionalment nous catalitzadors basats en porfirines i ruteni, amb estructures de lligands adaptades
per millorar les seves propietats catalítiques. Les proves electroquímiques i fotocatalítiques van validar el rendiment
dels catalitzadors en diverses condicions, mentre que els models computacionals, inclosa la Teoria del Funcional de la
Densitat (DFT), van proporcionar informació sobre les interaccions moleculars i els mecanismes de reacció.Els
resultats destaquen el paper dels lligands en la reducció de CO , permetent la formació selectiva de productes. Les
interaccions supramoleculars van millorar l'ancoratge dels catalitzadors, augmentant la seva estabilitat i activitat. A
més, els coneixements sobre els mecanismes d'oxidació de l'aigua donen suport al disseny de catalitzadors 3D
escalables. En conjunt, aquest treball impulsa la fotosíntesi artificial, contribuint a solucions energètiques sostenibles.La tesis doctoral "Development of Systems for Artificial Photosynthesis: A Combined Experimental and Computational
Approach" se centra en el diseño y la optimización de catalizadores moleculares para la reducción de dióxido de
carbono y la oxidación del agua. Estas reacciones son fundamentales para la fotosíntesis artificial, una solución
sostenible para convertir la energía solar en combustibles químicos. La investigación aborda desafíos clave, como la
necesidad de alta eficiencia, selectividad y estabilidad, mediante un enfoque combinado experimental y
computacional. Se sintetizaron o modelaron computacionalmente nuevos catalizadores basados en porfirinas y
rutenio, con estructuras de ligandos adaptadas para mejorar sus propiedades catalíticas. Las pruebas electroquímicas
y fotocatalíticas validaron el rendimiento de los catalizadores en diversas condiciones, mientras que los modelos
computacionales, incluyendo la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), aportaron información sobre interacciones
moleculares y mecanismos de reacción.Los resultados destacan el papel de los ligandos en la reducción de CO ,
permitiendo la formación selectiva de productos. Las interacciones supramoleculares mejoraron el anclaje de los
catalizadores, aumentando su estabilidad y actividad. Además, los conocimientos sobre los mecanismos de oxidación
del agua respaldan el diseño de catalizadores 3D escalables. En conjunto, este trabajo impulsa la fotosíntesis
artificial, contribuyendo a soluciones energéticas sostenibles.The doctoral thesis "Development of Systems for Artificial Photosynthesis: A Combined Experimental and
Computational Approach" focuses on the design and optimization of molecular catalysts for carbon dioxide reduction
and water oxidation. These reactions are fundamental for artificial photosynthesis, a sustainable solution to convert
solar energy into chemical fuels.The research addresses key challenges, including the need for high efficiency,
selectivity, and stability, through a combined experimental and computational approach. Novel porphyrin-based and
ruthenium-based catalysts were synthesized or computationally modeled, with tailored ligand structures enhancing
their catalytic properties. Electrochemical and photocatalytic testing validated the catalysts' performance under various
conditions, while computational modeling, including Density Functional Theory (DFT), provided insights into molecular
interactions and reaction mechanisms.The findings highlight the role of ligands in CO reduction, enabling selective
product formation. Supramolecular interactions enhanced catalyst anchoring, leading to greater stability and activity.
Furthermore, insights into water oxidation mechanisms support the design of scalable 3D catalysts. Overall, this work
advances artificial photosynthesis, contributing to sustainable energy solutions."Universitat Rovira i Virgili. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Química
Towards a better water resources management and control using bioelectrochemical systems
No full textTesi amb menció de Doctorat Internacional(English) Freshwater is an extremely scarce yet essential resource for all life forms on planet Earth. Its quality directly impacts the development of human societies as well as the ecosystems balance and health. However, the main causes of freshwater and, consequently, environmental pollution are related to human activities such as agriculture, land use changes or poor water treatment. Therefore, proper treatment of wastewater before disposal is crucial for preserving the quality of the receiving natural environment. Furthermore, the importance of the metabolic activity of microorganisms in both the natural environment and wastewater treatment systems shall be highlighted as they govern the biogeochemical cycles. Indeed, microbial activity is considered as good environmental quality indicator.
Given the actual water emergency situation, techniques allowing for fast and efficient monitoring and control of parameters/indicators related to water quality and microbial activity in ecosystems are required. The use of sensors and biosensors might be a good strategy to achieve this goal. Bioelectrochemical systems (BES) are devices capable of generating a small electric current driven by the metabolic activity of electroactive microorganisms. BES, among many other uses, have also been applied as biosensors, for assessing organic substrates and toxic compounds.
Therefore, the main objective of this Thesis is to assess the feasibility of using bioelectrochemical systems (BES) for efficient water resources monitoring and control. More specifically, to determine the potential of various types of BES for estimating parameters related to both water quality and the activity of microbial populations inhabiting a given ecosystem. Constructed wetlands (or treatment wetlands, TW) are natural wastewater treatment systems that have been used as a context environment throughout the present Thesis.
The results obtained in the first part of the Thesis demonstrate that the implementation of BES in treatment wetlands increases the enzymatic and aerobic activity of the microbial communities, which in turn is related to a better treatment efficiency of these systems compared to conventional ones, i.e., without BES. Subsequently, in the second part, the applicability of different bioelectrochemical systems as biosensors for microbial activity and water quality was evaluated. Regarding the use of MFCs and M3Cs as biosensors, the experiments indicate that both systems can be used to estimate microbial activity and organic matter concentration. Specifically, the parameters that can be estimated with better precision are ATP content and organic matter concentration (measured as chemical oxygen demand, COD), although good results have also been achieved for biomass (measured as volatile solids, VS) and enzymatic activity biosensing. In addition, M3Cs offer better stability, precision, and sensor lifespan compared to MFC ones. Furthermore, the use of current peaks generated during the discontinuous operation of the BES offers better results in terms of sensitivity and precision compared to continuous signal, although information processing is more tedious. Demonstrating that the discontinuous operation of BES is also useful as a biosensing tool allows for widening their applicability to environments in which water saturation conditions are met intermittently. Finally, from the study conducted in a full-scale treatment plant where several MFCs were implemented and used as biosensors, it is found that the BES scaling up is traduced in a decrease of sensor’s precision. However, it allows to determine not only microbial activity and organic matter concentration but also the clogging state of the treatment bed and its hydraulic conductivity.
In conclusion, although still in its investigation infancy, bioelectrochemical systems-based biosensors can be used as a holistic monitoring system, at least in water treatment systems, for improving water management and control.(Català) L'aigua dolça disponible és un bé extremadament escàs però essencial per a qualsevol forma de vida a la Terra. La seva qualitat impacta directament en les poblacions humanes i en la salut i equilibri dels ecosistemes. Malgrat tot, la principal causa de la seva contaminació i, en conseqüència, de la dels ecosistemes naturals, és l'activitat humana. És evident, doncs, que el sanejament adequat de l'aigua residual abans de ser abocada al medi receptor és de capital importància per preservar-ne la qualitat i salut. Per altra banda, l'activitat metabòlica dels microorganismes que habiten tant ambients naturals com els sistemes de sanejament d'aigua és també crucial. De fet, l'activitat microbiana es considera un bon indicador de la qualitat d'un ecosistema. Per tot això, i donada l'actual situació d'emergència hídrica, es requereix de tècniques que permetin un monitoratge i control ràpids i eficients dels paràmetres relacionats amb la qualitat de l'aigua i l'activitat microbiana dels ecosistemes. L'ús de sensors i biosensors pot ser una bona estratègia per aconseguir-ho. En aquest sentit, els sistemes bioelectroquímics (BES, per les seves sigles en anglès) són instruments capaços de generar un petit corrent elèctric gràcies al metabolisme dels microorganismes electroactius, que, entre molts altres usos, s'han aplicat també com a biosensors.
Així doncs, l'objectiu principal d'aquesta Tesi és avaluar la viabilitat dels sistemes bioelectroquímics per a un millor monitoratge i control dels recursos hídrics. Concretament, es pretén determinar el potencial de diversos tipus de BES per a l'estimació de paràmetres relacionats amb la qualitat de l'aigua i amb l'activitat microbiana de les poblacions que habiten un ecosistema. Els aiguamolls construïts (o de tractament) són sistemes naturals de tractament d'aigua residual que s'han utilitzat com a sistema de context en aquesta Tesi.
Els resultats obtinguts en la primera part de la Tesi demostren que la implementació de BES en aiguamolls construïts incrementa l'activitat enzimàtica i la respiració aeròbica de les comunitats bacterianes, la qual cosa, al seu torn, està relacionada amb una major eficiència de tractament d'aquests sistemes en comparació als convencionals. En la segona part de la Tesi, s'ha avaluat l'ús de diferents BES com a biosensors de l'activitat microbiana i de la qualitat de l'aigua. Els resultats obtinguts demostren l'aplicabilitat de MFCs i M3Cs com a biosensors per a aquesta finalitat. Concretament, els paràmetres que es poden estimar amb més precisió són el contingut d'ATP i la concentració de matèria orgànica, tot i que els resultats també són molt bons per a la biosensorització de la biomassa i de l'activitat enzimàtica. A més, les M3C ofereixen millor estabilitat, precisió i vida útil en comparació a les MFC. Per altra banda, l'ús dels pics de corrent que es generen en l'operació en discontinu d'un BES proporciona més sensibilitat i precisió en comparació al corrent en continu tot i l'augment en el processament d'informació. Demostrar que l'operació en discontinu dels BES és igualment útil com a eina de biosensorització permet ampliar l'aplicabilitat d'aquests biosensors a ambients que estan saturats d'aigua de manera intermitent. Finalment, s'ha estudiat l'ús de MFCs com a biosensors en una planta de tractament d'escala real. D'aquest estudi se'n conclou que l'increment de la dimensió del biosensor provoca una disminució de la precisió d'aquest. Malgrat això, permet determinar no només l'activitat microbiana i la concentració de matèria orgànica, sinó també la colmatació del llit de tractament i la seva conductivitat hidràulica.
En conclusió, i malgrat que encara es trobi en un estat incipient de desenvolupament, els biosensors basats en sistemes bioelectroquímics poden utilitzar-se com a sistema de monitoratge i control holístics, almenys en sistemes de tractament, per a la millora de la gestió de l'aigua.(Español) El agua dulce disponible es un bien extremamente escaso pero esencial para cualquier forma de vida en la Tierra. Su calidad impacta directamente en las poblaciones humanas y en la salud y equilibrio de los ecosistemas. La principal causa de su contaminación, y, en consecuencia, de la de los ecosistemas naturales, es la actividad humana. Es evidente, pues, que el adecuado tratamiento del agua residual antes de su disposición al medio es de capital importancia para preservar su calidad y salud. Por otro lado, la actividad metabólica de los microorganismos tanto en el ambiente natural como en los sistemas de saneamiento del agua es también crucial. De hecho, la actividad microbiana se considera un buen indicador de la calidad de un ecosistema. Por lo expuesto, y dada la actual situación de emergencia hídrica, se requiere de técnicas que permitan un monitoreo y control rápidos y eficientes de los parámetros relacionados con la calidad del agua y la actividad microbiana de los ecosistemas. El uso de sensores y biosensores puede ser una buena estrategia para conseguirlo. En este sentido, los sistemas bioelectroquímicos (BES, por sus siglas en inglés) son instrumentos capaces de generar una corriente eléctrica gracias al metabolismo de los microorganismos electroactivos, que, entre muchos otros usos, se han aplicado también como biosensores.
Así pues, el principal objetivo de esta Tesis es evaluar la viabilidad de los sistemas bioelectroquímicos para un mejor monitoreo y control de los recursos hídricos. Concretamente, se pretende determinar el potencial de varios tipos de BES para la estimación de parámetros relacionados con la calidad del agua y con la actividad microbianas de las poblaciones que habitan un ecosistema. Los humedales artificiales (o de tratamiento) son sistemas naturales de tratamiento de aguas residuales que se han usado como sistema de contexto en esta Tesis.
Los resultados obtenidos en la primera parte de la Tesis demuestran que la implementación de BES en humedales artificiales incrementa la actividad enzimática y la respiración aeróbica de las comunidades microbianas, lo que, a su vez, está relacionado con una mayor eficiencia de tratamiento de estos sistemas en comparación con los convencionales. En la segunda parte de la Tesis, se ha evaluado el uso de diferentes BES como biosensores de la actividad microbiana y de la calidad del agua. Los resultados obtenidos demuestran la capacidad de MFCs y M3Cs como biosensores para este propósito. Concretamente, los parámetros que se pueden estimar con más precisión son el contenido de ATP y la concentración de materia orgánica, aunque también se han obtenido buenos resultados para la biosensorización de la biomasa y de la actividad enzimática. Además, las M3C ofrecen mejor estabilidad, precisión y vida útil comparadas con las MFC. Por otro lado, el uso de los picos de corriente que se generan en la operación en discontinuo de un BES proporciona más sensibilidad y precisión en comparación con la corriente en continuo a expensas de un aumento del procesado de información. Demostrar que la operación en discontinuo de los BES es igualmente útil como herramienta de biosensorización, permite ampliar la aplicabilidad de estos biosensores a ambientes que están saturados de agua de manera intermitente. Finalmente, se ha estudiado el uso de MFCs como biosensores en una planta de tratamiento de escala real. De este estudio se concluye que el incremento de tamaño del sensor provoca una disminución de la precisión del mismo. A pesar de ello, permite determinar no solo la actividad microbiana y la concentración de materia orgánica, sino también la colmatación del lecho de tratamiento y su conductividad hidráulica.
En conclusión, y aunque aún en un estado inicial de desarrollo, los biosensores basados en sistemas bioelectroquímiccos pueden usarse como sistema de monitorización y control holísticos, al menos en sistemas de tratamiento, para la mejora de la gestión del agua.DOCTORAT EN ENGINYERIA AMBIENTAL (Pla 2012
Essays in Behavioral Science
No full textIn this thesis, I explore three topics in behavioral science. In the first chapter, we propose
and test a new approach to making defaults more effective: asking people to justify
their decision if they want to deviate from the default. Across six pre-registered studies,
including one field experiment, we find a consistent justification aversion effect. In
the second chapter, we investigate the extent to which the knowledge generated by the
field of behavioral economics was already known by laypeople. We find that almost all
foundational phenomena can be predicted by the majority of our participants. In the third
chapter, we investigate how well commonly used measures of trust capture trust across
different contexts in two countries. We show that not all trust measures are equally good
predictors of context-specific trust.En esta tesis, exploro tres temas en la ciencia del comportamiento. En el primer capítulo,
proponemos y probamos un nuevo enfoque para hacer que las opciones predeterminadas
sean más efectivas: pedir a las personas que justifiquen su decisión si desean desviarse
de la opción predeterminada. A lo largo de seis estudios pre-registrados, incluyendo un
experimento de campo, encontramos un efecto consistente de aversión a la justificación.
En el segundo capítulo, investigamos hasta qué punto los conocimientos generados por el
campo de la economía del comportamiento ya eran conocidos por la gente común. Encontramos
que casi todos los fenómenos fundamentales pueden ser predichos por la mayoría
de nuestros participantes. En el tercer capítulo, investigamos qué tan bien capturan las
medidas de confianza comúnmente utilizadas la confianza en diferentes contextos en dos
países. Mostramos que no todas las medidas de confianza son igualmente buenas para
predecir la confianza en contextos específicos.Programa de Doctorat en Economia, Finances i Empres
Innovative tools to improve tuberculosis diagnosis in children
No full textSegons l'Organització Mundial de la Salut, la tuberculosi (TB) és la segona causa de mort infecciosa després de la Covid-19 a tot el món, i continua sent una de les principals causes de morbiditat i mortalitat infantil. Més de la meitat dels nens que desenvolupen tuberculosi romanen sense diagnosticar cada any, i més del 90% dels nens que moren per TB no han rebut mai tractament.
Metges sense Fronteres (MSF) és una organització mèdica humanitària que ofereix atenció mèdica de qualitat a les poblacions afectades per emergències humanitàries. MSF va treballar a l'Hospital Nacional Simão Mendes de Bissau, Guinea-Bissau, del 2016 al 2020, i a Malakal, capital del departament d’Upper Nile, al Sudan del Sud, després de l'inici de la guerra civil el 2013, i segueix donant suport a dos hospitals i a les comunitats del voltant mitjançant un model d'atenció descentralitzat.
Aquest estudi va néixer de la necessitat de trobar eines assequibles, prop del pacient i innovadores per donar suport als clínics de terreny per millorar el diagnòstic de la tuberculosi en nens. L'estudi tenia com a objectiu determinar la precisió diagnòstica i el rendiment diagnòstic addicional de Xpert-Ultra en femta i orina, AlereLAM (una prova de lipoarabinomanan en orina de flux lateral) i Ecografia en el Punt d’Atenció (POCUS), en una cohort de nens ≤15 anys amb sospita de tuberculosi.
Amb aquesta finalitat, es van realitzar dos estudis multicèntrics en paral·lel a Bissau i Malakal: l'estudi Xpert-Ultra, un estudi transversal que incloïa un sub-estudi sobre AlereLAM que es limitava a Malakal; i l'estudi POCUS, una anàlisi de cohorts prospectiva que va analitzar dades transversals del POCUS inicial a Bissau, així com del POCUS de seguiment als dos mesos en ambdós llocs.
Els nens de 6 mesos a 15 anys amb sospita de TB es van sotmetre a avaluació clínica i de laboratori, amb una mostra respiratòria i/o extra pulmonar (que es va considerar com a patró d’or o “gold estandard”), una femta i una mostra d'orina analitzades amb Xpert-Ultra; la prova AlereLAM també es va realitzar a l'orina. A més, tots els participants es van sotmetre a avaluacions POCUS al principi i després de 2 mesos, per avaluar vuit signes ecogràfics. Les imatges i els clips d'ecografia van ser avaluats per revisors experts. Els nens es van classificar com a TB confirmada (diagnòstic microbiològic per Xpert-Ultra), TB no confirmada (diagnòstic clínic) o TB poc probable.
Un total de 533 nens van ser inclosos a l'estudi Xpert-Ultra i només en un 14% d'ells es va confirmar la TB microbiològicament. Vam trobar una sensibilitat moderada (63%) i una especificitat molt alta (98%) d'Xpert-Ultra a les femtes, i un valuós rendiment diagnòstic afegit, ja que nou pacients (12%, 9/75) van ser diagnosticats per femta i/o orina només. A l'estudi POCUS-Bissau, es van incloure un total de 139 nens. Els nens amb tuberculosi eren més propensos a tenir resultats de POCUS positiu (93%) en comparació amb els nens amb TB poc probable (34%). Els signes de POCUS més freqüents van ser pulmonars (57% consolidació i 55% nòduls subpleurals). A diferència de la infecció pel VIH i de l'edat, la malnutrició severa es va associar amb una positivitat POCUS més alta.
Aquest estudi ha demostrat que Xpert-Ultra en femta i l’Ecografia al Punt d’Atenció es poden implementar en les activitats rutinàries d'atenció clínica en zones amb recursos limitats i amb una càrrega elevada de TB, i que la seva precisió diagnòstica ha estat significativa per donar suport als clínics a diagnosticar i monitoritzar els pacients.Según la Organización Mundial de la Salud, la tuberculosis (TB) es la segunda causa de mortalidad infecciosa después del Covid-19 en todo el mundo, y sigue siendo una de las principales causas de morbilidad y mortalidad infantil. Más de la mitad de los niños que desarrollan tuberculosis permanecen sin diagnosticar cada año, y más del 90% de los niños que mueren por TB nunca han recibido tratamiento.
Médicos sin Fronteras (MSF) es una organización médica humanitaria que ofrece atención médica de calidad a las poblaciones afectadas por emergencias humanitarias. MSF trabajó en el Hospital Nacional Simão Mendes de Bissau, Guinea-Bissau, de 2016 a 2020, y en Malakal, capital del departamento de Upper Nile, en Sudán del Sur, tras el inicio de la guerra civil en 2013, y sigue apoyando a dos hospitales ya las comunidades de alrededor mediante un modelo de atención descentralizado.
Este estudio nació de la necesidad de encontrar herramientas asequibles, cerca del paciente e innovadoras para apoyar a los clínicos de terreno a mejorar el diagnóstico de la tuberculosis en niños. El estudio tenía como objetivo determinar la precisión diagnóstica y el rendimiento diagnóstico adicional de Xpert-Ultra en heces y orina, AlereLAM (una prueba de lipoarabinomanan en orina de flujo lateral) y Ecografía en el Punto de Atención (POCUS), en una cohorte de niños ≤15 años con sospecha de tuberculosis.
Con este fin, se realizaron dos estudios multicéntricos en paralelo en Bissau y Malakal: el estudio Xpert-Ultra, un estudio transversal que incluía un sub-estudio sobre AlereLAM que se limitaba a Malakal; y el estudio POCUS, un análisis de cohortes prospectivo que analizó datos transversales del POCUS inicial en Bissau, así como del POCUS de seguimiento a los dos meses en ambos lugares.
Los niños de 6 meses a 15 años con sospecha de TB se sometieron a evaluación clínica y de laboratorio, con una muestra respiratoria y/o extra pulmonar (que se consideró como patrón de oro o gold estandar), una heces y una muestra de orina analizadas con Xpert-Ultra; la prueba AlereLAM también se realizó en la orina. Además, todos los participantes se sometieron a evaluaciones POCUS al principio y después de 2 meses, para evaluar ocho signos ecográficos. Las imágenes y los clips de ecografía fueron evaluados por expertos revisores. Los niños se clasificaron como TB confirmada (diagnóstico microbiológico por Xpert-Ultra), TB no confirmada (diagnóstico clínico) o TB poco probable.
Un total de 533 niños fueron incluidos en el estudio Xpert-Ultra y sólo en un 14% de ellos se confirmó la TB microbiológicamente. Encontramos una sensibilidad moderada (63%) y una especificidad muy alta (98%) de Xpert-Ultra en las heces, y un valioso rendimiento diagnóstico añadido, ya que nueve pacientes (12%, 9/75) fueron diagnosticados por heces y/u orina sólo. En el estudio POCUS-Bissau, se incluyeron un total de 139 niños. Los niños con tuberculosis eran más propensos a tener resultados de POCUS positivo (93%) frente a los niños con TB poco probable (34%). Los signos de POCUS más frecuentes fueron pulmonares (57% consolidación y 55% nódulos subpleurales). A diferencia de la infección por el VIH y de la edad, la malnutrición severa se asoció con una mayor positividad de POCUS.
Este estudio ha demostrado que Xpert-Ultra en heces y la Ecografía en el Punto de Atención se pueden implementar en las actividades rutinarias de atención clínica en zonas con recursos limitados y con una carga elevada de TB, y que su precisión diagnóstica es significativa para apoyar a los clínicos a diagnosticar de tuberculosis y monitorizar a los pacientes.According to the World Health Organization (WHO), tuberculosis (TB) is the second main infectious disease killer after Covid-19 worldwide and remains a major cause of morbidity and mortality in children. Over half of children who develop TB remain undiagnosed every year, and more than 90% of children who die from TB are never put on treatment.
Médecins sans Frontières (MSF) is a medical humanitarian organization which provides quality medical care to populations affected by humanitarian emergencies. MSF worked at the Simão Mendes National Hospital in Bissau, Guinea-Bissau, from 2016 to 2020, and in Malakal, capital of Upper Nile department, in South Sudan, following the start of the civil war in 2013, and is still supporting two hospitals and the surrounding communities through a decentralized model of care.
This study was born from the need to find affordable, point of care, and innovative tools to support field clinicians to improve TB diagnosis in children. The study aimed at determining the diagnostic accuracy and additional diagnostic yield of Xpert-Ultra on stool and urine, a TB lipoarabinomannan lateral flow test (AlereLAM) in urine and Point of Care Ultrasound (POCUS), in a cohort of children ≤15 years of age with presumptive TB.
To this end, two parallel multicentric studies carried out in Bissau and Malakal were conducted: the Xpert-Ultra study, a cross-sectional study which included a sub-study on AlereLAM that was limited to Malakal; and the POCUS study, a prospective cohort analysis which analysed cross-sectional data from baseline POCUS in Bissau, as well as from the two-month follow-up POCUS in both settings.
Children 6 months to 15 years old with presumptive TB underwent clinical and laboratory assessment, with one respiratory and/or extrapulmonary sample (which was considered as the “gold standard”), one stool and one urine specimen analysed with Xpert-Ultra; AlereLAM test was performed in urine as well. Furthermore, all participants underwent POCUS assessments at baseline and after 2 months, to assess eight sonographic signs. Ultrasound images and clips were evaluated by expert reviewers. Children were categorized as confirmed TB (microbiologic diagnosis by Xpert-Ultra), unconfirmed TB (clinical diagnosis), or unlikely TB.
A total of 533 children were enrolled in the Xpert-Ultra study and only 14% of them were microbiologically confirmed. We found a moderate sensitivity (63%) and a very high specificity (98%) of Xpert-Ultra on stool, and a valuable added diagnostic yield, as nine patients (12%, 9/75) were diagnosed by stool and/or urine alone. The test performance of urine was low, with very low sensitivity (13%) but very high specificity (99%). The AlereLAM sub-study included 276 children and had positivity rate of 21% (36/169) in TB patients. In the Bissau-POCUS study, a total of 139 children were enrolled. Children with TB were more likely to have POCUS-positive results (93%) compared to children with unlikely TB (34%). The most common POCUS signs were pulmonary (57% consolidation and 55% subpleural nodules). Unlike HIV infection and age, severe acute malnutrition (SAM) was associated with a higher POCUS-positivity. The POCUS follow-up sub-study included 211 children and most patients (197/211, 93%) presented with improvement or resolution of signs, or with stability of signs when baseline POCUS was negative.
This study carried out by MSF in Guinea-Bissau and South Sudan showed that Xpert-Ultra on stool and Point of Care Ultrasound could be implemented during routine care provision in resource-limited and high-TB burden settings, and that its diagnostic accuracy was significant to support clinicians to diagnose and monitor patients. Xpert-Ultra and AlereLAM in urine showed low test performance. POCUS-positivity was dependent on nutritional status but not on HIV status or age.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicin
Evaluation of the effectiveness of a projection-based augmented reality exposure treatment system and study of attentional biases in cockroach phobia using eye tracking.
No full textCompendi d'articles, Doctorat internacionalThis thesis primarily aims to assess the effectiveness of a projection-based augmented reality exposure therapy (P-ARET) for treating cockroach phobia (CP) and to examine attentional biases (AB) in CP using eye-tracking technology. Chapter 1 presents a systematic review focused on AB measured by eye-tracking in specific phobias. Chapter 2 presents validation of a standardized set of animal images, including a representative number of cockroach images, and Chapter 3 reports the results of an experimental study comparing AB in CP versus healthy controls. Chapters 4 to 6 are focused on exploring the effectiveness of augmented reality (AR) exposure therapy. Specifically, chapter 4 presents a systematic review focused on the AR for anxiety disorders. Chapter 5 includes a randomized controlled trial (RCT) protocol comparing P-ARET to in vivo and wait-list control conditions, and Chapter 6 presents the preliminary results of this RCT including the assessment of AB change after exposure treatment.Programa de Doctorat en Psicologi
Voxel-based real-time global illumination
No full textENG- In this PhD we work in the area of real-time global illumination, proposing three algorithms which contribute to advance in this direction. There are several families of techniques within this area based on research published between the early 1990s and the early 2010s. Our work relies on two families specifically: Voxel-based and irradiance volume-based techniques. Voxel-based techniques use the voxel as basic element, which is the 3D equivalent of a texel or texture element, to represent the scene as a set of square blocks. Those blocks can have properties of the geometry contained within its enclosing volume like its reflectance or normal direction, and can be used as well as scene proxies where to store information related with the behavior of the light in the scene. By storing that information we also include irradiance-volume based elements. In this family of techniques the way to represent global illumination in a scene is to consider a grid of points, computing the light arriving at each point from all directions (also known as irradiance), accounting in this case only for indirect light. When a triangle within the 3D volume comprised by a set of grid points needs to compute its irradiance, the irradiance values at each grid point are interpolated. We do store indirect light irradiance in voxels generated by the scene geometry, and compute the indirect light at each triangle by interpolating irradiance between the closest voxels around that triangle.
Sometimes, the amount of voxels generated in a scene can be prohibitively high. In our first algorithm we apply clustering techniques to the voxel representation of a scene. This allows limiting how many entities need to be taken into account to compute irradiance at a voxel; allowing to store in a cluster the irradiance arriving from the emitter to the voxels forming that cluster, which allows other voxels outside the cluster to reuse this information; and offering a multiresolution approach where irradiance computations for distant sets of voxels will use just the irradiance information from the clusters that contain them. Our second algorithm follows a similar but simplified approach, where each voxel uses ray tracing to find other voxels with geometry visible from the emitter and compute the irradiance arriving from them. We follow a divide-and-win approach where rays are traced in a scene representation containing only the dynamic scene objects, initially caching for each voxel any detected static scene objects by tracing rays only in a scene representation containing only the static scene objects (being this the voxel's static scene visibility), lowering the computational cost of ray tracing when performing updates. This second algorithm allows dynamic scene objects, generating each frame a voxelized representation of only the dynamic scene objects, computing irradiance for all those voxels but also for the voxels present in a neighborhood around them, avoiding any temporal instability for any scene dynamic object. This second algorithm achieves a much higher quality than any other academic or state of the art commercial technique as exposed in our numerous test scenes. Our third algorithm extends the second one, adding glossy and specular reflections, offering real-time global illumination on dynamic scenes with a complete material model for opaque surfacesCAT- En aquest doctorat treballem l'àrea de la il·luminació global en temps real, proposant tres algorismes que contribueixen a avançar en aquesta direcció. Dins d'aquesta àrea hi ha diverses famílies de tècniques basades en investigacions publicades entre principis dels anys noranta i principis dels anys 2010. El nostre treball es basa específicament en dues famílies: tècniques basades en vòxels i tècniques basades en volum d'irradiació. Les tècniques basades en vòxel utilitzen el vòxel com a element bàsic, que és l'equivalent 3D d'un tèxel o element de textura, per representar l'escena com un conjunt de blocs quadrats. Aquests blocs poden tenir propietats de la geometria continguda dins del seu volum tancant com la seva reflectància o la seva direcció normal, i es poden utilitzar com a intermediaris d'escena on emmagatzemar informació relacionada amb el comportament de la llum a l'escena. En emmagatzemar aquesta informació també incloem elements basats en el volum d'irradiació. En aquesta família de tècniques, la manera de representar la il·luminació global en una escena és considerar una quadrícula de punts, calculant la llum que arriba a cada punt des de totes les direccions (també coneguda com a irradiància), tenint en compte en aquest cas només la llum indirecta. Quan un triangle dins del volum 3D format per un conjunt de punts de la quadrícula necessita calcular la seva irradiància, s'interpolen els valors d'irradiància a cada punt de la quadrícula. Emmagatzemem la irradiància de llum indirecta en vòxels generats per la geometria de l'escena i calculem la llum indirecta a cada triangle interpolant la irradiància entre els vòxels més propers al voltant d'aquest triangle.
De vegades, la quantitat de vòxels generats en una escena pot ser prohibitivament alta. En el nostre primer algorisme apliquem tècniques de clustering a la representació de vòxels d'una escena. Això permet limitar quantes entitats s'han de tenir en compte per calcular la irradiància en un vòxel; permetre emmagatzemar en un clúster la irradiància que arriba des de l'emissor als vòxels que formen aquest clúster, la qual cosa permet que altres vòxels fora del clúster reutilitzin aquesta informació; i oferint un enfocament multiresolució on els càlculs d'irradiància per a conjunts distants de vòxels utilitzaran només la informació d'irradiància dels clústers que els contenen. El nostre segon algorisme segueix un enfocament similar, però simplificat, on cada vòxel utilitza el traçat de raigs per trobar altres vòxels amb geometria visible des de l'emissor i calcular la irradiància que arriba d'ells. Seguim un enfocament dividit i guanya on els raigs es tracen en una representació d'escena que conté només els objectes de l'escena dinàmica, inicialment guardant a la memòria cau per a cada vòxel qualsevol objecte d'escena estàtica detectat traçant els raigs només en una representació d'escena que conté únicament els objectes de l'escena estàtica (és aquesta la visibilitat de l'escena estàtica del vòxel), reduint el cost computacional del traçat de raigs quan es realitzen actualitzacions. Aquest segon algorisme permet objectes d'escena dinàmics, generant a cada fotograma una representació voxelitzada només dels objectes de l'escena dinàmica, calculant la irradiància per a tots aquests vòxels però també per als vòxels presents en un barri al seu voltant, evitant qualsevol inestabilitat temporal per a qualsevol objecte dinàmic d'escena. Aquest segon algorisme aconsegueix una qualitat molt superior a qualsevol altra tècnica comercial acadèmica o d'última generació, tal com s'exposa a les nostres nombroses escenes de prova. El nostre tercer algorisme amplia el segon, afegint reflexos brillants i especulars, oferint il·luminació global en temps real en escenes dinàmiques amb un model de material complet per a superfícies opaquesPrograma de Doctorat en Tecnologi
Weaving mutual aid for food justice: Intersectional coalitions and governance for a just agroecology
No full textAquesta tesi explora la intersecció entre la justícia social i les transicions agroecològiques, abordant les crítiques que indiquen que les iniciatives alimentàries agroecològiques, malgrat ser ben intencionades, sovint perpetuen pràctiques excloents que reforcen divisions de classe, gènere i raça. A través d’un estudi empíric de dues Iniciatives de Redistribució d’Aliments Agroecològics (AFRIs) a Espanya, sorgides durant la pandèmia de la COVID-19, la recerca mostra com aquestes iniciatives treballen per pal·liar la inseguretat alimentària, basant-se en principis agroecològics i en l’ajuda mútua.
Els resultats indiquen que les AFRIs juguen un paper clau en la connexió entre l’agroecologia i la reducció de la inseguretat alimentària, promovent el dret a l’alimentació. Això subratlla la importància de vincular l’agroecologia amb la teoria i la pràctica de la justícia alimentària per abordar les desigualtats durant la transició cap a sistemes alimentaris més justos. Les AFRIs connecten comunitats marginades amb petits agricultors i negocis orientats a l’agroecologia, fomentant la participació de grups diversos en la seva estructura i activitats. Aquestes iniciatives no només responen a les dimensions distributives de la justícia alimentària, sinó també a les procedimentals, assegurant que els actors marginats participin activament en la presa de decisions que afecten els seus drets alimentaris. Tot i que de petita escala, les AFRIs ofereixen pràctiques prefiguratives que desafien el règim alimentari corporatiu i el model neoliberal de responsabilitat individual com a solució a les injustícies.
La tesi també adopta una perspectiva d’interseccionalitat política per mostrar com les AFRIs creen coalicions entre individus diversos, organitzacions de base i moviments socials. Aquestes plataformes permeten l’abordatge simultani de múltiples lluites, com l’agroecologia, el dret a l’habitatge, el feminisme, els drets de les persones migrants i els drets de les treballadores sexuals. Les AFRIs situen els grups marginats al centre de l’activisme, redefinint la seguretat alimentària sostenible com un dret vinculat a altres necessitats bàsiques i lluites socials. Tot i així, la participació a les AFRIs varia segons els perfils socioeconòmics dels membres, fet que pot reproduir desigualtats dins de les pràctiques organitzatives, afavorint sovint persones blanques de classe mitjana en posicions de lideratge.
A més, la tensió entre garantir aliments saludables i sostenibles i fer-los accessibles condueix a xarxes híbrides que inclouen aliments produïts convencionalment. Aquest compromís reflecteix les dificultats a què s’enfronten les AFRIs per mantenir els seus valors agroecològics, tot i que treballen per satisfer les necessitats immediates de les comunitats més vulnerables. La sobrerrepresentació de dones en aquestes iniciatives també destaca les càrregues desiguals relacionades amb la cura alimentària, tot i que, al mateix temps, suggereix una transformació en les relacions de gènere mitjançant l’acció col·lectiva. Les AFRIs creen aliances territorials que enllacen zones urbanes i rurals, malgrat que les trobades directes entre consumidors i productors agroecològics encara són limitades.
Pel que fa a les relacions amb les institucions governamentals locals, l’anàlisi mostra reptes significatius. Aquests inclouen pressions econòmiques, posicions contradictòries dels governs, complexitats burocràtiques i limitacions legals que dificulten avançar cap a una major sostenibilitat dins la governança alimentària. Malgrat que escalar aquestes iniciatives no sempre condueix a la seva cooptació o convencionalització, la col·laboració amb institucions sovint les relega a un paper marginal, limitant el seu impacte en la transformació del model d’ajuda alimentària a gran escala.Esta tesis explora la intersección entre la justicia social y las transiciones agroecológicas, abordando las críticas que indican que las iniciativas alimentarias agroecológicas, aunque bien intencionadas, a menudo perpetúan prácticas excluyentes que refuerzan divisiones de clase, género y raza. A través de un estudio empírico de dos Iniciativas de Redistribución de Alimentos Agroecológicos (AFRIs) en España, surgidas durante la pandemia de COVID-19, esta investigación muestra cómo estas iniciativas trabajan para mitigar la inseguridad alimentaria mediante principios agroecológicos y prácticas de ayuda mutua.
Los resultados señalan que las AFRIs juegan un papel clave al vincular la agroecología con los esfuerzos para reducir la inseguridad alimentaria, abogando por el derecho a la alimentación. Esto pone de manifiesto la importancia de integrar la agroecología con la teoría y la práctica de la justicia alimentaria para abordar las desigualdades durante la transición hacia sistemas alimentarios más equitativos. Las AFRIs conectan a las comunidades marginadas con pequeños agricultores y negocios orientados a la agroecología, promoviendo la participación de grupos diversos en su estructura organizativa y en sus actividades. Estas iniciativas abordan tanto las dimensiones distributivas como las procedimentales de la justicia alimentaria, asegurando que los actores marginados participen activamente en las decisiones que afectan sus derechos alimentarios. Aunque son de pequeña escala, las AFRIs ofrecen prácticas prefigurativas que desafían el régimen alimentario corporativo y el enfoque neoliberal de la responsabilidad individual como solución a la injusticia.
Desde una perspectiva de interseccionalidad política, la tesis también muestra cómo las AFRIs construyen coaliciones que reúnen a individuos diversos, organizaciones de base y movimientos sociales. Estas plataformas permiten abordar simultáneamente diversas luchas, como la agroecología, el derecho a la vivienda, el feminismo, los derechos de las personas migrantes y los derechos de las trabajadoras sexuales. Las AFRIs colocan a los grupos marginados en el centro de su activismo, conceptualizando la seguridad alimentaria sostenible como un derecho vinculado a otras necesidades básicas y luchas sociales. No obstante, la participación dentro de las AFRIs varía según los perfiles socioeconómicos, lo que a veces reproduce desigualdades en sus prácticas organizativas, favoreciendo a individuos blancos de clase media en roles de liderazgo.
Además, la tensión entre proporcionar alimentos saludables y sostenibles y garantizar su accesibilidad lleva a la formación de redes híbridas que incluyen alimentos producidos de manera convencional. Este compromiso refleja las dificultades a las que se enfrentan las AFRIs para mantener sus principios agroecológicos mientras cubren las necesidades inmediatas de las comunidades más vulnerables. La sobrerrepresentación de mujeres en estas iniciativas también pone de relieve las cargas desiguales relacionadas con el cuidado alimentario, aunque también apunta a una posible transformación de las relaciones de género a través de la acción colectiva. Las AFRIs crean alianzas territoriales que conectan áreas urbanas y rurales, aunque los encuentros directos entre consumidores y productores agroecológicos siguen siendo limitados.
En cuanto a las relaciones con las instituciones gubernamentales locales, el análisis revela desafíos significativos. Entre estos se incluyen las presiones económicas, las posiciones contradictorias de los gobiernos, las complejidades burocráticas y las limitaciones legales, que dificultan el avance hacia una mayor sostenibilidad en la gobernanza alimentaria. Aunque la ampliación de estas iniciativas no necesariamente conduce a su cooptación o convencionalización, la colaboración con instituciones puede relegarlas a un papel marginal, limitando su capacidad para transformar fundamentalmente el modelo de ayuda alimentaria a gran escala.This thesis explores the intersection of social justice and agroecological transitions, addressing the critiques that agroecological food initiatives, though well-intentioned, often unintentionally perpetuate exclusionary practices that reinforce divisions of class, gender, and race. Through an empirical study of two Agroecological Food Redistribution Initiatives (AFRIs) in Spain, which emerged during the COVID-19 pandemic, this research highlights how these initiatives are working to mitigate food insecurity by drawing on agroecological principles and mutual aid practices.
The results show that AFRIs play a crucial role in linking agroecology with efforts to reduce food insecurity, advocating for the right to food. This underscores the need to integrate agroecology with the theory and practice of food justice to address equity issues in the transition to agroecological food systems. AFRIs connect marginalized communities with small-scale farmers and agroecologically-oriented businesses, empowering communities and fostering participation from diverse groups in both their organizational structures and activities. By doing so, they address both distributive and procedural dimensions of food justice. Though small in scale, these initiatives offer prefigurative practices that challenge the corporate food regime and the neoliberal focus on individual responsibility as a solution to injustice.
From a political intersectionality perspective, the thesis also shows how AFRIs create coalitions that bring together diverse individuals, grassroots organizations, and social movements. These platforms allow for the intersection and simultaneous addressing of various struggles, such as agroecology, housing, feminism, migrant rights, and sex workers’ rights. AFRIs center marginalized groups in their activism, framing sustainable food security as a right intertwined with other basic needs and social struggles. However, participation within AFRIs varies based on socio-economic profiles, sometimes reproducing inequalities within organizational practices, such as favoring middle-class white individuals for leadership roles. Furthermore, the tension between providing healthy, sustainable food and ensuring its accessibility often leads to hybrid networks that include conventionally produced food. The overrepresentation of women in these initiatives reflects unequal care burdens but also points toward a transformation in gender relations through collective action. AFRIs establish territorial alliances connecting urban and rural areas, although direct encounters between consumers and agroecological producers remain limited.
The analysis of AFRIs’ relationships with local governmental institutions through the lenses of sustainable food security governance and political agroecology reveals specific challenges and ambiguities. Economic pressures, contradictory government positions, bureaucratic complexities, and legal constraints emerge as significant obstacles, reflecting systemic resistance to advancing sustainability concerns in food governance efforts. While scaling up does not necessarily lead to the cooptation or conventionalization of agroecology, collaborative efforts can marginalize these initiatives, preventing them from fundamentally transforming the dominant model of large-scale food aid.
In conclusion, this thesis demonstrates how theoretical approaches to social justice in agroecology are applied in real-world contexts characterized by extreme tensions within the global food system. By integrating and contributing to debates on food justice, political agroecology, political intersectionality, and sustainable food security, the research underscores the importance of empirically exploring and practically developing social justice in agroecological transitions. Pursuing more just food systems requires more than sustainability alone—it demands addressing the equity dimensions embedded within food systems.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Ambiental
Metal-Organic Polyhedra as Building Blocks for the Generation of Porous Materials
No full textAquesta tesi doctoral investiga l'ús dels poliedres metal·lorgànics (MOPs) com a estructures prefabricades per dissenyar xarxes poroses complexes i jeràrquiques. Els MOPs obren noves oportunitats en la creació de materials porosos amb aplicacions potencials en àmbits com la catàlisi, l'emmagatzematge de gasos i la descontaminació ambiental.
Els objectius principals són: i) utilitzar la química de coordinació per integrar MOPs en xarxes metal·lorgàniques multicomponent (MOFs), i ii) desenvolupar xarxes jeràrquiques a través de la química covalent. La tesi destaca com els MOPs permeten controlar amb precisió l’estructura dels MOFs, millorant-ne tant la complexitat com la funcionalitat, i com es poden utilitzar per crear xarxes multicomponent estables i materials porosos amb propietats tunejables. A més, s'introdueix una metodologia innovadora per a la síntesi d’aerogels, amb la capacitat de modificar-ne les propietats fisicoquímiques mitjançant funcionalitzacions post-sintètiques.
Els avenços exposats ofereixen noves perspectives per al desenvolupament de materials porosos més sofisticats i versàtils amb aplicacions en diversos àmbits.Esta tesis doctoral investiga el uso de los poliedros metalorgánicos (MOPs) como estructuras prefabricadas para diseñar redes porosas complejas y jerárquicas. Los MOPs abren nuevas oportunidades en la creación de materiales porosos con aplicaciones potenciales en ámbitos como la catálisis, el almacenamiento de gases y la descontaminación ambiental.
Los principales objetivos son: i) utilizar la química de coordinación para integrar MOPs en redes metalorgánicas multicomponente (MOFs), y ii) desarrollar redes jerárquicas a través de la química covalente. La tesis destaca cómo los MOPs permiten controlar con precisión la estructura de los MOFs, mejorando tanto la complejidad como la funcionalidad, y cómo se pueden utilizar para crear redes multicomponente estables y materiales porosos con propiedades ajustables. Además, se introduce una metodología innovadora para la síntesis de aerogeles, con la capacidad de modificar sus propiedades fisicoquímicas mediante funcionalizaciones post-sintéticas.
Los avances expuestos ofrecen nuevas perspectivas para el desarrollo de materiales porosos más sofisticados y versátiles con aplicaciones en diversos ámbitos.This PhD dissertation focuses on the advanced application of metal-organic polyhedra (MOPs) as pre-designed cavities and structure-directing agents to synthesize complex, hierarchically porous networks. By leveraging the distinctive properties of MOPs, this work demonstrates how they can open up new avenues in designing porous materials, enhancing both structural complexity and functional versatility. The research is guided by two main approaches: i) exploring coordination chemistry techniques to assemble MOPs into multicomponent metal-organic frameworks (MOFs), and ii) developing covalent chemistry strategies to construct hierarchically porous networks.
Chapter 1 introduces the reader to the fascinating field of porous materials, tracing their evolution from the early discovery of natural zeolites to breakthroughs like silica aerogels, mesoporous silicas, and the more recent advancements in porous polymeric networks, MOFs, and covalent organic frameworks (COFs). While significant progress has been made in creating simpler bicomponent systems, designing intricate, hierarchical porous networks remains a major challenge. This chapter lays the groundwork for how MOPs can serve as versatile, prefabricated building blocks, offering unmatched precision in constructing complex porous architectures. By overcoming current limitations, MOPs open up new possibilities for synthesizing advanced porous materials, which hold promise for applications in catalysis, gas storage, and pollutant removal.
Chapter 2 outlines the general and specific objectives of this thesis.
Chapter 3 centers on developing a coordination-driven assembly strategy to integrate Rh(II)-based MOPs into multicomponent MOFs, achieving both atomic precision and enhanced structural complexity. By using MOPs as prefabricated cavities with strong structure-directing properties, the approach successfully replicated and further evolved the well-known HKUST-1 structure, leading to the creation of the three-component RhCu-btc-HKUST-1. This new structure demonstrates outstanding hydrolytic stability, attributed to the incorporation of robust Rh(II) paddlewheels that fortify the framework. The results underscore the versatility of MOPs, offering precise control over the organization of organic and metallic building blocks and enabling the design of intricately defined multicomponent frameworks.
Chapter 4 broadens the use of MOPs as prefabricated cavities, pushing the synthesis of atomically precise four-component analogues of HKUST-1, thereby enhancing the complexity of the framework while preserving its accessibility and functionality. This chapter also takes an important step forward in controlling defects within MOF networks, where MOPs, with their strong structure-directing capabilities, allow control over defect placement within the lattice. This innovative approach unlocks new design possibilities, resulting in defective MOFs that exhibit remarkable flexibility and hierarchical porosity. These advancements mark a significant leap in the controlled design of defective MOFs, opening the door to novel material functionalities.
Chapter 5 shifts the focus to the second major theme of this thesis: exploring the covalent cross-linking of Rh(II)-based MOPs to create extended porous networks. By harnessing dynamic covalent chemistry, MOPs are polymerized into hierarchically porous structures while crucially preserving the reactivity of the Rh(II) open metal sites for further post-synthetic modifications. These sites enable precise tuning of the aerogels' key properties, such as electrostatic charge and hydrophobicity, leading to significant improvements in their pollutant adsorption capabilities. This chapter demonstrates the effectiveness of this covalent chemistry strategy in developing robust and customizable materials with strong potential for applications in environmental remediation, catalysis, and sensing.
Finally, Chapter 6 encapsulates the key discoveries and contributions of this work, emphasizing the transformative role of MOPs as versatile building blocks for creating complex, hierarchically porous, and multifunctional materials. These advancements pave the way for MOPs to become integral components in the design of next-generation porous materials, unlocking new possibilities for innovation across various fields.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Químic