Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
New visible-light activated caging groups based on COUPY dyes for anticancer phototherapeutic applications
No full textPrograma de Doctorat en Química Orgànica[eng] This doctoral thesis has addressed the study of several therapeutic applications against cancer of a new family of photolabile protective groups (PPGs) based on COUPY coumarins, photoactivated with visible light.
First, the effect of introducing a methyl group in a position adjacent to the photolabile bond in the coumarin skeleton was investigated, to evaluate how the formation of a secondary carbocationic intermediate influences the efficiency of the photolysis process. The sequential deprotection of two coumarin-protected functionalities within the same reaction medium was successfully achieved by stepped irradiation using visible light compatible with biological systems. This was carried out first by irradiating with red light to selectively deprotect the coumarin-based PPG COUPY, followed by irradiation with green light to activate the dicyanocoumarin-based PPG. The impact of replacing the pyridine group with a pyrimidine group was also studied, as well as the effect of modifying the outgoing group. The mitochondrial accumulation of COUPY photolabile compounds was confirmed by confocal microscopy in HeLa cells, thus demonstrating that the photoactivation of protected derivatives of 2,4-dinitrophenol takes place specifically in this organelle. Subsequently, the replacement of the methyl group by a phenyl group was explored as a strategy to further stabilize the carbocationic intermediate and improve the efficiency of the photodeprotection process, resulting in COUPY and dicyanocoumarin derivatives with slightly faster photolysis. Secondly, the ability of COUPY coumarin-based PPGs to release biologically active compounds into the mitochondrion was investigated. Specifically, the derivatives of the antitumor agents chlorambucil (CLB) and 4-phenylbutyric acid (4-PBA) showed remarkable phototoxicity in cancer cells after irradiation with green-yellow light, with IC50 values in the nanomolar range. This effect is attributed to a synergy between the release of the drug and the generation of reactive oxygen species (ROS) by coumarin. These results highlight the potential of COUPY coumarin-based PPGs as anticancer agents combining photodynamic therapy (PDT) and photoactivated chemotherapy (PACT).
Finally, taking advantage of their activation with visible light, the COUPY derivatives were functionalized with 2,2'-bipyridine, which allowed their incorporation into
polypyridyl Ru(II) complexes. Two Ru-COUPPY complexes were synthesized, capable of releasing the antitumor drugs CLB and 4-PBA both under irradiation with green-yellow light and red light in a few minutes with improved photoefficiency compared to PPGs based on COUPY coumarins. Ru-COUBPY complexes show outstanding photocytotoxic activity against CT-26 cancer cells, both under normoxia and hypoxia conditions, with efficacy in the nanomolar range. In addition, they have excellent stability in the dark in culture medium, as well as a high photostability of the resulting photoproduct, which makes them very promising candidates for applications in next-generation anticancer photodynamic therapies. These Ru-coumarin complexes act as dual anticancer agents: they generate reactive oxygen species (ROS) via PDT and, simultaneously, release antitumor drugs through PACT. Therefore, Ru-COUBPY complexes that can be activated with red light represent an innovative and effective alternative to conventional cancer therapies.[cat] En aquesta tesi doctoral s’ha abordat l’estudi de diverses aplicacions terapèutiques contra el càncer d’una nova família de grups protectors fotolàbils (PPGs) basats en cumarines COUPY, fotoactivables amb llum visible.
En primer lloc, es va investigar l'efecte d'introduir un grup metil en una posició adjacent a l'enllaç fotolàbil a l'esquelet de cumarina, per avaluar com la formació d’un intermedi carbocatiònic secundari influeix en l'eficiència del procés de fotòlisi. La desprotecció seqüencial de dues funcionalitats protegides amb cumarina dins del mateix medi de reacció es va aconseguir amb èxit mitjançant una irradiació escalonada utilitzant llum visible compatible amb sistemes biològics. Això es va dur a terme primer irradiant amb llum vermella per desprotegir selectivament el PPG basat en cumarina COUPY, seguidament d'una irradiació amb llum verda per activar el PPG basat en dicianocumarina. També es va estudiar l’impacte de substituir el grup piridini per un grup pirimidini, així com l’efecte de modificar el grup sortint. L’acumulació mitocondrial dels compostos fotolàbils COUPY va ser confirmada mitjançant microscòpia confocal en cèl·lules HeLa, demostrant així que la fotoactivació dels derivats protegits de 2,4- dinitrofenol té lloc específicament en aquest orgànul. Posteriorment, es va explorar la substitució del grup metil per un grup fenil com a estratègia per estabilitzar encara més l’intermedi carbocatiònic i millorar l’eficiència del procés de fotodesprotecció, donant lloc a derivats COUPY i de dicianocumarina amb una fotòlisi lleugerament més ràpida. En segon lloc, es va investigar la capacitat dels PPGs basats en cumarines COUPY per alliberar compostos biològicament actius al mitocondri. Concretament, els derivats dels agents antitumorals clorambucil (CLB) i àcid 4-fenilbutíric (4-PBA) van mostrar una notable fototoxicitat en cèl·lules canceroses després de la irradiació amb llum verd-groga, amb valors d’IC50 en el rang nanomolar. Aquest efecte s’atribueix a una sinergia entre l’alliberament del fàrmac i la generació d’espècies reactives d’oxigen (ROS) per part de la cumarina. Aquests resultats destaquen el potencial dels PPGs basats en cumarines COUPY com a agents anticancerígens que combinen teràpia fotodinàmica (PDT) i quimioteràpia fotoactivada (PACT).
Finalment, aprofitant la seva activació amb llum visible, els derivats COUPY es van funcionalitzar amb 2,2’-bipiridina, cosa que va permetre la seva incorporació a
complexos de Ru(II) de tipus polipiridil. Es van sintetitzar dos complexos Ru-COUBPY, capaços d'alliberar els fàrmacs antitumorals CLB i 4-PBA tant sota irradiació amb llum verd-groga com amb llum vermella en pocs minuts amb una millorada fotoeficiència respecte als PPGs basats en cumarines COUPY. Els complexos Ru-COUBPY mostren una destacada activitat fotocitotòxica contra les cèl·lules canceroses CT-26, tant en condicions de normòxia com d’hipòxia, amb una eficàcia en el rang nanomolar. A més, presenten una excel·lent estabilitat en la foscor en medi de cultiu, així com una gran fotoestabilitat del fotoproducte resultant, fet que els converteix en candidats molt prometedors per a aplicacions en teràpies fotodinàmiques anticancerígenes de nova generació. Aquests complexos Ru-cumarina actuen com a agents anticancerígens duals: generen espècies reactives d’oxigen (ROS) mitjançant PDT i, simultàniament, alliberen fàrmacs antitumorals a través de PACT. Per tant, els complexos Ru-COUBPY activables amb llum vermella representen una alternativa innovadora i eficaç a les teràpies convencionals contra el càncer
Additive manufacturing of WC-CO cemented carbides: microstructural, lenght-scale and layer assemblage orientation effects on hardness, sliding contact response and fracture behaviour
No full textTesi en modalitat de compendi de publicacionsTesi amb menció de Doctorat Internacional(English) This PhD thesis explores the microstructure–mechanical property relationships of WC-Co cemented carbides (hardmetals) produced using two sinter-based additive manufacturing (AM) techniques: Binder Jetting Technology (BJT) and Direct Ink Writing (DIW). While AM offers a promising route for fabricating high-performance composites, existing research mainly focuses on optimizing processing parameters, with limited understanding of how AM affects microstructure and mechanical performance. This thesis addresses this gap to support the industrial use of AMed hardmetals.
The study systematically examines mechanical behaviour—specifically hardness, sliding contact response, and fracture resistance—of WC-Co composites shaped via BJT and DIW, then consolidated by sintering. Special attention is given to how the layer-wise building strategy and layer orientation influence performance. The work also considers the multiscale nature of these materials, with structural features spanning nanometres to millimetres.
A key finding is the confirmation of microstructural homogeneity across all samples, independent of AM route or printing orientation. This isotropy is reflected in uniform hardness, wear resistance, and fracture toughness (KIc). The study validates the Single Edge micro-V-Notch Beam method for KIc measurement, using ultra-short pulse laser ablation for micro-notching. The lack of anisotropy indicates that liquid-phase sintering, common to both AM techniques, effectively homogenizes the microstructure.
Hardness testing under different loads produced values comparable to conventionally made WC-Co grades, confirming AM’s viability. A noticeable length-scale effect emerged in microstructures with non-uniform carbide distributions: hardness variation increased under lower loads, highlighting the importance of scale in testing AM parts. High-speed nanoindentation mapping, combined with statistical analysis, enabled phase-level mechanical characterization and demonstrated the technique’s value as a mechanical microscopy tool.
Scratch testing showed that AMed hardmetals achieve wear resistance similar to, or greater than, conventionally processed grades. Some BJT samples with bimodal carbide size distributions even outperformed reference grades. This enhanced performance is linked to synergistic wear mechanisms: coarse carbides contribute energy absorption, while finer carbides provide higher strength. Tribo-layer formation also varied between samples, influencing wear response.
Unlike hardness and toughness, flexural strength was influenced by the orientation of layer stacking (though not by printing direction). This sensitivity is mainly due to AM-induced defects, such as surface waviness, interlayer misalignment, and cobalt content variation. The findings suggest that strength variability is driven by defects rather than by intrinsic structural anisotropy. Linear Elastic Fracture Mechanics was successfully applied to model fracture behaviour, with subsurface penny-shaped and surface semi-elliptical cracks observed and matched to experimental results.
In summary, this work confirms that sinter-based AM techniques like BJT and DIW can produce WC-Co hardmetals with mechanical and microstructural properties comparable to those of conventionally processed materials. The thesis offers a detailed understanding of structure–property relationships and provides guidelines for the industrial application of AMed hardmetals. It also highlights the critical role of microstructural design and defect control in achieving reliable performance in advanced tool materials.(Català) Aquesta tesi explora la relació entre microestructura i propietats mecàniques dels carburadors cimentats WC-Co (metalls durs), fabricats mitjançant dues tècniques de manufactura additiva (AM) amb sinterització: Binder Jetting Technology (BJT) i Direct Ink Writing (DIW). Tot i el potencial de la AM per produir materials d’alt rendiment, la recerca s’ha centrat sobretot en l’optimització de paràmetres de procés, deixant de banda com la fabricació afecta la microestructura i les propietats mecàniques. Cal, doncs, entendre aquests efectes per implementar la AM com una alternativa real al processament convencional.
Aquest treball analitza la resposta mecànica —duresa, resistència al contacte per lliscament i comportament a fractura— de carburadors formats amb BJT i DIW, i consolidats per sinterització. L’estudi considera l’efecte de l’estratègia capa a capa i de l’orientació d’apilament, així com la naturalesa multiescalar dels materials, amb característiques que van de nanòmetres a mil·límetres.
Un resultat clau és l’homogeneïtat microestructural de totes les mostres, independentment de la tècnica o orientació. Aquesta isotropia també es reflecteix en la duresa, el comportament al lliscament i la tenacitat a la fractura (KIc). Es valida el mètode SEμVNB amb microentalles làser per determinar KIc. La sinterització redueix l’anisotropia i assegura isotropia estable en diferents configuracions d’assaig.
Les mesures de duresa, sota diverses càrregues, donen valors similars als de graus convencionals WC-Co, demostrant la viabilitat de la AM per obtenir materials competitius. Es detecta un efecte d’escala rellevant en microestructures amb distribució heterogènia de carbur, on la dispersió augmenta amb càrregues baixes. Això subratlla la importància d’incloure aquest efecte en protocols de caracterització. El mapeig per nanoindentació a alta velocitat i l’anàlisi estadística permeten determinar propietats micromecàniques de fases individuals i validar aquesta tècnica com a eina de microscòpia mecànica.
Els assaigs de ratllat mostren que els graus AM presenten resistència al desgast comparable als metalls durs convencionals. Algunes mostres BJT amb microestructures mixtes fins i tot milloren el comportament, gràcies a l’acció combinada de carburadors grans (absorció d’energia) i petits (resistència intrínseca), i a diferències en la capa tribològica.
A diferència de la duresa, el desgast i la tenacitat, la resistència a flexió sí depèn de l’orientació d’apilament (però no de la direcció d’impressió), degut a defectes com ondulacions, desalineacions i variacions en el cobalt, que influeixen en la fractura. Així, la variabilitat en AM sembla lligada principalment als defectes. Finalment, la Mecànica de Fractura Elàstica Lineal es confirma com a marc predictiu eficaç, identificant-se dos tipus de fissures: subsuperficials (forma de moneda) i superficials semiel·líptiques, amb bona concordança entre valors estimats i experimentals.
En conclusió, la tesi demostra que les rutes AM amb sinterització (BJT i DIW) poden generar WC-Co amb propietats comparables a les del processament convencional. Es proporciona una visió integral de la relació estructura-propietats i directrius per al seu ús industrial, destacant el disseny microestructural i el control de defectes com a claus per garantir un rendiment fiable i òptim.(Español) La presente tesis doctoral estudia la relación entre microestructura y propiedades mecánicas de carburos cementados WC-Co procesados mediante dos técnicas de fabricación aditiva (AM) seguidas de sinterización: Binder Jetting Technology (BJT) y Direct Ink Writing (DIW). Aunque la AM ha surgido como una vía prometedora para procesar como los carburos cementados, la mayoría de estudios se han centrado en la optimización de los parámetros de fabricación, dejando un vacío de conocimiento sobre cómo las condiciones de procesado influyen en la microestructura y en el rendimiento mecánico. Comprender esta relación es clave para considerar la AM como alternativa viable al procesado convencional e implementarla con éxito en aplicaciones industriales.
Este trabajo analiza de forma sistemática la respuesta mecánica —dureza, contacto por deslizamiento y fractura— de carburos cementados conformados por BJT - DIW y consolidados por sinterización. Se evalúa el efecto de la deposición por capas y la orientación de apilamiento de estas, sobre el comportamiento mecánico. Asimismo, se aborda la naturaleza multiescalar del sistema, yendo de nanómetros hasta milímetros.
Uno de los principales hallazgos es la homogeneidad microestructural observada en todas las muestras, independientemente de la técnica orientación de impresión. Esta isotropía también se refleja en la dureza, la resistencia al rayado y la tenacidad a la fractura (KIc). El estudio valida el uso de la técnica SEμVNB con microentallas generadas por UPLA para la medición de KIc. La etapa de sinterización —común a ambas técnicas— resulta clave para mitigar la anisotropía, al homogenizar la microestructura y propiedades.
Las mediciones de dureza bajo diferentes cargas proporcionan valores similares a los obtenidos por métodos tradicionales, lo que demuestra la viabilidad de la AM para fabricar materiales competitivos. En microestructuras con distribución heterogénea de carburos, se observó mayor dispersión en los valores a cargas bajas, evidenciando un efecto de escala relevante. El uso de mapeo por nanoindentación a alta velocidad, junto al análisis estadístico, permitió caracterizar propiedades micromecánicas de fases individuales y validar esta técnica como herramienta de microscopía mecánica.
Los ensayos de rayado mostraron que los carburos AM alcanzan niveles de resistencia al desgaste comparables a los convencionales. Las muestras con distribución de carburos heterogeneas, superaron a los grados de referencia. Esta mejora se asocia al efecto combinado de mecanismos de desgaste: los carburos gruesos aportan absorción de energía, y los finos, resistencia. También influyen las diferencias en la formación de la capa tribológica.
A diferencia de la dureza, el rayado y la tenacidad, la resistencia a la flexión sí dependió de la orientación de ensayo (aunque no de la dirección de impresión). Esto se atribuye a defectos inducidos por AM, como ondulaciones, desalineaciones de intercapas o variaciones en el contenido de cobalto. Así, la variabilidad mecánica parece estar más relacionada con defectos que con anisotropía estructural. Se comprobó además que la Mecánica de Fractura Elástica Lineal permite predecir el comportamiento de rotura, observándose y modelándose dos tipos críticos de defectos: fisuras subsuperficiales tipo “penique” y fisuras superficiales semielípticas, con buena concordancia entre predicciones y resultados experimentales.
En resumen, esta tesis demuestra que las rutas de AM con sinterización, como BJT y DIW, pueden producir carburos WC-Co con propiedades comparables a los métodos convencionales. El trabajo ofrece una visión completa de las relaciones entre estructura y propiedades, y proporciona pautas para su diseño y aplicación industrial. Los resultados respaldan la viabilidad de la AM en materiales de herramientas de alto rendimiento, destacando la importancia del diseño microestructural y el control de defectos para lograr un comportamiento mecánico fiable.DOCTORAT EN CIÈNCIA I ENGINYERIA DELS MATERIALS (Pla 2012
La sostenibilidad en la organización de eventos deportivos en espacios naturales (no) protegidos
No full textEn l’última dècada, els esdeveniments esportius en espais naturals han experimentat un creixement notable i s’han integrat en l’oferta recreativa de molts territoris. Aquests esdeveniments poden generar beneficis en les comunitats que els acullen, però també poden comportar impactes negatius, motiu pel qual diversos estudis han destacat la importància d’incorporar criteris de sostenibilitat en la seva planificació. Aquesta tesi doctoral té com a objectiu elaborar un model d’anàlisi que permeti valorar el nivell de sostenibilitat de les pràctiques ambientals, socials i econòmiques aplicades durant l’organització i desenvolupament d’esdeveniments esportius en espais naturals protegits i no protegits.
La tesi s’estructura en quatre articles. El primer article consisteix en una revisió sistemàtica tradicional que analitza com s’ha abordat la sostenibilitat en l’organització d’esdeveniments esportius. A partir dels buits detectats, el segon article consisteix en una revisió sistemàtica exploratòria que incorpora tant literatura científica com gris, aprofundint en la identificació de pràctiques sostenibles en esdeveniments esportius en espais naturals protegits i no protegits. Aquestes troballes van establir les bases per al disseny d’un qüestionari, validat en el tercer article mitjançant un enfocament multiestudi. Aquest procés va combinar tècniques qualitatives i quantitatives, i va permetre construir un qüestionari de 44 ítems distribuïts en 7 dimensions. Finalment, el quart article aplica aquest qüestionari a organitzadors de curses de muntanya o trail running i marxes a les 17 comunitats autònomes d’Espanya, amb l’objectiu d’identificar el nivell de sostenibilitat implementat i les característiques diferenciadores segons aquest nivell.
Com a resultat de l’aplicació del model d’anàlisi proposat per valorar el nivell de sostenibilitat en esdeveniments esportius realitzats en espais naturals protegits i no protegits, aquesta tesi aporta una primera aproximació al nivell de sostenibilitat aplicat pels organitzadors al conjunt del territori espanyol. Així mateix, identifica patrons organitzatius associats a nivells més alts de sostenibilitat. De manera complementària, es proposa una eina pràctica en format check list, que facilita la identificació de bones pràctiques i orienta la presa de decisions cap a una gestió més responsable i alineada amb els principis de la sostenibilitat.En la última década, los eventos deportivos en espacios naturales han experimentado un notable crecimiento, y se han integrado en la oferta recreativa de muchos territorios. Estos eventos pueden generar beneficios en las comunidades que los acogen, pero también pueden conllevar impactos negativos, motivo por el cual diversos estudios han destacado la importancia de incorporar criterios de sostenibilidad en su planificación. Esta tesis doctoral tiene como objetivo elaborar un modelo de análisis que permita valorar el nivel de sostenibilidad de las prácticas ambientales, sociales y económicas aplicadas durante la organización y desarrollo de eventos deportivos en espacios naturales protegidos y no protegidos.
La tesis se estructura en cuatro artículos. El primero de los artículos consiste en una revisión sistemática tradicional que analiza cómo se ha abordado la sostenibilidad en la organización de eventos deportivos. A partir de los vacíos detectados, el segundo artículo consiste en una revisión sistemática exploratoria que incorpora tanto literatura científica como gris, la cual profundiza en la identificación de prácticas sostenibles en eventos deportivos en espacios naturales protegidos y no protegidos. Estos hallazgos sentaron las bases para el diseño de un cuestionario, validado en el tercer artículo a través de un enfoque multiestudio. Este proceso combinó técnicas cualitativas y cuantitativas, lo que permitió construir un cuestionario de 44 ítems distribuidos en 7 dimensiones. Finalmente, el cuarto artículo aplica este cuestionario a organizadores de carreras de montaña o trail running y marchas en las 17 comunidades autónomas de España, con el objetivo de identificar el nivel de sostenibilidad implementado y las características diferenciadoras según dicho nivel.
Como resultado de la aplicación del modelo de análisis propuesto para valorar el nivel de sostenibilidad en eventos deportivos realizados en espacios naturales protegidos y no protegidos, esta tesis aporta una primera aproximación al nivel de sostenibilidad aplicado por los organizadores en el conjunto del territorio español. Asimismo, identifica patrones organizativos asociados a mayores niveles de sostenibilidad. De manera complementaria, se propone una herramienta práctica en formato check list, que facilita la identificación de buenas prácticas y orienta la toma de decisiones hacia una gestión más responsable y alineada con los principios de la sostenibilidad.In the past decade, sports events in natural areas have experienced significant growth and have become part of the recreational offerings of many territories. These events can bring benefits to the host communities but may also cause negative impacts, which is why several studies have emphasized the importance of incorporating sustainability criteria into their planning. This doctoral thesis aims to develop an analytical model to assess the level of sustainability of environmental, social, and economic practices applied during the organization and execution of sports events in protected and non-protected natural areas.
The thesis is structured into four articles. The first article is a traditional systematic review analyzing how sustainability has been addressed in the organization of sports events. Based on the gaps identified, the second article is a scoping review that includes both scientific and grey literature, delving into the identification of sustainable practices in sports events held in protected and non-protected natural areas. These findings laid the groundwork for the design of a questionnaire, validated in the third article through a multi-study approach. This process combined qualitative and quantitative techniques, resulting in a 44-item questionnaire distributed across seven dimensions. Finally, the fourth article applies this questionnaire to organizers of trail running races and hikes in the 17 autonomous communities of Spain, aiming to identify the level of sustainability implemented and the distinguishing characteristics associated with each level.
As a result of applying the proposed analytical model to assess the level of sustainability in sports events held in protected and non-protected natural areas, this thesis provides a first approximation of the level of sustainability applied by organizers across the Spanish territory. It also identifies organizational patterns associated with higher levels of sustainability. Additionally, it proposes a practical tool in checklist format that facilitates the identification of good practices and supports decision-making toward more responsible management aligned with the principles of sustainability
Retrat de l’orientació en les escoles de persones adultes de Catalunya. La veu dels protagonistes
No full textPrograma de Doctorat en Educació i Societat[cat] En una societat que exigeix la necessitat de formar-se de manera permanent i presenta unes possibilitats de transició que cada vegada es multipliquen més (Manzanares i Sanz, 2018), l’orientació esdevé una acció educativa ineludible al llarg de la vida. De fet, comptar amb una orientació ajustada a les necessitats pot afavorir la persistència de les persones en la formació (Llanes et al., 2022; OECD, 2023) i impactar directament en la salut, el benestar, l’economia i la vida social i comunitària (ELGPN, 2015; UNESCO, 2017a). En aquesta línia, l’educació de persones adultes representa l’espai idoni per desenvolupar-la i possibilita l’orientació al llarg de la vida (lifelong guidance) i l’aprenentatge al llarg de la vida (lifelong learning), dues línies estratègiques actuals a escala internacional (CEDEFOP et al., 2019; UNESCO, 2017a). Des d’aquesta perspectiva, l’orientació pot focalitzar en els aspectes clau de la trajectòria de la persona, les necessitats i els condicionants (Llanes-Ordóñez et al., 2025).
Aquesta recerca té com a voluntat última conèixer i aprofundir en la realitat de l'orientació a les escoles de persones adultes a Catalunya des de la perspectiva dels protagonistes per destacar els elements que la configuren i formular línies d’actuació i millora. L'estudi identifica els punts forts i les necessitats emergents i suggereix unes propostes per a les decisions polítiques i pràctiques. L’objectiu principal és conèixer la realitat de l’orientació a les escoles de persones adultes, amb els següents objectius específics: a) indagar en les concepcions i les creences respecte a l'orientació dels agents que intervenen en les escoles de persones adultes; b) descriure el perfil d’estudiants de les escoles de persones adultes i les seves necessitats; c) identificar les característiques de l’orientació en les escoles de persones adultes; d) situar els factors que influeixen en el funcionament de l’orientació; i
e) analitzar les propostes que fan els professionals respecte a l’orientació a les escoles de persones adultes.
L’anàlisi teòrica conté els aspectes principals d’aquesta recerca: l’educació de persones adultes, l’aprenentatge al llarg de la vida i l’orientació. Així, s’aprofundeix en l’educació de persones adultes i l’aprenentatge al llarg de la vida en el context internacional, espanyol i català. També en la perspectiva actual de l’orientació al llarg de la vida, amb la importància del context i els efectes en les oportunitats de les persones joves i adultes, així com en la descripció de l’orientació en el sistema educatiu i a les escoles de persones adultes.
El disseny metodològic d’aquest estudi possibilita l'aproximació al fenomen des d’una perspectiva holística i comprensiva. Per recollir diverses veus dels participants de les escoles de persones adultes, s’opta per la metodologia qualitativa. La informació es recopila mitjançant dos grups de discussió amb professionals (un, d’agents educatius interns, i l’altre, d’agents externs) i onze entrevistes a estudiants. S’empren dos taulers digitals com a eina complementària als grups de discussió, i la tècnica del fotollenguatge com a suport a les entrevistes. Això implica fer un procés d’anàlisi diferenciat per a cada tipus d’informació, ja que considera tant contingut textual (transcripcions) com gràfic (imatges). L'anàlisi de contingut de la informació s’ha realitzat amb el suport del programari Atlas.ti.
Els resultats mostren les concepcions complementàries de l’orientació que tenen els agents educatius interns i els agents externs de les escoles de persones adultes, amb diversos punts d’unió amb les tendències actuals de l’orientació al llarg de la vida. A més, s’ofereix una panoràmica de la realitat de l’orientació en aquests centres educatius, amb la descripció del perfil heterogeni d’estudiants i les seves necessitats, les característiques organitzatives i les pràctiques d’orientació i els agents que les desenvolupen, els factors que influeixen en el funcionament de l’orientació i l’anàlisi de les propostes que fan els seus professionals. Finalment, els resultats porten a establir un conjunt de propostes i recomanacions per oferir un marc de referència de l’orientació alineat amb l’aprenentatge al llarg de la vida, i així, contribuir a la millora de l’orientació en les escoles de persones adultes de Catalunya.[eng] Today’s society demands continuous training and shows increasingly diverse transition opportunities (Manzanares & Sanz, 2018). In that way, guidance becomes an essential educational action throughout life. In fact, if guidance is adjusted to individual needs, it can promote persistence in education (Llanes et al., 2022; OECD, 2023) and directly impact on health, well-being, economy, and social and community life (ELGPN, 2015; UNESCO, 2017a). In this point, adult education represents a space for its development. It enables either lifelong guidance and lifelong learning—two key strategic priorities at the international level (CEDEFOP et al., 2019; UNESCO, 2017a). From this perspective, guidance can focus on personal trajectory, needs, and determining factors (Llanes-Ordóñez et al., 2025).
This research aims to know and delve into the reality of guidance in adult education schools in Catalonia from the perspective of its main actors. The intention is to highlight the elements that configure it and formulate some lines of action. The study identifies strengths and emerging needs and suggests proposals for policy and practice decisions. The main goal is to know the reality of guidance in adult education schools, with the following specific goals: a) to investigate the conceptions and beliefs about guidance by the actors involved in adult education schools; b) to describe the profile of adult education students and their needs; c) to identify the characteristics of guidance in adult education schools; d) to determine the factors that are influencing the functioning of guidance; and
e) to analyse the professionals' suggestions regarding guidance in adult education schools.
The theoretical analysis includes the key subjects of this research: adult education, lifelong learning, and guidance. It explores adult education and lifelong learning within international, Spanish, and Catalan contexts. Additionally, it examines the current perspective on lifelong guidance, emphasizing the importance of context in guidance processes, and the effects on opportunities for young people and adults. Furthermore, it describes guidance within the education system and in adult education schools.
The methodological design of this study enables a holistic and comprehensive approach to the phenomenon. With a view to have diverse perspectives from participants in adult education schools, a qualitative methodology is chosen. The information is collected by two focus groups with professionals—one with internal educational agents and another with external agents—and interviews to eleven students. Two digital boards are used as a complementary tool for the focus groups, and the photolanguage technique as a support for the interviews. This approach requires different analytical processes for each type of
information: textual content (transcriptions) and visual content (images). The content analysis was done using Atlas.ti software.
The results reveal the complementary conceptions of guidance by internal educational agents and external agents in adult education schools. There are several connections with current tendencies in lifelong guidance. Additionally, the study provides an overview of the reality of guidance in these schools, detailing the diverse student profiles and their needs, the organizational characteristics and guidance practices, the professionals involved, the factors influencing in the implementation of guidance, and the analysis of the suggestions from the professionals. Finally, the findings lead to offer some proposals and recommendations to establish a guidance framework in line with lifelong learning. This contributes to improve guidance services in adult education schools in Catalonia
Immigrant's right to participation in political decision-making processes
No full textPrograma de Doctorat en Dret i Ciència Política[eng] This research delves into the evolving concept of immigrant participation in political decision-making, set against the backdrop of democracy, human rights, and the rule of law. As mobility increases and traditional notions of citizenship adapt to shifting realities, immigrants often face limited pathways to genuine political engagement. The study explores whether a sophisticated category of “immigrant’s right to participation in political decision-making processes” can be established, and how this right could serve as a mechanism for greater social inclusion and democratic integration. The inquiry unfolds in three interconnected parts. The first examines the relationship between citizenship and political participation, questioning the rigidity of the citizen-non-citizen dichotomy. It argues for a broader, more inclusive understanding of participation that transcends nationality. The second part engages with international and European legal instruments to identify rights and freedoms integral to political participation for immigrants, such as voting, standing for elections, public employment, and freedom of expression, association, and petition. Through a multidimensional analysis, the study develops a three-pronged criterion—relevance, effectiveness, and the promotion of informed public debate—to define these rights as components of a unified framework for participation. The final part offers a comparative analysis of Spain and Turkey. Spain’s decentralized governance structure provides localized opportunities for immigrant engagement, supported by progressive judicial interpretations, such as the Constitutional Court’s annulment of residency-based restrictions on political communication rights. Conversely, Turkey’s centralized governance model prioritizes security and national cohesion, limiting immigrants’ political participation and excluding them from local governance frameworks. The comparison illuminates how national contexts shape the application of rights, often reflecting broader trends in democratic inclusion or exclusion. The study concludes by advocating for an inclusive, rights-based framework for immigrant participation, emphasizing proportionality and the necessity of balancing sovereignty with integration. It asserts that fostering immigrant political engagement through localized, inclusive policies enhances social cohesion, strengthens democracy, and aligns governance with human rights principles in an interconnected world.[spa] Esta investigación explora el concepto en evolución de la participación de los inmigrantes en los procesos de toma de decisiones políticas, en el contexto de la democracia, los derechos humanos y el estado de derecho. A medida que la movilidad aumenta y las nociones tradicionales de ciudadanía se adaptan a las nuevas realidades, los inmigrantes enfrentan caminos limitados para lograr una participación política genuina. El estudio analiza si se puede establecer una categoría sofisticada del “derecho de los inmigrantes a participar en los procesos de toma de decisiones políticas” y cómo este derecho podría servir como un mecanismo para una mayor inclusión social e integración democrática. La investigación se desarrolla en tres partes interconectadas. La primera examina la relación entre la ciudadanía y la participación política, cuestionando la rigidez de la dicotomía entre ciudadanos y no ciudadanos. Propone una comprensión más amplia e inclusiva de la participación que trascienda la nacionalidad. La segunda parte analiza los instrumentos legales internacionales y europeos para identificar los derechos y libertades fundamentales para la participación política de los inmigrantes, como el voto, la elegibilidad, el empleo público y las libertades de expresión, asociación y petición. A través de un análisis multidimensional, el estudio desarrolla un criterio tripartito—relevancia, eficacia y promoción del debate público informado—para definir estos derechos como componentes de un marco unificado de participación. La última parte ofrece un análisis comparativo entre España y Turquía. La estructura de gobernanza descentralizada de España proporciona oportunidades locales para la participación de los inmigrantes, respaldadas por interpretaciones judiciales progresistas, como la anulación por el Tribunal Constitucional de las restricciones basadas en la residencia para los derechos de comunicación política. En contraste, el modelo de gobernanza centralizado de Turquía prioriza la seguridad y la cohesión nacional, limitando la participación política de los inmigrantes y excluyéndolos de los marcos de gobernanza local. La comparación ilumina cómo los contextos nacionales moldean la aplicación de los derechos, reflejando tendencias más amplias de inclusión o exclusión democrática. El estudio concluye abogando por un marco inclusivo basado en derechos para la participación de los inmigrantes, destacando la proporcionalidad y la necesidad de equilibrar la soberanía con la integración. Sostiene que fomentar la participación política de los inmigrantes mediante políticas locales inclusivas mejora la cohesión social, fortalece la democracia y alinea la gobernanza con los principios de derechos humanos en un mundo interconectado.[cat] Aquesta investigació explora el concepte en evolució de la participació dels immigrants en els processos de presa de decisions polítiques, en el context de la democràcia, els drets humans i l’estat de dret. A mesura que la mobilitat augmenta i les nocions tradicionals de ciutadania s’adapten a les noves realitats, els immigrants s’enfronten a camins limitats per assolir una participació política genuïna. L’estudi analitza si es pot establir una categoria sofisticada del “dret dels immigrants a participar en els processos de presa de decisions polítiques” i com aquest dret podria servir com a mecanisme per a una major inclusió social i integració democràtica. La recerca es desenvolupa en tres parts interconnectades. La primera examina la relació entre la ciutadania i la participació política, qüestionant la rigidesa de la dicotomia entre ciutadans i no ciutadans. Proposa una comprensió més àmplia i inclusiva de la participació que transcendeixi la nacionalitat. La segona part analitza els instruments legals internacionals i europeus per identificar els drets i llibertats fonamentals per a la participació política dels immigrants, com el vot, l’elegibilitat, l’ocupació pública i les llibertats d’expressió, associació i petició. Mitjançant una anàlisi multidimensional, l’estudi desenvolupa un criteri tripartit—rellevància, eficàcia i promoció del debat públic informat—per definir aquests drets com a components d’un marc unificat de participació. L’última part ofereix una anàlisi comparativa entre Espanya i Turquia. L’estructura de governança descentralitzada d’Espanya proporciona oportunitats locals per a la participació dels immigrants, recolzades per interpretacions judicials progressistes, com l’anul·lació pel Tribunal Constitucional de les restriccions basades en la residència per als drets de comunicació política. En contrast, el model de governança centralitzat de Turquia prioritza la seguretat i la cohesió nacional, limitant la participació política dels immigrants i excloent-los dels marcs de governança local. La comparació il·lumina com els contextos nacionals configuren l’aplicació dels drets, reflectint tendències més àmplies d’inclusió o exclusió democràtica. L’estudi conclou defensant un marc inclusiu basat en drets per a la participació dels immigrants, destacant la proporcionalitat i la necessitat d’equilibrar la sobirania amb la integració. Argumenta que fomentar la participació política dels immigrants mitjançant polítiques locals inclusives millora la cohesió social, enforteix la democràcia i alinea la governança amb els principis de drets humans en un món interconnectat
Exploring the human tRNAome: From transcriptional and processing dynamics to genomic organization and somatic mutagenesis
No full textPrograma de Doctorat en Biomedicina / Tesi realitzada a l'Institut de Recera Biomèdica de Barcelona (IRBB)[eng] Transfer RNAs (tRNAs) play a fundamental role in protein synthesis. They mediate the decoding of messenger RNA into specific amino acids through codon-anticodon interactions, according to the genetic code. The cellular tRNA pool is mainly determined by the transcription rate of tRNA genes (tDNAs), which is governed by many regulatory layers. Besides being transcribed, to be fully active, tRNAs undergo several post-transcriptional processing steps that include the addition of chemical modifications. Alterations in any of those steps have been implicated in diseases such as cancer and neurological disorders. Nevertheless, due to the complexity of tRNA biology, characterizing the cellular tRNA pool is quite complex and is often accompanied by methodological challenges. Therefore, many aspects of tRNA biology remain unknown and require further research to understand their full impact on diseases. For this reason, in this thesis, we focus on the application and development of bioinformatic strategies to decipher different aspects of tRNA biology.
Currently, one of the most used techniques for analyzing the tRNA pool is small RNA sequencing (tRNA-Seq). However, the analysis of tRNA-Seq data requires the adaptation of the computational workflow from standard approaches. For this reason, we first developed tRNAstudio, an integrative pipeline that includes a mapping strategy that allows the characterization of tRNA processing and modification landscape, as well as the implementation of tRNA differential expression analysis. All pipeline components were integrated into a graphical user interface (GUI) that eases the analysis of tRNA-Seq data for non-computational users.
Next, we focused on the functional relevance of the modification of adenine (A) to inosine (I) at position 34 of tRNA anticodons (I34-tRNAs), a modification crucial for the expansion of the decoding capacity of tRNAs. In Eukarya, this modification is catalyzed by Adenosine Deaminase Acting on tRNA (ADAT), composed of ADAT2 and ADAT3. Mutations in genes encoding ADAT have been associated with neurological disorders. To comprehend the impact of changes in the levels of I34-tRNAs, a knockdown model of ADAT2 (KD) was generated by our group. Using tRNAstudio, we analyzed the impact of ADAT2 KD on the tRNA pool. The results validated the model by verifying a reduction of I34-tRNAs in the context of ADAT2 KD. Moreover, we observed that the cell is unable to compensate for its loss by upregulating the expression of alternative tRNAs, highlighting the critical role of I34-tRNAs.
Lastly, given that many factors can regulate tDNA transcription and that tDNAs are not randomly distributed within the genome, we wanted to assess whether their organization within the genome may impact their transcriptional activity. To investigate this, we first characterized the localization of tDNAs in the latest human genome assembly (T2T-CHM13), identifying patterns of tDNA clustering. We then determined that these clusters are associated with increased transcriptional activity. Building on these findings, we explored whether the transcriptional activity of tDNAs also influences their susceptibility to somatic mutagenesis. Our analysis revealed that tDNAs are exceptionally prone to accumulate somatic mutations, with mutation rates up to nine-fold higher than those of protein-coding genes. Moreover, mutation rate at tDNAs increased with transcriptional activity, and mutational loads were tumor-type and age-dependent. The analysis of mutational signatures identified APOBEC3 activity as the main
contributor to tDNA somatic mutagenesis. Notably, Mutations at structurally conserved tRNA positions appear to be under negative selection, preventing mutation accumulation at these critical sites. By contrast, other positions were hypermutated, which could disrupt tRNA biogenesis and impair tRNA function, potentially contributing to cellular dysfunction. We propose that the accumulation of somatic mutagenesis at tDNAs could cause proteome heterogeneity and compromise proteostasis, factors that could contribute both to tissue aging and to the development or progression of cancer[cat] Els ARN de transferència (tRNAs) tenen un paper fonamental en la síntesi de proteïnes. Descodifiquen l’ARN missatger en aminoàcids mitjançant les interaccions codó-anticodó, en base el codi genètic. El conjunt de tRNAs cel·lulars estan determinats principalment per la transcripció dels gens de tRNA (tDNAs), controlada per diversos mecanismes reguladors. A més de ser transcrits, per ser completament actius, els tRNA experimenten un processament post-transcripcional, incloent l’addició de modificacions químiques. Alteracions en la biogènesi dels tRNAs s’han associat amb malalties com el càncer i trastorns neurològics. Degut a la complexitat de la seva biologia, la caracterització del repertori cel·lular de tRNAs sovint comporta reptes metodològics. En conseqüència, la biologia dels tRNA presenta encara múltiples incògnites que cal resoldre mitjançant estudis més detallats per entendre la seva participació en els mecanismes moleculars de les malalties. Per aquest motiu, en aquesta tesi, ens centrem en l'aplicació i el desenvolupament d’estratègies bioinformàtiques per desxifrar diferents aspectes de la biologia dels tRNAs.
Actualment, una de les tècniques més utilitzades per l’anàlisis de tRNAs es la seqüenciació d’ARN petit (tRNA-Seq). Tanmateix, l'anàlisi de dades de tRNA-Seq requereix l'adaptació de procediments computacionals estàndard. Per aquest motiu, primer vam desenvolupar tRNAstudio, una pipeline integrativa que inclou una estratègia de mapatge que permet la caracterització del processament i la identificació de modificacions de tRNA, així com la implementació de l'anàlisi d'expressió diferencial de tRNAs. Tots els components es van integrar en una interfície gràfica d'usuari (GUI) que facilita l'anàlisi de dades de tRNA-Seq per a usuaris no computacionals.
A continuació, ens vam centrar en la rellevància funcional de la modificació d'adenina (A) a inosina (I) a la posició 34 dels anticodons de tRNA (I34-tRNAs). Una modificació crucial per a l'expansió de la capacitat de descodificació dels tRNAs. En Eukarya, aquesta modificació està catalitzada per l'adenosina desaminasa específica per tRNA (ADAT), composta per ADAT2 i ADAT3. Les mutacions en els gens que codifiquen per ADAT s'han relacionat amb trastorns neurològics. Per comprendre l'impacte dels canvis en els nivells d'I34-tRNAs, el nostre grup va generar un model de d'ADAT2 knockdown (KD). Utilitzant tRNAstudio, vam analitzar l'impacte de l'ADAT2 KD en el conjunt de tRNAs. Els resultats van validar el model verificant una reducció dels I34-tRNAs. A més, vam observar que la cèl·lula no pot compensar la pèrdua regulant l'expressió de tRNAs alternatius, destacant el paper crític dels I34-tRNAs.
Finalment, considerant que molts factors poden regular la transcripció dels tDNAs i que els tDNAs no es distribueixen aleatòriament dins del genoma, vam voler avaluar si la seva organització dins del genoma pot afectar la seva activitat transcripcional. Per examinar aquesta qüestió, primer vam caracteritzar la localització dels tDNAs en el darrer assemblatge del genoma humà (T2T-CHM13), identificant clústers de tDNAs. Després vam determinar que aquests clústers estan associats amb una major activitat transcripcional. A partir d'aquestes troballes, vam explorar si l'activitat transcripcional dels tDNAs també influeix en la seva susceptibilitat a la mutagènesi somàtica. Els resultats van revelar que els tRNAs són excepcionalment propensos a acumular mutacions somàtiques, amb taxes de mutació fins a nou vegades superiors a les dels gens que codifiquen per a proteïnes. A més, les taxes de mutació
dels tRNAs augmenten amb l'activitat transcripcional, i els nivells de mutació depenen del tipus tumoral i de l'edat. L'anàlisi de les signatures mutacionals va identificar l'activitat d'APOBEC3 com el principal contribuent a la mutagènesi somàtica dels tDNAs. Cal destacar que les mutacions en posicions estructuralment conservades semblen estar sota selecció negativa. En canvi, altres posicions estan hipermutades, cosa que podria afectar la funció dels tRNAs, contribuint potencialment a alteracions en la síntesi de proteïnes. Proposem que l'acumulació de mutagènesi somàtica als tDNAs podria causar heterogeneïtat del proteoma i comprometre la proteòstasi, factors que podrien contribuir tant a l’envelliment dels teixits com al desenvolupament o la progressió del càncer
Computational studies of C-C and C-S cross-coupling reactions catalyzed by copper or nickel complexes
No full textPrograma de Doctorat en Química Teòrica i Modelització Computacional[eng] This thesis has addressed the development of sustainable and efficient catalysts through the mechanistic study and modeling of homogeneous catalytic processes. It has focused on cross-coupling reactions using alternative metals to palladium, such as copper and nickel, due to their lower cost and higher availability, aligning with environmental sustainability objectives.
Computational approaches have been employed to gain insights into the fundamental steps of catalytic cycles, with particular attention to processes such as bond activation and metal-ligand interactions. These studies contribute to a better understanding of the factors that influence catalytic performance and selectivity. While certain metals are traditionally favored for their efficiency and stability, ongoing research explores more accessible and tunable alternatives.
In addition, statistical, microkinetic and statistical learning studies have been employed to analyze the electronic effect of substrates with different functional groups on reagents. This has allowed predicting reactivity and optimizing combinations without extensive experimentation, accelerating the selection of ideal experimental conditions, maximizing efficiency, and reducing costs.
Overall, the obtained results show that it is possible to advance towards more sustainable catalytic processes through rational catalyst design and computational tools. It has contributed to the understanding of involved reaction mechanisms and can offer practical solutions for novel catalytic processes in line with green chemistry and sustainable development.[spa] Esta tesis ha abordado el desarrollo de catalizadores sostenibles y eficientes mediante el estudio mecanístico y modelización de procesos catalíticos homogéneos. Se ha centrado en reacciones de acoplamiento cruzado utilizando metales alternativos al paladio, como el cobre y el níquel y, por su menor coste y mayor disponibilidad, alineándose con objetivos de sostenibilidad ambiental.
Se han empleado métodos computacionales para comprender los pasos fundamentales de los ciclos catalíticos, con especial atención a procesos como la activación de enlaces y las interacciones metal-ligando. Estos estudios permiten entender mejor los factores que influyen en la eficiencia y selectividad catalítica. Aunque ciertos metales son tradicionalmente preferidos por su estabilidad y rendimiento, la investigación actual busca alternativas más accesibles y ajustables.
Además, se han empleado estudios estadísticos, microcinéticos y de aprendizaje estadístico para analizar el efecto electrónico de los sustratos con diferentes grupos funcionales en los reactivos. Esto ha permitido predecir la reactividad y optimizar combinaciones sin necesidad de una experimentación extensa acelerando la selección de condiciones experimentales ideales, maximizando la eficiencia y reduciendo los costes.
En conjunto, los resultados obtenidos muestran que es posible avanzar hacia procesos catalíticos más sostenibles mediante el diseño racional de catalizadores y las herramientas computacionales. Ello ha contribuido al entendimiento de los mecanismos de reacción involucrados, y puede ofrecer soluciones prácticas para nuevos procesos catalíticos en línea con la química verde y el desarrollo sostenible.[cat] Aquesta tesi doctoral aborda el desenvolupament de catalitzadors homogenis sostenibles i eficients mitjançant una estratègia integradora que combina l’estudi mecanístic detallat, la modelització computacional i l’anàlisi avançada de dades. L’objectiu principal ha estat contribuir al disseny racional de sistemes catalítics que ofereixin un alt rendiment químic, siguin econòmicament viables i, al mateix temps, respectin els principis de la sostenibilitat i la química verda. Aquest enfocament integral permet afrontar de manera global els reptes actuals, alineant la innovació científica amb la responsabilitat ambiental i social. El treball se centra especialment en les reaccions d’acoblament creuat, processos fonamentals en la síntesi de compostos orgànics complexos, molt utilitzats en àmbits com la indústria farmacèutica, l’enginyeria de materials i la química de productes naturals. Aquestes reaccions han estat tradicionalment catalitzades per metalls preciosos com el pal·ladi, que tot i ser molt efectius, presenten desavantatges importants: un cost elevat, la seva escassetat natural i un impacte ambiental considerable derivat de la seva extracció i ús. Davant d’aquests reptes, la recerca s’ha orientat cap a l’ús de metalls més abundants i sostenibles, com el coure i el níquel. Aquests ofereixen avantatges clars en termes de disponibilitat, menor cost i reducció de l’impacte ambiental. Així doncs, el desenvolupament de catalitzadors basats en aquests metalls representa una alternativa prometedora als sistemes tradicionals, i pot tenir implicacions molt rellevants en el futur de la síntesi química, especialment en la recerca aplicada i en la indústria química sostenible. Per tal de comprendre en profunditat els mecanismes que regulen aquestes reaccions, s’han aplicat tècniques computacionals avançades, com ara la teoria del funcional de la densitat (DFT). Aquestes eines han permès estudiar a nivell molecular les etapes claus dels cicles catalítics, com ara l’activació d’enllaços, la formació i ruptura d’intermedis reactius, les transicions d’estat i les interaccions entre els metalls i els lligands. Aquesta anàlisi detallada ha estat fonamental per identificar els factors que determinen l’eficiència i la selectivitat dels processos. Complementàriament, s’han incorporat mètodes d’estadística avançada, modelització microcinètica i aprenentatge automàtic per analitzar una gran quantitat de dades experimentals i teòriques. Aquests enfocaments han permès construir models predictius robustos, que ajuden a optimitzar les condicions de reacció i anticipar el comportament dels sistemes catalítics sense necessitat d’experimentació extensiva. Això suposa un estalvi considerable de temps i recursos i permet una recerca més eficient i sostenible. Els resultats obtinguts mostren clarament que la integració entre teoria, simulació i dades pot transformar profundament el desenvolupament de catalitzadors, promovent un canvi de paradigma en la investigació química. Aquest enfocament no només millora l’eficiència del treball científic, sinó que també contribueix a la creació de tecnologies més netes i compatibles amb els reptes ambientals actuals. Aquesta tesi estableix les bases per a futures investigacions que combinin la modelització teòrica amb l’experimentació guiada per dades, obrint noves possibilitats per al disseny de sistemes catalítics innovadors i sostenibles, adaptats a les necessitats de la societat i la indústria. En definitiva, aquest treball suposa un avanç significatiu cap a la química del futur, més conscient i respectuosa amb el medi ambient.[cat] Aquesta tesi doctoral aborda el desenvolupament de catalitzadors homogenis sostenibles i eficients mitjançant una estratègia integradora que combina l’estudi mecanístic detallat, la modelització computacional i l’anàlisi avançada de dades. L’objectiu principal ha estat contribuir al disseny racional de sistemes catalítics que ofereixin un alt rendiment químic, siguin econòmicament viables i, al mateix temps, respectin els principis de la sostenibilitat i la química verda. Aquest enfocament integral permet afrontar de manera global els reptes actuals, alineant la innovació científica amb la responsabilitat ambiental i social. El treball se centra especialment en les reaccions d’acoblament creuat, processos fonamentals en la síntesi de compostos orgànics complexos, molt utilitzats en àmbits com la indústria farmacèutica, l’enginyeria de materials i la química de productes naturals. Aquestes reaccions han estat tradicionalment catalitzades per metalls preciosos com el pal·ladi, que tot i ser molt efectius, presenten desavantatges importants: un cost elevat, la seva escassetat natural i un impacte ambiental considerable derivat de la seva extracció i ús. Davant d’aquests reptes, la recerca s’ha orientat cap a l’ús de metalls més abundants i sostenibles, com el coure i el níquel. Aquests ofereixen avantatges clars en termes de disponibilitat, menor cost i reducció de l’impacte ambiental. Així doncs, el desenvolupament de catalitzadors basats en aquests metalls representa una alternativa prometedora als sistemes tradicionals, i pot tenir implicacions molt rellevants en el futur de la síntesi química, especialment en la recerca aplicada i en la indústria química sostenible. Per tal de comprendre en profunditat els mecanismes que regulen aquestes reaccions, s’han aplicat tècniques computacionals avançades, com ara la teoria del funcional de la densitat (DFT). Aquestes eines han permès estudiar a nivell molecular les etapes claus dels cicles catalítics, com ara l’activació d’enllaços, la formació i ruptura d’intermedis reactius, les transicions d’estat i les interaccions entre els metalls i els lligands. Aquesta anàlisi detallada ha estat fonamental per identificar els factors que determinen l’eficiència i la selectivitat dels processos. Complementàriament, s’han incorporat mètodes d’estadística avançada, modelització microcinètica i aprenentatge automàtic per analitzar una gran quantitat de dades experimentals i teòriques. Aquests enfocaments han permès construir models predictius robustos, que ajuden a optimitzar les condicions de reacció i anticipar el comportament dels sistemes catalítics sense necessitat d’experimentació extensiva. Això suposa un estalvi considerable de temps i recursos i permet una recerca més eficient i sostenible. Els resultats obtinguts mostren clarament que la integració entre teoria, simulació i dades pot transformar profundament el desenvolupament de catalitzadors, promovent un canvi de paradigma en la investigació química. Aquest enfocament no només millora l’eficiència del treball científic, sinó que també contribueix a la creació de tecnologies més netes i compatibles amb els reptes ambientals actuals. Aquesta tesi estableix les bases per a futures investigacions que combinin la modelització teòrica amb l’experimentació guiada per dades, obrint noves possibilitats per al disseny de sistemes catalítics innovadors i sostenibles, adaptats a les necessitats de la societat i la indústria. En definitiva, aquest treball suposa un avanç significatiu cap a la química del futur, més conscient i respectuosa amb el medi ambient
Efficient data movement in large-scale heterogeneous systems
No full textTesi amb menció de Doctorat Internacional(English) Modern computer systems have become universally heterogeneous. Computer architects have addressed the slowdown of Moore’s Law and the end of Dennard scaling by incorporating a variety of cores, including multi-core and many-core designs, and more recently, by integrating specialised hardware components both inside and outside the chip. While current commercial CPUs offer hundreds of cores in the server market, CPUs designed for laptops and mobile devices feature manycore architectures alongside a myriad of accelerators for tasks such as audio processing, video decoding, security, and machine learning (ML).
The current era, often referred to as the golden age of computer architecture, has been driven by the design of accelerators aimed at achieving maximum performance. A significant enabler of this trend has been the open-source RISC-V instruction set architecture (ISA). By removing licensing costs, RISC-V has democratised hardware design and facilitated collaboration between industry and academia. This has led to a proliferation of proposals for new CPUs, GPUs, and accelerators, and RISC-V-based designs are beginning to see commercial adoption.
However, this growing heterogeneity on the hardware side has substantially increased software complexity at all levels — from device drivers and operating systems to libraries and final applications. To optimise software effectively, engineers must now have a detailed understanding of the hardware platforms on which their code will execute. These platforms may integrate CPUs, GPUs, FPGAs, and domain-specific accelerators, making memory management, software compatibility, and data movement strategies significantly more complex. Although mature frameworks exist for GPU programming, especially in the context of ML, emerging accelerators still lack robust, general-purpose software solutions.
Machine learning applications, in particular, have introduced unprecedented demands on computation, memory, storage, and networking. Companies such as Google, AWS, and Meta have responded by developing dedicated ML accelerators, advanced networking solutions, and even custom supercomputers to handle the scale and performance requirements. Moreover, petabyte-scale datasets have become commonplace not only in ML but also in big data analytics, genomics, and physics simulations. At this scale, efficient data movement is critical — not only across data centres but also within chips — to ensure fast and reliable communication among the components of heterogeneous systems.
In this thesis, we characterise and develop new tools for researching heterogeneous systems, scaling and improving RTL simulations, enabling flexible on-chip communication between accelerators, and finally, proposing an innovative solution for data movement at the data centre level.(Català) Els sistemes informàtics moderns s'han tornat universalment heterogenis. Els arquitectes de maquinari han abordat la desacceleració de la Llei de Moore i el final de l'escalat de Dennard mitjançant la incorporació de diversos tipus de nuclis, incloent-hi dissenys multinúcli i manycore, i més recentment, mitjançant la integració de components de maquinari especialitzats tant dins com fora del xip. Mentre que les CPU comercials actuals ofereixen centenars de nuclis en el mercat de servidors, les CPU dissenyades per a portàtils i dispositius mòbils incorporen arquitectures manycore juntament amb una gran varietat d’acceleradors per a tasques com el processament d’àudio, la descodificació de vídeo, la seguretat i l’aprenentatge automàtic (ML).
L’era actual, sovint anomenada l’edat d’or de l’arquitectura de computadores, ha estat impulsada pel disseny d’acceleradors orientats a aconseguir el màxim rendiment. Un dels factors clau d’aquesta tendència ha estat la ISA de codi obert RISC-V. En eliminar els costos de llicència, RISC-V ha democratitzat el disseny de maquinari i ha facilitat la col·laboració entre la indústria i l’àmbit acadèmic. Això ha donat lloc a una proliferació de propostes de noves CPU, GPU i acceleradors, i els dissenys basats en RISC-V comencen a veure una adopció comercial creixent.
Tanmateix, aquesta heterogeneïtat creixent del maquinari ha incrementat de manera considerable la complexitat del programari a tots els nivells, des dels controladors de dispositius i sistemes operatius fins a les biblioteques i aplicacions finals. Per optimitzar el programari de manera eficient, els enginyers han d’entendre detalladament les plataformes de maquinari on s’executarà el codi. Aquestes plataformes poden integrar CPU, GPU, FPGA i acceleradors específics de domini, fet que complica la gestió de la memòria, la compatibilitat del programari i les estratègies de moviment de dades. Tot i que hi ha frameworks madurs per a la programació en GPU, especialment en l’àmbit de ML, els acceleradors emergents encara manquen de solucions genèriques robustes.
Les aplicacions d’aprenentatge automàtic, en particular, han generat demandes sense precedents en càlcul, memòria, emmagatzematge i xarxa. Empreses com Google, AWS i Meta han desenvolupat acceleradors dedicats per a ML, solucions avançades d’interconnexió i fins i tot superordinadors personalitzats per satisfer els requisits d’escala i rendiment. A més, els conjunts de dades a escala de petabytes s’han tornat habituals, no només en ML, sinó també en l’anàlisi de grans volums de dades, la genòmica i les simulacions físiques. A aquesta escala, el moviment eficient de dades és fonamental — no només entre centres de dades, sinó també dins dels mateixos xips — per garantir una comunicació ràpida i fiable entre els components de sistemes heterogenis.
En aquesta tesi, caracteritzem i desenvolupem noves eines per a la recerca en sistemes heterogenis, l’escalat i la millora de simulacions RTL, la comunicació flexible entre acceleradors dins del xip i, finalment, proposem una solució innovadora per al moviment de dades en l’àmbit del centre de dades.(Español) Los sistemas informáticos modernos se han vuelto universalmente heterogéneos. Los arquitectos de hardware han afrontado la desaceleración de la Ley de Moore y el fin del escalado de Dennard mediante la incorporación de una variedad de núcleos, incluyendo diseños multinúcleo y de muchos núcleos, y más recientemente, mediante la integración de componentes de hardware especializados tanto dentro como fuera del chip. Mientras que las CPU comerciales actuales ofrecen cientos de núcleos en el mercado de servidores, las CPU diseñadas para portátiles y dispositivos móviles incorporan arquitecturas manycore junto con una multitud de aceleradores para tareas como procesamiento de audio, decodificación de vídeo, seguridad y aprendizaje automático (ML).
La era actual, a menudo denominada la edad de oro de la arquitectura de computadores, ha sido impulsada por el diseño de aceleradores orientados a lograr el máximo rendimiento. Un factor clave en esta tendencia ha sido la arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA) de código abierto RISC-V. Al eliminar los costes de licencias, RISC-V ha democratizado el diseño de hardware y ha facilitado la colaboración entre la industria y el ámbito académico. Esto ha dado lugar a una proliferación de propuestas para nuevas CPU, GPU y aceleradores, y los diseños basados en RISC-V comienzan a ver adopción comercial.
Sin embargo, esta creciente heterogeneidad en el hardware ha incrementado significativamente la complejidad del software en todos los niveles, desde los controladores de dispositivos y sistemas operativos hasta las bibliotecas y aplicaciones finales. Para optimizar el software de manera efectiva, los ingenieros deben comprender en detalle las plataformas de hardware en las que se ejecutará su código. Estas plataformas pueden integrar CPU, GPU, FPGA y aceleradores específicos de dominio, lo que complica notablemente la gestión de memoria, la compatibilidad del software y las estrategias de movimiento de datos. Aunque existen frameworks maduros para la programación en GPU, especialmente en el contexto de ML, los aceleradores emergentes todavía carecen de soluciones genéricas y robustas.
Las aplicaciones de aprendizaje automático, en particular, han generado demandas sin precedentes en cuanto a cómputo, memoria, almacenamiento y red. Empresas como Google, AWS y Meta han desarrollado aceleradores dedicados para ML, soluciones de red avanzadas e incluso superordenadores personalizados para afrontar las exigencias de escala y rendimiento. Además, los conjuntos de datos a escala de petabytes se han vuelto comunes, no solo en ML, sino también en análisis de grandes volúmenes de datos, genómica y simulaciones físicas. A esta escala, el movimiento eficiente de datos es fundamental, no solo entre centros de datos, sino también dentro de los propios chips, para asegurar una comunicación rápida y fiable entre los componentes de sistemas heterogéneos.
En esta tesis, caracterizamos y desarrollamos nuevas herramientas para investigar sistemas heterogéneos, escalar y mejorar simulaciones RTL, habilitar comunicaciones flexibles dentro del chip entre aceleradores, y finalmente, proponer una solución innovadora para el movimiento de datos a nivel de centro de datos.DOCTORAT EN ARQUITECTURA DE COMPUTADORS (Pla 2012
Al modelling of real-world patients: applications in prostate cancer
No full textThis thesis investigates the integration and analysis of OMICs data to enhance in silico modelling of real-world patients, with a special focus on prostate cancer. By leveraging publicly available transcriptomics data, this research addresses the challenges of integrating diverse datasets, which is crucial for improving the precision and reliability of disease models. The study is motivated by the rapid advancements in OMICs technologies, which have generated extensive datasets with the potential to deepen disease understanding and improve patient care. However, the effective integration of this data to yield meaningful insights remains a significant challenge.
To address this, the research focuses on developing in silico models that integrate Real-World Data (RWD) and OMICs, with a particular emphasis on transcriptomics (specifically microarrays). A novel post-processing technique, MicroArray Cross-plAtfoRm pOst-prOcessiNg (MACAROON), is introduced, which enhances data precision by converting random errors into systematic biases across a large-scale repository of patient data. This repository, which combines gene expression data with clinical and demographic information, enables the creation of customised patient datasets, thereby improving statistical power and the ability to derive reliable biological insights across different patient groups.
The practical application of this repository is demonstrated through the identification of novel biomarker candidates for high-grade prostate cancer. By employing Machine Learning (ML) techniques on patient-derived datasets, this research proposes a list of new candidates that demonstrate a strong ability to reduce false positives, while maintaining aspects of performance comparable to existing biomarkers. These biomarkers have the potential to significantly refine prostate cancer diagnostics and inform more effective patient management strategies.
In conclusion, this thesis contributes to the field of precision medicine by advancing the integration of RWD and OMICs data into clinically relevant models. The findings presented offer new pathways for improving prostate cancer diagnosis and treatment, underscoring the importance of data-driven approaches in modern healthcare.Aquesta tesi investiga la integració i l’anàlisi de dades òmiques per millorar la modelització in silico de pacients del món real, amb una especial atenció en el càncer de pròstata. Mitjançant l’ús de dades públiques de transcriptòmica, aquesta recerca aborda els desafiaments d’integrar conjunts de dades diversos, crucial per millorar la precisió i la fiabilitat dels models de malalties. L’estudi es motiva pels ràpids avenços en les tecnologies òmiques, que han generat conjunts de dades extensos amb el potencial d’aprofundir en la comprensió de les malalties i millorar l’atenció als pacients. No obstant això, la integració efectiva d’aquestes dades per obtenir informació significativa continua essent un repte important.
Per abordar aquest repte, la recerca es centra en el desenvolupament de models in silico que integren Real-World Data (RWD) i dades òmiques, amb un èmfasi particular en la transcriptòmica (concretament en microarrays). Es desenvolupa una nova tècnica de post-processament, MACAROON, que millora la precisió de les dades convertint errors aleatoris en biaixos sistemàtics. A més es crea un repositori que combina dades d’expressió gènica amb informació clínica i demogràfica RWD. Això permet la creació de conjunts de dades personalitzats de pacients, millorant així la potència estadística i la capacitat de derivar informació biològica fiable en diferents tipus de pacients.
L’aplicació pràctica d’aquest repositori es demostra mitjançant la identificació de nous candidats a biomarcadors per al càncer de pròstata en fase avançada. Mitjançant tècniques d’aprenentatge automàtic en conjunts de dades derivades de pacients, proposem una llista de nous candidats que demostren una gran capacitat per reduir falsos positius, mantenint la resta de mètriques comparables als biomarcadors existents. Aquests biomarcadors tenen el potencial de optimitzar significativament el diagnòstic del càncer de pròstata i millorar les estratègies de gestió de pacients actuals.
En conclusió, aquesta tesi contribueix al camp de la medicina de precisió mitjançant de la integració de dades RWD i òmiques en models clínicament rellevants. Els resultats presentats ofereixen noves vies per millorar el diagnòstic i el tractament del càncer de pròstata, subratllant la importància dels enfocaments basats en dades en la sanitat moderna.Programa de Doctorat en Biomedicin
Protecting the Wild: A Study on The Securitization of Conservation and its Resistance, in India
No full textL'Índia és la llar de fauna salvatge en perill d'extinció com ara elefants, tigres i rinoceronts. D'acord amb els acords internacionals sobre l'ampliació dels espais verds l'any 2030 i la protecció d'espècies en perill d'extinció a tot el món, el govern indi ha pres mesures estrictes per garantir la protecció de la biodiversitat i la vida salvatge en nom de la seguretat ambiental nacional i mundial. Amb nous marcs legals per protegir els rinoceronts i els tigres contra l'augment del comerç il·legal de vida salvatge i per garantir el seu compromís amb la "tolerància zero" amb la caça furtiva, el país ha reforçat les idees de "els humans com a enemics", justificant el control armat i l'ús de diferents formes de violència. en aquestes àrees de conservació.
En sintonia amb aquestes característiques de la militarització verda i l'ús de la violència per protegir la vida salvatge, aquesta tesi examina els diferents mecanismes de control utilitzats per l'estat de l'Índia per assegurar els seus punts ecològics de vida salvatge. Aquesta tesi es basa en diversos anys de viatges i cooperació amb organitzacions socials a l'Índia, en l'anàlisi dels conflictes de conservació emergents en 26 àrees protegides que he documentat directament a l'Atles de justícia ambiental, i en una investigació de camp etnogràfica de sis mesos basada en Parc Nacional de Kaziranga, al nord-est de l'estat d'Assam. Mitjançant l'anàlisi de les dades recollides i l'observació directa, mostro les creixents injustícies socioambientals als espais de conservació de l'Índia, especialment a l'estat d'Assam.
Aquesta tesi descriu diferents processos de securitització en conservació, destacant l'impacte que aquests processos tenen en les formes de vida, els drets consuetudinaris i les subjectivitats de les persones a l'Índia. Reconeix les formes de control tant directes com indirectes utilitzades en aquests espais de conservació, reconeixent les formes indirectes de control com a necessàries per reforçar la conservació de la fortalesa desplegada en aquests paisatges. Analitza les formes descentralitzades de conservació, com les pràctiques participatives i els enfocaments de coexistència de la conservació, com a mecanismes indirectes de control utilitzats per governar la ment de les persones, els territoris i la vida salvatge. En fer-ho, reconeix la tirania darrere de la descentralització, reconeixent un canvi de formes de violència directes a indirectes.
Aquesta tesi ofereix tres contribucions a l'ecologia política de la conservació. En primer lloc, mostra com el govern indi utilitza tigres i rinoceront com a tòtems per unificar la seva "unitat en la diversitat" i la conservació com a extensió del control estatal. En segon lloc, mostra com la violència en els espais de conservació ha canviat de formes directes a indirectes alhora que es continua adoptant la conservació de la fortalesa com a regla i ampliant la fortalesa al paisatge, configurant nous temes ambientals i noves narratives de conservació. Finalment, la tesi mostra com diverses formes de resistència al model de conservació convencional, impulsades per actors importants per a la sostenibilitat, estan configurant noves narratives de conservació, passant a formar part del que es reconeixen com a "moviments de justícia ambiental" i configurant futurs alternatius i imaginaris de conservació convivents.India es hogar de animales salvajes en peligro de extinción, como elefantes, tigres y rinocerontes. De acuerdo con los acuerdos internacionales para ampliar los espacios verdes para 2030 y proteger las especies en peligro de extinción en todo el mundo, el gobierno indio ha tomado medidas estrictas para garantizar la protección de la biodiversidad y la vida silvestre en nombre de la seguridad ambiental nacional y global. Bajo nuevos marcos legales para proteger a los rinocerontes y tigres contra el creciente comercio ilegal de vida silvestre y para garantizar su compromiso de "tolerancia cero" con la caza furtiva, el país ha reforzado las ideas de "los humanos como enemigos", justificando el control armado y el uso de diferentes formas de violencia en estas áreas de conservación.
En sintonía con estas características de la ‘militarización verde’ y el uso de la violencia para proteger la vida silvestre, esta disertación examina los diferentes mecanismos de control utilizados por el estado de la India para asegurar sus lugares ecológicos de vida silvestre. Esta tesis se basa en varios años de viajes y cooperación con organizaciones sociales en la India, en el análisis de los conflictos de conservación que surgen en 26 áreas protegidas en la India que he documentado directamente en el Atlas de Justicia Ambiental, y en una investigación de campo etnográfica de seis meses. con sede en el Parque Nacional Kaziranga en el estado nororiental de Assam. A través del análisis de los datos recopilados y la observación directa, muestro las crecientes injusticias socioambientales en los espacios de conservación en la India, especialmente en el estado de Assam.
Esta tesis describe diferentes procesos de titulización en la conservación, destacando el impacto que estos procesos tienen en las formas de vida, los derechos consuetudinarios y las subjetividades de las personas en la India. Reconoce formas de control tanto directas como indirectas utilizadas en estos espacios de conservación, reconociendo las formas de control indirecto como necesarias para reforzar la conservación de la fortaleza desplegada en estos paisajes. Analiza formas descentralizadas de conservación, como prácticas participativas y enfoques de coexistencia para la conservación, como mecanismos indirectos de control utilizados para gobernar las mentes, los territorios y la vida silvestre. Al hacerlo, reconoce la tiranía detrás de la descentralización, reconociendo un cambio de formas de violencia directa a formas indirectas.
Esta disertación ofrece tres contribuciones a la ecología política de la conservación. En primer lugar, muestra cómo el gobierno indio utiliza tigres y rinocerontes como tótems para unificar su ‘unidad en la diversidad’ y la conservación como una extensión del control estatal. En segundo lugar, muestra cómo la violencia en los espacios de conservación ha pasado de formas directas a indirectas mientras continúa adoptando la conservación de fortalezas como regla y extendiendo la fortaleza al paisaje, dando forma a nuevos sujetos ambientales y nuevas narrativas de conservación. Finalmente, la disertación muestra cómo diversas formas de resistencia al modelo de conservación dominante, impulsadas por actores importantes para la sostenibilidad, están dando forma a nuevas narrativas de conservación, convirtiéndose en parte de lo que se reconoce como 'movimientos de justicia ambiental' y dando forma a futuros alternativos e imaginarios de conservación amigables.India is home to endangered wildlife such as elephants, tigers, and rhinos. In line with international agreements on expanding green spaces by 2030 and protecting endangered species worldwide, the Indian government has taken strict measures to ensure biodiversity and wildlife protection in the name of national and global environmental security. Under new legal frameworks to protect rhinos and tigers against increasing illegal wildlife trade and to ensure its commitment to 'zero tolerance' on poaching, the country has reinforced ideas of 'humans as enemies,' justifying armed control and the use of different forms of violence in these conservation areas.
Attuned to these characteristics of green militarization and the use of violence to protect wildlife, this dissertation examines the different mechanisms of control used by the state of India to secure its ecological wildlife spots. This thesis is based on several years of travelling and cooperating with social organizations in India, on the analysis of conservation conflicts emerging in 26 protected areas which I have directly documented in the Environmental Justice Atlas, and on a six-month ethnographic fieldwork research based in Kaziranga National Park in the northeast state of Assam. Through the analysis of collected data and direct observation, I show the increasing socio-environmental injustices in conservation spaces in India, especially in the state of Assam.
This thesis describes different processes of securitization in conservation, highlighting the impact these processes have on people's lifeways, customary rights, and subjectivities in India. It recognizes both direct and indirect forms of control used in these conservation spaces, acknowledging the indirect forms of control as necessary to reinforce the fortress conservation deployed in these landscapes. It analyses decentralized forms of conservation, such as participatory practices and co-existence approaches to conservation, as indirect mechanisms of control used to govern people's minds, territories, and wildlife. In doing so, it recognizes the tyranny behind decentralization, recognizing a shift from direct to indirect forms of violence.
This dissertation offers three contributions to the political ecology of conservation. First, it shows how the Indian government uses tigers and rhinos as totems to unify its 'unity in diversity,' and conservation as an extension of state control. Second, it shows how violence in conservation spaces has shifted from direct to indirect forms while continuing to adopt fortress conservation as a rule and extending the fortress into the landscape, shaping new environmental subjects and new conservation narratives. Finally, the dissertation shows how various forms of resistance to the mainstream conservation model, driven by important actors for sustainability, are shaping new conservation narratives, becoming part of what is recognized as 'environmental justice movements,' and shaping alternative futures and convivial conservation imaginaries.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Ambiental