187118 research outputs found
Sort by
La ciudad más antigua del mundo. Las excavaciones de Kathleen Kenyon en Jericó (1952-1958), según la prensa española de la época
No full textEl objetivo del presente trabajo es el de analizar la recepción que tuvieron las excavaciones de Kathleen Kenyon en Jericó en la prensa española de la época. Para ello hemos analizado una muestra de treinta y dos noticias publicadas entre 1952 y 1975. Dicha muestra permite comprobar que la prensa española contribuyó ampliamente a difundir el fenómeno que Mario Liverani definió como «la carrera por la primera ciudad».The aim of this paper is to analyse the reception that Kathleen Kenyon's excavations in Jericho had in the Spanish press. In order to do this, we have analysed a sample of thirty-two news news published between 1952 and 1975. This sample allows us to verify that the Spanish press contributed widely to disseminate the phenomenon that Mario Liverani defined as «the race for the first city»
Three-dimensional dental topography of fossil suids and paleoenvironmental reconstruction of earliest Vallesian (Late Miocene) sites from the Vallès-Penedès Basin (NE Iberian Peninsula)
No full textThis work is part of the PhD dissertation of S.M., in the framework of the PhD Programme in Geology of the Universitat Autònoma de Barcelona.The earliest Vallesian (∼11.2 Ma) sites of Castell de Barberà (CB) and Creu de Conill 20 (CCN20), in the Vallès-Penedès Basin (NE Iberian Peninsula), are similarly well sampled but display differences in faunal composition that hint at paleoenvironmental differences. Most importantly, CB records one of the few co-occurrences of hominoids and pliopithecoids in the Miocene of Europe, while primates are seemingly absent from CCN20. Differences are also reflected in the more diverse suid assemblage from CB. To ascertain the paleoecological basis for such differences, here we investigate the diets of the suids from these sites-the suine Propotamochoerus palaeochoerus, the tetraconodontines Parachleustochoerus valentini and Versoporcus steinheimensis, and the listriodontine Listriodon splendens. We use 3D dental topography to infer paleodiet and provide further insight into the local paleoenvironmental differences between these sites. We measure four variables-orientation patch count, relief index, angularity, and mean surface slope-and distinguish herbivorous from omnivorous taxa, with the former categorized as browsers, mixed feeders, and grazers. The analyzed suids are similar in terms of angularity but differ in mean surface slope, orientation patch count and relief index. A canonical variate analysis classifies the CB and CCN20 suids as herbivorous (mixed feeders), except for P. palaeochoerus from CCN20, which displays greater similarities to omnivores (higher surface complexity), suggesting more varied diets in the latter locality. We conclude that, despite being roughly coeval and geographically close (∼10 km), these two sites record different local paleoenvironments-with CB representing a very humid and densely forested habitat, and CCN20 recording a more open, arid, and seasonal environment. This confirms previous inferences based on faunal composition and would explain the absense of primates from CCN20. Our study further highlights the relevance of local paleoenvironments for understanding differences in faunal composition among past communities from the same area
Unlocking cetacean diversity in bone assemblages through palaeoproteomics
No full textAquesta tesi investiga la profunda i canviant relació entre els humans i les balenes a través de proves arqueològiques de les costes nord i sud de l'oceà Atlàntic. Se centra en dues societats prehistòriques contrastades, per explorar com aquestes poblacions valoraven les grans balenes i com aquestes interaccions es reflecteixen arqueològicament: els caçadors-recol·lectors Magdalenians de la Península Ibèrica, i les poblacions Sambaquis precolonials de Brasil. Un dels objectius centrals de la tesi és distingir entre l'ús oportunista de balenes (animals encallats, cadàvers a la deriva) i la caça activa, una distinció amb profundes implicacions per comprendre les economies del passat i les seves formes d'organització social. Les grans balenes han estat històricament valorades com a fonts de carn, pell, greix, oli i os, i poden haver estat aprofitades amb finalitats alimentàries, energètiques, socials, cerimonials, arquitectòniques o artesanals, sovint de manera simultània. Aquestes funcions superposades són difícils de separar arqueològicament, generant registres materials complexos i sovint ambigus. Tot i que les restes òssies de balena aporten informació valuosa sobre els patrons d'aprofitament i els diversos rols simbòlics i econòmics d'aquests animals en societats passades, les dificultats en la identificació específica han impedit una reconstrucció acurada de la seva diversitat, obstaculitzant una comprensió més matisada de les economies prehistòriques de caça de balenes. Aquesta tesi s'argumenta que només mitjançant una identificació precisa de les espècies en el registre arqueològic es poden donar respostes més informades a preguntes de llarga data, i es proposa una solució parcial mitjançant la identificació taxonòmica de restes òssies i artefactes amb la Zooarqueologia per Espectrometria de Masses (ZooMS), amb l'objectiu de caracteritzar l'ecologia de l'aprofitament de balenes en els dos contextos arqueològics diferents. S'hi presenta tracta del potencial desaprofitat de materials excavats fa dècades i emmagatzemats en museus, i de la complexitat de la seva anàlisi a causa de les pràctiques de conservació, especialment per l'ús històric de coles orgàniques fetes amb col·lagen animal, subratllant la necessitat d'aplicar protocols de neteja i control més rigorosos. Combinant ZooMS de més de 150 mostres amb anàlisis isotòpica i radiocarboni, es van identificar taxonòmicament les eines d'os de balena més antigues conegudes de jaciments del Paleolític Superior de l'Ibèria. Aquest estudi va revelar una diversitat d'espècies de balenes al Golf de Biscaia entre 20.000-14.000 cal BP, amb un predomini de catxalots i rorquals comuns (espècies oceàniques), que suggereix que les poblacions magdalenianes probablement van adquirir restes de balena de manera oportunista, en forma d'animals encallats o a la deriva. D'altra banda, l'estudi de les poblacions prehistòriques de Sambaqui de la Badia de Babitonga (Brasil), suggereix fermament la caça activa, amb un predomini de la balena franca austral i la balena geperuda (espècies costaneres) identificades en més de 150 restes òssies i artefactes. Mitjançant l'anàlisi tipològica comparativa d'artefactes, es van identificar barres d'arpó fets d'os de balena i datats de fa 5.000 anys, la qual cosa recolza encara més l'argument que aquests grups es troben entre els baleners més antics coneguts a les Amèriques. Ambdós estudis mostren la rellevància de les dades arqueològiques per a la conservació i la gestió costanera actuals amb la identificació d'espècies anteriorment desconegudes en aquestes regions i períodes de temps: balenes grises als jaciments Magdalenians de l'Ibèria, i balenes geperudes als jaciments precolonials brasilers. En posar en valor les col·leccions de museu i integrar tècniques moleculars innovadores, la tesi contribueix a la reconstrucció de línies de base ecològiques a llarg termini, replanteja els relats dominants sobre la caça de balenes prehistòrica i subratlla la recerca arqueològica, en particular del seu arsenal molecular creixent, per fer front als reptes contemporanis en la conservació marina.Esta tesis investiga la profunda y cambiante relación entre los seres humanos y las ballenas a través de evidencias arqueológicas procedentes de las costas norte y sur del océano Atlántico. Se centra en dos sociedades prehistóricas contrastadas, para explorar cómo estas poblaciones valoraban a las grandes ballenas y cómo estas interacciones se reflejan en el registro arqueológico: los cazadores-recolectores Magdalenienses de la Península Ibérica, y las poblaciones Sambaquís precoloniales de Brasil. Uno de los objetivos centrales de esta tesis es distinguir entre el aprovechamiento oportunista de ballenas (animales varados, cadáveres a la deriva) y la caza activa, una distinción que tiene profundas implicaciones para la comprensión de las economías del pasado y sus formas de organización social. Las grandes ballenas históricamente han sido valoradas como fuentes de carne, piel, grasa, aceite y hueso, y pudieron haber sido aprovechadas con fines alimentarios, energéticos, sociales, ceremoniales, arquitectónicos o artesanales, muchas veces de forma simultánea. Estas funciones superpuestas son difíciles de discernir arqueológicamente, lo que genera registros materiales complejos y en ocasiones ambiguos. Aunque los restos óseos de ballena ofrecen información valiosa sobre los patrones de uso y los múltiples roles económicos y simbólicos de estos animales en las sociedades del pasado, las dificultades en la identificación taxonómica han limitado una reconstrucción precisa de su diversidad, obstaculizando una comprensión más matizada de las economías balleneras prehistóricas. Esta tesis se argumenta que solo mediante una identificación precisa de las especies en el registro arqueológico pueden ofrecerse respuestas más fundamentadas a preguntas de larga data y se propone una solución parcial mediante la identificación taxonómica de restos óseos y artefactos con Zooarqueología por Espectrometría de Masas (ZooMS), con el objetivo de caracterizar la ecología del uso de estos animales en dos contextos arqueológicos diferentes. Se presenta el potencial desaprovechado de materiales excavados hace décadas y almacenados en museos, así como de la complejidad de su análisis debido a las prácticas de conservación, especialmente por el uso histórico de colas orgánicas derivadas del colágeno animal, subrayando la necesidad de aplicar protocolos de limpieza y cribado más rigurosos. Combinando ZooMS de más de 150 muestras con análisis isotópico y radiocarbono, se identificaron taxonómicamente las herramientas de hueso de ballena más antiguas conocidas de yacimientos del Paleolítico Superior de Iberia. Este estudio reveló una diversidad de especies de ballenas en el Golfo de Vizcaya entre 20.000-14.000 cal BP, con un predominio de cachalotes y rorcuales comunes (especies oceánicas), que sugiriendo que las poblaciones Magdaleniense probablemente adquirieron oportunistamente los restos de ballenas. Por otro lado, el estudio de las poblaciones Sambaquis precoloniales de la Bahía de Babitonga (Brasil), sugiere firmemente la caza activa, con un predominio de la ballena franca austral y la ballena jorobada (especies costeras) identificadas en más de 150 restos óseos y artefactos. Mediante el análisis tipológico comparativo de artefactos, se identificaron barras de arpón hechos de hueso de ballena y datados de hace 5.000 años, lo que apoya aún más el argumento de que estos grupos se encuentran entre los balleneros más antiguos conocidos en las Américas. Ambos estudios muestran la relevancia de datos arqueológicos para la conservación y gestión costera actuales con la identificación de especies anteriormente desconocidas en estas regiones y períodos: ballenas grises en los yacimientos Magdaleniense de la Iberia, y ballenas jorobadas en los yacimientos precoloniales brasileños. Al poner en valor las colecciones de museo e integrar técnicas moleculares innovadoras, la tesis contribuye a la reconstrucción de líneas de base ecológicas a largo plazo, replantea los relatos dominantes sobre la caza de ballenas prehistórica y subraya la investigación arqueológica, en particular su creciente arsenal molecular, para hacer frente a los retos contemporáneos.This PhD thesis investigates the deep, evolving relationship between humans and whales through archaeological evidence from the north and south Atlantic Ocean. It focuses on two contrasting prehistoric societies to explore how past coastal populations valued large whales and how these interactions are reflected in the archaeological record: Magdalenian hunter-gatherers of the Iberian Peninsula, and pre-colonial Sambaqui populations of coastal Brazil. A central aim in this thesis is to distinguish between opportunistic whale use (stranded animals, drifted carcasses, beached materials) and systematic whaling (active hunting) among these groups, a distinction that carries profound implications for understanding past economies and social organization. Large whales have historically been valued as sources of meat, skin, blubber, oil, and bone, and may have been procured for a variety of purposes, including food, fuel, social status, prestige, ceremonial or architectural use, and bone tool manufacturing, often in overlapping ways. These multiple uses are difficult to disentangle archaeologically, resulting in complex and sometimes ambiguous material records. While whale bone remains offer valuable insights into patterns of whale use and the diverse roles whales played in past human societies, difficulties in species identification have hindered our ability to reconstruct species diversity accurately, and thus prevented a more detailed understanding of prehistoric whaling economies. This thesis argues that only through accurate species identification in the archaeological record can we begin to offer more informed answers, and proposes a method to address the question of prehistoric whaling through taxonomic identification of bone remains and artefacts using Zooarchaeology by Mass Spectrometry (ZooMS) to characterize the ecology of whale use in the two distinct archaeological contexts. This thesis also aims to highlight the untapped potential of long-ago excavated materials and specimens stored for decades in museum archives, while addressing the complexity of their analysis due to modern curation practices, particularly the widespread historical practice of conserving organic artefacts using animal-based collagen glues, highlighting the need for improved screening and cleaning protocols when analyzing curated materials. Combining ZooMS of over 150 samples with isotopic analysis and radiocarbon dating, the oldest known worked whale bone tools were taxonomically identified from Upper Palaeolithic sites in the Iberian Peninsula. This case study revealed a diversity of whale species in the Bay of Biscay between 20000-14000 cal BP, with a predominance of sperm whale and fin whale (deep-water, fast-moving species), suggesting Magdalenian populations likely acquired whale remains opportunistically, in the form of stranded or drifted animals. On the other hand, the case study focused on prehistoric Sambaqui populations from Babitonga Bay (southern Brazil), provided strong evidence for active hunting, with a predominance of southern right whale and humpback whale (species which are near-shore and slow moving) identified in over 150 bone remains and artefacts. Additionally, using comparative artefact typological analysis, harpoon foreshafts made of whale bone and dated to 5,000 years ago were identified within the studied collections, further supporting the argument that these groups are among the earliest known whalers in the Americas. Both case studies show the relevance of archaeological data to modern conservation and coastal management with the identification of species previously not known to have been present in these regions during their respective time periods - with gray whales identified in the Iberian Upper Palaeolithic sites, and humpback whales in the prehistoric Brazilian sites. By highlighting the potential of museum collections and integrating innovative molecular techniques, this thesis contributes to the reconstruction of long-term ecological baselines. It reframes prevailing narratives around prehistoric whaling and emphasizes the critical role of archaeological research, particularly its expanding molecular toolkit, in addressing contemporary challenges in marine conservation
Campylobacter epidemiology and host-pathogen interactions in broiler chickens
No full textCampylobacter és la principal causa mundial de gastroenteritis d'origen alimentari, amb les aus de corral com a font principal d'infecció. Tradicionalment s'ha considerat un comensal inofensiu en aquests animals, però hi ha proves que demostren que poden afectar negativament la salut i el rendiment de les aus, mostrar resistència als antimicrobians (AMR) i colonitzar teixits extraintestinals, suposant una amenaça per a la salut pública i animal. Aquesta tesi amplia el coneixement sobre l'epidemiologia de Campylobacter en vísceres de pollastre i la seva biologia en pollastres d'engreix. Mitjançant el mostreig de fetges (superfície i interior) i continguts cecals de 56 lots al nord-est d'Espanya (3 canals per lot; n = 168), es va observar una elevada prevalença de Campylobacter, especialment a la superfície del fetge (77,9 %) i en menor grau a l'interior (35,7 %). A més, el 40,1 % de les superfícies presentaven >10³ UFC/fetge, i només el 6,6 % dels interiors presentaven càrregues elevades. Senyalant com risc principal per al consumidor una manipulació inadequada (contaminació creuada) més que el consum de fetge poc cuinat. L'anàlisi genotípica va demostrar que algunes soques es translocaven des del cec cap a l'interior hepàtic, mentre que d'altres contaminaven la superfície durant el sacrifici, fet que subratlla la necessitat de mesures de control tant a nivell de granja (reduir prevalença i translocació) com a l'escorxador (evitar contaminació creuada). La presència de Campylobacter en teixits comestibles és rellevant des del punt de vista de la seguretat alimentària, i també per l'aparició de resistència als antimicrobians, representant una amenaça addicional per a la salut pública. Caracteritzant la resistència de 39 aïllats de C. jejuni del teixit hepàtic fenotípicament (per microdilució) i genòmicament (mitjançant seqüenciació del genoma complet), es va trobar que més del 80 % eren resistents almenys a un antibiòtic. Les resistències més comunes van ser a ciprofloxacina (71,8 %) i tetraciclina (64,1 %). Es van identificar determinants de resistència, com la mutació puntual gyrA T86I i el gen tet(O), i d'altres possiblement associats a multiresistència. Això posiciona el fetge de pollastre com a font rellevant de C. jejuni resistent i destaca el valor del WGS com a eina per la vigilància genòmica. Per comprendre la interacció hoste-patogen, es va dur a terme un experiment in vivo amb pollastres d'engreix infectats amb tres soques de C. jejuni de potencial patogènic diferent. Les soques nociva i invasiva van causar empitjorament del rendiment (pitjor conversió alimentària), reducció de la relació VH:CD, augment de citocines proinflamatòries (IFNγ) i perfil de disbiosi caracteritzat per la reducció de bacteris productors d'SCFA (com Bifidobacterium) i alteracions en els metabòlits microbians (com acetat i format). Això qüestiona la hipòtesi històrica que els pollastres són només portadors asimptomàtics demostrant que C. jejuni pot alterar la integritat intestinal i la homeòstasi microbiana de manera depenent de la soca. En conjunt, aquests resultats demostren que el comportament de Campylobacter en aus de corral és complex i està influenciat per múltiples variables: respostes de l'hoste i la variabilitat de les soques. El patogen ja no pot considerar-se només un comensal, sinó un agent capaç de disseminar-se sistèmicament, provocar inflamació i contribuir potencialment a la pèrdua de rendiment en les aus. Aquests resultats defensen la necessitat d'un control específic a les granges, una millora de la higiene durant el sacrifici i l'aplicació d'estratègies de control integrades que incloguin la modulació de la microbiota i una millor comprensió de la patogenicitat específica de cada soca, a més de mesures de bioseguretat. Amb l'avenç del coneixement sobre l'epidemiologia i la biologia de Campylobacter en aus de corral, aquest treball estableix bases per estratègies de control eficaces que protegeixin tant la salut animal com la seguretat del consumidor.Campylobacter es la principal causa mundial de gastroenteritis de origen alimentario, con las aves de corral como fuente principal. Tradicionalmente visto como un comensal inofensivo, evidencias recientes demuestran que puede afectar negativamente a la salud y el rendimiento aviar, mostrar resistencia antimicrobiana (AMR) y colonizar tejidos extraintestinales, constituyendo una amenaza para la salud pública y animal. Esta tesis amplía el conocimiento sobre la epidemiología de Campylobacter en vísceras de pollo y la biología en pollos de engorde. Mediante el muestreo de hígados (superficie y tejido interno) y contenidos cecales, de 56 lotes, en el noreste de España (3 canales por lote; n = 168), se observó una elevada prevalencia de Campylobacter, especialmente en la superficie hepática (77,9 %) y menor en el interior (35,7 %). Además, el 40,1 % de la superficie de los hígados tenían >10³ UFC/hígado, mientras solo el 6,6 % de los interiores alcanzaban altas cargas. Esto subraya que el principal riesgo para el consumidor proviene más del manejo inadecuado (contaminación cruzada), que no del consumo de hígado poco cocinado. El análisis genotípico demostró que algunas cepas se trasladaban desde el ciego al interior hepático, mientras otras contaminaban la superficie durante el sacrificio, enfatizando la necesidad de controles tanto a nivel de granja (reducir prevalencia y translocación) como en matadero (evitar contaminación cruzada). No solo es relevante desde el punto de vista de la seguridad alimentaria la presencia de Campylobacter en los tejidos comestibles, sino también la aparición de AMR, que supone una amenaza adicional para la salud pública. La caracterización de 39 aislados de C. jejuni del tejido hepático, realizada mediante microdilución y secuenciación genómica completa, reveló que más del 80 % eran resistentes al menos a un antibiótico. Las resistencias más comunes fueron a ciprofloxacina (71,8 %) y tetraciclina (64,1 %). Se identificaron determinantes conocidos de resistencia: mutación gyrA T86I y gen tet(O), junto a otros posiblemente asociados a multirresistencia. Esto posiciona al hígado de pollo como fuente relevante de C. jejuni resistente y destaca el valor de la WGS para vigilancia genómica. Para evaluar la interacción huésped-patógeno, se realizó un experimento in vivo en pollos de engorde con tres cepas de C. jejuni con diferente potencial patogénico. Las cepas nociva e invasiva causaron perjuicios en el rendimiento (peor conversión alimenticia), reducción de la relación VH:CD, aumento de citocinas proinflamatorias (IFNγ) y un perfil de disbiosis caracterizado por la reducción de bacterias productoras de SCFA (como Bifidobacterium) y alteración en metabolitos microbianos (como acetato, formiato). Esto cuestiona la noción de que los pollos son portadores asintomáticos y demuestra que C. jejuni puede alterar la integridad intestinal y la homeostasis microbiana de forma dependiente de la cepa. En conjunto, estos resultados demuestran que el comportamiento de Campylobacter en las aves de corral es complejo y está influenciado por múltiples variables, como las respuestas del huésped y la variabilidad de las cepas. El patógeno ya no puede considerarse únicamente como un colonizador intestinal, sino que es capaz de diseminarse de forma sistémica, provocando inflamación en el huésped y contribuyendo potencialmente a la pérdida de rendimiento en las aves de corral. Estos hallazgos abogan por un control específico en las granjas, una mejora de la higiene en el sacrificio y estrategias de control integradas que incluyan la modulación de la microbiota y una comprensión más profunda de la patogenicidad específica de cada cepa, además de la bioseguridad. Al avanzar en el conocimiento de la epidemiología y la biología de Campylobacter en las aves de corral, este trabajo sienta las bases para estrategias de control más eficaces que protejan tanto la salud animal como la seguridad de los consumidores.Campylobacter is the leading cause of foodborne gastroenteritis worldwide, with poultry identified as the main source of human infection. Despite being traditionally considered harmless commensal in poultry, growing evidence demonstrates that Campylobacter can impair host health and performance, exhibiting antimicrobial resistance (AMR), and colonizing extraintestinal tissues, posing a multifaceted threat to public and animal health. This thesis aimed to expand the understanding of Campylobacter epidemiology in chicken offal and the biology in broiler chickens. By sampling 56 flocks (3 carcasses per flock, n = 168 livers and cecal contents) from two slaughterhouses from northeastern Spain, we determined the prevalence and levels of Campylobacter in chicken livers, both from the surface and inner tissue and compared it with that of caeca. Notably, liver samples revealed high contamination rates, particularly on the external surface (77.9%), though inner tissue colonization also occurred in a lower fraction of carcasses (35.7%). This high prevalence, coupled with a high Campylobacter load (>103 CFU/liver) in 40.1% of surface liver samples, points to this offal as a potentially relevant source of human campylobacteriosis. The low proportion (6.6%) of such high load in the inner tissue liver highlights that the risk would be due to improper handling rather than to consumption of undercooked livers. Genotypic analyses of isolates demonstrated that some strains could translocate from the caeca to the liver's internal tissue, while others contaminated the liver surface during slaughter. These results underscore the importance of both on-farm interventions to reduce Campylobacter prevalence which is expected to minimize extraintestinal translocation, and hygienic measures at slaughter to avoid cross contamination of liver surfaces. Not only is the presence of Campylobacter in edible tissues relevant from a food-safety perspective, but also the occurrence of AMR, which poses an additional threat to public health. Hence, the AMR of 39 C. jejuni isolates from internal tissue livers were phenotypically (broth microdilution method) and genomically (whole genome sequencing) characterized. Over 80% of the isolates were resistant to at least one antibiotic, mainly ciprofloxacin (71.8 %) and tetracycline (64.1 %). Genomic analyses confirmed the presence of well-described resistance determinants to these antibiotics, such as the point mutation gyrA T86I and the tet(O) gene, along with additional genes that could contribute to multidrug resistance. These findings highlight chicken livers as a source of AMR C. jejuni and underscore the added value of WGS in providing additional and meaningful information for surveillance diagnostics. To elucidate host-pathogen dynamics, a controlled in vivo experiment was conducted in which broilers were infected with three C. jejuni strains of varying pathogenic potential. Infections with harmful and invasive strains led to impaired feed conversion, reduced VH:CD ratio, increased pro-inflammatory cytokine expression (IFNγ), and dysbiosis marked by decreased SCFA-producing bacteria (e.g., Bifidobacterium) and altered microbial metabolites (e.g., acetate and formate). These findings contradict the historical assumption of broiler chickens as merely asymptomatic carriers and reveal that C. jejuni can disrupt gut integrity and microbial homeostasis in a strain-dependent manner. Together, these results demonstrate that Campylobacter's behavior in poultry is complex and influenced by multiple variables such as host responses and strain variability. The pathogen can no longer be viewed uniquely as a gut colonizer; rather, it is capable of systemic dissemination, triggering host inflammation and potentially contributing to performance losses in poultry. These findings advocate for targeted control on farm, improved slaughter hygiene, and integrated control strategies including microbiota modulation, and a deeper understanding of strain-specific pathogenicity, besides biosecurity. By advancing knowledge on the epidemiology and biology of Campylobacter in poultry, this work provides a foundation for more effective control strategies to protect both animal health and consumer safety
Superconducting coatings for high-field particle physics applications and HTS modeling for fusion
No full textAquesta tesi presenta una nova tècnica de recobriment amb superconductors d'alta temperatura (HTS) basada en la soldadura i delaminació de conductors recoberts comercials de tipus REBCO (CCs). Desenvolupada inicialment per reduir la impedància de acoblament del revestiment de feix per al Future Circular Collider (FCC), la metodologia també s'adreça a altres aplicacions en camps magnètics extrems com ara haloscopis d'axions per a la matèria fosca i sistemes de confinament magnètic per fusió (MCF). El procés es va optimitzar sistemàticament per aconseguir baixa resistència superficial, una adhesió forta i compatibilitat amb ultra-alt buit. Les mostres es van caracteritzar utilitzant ressonadors dielèctrics (DRs) fins a 9 T i 8 GHz, microscòpia Hall d'escaneig (SHPM) i pel·lícules sensibles a la pressió per quantificar la pressió de soldadura. Es va establir una correlació sòlida entre la microscòpia òptica, la SEM-EDX i la SHPM, cosa que permet la caracterització electromagnètica mitjançant una simple inspecció òptica dels substrats delaminats. Això agilitza i accelera considerablement el procés de prova. Es van identificar paràmetres crítics del procés de recobriment, com ara el gruix de la soldadura i una pressió de soldadura uniforme, essencials per evitar el despreniment del recobriment sota forces de Lorentz durant rampes de camp magnètic. L'obertura parcial de la beina de coure va millorar encara més la delaminació i la integritat del recobriment. La metodologia va demostrar millores substancials de rendiment en aplicacions clau: un increment de quatre vegades en el factor de qualitat a 11 T en el haloscopi d'axions RADES i una millora de deu vegades en proves de cavitats RF al Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). A més, aquest treball va contribuir a la iniciativa FusionCAT mitjançant la col·laboració amb el Barcelona Supercomputing Center (BSC), on es va implementar i validar un mòdul de simulació en computació d'alt rendiment (HPC) per al comportament dels HTS. Es van dur a terme dues campanyes experimentals, una de mesures de camp atrapat després del refredament amb camp i una altra de pèrdues AC, que es van comparar amb els resultats de la simulació. Per donar suport a l'escalabilitat, es va desenvolupar equipament específic, incloent màquines de soldadura i delaminació reel-to-reel i una premsa vertical semiautomàtica. Aquests equips demostren la viabilitat de la implementació a escala industrial del procés.Esta tesis presenta una nueva técnica de recubrimiento con superconductores de alta temperatura (HTS) basada en la soldadura y delaminación de conductores comerciales de tipo REBCO (CCs). Desarrollada inicialmente para reducir la impedancia de acoplamiento de la pantalla de haz para el Future Circular Collider (FCC), el método también está dirigido a otras aplicaciones en campos magnéticos extremos, como los haloscopios de axiones para la materia oscura y los sistemas de Fusión por Confinamiento Magnético (MCF). El proceso fue optimizado sistemáticamente para lograr una baja resistencia superficial, una adhesión fuerte y compatibilidad con ultra-alto vacío. Las muestras se caracterizaron utilizando resonadores dieléctricos (DRs) hasta 9 T y 8 GHz, microscopía de sonda Hall de barrido (SHPM) y películas sensibles a la presión para cuantificar la presión de soldadura. Se estableció una correlación robusta entre la microscopía óptica, SEM-EDX y SHPM, lo que permitió la caracterización electromagnética mediante una simple inspección óptica de los sustratos delaminados. Esto agiliza y acelera considerablemente el proceso de ensayo. Se identificaron parámetros críticos del proceso de recubrimiento, incluyendo el grosor de la soldadura y una presión de soldadura uniforme, esenciales para evitar el desprendimiento del recubrimiento bajo fuerzas de Lorentz durante rampas de campo magnético. La apertura parcial de la vaina de cobre mejoró aún más la delaminación y la integridad del recubrimiento. El método demostró mejoras sustanciales de rendimiento en aplicaciones clave: un aumento de cuatro veces en el factor de calidad a 11 T en el haloscopio de axiones RADES y una mejora de diez veces en pruebas de cavidades RF en el Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). Además, este trabajo contribuyó a la iniciativa FusionCAT mediante la colaboración con el Barcelona Supercomputing Center (BSC), donde se implementó y validó un módulo de simulación en computación de alto rendimiento (HPC) para el comportamiento de los HTS. Se llevaron a cabo dos campañas experimentales: mediciones de campo atrapado tras enfriamiento en campo y mediciones de pérdidas AC, que se compararon con los resultados de simulación. Para respaldar la escalabilidad, se desarrolló equipamiento específico, incluidas máquinas de estañado y delaminación reel-to-reel, así como una prensa vertical semiautomática. Estas herramientas demuestran la viabilidad de una implementación a escala industrial del proceso.This thesis presents a new High-Temperature Superconductor (HTS) coating technique based on soldering and delamination of commercial REBCO Coated Conductors (CCs). Developed initially to reduce beam screen coupling impedance for the Future Circular Collider (FCC), the method also targets other extreme magnetic field applications such as axion dark-matter haloscopes and Magnetically Confined Fusion (MCF) systems. The process was systematically optimized for low surface resistance, strong adhesion, and ultra-high vacuum compatibility. Samples were characterized using Dielectric Resonators (DRs) up to 9 T and 8 GHz, Scanning Hall-Probe Microscopy (SHPM), and pressure-sensitive films to quantify soldering pressure. A robust correlation between optical microscopy, SEM-EDX, and SHPM was established, allowing electromagnetic characterization through simple optical inspection of delaminated substrates. This significantly streamlines and accelerates the testing process. Critical parameters of the coating process were identified, including solder thickness and uniform soldering pressure, which were essential to avoid coating detachment under Lorentz forces during magnetic ramp-up. Partial opening of the copper sheath further improved delamination and coating integrity. The method demonstrated substantial performance improvements in key applications: a fourfold increase in the quality factor at 11 T in the RADES axion haloscope, and a tenfold enhancement in RF cavity tests at the Stanford Linear Accelerator Center (SLAC). Additionally, this work contributed to the FusionCAT initiative through collaboration with the Barcelona Supercomputing Center (BSC), where a high-performance computing (HPC) simulation module for HTS behavior was implemented and validated. Two experimental campaigns, trapped field measurements after in-field cooling and AC loss measurements, were conducted and compared with simulation results. To support scalability, dedicated equipment was developed, including reel-to-reel tinning and delamination machines as well as a semi-automated vertical press. These tools demonstrate the feasibility of industrial-scale implementation of the process
Dissecting the role of BR receptor BRL3-mediated ROS signaling for plant adaptation to abiotic stress
No full textAquesta tesi doctoral presenta nous descobriments sobre la interacció entre les vies de senyalització de les brasinoesteroides (BRs) i les espècies reactives d'oxigen (ROS) a Arabidopsis thaliana, així com una perspectiva evolutiva sobre la família de factors de transcripció WOX en la regulació de la dinàmica del meristema a la briòfita Marchantia polymorpha. Les BRs són hormones esteroides vegetals que controlen el creixement i desenvolupament general de la planta, i tenen un paper clau en l'adaptació als entorns canviants. Les BRs són percebudes per la família de receptors tipus BRI1, essent BRI1 el més caracteritzat. Hi ha dos homòlegs, BRL1 i BRL3, que també poden reconèixer la brassinolida (BL) i iniciar la senyalització mediada per BR. Ambdós s'expressen al nínxol de cèl·lules mare i al sistema vascular. En particular, BRL3 s'ha relacionat estretament amb les respostes a estrès abiòtic com la termomorfogènesi, l'estrès osmòtic i la sequera. Mitjançant anàlisis proteòmiques i transcriptòmiques, aquest treball revela un nou paper de BRL3 en la senyalització de ROS. En concret, s'identifica l'homòleg D de l'oxidasa de l'esclat respiratori (RBOHD), una de les principals enzimes productores de ROS a l'apoplast, com a part del complex de BRL3. Aquesta interacció apunta a una connexió directa entre les vies de BR i ROS a nivell del receptor. Amb un enfocament interdisciplinari que combina genètica, biologia molecular, bioquímica, tècniques d'imatge i fisiologia, demostrem que les vies de senyalització de BR i ROS actuen de manera sinèrgica per afavorir el desenvolupament vegetal i l'adaptació a l'estrès. Aquesta tesi explora específicament com BRL3 regula RBOHD tant a nivell transcripcional com posttraduccional. Les anàlisis bioquímiques mostren una interacció constitutiva entre BRL3 i RBOHD, essencial per a la producció de ROS induïda per BR a l'arrel d'Arabidopsis. A més, les dades obtingudes a nivell cel·lular i fisiològic indiquen que la proteïna RBOHD juga un paper clau en l'estabilitat dels receptors BRI1 i BRL3, afectant així el desenvolupament de la planta i les respostes a l'estrès abiòtic. Els nostres resultats donen suport a un model en què BRI1 regula el creixement general de la planta, mentre que BRL3 governa les respostes a l'estrès, amb la producció de ROS mediada per RBOHD com a component essencial en ambdós complexos de senyalització. Paral·lelament, mitjançant un enfocament de biologia evolutiva del desenvolupament, hem descobert la funció conservada del membre homòleg WOX, MpWOX, a Marchantia polymorpha, en el context del control de la dinàmica del meristema. MpWOX mostra una expressió enriquida a la zona que envolta l'entaulament apical del tàl·lus, concretament a la regió ventral. Amb l'ajuda d'eines d'imatge i anàlisis bioinformàtiques, s'ha estudiat en detall el paper d'aquest factor de transcripció en la zona de divisió activa del meristema, destacant la seva rellevància en la seva regulació. En conjunt, aquesta tesi doctoral aporta una millor comprensió de com components específics asseguren el desenvolupament vegetal i l'adaptació a l'entorn. En particular, s'afegeix una nova capa de coneixement sobre la senyalització mediada pel receptor esteroide BRL3 en cèl·lules específiques, descrivint la seva interacció i mecanisme amb RBOHD. Un altre avenç clau ha estat aprofundir en els mecanismes evolutius que regulen els meristemes vegetals, estructures essencials per mantenir la integritat de l'organisme. Aquest treball ofereix noves perspectives i obre múltiples línies de recerca per entendre com components localitzats amb precisió poden activar cascades de senyalització que regulen el desenvolupament global de les plantes.Esta tesis doctoral presenta nuevos hallazgos sobre la interacción entre las rutas de señalización de las brasinoesteroides (BRs) y las especies reactivas de oxígeno (ROS) en Arabidopsis thaliana, así como una perspectiva evolutiva sobre la familia de factores de transcripción WOX en la regulación de la dinámica del meristemo en la briófita Marchantia polymorpha. Las BRs son hormonas esteroides vegetales que controlan el crecimiento y desarrollo general de la planta, desempeñando un papel clave en la adaptación a entornos cambiantes. Las BRs son percibidas por la familia de receptores similares a BRI1, siendo BRI1 el más ampliamente caracterizado. Existen dos homólogos, BRL1 y BRL3, que también son capaces de reconocer la Brassinólida (BL) e iniciar la señalización mediada por BR. Ambos se expresan en la región del nicho de células madre y en el sistema vascular. En particular, BRL3 ha sido estrechamente vinculado con respuestas a estreses abióticos como la termomorfogénesis, el estrés osmótico y la sequía. Mediante análisis proteómicos y transcriptómicos, este trabajo revela un nuevo papel para BRL3 en la señalización de ROS. Se identifica al Homólogo D de la Oxidasa del Estallido Respiratorio (RBOHD), una de las principales enzimas productoras de ROS en el apoplasto, como parte del complejo de BRL3. Esta interacción apunta a una conexión directa entre las vías de señalización de BR y ROS a nivel del receptor. Utilizando un enfoque interdisciplinar que combina genética, biología molecular, bioquímica, imagen y fisiología, demostramos que las rutas de BR y ROS actúan de forma sinérgica para apoyar el desarrollo vegetal y la adaptación al estrés. Esta tesis profundiza específicamente en cómo BRL3 regula a RBOHD tanto a nivel transcripcional como postraduccional. Los análisis bioquímicos revelan una interacción constitutiva entre BRL3 y RBOHD, esencial para la producción de ROS inducida por BR en la raíz de Arabidopsis. Además, los estudios celulares y fisiológicos indican que la proteína RBOHD juega un papel crucial en la estabilidad de los receptores BRI1 y BRL3, lo que repercute en el desarrollo de la planta y en las respuestas al estrés abiótico. Nuestros resultados apoyan un modelo en el que BRI1 regula el crecimiento general de la planta, mientras que BRL3 modula la respuesta al estrés, siendo la producción de ROS mediada por RBOHD un componente esencial en ambos complejos de señalización. Paralelamente, mediante un enfoque de biología evolutiva del desarrollo, se ha descubierto la función conservada del miembro homólogo WOX, MpWOX, en Marchantia polymorpha, en el contexto del control de la dinámica del meristemo. MpWOX muestra una expresión enriquecida en la zona que rodea la muesca apical del talo, específicamente en la región ventral. Mediante herramientas de imagen y análisis bioinformático, se ha analizado en detalle el papel de este factor de transcripción en la zona de división activa del meristemo, lo que sugiere su relevancia en la dinámica meristemática. En conjunto, esta tesis doctoral esclarece cómo componentes específicos aseguran el desarrollo vegetal y la adaptación al entorno. En particular, se añade una nueva capa de conocimiento sobre la señalización mediada por el receptor esteroideo BRL3 en células específicas, describiendo su interacción y mecanismo con RBOHD. Otro aporte clave ha sido profundizar en los mecanismos evolutivos que regulan los meristemos vegetales, estructuras esenciales para mantener la integridad del organismo. Este trabajo ofrece nuevas perspectivas y abre múltiples líneas de investigación para comprender cómo componentes localizados de forma precisa pueden activar cascadas de señalización que rigen el desarrollo global de las plantas.The present PhD thesis dissertation reports new insights for the Brassinosteroids (BRs), and Reactive Oxygen Species (ROS) signaling crosstalk to ensure the plant adaptation to stress in Arabidopsis thaliana and an evolutionary perspective for WOX family of transcription factors in regulating the meristem of the bryophyte Marchantia polymorpha. Steroid plant hormones, called BRs, control overall growth and development, showing a key role in adaptation to the changing environments. BRs are perceived by Brassinosteroid Insensitive 1 (BRI1)-like family, in which BRI1 is the most characterized receptor. There are two BRI1-like homologues, BRL1 and BRL3, known to be able to recognize Brassinolide (BL) and trigger the BR-mediated cascade; both expressed in the stem cell niche and vasculature. BRL3 mediated signaling has been strongly related to abiotic stress responses, such as thermomorphogenesis, osmotic and drought stress. Our proteomic and transcriptomic analyses reveal a role for BRL3 in ROS signaling, finding Respiratory Oxidase Homologue D (RBOHD), the most studied protein producing ROS in the apoplast, in the BRL3 complex. This interaction points to a direct relation between BR and ROS signaling pathways, focusing specifically on the receptor level. Here, with the use of interdisciplinary methodologies, such as genetics, molecular biology, biochemistry, imaging and physiology, we have uncovered how BR and ROS signaling pathways combine in a synergistic manner to ensure plant development and adaptation. In particular, the work collected in this thesis deciphers the regulation behind the BR and ROS signaling pathways, by specifically studying how the BR receptor BRL3 regulates RBOHD in a transcriptional and posttranslational manner. Moreover, biochemical analyses have revealed the mechanism behind BRL3-RBOHD complex, indicating a constitutive interaction, and is crucial role in BR-mediated ROS in the Arabidopsis root. Additionally, cell biology and physiological approaches suggest the pivotal role of RBOHD protein in the BRI1 and BRL3 receptors stability and, as consequence, mediated traits in plant development and abiotic stress responses. Our results support the model of BRI1 governing the overall plant growth, whereas BRL3 governs stress response, and the requirement of RBOHD-mediated ROS in both complexes to ensure the signal transduction. On the other hand, through an evolutionary developmental approach, we have uncovered the conservative function of WOX homologue member, MpWOX, in Marchantia polymorpha in the context of controlling the meristem dynamics. MpWOX showed an enriched expression in the area surrounding the apical notch in the thallus, specifically in the ventral zone. Moreover, taking advantage of imaging and bioinformatic tools, the role of this transcription factor in the actively dividing area of the meristem was analyzed in detail, suggesting its relevance in the meristem dynamics. Overall, the present PhD thesis elucidates how specific components ensure the plant development and adaptation. Specifically, we have added a new layer in the cell-specific steroid receptor BRL3 mediated signaling, by describing its interaction and mechanism with RBOHD. Another key contribution of this thesis has been to delve into the evolutionary mechanisms governing plant meristems, which are crucial for maintaining the integrity of the organism. This work provides novel insights and opens multiple lines of research to uncover how precisely localized components can trigger signaling cascades that govern overall plant development.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Genètica
Insights from Family Businesses Operations Strategies : three essays on Supply Chain Resilience, Inventory Dynamics, and Quality Practices
No full textLes empreses familiars constitueixen un segment clau de l'economia global, representant més del 80% dels negocis a nivell mundial. Aquestes organitzacions es caracteritzen per la combinació d'aspectes familiars i empresarials, amb una gran diversitat en estructura de propietat, implicació familiar i etapes generacionals. La tesi es centra en comprendre com aquestes particularitats afecten la presa de decisions estratègiques i operatives en comparació amb empreses no familiars. Per a això, s'utilitza el marc teòric de la riquesa socioemocional (SEW), que reflecteix els valors no econòmics associats al control, la identitat i la continuïtat familiar. Integrant aquesta perspectiva amb teories d'Operations Management (gestió de la cadena de subministrament, inventaris i qualitat), es revela com les FBs adapten pràctiques per equilibrar l'eficiència operativa amb la preservació dels seus valors familiars. Així, es posa de manifest la importància del context familiar en la resiliència, la innovació i la sostenibilitat empresarial. Aquest enfocament interdisciplinari ajuda a ampliar la literatura ja existent, especialment pel que fa a l'impacte de la riquesa socioemocional en àrees operatives clau. Els resultats aporten una comprensió profunda de la dinàmica única de les empreses familiars, amb implicacions per a la teoria i la pràctica de la gestió empresarial.Las empresas familiares constituyen un segmento clave de la economía global, representando más del 80% de los negocios a nivel mundial. Estas organizaciones se caracterizan por la combinación de aspectos familiares y empresariales, con una gran diversidad en estructura de propiedad, implicación familiar y etapas generacionales. La tesis se centra en comprender cómo estas particularidades afectan la toma de decisiones estratégicas y operativas en comparación con empresas no familiares. Para ello, se utiliza el marco teórico de la riqueza socioemocional (SEW), que refleja los valores no económicos asociados al control, la identidad y la continuidad familiar. Integrando esta perspectiva con teorías de Operations Management (gestión de la cadena de suministro, inventarios y calidad), se revela cómo las empresas familiares adaptan prácticas para equilibrar la eficiencia operativa con la preservación de sus valores familiares. Así, se pone de manifiesto la importancia del contexto familiar en la resiliencia, la innovación y la sostenibilidad empresarial. Este enfoque interdisciplinar ayuda a ampliar la literatura existente, especialmente en cuanto al impacto de la riqueza socioemocional en áreas operativas clave. Los resultados aportan una comprensión profunda de la dinámica única de las empresas familiares, con implicaciones para la teoría y la práctica de la gestión empresarial.Family businesses constitute a key segment of the global economy, representing over 80% of businesses worldwide. These organizations are characterized by the combination of family and business aspects, with significant diversity in ownership structure, family involvement, and generational stages. The thesis focuses on understanding how these particularities affect strategic and operational decision-making compared to non-family businesses. To this end, it uses the theoretical framework of Socioemotional Wealth (SEW), which reflects the non-financial values associated with control, identity, and family continuity. By integrating this perspective with Operations Management theories (supply chain management, inventory, and quality), it reveals how family businesses adapt practices to balance operational efficiency with the preservation of their family values. Thus, the importance of the family context in resilience, innovation, and business sustainability is highlighted. This interdisciplinary approach helps to expand the existing literature, especially regarding the impact of socioemotional wealth on key operational areas. The findings provide a deep understanding of the unique dynamics of family businesses, with implications for both theory and business management practice.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Economia, Organització i Gestió (Business Economics)
Statistical Analysis of the Madden-Julian Oscillation
No full textL'oscil·lació de Madden-Julian (OEM) és un component fonamental de la variabilitat atmosfèrica tropical, que influeix significativament en els patrons meteorològics globals. Modula la convecció tropical, impulsa la variabilitat subestacional i interactua amb fenòmens climàtics a gran escala com ara l'Oscil·lació del Sud-El Niño (ENOS). Malgrat la seva importància, aspectes clau del seu cicle de vida, en particular el seu inici, durada i finalització, continuen sent poc coneguts. Comprendre aquestes dinàmiques és essencial per millorar les prediccions meteorològiques i la modelització climàtica. Una anàlisi estadística dels esdeveniments d'OEM revela que les seves durades i mides segueixen una doble distribució de llei de potència, cosa que suggereix una distinció entre esdeveniments petits i llargs, però sense una escala característica en aquestes dues categories. Una durada crítica d'aproximadament 27 dies marca un fort augment de la probabilitat de finalització d'un esdeveniment, independent de les fases inicial i final. Això suggereix un mecanisme d'esgotament intern en lloc d'un forçament extern, que pot tenir implicacions importants per a la predictibilitat de l'OEM en escales de temps subestacionals. En aquest marc, aquesta tesi doctoral examina l'evolució dels esdeveniments extrems de MJO i els seus impactes específics a Sud-amèrica durant l'estiu austral. Els esdeveniments extrems de MJO, definits per una classificació basada en llindars, es distingeixen dels esdeveniments febles mitjançant anàlisis compostes de la radiació d'ona llarga sortint (OLR), la funció del corrent de remolí i el potencial de velocitat. Els esdeveniments de MJO amb fases d'inici 2-3 i 6-7 s'analitzen en detall per determinar quines fases condueixen als impactes regionals més significatius i com les anomalies associades evolucionen amb el temps. Els resultats indiquen que els esdeveniments extrems de MJO produeixen anomalies de convecció més fortes a la regió equatorial a nivell mundial, amb centres de convecció potenciats o suprimits que presenten un desplaçament cap al sud-est en comparació amb els esdeveniments més febles. A més, aquests esdeveniments extrems de MJO exerceixen una influència notable sobre el Dipol Sud-americà (SAD), una característica clau de la variabilitat climàtica regional. L'estudi també explora com diferents fases ENSO modulen els esdeveniments extrems de MJO, afectant la seva freqüència, intensitat i els impactes posteriors en els patrons meteorològics sud-americans.La Oscilación Madden-Julian (OMJ) es un componente fundamental de la variabilidad atmosférica tropical, que influye significativamente en los patrones climáticos globales. Modula la convección tropical, impulsa la variabilidad subestacional e interactúa con fenómenos climáticos a gran escala como El Niño-Oscilación del Sur (ENOS). A pesar de su importancia, aspectos clave de su ciclo de vida, en particular su inicio, duración y terminación, siguen siendo poco conocidos. Comprender esta dinámica es esencial para mejorar las predicciones meteorológicas y la modelización climática. Un análisis estadístico de los eventos de la OMJ revela que su duración y magnitud siguen una distribución de doble ley de potencia, lo que sugiere una distinción entre eventos pequeños y largos, pero sin una escala característica en estas dos categorías. Una duración crítica de aproximadamente 27 días marca un aumento drástico en la probabilidad de terminación de un evento, independientemente de las fases de inicio y fin. Esto sugiere un mecanismo de agotamiento interno en lugar de un forzamiento externo, lo cual podría tener implicaciones importantes para la predictibilidad de la OMJ en escalas de tiempo subestacionales. Bajo este enfoque, esta tesis doctoral examina la evolución de los eventos extremos de OMJ y sus impactos específicos en Sudamérica durante el verano austral. Los eventos extremos de OMJ, definidos mediante una clasificación basada en umbrales, se distinguen de los eventos débiles mediante análisis de composites de la radiación de onda larga (OLR), la función corriente y el potencial de velocidad. Los eventos de OMJ con fases de iniciación 2-3 y 6-7 se analizan en detalle para determinar qué fases provocan los impactos regionales más significativos y cómo evolucionan las anomalías asociadas con el tiempo. Los resultados indican que los eventos extremos de OMJ producen anomalías de convección más intensas en la región ecuatorial a nivel mundial, con centros de convección activa o suprimida que muestran un desplazamiento hacia el sureste en comparación con los eventos más débiles. Además, estos eventos extremos de OMJ ejercen una influencia notable en el Dipolo Sudamericano (SAD), una característica clave de la variabilidad climática regional. El estudio también explora cómo las diferentes fases del ENSO modulan los eventos extremos de OMJ, afectando su frecuencia, intensidad y sus consiguientes impactos en los patrones climáticos sudamericanos.The Madden-Julian Oscillation (MJO) is a fundamental component of tropical atmospheric variability, influencing significantly on global weather patterns. It modulates tropical convection, drives sub-seasonal variability, and interacts with large-scale climate phenomena such as the El Niño-Southern Oscillation (ENSO). Despite its importance, key aspects of its lifecycle, particularly its initiation, duration, and termination, remain poorly understood. Understanding these dynamics is essential for improving weather predictions and climate modeling. A statistical analysis of MJO events reveals that their durations and sizes follow a double power-law distribution, suggesting a distinction between small and long events but without a characteristic scale in this two categories. A critical duration of approximately 27 days marks a sharp increase in the probability of an event's termination, independent of the starting and ending phases. This suggests an internal exhaustion mechanism rather than external forcing, which may have important implications for the predictability of the MJO on sub-seasonal timescales. Under this framework, this PhD thesis examines the evolution of extreme MJO events and their specific impacts on South America during the austral summer. Extreme MJO events, defined by a threshold-based classification, are distinguished from weak events through composite analyses of outgoing longwave radiation (OLR), eddy streamfunction, and velocity potential. MJO events with initiation phases 2-3 and 6-7 are analyzed in detail to determine which phases lead to the most significant regional impacts and how the associated anomalies evolve over time. Results indicate that extreme MJO events produce stronger convection anomalies in the equatorial region globally, with enhanced or suppressed convection centers exhibiting a southeastern displacement compared to weaker events. Furthermore, these MJO extreme events exert a notable influence on the South American Dipole (SAD), a key feature of regional climate variability. The study also explores how different ENSO phases modulate extreme MJO events, affecting their frequency, intensity, and subsequent impacts on South American weather patterns
Polynomial differential systems with invariant algebraic curves of arbitrary degree formed by Legendre polynomials
No full textAltres ajuts: Reial Acadèmia de Ciències i Arts de BarcelonaIn 1891 Poincaré asked: Given m ≥ 2, is there a positive integer M(m) such that if a polynomial differential system of degree m has an invariant algebraic curve of degree ≥ M(m), then it has a rational first integral? Brunella and Mendes repeated the same open question in 2000, and Lins-Neto in 2002. Between the years 2001 and 2003 three different families of quadratic polynomial differential systems provided a negative answer to this question. One of the answers used the Hermite polynomials. Recently a new negative answer was provided for polynomial differential systems of arbitrary degree using the Laguerre polynomials. In this paper we provide another new negative answer but using for first time the Legendre polynomials. So the orthogonal polynomials play a role in the Poincaré's question. Moreover we classify the phase portraits of these polynomial differential systems having invariant algebraic curves of arbitrary degree based on the Legendre polynomials
Coupling bio/electrochemistry and fermentation for the production of 3-Hydroxypropionic acid
No full textCaptura i utilització de carboni (CCU) ofereixen una via sostenible per convertir les emissions de CO₂ en productes de valor afegit. Aquesta tesi presenta un enfocament integrat que combina la recuperació d'amoni (NH₄⁺) d'aigües residuals i l'electroreducció de CO₂ a format (eCO₂RR), ambdós utilitzats com a substrats per a la fermentació microbiana orientada a la producció d'àcid 3-hidroxipropanoic (3-HP). El NH₄⁺ es va recuperar mitjançant un sistema bioelectroquímic (BES) operat en una configuració de tres cambres amb aigua residual sintètica. A 75 mA i 3 g L⁻¹ de NH₄⁺, es va assolir una taxa de recuperació de 55 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹ i una eliminació del 97%. Es van provar diferents configuracions de càtode, amb la recuperació (17 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹) i eliminació (21 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹) més altes utilitzant acer inoxidable a 1,4 V. Experiments posteriors van mostrar que concentracions elevades de NH₄⁺ (≥2 g L⁻¹) reduïen la densitat de corrent a causa de la inhibició del biofilm. L'eficiència energètica òptima (3,6 kWh kgN⁻¹) es va aconseguir a 0,5 g L⁻¹ de NH₄⁺. L'electroreducció de CO₂ es va dur a terme en una cel·la sense membrana amb un càtode de grafit recobert d'indi, produint format a una taxa de 146 mg L⁻¹ h⁻¹ amb una eficiència faradaica del 72%. Aquest format biocompatible es va utilitzar en la fermentació amb K. phaffii modificada genèticament, capaç de co-metabolitzar metanol i format per produir 3-HP. L'alimentació conjunta va millorar la captació de metanol i l'equilibri redox, augmentant el rendiment de 3-HP un 20% respecte a les cultures amb només metanol. A escala d'1 L, es van obtenir 4,5 g L⁻¹ de 3-HP amb un rendiment de 0,12 g g⁻¹ de metanol. Es va avaluar la integració del format derivat d'eCO₂RR i l'NH₄⁺ recuperat del BES en fermentacions sota quatre condicions. En comparació amb un control (6,84 g L⁻¹), l'NH₄⁺ del BES va augmentar la producción de 3-HP un 6,4%, el format d'eCO₂RR un 16,4%, i la combinació d'ambdós un 18% (8,16 g L⁻¹). El rendiment més alt de 3-HP (0,26 g g⁻¹ de metanol) es va aconseguir amb la configuració completament integrada. També es va provar un procés en dues etapes combinant l'eCO₂RR i la fermentació en un mateix reactor, que va requerir una optimització del medi per assegurar la compatibilitat. Aquesta tesi demostra la viabilitat d'integrar la recuperació de CO₂ i nutrients amb la bioproducció microbiana, promovent estratègies eficients en recursos per a una biomanufactura circular.La captura y utilización de carbono (CCU) ofrece una vía sostenible para convertir las emisiones de CO₂ en productos de valor añadido. Esta tesis presenta un enfoque integrado que combina la recuperación de amonio (NH₄⁺) de aguas residuales y la electroreducción de CO₂ a formato (eCO₂RR), ambos utilizados como sustratos en fermentaciones microbianas para la producción de ácido 3-hidroxipropanoico (3-HP). El NH₄⁺ se recuperó mediante un sistema bioelectroquímico (BES) operado en una configuración de tres cámaras con agua residual sintética. A 75 mA y 3 g L⁻¹ de NH₄⁺, se logró una tasa de recuperación de 55 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹ y una eliminación del 97%. Se probaron diferentes configuraciones de cátodo, obteniéndose la mayor recuperación (17 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹) y eliminación (21 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹) con acero inoxidable a 1,4 V. Experimentos posteriores mostraron que concentraciones elevadas de NH₄⁺ (≥2 g L⁻¹) reducían la densidad de corriente debido a la inhibición del biofilm. La eficiencia energética óptima (3,6 kWh kgN⁻¹) se obtuvo a 0,5 g L⁻¹ de NH₄⁺. La electroreducción de CO₂ se llevó a cabo en una celda sin membrana, con un cátodo de grafito recubierto de indio, produciendo formato a una tasa de 146 mg L⁻¹ h⁻¹ con una eficiencia faradaica del 72%. Este formato biocompatible se utilizó en fermentaciones con K. phaffii modificada genéticamente, capaz de co-metabolizar metanol y formato para producir 3-HP. La co-alimentación mejoró la asimilación de metanol y el equilibrio redox, aumentando el rendimiento de 3-HP en un 20% en comparación con cultivos con solo metanol. A escala de 1 L, se obtuvieron 4,5 g L⁻¹ de 3-HP con un rendimiento de 0,12 g g⁻¹ de metanol. Se evaluó la integración del formato derivado de eCO₂RR y del NH₄⁺ recuperado del BES en fermentaciones bajo cuatro condiciones. En comparación con un control (6,84 g L⁻¹), el NH₄⁺ procedente del BES incrementó la producción de 3-HP un 6,4%, el formato de eCO₂RR un 16,4%, y su combinación un 18% (8,16 g L⁻¹). El mayor rendimiento de 3-HP (0,26 g g⁻¹ de metanol) se logró en la configuración completamente integrada. También se ensayó un proceso en dos etapas, combinando eCO₂RR y fermentación en un mismo reactor, que requirió una optimización del medio para garantizar la compatibilidad. Esta tesis demuestra la viabilidad de integrar la recuperación de CO₂ y nutrientes con la bioproducción microbiana, impulsando estrategias eficientes en recursos para una biomanufactura circular.Carbon capture and utilization (CCU) offers a sustainable route to convert CO₂ emissions into value-added products. This thesis presents an integrated approach combining ammonium (NH₄⁺) recovery from wastewater and CO₂ electroreduction to formate (eCO₂RR), both used as inputs for microbial fermentation to produce 3-hydroxypropionic acid (3-HP). NH₄⁺ was recovered using a bioelectrochemical system (BES) operated in a three-chamber configuration with synthetic wastewater. At 75 mA and 3 g L⁻¹ NH₄⁺, a recovery rate of 55 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹ and 97% removal were achieved. Different cathode setups were tested, with the highest recovery (17 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹) and removal (21 gN-NH₄⁺ m⁻² d⁻¹) obtained using stainless steel at 1.4 V. Further tests showed that high NH₄⁺ levels (≥ 2 g L⁻¹) reduced current density due to biofilm inhibition. Optimal energy efficiency (3.6 kWh kgN⁻¹) was found at 0.5 g L⁻¹ NH₄⁺. CO₂ electroreduction was performed in a single-chamber, membrane-free cell with an indium-coated graphite cathode, producing formate at 146 mg L⁻¹ h⁻¹ with 72% faradaic efficiency. This biocompatible formate was used in fermentation by engineered K. phaffii, which co-metabolized methanol and formate to produce 3-HP. Co-feeding improved methanol uptake and redox balance, increasing 3-HP yield by 20% compared to methanol-only cultures. At 1 L scale, 4.5 g L⁻¹ of 3-HP was obtained with a yield of 0.12 g g⁻¹ methanol. Integration of eCO₂RR-derived formate and BES-recovered NH₄⁺ was evaluated in fermentation under four conditions. Compared to a control (6.84 g L⁻¹), BES-derived NH₄⁺ increased 3-hp titers by 6.4%, eCO₂RR-formate by 16.4%, and their combination by 18% (8.16 g L⁻¹). The highest 3-HP yield (0.26 g g⁻¹ methanol) was achieved in the fully integrated setup. A two-step process combining eCO₂RR and fermentation in a shared reactor was also tested, requiring medium optimization for compatibility. This thesis demonstrates the feasibility of integrating CO₂ and nutrient recovery with microbial bioproduction, advancing resource-efficient strategies for circular biomanufacturing