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A platform to support the fast development of digital twins for agricultural holdings
No full textIndustry 4.0 has advanced in agriculture through Smart Agriculture initiatives, yet open-field farming lags in the adoption of digital twins. Although digital twins have transformed manufacturing since 2011, their application in open-field farming remains limited by environmental variability, data scarcity, and financial constraints. This paper addresses four gaps: the lack of affordable platforms for small farms that dominate European agriculture; the need to manage agricultural complexity through data-driven models rather than the physical modelling approaches prevalent in non-agricultural sectors; the absence of open sources solutions adapted to agriculture’s slower innovation pace; the breach between technology and farmers. The platform features innovations in data workflow integration, open data incorporation, a cost-effective shared warehouse, and scalable data pipelines. To validate the proposed platform, a case study with two example digital twins mirroring two fields is conducted. This implementation ran efficiently on modest hardware (2 vCPUs, 4GB RAM). It achieved an average CPU usage of 60%, RAM usage of 2.5 GB, and a deployment time of around one minute. This helps lowering adoption barriers for small holdings and bridging the gap between basic monitoring and complex future systems
Alkynyl-Gold Carbazole Hybrids: Luminescence and Functionalization via iClick Reactions
No full textA series of structurally diverse gold(I) complexes bearing the 9-(4-ethynylphenyl)-9H-carbazole chromophore were synthesized, featuring mononuclear, dinuclear, tricoordinated, and supramolecular architectures. Their formation involved either alkynylation reactions or the reaction of polymeric alkynyl species [Au(C≡CR)]n with auxiliary ligands. Notably, an equilibrium between bimetallic and tricoordinated species was observed when diphosphine ligands were employed, highlighting the dynamic nature of these systems. This equilibrium was found to be solvent-dependent, with the pure tricoordinated complex isolable in a nonpolar solvent. The triazole complexes were synthesized via iClick chemistry by reacting the carbazole-functionalized alkyne with azide-phosphine gold(I) precursors. Structural analysis confirmed hydrogen-bonding frameworks and the absence of π–π stacking. Photophysical studies demonstrated intense solid-state phosphorescence, with blue-green luminescence markedly enhanced at 77 K. At room temperature, emission broadened (450–600 nm) and red-shifted compared to the free ligand, indicating a synergistic contribution of carbazole-centered (3IL) and intramolecular charge transfer (ICT) transitions. This metal-tuned photophysical behavior underscores the potential of these gold complexes in luminescent materials. This charge transfer, occurring from the carbazole to the ligand system is mediated by the phenyl ring and modulated by metal coordination. TD-DFT calculations were performed to analyze the molecular orbitals involved in both the absorption (S0 → S1) and emission (T1 → S0) transitions of the complex 1, indicating that the emission is predominantly of intraligand character, although coordination to the Au(I) center induces slight modifications in the energy levels and transition intensities
Sporulation at reduced water activity impairs germination kinetics of Bacillus subtilis spores
No full textWhile the effect of sporulation temperature on spore germination has been extensively studied, the effect of other relevant environmental factors such as water activity (aw) has been overlooked, despite the fact that sporulation niches with lower humidity than ideal culture media, such as soil, are common in nature. In this work, we characterized the germination kinetics of B. subtilis 168 spores produced at reduced aw (0.98) using either glycerol (Sgly spores) or NaCl (Ssalt spores) in comparison to spores prepared under optimal conditions (Scontrol spores, aw ~0.99) in a variety of nutrient and chemical stimuli, along with the effect of thermal activation. Spores produced at reduced aw showed impaired germination to varying degrees depending on the nutrient and solute used to depress aw. While Sgly spores exhibited germination defects in all the nutrients tested (a rich growth medium, L-alanine, L-valine, and the AGFK mixture) compared to Scontrol spores, Ssalt populations showed an impaired response to L-alanine and L-valine. These nutrient germination defects of the Sgly and Ssalt spores could not be reversed by heat activation. In addition, both populations displayed impaired germination in Ca-DPA, but increased germination rate in dodecylamine. The phenotypes of spores produced at reduced aw suggested plausible alterations in their coat properties. Using mutant spores with coat morphogenesis defects and a 4 kDa FITC-dextran probe permeability test, we could infer that the impaired germination of Ssalt spores in nutrients and Ca-DPA may involve alterations in the crust and/or outer coat, leading to reduced permeability.
IMPORTANCE: Bacterial spores are causative agents of relevant zoonoses and foodborne diseases and are involved in food spoilage. Natural sporulation niches, such as soil, are exposed to a variety of changing environmental conditions, such as temperature and water activity (aw), which strongly influence the dynamics of spore germination. This work provides the first data on the effect of lowering the aw of the sporulation medium on spore germination kinetics, which, together with previous data on the effect of other environmental sporulation conditions and inter- and intraspecific variability, will help accurately predict germination and thus prevent the negative impacts of pathogenic and food spoiling spores. Furthermore, we inferred that alterations related to the coat are associated with impaired nutrient germination of spores produced at reduced aw with the addition of NaCl. These findings may help develop novel and efficient strategies to control germination or eradicate spores
Wind of change for agent decisions and innovation diffusion: The ASPID predictive model for technology adoption
No full textInnovations are part of human evolution and are essential for survival. However, traditional innovation diffusion models do not contemplate the possibility of innovation failure and focus on imitation social processes that require historical data for their estimation, providing only ex-post information, which limits their usefulness for risk management operations. This paper proposes a more general new model (ASPID: AbS-based Predictive Innovation Diffusion model) focusing on the decisions of agents who exhibit intentional limited rationality (IBR). ASPID provides: i) a greater depth of ex-post analysis than the classical models; ii) ex-ante information on the innovation diffusion process based on the characteristics of the target agents, the quality of the innovation, and the network topology of their relationships; iii) the success probability since innovations can fail. The model’s versatility allows it to adapt to any information level, from the most aggregated to the most detailed. Some exante and ex-post examples are presented to support the contribution
Effect of the Consumption of Lean Red Meat from Beef (Pirenaica Breed) Versus Lean White Meat (Chicken) on the Gut Microbiota: A Randomized Cross‐Over Study in Healthy Young Adults
No full textLimited evidence exists regarding the impact of meat consumption on the human gut microbiota, with factors such as animal source, production system, and cooking methods often overlooked. This study evaluates the effect of Pirenaica breed beef or conventional chicken‐based diets on the gut microbiota of healthy adults. A randomized cross‐over controlled trial with two 8‐week periods, separated by a 5‐week washout, is carried out. Participants consume either Pirenaica breed beef or chicken three times per week with their diet. Stool samples are collected at the beginning and end of each period. Gut microbiota is analyzed via amplification and sequencing of V3–V4 regions of 16S rRNA. Alpha diversity and relative abundances at phylum and genus levels are calculated. Sixteen participants are included (mean age 20.12 ± 2.36 years). Both diets induce modest changes in microbial composition, with no significant differences between groups. At the phylum level, Bacillota increased, while Synergistota, Chloroflexota, and Pseudomonadota decreased. Alpha diversity parameters declined significantly after the chicken‐based diet, although overall reduction in microbial diversity was observed across both interventions. The consumption of lean red meat or lean white meat as part of habitual diet produces similar effects on the gut microbiota
Desarrollo de métodos enzimáticos para la determinación de alcaloides del tropano: biosensores colorimétricos monouso y basados en la generación enzimática de nanomateriales
No full textLos principales objetivos de la tesis son, por un lado, desarrollar métodos ópticos enzimáticos para la detección de alcaloides del tropano (AT) en disolución y en sensores colorimétricos clásicos; y por el otro, ampliar el campo de aplicación de los métodos analíticos basados en la generación in-situ de nanomateriales a reacciones enzimáticas que utilizan NAD como cofactor.Estos objetivos se desarrollan ampliamente entre el Capítulo 4 y el 10 de esta tesis de la siguiente forma:-Capítulo 4: Se realizó un estudio de caracterización de la enzima Tropinona Reductasa (TRasa), clave en la ruta de degradación de los AT. Se estudió su cinética en presencia de los sustratos tropina y escopina, estableciendo modelos matemáticos para entender su comportamiento. Además, se optimizaron las condiciones experimentales para desarrollar un método en disolución que permita la determinación de atropina, escopolamina y ambos analitos de forma conjunta, mediante la medida de la señal del NADH generado.-Capítulo 5: Se diseñó un sensor colorimétrico basado en la reacción enzimática del capítulo anterior acoplada a una reacción con un colorante. Se estudiaron tanto la viabilidad de emplear soportes sólidos de celulosa para inmovilizar los reactivos como la optimización de las condiciones experimentales para mejorar la sensibilidad y especificidad del sensor. Su aplicación en muestras reales demostró su potencial como herramienta de detección de AT.-Capítulo 6: Se llevó a cabo una revisión bibliográfica acerca de los nanomateriales de oro empleado como indicadores en reacciones enzimáticas, centrándose en el mecanismo de interacción entre la enzima y el nanomaterial. -Capítulo 7: Se investigó la generación de nanopartículas puras (Au) y mixtas (Au-Pt) mediada por NAD(P)H, analizando su formación y caracterización. Se desarrolló un modelo matemático que explica la cinética de formación de estas nanopartículas y se llevaron a cabo unos primeros estudios de sustitución del NAD(P)H por cofactores sintéticos.-Capítulo 8: A partir de los resultados anteriores, se desarrolló un método para la determinación de atropina basado en la generación enzimática de nanopartículas de Au y Pt. Se evaluó la aplicación del método en muestras de alimentos y se trató de inmovilizar el sistema de reacciones sobre soportes de celulosa.-Capítulo 9: Se estudiaron las posibilidades que ofrecen los tectómeros para el desarrollo de nanosensores mediante la optimización de un sensor que permita la determinación de tiramina por generación in-situ de nanopartículas de oro y su posterior aplicación al sistema de reacciones optimizado para el análisis de AT.-Capítulo 10: Se realizaron unos primeros estudios en el desarrollo de metodologías que permitan la detección de los precursores de los AT: la putrescina y su aldehído; mediante la optimización de sensores colorimétricos y basados en la generación de nanopartículas de oro. Además, se estudió su aplicación en envases inteligentes de cara a futuros estudios.La tesis demuestra que los biosensores enzimáticos y los sistemas basados en nanomateriales son herramientas prometedoras para la detección rápida de AT. Estos desarrollos sientan las bases para futuras investigaciones en sensores enzimáticos aplicados a otros contaminantes alimentarios y compuestos de interés biomédico.<br /
La hora católica de Aragón. Iglesia, cuestión social y recristianización en el primer franquismo (1936-1956)
No full textLa Iglesia católica española fue uno de los principales aliados del régimen franquista, tanto en el plano institucional como en el discursivo y moral. Desde los primeros compases de la Guerra Civil, los sublevados, junto con la inmensa mayoría de los católicos, comenzaron a implantar, en las zonas bajo su control, un nuevo régimen cuyo eje central era la ¿restauración social católica¿. Este proyecto de Cristiandad aspiraba a restablecer la unidad católica de la nación, rechazando de plano cualquier forma de tolerancia religiosa y desmantelando los avances integradores impulsados durante la Segunda República. Así, el final de la guerra y la victoria del bando nacional crearon las condiciones idóneas para llevar a cabo este programa mediante una amplia variedad de métodos e instrumentos. Para la Iglesia, esta nueva etapa representaba una oportunidad única: la de instaurar una España católica y nacional, en abierta oposición a la España liberal, republicana y laica, considerada por los vencedores como extranjerizante y antipatriota.Uno de los pilares fundamentales de esta restauración era la recristianización de la sociedad española, ya fuera por convencimiento o por imposición. Para la Iglesia, recristianizar significaba generalizar la práctica regular de los sacramentos, al menos en las fechas señaladas del calendario litúrgico, erradicar el fenómeno de los bautizados que no habían seguido el itinerario sacramental, y fomentar la asistencia frecuente a la misa dominical, con la obligación mínima de comulgar y confesarse al menos una vez al año, en Pascua. También se buscaba instaurar el descanso dominical, con el fin de que las clases populares pudieran acudir a la parroquia; universalizar el matrimonio católico; y asegurar que los enfermos recibieran la extremaunción antes de morir. Para lograr estos objetivos, la Iglesia aragonesa otorgó una especial importancia a las fiestas religiosas, como la Semana Santa, las peregrinaciones de santos y reliquias o el culto a la Virgen del Pilar, como momentos idóneos para atraer a los ¿extraviados¿ y de escenificación nacionalcatólica. Este plan también se tradujo en los intentos de imposición de unos modelos rígidos de feminidad y masculinidad católicas, que marcaban los ideales de conducta, moralidad y función social que debían asumir hombres y mujeres en la nueva España. Esto afectó de manera especialmente severa a las mujeres, sobre quienes recayó la exigencia de encarnar el ideal de madre abnegada, esposa complaciente y guardiana de la moral familiar. La represión ejercida contra aquellas que no se adaptaron a este modelo, las ¿desviadas¿, fue feroz, tarea en la que colaboraron las redes católicas, especialmente, las ramas femeninas de Acción Católica. Asimismo, la restauración de la unidad católica de España se construyó sobre la represión sistemática de cualquier manifestación religiosa ajena a él. Los cultos no católicos, como el protestantismo, fueron acosados y silenciados. En este contexto, la asistencia social adquirió una relevancia singular como espacio privilegiado para la acción de la Iglesia y como instrumento central del proyecto recristianizador. No obstante, esta labor se dirigió principalmente a dos colectivos diferenciados. Por un lado, los sectores más vulnerables de la sociedad, especialmente los niños y los ancianos, se convirtieron en receptores preferentes de la caridad, entendida no solo como auxilio material, sino también como vía para su reintegración moral y espiritual en el marco del orden católico. Desde el marco conceptual de la mixed economy of welfare, es posible analizar cómo el régimen franquista articuló un sistema benéfico-asistencial caracterizado por la confluencia de actores estatales, paraestatales y religiosos, entre los cuales la Iglesia católica ocupó una posición hegemónica. Este protagonismo eclesial no estuvo exento de tensiones, y la competencia con nuevos agentes como el Auxilio Social generó fricciones en torno al control de los recursos, la legitimidad de las intervenciones y la orientación ideológica de la asistencia. Un síntoma significativo de esta centralidad de la Iglesia fue el surgimiento de Cáritas, nacida a partir de los secretariados diocesanos de caridad, integrados en Aragón por miembros de las Conferencias de San Vicente de Paúl y de las Mujeres de Acción Católica. Esta representaba un cambio que llevaba tiempo gestándose en el mundo católico y que pretendía buscar soluciones permanentes a la pobreza a través de una ¿caridad organizada¿. Las iniciativas dirigidas a las familias necesitadas, la creación de dispensarios médicos, la acogida de niños centroeuropeos y la distribución de la Ayuda Social Americana constituyeron los pilares fundamentales sobre los que se articuló la acción asistencial de Cáritas durante este primer franquismo.Por otro lado, y en paralelo, la Iglesia también se ocupó de los obreros, a los cuales dirigió una serie de iniciativas que estuvieron profundamente influidas por la encíclica Rerum Novarum y el concepto de justicia social. Esta defensa de la doctrina social de la Iglesia provocó que algunos sectores católicos implicados en estas labores, sobre todo los vinculados a la Acción Católica, comenzaron a transitar desde una mentalidad marcada por el espíritu de cruzada hacia una actitud más abierta al análisis de las condiciones de vida de las clases trabajadoras, al tiempo que trataban de ofrecer una alternativa católica a las propuestas de las organizaciones obreras laicas o de inspiración marxista. De este modo, la acción social católica no solo constituyó un instrumento fundamental para la consolidación ideológica y moral del franquismo, sino que también se configuró como un espacio de transformación interna. En ella se reflejaron tanto la diversidad existente en el seno de la Iglesia como las tensiones entre una tradición asistencial anclada en el paternalismo y un incipiente impulso renovador que, en determinados sectores, anticipó dinámicas y debates que cobrarían mayor relevancia en las décadas posteriores.<br /
Rural Property Subdivision: Land Use Change Patterns and Water Rights Around Cerro Castillo National Park, Chilean Patagonia
No full textProtected areas (PAs) are increasingly exposed to anthropogenic pressures under global change scenarios, with surrounding land subdivision and land use/land cover change (LULCC) dynamics often undermining their conservation goals and intensifying demand for basic services such as water availability. This study analyzed the buffer zone around Cerro Castillo National Park in Chilean Patagonia to assess the evolution of rural private properties, considering their subdivision, LULCC, and legal water demand dynamics. Using cadastral records, Landsat 8 imagery, and official water rights databases, we quantified property subdivision and analyzed LULCC and water rights distribution patterns through spatial overlap analysis. Results indicate a nearly fourfold increase in subdivisions between 2011 and 2023, with 304 properties divided into 3237 units occupying 43.7% of the private land area. LULCC analysis revealed a net recovery of native forest (+10%) alongside notable increases in urban coverage (+152%) and exotic plantations (+245%). Legal water demand almost doubled, with 68% of consumptive rights concentrated in subdivided properties. These findings highlight property subdivision as an important factor influencing socioecological change in the territories that surround PAs. We argue that subdivision dynamics can serve as an early indicator for anticipating land use pressures and can complement integrated landscape-scale planning, consistent with the transformative change approaches advocated by international biodiversity frameworks
Panoramic Depth and Semantic Estimation With Frequency and Distortion Aware Convolutions
No full textOmnidirectional images reveal advantages when addressing the understanding of the environment due to the 360‐degree contextual information. However, the inherent characteristics of the omnidirectional images add additional problems to obtain an accurate detection and segmentation of objects or a good depth estimation. To overcome these problems, we exploit convolutions in the frequency domain, obtaining a wider receptive field in each convolutional layer, and convolutions in the equirectangular projection, to cope with the image distortion. Both convolutions allow to leverage the whole context information from omnidirectional images. Our experiments show that our proposal has better performance on non‐gravity‐oriented panoramas than state‐of‐the‐art methods and similar performance on oriented panoramas as specific state‐of‐the‐art methods for semantic segmentation and for monocular depth estimation, outperforming the sole other method which provides both tasks
Spectrum of invertible weighted composition operators on the unit disk
No full textThe spectrum of invertible weighted composition operators acting on classical Banach spaces of holomorphic functions in the unit disk has been studied intensively over the years. Complete descriptions of that spectrum have been given in the elliptic or parabolic cases, that is, for φ either elliptic or parabolic, but only partial results have been obtained in the remaining case, that is, for hyperbolic φ. In this paper, we give the spectrum and the essential spectrum of for hyperbolic φ. Our results answer in the positive several conjectures posed by different authors.
In order to deal with the above questions, we present new techniques which involve the embedding of the weight u into a cocycle associated to an hyperbolic flow . We also provide information about the range spaces and null spaces of for λ lying in the interior of