Artificial diets for the production of natural enemies (predators and parasitoids) of greenhouse pest insects

The aim of this contract was to finalise in vitro rearing on artificial diets of entomophagous insects useful to control insect pests mainly in greenhouses through an analytical and rational approach. The work focuses on the development and optimisation of artificial diets for one coccinellid (Harmonia axyridis), two heteropteran predators (Orius laevigatus, Dicyphus tamaninii), and a braconid parasitoid of aphids (Aphidius ervi). The definition of the artificial diets was based on biochemical analyses of their natural food (aphids) or substitution food for the predators (Ephestia kuehniella eggs). Reliable quality control parameters of the entomophages produced were used in order to adjust dietary composition and formulation of the different diets tested.

Economic impact of alternative policy measures implemented on the energy activities of the Catalan production system: an input-output analysis

The aim of the paper is to analyse the economic impact of alternative policies implemented on the energy activities of the Catalan production system. Specifically, we analyse the effects of a tax on intermediate energy uses, a reduction in the final production of energy, and a reduction in intermediate energy uses. The methodology involves two versions of the input-output price model: a competitive price formulation and a mark-up price formulation. The input-output price framework will make it possible to evaluate how the alternative measures modify production prices, consumption prices, private welfare, and intermediate energy uses. The empirical application is for the Catalan economy and uses economic data for the year 2001.

Developing discontinuous Galerkin methods for the resolution of the incompressible Navier-Stokes equations

Informe de investigación elaborado a partir de una estancia en el Laboratorio de Diseño Computacional en Aeroespacial en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos, entre noviembre de 2006 y agosto de 2007. La aerodinámica es una rama de la dinámica de fluidos referida al estudio de los movimientos de los líquidos o gases, cuya meta principal es predecir las fuerzas aerodinámicas en un avión o cualquier tipo de vehículo, incluyendo los automóviles. Las ecuaciones de Navier-Stokes representan un estado dinámico del equilibrio de las fuerzas que actúan en cualquier región dada del fluido. Son uno de los sistemas de ecuaciones más útiles porque describen la física de una gran cantidad de fenómenos como corrientes del océano, flujos alrededor de una superficie de sustentación, etc. En el contexto de una tesis doctoral, se está estudiando un flujo viscoso e incompresible, solucionando las ecuaciones de Navier- Stokes incompresibles de una manera eficiente. Durante la estancia en el MIT, se ha utilizado un método de Galerkin discontinuo para solucionar las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles usando, o bien un parámetro de penalti para asegurar la continuidad de los flujos entre elementos, o bien un método de Galerkin discontinuo compacto. Ambos métodos han dado buenos resultados y varios ejemplos numéricos se han simulado para validar el buen comportamiento de los métodos desarrollados. También se han estudiado elementos particulares, los elementos de Raviart y Thomas, que se podrían utilizar en una formulación mixta para obtener un algoritmo eficiente para solucionar problemas numéricos complejos.

An extension of the Marsden-Ratiu reduction for Poisson manifolds

We propose a generalization of the reduction of Poisson manifolds by distributions introduced by Marsden and Ratiu. Our proposal overcomes some of the restrictions of the original procedure, and makes the reduced Poisson structure effectively dependent on the distribution. Different applications are discussed, as well as the algebraic interpretation of the procedure and its formulation in terms of Dirac structures.

Detector de contorns basat en el domini transformat

RESUM En aquest document es presenta un detector de contorns d’imatges basat en el domini transformat. A partir de la interpretació de la transformada de Fourier de la imatge i la seva formulació matricial en termes dels diferents modes, es realitza una selecció de les components passa baixes a partir de les quals es reconstrueix la component de baixa freqüència que es resta de la imatge original per tal d’obtenir el detector. Aquest detector de contorns no és esbiaixat. L’algorisme pot ser aplicat utilitzant diferents mides del bloc de processament, que pot anar de la imatge sencera a blocs de reduïdes dimensions: 36X36, 16x16 o 8x8, per fer un seguiment de les propietats locals de la imatge quan aquesta és presenta característiques espacials poc uniformes.

Two different 3D biogeochemical models for the NW mediterranean sea: validation with Meris data and intercomparison

Report for the scientific sojourn carried out at the University of New South Wales from February to June the 2007. Two different biogeochemical models are coupled to a three dimensional configuration of the Princeton Ocean Model (POM) for the Northwestern Mediterranean Sea (Ahumada and Cruzado, 2007). The first biogeochemical model (BLANES) is the three-dimensional version of the model described by Bahamon and Cruzado (2003) and computes the nitrogen fluxes through six compartments using semi-empirical descriptions of biological processes. The second biogeochemical model (BIOMEC) is the biomechanical NPZD model described in Baird et al. (2004), which uses a combination of physiological and physical descriptions to quantify the rates of planktonic interactions. Physical descriptions include, for example, the diffusion of nutrients to phytoplankton cells and the encounter rate of predators and prey. The link between physical and biogeochemical processes in both models is expressed by the advection-diffusion of the non-conservative tracers. The similarities in the mathematical formulation of the biogeochemical processes in the two models are exploited to determine the parameter set for the biomechanical model that best fits the parameter set used in the first model. Three years of integration have been carried out for each model to reach the so called perpetual year run for biogeochemical conditions. Outputs from both models are averaged monthly and then compared to remote sensing images obtained from sensor MERIS for chlorophyll.

Agapornis: relació entre fertilitat i neixements en els Agapornis lilianae i negrigenis

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. A partir d’ous exemplars de dues espècies d’agapornis -nigrigenis i lilianae-, es pretén realitzar un estudi comparatiu d’ambdues, tant pel que fa a l’etologia com a la reproducció, als hàbits alimentaris, etc. La idea inicial parteix de la possibilitat d’intercanviar alguns ous de cada espècie per mirar d’esbrinar si els ocells reproductors s’adonen de tal canvi. La hipòtesi inicial del treball considera que els ocells els criaran de la mateixa forma que si es tractés dels seus propis pollets. Les conclusions, però, han anat més enllà de la formulació de la hipòtesi inicial, de tal manera que, al final, i en forma de diagrama, s’ha pogut parlar de l’eclosió o manca d’eclosió dels ous d’aquesta espècie, tot relacionant temes diversos que van des de la fertilitat a les diferents mides dels ous. A més, l’autor també ha pogut concloure que els Agapornis lilianae són capaços de criar ocells d’una altra espècie (en aquest cas d Agapornis roseicollis) amb tota normalitat.

A mixed finite element method for nonlinear diffusion equations

We propose a mixed finite element method for a class of nonlinear diffusion equations, which is based on their interpretation as gradient flows in optimal transportation metrics. We introduce an appropriate linearization of the optimal transport problem, which leads to a mixed symmetric formulation. This formulation preserves the maximum principle in case of the semi-discrete scheme as well as the fully discrete scheme for a certain class of problems. In addition solutions of the mixed formulation maintain exponential convergence in the relative entropy towards the steady state in case of a nonlinear Fokker-Planck equation with uniformly convex potential. We demonstrate the behavior of the proposed scheme with 2D simulations of the porous medium equations and blow-up questions in the Patlak-Keller-Segel model.

Stabilized Petrov-Galerkin methods for the convection-diffusion-reaction and the Helmholtz equations

We present two new stabilized high-resolution numerical methods for the convection–diffusion–reaction (CDR) and the Helmholtz equations respectively. The work embarks upon a priori analysis of some consistency recovery procedures for some stabilization methods belonging to the Petrov–Galerkin framework. It was found that the use of some standard practices (e.g. M-Matrices theory) for the design of essentially non-oscillatory numerical methods is not feasible when consistency recovery methods are employed. Hence, with respect to convective stabilization, such recovery methods are not preferred. Next, we present the design of a high-resolution Petrov–Galerkin (HRPG) method for the 1D CDR problem. The problem is studied from a fresh point of view, including practical implications on the formulation of the maximum principle, M-Matrices theory, monotonicity and total variation diminishing (TVD) finite volume schemes. The current method is next in line to earlier methods that may be viewed as an upwinding plus a discontinuity-capturing operator. Finally, some remarks are made on the extension of the HRPG method to multidimensions. Next, we present a new numerical scheme for the Helmholtz equation resulting in quasi-exact solutions. The focus is on the approximation of the solution to the Helmholtz equation in the interior of the domain using compact stencils. Piecewise linear/bilinear polynomial interpolation are considered on a structured mesh/grid. The only a priori requirement is to provide a mesh/grid resolution of at least eight elements per wavelength. No stabilization parameters are involved in the definition of the scheme. The scheme consists of taking the average of the equation stencils obtained by the standard Galerkin finite element method and the classical finite difference method. Dispersion analysis in 1D and 2D illustrate the quasi-exact properties of this scheme. Finally, some remarks are made on the extension of the scheme to unstructured meshes by designing a method within the Petrov–Galerkin framework.

Dinàmica de sistemes mesoscòpics amb correlacions quàntiques mitjançant la formulació de de Broglie-Bohm

Per a determinar la dinàmica espai-temporal completa d’un sistema quàntic tridimensional de N partícules cal integrar l’equació d’Schrödinger en 3N dimensions. La capacitat dels ordinadors actuals permet fer-ho com a molt en 3 dimensions. Amb l’objectiu de disminuir el temps de càlcul necessari per a integrar l’equació d’Schrödinger multidimensional, es realitzen usualment una sèrie d’aproximacions, com l’aproximació de Born–Oppenheimer o la de camp mig. En general, el preu que es paga en realitzar aquestes aproximacions és la pèrdua de les correlacions quàntiques (o entrellaçament). Per tant, és necessari desenvolupar mètodes numèrics que permetin integrar i estudiar la dinàmica de sistemes mesoscòpics (sistemes d’entre tres i unes deu partícules) i en els que es tinguin en compte, encara que sigui de forma aproximada, les correlacions quàntiques entre partícules. Recentment, en el context de la propagació d’electrons per efecte túnel en materials semiconductors, X. Oriols ha desenvolupat un nou mètode [Phys. Rev. Lett. 98, 066803 (2007)] per al tractament de les correlacions quàntiques en sistemes mesoscòpics. Aquesta nova proposta es fonamenta en la formulació de la mecànica quàntica de de Broglie– Bohm. Així, volem fer notar que l’enfoc del problema que realitza X. Oriols i que pretenem aquí seguir no es realitza a fi de comptar amb una eina interpretativa, sinó per a obtenir una eina de càlcul numèric amb la que integrar de manera més eficient l’equació d’Schrödinger corresponent a sistemes quàntics de poques partícules. En el marc del present projecte de tesi doctoral es pretén estendre els algorismes desenvolupats per X. Oriols a sistemes quàntics constituïts tant per fermions com per bosons, i aplicar aquests algorismes a diferents sistemes quàntics mesoscòpics on les correlacions quàntiques juguen un paper important. De forma específica, els problemes a estudiar són els següents: (i) Fotoionització de l’àtom d’heli i de l’àtom de liti mitjançant un làser intens. (ii) Estudi de la relació entre la formulació de X. Oriols amb la aproximació de Born–Oppenheimer. (iii) Estudi de les correlacions quàntiques en sistemes bi- i tripartits en l’espai de configuració de les partícules mitjançant la formulació de de Broglie–Bohm.

Un aspecte semàntic dels termes generals : la rigidesa

L'objectiu de la recerca és determinar quina és la noció de rigidesa més adient per als termes generals. Els termes generals són els que, per oposició als termes singulars, es poden aplicar a més d'un individu o exemplar, com per exemple 'tigre', 'aigua', 'bolígraf'. Des de Kripke es considera que alguns termes singulars, com els noms propis, són rígids. Un terme singular és rígid quan designa el mateix individu o objecte en tot món possible. Així 'Sòcrates' és un terme rígid perquè designa el mateix individu, Sòcrates, en tota circumstància contrafàctica. Kripke va proposar que alguns termes generals, com els termes de gènere natural, tals com 'aigua', 'calor' o 'tigre' també són rígids, però no va donar cap formulació precisa de la rigidesa per a termes generals. Des de llavors s'han proposat bàsicament dues concepcions de la rigidesa per a aquests termes: la que els considera designadors rígids i la que els considera aplicadors rígids. L'anàlisi de les dues concepcions pretén determinar quina és la millor comprensió de la rigidesa per a aquests termes, resultant la concepció dels aplicadors rígids indesitjable fonamentalment pels seus compromisos metafísics i allunyats de la semàntica.

Disseny d'un pla docent d'acord amb la filosofia ECTS per a la titulació de Nutrició humana i dietètica (Matèria Bromatologia i tecnologia dels aliments)

El projecte s’ha desenvolupat, en quatre etapes: a) recollida de dades: competències professionals, característiques de la titulació en diferents universitats i tasses d’èxit avaluacions dels estudiants; b) anàlisi i reflexió sobre la informació recollida; c) realització d’una enquesta als diferents entorns professionals i sobre les millores que, a títol experimental, s’han introduït durant aquest període, en la docència i d) formulació d’una proposta de pla docent. Cal dir que superada la meitat de la durada del projecte, es va fer pública la fitxa corresponent a la titulació i per tant els seus criteris i indicacions ja s’han inclòs en la proposta. Quan als tres primers apartats i com a aspectes mes destacables, s’observa: dificultat per configurar l’ensenyament atesa la seva dualitat individu – aliment, l’existència d’un cert grau de discrepància quant a continguts, entre les propostes del professorat i els interessos analitzats des dels àmbits professionals, en funció de l’àrea de treball. D’altra banda, i ja concretament en relació amb la matèria analitzada (Bromatologia i Tecnologia dels aliments), s’observa una evident inadequació de la distribució de la matèria en assignatures en el vigent pla d’estudis, tant pel que fa a la seva ubicació temporal com d’alguns dels seus continguts. Quan a l’apartat d), es proposen els següents aspectes de tipus general: definir 4 blocs temàtics (química i bioquímica dels aliments, bases de tecnologia dels aliments, control d’aliments, integració i descriptiva d’aliments). Amb aquests blocs, s’haurien de poder configurar alguna/es assignatura/es, fins i tot conjuntament amb blocs generats a partir d’altres mòduls. Es proposen competències a assolir per a cadascun, metodologies docents aplicables i també, el disseny d’activitats de treball individual o en grup. Quant a les pràctiques, s’han de centrar especialment en el bloc corresponent al control de qualitat d’aliments, a un nivell adequat per als objectius de la titulació.

Detecció i localització d'impactes a estructures aeroespacials

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universidad Politécnica de Madrid, Espanya, entre setembre i o desembre del 2007. Actualment la indústria aeroespacial i aeronàutica té com prioritat millorar la fiabilitat de las seves estructures a través del desenvolupament de nous sistemes per a la monitorització i detecció d’impactes. Hi ha diverses tècniques potencialment útils, i la seva aplicabilitat en una situació particular depèn críticament de la mida del defecte que permet l’estructura. Qualsevol defecte canviarà la resposta vibratòria de l’element estructural, així com el transitori de l’ona que es propaga per l’estructura elàstica. Correlacionar aquests canvis, que poden ser detectats experimentalment amb l’ocurrència del defecte, la seva localització i quantificació, és un problema molt complex. Aquest treball explora l’ús de l'Anàlisis de Components Principals (Principal Component Analysis - PCA-) basat en la formulació dels estadístics T2 i Q per tal de detectar i distingir els defectes a l'estructura, tot correlacionant els seus canvis a la resposta vibratòria. L’estructura utilitzada per l’estudi és l’ala d’una turbina d’un avió comercial. Aquesta ala s’excita en un extrem utilitzant un vibrador, i a la qual s'han adherit set sensors PZT a la superfície. S'aplica un senyal conegut i s'analitzen les respostes. Es construeix un model PCA utilitzant dades de l’estructura sense defecte. Per tal de provar el model, s'adhereix un tros d’alumini en quatre posicions diferents. Les dades dels assajos de l'estructura amb defecte es projecten sobre el model. Les components principals i les distàncies de Q-residual i T2-Hotelling s'utilitzaran per a l'anàlisi de les incidències. Q-residual indica com de bé s'adiu cadascuna de les mostres al model PCA, ja que és una mesura de la diferència, o residu, entre la mostra i la seva projecció sobre les components principals retingudes en el model. La distància T2-Hotelling és una mesura de la variació de cada mostra dins del model PCA, o el que vindria a ser el mateix, la distància al centre del model PCA.

Influència de la música sobre l'atenció humana: especial a la metodologia d'anàlisi, tot combinant metodologia quantitavia amb qualitativa (mix method)

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of Calgary, Canadà, entre desembre del 2007 i febrer del 2008. El projecte ha consistit en l'anàlisi de les dades d'una recerca en el camp de la psicologia de la música, concretament en com influeix la música en l'atenció a través de les vies dels estats emocionals i enèrgics de la persona. Per a la recerca es feu ús de videu en les sessions, obtenint dades visuals i auditives per a complementar les dades de tipus quantitatiu provinents dels resultats d'uns tests d'atenció subministrats. L'anàlisi es realitzà segons mètodes i tècniques de caràcter qualitatiu, apresos durant l'estada. Així mateix també s'ha aprofundit en la comprensió del paradigma qualitatiu com a paradigma vàlid i realment complementari del paradigma qualitatiu. S'ha focalitzat especialment en l'anàlisi de la conversa des d'un punt de vista interpretatiu així com l'anàlisi de llenguatge corporal i facial a partir de l'observació de videu, tot formulant descriptors i subdescriptors de la conducta que està relacionada amb la hipòtesis. Alguns descriptors havien estat formulats prèviament a l’anàlisi, en base a altres investigacions i al background de la investigadora; altres s’han anat descobrint durant l’anàlisi. Els descriptors i subdescriptors de la conducta estan relacionats amb l'intent dels estats anímics i enèrgics dels diferents participants. L'anàlisi s'ha realitzat com un estudi de casos, fent un anàlisi exhaustiu persona per persona amb l'objectiu de trobar patrons de reacció intrapersonals i intrapersonals. Els patrons observats s'utilitzaran com a contrast amb la informació quantitativa, tot realitzant triangulació amb les dades per trobar-ne possibles recolzaments o contradiccions entre sí. Els resultats preliminars indiquen relació entre el tipus de música i el comportament, sent que la música d'emotivitat negativa està associada a un tancament de la persona, però quan la música és enèrgica els participants s'activen (conductualment observat) i somriuen si aquesta és positiva.

A subspace correction method for discontinuous Galerkin discretizations of linear elasticity equations

We study preconditioning techniques for discontinuous Galerkin discretizations of isotropic linear elasticity problems in primal (displacement) formulation. We propose subspace correction methods based on a splitting of the vector valued piecewise linear discontinuous finite element space, that are optimal with respect to the mesh size and the Lamé parameters. The pure displacement, the mixed and the traction free problems are discussed in detail. We present a convergence analysis of the proposed preconditioners and include numerical examples that validate the theory and assess the performance of the preconditioners.