Aspectes pràctics en estudis moleculars en aqüicultura

Diversos aspectos de la acuicultura pueden beneficiarse de las herramientas especializadas de la genética, desde el análisis de muestras de agua a estudios de la diversidad biológica de especies cultivadas que eviten la endogamia. En el IRTA, comprometidos con la mejora de la acuicultura y la industria pesquera, estos aspectos están siendo activamente tratados para ofrecer mayores garantizas de desarrollo futuro del sector de la pesca en Cataluña. A continuación se presentan algunas muestras de la labor que se está realizando.

Eliminació simultània de fòsfor i nitrogen en aigües residuals, utilitzant microorganismes DPAO en un reactor discontinu seqüencial (SBR)

En aquest estudi es realitzà eliminació biològica simultània de fòsfor i nitrogen en un Reactor Discontinu Seqüencial (SBR), el qual conté una biomassa enriquida amb Organismes Desnitrificadors Acumuladors de Fòsfor (DPAO) que utilitzen com a única font de carboni l’àcid propiònic i com acceptors d’electrons: nitrit en la fase anòxica i oxigen en l’aeròbica. L’SBR opera amb cicle de 8 h alternant fase anaeròbica, anòxica i aeròbica. El seguiment del sistema es realitzà mitjançant mesures on-line (titrimetria) i off-line (quantificació d’àcid propiònic, nitrit i fòsfor), utilitzant l’HPLC per quantificar l’àcid propiònic i cromatografia iònica per les mesures de nitrit i fòsfor. Amb aquest sistema es pretén augmentar la captació de fòsfor en la fase anòxica fet que s’aconseguí realitzant diferents canvis al reactor per tal de maximitzar el consum de nitrit en aquesta fase, ja fos allargant el temps de fase o augmentant la concentració de biomassa. Aquest experiment ha suposat un augment de la captació de fòsfor (33 mg P-PO4 3-/L), de l’eliminació neta de fòsfor (17 mg P-PO4 3-/L) i de consum de nitrit (27 mg N-NO2-). Per altra banda, es pretenia veure els efectes a curt termini de l’eliminació de la fase aeròbica a partir del seguiment de 2 cicle puntuals i d’un cicle de 32 h sense fase aeròbica. En ambdós casos s’aconseguí una eliminació neta de fòsfor.

Terrorismo: derecho penal vs. guerra. Sobre los límites de su punición.

Proyecto de investigación realizado a partir de una estancia en The Center of Law and Security de la New York University, Estados Unidos, entre junio y diciembre del 2007. El fenómeno del terrorismo desde una perspectiva jurídico-penal es el tema de una futura tesis doctoral. Desde los atentados del 11 de septiembre de 2001, Estados Unidos ha encabezado la denominada guerra contra el terrorismo, en la que las libertades individuales han cedido todo su espacio a la seguridad, hasta ser legítimo el uso de la tortura. Se ha planteado si el terrorismo es una actividad delictiva a la que tiene que hacerse frente con los mecanismos característicos del Derecho penal; o, si, por el contrario, este fenómeno constituye una nueva modalidad de guerra contra la que tienen que utilizarse medidas más drásticas, como la invasión de países, la detención indefinida de los presos de guerra y la tortura. Concretamente, la cuestión de la tortura ha sido el segundo gran eje estudiado. Como es sabido, el Gobierno de los EEUU ha autorizado el uso de prácticas constitutivas de tortura para conseguir información, esgrimiendo una serie de argumentos que vulneran las convenciones internacionales que prohíben esta práctica. Se concluye que la lucha contra el terrorismo tienen que realizarse dentro del marco de los ordenamientos penales, es decir, que este fenómeno es una forma de delincuencia, pero no constituye una nueva modalidad de guerra. Por tanto, tienen que respetarse los límites del ius puniendi de un Estado democrático de Derecho a la hora de hacerle frente. La práctica de la tortura es plenamente ilegítima.

Estudio de diferentes estrategias de operación en la reacción entre dihidroxiacetona fosfato y Z-S-alaninal catalizada por Rhamnulosa-1-fosfato aldolasa

Proyecto de investigación realizado a partir de una estancia el grupo de Biotecnología e Ingeniería de Bioprocesos del Imperial College London entre abril y julio del 2007. La catálisis enzimática es una tecnología en continua expansión en el campo de la síntesis y producción de compuestos enantioméricamente puros con actividad biológica. Concretamente las aldolasas son enzimas de gran interés industrial como biocatalizadores en síntesis asimétrica de compuestos quirales ya que catalizan la formación de enlaces C-C mediante reacciones de adición aldólica con una alta regio y estereoespecíficidad. Uno de los compuestos es el precursor de iminociclitoles, que son moléculas de gran potencial terapéutico en el tratamiento de un amplio rango de enfermedades debido a su actividad como inhibidores de glicosidasas y glicosiltransferasas. Sin embargo, para conseguir esta reacción existen problemas de solubilidad de los reactivos y productos en medios homogéneos. Una posible solución es el empleo de medios bifásicos en biorreactores de membrana. Se ha estudiado el potencial de un Biorreactor de Membrana para Biotransformaciones desarrollado en dicha reacción y, a la vez, diferentes estrategias de operación que lleven al máximo rendimiento de producto y/o faciliten su purificación tras la reacción.

Proyecto ecoturístico integrado en la Reserva Natural El Tisey - La Estanzuela

El presente proyecto realizado en la Reserva Natural El Tisey-La Estanzuela en la República de Nicaragua pretende mejorar la situación de dicha Reserva como destino ecoturístico. Mediante una descripción exhaustiva del área y una valoración de los recursos y servicios turísticos, se ha planteado la problemática para el desarrollo del ecoturismo. Según la OMT, el ecoturismo es un tipo de turismo sostenible que se realiza en espacios naturales protegidos para conocer la flora y fauna características. Debe satisfacer las necesidades de los turistas y de los autóctonos, al mismo tiempo que protege y mejora las oportunidades de futuro y se respeta la integridad cultural, los procesos ecológicos, la diversidad biológica y los sistemas de apoyo a la vida. En base a ésto y a los resultados obtenidos tanto de la valoración de los servicios y recursos como del análisis DAFO, se han propuesto un conjunto de mejoras y se ha realizado un plan de actuación, que se trata de la elaboración de cuatro itinerarios así como de trípticos informativos, que de llevarse a cabo, mejorarían las condiciones turísticas y de seguro que aumentaría la afluencia de turistas.

Desarrollo y aplicación de estrategias de control avanzado en procesos biológicos de tratamiento de efluentes contaminados

En este proyecto se ha desarrollado estrategias de control avanzadas para plantas de depuración de aguas residuales urbanas que eliminan conjuntamente materia orgánica, nitrógeno y fósforo. Las estrategias se han basado en el estudio multivariable del comportamiento del sistema, que ha producido subsidios para la utilización de lazos de control feedforward, de control predictivo y de un control de costes que automáticamente enviaba las consignas más adecuadas para los controladores de proceso. Para el desarrollo de las estrategias, se ha creado un sistema virtual de simulación (simulador) de plantas de depuradoras, basado en datos de literatura. Para el caso de una planta real, se ha desarrollado un simulador de la planta de Manresa (Catalunya). Sin embargo, el sistema de Manresa se ha utilizado exclusivamente para auxiliar los ingenieros de la planta en la tomada de decisiones de cambio de configuración para que la eliminación de fósforo se dé por la ruta biológica y no por la ruta química. La implementación de los simuladores ha permitido hacer muchas pruebas que en una planta real demandarían mucho tiempo y consumirían muchos recursos energéticos y financieros. Las estrategias de control más elaboradas han podido ahorrar hasta 150.000,00 Euros por año en relación a la operación de la planta sin el control automático. Cuanto a los estudios del modelo de la planta real, se concluyó que la eliminación biológica de fósforo puede sustituir el actual proceso químico de eliminación de fósforo, bajando los costes operacionales (costes del agente precipitante).

Diagnóstico de la cuenca de río Frío, Arenal - Huetar Norte, Costa Rica

El diagnóstico de la cuenca de río Frío forma parte del proyecto Araucaria XXI "Unidos por el agua", el objetivo principal de este estudio es conseguir una visión general en 4 ámbitos: biofísico, social, económico y administrativo para conocer el estado actual de la zona y poder conocer las principales problemáticas para posteriormente realizar el Plan de Manejo. La cuenca del río Frío se localiza en el Área de Conservación Huetar- Norte y esta constituida principalmente por los cantones de Guatuso y Los Chiles. Se trata de una zona con una importante variedad de ecosistemas y con una importante diversidad biológica, principalmente la avifauna. Esta zona ha sufrido a lo largo de los años una importante transformación paisajística, las grandes masas boscosas han sido modificadas muy rápidamente en pastos y cultivos, que son las principales actividades económicas. Se trata de una zona aislada de Costa Rica y fronteriza con Nicaragua, la situación de la zona tanto económica como social es mala, presenta índices de analfabetismo elevados, falta de fuentes de empleo, falta de recursos económicos y de presencia institucional. Las infraestructuras viales presentan un estado muy deteriorado que dificulta el desarrollo de actividades turísticas. A todo este conjunto de problemática observadas gracias al diagnóstico se les han planteado toda una serie de estrategias orientativas para mejorar la gestión de la cuenca del río Frío que buscan un desarrollo más sostenible de la zona.

Condicions socioecològiques de la riera d'Arbúcies pel retorn de la llúdriga (Lutra lutra)

La llúdriga (Lutra lutra) va desaparèixer de la conca de la Tordera a causa de la pressió humana sobre ella i el seu hàbitat. Recentment les seves poblacions s’estan recuperant a las conques nord de Catalunya. En aquest context es presenta els resultats dels anàlisis dels requeriments socioecològics de la llúdriga en l’afluent del riu Tordera de la riera d’Arbúcies: qualitat del bosc de ribera, valoració de la contaminació de l’aigua i l’anàlisi de les poblacions d’ictiofauna, a més de l’estimació de l’espècie més abundant. L’evolució de l’ús i cobertes del sòl del sòl mostren que existeix una tendència augment en las masses forestals, zones urbanitzades i infraestructures; també una disminució del camps de cultiu, fruiters i vinyes. La qualitat del bosc de ribera es va valorar a partir del l’índex QBR, obtenint que la màxima qualitat es localitza en el tram alt, disminuint a mesura que s’apropa a la desembocadura al Tordera. La contaminació de l’aigua a estat valorada, per una banda analitzant la qualitat biològica a partir dels índexs IPS i BMWPC, obtenint que la qualitat de l’aigua disminueix a mesura que transcorre riu avall, segons l’IPS. Amb el BMWPC es troba que existeix una recuperació de la qualitat de l’aigua en l’últim tram. Per altra banda s’han analitzat el compostos químics que afecten a la llúdriga, obtenint que les concentracions d’aquest no són rellevants a l’aigua. S’ha analitzat l’estructura de la població d’ictiofauna present, trobant que el Barbus meridionalis és l’espècie més abundant en tots el trams, a més d’augmentar en captures a mesura que l’aigua s’apropa al aiguabarreig amb la Tordera. S’ha estimat la biomassa present d’aquesta espècie, concloent que es suficient per mantenir una població no gaire densa de llúdrigues, inferior a 0,15 individus per kilòmetre de riu.

Anàlisi socio-ambiental de les bordes de la Vall d'Estaon (Pallars Sobirà) i de la biodiversitat associada

Aquest projecte ha estat desenvolupat entre l’octubre de 2008 i el juliol de 2009 per un equip d’estudiants de Ciències Ambientals de la Universitat Autònoma de Barcelona. L’objecte d’estudi principal han estat les bordes, construccions agroramaderes utilitzades tradicionalment per a emmagatzemar l’herba i estabular-hi el bestiar. D’altra banda, pel que fa la biodiversitat, s’ha realitzat un estudi de la vegetació de pedra seca, i una primera aproximació a l’estudi dels rat-penats, espècies protegides que utilitzen les bordes com a refugi. L’àmbit d’estudi ha estat la Vall d'Estaon dins el municipi de Vall de Cardós, a la comarca del Pallars Sobirà, Catalunya. Tota la superfície d’estudi es troba dins de l’àmbit del Parc Natural de l’Alt Pirineu (PNAP) i, per tant, sota la seva protecció. Per a la realització d’aquest estudi, s’ha utilitzat la metodologia emprada en el projecte del Bosc de Virós (Mestres et al.,2007). S’elabora un inventari de bordes i un altre de biodiversitat a partir de les dades recopilades amb la observació al camp i es realitzen entrevistes als gestors de la zona, antics i nous propietaris. En l’anàlisi dels resultats, s’observa que les bordes han perdut la seva funcionalitat tradicional i moltes d’elles s’han abandonat. Aquests fets provoquen la degradació d’aquestes construccions i la conseqüent pèrdua de patrimoni. D’altra banda la idea de recuperar les activitats tradicionals esdevé poc realista i es combina amb la impossibilitat d’aplicar nous usos per la protecció que exerceix la figura de Parc Natural. Així doncs, les bordes es troben enmig d’una situació estàtica i paradoxal entre la voluntat i desig de conservació i l'imminent i accelerat procés d’abandonament i degradació.

Marges i biodiversitat a Vandellòs i l'Hospitalet de l'Infant

Els marges de pedra seca són un dels ambients socioecològics més singulars del país i, al mateix temps, un dels hàbitats menys estudiats. La nostra recerca ha analitzat la biodiversitat de les margenades de Vandellòs i l’Hospitalet de l’Infant; mitjançant mostrejos de flora i de la fauna hem constatat l’elevada complexitat de la xarxa tròfica que s’estableix en aquest nínxol ecològic. En la vessant socioambiental, hem realitzat entrevistes a diferents entesos en la cultura de la pedra seca, les quals han permès determinar la importància dels marges per entendre una part de la història ambiental del país. Amb la recerca s’ha observat un clar retrocés del patrimoni de pedra seca a causa de la recessió del sector agrícola. L’aprofitament turístic de la cultura de la pedra seca i la implicació de les Administracions Públiques en la difusió d’aquest patrimoni, són claus per garantir-ne la pervivència en el futur.

Alineamiento múltiple de secuencias con T-Coffee: una aproximación paralela

Las aplicaciones de alineamiento múltiple de secuencias son prototipos de aplicaciones que requieren elevada potencia de cómputo y memoria. Se destacan por la relevancia científica que tienen los resultados que brindan a investigaciones científicas en el campo de la biomedicina, genética y farmacología. Las aplicaciones de alineamiento múltiple tienen la limitante de que no son capaces de procesar miles de secuencias, por lo que se hace necesario crear un modelo para resolver la problemática. Analizando el volumen de datos que se manipulan en el área de las ciencias biológica y la complejidad de los algoritmos de alineamiento de secuencias, la única vía de solución del problema es a través de la utilización de entornos de cómputo paralelos y la computación de altas prestaciones. La investigación realizada por nosotros tiene como objetivo la creación de un modelo paralelo que le permita a los algoritmos de alineamiento múltiple aumentar el número de secuencias a procesar, tratando de mantener la calidad en los resultados para garantizar la precisión científica. El modelo que proponemos emplea como base la clusterización de las secuencias de entrada utilizando criterios biológicos que permiten mantener la calidad de los resultados. Además, el modelo se enfoca en la disminución del tiempo de cómputo y consumo de memoria. Para presentar y validar el modelo utilizamos T-Coffee, como plataforma de desarrollo e investigación. El modelo propuesto pudiera ser aplicado a cualquier otro algoritmo de alineamiento múltiple de secuencias.

Análisis y sintonización de aplicaciones paralelas/distribuidas de bioinformática: caso de estudio mpiBLAST

En termes de temps d'execució i ús de dades, les aplicacions paral·leles/distribuïdes poden tenir execucions variables, fins i tot quan s'empra el mateix conjunt de dades d'entrada. Existeixen certs aspectes de rendiment relacionats amb l'entorn que poden afectar dinàmicament el comportament de l'aplicació, tals com: la capacitat de la memòria, latència de la xarxa, el nombre de nodes, l'heterogeneïtat dels nodes, entre d'altres. És important considerar que l'aplicació pot executar-se en diferents configuracions de maquinari i el desenvolupador d'aplicacions no port garantir que els ajustaments de rendiment per a un sistema en particular continuïn essent vàlids per a d'altres configuracions. L'anàlisi dinàmica de les aplicacions ha demostrat ser el millor enfocament per a l'anàlisi del rendiment per dues raons principals. En primer lloc, ofereix una solució molt còmoda des del punt de vista dels desenvolupadors mentre que aquests dissenyen i evaluen les seves aplicacions paral·leles. En segon lloc, perquè s'adapta millor a l'aplicació durant l'execució. Aquest enfocament no requereix la intervenció de desenvolupadors o fins i tot l'accés al codi font de l'aplicació. S'analitza l'aplicació en temps real d'execució i es considra i analitza la recerca dels possibles colls d'ampolla i optimitzacions. Per a optimitzar l'execució de l'aplicació bioinformàtica mpiBLAST, vam analitzar el seu comportament per a identificar els paràmetres que intervenen en el rendiment d'ella, com ara: l'ús de la memòria, l'ús de la xarxa, patrons d'E/S, el sistema de fitxers emprat, l'arquitectura del processador, la grandària de la base de dades biològica, la grandària de la seqüència de consulta, la distribució de les seqüències dintre d'elles, el nombre de fragments de la base de dades i/o la granularitat dels treballs assignats a cada procés. El nostre objectiu és determinar quins d'aquests paràmetres tenen major impacte en el rendiment de les aplicacions i com ajustar-los dinàmicament per a millorar el rendiment de l'aplicació. Analitzant el rendiment de l'aplicació mpiBLAST hem trobat un conjunt de dades que identifiquen cert nivell de serial·lització dintre l'execució. Reconeixent l'impacte de la caracterització de les seqüències dintre de les diferents bases de dades i una relació entre la capacitat dels workers i la granularitat de la càrrega de treball actual, aquestes podrien ser sintonitzades dinàmicament. Altres millores també inclouen optimitzacions relacionades amb el sistema de fitxers paral·lel i la possibilitat d'execució en múltiples multinucli. La grandària de gra de treball està influenciat per factors com el tipus de base de dades, la grandària de la base de dades, i la relació entre grandària de la càrrega de treball i la capacitat dels treballadors.

Síntesis estereodivergente de indolicidinas precursoras de peptidomiméticos

Se ha planteado la síntesis estereocontrolada de 1, con esqueleto de 1-aza-9-oxobiciclo[4.3.0]nonano dentro de un proyecto que persigue la síntesis de peptidomiméticos y alcaloides de indolicidina con actividad biológica. Inicialmente, se ha llevado a cabo una reacción de N-alquilación enantioselectiva para obtener el alcohol (+)-16 a partir de trabajos realizados en nuestro grupo. Por otro lado, se ha estudiado el efecto de diversos grupos protectores de 6 en la diastereoselectividad de la etapa de alilación siguiente. Finalmente, se ha realizado una reacción de cierre de anillo y la separación de los diastereoisómeros bicíclicos 33, intermedios en la síntesis de 1.

Estudi del jardí romàntic del Palau Novella, Parc del Garraf

Durant molts anys, els jardins del Palau Novella han patit una sèrie de canvis que han desembocat en el seu abandonament i degradació. La falta de gestió i manteniment ha comportat l’aparició de fitopatologies en una part important dels individus, així com la colonització d’espècies invasores, tant de flora com de faun,a o la degradació dels elements arquitectònics. D’altra banda, la seva importància com a connector o la presència d’arbres i comunitats d’especial interès, li atorguen a la zona un gran valor a nivell ecològic. Per tant, tant per a la seva protecció, com per a la millora de les condicions actuals de degradació, seran necessàries una sèrie de mesures correctores que ajudin a restaurar i conservar la zona, de manera que, l’objectiu principal d’aquest estudi, serà l’avaluació de tots els factors, tant positius com negatius, per tal de poder elaborar les mesures esmentades.