Behavioural Flexibility: evolutionary past and its role in a changing world

A través de la historia de la vida, gran parte de los organismos han desarrollado estrategias para responder a un mundo en constante cambio. Hoy en día, las actividades humanas producen cambios ambientales a una velocidad sin precedentes, lo cual se traduce en grandes desafíos para la persistencia de biodiversidad. Esta investigación evalúa las respuesta de los animales a los cambios ambientales enfocándose en la flexibilidad del comportamiento como estrategia adaptativa. En una primera aproximación a una escala evolutiva, se otorgan evidencias del vínculo hasta ahora tenue entre la cognición e historias de vida, entregando un claro apoyo a la relación entre longevidad, vida reproductiva y el tamaño del cerebro en mamíferos. La longevidad es el centro de muchas hipótesis respecto a las ventajas de desarrollar un cerebro grande, como por ejemplo en la hipótesis del buffer cognitivo y las respuestas flexibles frente a nuevos ambientes. En un segundo nivel, se abordan factores extrínsecos e intrínsecos que podrían explicar las diferencias individuales en innovación, un componente clave en la flexibilidad del comportamiento. Por medio de una aproximación experimental, se evalúan potenciales escenarios que podrían conducir a consistentes diferencias individuales en uno de los principales factores subyacentes a la innovación (i.e. la motivación), y el potencial control endocrino sobre estos escenarios. Posteriormente, con el objetivo de evaluar la respuesta de los animales frente a los cambios ambientales actuales, se explora la respuesta de los animales frente a una de las actividades humanas mas disruptivas sobre los ecosistemas, la urbanización. Por medio de un analisis filogenetico comparativo a nivel global en aves se abordan los mecanismos implicados en la perdida de biodiversidad observada en ambientes urbanos. Los resultados entregan evidencias sobre la importancia de procesos de dispersión local junto con el papel clave de los rasgos de historia de vida, pero en un sentido diferente al clasicamente pensado. Finalmente por medio de una revisión bibliográfica se entregan evidencias teóricas y empíricas que respaldan el rol clave de la flexibilidad del comportamiento en confrontar los desafíos de una vida urbana. La integración de estos resultados muestra cómo el pasado evolutivo contribuye a hacer frente a los retos ambientales actuales, y pone de relieve posibles consecuencias ante un planeta más cambiante que nunca.

Optimització del temps total d'escala d'aeronaus comercials

L'objectiu d'aquest projecte és analitzar com optimitzar el temps total d'escala d'una aeronau comercial, per tal de reduir els costos que suposa que l'aeronau estigui en terra. L'anàlisi es realitza a partir de conèixer quines són les operacions mínimes necessàries que cal dur a terme durant el tumaround i en quin ordre convé realitzar- les perquè el temps total sigui mínim. També s'estudien quins són els mètodes científics ja proposats i quins són els usats en l'actualitat. Fruit de l'estudi es proposa un model que permeti reduir els costos derivats de retards, afegint un temps addicional a l'escala, a partir de dades recollides de l'activitat comercial diària a l’aeroport de Barcelona. Dels resultats obtinguts es conclou que interessa afegir un buffer que absorbeixi possibles incidents, però convé que sigui dividit segons la franja horària del dia, per tal que s'adapti al màxim a les necessitats de cada vol, enlloc d'afegir un mateix buffer a tots els vols de qualsevol hora.

Optimization of multiclass queueing networks with changeover times via the achievable region approach: Part I, the single-station case

We address the performance optimization problem in a single-stationmulticlass queueing network with changeover times by means of theachievable region approach. This approach seeks to obtainperformance bounds and scheduling policies from the solution of amathematical program over a relaxation of the system's performanceregion. Relaxed formulations (including linear, convex, nonconvexand positive semidefinite constraints) of this region are developedby formulating equilibrium relations satisfied by the system, withthe help of Palm calculus. Our contributions include: (1) newconstraints formulating equilibrium relations on server dynamics;(2) a flow conservation interpretation of the constraintspreviously derived by the potential function method; (3) newpositive semidefinite constraints; (4) new work decomposition lawsfor single-station multiclass queueing networks, which yield newconvex constraints; (5) a unified buffer occupancy method ofperformance analysis obtained from the constraints; (6) heuristicscheduling policies from the solution of the relaxations.

Job search and asset accumulation under borrowing constraints

In this paper I show how borrowing constraints and job search interact.I fit a dynamic model to data from the National Longitudinal Survey(1979-cohort) and show that borrowing constraints are significant. Agentswith more initial assets and more access to credit attain higher wagesfor several periods after high school graduation. The unemployed maintaintheir consumption by running down their assets, while the employed saveto buffer against future unemployment spells. I also show that, unlikein models with exogenous income streams, unemployment transfers, byallowing agents to attain higher wages do not 'crowd out' but increasesaving.

Obtenció d'estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purins de vaca

Actualment a Catalunya existeixen zones amb importants limitacions per l’aplicació de purins al sòl, pel que és imprescindible trobar alternatives de gestió i tractament que permetin l’aprofitament adequat dels recursos continguts a les dejeccions ramaderes sense afectar el medi. La digestió anaeròbia és una de les tècniques utilitzades en el tractament de les dejeccions ramaderes. L’efluent líquid que s’obté d’aquest tractament no modifica el contingut de nitrogen i fòsfor i per tant ha de ser gestionat correctament. L’objectiu general d’aquest projecte és avaluar la precipitació d’estruvita (sal de magnesi, amoni i fosfat) com una alternativa de gestió de l’efluent líquid d’una planta de digestió anaeròbia i compostatge que tracta dejeccions ramaderes conjuntament amb altres residus orgànics. S’han avaluat els efectes dels diferents paràmetres operacionals en la formació d’estruvita (pH, temperatura, velocitat d’agitació, alcalinitat), mitjançant assaigs en discontinu amb solució sintètica. A continuació s’ha procedit a obtenir estruvita a partir de la fracció líquida digerida de purí (FLD), en assaigs en discontinu per estudiar l’efecte del contingut de matèria orgànica i sòlids Totals (ST), així com el contingut en fosfats i el pH de reacció. Finalment, s’han optimitzat els paràmetres de procés en continu, mitjançant la posada en marxa d’un reactor a escala de laboratori i estudi de l’efecte de la velocitat d’agitació i de la introducció del stripping de CO2, tant amb solució sintètica com amb la fracció líquida digerida del purí. Dels resultats obtinguts es pot concloure que els factors que tenen una major influència en el procés d’obtenció d’estruvita són el pH (el pH òptim es situa al voltant de 9), i la presència de matèria orgànica i sòlids ens suspensió, que interfereix de forma quantitativa i qualitativa en la formació de l’estruvita. En el procés en continu s’ha aconseguit reduccions d’un 84% i 98% d’amoni i fòsfor respectivament, obtenintse estruvita que pot ser utilitzada com a fertilitzant d’alliberació lenta. Es pot concloure que la precipitació d’estruvita és una bona alternativa per millorar la gestió de les dejeccions ramaderes alhora que permet recuperar nutrients i tancar cicles. La combinació amb un tractament previ que elimini la matèria orgànica, com podria ser la digestió anaeròbia, i una separació de fases, per eliminar els sòlids en suspensió, es presenta com una configuració amb molts avantatges.

Perpendicular magnetic anisotropy in chemically disordered FePd-FeV(100) alloy thin films

We find that the use of V(100) buffer layers on MgO(001) substrates for the epitaxy of FePd binary alloys yields to the formation at intermediate and high deposition temperatures of a FePd¿FeV mixed phase due to strong V diffusion accompanied by a loss of layer continuity and strong increase of its mosaic spread. Contrary to what is usually found in this kind of systems, these mixed phase structures exhibit perpendicular magnetic anisotropy (PMA) which is not correlated with the presence of chemical order, almost totally absent in all the fabricated structures, even at deposition temperatures where it is usually obtained with other buffer layers. Thus the observed PMA can be ascribed to the V interdiffusion and the formation of a FeV alloy, being the global sample saturation magnetization also reduced.

Thermal modeling and management in ultrathin chip stack technology

This paper presents a thermal modeling for power management of a new three-dimensional (3-D) thinned dies stacking process. Besides the high concentration of power dissipating sources, which is the direct consequence of the very interesting integration efficiency increase, this new ultra-compact packaging technology can suffer of the poor thermal conductivity (about 700 times smaller than silicon one) of the benzocyclobutene (BCB) used as both adhesive and planarization layers in each level of the stack. Thermal simulation was conducted using three-dimensional (3-D) FEM tool to analyze the specific behaviors in such stacked structure and to optimize the design rules. This study first describes the heat transfer limitation through the vertical path by examining particularly the case of the high dissipating sources under small area. First results of characterization in transient regime by means of dedicated test device mounted in single level structure are presented. For the design optimization, the thermal draining capabilities of a copper grid or full copper plate embedded in the intermediate layer of stacked structure are evaluated as a function of the technological parameters and the physical properties. It is shown an interest for the transverse heat extraction under the buffer devices dissipating most the power and generally localized in the peripheral zone, and for the temperature uniformization, by heat spreading mechanism, in the localized regions where the attachment of the thin die is altered. Finally, all conclusions of this analysis are used for the quantitative projections of the thermal performance of a first demonstrator based on a three-levels stacking structure for space application.

A physical frequency-dependent compact model for RF integrated inductors

A frequency-dependent compact model for inductors in high ohmic substrates, which is based on an energy point-of-view, is developed. This approach enables the description of the most important coupling phenomena that take place inside the device. Magnetically induced losses are quite accurately calculated and coupling between electric and magnetic fields is given by means of a delay constant. The later coupling phenomenon provides a modified procedure for the computation of the fringing capacitance value, when the self-resonance frequency of the inductor is used as a fitting parameter. The model takes into account the width of every metal strip and the pitch between strips. This enables the description of optimized layout inductors. Data from experiments and electromagnetic simulators are presented to test the accuracy of the model.

Magnetization reversal and magnetic anisotropies in epitaxial Fe/MgO and Fe/MgO/Fe heterostructures grown on Si(001)

Epitaxial Fe/MgO heterostructures have been grown on Si(001) by a combination of sputtering and laser ablation deposition techniques. The growth of MgO on Si(001) is mainly determined by the nature of the interface, with large lattice mismatch and the presence of an amorphous layer of unclear origin. Reflection high energy electron diffraction patterns of this MgO buffer layer are characteristic of an epitaxial, but disordered, structure. The structural quality of subsequent Fe and MgO layers continuously improves due to the better lattice match and the burial of defects. A weak uniaxial in-plane magnetic anisotropy is found superimposed on the expected cubic biaxial anisotropy. This additional anisotropy, of interfacial nature and often found in Fe/MgO and Fe/MgO/GaAs(001) systems, is less intense here due to the poorer MgO/Si interface quality compared with that of other systems. From the evolution of the anisotropy field with film thickness, magnetic anisotropy is also found to depend on the crystal quality. Kerr measurements of a Fe/MgO multilayered structure grown on Si show two different switching fields, suggesting magnetic coupling of two of the three Fe layers. Nevertheless, due to the little sensitivity to the bottom Fe film, independent switching of the three layers cannot be ruled out.

Tunable epitaxial growth of magnetoresistive La2/3Sr1/3MnO3 thin films

We report on the growth of epitaxial La2/3Sr1/3MnO3 thin films on buffered Si(001) substrates. We show that a suitable choice of the buffer heterostructure allows one to obtain epitaxial (00h), (0hh), and (hhh) manganite thin films. The magnetotransport properties are investigated and we have found that the low-field magnetoresistance is directly related to the width of the normal-to-plane rocking curves, irrespective of the film orientation. The magnetic anisotropy of these films has also been determined.

Reduced microwave losses of YBa2Cu3O7_thin films on electro-optic LiNbO3 crystals

We report on the growth of epitaxial YBa2Cu3O7 thin films on X-cut LiNbO3 single crystals. The use of double CeO2/YSZ buffer layers allows a single in-plane orientation of YBa2Cu3O7, and results in superior superconducting properties. In particular, surface resistance Rs values of 1.4 m¿ have been measured at 8 GHz and 65 K. The attainment of such low values of Rs constitutes a key step toward the incorporation of high Tc materials as electrodes in photonic and acoustic devices.

Perovskite-based heterostructures integrating ferromagnetic-insulating La0.1Bi0.9MnO3

We report on the growth of thin films and heterostructures of the ferromagnetic-insulating perovskite La0.1Bi0.9MnO3. We show that the La0.1Bi0.9MnO3 perovskite grows single phased, epitaxially, and with a single out-of-plane orientation either on SrTiO3 substrates or onto strained La2/3Sr1/3MnO3 and SrRuO3 ferromagnetic-metallic buffer layers. We discuss the magnetic properties of the La0.1Bi0.9MnO3 films and heterostructures in view of their possible potential as magnetoelectric or spin-dependent tunneling devices.

Exchange bias between magnetoelectric YMnO3 and ferromagnetic SrRuO3 epitaxial films

Orthorhombic YMnO3 (YMO) epitaxial thin films were deposited on SrTiO3 (STO) single-crystal substrates. We show that the out-of-plane texture of the YMO films can be tailored using STO substrates having (001), (110), or (111) orientations. We report on the magnetic properties of the YMO(010) films grown on STO(001) substrates. The dependence of the susceptibility on the temperature indicates that the films are antiferromagnetic below the Néel temperature (around 35 K). Orthorhombic YMO(010) films were also deposited on an epitaxial buffer layer of ferromagnetic and metallic SrRuO3 (SRO). The magnetic hysteresis loops of SRO show exchange bias at temperatures below the Néel temperature of YMO. These results confirm that the YMO films are antiferromagnetic and demonstrate that magnetoelectric YMO can be integrated in functional epitaxial architectures.