Fault diagnosis by refining the parameter uncertainty space of nonlinear dynamic systems

This paper deals with fault detection and isolation problems for nonlinear dynamic systems. Both problems are stated as constraint satisfaction problems (CSP) and solved using consistency techniques. The main contribution is the isolation method based on consistency techniques and uncertainty space refining of interval parameters. The major advantage of this method is that the isolation speed is fast even taking into account uncertainty in parameters, measurements, and model errors. Interval calculations bring independence from the assumption of monotony considered by several approaches for fault isolation which are based on observers. An application to a well known alcoholic fermentation process model is presented

An Interval Intelligent-based Approach for Fault Detection and Modelling

Not considered in the analytical model of the plant, uncertainties always dramatically decrease the performance of the fault detection task in the practice. To cope better with this prevalent problem, in this paper we develop a methodology using Modal Interval Analysis which takes into account those uncertainties in the plant model. A fault detection method is developed based on this model which is quite robust to uncertainty and results in no false alarm. As soon as a fault is detected, an ANFIS model is trained in online to capture the major behavior of the occurred fault which can be used for fault accommodation. The simulation results understandably demonstrate the capability of the proposed method for accomplishing both tasks appropriately

Constraint satisfaction techniques under uncertain conditions for fault diagnosis in nonlinear dynamic systems

The speed of fault isolation is crucial for the design and reconfiguration of fault tolerant control (FTC). In this paper the fault isolation problem is stated as a constraint satisfaction problem (CSP) and solved using constraint propagation techniques. The proposed method is based on constraint satisfaction techniques and uncertainty space refining of interval parameters. In comparison with other approaches based on adaptive observers, the major advantage of the presented method is that the isolation speed is fast even taking into account uncertainty in parameters, measurements and model errors and without the monotonicity assumption. In order to illustrate the proposed approach, a case study of a nonlinear dynamic system is presented

Proposta de trams òptims pel repoblament d’Anguila Europea a les conques Muga, Fluvià i Ter

L’anguila en els darrers 50 anys ha patit un fort declivi, es consideren diversos factors que han fet disminuir la seva població. Aquests factors són: la pesca, els obstacles, centrals hidroelèctriques, pèrdua d’hàbitat, depredació, paràsits i malalties, canvi climàtic i de corrents oceàniques. Aquesta espècie està definida per la UICN a la “llista vermella” d’espècies en perill d’extinció amb la categoria de “críticament amenaçada”. És per això que el Consell Europeu obliga a cada Estat membre que té pesqueries d’anguila a les seves conques a realitzar un PGA, que alhora, obliga a realitzar unes mesures de gestió. Una d’aquestes mesures, és la repoblació (def. Tornar a poblar un lloc amb anguiles, en aquest cas). En aquest projecte s’ha analitzat l’estat de les conques internes de Catalunya, realitzant una descripció pel que fa a l’àrea d’estudi i els impactes que s’hi poden trobar. Seguidament, mitjançant l’estudi de índex de qualitat i paràmetres ambientals, s’han indicat els trams òptims pel repoblament on pot sobreviure l’anguila degut a les condicions d’hàbitat. S’ha realitzat també un estudi comparatiu de densitats arreu de la comunitat de Catalunya, i un anàlisi de l’estat de la població d’anguila provinent del Llémena, observant al laboratori el seu estat sanitari. L’exportació d’anguila japonesa que s’ha realitzat en els darrers anys ha implantat un paràsit (A. Crassus) que li pot arribar a causar la mort

Prevención de la transmisión sexual del VIH en adolescentes

En una muestra de 119 estudiantes de cuarto de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) y primerode Bachillerato (52,6% mujeres) se analizan los conocimientos sobre la prevención de latransmisión sexual del virus del sida, las expectativas de resultados y de autoeficacia respecto a losmétodos preventivos y el tipo de prevención utilizada durante la última relación sexual. Para evitarlas respuestas inducidas respecto a los comportamientos preventivos se emplea un formato de preguntaabierta. Los resultados muestran que sólo el 23,5% de los estudiantes han dado dos respuestastotalmente correctas sobre estrategias consideradas eficaces en la prevención sexual del VIH:uso del preservativo y abstinencia (por este orden). El 70,5% valoran totalmente o muy eficaz elpreservativo para evitar la transmisión sexual del VIH y el 95% de los que dan la segunda respuestajuzgan totalmente eficaz la práctica de la abstinencia con la misma finalidad. En el caso del preservativose sienten totalmente o muy capaces de usarlo el 64,3%, mientras que cuando se trata de laabstinencia sólo se perciben con esa competencia el 20%. Por lo que se refiere al uso autoinformadode métodos preventivos en la última relación, por parte de los 29 estudiantes que tuvieronactividad sexual durante el mes anterior, se observa que 21 de ellos emplearon el preservativo, dosla píldora anticonceptiva, otros dos no precisan el tipo de precaución y el resto no tomó ninguna.Tanto el reducido nivel de conocimientos sobre prevención, como la baja percepción de autoeficaciapara mantenerse abstinentes, nos alertan sobre la necesidad de hacer un mayor esfuerzo de informaciónpara eliminar creencias equivocadas, como por ejemplo: sobre la pretendida eficacia protectorade tener relaciones sexuales con una pareja estable o conocida. Así mismo, conviene insistiren el uso del preservativo como anticonceptivo de elección entre los adolescentes

Influencia social y uso del preservativo en la prevención de la transmisión heterosexual del VIH = Social influence and condom use for VIH heterosexual transmission prevention

Se revisan diferentes formas en que la influencia social puede incidir sobre los comportamientosheterosexuales de prevención de la transmisión del VIH de los jóvenes y se presentanlos resultados de algunos trabajos de las autoras, así como de otros investigadores, en que seanalizan dichas relaciones. Se concluye resaltando: 1) la utilidad clínica de la evaluación de lasexpectativas de autoeficacia para poder intervenir específicamente en aquellas áreas en que losjóvenes se perciban con menores capacidades para ser preventivos, 2) la relación observadaentre el uso de preservativo autoinformado y la creencia en su aceptación por parte de los referentessociales más cercanos y 3) la conveniencia de que los jóvenes posean suficientes habilidadesde comunicación que les permitan negociar con éxito el uso del preservativo y les ayudena compensar posibles influencias sociales en contra de su empleo

Alternatives per a la generació de cartografia temàtica en entorn web relativa a vigilància epidemiològica

El propósito de este proyecto es proporcionar una herramienta relacionada con los sistemas de información cartográfica (SIG) para lograr detectar posibles anomalías y alteraciones en los patrones de aparición y contagio de enfermedades en un ámbito poblacional.

Biodiversitat de coleòpters i el seu paper com a plagues i com a agents de control biològic en un conreu de cítrics ecològics

El present treball estudiarà la comunitat d’espècies Coleoptera d’un camp de cítrics situat a la Selva de Camp, Tarragona, durant el període de temps dels anys 2002 fins al 2011. Els Coleoptera és l’ordre animal conegut comunament com els “escarabats” i és el més abundant i variat de tot el regne animal. Els estudis realitzats són pocs i, normalment, de les espècies més abundants (sobretot la família Coccinellidae). Totes les espècies d’aquest ordre presenten unes característiques típiques (García et al., 1989). (1) Presenten una cutícula dura, rígida i quitinitzada, amb el primer parell d’ales endurides (èlitres). Gran protecció als traumes físics. (2) Tenen una gran capacitat per retenir la humitat degut a que els estigmes s’obren els èlitres i eviten la pèrdua d’aigua per transpiració. (3) Presenten mandíbules mastegadores, adaptables i utilitzables per a una gran varietat de funcions (Chinery, 1988). (4) Algunes espècies poden acumular substàncies tòxiques a l’organisme. Presenten un règim alimentari fitòfag o micòfag, per norma general, tot i que també es poden trobar espècies sapròfagues o depredadores. És per aquest motiu que les espècies de Coleoptera podrien presentar un paper important com a potencial plagues o com a possible control biològic (Zahradnik, 1990). Durant moltes dècades, els plaguicides han constituït una lluita química contra les plagues dels cultius agrícoles, obtenint molt bons resultats en quant a manteniment i qualitat de les collites. No obstant, la seva utilització deliberada ha constituït en molts casos una important font de contaminació del territori. La seva gran mobilitat i persistència ha originat efectes de bioacumulació i biomagnificació a les xarxes tròfiques dels essers vius presents en aquestes zones. Actualment, per evitar tots aquests problemes ocasionats pels productes sintètics, el control biològic de plagues constitueix un dels principals pilars de la protecció moderna de cultius (Jacas et al., 2005). Se sap que les formigues tenen un doble rol molt important a les comunitats vegetals (poden ser mutualistes o depredadors generalistes), fent que la presència o absència d’aquestes pugui tenir efectes potencials sobre l’abundància d’altres artròpodes (James et al., 1999). És per aquest motiu que al present treball es realitzen experiments amb dos tipus d’arbres, els que presenten formigues i els que les formigues s’han exclòs experimentalment. Així doncs, els objectius del present treball són: - Descriure quantitativament la Comunitat de Coleoptera no Coccinellidae. - Descriure els canvis que s’han produït en la comunitat de Coleoptera al llarg de 10 anys. - Valorar la importància de les diferents espècies i/o famílies com a components de la biodiversitat d’un conreu ecològic. - Descriure els efectes sobre la comunitat de Coleoptera no Coccinellidae de la presència o absència de formgiues. - Valorar la importància de les diferents espècies i/o famílies com a possibles plagues o com a agents de control biològic.

Mechanisms of antagonism of Pseudomonas fluorescens EPS62e against Erwinia amylovora, the causal agent of fire blight

Pseudomonas fluorescens EPS62e was selected during a screening procedure for its high efficacy in controlling infections by Erwinia amylovora, the causal agent of fire blight disease, on different plant materials. In field trials carried out in pear trees during bloom, EPS62e colonized flowers until the carrying capacity, providing a moderate efficacy of fire-blight control. The putative mechanisms of EPS62e antagonism against E. amylovora were studied. EPS62e did not produce antimicrobial compounds described in P. fluorescens species and only developed antagonism in King’s B medium, where it produced siderophores. Interaction experiments in culture plate wells including a membrane filter, which physically separated the cultures, confirmed that inhibition of E. amylovora requires cell-to-cell contact. The spectrum of nutrient assimilation indicated that EPS62e used significantly more or different carbon sources than the pathogen. The maximum growth rate and affinity for nutrients in immature fruit extract were higher in EPS62e than in E. amylovora, but the cell yield was similar. The fitness of EPS62e and E. amylovora was studied upon inoculation in immature pear fruit wounds and hypanthia of intact flowers under controlled-environment conditions. When inoculated separately, EPS62e grew faster in flowers, whereas E. amylovora grew faster in fruit wounds because of its rapid spread to adjacent tissues. However, in preventive inoculations of EPS62e, subsequent growth of EPS101 was significantly inhibited. It is concluded that cell-to-cell interference as well as differences in growth potential and the spectrum and efficiency of nutrient use are mechanisms of antagonism of EPS62e against E. amylovora

Evaluation of four whole-plant inoculation methods to analyze the pathogenicity of Erwinia amylovora under quarantine conditions

Four methods were tested to assess the fire-blight disease response on grafted pear plants. The leaves of the plants were inoculated with Erwinia amylovora suspensions by pricking with clamps, cutting with scissors, local infiltration, and painting a bacterial suspension onto the leaves with a paintbrush. The effects of the inoculation methods were studied in dose-time-response experiments carried out in climate chambers under quarantine conditions. A modified Gompertz model was used to analyze the disease-time relatiobbnships and provided information on the rate of infection progression (rg) and time delay to the start of symptoms (t0). The disease-pathogen-dose relationships were analyzed according to a hyperbolic saturation model in which the median effective dose (ED50) of the pathogen and maximum disease level (ymax) were determined. Localized infiltration into the leaf mesophile resulted in the early (short t0) but slow (low rg) development of infection whereas in leaves pricked with clamps disease symptoms developed late (long t0) but rapidly (high rg). Paintbrush inoculation of the plants resulted in an incubation period of medium length, a moderate rate of infection progression, and low ymax values. In leaves inoculated with scissors, fire-blight symptoms developed early (short t0) and rapidly (high rg), and with the lowest ED50 and the highest ymax

Diversitat bacteriana a les esponges marines

L’objectiu principal del projecte era aprofundir en el coneixement de les malalties de les esponges, centrant-nos en la diversitat bacteriana que acullen. Als estius 2008 i 2009 va haver episodis d’elevades temperatures de l’aigua de mar que van suposar importants mortalitats massives d’esponges a la Mediterrània. Contra tot pronòstic, els estius del projecte, el 2010 i el 2011, no van resultar especialment calorosos i no hi va haver episodis de mortalitat. És un fet molt positiu per les comunitats bentòniques però algun dels objectius específics de la meva proposta no es va poder dur a terme com havien estat platejats inicialment. Disposàvem de diferents mostres d’esponges malaltes de l’espècie Ircinia fasciculata, sanes i aigua circumdant recollides l’estiu 2009 i fixades per DNA, per això s’han pogut identificar i caracteritzar els canvis en la comunitat microbiològica de les esponges malaltes respecte de les sanes. Hem constatat que més que una infecció per un o pocs patògens puntuals, com havien proposat alguns autors, hi ha un canvi dràstic en la comunitat microbiològica associada a les esponges. Les esponges malaltes, on dominen els bacteris heterotròfics, presenten una major diversitat bacteriana que les sanes, on dominen els autòtrofs. Tot i que no es va poder realitzar un nou mostreig d’individus malalts, i algun objectiu específic no es va poder desenvolupar, vaig aprofitar l’estada en un centre de referència en estudis de la diversitat microbiana, per ampliar el coneixement general de les comunitats bacterianes associades a esponges. Es van realitzar nous estudis en què vam testar si totes les esponges (bacteriosponges i no) presenten simbionts reals o si les no-bacteriosponges presenten un enriquiment de les comunitats de l’aigua de mar però no una flora específica. El resultat és que totes les esponges presenten associacions molt específiques malgrat hi ha fortes diferències entre les comunitats microbianes associades a bacteriosponges i a no-bacteriosponges.

Multifunctional ligands for application in Alzheimer’s Disease: molecular modelling and biological evaluation

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of British Columbia, Canadà, entre 2010 i 2012 La malaltia d'Alzheimer (MA) representa avui la forma més comuna de demència en la població envellida. Malgrat fa 100 anys que va ser descoberta, encara avui no existeix cap tractament preventiu i/o curatiu ni cap agent de diagnòstic que permeti valorar quantitativament l'evolució d'aquesta malaltia. L'objectiu en el que s'emmarca aquest treball és contribuir a aportar solucions al problema de la manca d'agents terapèutics i de diagnosi, unívocs i rigorosos, per a la MA. Des del camp de la química bioinorgànica és fàcil fixar-se en l'excessiva concentració d'ions Zn(II) i Cu(II) en els cervells de malalts de MA, plantejar-se la seva utilització com a dianes terapèutica i, en conseqüència, cercar agents quelants que evitin la formació de plaques senils o contribueixin a la seva dissolució. Si bé aquest va ser el punt de partida d’aquest projecte, els múltiples factors implicats en la patogènesi de la MA fan que el clàssic paradigma d’ ¨una molècula, una diana¨ limiti la capacitat de la molècula de combatre aquesta malaltia tan complexa. Per tant, un esforç considerable s’ha dedicat al disseny d’agentsmultifuncionals que combatin els múltiples factors que caracteritzen el desenvolupament de la MA. En el present treball s’han dissenyat agents multifuncionals inspirats en dos esquelets moleculars ben establers i coneguts en el camp de la química medicinal: la tioflavina-T (ThT) i la deferiprona (DFP). La utilització de tècniques in silico que inclouen càlculs farmacocinètics i modelatge molecular ha estat un procés cabdal per a l’avaluació dels millors candidats en base als següents requeriments: (a) compliment de determinades propietats farmacocinètiques que estableixin el seu possible ús com a fàrmac (b) hidrofobicitat adequada per travessar la BBB i (c) interacció amb el pèptid Aen solució.

Understanding the two-component sensing System of virulent bacteria

Report for the scientific sojourn carried out at the l’ Institute for Computational Molecular Science of the Temple University, United States, from 2010 to 2012. Two-component systems (TCS) are used by pathogenic bacteria to sense the environment within a host and activate mechanisms related to virulence and antimicrobial resistance. A prototypical example is the PhoQ/PhoP system, which is the major regulator of virulence in Salmonella. Hence, PhoQ is an attractive target for the design of new antibiotics against foodborne diseases. Inhibition of the PhoQ-mediated bacterial virulence does not result in growth inhibition, presenting less selective pressure for the generation of antibiotic resistance. Moreover, PhoQ is a histidine kinase (HK) and it is absent in animals. Nevertheless, the design of satisfactory HK inhibitors has been proven to be a challenge. To compete with the intracellular ATP concentrations, the affinity of a HK inhibidor must be in the micromolar-nanomolar range, whereas the current lead compounds have at best millimolar affinities. Moreover, the drug selectivity depends on the conformation of a highly variable loop, referred to as the “ATP-lid, which is difficult to study by X-Ray crystallography due to its flexibility. I have investigated the binding of different HK inhibitors to PhoQ. In particular, all-atom molecular dynamics simulations have been combined with enhanced sampling techniques in order to provide structural and dynamic information of the conformation of the ATP-lid. Transient interactions between these drugs and the ATP-lid have been identified and the free energy of the different binding modes has been estimated. The results obtained pinpoint the importance of protein flexibility in the HK-inhibitor binding, and constitute a first step in developing more potent and selective drugs. The computational resources of the hosting institution as well as the experience of the members of the group in drug binding and free energy methods have been crucial to carry out this work.

CAV2 vector gene transfer into central nervious System

Estudi realitzat a partir d’una estada al Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, França, entre 2010 i 2012. En aquest projecte s’ha avaluat les avantatges dels vectors adenovirals canins tipus 2 (CAV2) com a vectors de transferència gènica al sistema nerviós central (SNC) en un model primat no-humà i en un model caní del síndrome de Sly (mucopolisacaridosis tipus 7, MPS VII), malaltia monogènica que cursa amb neurodegeneració. En una primera part del projecte s’ha avaluat la biodistribució, l’eficàcia i la durada de l’expressió del transgen en un model primat no humà, (Microcebus murinus). Com ha vector s’ha utilitzat un CAV2 de primera generació que expressa la proteïna verda fluorescent (CAVGFP). Els resultats aportats en aquesta memòria demostren que en primats no humans, com en d’altres espècies testades anteriorment per l’equip de l’EJ Kremer, la injecció intracerebral de CAV2 resulta en una extensa transducció del SNC, siguent les neurones i els precursors neuronals les cèl•lules preferencialment transduïdes. Els vectors canins, servint-se de vesícules intracel•lulars són transportats, majoritàriament, des de les sinapsis cap al soma neuronal, aquest transport intracel•lular permet una extensa transducció del SNC a partir d’una única injecció intracerebral dels vectors virals. En una segona part d’aquest projecte s’ha avaluat l’ús terapèutic dels CAV2. S’ha injectat un vector helper-dependent que expressa el gen la b-glucuronidasa i el gen de la proteïna verda fluorescent (HD-RIGIE), en el SNC del model caní del síndrome de Sly (MPS VII). La biodistribució i la eficàcia terapèutica han estat avaluades. Els nivells d’activitat enzimàtica en animals malalts injectats amb el vector terapèutic va arribar a valors similars als dels animals no afectes. A més a més s’ha observat una reducció en la quantitat dels GAGs acumulats en les cèl•lules dels animals malalts tractats amb el vector terapèutic, demostrant la potencialitat terapèutica dels CAV2 per a malalties que afecten al SNC. Els resultats aportats en aquest treball ens permeten dir que els CAV2 són unes bones eines terapèutiques per al tractament de malalties que afecten al SNC.

Programa d’educació emocional en l’àmbit penitenciari: les competències personals

Al llarg de la història educativa i tractamental, s'ha donat molta importància als desenvolupaments cognitius sense tenir en compte el desenvolupament emocional. Autors com Gardner o Goleman van donar un fort impuls al que ara es coneix com a intel·ligència emocional potenciant la creació de programes i dissenys curriculars que enforteixen la vessant emocional. No oblidem que les emocions són intrínseques al ser humà i condicionen la forma en què ens relacionem amb nosaltres mateixos i l'entorn. Per tant, entenem que el desenvolupament emocional és una de les bases fonamentals de l'educació. Com a educadors i educadores socials no podem perdre de vista aquest camp d'acció, i com a professionals de l'àmbit penitenciari considerem necessari que els nostres educands identifiquin les emocions (tant les pròpies com les alienes), millorin la seva autoestima i aprenguin a gestionar allò que senten. Tot amb l'objectiu que les seves relacions amb si mateixos, els altres i la societat siguin òptimes i saludables. La nostra pràctica diària ens ha fet veure que hi ha una manca de conscienciació i una pobre gestió de les emocions. Els interns i internes són persones que, a causa de les circumstàncies que han viscut i viuen, mostren dificultats per reaccionar de forma socialment adaptada i aquest fet genera conseqüències nefastes tant per a ells com per al seu entorn: agressions verbals i físiques, conflictes, addiccions, desarrelaments, malalties… No és fàcil treballar les emocions en un entorn hostil com el penitenciari, i menys fer-ho des d'una perspectiva educativa. És per això que el Programa d'educació emocional a l'àmbit penitenciari consta de dues parts; a la primera (la que aquí presentem), abordem aquelles competències personals necessàries per a un òptim desenvolupament emocional. El proper any es treballaran les competències socials que ajudin en la seva relació amb l'entorn. Entenem que per poder parlar d'aquestes últimes, primer s'han d'assolir els objectius a nivell personal. No podem perdre de vista que el circuit emocional és un circuit de comunicació obert on tots estem implicats i, per tant, on les influències són mútues i constants. En conseqüència, entenem que el programa que aquí presentem ha de comptar, també, amb altres professionals implicats com són els psicòlegs. Tenim clar que la figura de l'educador ha de quedar en tot moment entesa com d’acompanyament i guia, d’oferiment de les eines necessàries perquè els interns millorin el seu nivell de consciència i gestió emocional. En aquells casos en què sorgeixin problemes vinculats a aquest aprenentatge