Efectes del procés de compostatge en la toxicitat per a organismes del sòl d'adobs derivats de fangs de depuradora

Aquest estudi està vinculat al projecte que desenvolupa el CREAF-UAB, destinat a estudiar la degradació i toxicitat dels nonilfenols (contaminant orgànic) presents en els fangs de depuradora i el seu comportament en el sòl. Mitjançant l’aplicació del tractament de compostatge s’aconsegueix millorar les propietats del fang residual, així com degradar els contaminants orgànics més persistents. La idea de l’estudi sorgeix de la determinació de l’eficàcia del procés de compostatge en l’estabilització dels fangs, avaluant la variació dels paràmetres fisicoquímics del fang i el nivell de toxicitat pels organismes del sòl. La metodologia d’estudi es basa en la utilització al laboratori de bioassaigs ecotoxicològics amb espècies representatives del sòl L’objectiu principal de l’estudi és determinar els efectes del procés de compostatge en la millora de la toxicitat dels fangs de depuradora utilitzats com a fertilitzant orgànic en camps agrícoles. Un segon objectiu és determinar la quantitat de fang de depuradora i de compost aplicats als sòls agrícoles sense implicacions sobre els organismes representatius del sòl.

Urban image classification with semisupervised multiscale cluster kernels

This paper presents a semisupervised support vector machine (SVM) that integrates the information of both labeled and unlabeled pixels efficiently. Method's performance is illustrated in the relevant problem of very high resolution image classification of urban areas. The SVM is trained with the linear combination of two kernels: a base kernel working only with labeled examples is deformed by a likelihood kernel encoding similarities between labeled and unlabeled examples. Results obtained on very high resolution (VHR) multispectral and hyperspectral images show the relevance of the method in the context of urban image classification. Also, its simplicity and the few parameters involved make the method versatile and workable by unexperienced users.

Microsensors químics: ISFET i MEMFET

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 2008. La nanobiotecnologia és una branca de la nanociència i/o nanotecnologia que previsiblement tindrà un gran creixement i impacte durant els propers anys en molts camps i especialment en el de la diagnosi i tractament de malalties. Això requereix disposar de biosensors a escala nanomètrica que siguin molt sensibles i selectius enfront d’agents químics i biològics, a fi de poder obtenir dades en temps real “in situ” a nivell cel•lular i facilitar tractaments específics i personalitzats. Un petit pas previ als nanobiosensors són els microsensors químics, que poden ser fàcilment implantats en teixits humans sense lesionar-los i proporcionar mesures freqüents o contínues del pH o de la concentració de diversos ions que són dades importants per determinar l’estat de salut d’una persona. Els sensors ISFET tenen una configuració que els permet detectar i mesurar les concentracions de ions H+, per tant mesuren el pH. Entre les seves aplicacions hi destaca la gran eficàcia en la detecció del ió H+ en petites concentracions, que, entre altres usos com els biomèdics, és de gran importància en la mesura de la qualitat dels terrenys de cultiu. Si el sensor tipus ISFET és modificat mitjançant una membrana, com es fa en el present treball, pot desenvolupar moltes aplicacions en el camp de la salut, com és el cas de la detecció de cèl•lules mortes dins el cos humà, i per tant detectar de manera precoç la necrosi.

Métodes d'aprenentatge per reforç basats en la política i la seva aplicació a la robótica

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Robot Locomotion Group del Massachusetts Institute of Technology, Estats Units, entre març i agost del 2006. Es descriu la feina portada a terme en el camp de l'aprenentatge per reforç (RL), una metodologia molt utilitzada en aprenentatge artificial. En RL, un agent intenta maximitzar un valor escalar (càstig o premi) obtingut com a resultat de la seva interacció amb l'entorn. L'objectiu d'un sistema basat en RL és el de trobar una política d'actuació òptima que relaciona l'estat de l'entorn amb una acció determinada que maximitzi la suma de reforços futurs. El principal avantatge és que no utilitza cap base de dades conegudes, així que l'agent no rep informació sobre quina decisió triar, com succeeix en molts tipus d'aprenentatge, sinó que ha de triar per descobrir aquelles accions que tenen un valor més alt, sent molt adient en robòtica aplicada. Els principals desavantatges són uns temps de convergència sovint elevats i la manca de generalització quan tractem variables contínues. Principalment, el treball s’ha centrat en l'estudi de noves i més complexes metodologies basades en RL que combinessin dos tipus d'algorismes: els basats en funcions de valor i els representats únicament per una política d'actuació. Posteriorment s'analitzà la seva aplicabilitat en aplicacions robòtiques reals. En tots els estudis i les simulacions s’ha utilitzat un braç robòtic dissenyat i contruït al laboratori. El tipus de robot, anomenat Acrobot, és un banc de proves molt utilitzat en els camps de teoria de control i aprenentatge.

Traceologia aplicada a artefactes metàl•lics prehistòrics de base coure i experimentació arqueometal·lúrgica

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universidad Autónoma de Madrid entre abril i setembre del 2007. La traceologia, metodologia emprada per establir la funcionalitat dels artefactes arqueològics mitjançant l’estudi de les traces d’ús, ha estat tradicionalment aplicada a les eines lítiques tallades (Semenov, 1981). La seva aplicació sobre artefactes metàl•lics prehistòrics de base coure constitueix una novetat molt recent en la disciplina arqueològica. Per desgràcia, els escassos investigadors que l’han emprat ho han fet de forma parcial, sense seguir un protocol d’experimentació sistemàtic prèviament definit i acotat. Aquest fet es deu, en gran mesura, a la limitada experiència en els camps de la traceologia i de l’experimentació replicativa dels investigadors implicats(...)

L'anoditzat d'alumini com a eina per a la fabricació de nanomaterials 1D

El projecte se centra en la fabricació de nanomaterials 1D mitjançant una estratègia sintètica, basada en la combinació de metodologies top-down i bottom-up: la deposició de materials diversos a l’interior de l’estructura porosa de l’alúmina anòdica. En una primera etapa del treball, es desenvolupa el procés de fabricació de les membranes poroses, conegut com anoditzat de l’alumini. S’analitzen diversos aspectes del procés per tal d’optimitzar-lo i aconseguir la fabricació de capes poroses d’elevada qualitat de manera controlada, reproduïble i utilitzant un alumini de baixa puresa. Posteriorment, s’avalua la versatilitat de les membranes com a plantilla per a l’obtenció de nanomaterials amb geometria 1D (nanofils i nanotubs) mitjançant tècniques diverses. D’una banda es fabriquen nanofils de níquel magnètics mitjançant tècniques electroquímiques de deposició, amb la novetat que la formació del dipòsit té lloc directament a través del sistema alumini – alúmina. D’altra banda, s’obtenen nanotubs d’òxid de ferro magnètic (Fe3O4) mitjançant la tècnica de deposició per capes atòmiques. Les dues tècniques permeten un alt control de tots els paràmetres estructurals. Finalment, s’inclou un estudi sobre la preparació de membranes poroses d’alúmina anòdica avançades. La principal característica d’aquestes membranes és la modulació a voluntat del diàmetre de porus, resultant en pseudo-nanoestructures 1D.

Preparació, estudi estructural i aplicabilitat de derivats de Poli-(4R)-hidroxi-L-prolina a la separació d’enantiòmers per tècniques cromatogràfiques o relacionades

La separació d’enantiòmers (isòmers òptics) és molt important en molts diversos camps, com les síntesis quirals, biologia, i en el camp de la farmacologia especialment. És per això, que es fa necessari de disposar de tècniques i mètodes analítics ràpids, fiables i sensibles per a la separació d’enantiòmers. La present tesi s’emmarca en el camp de la separació d’enantiòmers, concretament en la preparació de fases estacionàries quirals per al seu ús en cromatografia liquida. En aquest sentit, s’ha desenvolupat la síntesi i caracterització de molècules polimèriques quirals derivades de l’aminoàcid L-prolina que incorporades en matrius de gel de sílice poden constituïr columnes quirals per a la separació d’enantiòmers per cromatografia liquida. S’han estudiat les característiques enantioselectives d’aquests nous materials en la separació de molècules quirals, trobant-se ésser satisfactòriament enantioselectius. L’interès que suscita l’obtenció d’enantiòmers a gran escala fa que la recerca s’orienti a la recerca de materials amb elevada capacitat de càrrega, és a dir, que puguin donar lloc a la separació d’elevades quantitats d’enantiòmers. Amb aquesta finalitat s’han dut a terme assaigs de capacitat de càrrega, que han posat de manifest la possible aplicació d’aquests materials a la separació preparativa d’enantiòmers. També s’ha parat especial atenció a l’estudi de les característiques de la matriu de gel de sílice, assajant-se altres materials de sílice més porosos i que permeten així treballar amb fluxos més elevats tot reduint-ne el temps d’anàlisi i els costos associats a la separació preparativa d’enantiòmers. L'estudi conformacional d'aquests nous selectors també ha estat contemplat per tal d'explicar l'enantioselectivitat específica que s'observa en certs dissolvents orgànics en els qual es duu a terme la separació dels enantiòmers.

Marine biotoxins in the Catalan littoral: could biosensors be integrated into monitoring programmes?

Aquest article descriu els sensors enzimàtics i immunosensors electroquímics que s’han desenvolupat als nostres grups per a la detecció de la biotoxina marina àcid okadaic (OA), i discuteix la possibilitat d’integrar-los en programes de seguiment. Els sensors enzimàtics per a OA que es presenten es basen en la inhibició de la proteïna fosfatasa (PP2A) per aquesta toxina i la mesura electroquímica de l’activitat enzimàtica mitjançant l’ús de substrats enzimàtics apropiats, electroquímicament actius després de la seva desfosforació per l’enzim. Els immunosensors electroquímics descrits en aquest article es basen en un enzimoimmunoassaig sobre fase sòlida competitiu indirecte (ciELISA), amb fosfatasa alcalina (ALP) o peroxidasa (HRP) com a marcatges, i un sistema de reciclatge enzimàtic amb diaforasa (DI). Els biosensors presentats aquí s’han aplicat a l’anàlisi de dinoflagel·lats, musclos i ostres. Les validacions preliminars amb assaigs colorimètrics i LC-MS/MS han demostrat la possibilitat d’utilitzar les bioeines desenvolupades per al cribratge preliminar de biotoxines marines en mostres de camp o de cultiu, que ofereixen informació complementària a la cromatografia. En conclusió, tot i que encara cal optimitzar alguns paràmetres experimentals, la integració dels biosensors a programes de seguiment és viable i podria proporcionar avantatges respecte a altres tècniques analítiques pel que fa al temps d’anàlisi, la simplicitat, la selectivitat, la sensibilitat, el fet de poder ser d’un sol ús i l’efectivitat de cost. This article describes the electrochemical enzyme sensors and immunosensors that have been developed by our groups for the detection of marine biotoxin okadaic acid (OA), and discusses the possibility of integrating them into monitoring programmes. The enzyme sensors for OA reported herein are based on the inhibition of immobilised protein phosphatase 2A (PP2A) by this toxin and the electrochemical measurement of the enzyme activity through the use of appropriate enzyme substrates, which are electrochemically active after dephosphorylation by the enzyme. The electrochemical immunosensors described in this article are based on a competitive indirect Enzyme- Linked ImmunoSorbent Assay (ciELISA), using alkaline phosphatase (ALP) or horseradish peroxidase (HRP) as labels, and an enzymatic recycling system with diaphorase (DI). The biosensors presented herein have been applied to the analysis of dinoflagellates, mussels and oysters. Preliminary validations with colorimetric assays and LC-MS/MS have demonstrated the possibility of using the developed biotools for the preliminary screening of marine biotoxins in field or cultured samples, offering complementary information to chromatography. In conclusion, although optimisation of some experimental parameters is still required, the integration of biosensors into monitoring programmes is viable and may provide advantages over other analytical techniques in terms of analysis time, simplicity, selectivity, sensitivity, disposability of electrodes and cost effectiveness.

La gestió del subministrament d'aigua potable a la comarca de l'Alt Empordà

El treball tracta sobre la gestió de l’aigua a la Comarca de l’Alt Empordà i per fer-ho comença analitzant la legislació de la Unió Europea sobre gestió hidràulica i les transposicions que se n’han fet a l’estat espanyol; també es recull el que és la legislació pròpia de l’estat i la de la Comunitat Autònoma de Catalunya. En aquest darrer punt és on es comença una anàlisi més detinguda i finalment el treball es centra en la comarca de l’Alt Empordà on encara conviuen diferents maneres de gestionar l’aigua: amb xarxa mancomunada, amb pobles amb captació pròpia i alguns pobles on encara no existeix la xarxa pública d’aigua en ple segle XXI per rocambolesc que això pugui semblar. S’analitzen dins de la comarca les diferents xarxes existents, quines són les normatives que les regeixen i els seus respectius òrgans de gestió. I encara concentrant-ho més s’analitza concretament el cas de Vila-sacra (el meu poble) on la xarxa pública d’aigua es va construir tot just a partir de l’any 2003 i per tant on m’ha estat relativament fàcil seguir les passes de l’inici de l’ajuntament com a administració que s’encarrega a partir de la construcció de la xarxa, de gestionar tant la captació, com el tractament, la posterior distribució i el cobrament final d’aquesta aigua consumida pels veïns inclosos els cànons establerts per l’ACA i que després ha de liquidar a l’entitat superior. M’ha servit per analitzar quina part de la xarxa es paga amb fons municipals, quina amb la contribució dels veïns i què es considera xarxa en alta i per tant va a càrrec de l’ACA com a administració hidràulica superior a Catalunya. La conclusió del treball m’ha portat a proposar que la millor solució per una comarca especialment complicada com és l’Alt Empordà amb un gran nombre de municipis (concretament 68) seria la d’establir una xarxa mancomunada comuna a tots els municipis o potser dues si volguéssim distingir els municipis d’interior i més essencialment rurals dels de costa i que tenen una forta influència del turisme, cosa que fa que la demanda d’aigua no sigui lineal sinó que tingui pics de consum a l’estiu que és precisament l’estació més seca de l’any. En definitiva, no podem desentendre’ns d’aquest recurs tan vital perquè tots som responsables d’un ús eficient. Així, una mena d’inici d’aplicació d’aquesta solució hauria de passar per la creació d’un ens ultramunicipalista, o per exemple, aprofitar-ne un de ja creat i en ple funcionament com és la xarxa establerta pel Consorci de la Costa Brava (pels pobles de costa i turístics) i després unificar tota la resta de la comarca i que tota s’abastís directament del Pantà de Boadella. La despesa inicial de construcció de la xarxa potser seria important però el resultat analitzat amb el pas de temps necessàriament hauria de ser positiu i probablement no es tornaria a donar una situació de sequera tan crítica com la recentment viscuda, durant la qual es va arribar a aprovar un transvasament d’urgència d’aigua de l’Ebre fins a l’àrea de Barcelona. Durant aquella crisi, els embassaments van estar per sota del 30%, es van organitzar portades d’aigua en vaixell, es va restringir el reg i els usos ornamentals a les conques internes (les comarques de Barcelona, Girona i del Camp de Tarragona) i es va estar a un pas de decretar restriccions al consum humà a l’àrea de Barcelona. Aquesta situació ens va fer replantejar a tots nivells el tema del consum d’aigua i de si realment el nostre territori pot assumir o no més construcció i per tant més població o unes instal•lacions que comporten un gran consum d’aigua com per exemple més camps de golf. Un any després, el panorama és ben diferent. Els embassaments estan tots per sobre del 80%, les muntanyes dels Pirineus han acumulat durant l’hivern una generosa i inusual reserva de neu, les amenaces de restriccions han quedat enrere i els transvasaments d’aigua de les conques de l’Ebre cap a l’àrea de Barcelona, amb el conflicte polític i territorial que això comportava, han estat aparentment descartats i fora de l’agenda política del país. Però no s’ha d’oblidar que el problema continua latent.

Adquisició d'imatges en infraroig proper de baixa alçària sobre zones d'interès al Montseny (I)

En aquest informe, fem una primera avaluació d'un sistema basat en un mini-UAV, operat per l'empresa CATUAV (www.catuav.com), sobre una zona a l'est del Parc Natural del Montseny (PNM) tot comparant amb imatges adquirides l'any anterior sobre la mateixa zona, amb sistemes i plataformes aèries de primer nivell per l'Institut Cartogràfic de Catalunya i que utilitzem com a referent de qualitat. Tot assumint que les imatges produïdes pels UAV són d'una qualitat inferior als sistemes convencionals de teledetecció aerotransportada, si la qualitat i operativitat són encara suficients, aquests sistemes, donat el seu cost, poden constituir una eina important per adquirir informació d'alta resolució pel control de l'evolució de camps abandonats, de l'estat de la vegetació de ribera, de l'estat fitosanitari de cobertes forestals i plagues, de la distribució d'espècies invasores, de les conseqüències d'actuacions de restauració o aclariment del bosc, de l'impacte dels visitants etc. En concret, en aquest informe avaluem el sistema de CATUAV pel que fa a: 1) Operativitat del vol i adquisició de les imatges sobre una zona prèviament assenyalada com objectiu; 2) Operativitat del producte en quant a la localització i orientació de les imatges sobre el terreny; i 3) Qualitat radiomètrica i geomètrica de les imatges.

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.

El suro com a adsorbent del plom i el poloni

S’ha estudiat la utilització del suro com a adsorbent de metalls i radionúclids, com el plom i el poloni. Aquesta metodologia es pot aplicar en diferents camps, principalment per la separació d’aquests elements tant per a la seva posterior anàlisi com per l’eliminació i descontaminació en medis naturals. El suro és un bon adsorbent del plom, ja que de promig n’adsorbeix un 80%, i existeix dependència amb la relació superfície – volum del suro. La capacitat de càrrega màxima, a partir de les vuit hores, correspon al suro de diàmetre de partícula de 0.5 a 1 mm, amb un valor proper a 6·10-2 mmol Pb/g suro. El poloni presenta una eficiència d’adsorció menor a la del plom, d’un 50% del poloni present en la solució de càrrega inicial. Del present treball es pot concloure que el suro és un bon material adsorbent per a metalls i/o radionúclids, i per tan pot ser emprat com a una tècnica de separació i/o recuperació alternativa a les actualment establertes, sent més econòmica i biodegradable.

Desenvolupament i implementació d’una metodología d’anàlisi per a l’avaluació ambiental i localització òptima de Parcs Eòlics

A les darreres dècades a Catalunya s'ha anat intensificant la presència de diferents tipus d'instal•lacions energètiques basades en fonts renovables. En especial han proliferat els Camps Eòlics, emparats per la ferma aposta del govern català cap a aquest tipus de font energètica neta i sostenible. El procés de legalització de les mencionades instal•lacions, dins el marc de la llei 3/1998, d'Intervenció Integral de les Administracions Públiques (IIAA), passa per l'estudi de viabilitat del projecte portat a terme pels tècnics de la Direcció General de Polítiques Ambientals i Sostenibilitat del Departament de Mediambient i Habitatge. Aquest estudi de viabilitat es basa en el solapament de diverses capes d'informació cartogràfica per tal de determinar l’impacte del projecte al seu entorn. Mitjançant l'aplicació AVICEC, generada al present projecte de recerca, es modelitza i automatitza tot el procés d'anàlisi de viabilitat incloent aspectes no considerats abans, com ara la quantificació de c visual, generant un informe tipus que faciliti la pressa de decisions

Jugant amb l'atzar i la probabilitat

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. Quins científics van interessar-se per la probabilitat en els seus inicis?, quins altres van fer-la evolucionar? i quins conceptes coneixem i apliquem a l'actualitat? són preguntes que el treball teòric es proposa respondre. Pel que fa a la part pràctica del treball, el seu objectiu és el de crear un mecanisme capaç de generar nombres aleatoris a partir d'un taulell condicionat per paràmetres. El treball s'estructura en 4 blocs que aborden diversos camps de la probabilitat: la història de la probabilitat, els conceptes bàsics de la probabilitat, una introducció pràctica al mecanisme aleatori i el treball de camp. Els resultats finals rebel·len la possibilitat de generar nombres aleatoris a partir d'aparells senzills.

Jaume Brossa (1868-1919) regeneracionista i revolucionari

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. El present treball és un estudi de la personalitat humana, literària i filosòfica de Jaume Brossa així com un anàlisi del medi sociohistòric que li va tocar viure. El mètode utilitzat ha estat, en primer lloc, un rastreig de material original, articles publicats entre els anys 1892 i 1902 en diversos òrgans de premsa de Barcelona i Madrid. Una vegada obtingut el material requerit, s’ha sondejat per dins de les seves línies fins a trobar quin era el seu pensament en molts aspectes, a saber: el seu posicionament entorn els grans centres d’atenció del seu temps: el nacionalisme, el moviment obrer, l’estètica modernista en les seves parcel•les de música, literatura, teatre etc., tots aquests camps, tractats des de la base de la seva actitud regeneracionista i revolucionària. L’estudi s’ha realitzat des d’un enfocament crític: intentar esbrinar quines han estat les causes per les quals un autor certament notable de les nostres lletres ha estat marginat o, si més no, minimitzat en el seu abast intel•lectual. I, tal com es planteja al començament del treball, aquest consta d’una recerca de causes, implicacions, contextos etc. que ens permetin esbrinar per què Jaume Brossa ha estat desacreditat.