Transferència d’electrò i protó als intermediaris de reacció de les hemo-catalases

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a l’University of Pennsylvania, EUA, entre els mesos d’agosta a desembre del 2006. Les hemo-catalases són enzims que protegeixen les cèl•lules dels efectes tòxics del peròxid d'hidrogen. Aquesta reacció té lloc en dues etapes, via l'intermediari Compost I (Cpd I). Tanmateix, el Compost I pot seguir una reacció secundària, a través de l'intermediari Compost II. Hi ha dos tipus d'hemo-catalases: les hemo-b (com la d'Helicobacter pylori, HPC) i les hemo-d catalases (com la de Penicillium vitale, PVC). Experimentalment s'observa que les hemo-b catalases formen Cpd II més fàcilment que les hemo-d. La formació del Cpd II consta de dos processos: la reducció del catió radical porfirínic i la protonació del grup oxoferril. Durant l'estada, es va estudiar el procès de transferència electrònica a la porfirina utilitzant una metodologia desenvolupada recentment. Els resultats mostren que per PVC la reducció és més fàcil que per HPC. Posteriorment hem realitzat una sèrie de optimitzacions de geometria CPMD QM/MM al llarg del camí per la transferència de protó (PT) de la histidina distal a l'oxoferril. Mentre que per HPC aquesta PT és espontània, per PVC l'isòmer hidroxoferrílic és menys estable que el catió imidazoli.

Identificació de variables d'estat del sistema costaner sensibles a la càrrega de nutrients

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Napier University, Gran Bretanya, des d’octubre del 2006 a febrer del 2007. Els ecosistemes marins costaners són sistemes complexos, tant pel que fa a l’estructura de les comunitats que hi viuen com per la seva dinàmica, amb processos que impliquen múltiples escales d’espai i de temps. Aquesta complexitat natural s’ha incrementat al llarg de les darreres dècades com a conseqüència directa del creixement urbà al litoral. L’augment de població a les zones costaneres ha comportat no només un augment generalitzat en l’aport de nutrients inorgànics al mar, sinó també una forta intervenció sobre la línia de costa –construcció de ports, dics- i canvis en el moviment de les masses d’aigua. En aquest context, la interacció entre els factors turbulència-nutrients a la zona costanera pot ser clau per a millorar la nostra comprensió sobre el funcionament dels sistemes planctònics i, en darrer terme, per a derivar-ne mesures de gestió. A diferència de treballs experimentals previs, que adrecen els efectes de la turbulència i/o els nutrients sobre grups específics de plàncton, per avaluar la resposta conjunta de la comunitat necessitem paràmetres integradors, que relacionin diversos processos i donin una idea general de l’estat i funcionament de l’ecosistema. Durant l’estada de recerca alguns dels algoritmes que es fan servir per la costa escocesa van reformular-se i recalcular-se amb dades de la Mediterrània (dades procedents de la badia de Blanes i de la costa de Barcelona). Els resultats mostren una capacitat de resposta molt ràpida del plàncton als increments de nutrients, una variabilitat anual marcada (quant a diversitat d’organismes planctònics) i apunten el fòsfor com a principal limitant del creixement dels organismes en aquesta zona de la Mediterrània.

Evolució de les poblacions d'algues i dels paràmetres fisicoquímics de dos bassals de la Riera de la Valleta

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. S’ha observat l’evolució de les poblacions d’algues (i d’altres microorganismes) de dos bassals de la riera de la Valleta –Alt Empordà – que, durant l’estiu, quan aquesta riera s’asseca, conserven l’aigua. S’han mesurat diversos paràmetres fisicoquímics de diverses mostres (temperatura, pH, percentatge d’oxigen i lluminositat) intentant trobar relacions entre alguns d’aquests paràmetres, i entre aquests i les poblacions d’algues observades.

Avaluació de l'experiència pilot dels tallers d'estudi assistit de la UVic dins dels plans educatius d'entorn de Manlleu, Roda de Ter i Vic (curs 2006-2007)

Aquest treball de recerca ha consistit en realitzar el seguiment dels Tallers d'Estudi Assistit (TEA) de diferents poblacions de la comarca d'Osona, per tal de conèixer-los i avaluar-los. Els TEA consisteixen en una activitat extraescolar d'acompanyament en l'etapa educativa d'alumnes de cicle mitjà, cicle superior i secundària que no disposen d'un entorn favorabale per fer una correcte escolarització. La recerca estudia dues dimensions: per una banda analitzar com la Uvic assumeix la responsabilitat de la formació i seguiment dels estudiants que participen com a monitors en els TEA, i per l'altra, contextualitzar els Tallers d'Estudi Assistit com una eina dels Plans Educatius d'Entorn, per la igualtat d'oportunitats; així com valorar el treball en xarxa que els tallers representen. Amb l'objectiu d'avaluar el funcionament dels TEA, la formació dels monitors (estudiants de la UVic) i la implicació dels agents implicats en el projecte; així com també plantejar propostes de millora per a properes edicions dels TEA.

Estudi comparatiu de la maduració del raïm en diferents condicions de cultiu

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 2008. El raïm passa per una sèrie de processos durant la seva etapa de maduració i creixement, abans de ser collit. Mitjançant pràctiques culturals es poden modificar aquests processos per tal d’obtenir el raïm adequat per l’elaboració vinícola. S’han estudiat els efectes de dues d’aquestes tècniques utilitzades habitualment sobre la qualitat de la producció de raïm: l’aclarida dels fruits i l’espampolament dels ceps. Per determinar-los, es va dur a terme un treball de camp a una parcel•la de vinya de l’Alt Empordà, en la qual es varen diferenciar sis fileres de ceps amb una tècnica de conreu diferent. Per observar les variacions es va anar fent un seguiment de cada tesi per separat, controlant els valors de pH, acidesa total, sucres i grau alcohòlic probable. El seguiment es va fer durant un període de vint-i-set dies i amb una regularitat de quatre dies. Treballant els resultats obtinguts i mitjançant gràfics en què es poden observar els efectes de cada pràctica, s’ha determinat quins són els efectes de la disminució de la càrrega i del desfullat sobre la maduració del raïm.

Determinació dels receptors de dopamina en mostres de cervell

Treball de recerca realitzat per alumnes d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Les alteracions del receptor de dopamina D2 són responsables de molts desordres neuronals que condueixen a malalties com el Parkinson, l’esquizofrènia i l’addicció a drogues. L’objectiu ha estat determinar quina espècie animal és més adient per substituir el teixit humà en l’estudi d’aquest receptor. Per dur a terme aquest estudi s’ha treballat amb nou espècies animals diferents en les quals s’ha relacionat, en funció de l’espècie, la concentració de receptor, la seva afinitat pels lligands agonistes i antagonistes, la seva relació evolutiva... El mètode més utilitzat per a la determinació i la quantificació de receptors hormonals als laboratoris d’investigació de les indústries farmacèutiques és la unió de radiolligands a membranes. Entre aquests experiments, els més emprats són els de desplaçament, en els quals el fàrmac no marcat competeix i desplaça el radiolligand dels centres d’unió del receptor i, tot seguit, es mesura la radioactivitat de la mostra amb un comptador de radioactivitat. Per fer aquest treball també ha calgut calcular la concentració de proteïnes per espectrofotometria i emprar tècniques d’homogeneïtzació i centrifugació. Després d’haver analitzat la concentració, l’afinitat i la relació filogenètica del receptor D2 de cada una de les espècies analitzades, es pot concloure que l’espècie ideal per estudiar aquest receptor, quan no es disposa de mostra humana, és un altre mamífer, i entre els estudiats es consideraria millor la vaca, ja que permet obtenir una gran quantitat de teixit, presenta un contingut apreciable de receptor i la seva afinitat per la dopamina és molt elevada.

Estudio de sincronización cooperativa en redes de sensores

En este informe se estudia cómo es posible utilizar redes de sensores inalámbricos (WSN), para la localización de determinados eventos. Se hace un estudio previo de cómo una red de sensores puede llegar a estar sincronizada de una manera cooperativa, interactuando todos los sensores de la red entre sí. Primero se realiza el estudio para la sincronización de dos sensores con frecuencias diferentes, viéndose los parámetros que intervienen para que esta sincronización se realice con éxito, y también los efectos que en ella se produce al añadirle ruido. Seguidamente, se realiza el estudio para la sincronización de redes de N sensores, de manera que interactúen entre ellos de forma cooperativa. Se observan las características de la sincronización cuando todos los sensores llegan a consenso y, después, se busca la forma para que el consenso tienda hacia un valor determinado por mutuo acuerdo de los sensores. Finalmente, a partir de las características obtenidas en el consenso de N sensores, se realiza una aplicación práctica para la localización de eventos por medio del consenso de estas redes de sensores inalámbricos.

Estudio de los efectos del movimiento en señales OFDM

El entorno aéreo es, a día de hoy, uno de los escenarios más complicados a la hora de establecer enlaces de comunicación fiables. Esto es debido, principalmente, a las altas velocidades a las que circulan los aviones, que propician una gran degradación del rendimiento des sistema si no se estima de forma continua el canal. Además el entorno aéreo es susceptible a sufrir muchos otros efectos que provocan la degradación de la señal, como la difracción, la reflexión, etc. Por este motivo en este proyecto se hace un estudio de dos escenarios típicos de vuelo: arrival (aterrizaje) y on route (vuelo en ruta). En el escenario on route los aviones circulan a más de el doble de velocidad que en el escenario arrival, de esta manera se podrá ver el efecto de sufrir un doppler mayor. Para realizar el estudio se utiliza un sistema multiportadora con solapamiento de subcanales, OFDM, y se toman inicialmente parámetros típicos de la tecnología WiMAX, que se variarán con el objetivo de mejorar el rendimiento del sistema.

Ciencia i música: física dels instruments de l'orquestra

Treball de recerca realitzat per alumnes d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Sobre la base dels coneixements musicals i físics previs de totes les membres del grup, l’objectiu ha estat relacionar-los i ampliar-los fins a aconseguir una comprensió dels mecanismes de producció del so en els diferents tipus d’instruments de l’orquestra.

Del mineral al frontal romànic: aplicació dels pigments minerals en pintura romànica al Berguedà

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 2008. L’objectiu principal ha estat fer una reproducció a escala d’un frontal del romànic berguedà emprant pigments minerals. Sobre la base d’una recerca bibliogràfica exhaustiva, s’ha realitzat primer una aproximació teòrica amb l’objectiu de poder estudiar els pigments minerals des de diversos punts de vista: el científic, explicant la física, química i geologia del color; i l’artístic, explicant l’evolució dels pigments al llarg de la història de l’art –especialment en el Romànic català -. Paral•lelament, els estudis experimentals es van estructurar en quatre apartats: localització i recol•lecció de minerals, obtenció del pigment, elaboració de la pintura i reproducció del frontal romànic de Sant Andreu de Sagàs. Per tal de comprendre millor el procediment d’elaboració del frontal se’n va confeccionar un altre que es va dividir en quatre parts, corresponents als diferents passos que s’havien de seguir. El treball realitzat mostra que les dues grans branques del saber, l’art i la ciència, es troben íntimament relacionades. A més ha demostrat que gran part dels pigments que s’utilitzaven per elaborar les pintures romàniques del Berguedà provenien de l’entorn més directe, però en cas necessari s’utilitzaven minerals importats de terres llunyanes, com el cinabri. Les pintures elaborades amb pigments minerals tenen un alt valor afegit, ja que requereixen tot un procés de preparació molt llarg i laboriós.

Efecte immediat del café sobre la freqüència cardíaca

Algunes proves prèvies a aquesta recerca fetes al Centre de recursos de Documentació i Experimentació de Ciències i Tecnologia semblaven posar de manifest una paradògica disminució de la freqüència cardíaca en el temps immediat a la ingesta de cafè. Així doncs, es va plantejar la següent hipòtesi de treball: el cafè provoca un efecte immediat sobre la freqüència cardíaca fent-la disminuir, i aquest efecte és menor si hi ha hagut una habituació prèvia a aquesta beguda. S’ha diferenciat entre organismes habituats i no habituats al cafè, i s’ha intentat corroborar tant en dàfnies com en humans. Alhora, amb dàfnies s’ha investigat una possible diferència de resultats segons la concentració de cafè, i en humans una possible diferència segons el sexe. En el cas de les dàfnies, s’ha fet el recompte de batecs cardíacs directament al microscopi, abans i després de posar-les en medis de diferents concentracions de cafè; en el cas dels humans, s’ha fet el recompte de pulsacions manual, amb el suport d’un fonendoscopi. S’ha diferenciat els organismes no habituats al cafè dels que presenten un mateix grau d’habituació. S’han fet diversos tractaments en cada cas i sempre s’han contrastat els resultats amb un blanc o patró. Alhora, s’han controlat totes les variables que ha estat possible. La la hipòtesi plantejada ha estat demostrada; s’ha observat un cert paral•lelisme entre els efectes en dàfnies i en humans. A més, en dàfnies s’ha comprovat un cert efecte tòxic del cafè, proporcional a l’increment de la concentració. Aquest efecte no s’ha estudiat en humans per raons òbvies però s’ha posat de manifest un grau d’afectació més elevat en dones que en homes

Xilax, creació i llançament d'un producte nou

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. S’ha desenvolupat el llançament d’un nou producte al mercat farmacèutic, concretament un xiclet. Per començar s’ha estudiat la composició química del xiclet i com actua de vehicle de principis actius des del punt de vista farmacològic. Simultàniament s’ha dissenyat un xiclet amb propietats terapèutiques, assegurant-se que no existeix al mercat i que és innovador. A partir de la definició del producte i de l’anàlisi dels mètodes tradicionals de fabricació, s’ha optimitzat el procés de fabricació per control de variables. Quan s’ha tingut el prototipus del producte, s’ha avaluat en relació amb els objectius marcats. Finalment s’ha estudiat la viabilitat econòmica. Després d’haver refusat diferents idees de nou producte, per no innovadores o per inviables, s’ha pogut optimitzar el procés de fabricació, s’han ajustat les variables i s’ha obtingut el producte definit com a objectiu. L’estudi de viabilitat econòmica el fa rentable, i està a punt per a la comercialització.

Música i matemàtiques

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 2008. Existeix una relació entre la música i les matemàtiques i per demostrar-ho s’ha relacionat la música amb diferents matèries que avalen aquesta afirmació. Mitjançant una entrevista es situa el panorama musical en relació a les noves tecnologies en l’actualitat. Des d’una perspectiva teòrica, s’estudia la concepció de la música; seguidament s’aprofundeix en la figura de Pitàgores com a descobridor de les proporcions matemàtiques de l’escala musical, amb una introducció al llenguatge i la notació musical. Com a part pràctica, s’analitza una de les teories de Pitàgores sobre l’univers i la música per demostrar la certesa dels seus raonaments en base als coneixements actuals. D’una banda, es treballa el camp de les ones sonores, la formació de les diferents escales matemàticament i els models matemàtics emprats per diversos compositors a l’hora de realitzar les seves peces musicals. D’altra banda, es presenten els efectes que té la música sobre l’oïda, seguit d’un estudi exhaustiu de l’asimetria cerebral i les seves conseqüències en l’aprenentatge i l’execució musical. En relació a la cultura, es mostra la relació matemàtica de les diferents escales, modes i harmonies arreu del món. Aplicant aquests coneixements s’ha realitzat la composició d’una peça musical.

Estudi del patró d'activitat diària dels ximpanzes del zoo de Barcelona mitjançant SPSS

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. Estudi del patró d’activitat diària i les interaccions socials d’un grup de ximpanzés (Pan troglodytes) en captivitat. A partir dels estudis realitzats per la doctora Jane Goodall, s’ha elaborat una comparativa entre les conductes a la vida salvatge i a la vida en captivitat dels ximpanzés. Per obtenir les dades s’ha emprat la metodologia observacional pròpia de l’etologia; les dades obtingudes s’han analitzat mitjançant el paquet estadístic SPSS. Les dades estudiades mostren en primer lloc que les conductes bàsiques dels ximpanzés en captivitat no difereixen tant de les conductes en llibertat si les condicions de captivitat són les adequades. En segon lloc, també s’observa que hi ha diferències individuals en la conducta de cada membre, les quals han estat detallades a l’estudi. Finalment es fa palès que empren més les àrees noves de la seva instal•lació.