Ones i antenes

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 2006. L’objectiu final de la recerca consisteix en explicar com s’han construit antenes casolanes per establir connexions a xarxes sense fils (wireless/wifi) i comprovar-ne el funcionament i característiques. Prèviament es revisa teòricament què són les ones, les característiques que tenen i dels tipus d'antenes i la seva relació amb la salut. Posteriorment, en una part pràctica a mode de manual, s’explica com connectar-se a una xarxa sense fils i com construir antenes i comprovar-ne el correcte funcionament.

Projecte d’ampliació de la L3 i la L5 de metro al Baix Llobregat

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 2006. Projecte d'ampliació de les línies L3 i L5 del metro de Barcelona per tal de resoldre les mancances en matèria de mobilitat detectades al Baix Llobregat. Comença per l'anàlisi de la situació quant a tots els aspectes relatius a la mobilitat en què s'observa una deficiència considerable en el sistema de transport ferroviari. La proposta de l’ampliació consta d'una exhaustiva descripció del recorregut i de les diverses estacions que el constitueixen, juntament amb les actuacions complementàries que s'han de dur a terme per tal de millorar l'aspecte urbanístic. A més, es presenta una explicació dels diferents mètodes que es poden escollir per fer servir a l'hora de construir els túnels i les estacions, un repàs per diversos models de disseny que es poden aplicar a les estacions que s'han de construir, i també pels diferents sistemes de sosteniment i revestiment final de l'obra i la resta d'instal•lacions que s'han de crear. Per acabar, la resta de punts del projecte, tractats de forma resumida, inclouen els diferents tipus d'estudis i la memòria, les previsions de servei i la relació oferta-demanda, el material mòbil, el pressupost de l'obra i la tramitació final del projecte. L’acompanyen annexos com les fotos de l'emplaçament de cadascuna de les estacions i els plànols amb el recorregut que ha de seguir la línia.

Construcció d’un microrobot

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 2006. La construcció d'un microrobot autònom capaç de realitzar una funció per ell mateix, ha permès exposar una introducció en el món de l'electrònica i la mecànica pràctiques. Es tracta d’un microrobot rastrejador: capaç de seguir una línia pintada al terra, per mitjà d'unes entrades (sensors detectors de llum), una lògica (C.I. operacionals) i uns motors motrius comandats per mitjà d'un C.I. driver. S’adjunten imatges dels resultats.

Hidrogen, pesent i futur de l'energia

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 2006. L’hidrogen és provable que sigui el nou vector energètic, però queden importants dificultats tècniques i tecnològiques per a la seva producció i distribució a gran escala. A partir de l'estudi d'una pila d'hidrogen, s’exposa una visió general de l'estat d'aquest nou sistema de transport d'energia, dels diversos mitjans de producció transport i d'aprofitament d'aquest element i, finalment, es presenta una visió de les línies d'investigació i dels projectes que s'estan desenvolupant arreu del món. Es mostra un estudi detallat sobre un sistema de producció, basat en un electrolitzador, una cel•la fotoelèctrica, i en una pila d'hidrogen PEM (Proton Exchange Membrane).

Simulació d'un sistema dinàmic: el creixement del pi blanc i la seva resposta davant dels incendis

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 2006. La capacitat d’entendre i predir sistemes naturals ha rebut un suport important gràcies als ordinadors i, amb ells, la capacitat de simular processos. En aquest cas es concreta en la creació d’un model de simulació pel creixement del pi blanc i la seva regeneració després d’un incendi. En una primera part es fa una aproximació des de l’àmbit de la biologia a aspectes com la successió forestal, els incendis forestals i la descripció del pi blanc i la seva regeneració després d’un incendi. L’última part té una vessant més tecnològica, explicant la simulació, i en concret, l’autòmat cel•lular. Aquest és el tipus que s’ha emprat per a la realització d’un programa de simulació que no s’inclou aquí.

Preparació i caracterització de materials mesoporosos en sistemes tensioactius

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Universitat Nacional de Yokohama des de maig fins a mitjans de juny del 2006. S'ha estudiat el comportament fàssic i la preparació de sílica mesoporosa pels nous tensioactius fluorats d'estructura C8F17SO2(C3H7)N(C2H4O)nH (abreujat C8F17(EO)n. El tensioactiu C8F17(EO)n forma micel•les allargades i cristalls líquids en aigua, i per tant pot ser adequat per a la preparació de materials mesoporosos. Sílica mesoestructurada es va preparar pel mètode de precipitació per autoagregació cooperativa. Un estudi sistemàtic es va realitzar, investigant la influència de les concentracions de tensioactiu i precursor (TEOS), l’efecte del pH i de la longitud de cadena de poliòxid d’etilè. Els materials es van caracteritzar per raigs X a angle petit (SAXS), sorció de nitrògen i TEM. Els materials obtinguts presenten diàmetres de por petits i parets de por gruixudes. A més, aquests materials posseeixen altes superfícies específiques, que s’han obtingut emprant concentracions de tensioactiu petites, produint parets de por robustes sense microporositat significativa. La superfície específica es manté durant el procés de calcinació, malgrat un petit encongiment degut a l’entrecreuament de la sílica. Els materials de sílica obtinguts han mostrat ser significativament més robustos que altres materials similars descrits a la bibliografia, com la sílica MCM-41.

Parametric analysis of different compact tension specimens for fracture toughness characterisation in woven composite materials

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Imperial College London, entre juliol i novembre de 2006. En aquest treball s’ha investigat la geometria més apropiada per a la caracterització de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. L’objectiu és assegurar la propagació de l’esquerda sense que la proveta falli abans per cap altre mecanisme de dany per tal de permetre la caracterització experimental de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. Amb aquesta fi, s’ha dut a terme l’anàlisi paramètrica de diferents tipus de provetes mitjançant el mètode dels elements finits (FE) combinat amb la virtual crack closure technique (VCCT). Les geometries de les provetes analitzades corresponen a la proveta de l’assaig compact tension (CT) i diferents variacions com la extended compact tension (ECT), la proveta widened compact tension (WCT), tapered compact tension (TCT) i doubly-tapered compact tension (2TCT). Com a resultat d’aquestes anàlisis s’han derivat diferents conclusions per obtenir la geometria de proveta més apropiada per a la caracterització de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. A més, també s’han dut a terme una sèrie d’assaigs experimentals per tal de validar els resultats de les anàlisis paramètriques. La concordança trobada entre els resultats numèrics i experimentals és bona tot i la presència d’efectes no previstos durant els assaigs experimentals.

Thickening of phase change materials (PCM) to avoid segregation

Estudi elaborat a partir d’una estada a Çukurova University, Turquia, al juliol del 2006. L’emmagatzematge d’energia tèrmica ha atret interès en aplicacions tèrmiques com l’aigua calenta, la calefacció i l’aire condicionat. Aquests sistemes són útils per corregir la no coincidència entre la oferta i la demanda d’energia. Principalment hi ha dos tipus de sistemes d’emmagatzematge d’energia tèrmica, emmagatzematge amb calor sensible i amb calor latent. L’emmagatzematge amb calor latent és particularment atractiu degut a la seva habilitat de donar una densitat d’emmagatzematge d’energia més alt i la seva característica d’emmagatzemar calor a una temperatura constant corresponent a la temperatura de transició de fase de la substància emmagatzemadora de calor. Les salts hidratades orgàniques tenen certes avantatges com a materials d’emmagatzematge de calor latent sobre els materials orgànics. En canvi, quan les salts hidratades s’utilitzen com a materials de canvi de fase (PCM) apareixen alguns problemes en les aplicacions d’emmagatzematge de calor latent. Aquests són el subrefredament de les salts hidratades quan es congelen degut a les seves dèbils propietats de nucleació, i la separació de fase que hi apareix degut a una fusió incongruent. En aquest estudi, s’estabilitza sal de Glauber (Na2SO4.10H2O) amb diferents concentracions de poliacrilamida i gelatina per prevenir la fusió incongruent. Per prevenir el subrefredament s’utilitza un agent nucleant amb una estructura cristal•lina semblant a la de la sal de Glauber. La capacitat d’emmagatzematge de calor de les mostres de PCM estabilitzades amb diferents concentracions de gels polimèrics es determinen amb DCS i amb el mètode T-history.

Microbial spoilage and quality of marinated dark, firm, dry meat

Estudi elaborat a partir d’una estada al Royal Veterinary and Agricultural University of Denmark entre els mesos de Març a Juny del 2006. S’ha investigat l’efecte dels envasats amb atmosferes modificades (MAP), així com la marinació amb vi tint, sobre l’evolució de la contaminació bacteriològica de carns fosques, dures i seques (DFD). Les carns DFD es troben a les canals d’animals que, abans del sacrifici, han estat exposades a activitats musculars prolongades o estrès. Les carns DFD impliquen importants pèrdues econòmiques degut a la contaminació bacteriològica i als problemes tecnològics relacionats amb la alta capacitat de retenció d’aigua. A més a més, és crític per la indústria investigar la diversitat de la contaminació bacteriana, identificar les espècies bacterianes i controlar-les. Però és difícil degut a la inhabilitat per detectar algunes bactèries en medis coneguts, les interaccions entre elles, la complexitat dels tipus de contaminació com són aigua, terra, femtes i l’ambient. La Polymerasa chain reaction- Denaturating Electrophoresis Gel (PCR-DGEE ) pot sobrepassar aquests problemes reflectint la diversitat microbial i les espècies bacterianes. Els resultants han indicat que la varietat bacteriana de la carn incrementava amb els dies d’envasat independentment del mètode d’envasat, però decreixia significativament amb el tractament de marinació amb vi tint. La DGEE ha mostrat diferències en les espècies trobades, indicant canvis en la contaminació bacteriana i les seves característiques en la carn DFD sota els diferents tractaments. Tot i que la marinació és una bona alternativa i solució a la comercialització de carn DFD , estudis de seqüenciació són necessaris per identificar les diferents tipus de bactèries.

El cop de sol en pomera: causes i control

En les condicions climàtiques del Sud d’Europa, el cop de sol és un dels factors que més incideixen en la reducció del percentatge de fruits de primera categoria, especialment en certes varietats com ‘Granny Smith’, ‘Fuji’ o ‘Gala’. Existeixen encara certs dubtes respecte les causes del desenvolupament del cop de sol, tot i que està àmpliament acceptat que les altes temperatures del fruit hi juguen un paper important. En canvi, existeix més debat pel que fa al paper de la radiació. Els mecanismes fisiològics causants dels símptomes del cop de sol no són del tot clars. Existeixen diferents hipòtesis, des de la necrosis dels teixits fins a la degradació de pigments en funció del grau de cop de sol. El mètode més efectiu pel seu control és la selecció minuciosa de varietats ben adaptades a les condicions climàtiques locals, ja que mostren diferències en quant a la sensibilitat al cop de sol. Altres experiències de control avaluades en diferents zones del món inclouen la protecció amb xarxes antipedra, refrescament evaporatiu mitjançant reg per aspersió i aplicació d’un film de partícules de caolí amb diferents graus d’èxit i implementació.

Dance movement patterns recognition

"Es tracta d'un projecte dividit en dues parts independents però complementàries, realitzades per autors diferents. Aquest document conté originàriament altre material i/o programari només consultable a la Biblioteca de Ciència i Tecnologia"

Contribució de Pietro Mengoli al concepte de límit a través d'una teoria de les quasi proporcions

El treball de recerca que aquí es presenta és l’estudi dels tres primers "elementa" de la "Geometriae Speciosae Elementa" (Bolonya, 1659) de Pietro Mengoli (1625-1686), que fou possiblement el deixeble més original de Bonaventura Cavalieri (1598-1647). En aquesta obra Mengoli desenvolupa un nou mètode per calcular quadratures utilitzant una teoria numèrica anomenada de “quasi proporcions”. Mengoli fonamenta les quasi proporcions en la teoria de proporcions del llibre cinquè dels "Elements" d’Euclides, a la qual hi afegeix unes nocions originals: raó “quasi nul•la”, “quasi infinita” i “quasi un nombre”. Una exhaustiva anàlisi d’aquesta teoria demostra l’originalitat de l’obra de Mengoli tant pel que fa a la seva forma d’exposició com pel que fa al seu contingut.

Lampas y el espíritu de la naturaleza: estudio de la controversia entre Henry More y Robert Hooke

“Lampas y el Espíritu de la Naturaleza” estudia la controvèrsia entre Henry More i Robert Hooke a propòsit de la filosofia mecànica de la naturalesa en el context del pensament filosòfic i científic del segle XVII a Anglaterra, una controvèrsia que malgrat que es pugui considerar obsoleta en la seva forma no ho és en el seu fons, ja que tant les qüestions plantejades per More com les observacions de Hooke són pertinents i no són lluny, mutatis mutandis, de determinats plantejaments del nostre present.

MB-MDR: Model-Based Multifactor Dimensionality Reduction for detecting interactions in high-dimensional genomic data

L’anàlisi de l’efecte dels gens i els factors ambientals en el desenvolupament de malalties complexes és un gran repte estadístic i computacional. Entre les diverses metodologies de mineria de dades que s’han proposat per a l’anàlisi d’interaccions una de les més populars és el mètode Multifactor Dimensionality Reduction, MDR, (Ritchie i al. 2001). L’estratègia d’aquest mètode és reduir la dimensió multifactorial a u mitjançant l’agrupació dels diferents genotips en dos grups de risc: alt i baix. Tot i la seva utilitat demostrada, el mètode MDR té alguns inconvenients entre els quals l’agrupació excessiva de genotips pot fer que algunes interaccions importants no siguin detectades i que no permet ajustar per efectes principals ni per variables confusores. En aquest article il•lustrem les limitacions de l’estratègia MDR i d’altres aproximacions no paramètriques i demostrem la conveniència d’utilitzar metodologies parametriques per analitzar interaccions en estudis cas-control on es requereix l’ajust per variables confusores i per efectes principals. Proposem una nova metodologia, una versió paramètrica del mètode MDR, que anomenem Model-Based Multifactor Dimensionality Reduction (MB-MDR). La metodologia proposada té com a objectiu la identificació de genotips específics que estiguin associats a la malaltia i permet ajustar per efectes marginals i variables confusores. La nova metodologia s’il•lustra amb dades de l’Estudi Espanyol de Cancer de Bufeta.

Ciència i política exterior francesa a l'Espanya de Franco: el cas dels físics catalans

Hem estudiat la influència de la política científica francesa a Espanya entre 1946 i 1964, la seva repercussió a Barcelona i la creació de diverses institucions patrocinades pel govern francès. Hem analitzat els cursos de mecànica quàntica dels anys seixanta que va impartir l’agregat científic francès a Barcelona i que són els primers que presentaven la física teòrica que es practicava als Estats Unit a llicenciats espanyols. Hem analitzat el programa de beques que va permetre estudiar a França a molts estudiants de física catalans. Finalment hem revisat la carrera d’un grup destacat d’aquest físics que van quedar-se a França.