Caracterització d'oscil·ladors basats en CMOS-M/NEMS i la seva aplicació com a sensors de massa

El present projecte tracta sobre la caracterització d'oscil·ladors basats en ressonadors micro/nanoelectromecànics (M/NEMS) i la seva aplicació com a sensors de massa. Els oscil·ladors utilitzats es basen en un pont i una palanca ressoants M/NEMS, integrats en tecnologia CMOS. En primer lloc s'ha fet una introducció teòrica als conceptes utilitzats per a entendre el funcionament i la caracterització dels dispositius. A continuació s'han realitzat proves per tal de caracteritzar els paràmetres importants per a l'ús dels oscil·ladors com a sensors de massa, com la seva estabilitat en freqüència. Per acabar s'han aplicat aquests sensors en la caracterització i modelització del flux de massa a través d'obertures de dimensions micromètriques.

Asynchronous growth and competition in a two-sex age-structured population model

Asynchronous exponential growth has been extensively studied in population dynamics. In this paper we find out the asymptotic behaviour in a non-linear age-dependent model which takes into account sexual reproduction interactions. The main feature of our model is that the non-linear process converges to a linear one as the solution becomes large, so that the population undergoes asynchronous growth. The steady states analysis and the corresponding stability analysis are completely made and are summarized in a bifurcation diagram according to the parameter R0. Furthermore the effect of intraspecific competition is taken into account, leading to complex dynamics around steady states.

Structured and unstructured continuous models for Wolbachia infections

We introduce and investigate a series of models for an infection of a diplodiploid host species by the bacterial endosymbiont Wolbachia. The continuous models are characterized by partial vertical transmission, cytoplasmic incompatibility and fitness costs associated with the infection. A particular aspect of interest is competitions between mutually incompatible strains. We further introduce an age-structured model that takes into account different fertility and mortality rates at different stages of the life cycle of the individuals. With only a few parameters, the ordinary differential equation models exhibit already interesting dynamics and can be used to predict criteria under which a strain of bacteria is able to invade a population. Interestingly, but not surprisingly, the age-structured model shows significant differences concerning the existence and stability of equilibrium solutions compared to the unstructured model.

Semigroup analysis of structured populations with distributed states-at-birth arising in mathematical aquaculture

Motivated by the modelling of structured parasite populations in aquaculture we consider a class of physiologically structured population models, where individuals may be recruited into the population at different sizes in general. That is, we consider a size-structured population model with distributed states-at-birth. The mathematical model which describes the evolution of such a population is a first order nonlinear partial integro-differential equation of hyperbolic type. First, we use positive perturbation arguments and utilise results from the spectral theory of semigroups to establish conditions for the existence of a positive equilibrium solution of our model. Then we formulate conditions that guarantee that the linearised system is governed by a positive quasicontraction semigroup on the biologically relevant state space. We also show that the governing linear semigroup is eventually compact, hence growth properties of the semigroup are determined by the spectrum of its generator. In case of a separable fertility function we deduce a characteristic equation and investigate the stability of equilibrium solutions in the general case using positive perturbation arguments.

Estudio de gestión de la finca La Esperanza, municipio de Pueblo Nuevo, Nicaragua

El presente proyecto tiene como finalidad el análisis de la Finca la Esperanza, en la localidad de Pueblo Nuevo, en la República de Nicaragua. En dicho análisis se estudian parámetros edáficos, calidad de agua y económicos, con el objetivo de poder plantear una propuesta de mejora en los rendimientos de la finca tanto a nivel económico como ambiental. La iniciativa de realizar este estudio surge de las necesidades del propio agricultor, que plantea el desarrollo rural sobre la base de actividades respetuosas con el medio. Las estrategias a los problemas sociales originados por la producción agraria industrial, como el éxodo rural, la pérdida de la agricultura convencional, la nueva función de los espacios agrarios de la sociedad, etc., se formalizaron en el denominado Desarrollo Sostenible. A nivel de finca cualquier concepción de sustentabilidad necesita que el agrosistema sea considerado como un ecosistema, en el que la investigación y la producción busquen no solamente altos rendimientos sino la optimización del sistema como un todo. Tal propósito requiere armonizar una viabilidad económica con otras variables, como estabilidad ecológica y equidad social. Para ello, los principios básicos de un sistema sostenible son: la conservación de los recursos renovables, la adaptación del cultivo al ambiente y el mantenimiento de un moderado pero sostenible nivel de producción. Como resultado de los análisis y observaciones hechas a lo largo de la estancia en la finca, se propone un plan de actuación de 10 años de duración en los cuales se procura alcanzar no únicamente unas cuotas máximas de rendimiento sino también la supervivencia de los recursos, base de la familia Videa Vanegas, propietarios.

A well-posedness theory in measures for some kinetic models of collective motion

We present existence, uniqueness and continuous dependence results for some kinetic equations motivated by models for the collective behavior of large groups of individuals. Models of this kind have been recently proposed to study the behavior of large groups of animals, such as flocks of birds, swarms, or schools of fish. Our aim is to give a well-posedness theory for general models which possibly include a variety of effects: an interaction through a potential, such as a short-range repulsion and long-range attraction; a velocity-averaging effect where individuals try to adapt their own velocity to that of other individuals in their surroundings; and self-propulsion effects, which take into account effects on one individual that are independent of the others. We develop our theory in a space of measures, using mass transportation distances. As consequences of our theory we show also the convergence of particle systems to their corresponding kinetic equations, and the local-in-time convergence to the hydrodynamic limit for one of the models.

A general multiserver state-dependent queueing system

The work studies a general multiserver queue in which the service time of an arriving customer and the next interarrival period may depend on both the current waiting time and the server assigned to the arriving customer. Stability of the system is proved under general assumptions on the predetermined distributions describing the model. The proof exploits a combination of the Markov property of the workload process with a regenerative property of the process. The key idea leading to stability is a characterization of the limit behavior of the forward renewal process generated by regenerations. Extensions of the basic model are also studied.

Dipòsit i caracterització de capes primes orgàniques de P3HT:PCBM per a aplicacions fotovoltaiques

En un món on el ritme de la societat actual ens ha portat a considerar les energies enovables com a prioritat vital i necessària i en el que es preveu que la demanda energètica augmenti un 50% fins al 2030, l'interès en la recerca de materials emiconductors orgànics per aplicacions de captura solar, ha assolit un potencial enorme de cara al futur. Molts són el avantatges que presenten aquest tipus de materials en front als seus homòlegs inorgànics. La facilitat de fabricació, la utilització de materials més econòmics i amb menys impacte ambiental, així com la possibilitat de produir dispositius flexibles, són algunes de les atractives aracterístiques que presenten aquests materials. No obstant, certs inconvenients om les baixes eficiències energètiques dels dispositius, i la inestabilitat ambiental ue es tradueix en un temps de vida molt reduït, fan que encara s'hagi d'invertir sforç per aconseguir que aquests materials puguin ser utilitzats en el camp de la aptura d'energia solar. El material més prometedor fins a data d'avui és el P3HT:PCBM. Es tracta d'un sistema polímer:molècula lleugera, on el P3HT actua com a component donador del sistema i el PCBM actua com a component acceptor. Les propietats optoelectròniques i eficiències energètiques de combinats orgànics P3HT:PCBM epèn en gran mesura de la seva morfologia i microestructura. Paràmetres com la proporció entre els components, el dissolvent utilitzat en la dissolució, així com 'aplicació de determinats tractaments tèrmics afecten de forma crítica a la seva orfologia. Durant el present treball s'han utilitzat diverses tècniques de caracterització per a estudiar determinades propietats que presenten aquest tipus de aterials. Entre les tècniques experimentals utilitzades hi trobem la microscòpia FM, l'espectroscòpia Raman i la conductimetria AFM o current sensing AFM CS-AFM). Els experiments en temps real durant l'escalfament de capes primes 3HT:PCBM, mostren que el P3HT pateix una cristal·lització al voltant dels 140ºC, permetent el reordenament de les molècules i un millor solapament del sorbitals [pi]-[pi]*, que resulta en un increment del transport de forats a través de la fase donadora del material. Paralel·lament, entre els 80-120ºC, el material també presenta determinats canvis tant en el comportament dels enllaços, com en la cristal·linitat del material, provocant una quasi transició de fase que atribuïm a la transició vitrea del material. Per altra banda, experiments amb conductimetria AFM realitzats en sistemes P3HT:HDPE mostren un signicatiu augment en la eva estabilitat ambiental, que es tradueix en un augment del temps de vida, sense una pèrdua considerable en els seus valors de conducció. Tot i la combinació del P3HT amb proporcions de polímers aïllants de fins al 80%, el sistema és capaç de no perdre la capacitat de transport gràcies a la formació de fases i dominis rics en P3HT. El present treball posa de manifest que ens trobem davant d'una tecnologia emergent i que nous estudis i esforços en la recerca d'aquest tipus materials és fonamental per aconseguir nous resultats i posicionar als materials semiconductors orgànics com una alternativa viable en el camp dels dispositus fotovoltaics. Assumint dades procedents de la tecnologia actual utilitzada en aquest tipus de materials, estudis i avaluacions ambientals i econòmiques mostren que petits increments tant en les eficiències com en el temps de vida de dispositius basats en aterials orgànics, posicionarien a aquest material com a alternativa totalment viable en el mercat fotovoltaic d'un futur proper.

Avaluació de la capacitat de segrest de carboni d'un sòl restaurat amb fangs de depuradora: paper de les propietats físiques del sòl

S’ha estudiat el grau de protecció física del carboni dins d’agregats de diferents mides en un sòl d’una pedrera restaurada fa 17 anys amb terres adobades amb fangs de depuradora, i s’ha interpretat el seu paper en el context del segrest de carboni en el sòl. La metodologia aplicada es basa en la d’humitejament ràpid dels agregats del sòl per immersió en aigua (Le Bissonnais, 1996), que simula l’estabilitat d'un sòl sec que es veu sotmès a processos tals com la inundació local o saturació ràpida. També s’ha determinat la quantitat de carboni oxidable present en els agregats del sòl amb el mètode de Nelson i Sommers (1982). Els resultats han mostrat que l’adobat amb fangs de depuradora contribueix a augmentar el contingut de carboni orgànic en els agregats del sòl i n’estimula el segrest a mitjà termini (unes 10 tones ha-1 en 17 anys), aportant estabilitat al sòl i protegint físicament el carboni orgànic dins dels agregats de mida major (5-2 mm). A més s’ha constatat que per determinar l’estabilitat del carboni segrestat en el sòl cal conèixer com es distribueix entre les diferents mides d’agregats. Finalment, l’augment del segrest de carboni en el sòl propiciat per l’aplicació dels fangs de depuradora li dóna més capacitat per fixar CO2 atmosfèric.

Síntesi estereoselectiva d'anàlegs ciclobutènics d'L-nucleòsids

En els darrers 30 anys, els anàlegs de nucleòsids han estat una part essencial de la teràpia antiviral. Més recentment, els anàlegs carbocíclics de nucleòsids s'han convertit en importants objectius pel desenvolupament de nous agents terapèutics antivirals i antitumorals, en tant que l'absència de l'enllaç N-glicosídic els confereix una major estabilitat davant l'acció de les fosforilases. Per altra banda, s'ha descrit que alguns nucleòsids de configuració L presenten, en alguns casos, una bona activitat antiviral, una major estabilitat metabòlica i una toxicitat inferior a la dels seus homòlegs de configuració natural. El present treball planteja la síntesi estereoselectiva de derivats ciclobutènics de L-nucleòsids com a agents terapèutics, susceptibles de presentar una major activitat antiviral i una menor toxicitat que els agents actuals. Per assolir aquest objectiu, s'ha construït l'anell ciclobutènic mitjançant una reacció de fotocicloaddició [2+2]. Al mateix temps, s'ha desenvolupat un estudi de la influència del dissolvent en la reacció de fotocicloaddició [2+2] d'enones a alquens halogenats. A més, s'han estudiat diverses condicions de treball per dur a terme la reacció de deshalogenació dels derivats clorats preparats amb la metodologia anterior, utilitzant Zn com a reductor i amb un sistema d'escalfament per microones com a substituent dels mètodes d'escalfament convencionals. Aquest estudi ha permès disminuir notablement el temps d'aquesta reacció, passant de 7 hores a 20 minuts. Les condicions òptimes d'ambdues reaccions determinades amb aquests estudis han permès preparar l'intermedi clau per a la introducció de les bases nitrogenades, essent aquest un potencial precursor dels anàlegs ciclobutènics de nucleòsids, així com sintetitzar el primer producte de la ruta sintètica dissenyada que presenta la base nitrogenada a la seva estructura.

On the stability of the optimal value and the optimal set in optimization problems

The paper develops a stability theory for the optimal value and the optimal set mapping of optimization problems posed in a Banach space. The problems considered in this paper have an arbitrary number of inequality constraints involving lower semicontinuous (not necessarily convex) functions and one closed abstract constraint set. The considered perturbations lead to problems of the same type as the nominal one (with the same space of variables and the same number of constraints), where the abstract constraint set can also be perturbed. The spaces of functions involved in the problems (objective and constraints) are equipped with the metric of the uniform convergence on the bounded sets, meanwhile in the space of closed sets we consider, coherently, the Attouch-Wets topology. The paper examines, in a unified way, the lower and upper semicontinuity of the optimal value function, and the closedness, lower and upper semicontinuity (in the sense of Berge) of the optimal set mapping. This paper can be seen as a second part of the stability theory presented in [17], where we studied the stability of the feasible set mapping (completed here with the analysis of the Lipschitz-like property).

Estudio de la alineación rotacional en la artroplastia total de rodilla mediante tomografía computarizada

L'alineació rotacional a l'astroplàstia total de genoll es refereix a la posició dels implants en el pla axial. Un mínim desplaçament afectarà la distribució de la càrrega y variarà l'estabilitat, l'alineació i la cinemàtica de l'articulació. Tot i que hi ha un consens pel que fa als efectes adversos d'una alineació rotacional incorrecta, encara no està clar quines són les referències anatòmiques que cal utilitzar. Les mesures de l'alineació rotacional requereixen un estudi d'alta qualitat. La TC és la modalitat d'imatge d'elecció per a l'estudi postoperatori de l'artroplàstia total de genoll. L'objectiu d'aquest treball es avaluar la capacitat diagnòstica de la TC per a l'estudi de l'alineació rotacional postoperatòria en l'artroplàstia total de genoll i presentar les variacions en el protocol de TC que minimitzen l'artefacte metàl•lic. Aquest estudi avalua la reproductibilitat de l'angle condili posterior, format per l'eix epicondili quirúrgic i la línia bicondilia posterior, mesurant la correlació entre dos observadors. El coeficient de correlació de Pearson mostra una forta correlació positiva (R=0.84) entre els dos observadors. La mitja d'error de les mesures adquirides és de -0.14º amb una desviació estàndar de 2.06º (-0.14 ± 2.06), per la qual cosa la modificació dels paràmetres tècnics de la TC per a la minimització dels artefactes metàl•lics és eficaç per l'avaluació rotacional. No obstant, l'alta magnitud de l'error indica que el radiòleg ha de ser prudent en el diagnòstic de mínimes variacions angulars que impliquin canvis en l'actitud mèdica i terapèutica.

Efectes no intencionats de transgens i optimització de la producció de pèptids antimicrobians d'ús fitosanitari en plantes-biofactoria

Actualment s’està duent a terme el projecte de tesi consistent en estudiar la producció de pèptids antimicrobians d'ús fitosanitari en plantes-biofactoria. Durant aquest període de la tesi doctoral he realitzat la transformació (mitjançant Agrobacterium tumefaciens) de plantes d’arròs per a la síntesi massiva d’una sèrie de pèptids antimicrobians, BP188, BP183, BP183TAG, BP215, BP173 i BP178. Es tracta d’una sèrie de derivats de BP100 que presenta unes propietats fitosanitàries molt interessants: elevada activitat contra bacteris d’interès fitosanitari, toxicitat reduïda i estabilitat moderada. El treball que he realitzat per dur a terme aquesta tasca ha requerit inicialment realitzar els clonatges necessaris per a les transformacions; per a continuació realitzar les transformacions de calls d’arròs varietat Sènia, seleccionar les cèl•lules transformades, regenerar plantes transgèniques i analitzar-ne la presència del transgén.

The generator problem for Z-stable C*-algebras

The generator problem was posed by Kadison in 1967, and it remains open until today. We provide a solution for the class of C*-algebras absorbing the Jiang-Su algebra Z tensorially. More precisely, we show that every unital, separable, Z-stable C*-algebra A is singly generated, which means that there exists an element x є A that is not contained in any proper sub-C*- algebra of A. To give applications of our result, we observe that Z can be embedded into the reduced group C*-algebra of a discrete group that contains a non-cyclic, free subgroup. It follows that certain tensor products with reduced group C*-algebras are singly generated. In particular, C*r (F ∞) ⨂ C*r (F ∞) is singly generated.

Multilateralismo y minilateralismo en el orden regional de Asia oriental : un análisis de las conversaciones a seis bandas

Esta memoria parte del estudio de la teoría de las Relaciones Internacionales, seguido de un análisis del regionalismo en el Este asiático, así como del multilateralismo y del minilateralismo como modus operandi en las relaciones internacionales y su desarrollo específico en el Noreste asiático, o Asia oriental. Todo ello se ha examinado con el fin de poder aprehender la dinámica internacional de la segunda crisis nuclear con Corea del Norte, así como proveer con un mayor entendimiento sobre las conversaciones a seis bandas (6PT), como ejemplo de foro de negociación minilateral creado ad hoc con el fin de buscar una solución al problema norcoreano. Hemos procedido al examen del pensamiento estratégico de los diferentes países que conforman las 6PT, así como al estudio de los intereses, acuerdos y desacuerdos de cada uno de ellos en la mesa de negociaciones con el objetivo de intentar comprender el porqué de su aparente fracaso a la hora de solucionar dicha crisis nuclear. Finalmente, hemos procedido a un estudio de la comunidad del Noreste asiático y del marco de seguridad existente en la región, así como de las perspectivas para la institucionalización de las conversaciones a seis bandas para poder comprender si, desarrollado como organización multilateral, este foro podría favorecer la estabilidad en la región, la cooperación regional y con ello una mayor integración.