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.

Memòria justificativa de l'estada de recerca

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’Associação para o Desenvolvimento da Aerodinânica Industrial (ADAI) de la Universitat de Coimbra, Portugal, entre març i juliol de 2006. Aquesta disposa d'un laboratori d'assaigs i té medis suficients per a cremar de manera controlada parcel•les prèviament delimitades en terreny forestal. Això permet observar el fenomen dels incendis forestals a dues escales de treball diferents. L’objectiu ha estat l’obtenció de dades experimentals sobre la propagació de fronts de flames que avancen sobre combustible tractat amb retardants sota l’efecte del pendent o el vent. S’ha participat en proves experimentals de camp i se n’han realitzat dues en instal•lacions de laboratori en què l’efecte del pendent o de la velocitat del vent podia ser variat. Degut a l’elevat nombre de variables que entren en joc l’anàlisi acurada de les dades encara està en procés.

Why did London become the main money market? Monetary Policy, Arbitrage and European Money Market Integration in 18th century

How did the leading capital market start to attract international bullion? Why did London become the main money market? Monetary regulations, including the charges for minting money and the restrictions on bullion exchange, have played the key role in defining the direction of the flow of international bullion. Countries that abolished minting charges and permitted the free movement of bullion were able to attract international bullion, and countries that applied minting taxes suffered an outflow of bullion. In these cases monetary authorities tried to limit bullion movement through prohibitions on domestic bullion exchange at a free price, and tariffs and quantitative restrictions on bullion exports. The paper illustrates the logic of international monetary flow in the 18th century, using empirical evidence for England, France and Spain. The first section defines and measures monetary policy, and the second section introduces minting charges into the arbitrage equation in order to explain the logic of bullion flow between the pairs of nations England-France, England-Spain and France-Spain. The conclusion emphasises the importance of monetary policy in the creation of leading money markets.

Ultrastructural characterisation of the cell wall of Arabidopsis thaliana transgenic plants

The plant cell wall is a strong fibrillar network that gives each cell its stable shape. It is constituted by a network of cellulose microfibrils embedded in a matrix of polysaccharides, such as xyloglucans. To enlarge, cells selectively loosen this network. Moreover, there is a pectin-rich intercellular material, the middle lamella, cementing together the walls of adjacent plant cells. Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases (XTHs) are a group of enzymes involved in the reorganisation of the cellulose-xyloglucan framework by catalysing cleavage and re-ligation of the xyloglucan chains in the plant cell wall, and are considered cell wall loosening agents. In the laboratory, it has been isolated and characterised a XTH gene, ZmXTH1, from an elongation root cDNA library of maize. To address the cellular function of ZmXTH1, transgenic Arabidopsis thaliana plants over-expressing ZmXTH1 (under the control of the CaMV35S promoter) were generated. The aim of the work performed was therefore the characterisation of these transgenic plants at the ultrastructural level, by transmission electron microscopy (TEM).The detailed cellular phenotype of transgenic plants was investigated by comparing ultra-thin transverse sections of basal stem of 5-weeks old plants of wild type (Col 0) and 35S-ZmXTH1 Arabidopsis plants. Transgenic plants show modifications in the cell walls, particularly a thicker middle lamella layer with respect the wild type plants, supporting the idea that the overexpression of ZmXTH1 could imply a pronounced wall-loosening. In sum, the work carried out reinforces the idea that ZmXTH1 is involved in the cell wall loosening process in maize.  

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.

Clonació del gen de l'envolta de vih en el plàsmid pnl Δenv-Ren per la obtenció de recombinants

Estudi elaborat a partir d’una estada al Laboratori de Inmunopatología del SIDA del Dr Alcamí a l’Instituto de Salud Carlos III-Centro Nacional de Microbiologia, entre finals de desembre de 2006 i març de 2007. L’objectiu ha estat millorar la caracterització de l’envolta del VIH-1 mitjançant l’obtenció de virus recombinants, ja que això permet estudiar l’envolta viral tant genètica com fenotípicament. En aquest cas, s’ha estudiat l'envolta viral dels pacients sotmesos a vacunació terapèutica amb cèl•lules dendrítiques polsades amb virus autòlegs. Durant aquesta estada es realitza un aprenentatge profund de les tècniques adequades per a l'amplificació i clonatge del gen complet de l'envolta del VIH-1 (env), així com de l’obtenció de virus recombinants amb l’envolta del pacient i els corresponents assaigs de tropisme viral i neutralització sèrica. Aquesta metodologia empra el virus quimèric pNL4.3 delta_env Renilla, construït a partir del virus de referència NL4.3 i que té dues característiques importants: la primera és que conté un gen marcador Renilla, que a l’interior de les cèl•lules infectades té activitat luciferasa. La utilització del virus pNL4.3 delta_env Renilla en assaigs de neutralització presenta diversos avantatges front altres assaigs més convencionals, tant a nivell de sensibilitat i especificitat com d’estalvi de temps.

Internship report: improving asymmetric term extraction from bilingual text

Estudi elaborat a partir d’una estada a Xerox Research Centre Europe a Grenoble, França,entre juny i desembre del 2006. El projecte tradueïx termes tècnics anglesos a noruec. És asimètric perquè no tenim recursos lingüístics per a la llengua noruega, però solament per a l'anglès. S’ha desenvolupat i posat en pràctica mètodes que comprovaven contigüitat ("local reordering" i permutació selectiva) per a millorar el funcionament d’una eina anterior. Contigüitat és quan una paraula es traduïx en paraules múltiples, aquestes paraules han de ser adjacents en l'oració. A més, s’ha construït una taula de les operacions de recerca per als termes tècnics i s’ha integrat aquesta taula en un programa de demostració.

Processos participatius, governança ambiental i desenvolupament territorial sostenible

Estudio realizado a partir de una estancia en el Centro de Filosofia e Ciências Humanas de la Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil, durant entre septiembre y noviembre del 2005. El intercambio con los grupos de trabajo del Programa de Pós-Graduçao Interdisciplinar em Ciências Humanas (UFSCE-Brasil), se ha llevado a cabo con el objetivo de profundizar en las diferentes perspectivas teóricas y analíticas que orientan la reflexión sobre el papel crítico de los investigadores en el área de sociología del conocimiento ambiental científico. Esto ha permitido conocer experiencias-laboratorios de procesos participativos para planear intervenciones en áreas protegidas. Estas orientaciones conceptuales, epistemológicas y metodológicas ayudaran a la candidata a reforzar la aproximación de investigación participativa del proyecto “Avaluació social multicriteri per a la presa de decisions orientades a una gestió conservativa de sistemes agropecuaris i el desenvolupament sostenible de la zona seca i semi-seca del paisatge terrestre protegit de Miraflor-Moropotente (Nicaragua)” que es la línea del trabajo de PhD de la candidata. En especial, las reflexiones teóricas y metodológicas se han centrado en los siguientes temas: aproximación sistemática y basada en los actores para el análisis de sistemas complejos y incertezas, métodos participativos para las evaluaciones integradas de sustentabilidad que apoyan los procesos de toma de decisiones, o el nuevo papel de los investigadores sobre una perspectiva compleja de análisis y diálogo entre los conocimientos científicos y locales.

De l'economia a les mentalitats: reforma agrària, desenvolupament rural i identitat ètnica als Andes

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Facultad Latinoamericana de Ciencias Sociales, Ecuador, entre setembre i desembre del 2006. El projecte té l'objectiu general d'elaborar una monografia, entre el treball d’arxiu i el de camp, capaç d’exemplificar els processos de consolidació dels sectors dirigents indígenes i de vincular-los amb les transformacions de la societat rural andina contemporània. L’estudi de cas és el d’una organització de segon grau molt representativa (la UNOCANC, parròquia de Toacazo, província de Cotopaxi, Equador), analitzant el que han significat aquest canvis des de la descomposició del règim d’hisenda fins a l’ascens d’una part de l’élite camperola local a les altes instàncies de la CONAIE (Confederación de Nacionalidades Indígenas del Ecuador).

Instal·lació i disseny de protocols d'operació del subdetector SPD. de LHCb. Algorismes de trigger.

Estudi elaborat a partir d’una estada al Laboratori Europeu de Física de Partícules (CERN), Suissa, entre maig i setembre del 2006. L’estada al laboratori CERN ha tingut dues vessants complementàries, les dues relacionades amb la imminent posada en marxa de l'experiment LHCb a finals del 2007, quan l'accelerador LHC comenci a funcionar. D'una banda, s’ha treballat en la integració del subdetector SPD en LHCb, i de l'altra al desenvolupament dels algorismes de trigger de LHCb.

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.

Propietats d'absorció bifotònica del tetrafenilporficè i el seu complex de palladi: potencials sensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica bifotònica.

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Universitat de Aarhus, Dinamarca, durant juliol 2006. En el present treball s’investiguen, per primer cop, les propietats de absorció bifotòniques del fotosensibilitzador 2,7,12,17-tetrafenilporficè (TPPo) i del seu complex de pal•ladi (II) (PdTPPo). Ambos compostos han rebut molta atenció com a possibles otosensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica (TFD). S’utilitza la detecció de la fosforescència de l’oxigen singlet, centrada a 1270 nm i produïda per l’absorció de dos fotons, per quantificar la magnitud de la secció d’absorció bifotònica, "delta", dels porficèns estudiats. Els experiments se han dut a terme en el marge espectral 750-850 nm i a l’infraroig proper a 1100nm. Aquestes longituds d’ona corresponen a les zones d’absorció bifotònica en les bandes de Soret i Q. Les propietats bifotòniques obtingudes es comparen i contrasten amb les dades conegudes de la tetrafenilporfirina (TPP), isòmer estructural del tetrafenilporficè però amb més gran simetria, i es troba que en la banda de Soret (que coincideix amb la regió de la pell més transparent) els valors de delta per el TPPo i PdTPPo son aproximadament 2000 GM en el màxim, pràcticament cent vegades més grans que per la TPP. A més a més, aquestos valors son dos ordres de magnitud més grans que els obtinguts a l’irradiar a 1100 nm (bandes Q). Aquestes observacions es poden explicar mitjançant la amplificació per ressonància deguda a la presència de transicions monofotòniques ressonants en la regió de les bandes Q. Els elevats valors de "delta" obtinguts per els tetrafenilporficèns estudiats junt a les principals característiques que aquestos presenten (elevat rendiment de formació d’oxigen singlet, estabilitat química i fotoquímica, absència de citotoxicitat,...) qualifiquen al TPPo y PdTPPo com a possibles fotosensibilitzadors per a Teràpia Fotodinàmica Bifotònica.

Fabricació de Lents Zonals de Fresnel per aplicació als raigs X tous

Estudi elaborat a partir d’una estada al Paul Scherrer Institut del Maig a l’Octubre del 2006 amb l’ajuda i supervisió dels Dr. Konstantins Jefimovs i Dr. Christian David. Focalitzar raigs X tous és una necessitat essencial per al microanàlisis, la microscopia, i fer imatges en moltes Instal·lacions de Radiació Sincrotró. Les Lents Zonals de Fresnel (FZP, de la denominació anglesa “Fresnel Zone Plates”) han demostrat donar uns punts focals amb una resolució espacial destacada i una baixa il·luminació de fons. Tanmateix, la fabricació de FZP és complexa i no totalment reproduïble. A més a més, el temps de vida de les FZP és força curt, ja que estant situades sobre membranes de nitrur de silici molt fines i altament absorbents. Per tant, hem fet esforços per implementar FZP de silici, que s’espera que siguin més resistents. L’element està fet d’una oblia de cristall de silici poc absorbent, i no presenta cap interfase entre materials. Així doncs, aquestes lents són especialment adequades per a aguantar les extremes càrregues de radiació de les fonts de raigs X més brillants. Particularment, això és molt important per a les aplicacions a les pròximes generacions de fonts de raigs X, com els Làsers d’Electrons Lliures (FEL, de la denominació anglesa “Free Electron Laser”). El silici també garanteix que no hi hagi cap banda d’absorció en el rang d’energies de la finestra de l’aigua (200-520 eV), fent aquestes lents ideals per a fer imatges de mostres biològiques. En aquest informe, hi ha una descripció detallada de tots els passos involucrats en la fabricació de les Lents Zonals de Fresnel de silici. En resum, les estructures de FZP es modelen sobre una resina utilitzant litografia per feix d’electrons i llavors el patró es transmet al silici mitjançant un gravat d’ions reactius (RIE, de la denominació anglesa ‘Reactive Ion Etching’) utilitzant una fina (20 nm) màscara de Crintermitja. Les membranes de silici es poden aprimar després de la fabricació de les estructures per a garantir una transmissió suficient fins i tot a baixes energies. Aquest informe també inclou l’anàlisi i la discussió d’alguns experiments preliminars per avaluar el rendiment de les Si FZPs fets a la línia de llum PolLux del Swiss Ligth Source amb l’ajuda dels Dr. Jörg Raabe i Dr. George Tzvetkov.

Catalytic tuning of phosphinoethane ligand. An improved catalyst for hydrocarbon

Report for the scientific sojourn carried out at the Department of Chemistry University of North Texas (USA) from September until November 2006. It includes the performance of two computational chemistry studies: an experimental and computational study toward the intra- and intermolecular hydroarylation of isonitriles and the development of an improved catalyst for hydrocarbon functionalization.

Diversitat de bacteris desnitrificants en un sistema d'aiguamolls construïts

Estudi elaborat a partir d’una estada al Swedish University of Agricultural Sciences (Suècia ) entre setembre i desembre del 2006. El SAC-Empuriabrava va ser dissenyat per dur a terme el tractament terciari de l’aigua que prové d’una estació depuradora. La purificació en un sistema d’aiguamolls construïts engloba una complexa barreja de processos on es troben implicats el sediment, la vegetació i les comunitats microbianes relacionades amb aquests. Un dels passos clau en l’eliminació de nitrogen és la desnitrificació, coneguda com la reducció seqüencial d’òxids de nitrogen que desemboca en la pèrdua neta de nitrogen molecular a l’atmosfera, catalitzada exclusivament per microorganismes. Els bacteris desnitrificants es troben àmpliament distribuïts en les divisions de l’arbre filogenètic procariota, fet que restringeix la seva anàlisi a marcadors moleculars basats en gens funcionals dels enzims implicats en la desnitrificació tals com narG nirS, nirK, nrfA nosZ. Tot i que l’estudi del marcador molecular nirS de desnitrificants s’ha dut a terme amb èxit, no ha estat possible analitzar altres marcadors com nosZ, que codifica la òxid nitrós reductasa, responsable de l’últim pas de la desnitrificació. L’ interès principal ha estat doncs estendre l’ àrea d’estudi a aquest marcador per tal de proveir una visió complerta de la comunitat desnitrificant. S’ha analitzat la comunitat desnitrificant de la rizosfera i sediment del SACEmpuriabrava a través del monitoreig del gen nosZ per PCR-DGGE, comparant alhora diferents períodes de temps afectats per diferents condicions hídriques. Amb la mateixa intenció, s’ha dut a terme assajos d’activitat desnitrificant mitjançant cromatografia de gasos, mesurant en aquest cas la producció de nitrogen gas que representa la consecució de la desnitrificació completa.