Potencial de producción de biochar en España a partir de residuos de la industria papelera, de lodos de E.D.A.R., de residuos sólidos urbanos y de residuos ganaderos: Estudio de la fijación de carbono

El biochar es un material rico en carbono que se obtiene tras la pirólisis de la biomasa. Este material ha despertado en los últimos años un gran interés en la comunidad científica principalmente por su capacidad para mejorar la productividad de los suelos, influenciando las propiedades fisicoquímicas de los mismos y como medio de fijación de carbono, reduciendo, por tanto, las emisiones de CO2 a la atmósfera. Sin embargo, lo cierto es que hasta la fecha, no existen conclusiones claras o avances definitivos que permitan crear una estandarización para la comercialización del biochar, debido a la variabilidad de sus propiedades (considerando la materia prima de origen y las condiciones de reacción en la pirólisis). En este estudio, partiendo de un análisis exhaustivo de las distintas publicaciones existentes sobre la materia, se trata de dar respuesta a la pregunta sobre cuál sería el verdadero potencial de producción de biochar en España, al tiempo que se trata de cuantificar cuál sería la reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera que conllevaría gestionar los residuos (industria papelera, lodos de EDAR, RSU y residuos ganaderos) a través de la pirólisis. En particular, se ha cuantificado la reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera y se ha evaluado cuánto biochar se debería producir a partir de residuos papeleros, lodos de EDAR o residuos ganaderos para aumentar en un 1% la cantidad de materia orgánica en un suelo y para llevar el contenido en materia orgánica de los suelos agrícolas españoles a un 3,5%. En primer lugar, sobre la cuantificación de la reducción de las emisiones, cabe concluir que, en todos los residuos estudiados, y bajo todas las condiciones de reacción consideradas, la reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera sería realmente notable, oscilando entre un 22,53% y un 96,12 %. En segundo lugar, para aumentar en un 1% el contenido medio en materia orgánica de la superficie agrícola española, sería necesario un aporte de 2,03816*108 t de materia orgánica, que supondría una demanda mínima de biochar de 255.408.361 t en el caso de la aplicación de biochar de estiércol de vacuno a Por otro lado, para llevar la materia orgánica de los suelos agrícolas a un 3,5%, la demanda de biochar variaría entre un mínimo de 158.937 t en el (Comunidad Autónoma con menor necesidad de aporte de materia orgánica) illa la Mancha (Comunidad Autónoma que, por el contrario, necesitaría mayor aporte). ABSTRACT Biochar is a carbon-rich material obtained after a biomass pyrolysis procedure. This material has aroused in recent years a great interest in the scientific community, mainly for its ability to improve the productivity of soils, influencing the physico-chemical properties of soils and as means of carbon storage, reducing emissions of CO2 into the atmosphere). Despite the interest that may raise this matter, the fact is that to date, no clear conclusions or definitive progress have been done to create a standardization for the commercialization of biochar, due to the variability of its properties (considering the raw material and the reaction conditions in the pyrolysis). This study, based on a thorough analysis of the various existing literature on the subject and, leaving other approaches that could have been taken of the interest of the subject in question, attempts to provide answers to the question about what would be the true potential production of biochar in Spain and what would be the reduction of CO2 emissions into the atmosphere, which would entail waste management through pyrolysis. In particular, this study has identified the reduction of CO2 emissions into the atmosphere and has analyzed whether the production of biochar could increase the organic matter content of Spanish agricultural soils. Firstly, regarding the quantification of emissions reductions, by referring to the values contained in the work, it can be concluded that the reduction of CO2 emissions to the atmosphere would be really remarkable, ranging from 22.53% to 96.12%. Secondly, to increase by 1% the average content of organic matter in the spanish agricultural area would require a contribution of 2.03816*108 t of organic matter, which would demand a minimum of 255.408.361 t of cattle manure biochar and a maximum demand of 1.746.494.190 t of deinking sludge pyrolyzed at 500C. On the other hand, to reach a 3.5%, the demand for biochar would vary from a minimum of 158.937 t, in case of cattle manure biochar at C applied to the Canary Islands (Autonomous Community with less need for input of organic matter), and a maximum of 694.695.081 in case of applying deinking sludge biochar at C to Castilla la Mancha (Autonomous Region, which needs the highest contribution).

Desarrollo de una herramienta para analizar métodos de reconocimiento de emociones

Desde hace más de 20 años, muchos grupos de investigación trabajan en el estudio de técnicas de reconocimiento automático de expresiones faciales. En los últimos años, gracias al avance de las metodologías, ha habido numerosos avances que hacen posible una rápida detección de las caras presentes en una imagen y proporcionan algoritmos de clasificación de expresiones. En este proyecto se realiza un estudio sobre el estado del arte en reconocimiento automático de emociones, para conocer los diversos métodos que existen en el análisis facial y en el reconocimiento de la emoción. Con el fin de poder comparar estos métodos y otros futuros, se implementa una herramienta modular y ampliable y que además integra un método de extracción de características que consiste en la obtención de puntos de interés en la cara y dos métodos para clasificar la expresión, uno mediante comparación de desplazamientos de los puntos faciales, y otro mediante detección de movimientos específicos llamados unidades de acción. Para el entrenamiento del sistema y la posterior evaluación del mismo, se emplean las bases de datos Cohn-Kanade+ y JAFFE, de libre acceso a la comunidad científica. Después, una evaluación de estos métodos es llevada a cabo usando diferentes parámetros, bases de datos y variando el número de emociones. Finalmente, se extraen conclusiones del trabajo y su evaluación, proponiendo las mejoras necesarias e investigación futura. ABSTRACT. Currently, many research teams focus on the study of techniques for automatic facial expression recognition. Due to the appearance of digital image processing, in recent years there have been many advances in the field of face detection, feature extraction and expression classification. In this project, a study of the state of the art on automatic emotion recognition is performed to know the different methods existing in facial feature extraction and emotion recognition. To compare these methods, a user friendly tool is implemented. Besides, a feature extraction method is developed which consists in obtaining 19 facial feature points. Those are passed to two expression classifier methods, one based on point displacements, and one based on the recognition of facial Action Units. Cohn-Kanade+ and JAFFE databases, both freely available to the scientific community, are used for system training and evaluation. Then, an evaluation of the methods is performed with different parameters, databases and varying the number of emotions. Finally, conclusions of the work and its evaluation are extracted, proposing some necessary improvements and future research.

The experiment CPLM (comportamiento de puentes líquidos en microgravedad) on board Minisat 01

The Universidad Politécnica de Madrid participates in the MINISAT 01 program as the experiment CPLM responsible. This experiment aims at the study of the fluid behaviour in reduced gravity conditions. The interest of this study is and has been widely recognised by the scientific community and has potential applications in the pharmaceutical and microelectronic technologies (crystal growth), among others. The scientific team which has developed the CPLM experiment has a wide experience in this field and had participate in the performance of a large number of experiments on the fluid behaviour in reduced gravity conditions in flight (Spacelab missions, TEXUS sounding rockets, KC-135 and Caravelle aeroplanes, drop towers, as well as on earth labs (neutralbuoyancy and small scale simulations). The experimental equipment used in CPLMis a version of the payload developed for experimentation on drop towers and on board microsatellites as the UPM-Sat 1, adapted to fly on board MINISAT 01.

Human activity recognition by inertial signals obtained from a smartphone

Human Activity Recognition (HAR) is an emerging research field with the aim to identify the actions carried out by a person given a set of observations and the surrounding environment. The wide growth in this research field inside the scientific community is mainly explained by the high number of applications that are arising in the last years. A great part of the most promising applications are related to the healthcare field, where it is possible to track the mobility of patients with motor dysfunction as also the physical activity in patients with cardiovascular risk. Until a few years ago, by using distinct kind of sensors, a patient follow-up was possible. However, far from being a long-term solution and with the smartphone irruption, that monitoring can be achieved in a non-invasive way by using the embedded smartphone’s sensors. For these reasons this Final Degree Project arises with the main target to evaluate new feature extraction techniques in order to carry out an activity and user recognition, and also an activity segmentation. The recognition is done thanks to the inertial signals integration obtained by two widespread sensors in the greater part of smartphones: accelerometer and gyroscope. In particular, six different activities are evaluated walking, walking-upstairs, walking-downstairs, sitting, standing and lying. Furthermore, a segmentation task is carried out taking into account the activities performed by thirty users. This can be done by using Hidden Markov Models and also a set of tools tested satisfactory in speech recognition: HTK (Hidden Markov Model Toolkit).

CARACTERÍSTICAS COMUNICACIONAIS DO DOCUMENTARISMO NA INTERNET: ESTUDO DE CASO SITE PORTA CURTAS

O projeto de pesquisa Características comunicacionais do documentarismo na Internet: estudo de caso site Porta Curtas apresenta as características encontradas na exibição de documentários na Internet com as atuais tecnologias disponíveis. Tal gênero audiovisual migrou para a Internet junto a outros gêneros audiovisuais, como o telejornalismo, a telenovela e os filmes de ficção, todos com características específicas. Foi definido como corpus do trabalho o site Porta Curtas, especializado em produção audiovisual e que disponibiliza aos usuários da Internet diversas produções documentais e ficcionais gratuitamente. Espera-se, a partir deste trabalho, que adota a metodologia estudo de caso do site Porta Curtas, especializado em exibição de vídeos dos gêneros ficção e documentário, provocar novos estudos no sentido de possibilitar um maior desenvolvimento de estudos sobre a produção de documentários para as novas tecnologias que estão cada vez mais presentes no cotidiano dos processos comunicacionais, possibilitadas pelos efeitos da convergência tecnológica, assim como oferecer à comunidade científica detalhes analíticos sobre o objeto da pesquisa.(AU)

CARACTERÍSTICAS COMUNICACIONAIS DO DOCUMENTARISMO NA INTERNET: ESTUDO DE CASO SITE PORTA CURTAS

O projeto de pesquisa Características comunicacionais do documentarismo na Internet: estudo de caso site Porta Curtas apresenta as características encontradas na exibição de documentários na Internet com as atuais tecnologias disponíveis. Tal gênero audiovisual migrou para a Internet junto a outros gêneros audiovisuais, como o telejornalismo, a telenovela e os filmes de ficção, todos com características específicas. Foi definido como corpus do trabalho o site Porta Curtas, especializado em produção audiovisual e que disponibiliza aos usuários da Internet diversas produções documentais e ficcionais gratuitamente. Espera-se, a partir deste trabalho, que adota a metodologia estudo de caso do site Porta Curtas, especializado em exibição de vídeos dos gêneros ficção e documentário, provocar novos estudos no sentido de possibilitar um maior desenvolvimento de estudos sobre a produção de documentários para as novas tecnologias que estão cada vez mais presentes no cotidiano dos processos comunicacionais, possibilitadas pelos efeitos da convergência tecnológica, assim como oferecer à comunidade científica detalhes analíticos sobre o objeto da pesquisa.(AU)

Web-based access to mouse models of human cancers: the Mouse Tumor Biology (MTB) Database

The Mouse Tumor Biology (MTB) Database serves as a curated, integrated resource for information about tumor genetics and pathology in genetically defined strains of mice (i.e., inbred, transgenic and targeted mutation strains). Sources of information for the database include the published scientific literature and direct data submissions by the scientific community. Researchers access MTB using Web-based query forms and can use the database to answer such questions as ‘What tumors have been reported in transgenic mice created on a C57BL/6J background?’, ‘What tumors in mice are associated with mutations in the Trp53 gene?’ and ‘What pathology images are available for tumors of the mammary gland regardless of genetic background?’. MTB has been available on the Web since 1998 from the Mouse Genome Informatics web site (http://www.informatics.jax.org). We have recently implemented a number of enhancements to MTB including new query options, redesigned query forms and results pages for pathology and genetic data, and the addition of an electronic data submission and annotation tool for pathology data.

The life sciences Global Image Database (GID)

Although a vast amount of life sciences data is generated in the form of images, most scientists still store images on extremely diverse and often incompatible storage media, without any type of metadata structure, and thus with no standard facility with which to conduct searches or analyses. Here we present a solution to unlock the value of scientific images. The Global Image Database (GID) is a web-based (http://www.g wer.ch/qv/gid/gid.htm) structured central repository for scientific annotated images. The GID was designed to manage images from a wide spectrum of imaging domains ranging from microscopy to automated screening. The annotations in the GID define the source experiment of the images by describing who the authors of the experiment are, when the images were created, the biological origin of the experimental sample and how the sample was processed for visualization. A collection of experimental imaging protocols provides details of the sample preparation, and labeling, or visualization procedures. In addition, the entries in the GID reference these imaging protocols with the probe sequences or antibody names used in labeling experiments. The GID annotations are searchable by field or globally. The query results are first shown as image thumbnail previews, enabling quick browsing prior to original-sized annotated image retrieval. The development of the GID continues, aiming at facilitating the management and exchange of image data in the scientific community, and at creating new query tools for mining image data.

The Comprehensive Microbial Resource

One challenge presented by large-scale genome sequencing efforts is effective display of uniform information to the scientific community. The Comprehensive Microbial Resource (CMR) contains robust annotation of all complete microbial genomes and allows for a wide variety of data retrievals. The bacterial information has been placed on the Web at http://www.tigr.org/CMR for retrieval using standard web browsing technology. Retrievals can be based on protein properties such as molecular weight or hydrophobicity, GC-content, functional role assignments and taxonomy. The CMR also has special web-based tools to allow data mining using pre-run homology searches, whole genome dot-plots, batch downloading and traversal across genomes using a variety of datatypes.

ICB database: the gyrB database for identification and classification of bacteria

The Identification and Classification of Bacteria (ICB) database (http:/www.mbio.co.jp/icb) contains currently available information about the DNA gyrase subunit B (gyrB) gene in bacteria. The database is designed to provide the scientific community with a reference point for using gyrB as an evolutionary and taxonomic marker. Nucleic and amino acid sequence data are currently available for over 850 strains, along with alignments at several different taxonomic levels and an exhaustive review of primer selection and background information.

The current biodiversity extinction event: Scenarios for mitigation and recovery

The current massive degradation of habitat and extinction of species is taking place on a catastrophically short timescale, and their effects will fundamentally reset the future evolution of the planet's biota. The fossil record suggests that recovery of global ecosystems has required millions or even tens of millions of years. Thus, intervention by humans, the very agents of the current environmental crisis, is required for any possibility of short-term recovery or maintenance of the biota. Many current recovery efforts have deficiencies, including insufficient information on the diversity and distribution of species, ecological processes, and magnitude and interaction of threats to biodiversity (pollution, overharvesting, climate change, disruption of biogeochemical cycles, introduced or invasive species, habitat loss and fragmentation through land use, disruption of community structure in habitats, and others). A much greater and more urgently applied investment to address these deficiencies is obviously warranted. Conservation and restoration in human-dominated ecosystems must strengthen connections between human activities, such as agricultural or harvesting practices, and relevant research generated in the biological, earth, and atmospheric sciences. Certain threats to biodiversity require intensive international cooperation and input from the scientific community to mitigate their harmful effects, including climate change and alteration of global biogeochemical cycles. In a world already transformed by human activity, the connection between humans and the ecosystems they depend on must frame any strategy for the recovery of the biota.

Visibilidad de las revistas latinoamericanas de Bibliotecología y Ciencia de la información a través de Google Scholar

Las revistas académico-científicas son uno de los principales canales de comunicación y difusión de los resultados de investigación. Sin embargo no todas tienen el mismo prestigio y grado de influencia en la comunidad científica. De su calidad y visibilidad dependen, en gran medida, las posibilidades de que un trabajo sea conocido, leído y citado. Esta investigación se propone determinar la visibilidad en Google Scholar de un conjunto de revistas latinoamericanas de Bibliotecología y Ciencia de la Información, y clasificarlas según su grado de visibilidad. Utilizando la aplicación Publish or Perish para recuperar las citas de las revistas se calcularon indicadores basados en la citación. Se combinaron técnicas de análisis multivariado de datos para realizar agrupamientos de revistas según su grado de visibilidad, y se elaboraron representaciones gráficas que facilitan la interpretación de los resultados y la identificación de los grupos de revistas con alta, media y baja visibilidad

El acceso abierto a las publicaciones de la comunidad científica argentina en el campo de la medicina

Se presenta un avance de investigación para estimar el acceso abierto real y potencial en las prácticas de publicación de la comunidad científica argentina a partir del análisis del modelo de acceso de las revistas donde publican los investigadores. En esta primera etapa se estudia el campo de la medicina a partir de las publicaciones de 2008-2010 incluidas en la base de datos SCOPUS, y de la consulta a las fuentes DOAJ, e-revist@s, SCielo, Redalyc, PubMed, Romeo-Sherpa y Dulcinea. Asimismo se analiza la accesibilidad de la producción por la vía de suscripción a través de la Biblioteca Electrónica de Ciencia y Tecnología del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación Argentina.

Desenvolvimento de hidroxiapatita contendo prata via precipitação e imersão: avaliação do efeito antimicrobiano

A utilização de substitutos ósseos para recuperação da função perdida é uma constante busca dentro da área médica. Por isso os biomateriais têm recebido uma atenção muito grande por parte da comunidade científica, dentre eles os materiais a base de fosfato de cálcio. A hidroxiapatita, Ca10 (PO4)6 (OH) 2, tem sido muito estudada, pois além de representar a constituição da massa dos ossos naturais e dentes em 30 a 70%, possui propriedades de bioatividade e osteocondutividade, favorecendo e auxiliando o crescimento do tecido ósseo. Em contrapartida, infecções bacterianas podem surgir após o implante ocasionando a perda da funcionalidade a curto e médio prazo. Várias alternativas estão sendo testadas, geralmente associadas ao uso de antibióticos convencionais incorporados aos biomateriais. Uma alternativa a tais antibióticos seria a utilização de metais que possuem propriedades antibacterianas. A prata (Ag) é conhecida como um metal bactericida e por isso ganhou lugar de destaque dentre os estudos como um aliado importante no controle das infecções pós-cirúrgicas. Este trabalho teve como objetivo sintetizar, caracterizar e avaliar o efeito antimicrobiano da adição de íons de prata em hidroxiapatita. Foram obtidos pós de hidroxiapatita contendo prata (HAAg), nas concentrações de 0,1M; 0,01M e 0,001M pelo método de precipitação em temperatura ambiente e por imersão do pó de hidroxiapatita em soluções aquosas. As fases cristalinas e os grupamentos iônicos foram analisados para cada condição por técnicas de difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho (IV) respectivamente. As informações sobre a morfologia e identificação de elementos químicos foi realizado pela técnica de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (MEV EDS). As avaliações antimicrobianas foram realizadas por ensaios qualitativos e quantitativos, o ensaio qualitativo utilizou o teste de halo de difusão em disco para Staphylococcus aureus e Escherichia coli e o ensaio quantitativo utilizou contagem de bactérias para as cepas de Staphylococcus aureus. Os resultados de DRX e IV indicaram que independentemente do método de obtenção da HAAg foi possível observar a presença de prata metálica caracterizada pelos picos em 2θ=38,1º e 44,3º nas amostras HAAg0,1Im, HAAg0,1Pr e HAAg0,01Pr. Observou-se também a presença de AgO, correspondente ao pico em 2θ=37,5º nas amostras de HAAg0,01Pr e HAAg0,001Pr. Nos espectros de IV estão presentes as bandas que caracterizam a fase HA, referentes aos grupamentos PO43-, OH- e CO32-. Analisados em conjunto os ensaios qualitativos e quantitativos, as amostras HAAg0,01Im e HAAg0,001Im sintetizadas por imersão indicaram os melhores resultados para o ensaio de disco difusão, por apresentarem formação de halo inibição do crescimento bacteriano para a bactéria S. aureus. Para os ensaios quantitativos as amostras obtidas por precipitação com concentrações 0,1M e 0,01M de prata apresentaram melhor resultado por inibirem o crescimento bacteriano para as cepas S. aureus.

Estudos sobre a organização genômica, evolução e expressão de microRNAs

Os microRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs não codificadores de proteínas presentes na maioria dos eucariotos. Esses RNAs regulam a expressão gênica em nível pós-transcricional através do silenciamento de mRNAs-alvo que possuem sítios complementares às suas sequências, atuando em praticamente todos os processos celulares. Embora a estrutura e função dos miRNAs estejam bem caracterizadas, aspectos relacionados à sua organização genômica, evolução e atuação em doenças são tópicos que apresentam enormes lacunas. Nesta tese, utilizamos abordagens computacionais para investigar estes temas em três trabalhos. No primeiro, processamos e integramos um vasto volume de dados publicamente disponíveis referentes aos miRNAs e genes codificadores de proteínas para cinco espécies de vertebrados. Com isso, construimos uma ferramenta web que permite a fácil inspeção da organização genômica dos miRNAs em regiões inter e intragênicas, o acesso a dados de expressão de miRNAs e de genes codificadores de proteínas (classificados em genes hospedeiros e não hospedeiros de miRNAs), além de outras informações pertinentes. Verificamos que a ferramenta tem sido amplamente utilizada pela comunidade científica e acreditamos que ela possa facilitar a geração de hipóteses associadas à regulação dos miRNAs, principalmente quando estão inseridos em genes hospedeiros. No segundo estudo, buscamos compreender como o contexto genômico e a origem evolutiva dos genes hospedeiros influenciam a expressão e evolução dos miRNAs humanos. Nossos achados mostraram que os miRNAs intragênicos surgem preferencialmente em genes antigos (origem anterior à divergência de vertebrados). Observamos que os miRNAs inseridos em genes antigos têm maior abrangência de expressão do que os inseridos em genes novos. Surpreendentemente, miRNAs jovens localizados em genes antigos são expressos em um maior número de tecidos do que os intergênicos de mesma idade, sugerindo uma vantagem adaptativa inicial que pode estar relacionada com o controle da expressão dos genes hospedeiros, e como consequência, expondo-os a contextos celulares e conjuntos de alvos diversos. Na evolução a longo prazo, vimos que genes antigos conferem maior restrição nos padrões de expressão (menor divergência de expressão) para miRNAs intragênicos, quando comparados aos intergênicos. Também mostramos possíveis associações funcionais relacionadas ao contexto genômico, tais como o enriquecimento da expressão de miRNAs intergênicos em testículo e dos intragênicos em tecidos neurais. Propomos que o contexto genômico e a idade dos genes hospedeiros são fatores-chave para a evolução e expressão dos miRNAs. Por fim, buscamos estabelecer associações entre a expressão diferencial de miRNAs e a quimioresistência em câncer colorretal utilizando linhagens celulares sensíveis e resistentes às drogas 5-Fluoruracil e Oxaliplatina. Dentre os miRNAs identificados, o miR-342 apresentou níveis elevados de expressão nas linhagens sensíveis à Oxaliplatina. Com base na análise dos alvos preditos, detectamos uma significativa associação de miR-342 com a apoptose. A superexpressão de miR-342 na linhagem resistente SW620 evidenciou alterações na expressão de genes da via apoptótica, notavelmente a diminuição da expressão do fator de crescimento PDGFB, um alvo predito possivelmente sujeito à regulação direta pelo miR-342.