Evaluation of geostatistical techniques to estimate the spatial distribution of aboveground biomass in the Amazon rainforest using high-resolution remote sensing data

ABSTRACT The spatial distribution of forest biomass in the Amazon is heterogeneous with a temporal and spatial variation, especially in relation to the different vegetation types of this biome. Biomass estimated in this region varies significantly depending on the applied approach and the data set used for modeling it. In this context, this study aimed to evaluate three different geostatistical techniques to estimate the spatial distribution of aboveground biomass (AGB). The selected techniques were: 1) ordinary least-squares regression (OLS), 2) geographically weighted regression (GWR) and, 3) geographically weighted regression - kriging (GWR-K). These techniques were applied to the same field dataset, using the same environmental variables derived from cartographic information and high-resolution remote sensing data (RapidEye). This study was developed in the Amazon rainforest from Sucumbíos - Ecuador. The results of this study showed that the GWR-K, a hybrid technique, provided statistically satisfactory estimates with the lowest prediction error compared to the other two techniques. Furthermore, we observed that 75% of the AGB was explained by the combination of remote sensing data and environmental variables, where the forest types are the most important variable for estimating AGB. It should be noted that while the use of high-resolution images significantly improves the estimation of the spatial distribution of AGB, the processing of this information requires high computational demand.

Layer-by-layer technique to developing functional nanolaminate films with antifungal activity

The layer-by-layer (LbL) deposition method was used to build up alternating layers (five) of different polyelectrolyte solutions (alginate, zein-carvacrol nanocapsules, chitosan and chitosan-carvacrol emulsions) on an aminolysed/charged polyethylene terephthalate (A/C PET) film. These nanolaminated films were characterised by contact angle measurements and through the determination of water vapour (WVTR) and oxygen (O2TR) transmission rates. The effect of active nanolaminated films against the Alternaria sp. and Rhizopus stolonifer was also evaluated. This procedure allowed developing optically transparent nanolaminated films with tuneable water vapour and gas properties and antifungal activity. The water and oxygen transmission rate values for the multilayer films were lower than those previously reported for the neat alginate or chitosan films. The presence of carvacrol and zein nanocapsules significantly decreased the water transmission rate (up to 40 %) of the nanolaminated films. However, the O2TR behaved differently and was only improved (up to 45 %) when carvacrol was encapsulated, i.e. nanolaminated films prepared by alternating alginate with nanocapsules of zein-carvacrol layers showed better oxygen barrier properties than those prepared as an emulsion of chitosan and carvacrol. These films containing zein-carvacrol nanocapsules also showed the highest antifungal activity (30 %), which did not significantly differ from those obtained with the highest amount of carvacrol, probably due to the controlled release of the active agent (carvacrol) from the zein-carvacrol nanocapsules. Thus, this work shows that nanolaminated films prepared with alternating layers of alginate and zein-carvacrol nanocapsules can be considered to improve the shelf-life of foodstuffs.

Processamento e caracterização de compósitos de Ti-HAP para aplicações biomédicas

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Identificação de fendilhamento de pavimentos e propriedades volumétricas das misturas betuminosas utilizando um Georadar

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Development and characterization of lipid-based nanosystems for controlled release of bioactive compounds

Tese de Doutoramento em Engenharia Química e Biológica.

The role of the mammalian DNA end-processing enzyme polynucleotide kinase 3'-phosphatase in spinocerebellar ataxia Type 3 pathogenesis

DNA strand-breaks (SBs) with non-ligatable ends are generated by ionizing radiation, oxidative stress, various chemotherapeutic agents, and also as base excision repair (BER) intermediates. Several neurological diseases have already been identified as being due to a deficiency in DNA end-processing activities. Two common dirty ends, 3'-P and 5'-OH, are processed by mammalian polynucleotide kinase 3'-phosphatase (PNKP), a bifunctional enzyme with 3'-phosphatase and 5'-kinase activities. We have made the unexpected observation that PNKP stably associates with Ataxin-3 (ATXN3), a polyglutamine repeat-containing protein mutated in spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3), also known as Machado-Joseph Disease (MJD). This disease is one of the most common dominantly inherited ataxias worldwide; the defect in SCA3 is due to CAG repeat expansion (from the normal 14-41 to 55-82 repeats) in the ATXN3 coding region. However, how the expanded form gains its toxic function is still not clearly understood. Here we report that purified wild-type (WT) ATXN3 stimulates, and by contrast the mutant form specifically inhibits, PNKP's 3' phosphatase activity in vitro. ATXN3-deficient cells also show decreased PNKP activity. Furthermore, transgenic mice conditionally expressing the pathological form of human ATXN3 also showed decreased 3'-phosphatase activity of PNKP, mostly in the deep cerebellar nuclei, one of the most affected regions in MJD patients' brain. Finally, long amplicon quantitative PCR analysis of human MJD patients' brain samples showed a significant accumulation of DNA strand breaks. Our results thus indicate that the accumulation of DNA strand breaks due to functional deficiency of PNKP is etiologically linked to the pathogenesis of SCA3/MJD.

Thermal technologies in food processing

[Excerpt] Introduction: Thermal processing is probably the most important process in food industry that has been used since prehistoric times, when it was discovered that heat enhanced the palatability and the life of the heat-treated food. Thermal processing comprehends the heating of foods at a defined temperature for a certain length of time. However, in some foods, the high thermotolerance of certain enzymes and microorganisms, their physical properties (e.g.,highviscosity),ortheircomponents(e.g.,solidfractions) require the application of extreme heat treatments that not only are energy intensive, but also will adversely affect the nutritional and organoleptic properties of the food. Technologies such as ohmic heating, dielectric heating (which includes microwave heating and radiofrequency heating), inductive heating, and infrared heating are available to replace, or complement, the traditional heat-dependent technologies (heating through superheated steam, hot air, hot water, or other hot liquid, being the heating achieved either through direct contact with those agents – mostly superheated steam – or through contact with a hot surface which is in turn heated by such agents). Given that the “traditional” heatdependent technologies are thoroughly described in the literature, this text will be mainly devoted to the so-called “novel” thermal technologies. (...)

Fontan Operation and the Cavopulmonary Technique: Immediate and Late Results According to the Presence of Atrial Fenestration

OBJECTIVE: To compare immediate and late results in patients with or without fenestration who underwent cavopulmonary anastomosis so that we could assess the efficiency of the technique. METHODS: Sixty-two patients underwent surgery between 1988 and 1999, 41 with fenestration (group I -G I) and 21 without fenestration (group II -G II). Tricuspid atresia was prevalent in group I (23-56%) and single ventricle was prevalent in group II (14-66%). Mean ages at the time of operation were 7.3 years in group I and 7.6 in group II. At late follow-up, mean ages were 10.6 years in group I and 12.8 years in group II. RESULTS: Immediate and late mortality were 7.3% in G-I and 4.7% in G-II. Significant pleural effusion occurred in 41.4% of G-I patients and in 23.8% of G-II patients. Significant pericardial effusion occurred in 29.2% and 14.2%, respectively, in groups I and II. Central venous pressure was greater in G-II, 17.7 cm in H2O, as opposed to 15 cm in G-I. Hospital stay was similar between the groups, 26.3 and 21.8 days, respectively. Cyanosis and arterial insaturation occurred in 5 patients, and 4 patients were in functional class II, all from G-I. At late follow-up, 58 (93.5%) were in functional class I. Sinus rhythm was present in 94%, and pulmonary perfusion was similar in both groups. Eleven patients who underwent spirometry had good tolerance to physical effort. CONCLUSION: Atrial fenestration did not improve the immediate or late follow-up of patients who underwent cavopulmonary anastomosis, and is, therefore, dispensable.

In-line rheo-optical microstructural characterization of complex polymer systems

Tese de Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos.

Using one-year claim development to chose a large claim reserving technique

Mestrado em Ciências Actuariais

Desarrollos estadísticos para el procesamiento de información genómica masiva en agro-biotecnología. Statistical developments for processing massive genomic information in agro-biotechnology.

Nuevas biotecnologías, como los marcadores de la molécula de ADN, permiten caracterizar el genoma vegetal. El uso de la información genómica producida para cientos o miles de posiciones cromosómicas permite identificar genotipos superiores en menos tiempo que el requerido por la selección fenotípica tradicional. La mayoría de los caracteres de las especies vegetales cultivadas de importancia agronómica y económica, son controlados por poli-genes causantes de un fenotipo con variación continua, altamente afectados por el ambiente. Su herencia es compleja ya que resulta de la interacción entre genes, del mismo o distinto cromosoma, y de la interacción del genotipo con el ambiente, dificultando la selección. Estas biotecnologías producen bases de datos con gran cantidad de información y estructuras complejas de correlación que requieren de métodos y modelos biométricos específicos para su procesamiento. Los modelos estadísticos focalizados en explicar el fenotipo a partir de información genómica masiva requieren la estimación de un gran número de parámetros. No existen métodos, dentro de la estadística paramétrica capaces de abordar este problema eficientemente. Además los modelos deben contemplar no-aditividades (interacciones) entre efectos génicos y de éstos con el ambiente que son también dificiles de manejar desde la concepción paramétrica. Se hipotetiza que el análisis de la asociación entre caracteres fenotípicos y genotipos moleculares, caracterizados por abundante información genómica, podría realizarse eficientemente en el contexto de los modelos mixtos semiparamétricos y/o de métodos no-paramétricos basados en técnicas de aprendizaje automático. El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevos métodos para análisis de datos que permitan el uso eficiente de información genómica masiva en evaluaciones genéticas de interés agro-biotecnológico. Los objetivos específicos incluyen la comparación, respecto a propiedades estadísticas y computacionales, de estrategias analíticas paramétricas con estrategias semiparamétricas y no-paramétricas. Se trabajará con aproximaciones por regresión del análisis de loci de caracteres cuantitativos bajo distintas estrategias y escenarios (reales y simulados) con distinto volúmenes de datos de marcadores moleculares. En el área paramétrica se pondrá especial énfasis en modelos mixtos, mientras que en el área no paramétrica se evaluarán algoritmos de redes neuronales, máquinas de soporte vectorial, filtros multivariados, suavizados del tipo LOESS y métodos basados en núcleos de reciente aparición. La propuesta semiparamétrica se basará en una estrategia de análisis en dos etapas orientadas a: 1) reducir la dimensionalidad de los datos genómicos y 2) modelar el fenotipo introduciendo sólo las señales moleculares más significativas. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, nuevas herramientas y procedimientos de análisis que permitan maximizar la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos y su aplicación en desarrollos agro-biotecnológicos.

Errores en sistemas de procesamiento de datos debido a eventos transitorios en interfaces analógicas: aportes a la mitigación de los mismos. Errors in data processing systems due to single transient events affecting analog interfaces: contributions to their mitigation.

Los eventos transitorios únicos analógicos (ASET, Analog Single Event Transient) se producen debido a la interacción de un ión pesado o un protón de alta energía con un dispositivo sensible de un circuito analógico. La interacción del ión con un transistor bipolar o de efecto de campo MOS induce pares electrón-hueco que provocan picos que pueden propagarse a la salida del componente analógico provocando transitorios que pueden inducir fallas en el nivel sistema. Los problemas más graves debido a este tipo de fenómeno se dan en el medioambiente espacial, muy rico en iones pesados. Casos típicos los constituyen las computadoras de a bordo de satélites y otros artefactos espaciales. Sin embargo, y debido a la continua contracción de dimensiones de los transistores (que trae aparejado un aumento de sensibilidad), este fenómeno ha comenzado a observarse a nivel del mar, provocado fundamentalmente por el impacto de neutrones atmosféricos. Estos efectos pueden provocar severos problemas a los sistemas informáticos con interfaces analógicas desde las que obtienen datos para el procesamiento y se han convertido en uno de los problemas más graves a los que tienen que hacer frente los diseñadores de sistemas de alta escala de integración. Casos típicos son los Sistemas en Chip que incluyen módulos de procesamiento de altas prestaciones como las interfaces analógicas.El proyecto persigue como objetivo general estudiar la susceptibilidad de sistemas informáticos a ASETs en sus secciones analógicas, proponiendo estrategias para la mitigación de los errores.Como objetivos específicos se pretende: -Proponer nuevos modelos de ASETs basados en simulaciones en el nivel dispositivo y resueltas por el método de elementos finitos.-Utilizar los modelos para identificar las secciones más propensas a producir errores y consecuentemente para ser candidatos a la aplicación de técnicas de endurecimiento a radiaciones.-Utilizar estos modelos para estudiar la naturaleza de los errores producidos en sistemas de procesamiento de datos.-Proponer soluciones novedosas para la mitigación de estos efectos en los mismos circuitos analógicos evitando su propagación a las secciones digitales.-Proponer soluciones para la mitigación de los efectos en el nivel sistema.Para llevar a cabo el proyecto se plantea un procedimiento ascendente para las investigaciones a realizar, comenzando por descripciones en el nivel físico para posteriormente aumentar el nivel de abstracción en el que se encuentra modelado el circuito. Se propone el modelado físico de los dispositivos MOS y su resolución mediante el Método de Elementos Finitos. La inyección de cargas en las zonas sensibles de los modelos permitirá determinar los perfiles de los pulsos de corriente que deben inyectarse en el nivel circuito para emular estos efectos. Estos procedimientos se realizarán para los distintos bloques constructivos de las interfaces analógicas, proponiendo estrategias de mitigación de errores en diferentes niveles.Los resultados esperados del presente proyecto incluyen hardware para detección de errores y tolerancia a este tipo de eventos que permitan aumentar la confiabilidad de sistemas de tratamiento de la información, así como también nuevos datos referentes a efectos de la radiación en semiconductores, nuevos modelos de fallas transitorias que permitan una simulación de estos eventos en el nivel circuito y la determinación de zonas sensibles de interfaces analógicas típicas que deben ser endurecidas para radiación.

Los objetos técnicos y los organismos tecnificados. Reflexiones filosóficas, estéticas y políticas sobre la técnica. Technical objects and technified organisms. Philosophical, aesthetical and political approaches on technique

El presente proyecto se propone como parte inicial de una investigación sobre la relación entre naturaleza/cultura/técnica. Tradicionalmente la naturaleza y la cultura se han considerado como ámbitos diferenciados y opuestos. Y es en esta distinción donde la técnica adquiere un lugar central. El pensamiento occidental sobre la técnica ha recibido diversas interpretaciones: desde una subordinación con respecto al conocimiento verdadero (episteme) en la filosofía clásica, un optimismo sobre la técnica como posibilidad de dominación de la naturaleza en el Renacimiento y la Ilustración, y la ambigüedad y desasosiego romántico (Mitcham, 1979). Durante el siglo XX se distinguen dos posiciones antagónicas sobre la técnica. Por un lado, una actitud “crítica” donde pueden identificarse los trabajos de filósofs de diferentes tradiciones como Ortega y Gasset (1939), Heidegger (1954), Mumford (1971) Ellul (1960) y la Escuela de Frankfurt. Por otro lado, una filosofía de la técnica “ingenieril” que consiste en el análisis de la tecnología como un paradigma de pensamiento y acción humana. Esta dicotomía ha sido interpretada por Eco como “apocalípticos e integrados”. Más allá de las mencionadas diferencias, lo que tienen en común ambas posiciones es que parten de una dicotomía entre cultura y naturaleza. Nuestra perspectiva rechaza esta dicotomía, por el contrario, evidenciamos una creciente imbricación entre ambas donde las fronteras entre una y otra se hacen difusas. La noción de “objeto técnico” propuesta por Simondon (2007) hace referencia a la inserción del objeto técnico en la cultura, donde debe reconocerse la “realidad humana” presente en el mismo. Ahora bien, esto no significa “humanizar el objeto técnico”, sino más bien indagar sobre el lugar que este ocupa en la cultura como también establecer su relación con la naturaleza. En el siglo XVII el hombre mismo es reinterpretado como máquina (La Mettrie, 2000). En la actualidad pueden identificarse dos tendencias en la concepción de la técnica: los «humanos-máquinas» y las «máquinas-humanas», en otras palabras, la disposición del humano hacia la máquina y la tendencia de la máquina hacia lo humano. No obstante, ambas posiciones siguen manteniendo una distinción taxonómica entre el cuerpo –o lo orgánico- y lo maquínico, lo que implica una consideración de esta relación de manera extrínseca. Frente a esta tensión Haraway propone el concepto de cyborg: «un organismo cibernético» (1995). Los desarrollos tecnológicos han producido una modificación tal en la vida de los seres orgánicos en los cuales ya no puede concebirse su cuerpo independientemente de la tecnología. Esto conduce a replantear la distinción entre “animales/hombres/máquinas”, entendiendo a los mismos como expresiones de naturaleza, cultura y tecnología respectivamente. Nuestra investigación parte de la hipótesis que la técnica diluye diferencias de orden natural y cultural a través de los objetos técnicos que son productos culturales. La estética se ocupa de la percepción sensible del mundo no puede eludir su dimensión técnica. Al margen de la crítica a la “Industria cultural” consideramos relevante la aproximación de Benjamin al problema de la técnica porque aborda la imbricación antes mencionada en el campo de la percepción. Según Benjamin la irrupción de la técnica al mismo tiempo que posibilita una estetización de la política que confluye en el fascismo como punto extremo también abre la posibilidad de desmontar la ideología del progreso infinito (1967). Una integración entre aproximaciones estéticas y políticas a la técnica Flusser (1983) propone la “caja negra” como metáfora de la técnica contemporánea. Su propuesta es la “apertura de la caja negra” que consiste en tomar conocimiento del funcionamiento del dispositivo. Nuestra propuesta de investigación aborda la técnica desde una consideración filosófica/estética/política, donde redefiniremos la técnica partiendo de la imbricación entre cultura y naturaleza. This project will set the basis for a sustained research on the relation nature/culture/technique. They have been traditionally considered as separate and even opposite fields. And it is on the brink of this distinction where technique plays a central role. In Western thought technique has received many interpretations since the beginnings of philosophy: from a subordination to true knowledge (episteme) in classic philosophy, or the optimism which sees in technique the possibility of dominating nature in the Renaissance and in the Enlightenment, to the Romantic ambiguity and uneasiness towards technological change (Mitcham, 1979). During the twentieth century two opposed approach on technique prevail. On one hand, a “critical” attitude such defines the work of philosophers of different traditions such as Ortega y Gasset (1939), Heidegger (1954), Mumford (1971) Ellul (1960) and the Frankfurt School. On the other hand there is an “engineering” philosophy of technique that consists in the analisis of technology as a paradigm to understand human action and thought. Besides their differences, both positions have in common a dichotomy between nature and culture. We reject such dichotomy. On the contrary we consider there is a growing intertwinement between both which blurs the borders of the concepts. Simondon’s notion of “technical object” refers to the insertion of the technique in culture where the “human reality” in it must be recognised. This does not imply “humanising the technical object”, but investigate on the role it plays on culture and establishing its relation to nature. To articulate this relation we will work with unorthodox approaches on technique such as Benjamin (1967), Flusser (1983) and others. The hypothesis of our project is that the traditional distinction of “animal/man/machine” must be re-thought, therefore raising the question on the blurring line between nature, culture and technique and its effects in philosophy, politics and aesthetics.

Caracterización, procesamiento e industrialización del grano de quinoa, cultivado en la provincia de Córdoba - Argentina. Characterization, processing and industrialization of quinoa seed harvested in the province of Córdoba - Argentina

La quinoa (Chenopodium quinoa Willd), es un pseudocereal originario de la región Andina. Fue utilizada como alimento básico por los pueblos nativos. La quinoa, la papa y el maíz constituyeron el trinomio base de la alimentación indígena de este continente. La colonización española fue desplazando su cultivo a favor del trigo europeo y otros cereales, quedando reducida a las zonas altas de la región andina. La Quínoa ha adquirido una considerable atención en los últimos tiempos, principalmente por la calidad de sus proteínas y la ausencia de gluten en ella. Su empleo está ampliamente difundido en los países andinos, especialmente Bolivia y Perú, con un notable crecimiento de la superficie sembrada. En nuestro país la explotación de este cultivo se ubica principalmente en las provincias norteñas de Salta y Jujuy. En estos últimos años se ha reivindicado su cultivo y los granos privados de saponinas son considerados como un excelente alimento, reconocido por la OMS, la FAO y la NASA. Además de la calidad de sus lípidos y vitaminas, y al elevado contenido en almidón, la quinoa posee una proteína de excelente calidad nutricional y libre de gluten, lo que hace a este grano especialmente indicado para la alimentación de personas que sufren de la enfermedad celíaca o del síndrome de intestino irritado. El presente proyecto está orientado al aprovechamiento integral del grano de quinoa. Es nuestra intensión aquí, demostrar que dicho grano, cultivado en la provincia de Córdoba, permitirá elaborar productos alimenticios asi como también derivados de su industrialización. Para este objetivo se cuenta con las instalaciones de la Planta Piloto del Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICTA), de la UNC, así como de intrumental moderno y acorde, como HPLC, GC, Espectrofotómetro UV-Vis, rotavapores de laboratorio e industrial, cámara fría, balanzas analíticas y de precisión, muflas, estufas, molinos y tamices, así como también, contamos con profesionales, algunos de ellos realizando su tesis doctoral en este tema. En cuanto a los objetivos que se persiguen, se espera obtener productos tales como sopas, papillas, productos para panadería y galletería y salsas. En el plano industrial, se pretende elaborar concentrados proteicos, almidón y saponinas. Como se dijo más arriba, a nivel internacional la quinoa ha comenzado a extender sus fronteras, y es así que hoy el principal productor mundial de este grano, Bolivia, destina un porcentaje importante de su producción a la exportación. La creciente demanda mundial de quinoa a hecho que se constituya en un cultivo estratégico y de alto valor, con precios internacionales que rondan los U$S 1200 la tonelada. Si a esto unimos que la planta presenta una gran resistencia a la sequía, que se adapta bien a terrenos salitrosos, arenosos y pobres, podemos comprender la importancia que adquiere para nuestra provincia, toda vez que en la misma existen zonas geográficas potencialmente aptas para su cultivo. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) is a pseudocereal originating in the Andean region. It was used as a staple food by native peoples. Quinoa, potatoes and corn were the tree most important indigenous staple food to this part of South America. Spanish colonization was marginalized cultivation in favor of European wheat and other grains, displacing it to the highlands of the Andean region. Quinoa has recently gained considerable attention, mainly by its protein quality and lack of gluten. Its use is widespread in the Andean countries, especially Bolivia and Peru, with a notable increase in plantings. In our country, the exploitation of this crop is located mainly in the northern provinces of Salta and Jujuy. In recent years its cultivation has been promoted, and the grains once free of saponins are considered an excellent food, recognized by WHO, FAO and NASA. In addition to its lipid and vitamins, and high starch contain, quinoa protein has an excellent nutritional value and it is free of gluten, making it particularly suitable for this grain to feed people with celiac disease or irritable bowel syndrome. This project aims at an integral development of quinoa grain. It is our intention here to demonstrate that this grain grown in the province of Córdoba, can produce food products resulting from local industrialization. This team has access to the facilities of the Pilot Plant of the Institute of Science and Food Technology (ICTA) of the UNC, and the modern equipments in it, as HPLC, GC, UV-Vis spectrophotometer, laboratory and industrial rotary evaporators, cold storage, analytical and precision balances, flasks, ovens, grinders and screens. Also, we have an important professional staff, some of them doing their thesis on this subject. With regard to the objectives pursued, we expect to obtain products such as soups, baby food, bakery products and biscuits and sauces. At the industrial level, it aims at producing protein concentrates, starch and saponins.