Efficient knowledge retrieval to calibrate input variables in forest fire prediction

Forest fires are a serious threat to humans and nature from an ecological, social and economic point of view. Predicting their behaviour by simulation still delivers unreliable results and remains a challenging task. Latest approaches try to calibrate input variables, often tainted with imprecision, using optimisation techniques like Genetic Algorithms. To converge faster towards fitter solutions, the GA is guided with knowledge obtained from historical or synthetical fires. We developed a robust and efficient knowledge storage and retrieval method. Nearest neighbour search is applied to find the fire configuration from knowledge base most similar to the current configuration. Therefore, a distance measure was elaborated and implemented in several ways. Experiments show the performance of the different implementations regarding occupied storage and retrieval time with overly satisfactory results.

Isotermes d'adsorpció d'alquilfenols en sediments i altres materials

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Center of Applied Geosciences de la Eberhard Karls Universität entre abril i octubre del 2007. Durant l'estada es va adquirir la tècnica per a la realització d'isotermes d'adsorció aplicant-la posteriorment a l'estudi de dos compostos del grup dels alquilfenols (nonilfenol i octilfenol). Aquestes isotermes es van realitzar en diversos sediments provinents de la conca hidrogràfica del riu Ebre i en altres dos materials (lignit i torba), tots ells amb diferent contingut de carboni orgànic total (que varia entre 0,4% per a un dels sediments i 47,8% per a la torba), per a estudiar la influència d'aquest paràmetre en els comportament del nonilfenol pel que fa a l'adsorció. Per altra banda es va afegir l’octilfenol a l’estudi, tant per separat com en combinació amb el nonilfenol, i es va extendre la isoterma per al nonilfenol a concentracions més baixes, properes a les concentracions que es poden trobar d’aquest compost al medi. Aquestes últimes isotermes es van realitzar utilitzant en tots els casos un dels sediments del riu Ebre, amb un contingut de carboni orgànic del 5,8 %, per a poder comparar els resultats sense la influència d’aquest paràmetre. Totes les mostres es van analitzar utilitzant un cromatogràf de gasos acoblat a un espectròmetre de masses.

Preparació de materials monolítics quirals contenint derivats de poli-4R-hidroxi-L-prolina per a la separació de molècules enantiomèriques per cromatografia líquida

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universitat de California a Berkeley, Estats Units, entre març i juny de 2007. La cromatografia líquida emprant fases estacionàries quirals ha estat una de les tècniques més desenvolupades per a la separació d’enantiòmers. A més de presentar una elevada enantioselectivitat, és desitjable que els materials utilitzats amb aquesta finalitat permetin separacions altament cost-efectives. Una alternativa a l’us de mètodes més convencionals, en què el selector quiral està ancorat sobre gel de sílice particulada, és la utilització de materials monolítics, que es caracteritzen per ser d’una sola peça i altament porosos. L’elevada porositat d’aquests materials, una de les característiques que els fan més útils, permet treballar amb un flux de fase mòbil molt superior al permès amb les matrius convencionals. Aquest fet permet disminucions considerables dels temps d’anàlisi amb pressions de columna molt inferiors als límits establerts per garantir la seva durabilitat. D’altra banda, l’enantioselectivitat i la resolució vers als diferents analits es manté constant. El projecte, de quatre mesos de durada, s’ha centrat en la preparació de materials monolítics quirals de naturalesa orgànica o inorgànica contenint com a selectors quirals derivats de poli-hidroxi-prolina. Aquest materials s’han aplicat com a fases estacionàries quirals en cromatografia líquida en format estàndard i capil•lar. Els resultats cromatogràfics (selectivitat i eficiència) s’han comparat amb els obtinguts amb columnes de matriu particulada preparades prèviament.

Role of thyroid hormones and their receptors in peripheral nerve regeneration.

After peripheral nerve injury in adult mammals, reestablishment of functional connections depends on several parameters including neurotrophic factors, the extracellular matrix, and hormones. However, little is known about the contribution of hormones to peripheral nerve regeneration. Thyroid hormones, which are required for the development and maturation of the central nervous system, are also important for the development of peripheral nerves. The action of triiodothyronine (T3) on responsive cells is mediated through nuclear thyroid hormone receptors (TRs) which modulate the expression of specific genes in target cells. Thus, to study the effect of T3, it is first necessary to know whether the target tissues possess TRs. The fact that sciatic nerve cells possess functional TRs suggests that these cells can respond to T3 and, as a consequence, that thyroid hormone may be involved in peripheral nerve regeneration. The silicone nerve guide model provides an excellent system to study the action of local administration of T3. Evidence from such studies demonstrate that animals treated locally with T3 at the level of transection have more complete regeneration of sciatic nerve and better functional recovery. Among the possible regulatory mechanisms by which T3 enhances peripheral nerve regeneration is rapid action on both axotomized neurons and Schwann cells which, in turn, produce a lasting and stimulatory effect on peripheral nerve regeneration. It is probable that T3 up- or down-regulates gene expression of one or more growth factors, extracellular matrix, or cell adhesion molecules, all of which stimulate peripheral nerve regeneration. This could explain the greater effect of T3 on nerve regeneration compared with the effect of any one growth factor or adhesion molecule.

Scan statistics analysis of forest fire clusters

Spatio-temporal clusters in 1997?2003 fire sequences of Tuscany region (central Italy) have been identified and analysed by using the scan statistic, a method which was devised to evidence clusters in epidemiology. Results showed that the method is reliable to find clusters of events and to evaluate their significance via Monte Carlo replication. The evaluation of the presence of spatial and temporal patterns in fire occurrence and their significance could have a great impact in forthcoming studies on fire occurrences prediction.

Ciutadania i drets humans (Disseny de cursos i materials docents per a la educació no universitària)

El projecte Ciutadania i Drets humans és un projecte d’innovació pedagògica dirigit a crear els materials necessaris per a l’ensenyament dels drets humans a l’educació secundària, utilitzant les noves tecnologies. Els continguts del projecte (primer any) són: Dignitat i justícia, Llibertat i seguretat, Igualtat i violència de gènere i Llibertat d’expressió. El mètode per a l’ensenyament parteix de la dinàmica d’estudi de cas. Amb aquesta finalitat els alumnes realitzaran a l’aula, exercicis de representació i anàlisis de diversos casos tractats per tribunals internacionals, nacionals i autonòmics així com instàncies de defensa dels ciutadans. Els alumnes poden desenvolupar habilitats cognitives tals com l’argumentació oral i escrita, la reflexió, el debat, la crítica i la presa de consciència de la diversitat de perspectives. A nivell de contingut tindran els coneixements bàsics dels sistemes de protecció dels drets, tals com el Tribunal Europeu de Drets Humans, el Síndic de Greuges i altres òrgans de garantia. El material elaborat consta d’una web per als alumnes com a eina de suport als continguts treballats a l’aula i una web per al professorat de secundària amb continguts, mètodes i casos, en forma de temes i unitats didàctiques.

Sostenibilitat de la fusta al PNAP: certificació FSC a la forest 141

Estudiant el sistema de certificacions, concretament el PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification) i el FSC (Forest Stewardship Council), s’ha analitzat la forest CUP 141 (catalogada d'utilitat pública) Sarredo-Manyero per a identificar-ne les mancances documentals en el Projecte d’Ordenació del PNAP (Parc Natural de l’Alt Pirineu). Dels resultats se’n desprèn un major grau de sostenibilitat del sistema FSC enfront del PEFC, fet que ha estat decisiu en l’elecció del primer com a certificació a estudiar al parc. Per altra banda, s’han constatat les discrepàncies existents quant a política forestal entre propietaris de les forests i l’administració del parc. Aquest fet té una incidència negativa si es vol revitalitzar el sector de la fusta a la zona. Finalment, i un cop avaluada la documentació de la CUP 141 amb els estàndards del sistema FSC, s’ha detectat que caldria completar aproximadament el 40% de la documentació necessària per a obtenir la certificació. Per tant, s’ha dissenyat un Protocol que serveixi de guia per a un nou Projecte d’Ordenació i que permeti obtenir la certificació de les forests del parc.

Estudi del banc de llavors d'un sòl

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Es tracta d'un estudi basat en les capacitats naturals regeneratives del sòl. Aquesta investigació se centra en quin grau és possible que la coberta vegetal d'unes terres que han patit pertorbacions externes (incendis, talades, etc.) pugui regenerar-se i desenvolupar-se de manera natural. De manera que, la recerca està basada en bon grau en el banc de llavors que posseeix un determinat terreny, ja que és a partir d'aquest d'on es tornarà a repoblar l'indret en qüestió. Concretament, la hipòtesi directora del treball afirma que sense la intervenció humana és possible l'aparició de nova vegetació després de l'efecte d'una pertorbació que hagi danyat totalment la coberta vegetal d'un indret. La part més experimental consisteix molt esquemàticament en realitzar diversos mostrejos a tres terrenys de diferent tipus, concretament un bosc, un conreu i un camp abandonat, per sotmetre'ls a estudi durant aproximadament cinc mesos. A partir d'aquest estudi apareixeran un seguit de conclusions que no tan sols tenen a veure amb la hipòtesi plantejada prèviament. La recerca ha conduït a conclusions incialment no tingudes en compte, però la idea principal del treball és que sí que és possible la regeneració natural de la coberta vegetal d'un indret a partir dels propàguls que aquest conté.

New concepts for the design of dermal substitutes

Objectives: Skin can be partially regenerated after full thickness defects by collagen matrices, In this study, we identified the main limitations of induced regeneration aiming to improve the design of dermal matrices. Methods: Single mice received a 1 cm2, full thickness skin wound on the dorsum, which were grafted with collagen-GAG matrices or left ungrafted. The healing modulation induced by the collagen-GAG matrices was compared to spontaneous healing and to custom designed, bioactive, poly-N-Acetyl- Glucosamine (NAG) matrices. Wound staging was based on macroscopic, histological and immunhistochemical analysis on days 3, 7, 10 and 21 post wounding. Results: Cell density was higher in spontaneously granulating wounds compared to grafted wounds. While grafted wounds exhibited increased levels of cell proliferation on days 7 and 10, vascularity was dramatically reduced. NAG scaffolds accelerated both angiogenesis and wound re-epithelialization. Conclusions: Since slow integration and revascularization severely limit the engraftment of clinically used dermal scaffolds, the design of dermal matrices using bioactive materials represent the next step in skin regeneration.

Comparison of four embolic materials for portal vein embolization: experimental study in pigs.

Different embolic materials for portal vein embolization (PVE) were evaluated. Twenty pigs received left and median PVE. Hydrophilic phosphorylcholine, N-butyl cyanoacrylate, hydrophilic gel, and polyvinyl alcohol (PVA) particles measuring either 50-150 microm or 700-900 microm were used in five pigs each. Portography and portal vein pressure measurement were performed before, immediately after PVE, and before being euthanized at day 7. Tissue wedges from embolized, and non-embolized liver were obtained for pathology. After complete embolization, recanalization occurred at 7 days in one gel and one 700-900 PVA embolization. Post-PVE increase in portal pressure was found in all groups (p = 0.01). The area of the hepatic lobules in non-embolized liver was larger than in the embolized liver in all groups (p = 0.001). The ratios of the areas between non-embolized/embolized livers were 1.65, 2.19, 1.57, and 1.32 for gel, NBCA, 50-150 PVA and 700-900 PVA, respectively; the ratios of fibrosis between the embolized and non-embolized livers were 1.37, 3.01, 3.49, and 2.11 for gel, NBCA, 50-150 PVA and 700-900 PVA, respectively. Hepatic lobules in non-embolized liver were significantly larger with NBCA than in other groups (p = 0.01). Fibrosis in embolized liver was significantly higher for NBCA and 50-150 PVA (p = 0.002). The most severe changes in embolized and non-embolized liver were induced by 50-150 PVA and NCBA PVE.

Materials porosos per liofilització: els liogels

En aquest treball sobre materials porosos obtinguts per liofilització, s’ha demostrat que es poden produir materials anàlegs als aerogels de sílice mitjançant un procés de congelació i posterior sublimació. Malgrat les dificultats que es presenten en el procés de congelació, s’ha aconseguit un nou producte que hem denominat LIOGELS (per diferenciar-los dels aerogels) amb més o menys graus de monoliticitat segons la composició i el procés realitzat. S’han estudiat diversos sistemes de congelació, principalment amb nitrogen líquid i en la cambra del liofilitzador a -80ºC, però també s’han comparat els resultats de congelacions de gels amb tert-butanol a 12ºC (el tert-butanol fon a 25,69ºC). S’han sintetitzat diferents tipus de gels, de cara a la seva liofilització posterior. Alguns dels gels s’han deixat assecar amb molta cura i molt lentament per produir xerogels monolítics, amb l’objectiu de comparar les estructures dels aerogels, els xerogels i els nous liogels produïts en aquest treball. Per tal d’aconseguir líquids de rentat que al congelar no trenquessin l’estructura, s’han buscat les mescles idònies de dissolvents (que no canviessin de volum al congelar). S’ha instal·lat un equip de liofilització a l’Icmab, que s’ha utilitzat per elaborar les mostres estudiades. L’equip de liofilització té fonamentalment dos modes de funcionament: sublimació a través d’un "manifold" i dins d’una cambra amb safates. Per a la caracterització de les mostres dels nous materials obtinguts, s’ha utilitzat l’equip BET, i els equips de microscòpia electrònica SEM i TEM de l’ICMAB. S’han avaluat els resultats obtinguts amb l’equip de porosimetria (BET) i s’han analitzat les fotografies del SEM i del TEM, fent les oportunes comparacions entre aerogels i liogels, i entre aquests i els xerogels.

Internet com a laboratori virtual dins de l'ensenyament d'Enginyeria de Materials

L’objectiu principal d’aquest projecte és seleccionar i exposar una sèrie de recursos disponibles a Internet, que permetin complementar o facilitar l’aprenentatge dels continguts de la titulació d’Enginyeria de Materials. Al llarg del treball es presenten un total de 124 animacions de diferents temàtiques. La majoria d’elles provenen de pàgines web d’universitats i centres involucrats en l’estudi de materials. També s’exposa una animació d’elaboració pròpia, així com el fonament teòric en què es basa. Cal destacar que l’ús d’applets en l’ensenyament d’Enginyeria de Materials no implica una despesa econòmica extra, i que està d’acord amb les directrius de generar els mínims residus i de fomentar la reducció en origen, establertes en el Pla d’Acció Local per a la Sostenibilitat de la UAB. Gràcies també a la facilitat d’ús, els applets tenen un futur prometedor en l’ensenyament de moltes matèries.