UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCUPCommons, el portal d'accés obert al coneixement de la UPC, està
format pel conjunt de dipòsits institucionals oberts de la UPC i té com a missió garantir la preservació de la
producció docent i de recerca cientificotècnica de la Universitat, maximitzant-ne la visibilitat i,
conseqüentment, incrementant-ne l’impacte en la docència i la recerca de tot el món.
http://upcommons.upc.edu2024-03-29T09:38:04Z2024-03-29T09:38:04ZDia de l'Alumni FNB: Homenatge a Laureano CarbonellVentura Jariod, ElisendaCarbonell Relat, LaureanoMartín Mallofré, Agustíhttp://hdl.handle.net/2117/4055842024-03-29T03:41:39Z2024-03-29T03:41:39ZDia de l'Alumni FNB: Homenatge a Laureano Carbonell
Ventura Jariod, Elisenda; Carbonell Relat, Laureano; Martín Mallofré, Agustí
Primera edició de l'Associació Alumni FNB en la qual es retrà homenatge a Laureano Carbonell Relat, professor jubilat de l'FNB i autor de molts textos sobre la història de l'escola.
2024-03-29T03:41:39ZVentura Jariod, ElisendaCarbonell Relat, LaureanoMartín Mallofré, AgustíPrimera edició de l'Associació Alumni FNB en la qual es retrà homenatge a Laureano Carbonell Relat, professor jubilat de l'FNB i autor de molts textos sobre la història de l'escola.Estudi de paisatge: Camp de l'ArpaCervera Alonso de Medina, MarinaMercadé Aloy, JosepNavas Ferrer, TeresaVillares Junyent, MíriamRoca Bosch, Elisabethttp://hdl.handle.net/2117/4055832024-03-28T19:50:32Z2024-03-28T19:46:35ZEstudi de paisatge: Camp de l'Arpa
Cervera Alonso de Medina, Marina; Mercadé Aloy, Josep; Navas Ferrer, Teresa; Villares Junyent, Míriam; Roca Bosch, Elisabet
El coneixement profund del territori, és a dir, la seva auscultació paisatgística, esdevé un instrument previ cada vegada més imprescindible per a desenvolupar el planejament, per a les actuacions en les infraestructures i la urbanització, per a les intervencions sobre el patrimoni construït i, en general, per a orientar les actuacions sobre el territori
2024-03-28T19:46:35ZCervera Alonso de Medina, MarinaMercadé Aloy, JosepNavas Ferrer, TeresaVillares Junyent, MíriamRoca Bosch, ElisabetEl coneixement profund del territori, és a dir, la seva auscultació paisatgística, esdevé un instrument previ cada vegada més imprescindible per a desenvolupar el planejament, per a les actuacions en les infraestructures i la urbanització, per a les intervencions sobre el patrimoni construït i, en general, per a orientar les actuacions sobre el territoriCoupled hydromechanical modelling of cone penetration in layered liquefiable soilsBoschi, KatiaArroyo Alvarez de Toledo, MarcosMonforte Vila, LluísCarbonell Puigbó, Josep MariaGens Solé, Antoniohttp://hdl.handle.net/2117/4055822024-03-28T19:40:49Z2024-03-28T19:37:17ZCoupled hydromechanical modelling of cone penetration in layered liquefiable soils
Boschi, Katia; Arroyo Alvarez de Toledo, Marcos; Monforte Vila, Lluís; Carbonell Puigbó, Josep Maria; Gens Solé, Antonio
Soil layering modifies cone penetration measurements when the cone is close to layer boundaries. Transition zone and thin-layer effects appear, complicating interpretation. To help identify the mechanisms underlying transition and thin-layer effects, several series of realistic simulations of cone penetration in layered soils are presented. Cone penetration tests are simulated using fully coupled hydromechanical models solved with the particle finite element method. A constitutive model capable of representing flow liquefaction is employed to explore the effect of embedded layers with different initial state parameter and/or hydraulic conductivity than the host soil. Sensing and development distances for tip resistance and excess pore pressure are examined, as well as the effect of layering on dissipation tests. It is shown how distortion of layer interfaces by the cone is captured, explaining several characteristics of pore pressure and dissipation records. It is also shown that looser soil states may be hidden in the tip resistance trace by simultaneous changes in soil hydraulic conductivity.
2024-03-28T19:37:17ZBoschi, KatiaArroyo Alvarez de Toledo, MarcosMonforte Vila, LluísCarbonell Puigbó, Josep MariaGens Solé, AntonioSoil layering modifies cone penetration measurements when the cone is close to layer boundaries. Transition zone and thin-layer effects appear, complicating interpretation. To help identify the mechanisms underlying transition and thin-layer effects, several series of realistic simulations of cone penetration in layered soils are presented. Cone penetration tests are simulated using fully coupled hydromechanical models solved with the particle finite element method. A constitutive model capable of representing flow liquefaction is employed to explore the effect of embedded layers with different initial state parameter and/or hydraulic conductivity than the host soil. Sensing and development distances for tip resistance and excess pore pressure are examined, as well as the effect of layering on dissipation tests. It is shown how distortion of layer interfaces by the cone is captured, explaining several characteristics of pore pressure and dissipation records. It is also shown that looser soil states may be hidden in the tip resistance trace by simultaneous changes in soil hydraulic conductivity.Caracterització multiescala de dades fisiològiques en la cardiologia translacionalMarimon Serra, Xavierhttp://hdl.handle.net/2117/4055802024-03-28T19:51:43Z2024-03-28T19:33:10ZCaracterització multiescala de dades fisiològiques en la cardiologia translacional
Marimon Serra, Xavier
(English) This thesis aims to explore cardiac cell physiology across various scales, also known as translational cardiology. The research employs novel computational techniques from Biomedical engineering and utilizes medical signal and image databases to investigate the root causes of cardiac contractile system dysfunctions. The study proposes new biomarkers and measures that could aid in diagnosing, prognosticating, and treating cardiac diseases.
Besides chapter 1, devoted to the introduction and description of the structure of the thesis, it consists of three main chapters, each of which deals with different stages of cardiac physiology:
Chapter 2, focuses on the analysis of currents circulating in ion channels in human atrial cardiomyocytes (HAM), on an intracellular scale. The aim of this chapter is to develop a computational platform for transmembrane ionic currents. This platform allows us to process and extract the kinetic and morphological characteristics of each signal peak that have allowed us to automatically differentiate between healthy and pathological regimes. In conditions where the cardiac cell is stimulated with a time-varying voltage, beat-to-beat electrical alternation phenomena appear, which are indicative of arrhythmogenesis. Based on the characteristics extracted and validated with a synthetic model, a new biomarker has been designed, called the "alternation index", which allows a satisfactory quantification of the degree of alternation between electrical beats.
Chapter 3, focuses into the mechanical analysis of single mouse ventricular cardiomyocytes (MVM) at a cellular level, using optical and calcium imaging recordings. The chapter aims to develop a computational video platform using the Digital Image Correlation (DIC) algorithm. This platform calculates displacement fields, strain fields, and sarcolemma length variations during contraction in an isolated cardiomyocyte. By utilizing this technique, potential disruptions in the latently contracting cardiomyocyte during long-term recordings are eliminated, allowing simultaneous monitoring of cardiac contraction and intracellular calcium in a non-invasive and label-free way. The methodology is validated using synthetically created data, and the study applies real experimental data, correlating contractile properties with the calcium signal, Ca2+.
Chapter 4 focuses on the analysis of OF1 mouse atrial mechanical contraction signals on a tissue scale. The aim of this chapter is to develop a computational platform that utilizes artificial intelligence (AI) to automatically detect any mechanical contraction irregularities that could cause heart contractile system diseases, such as atrial fibrillation (AF). The study compares traditional AI algorithms based on machine learning (ML) to more advanced ones based on deep learning (DL).
This chapter starts with the classification and then the detection of anomalies in mechanical shrinkage signals. First, contraction signals are automatically classified into those without anomalies and those with anomalies, creating a database of labelled contraction records and using supervised learning to determine which AI categorisation algorithms provide the highest accuracy. Secondly, artificial intelligence is used to train an anomaly detector, which determines the precise time at which the anomaly occurs. The various anomalous phenomena observed in the laboratory experiments are modelled in a synthetic database that is used to evaluate and train different anomaly detectors. Finally, the most accurate detector is validated with real experimental signals.; (Català) L'objectiu d'aquesta tesi és explorar la fisiologia de les cèl·lules cardíaques a diverses escales, cosa que també es coneix com a cardiologia translacional. La investigació utilitza noves tècniques computacionals d'enginyeria biomèdica i utilitza bases de dades de senyals i imatges mèdiques per investigar les causes profundes de les disfuncions del sistema contràctil cardíac. L'estudi proposa nous biomarcadors i mesures que podrien ajudar a diagnosticar, pronosticar i tractar malalties cardíaques.
A part del capítol 1, dedicat a la introducció i descripció de l’estructura de la tesi, aquesta consta de tres capítols principals, cadascun dels quals aborda diferents escales de la fisiologia cardíaca:
El capítol 2 es centra en l’anàlisi dels corrents que circulen en el canals iònics en cardiomiòcits humans auriculars (HAM), en una escala intracel·lular. L’objectiu d’aquest capítol es desenvolupar una plataforma computacional els corrents iònics transmembrana. Aquesta plataforma permet processar i extreure les característiques cinètiques i la morfològiques de cada pic del senyal que ens han permès diferenciar de manera automàtica entre règims sans i patològics. En condicions en les quals la cèl·lula cardíaca es estimulada amb un voltatge variable en temps, apareixen fenòmens d’alternança elèctrica batec a batec (beat-to-beat) que són indicatius de arritmogènesis. Així partir de les característiques extretes i validades amb un model sintètic, s’ha dissenyat un nou biomarcador, que s’ha anomenat "índex d'alternança", que permet quantificar de manera satisfactòria el grau d'alternança entre batecs elèctrics.
El capítol 3 es centra en l'anàlisi mecànica de cardiomiòcits ventriculars de ratolí (MVM) a nivell cel·lular, utilitzant enregistraments d'imatges òptiques i de calci. L'objectiu del capítol és desenvolupar una plataforma de vídeo computacional utilitzant l'algorisme de Correlació Digital d'Imatges (DIC). Aquesta plataforma calcula els camps de desplaçament, els camps de deformació i les variacions de longitud del sarcolemma durant la contracció en un cardiomiòcit aïllat. La metodologia proposada, s'eliminen les possibles interrupcions en el cardiomiòcit en contracció latent durant els enregistraments a llarg termini, cosa que permet monitoritzar simultàniament la contracció cardíaca i el calci intracel·lular de forma no invasiva i sense etiquetes (label-free). La metodologia es valida utilitzant dades creades sintèticament, i finalment s’aplica a dades experimentals reals, correlacionant les propietats contràctils amb el senyal de calci, Ca2+.
El capítol 4 es centra en l’anàlisi dels senyals de contracció mecànica auricular del ratolí OF1 en una escala teixit. L'objectiu d'aquest capítol és desenvolupar una plataforma computacional que utilitzi intel·ligència artificial (IA) per detectar automàticament qualsevol irregularitat a la contracció mecànica que pogués causar malalties del sistema contràctil cardíac, com la fibril·lació auricular (FA). L'estudi compara algorismes tradicionals d'IA basats en aprenentatge automàtic (ML) amb altres de més avançats basats en aprenentatge profund (DL).
En aquest capítol s’aborda primer la classificació i després la detecció d’anomalies en senyals mecàniques de contracció. En primer lloc, els senyals de contracció es classifiquen automàticament en senyals sense anomalies i senyals amb anomalies, creant una base de dades de registres de contracció etiquetats, i així, poder determinar quins algorismes d’intel·ligència artificial d’aprenentatge supervisat proporcionen més precisió. En segon lloc, la intel·ligència artificial es fa servir per entrenar un detector d'anomalies, que determina la posició temporal precisa en què es produeix l'anomalia. Els diversos fenòmens anòmals observats en els experiments de laboratori es modelen en una base de dades sintètica que s'utilitza per avaluar i entrenar diferents detectors d'anomalies.
2024-03-28T19:33:10ZMarimon Serra, Xavier(English) This thesis aims to explore cardiac cell physiology across various scales, also known as translational cardiology. The research employs novel computational techniques from Biomedical engineering and utilizes medical signal and image databases to investigate the root causes of cardiac contractile system dysfunctions. The study proposes new biomarkers and measures that could aid in diagnosing, prognosticating, and treating cardiac diseases.
Besides chapter 1, devoted to the introduction and description of the structure of the thesis, it consists of three main chapters, each of which deals with different stages of cardiac physiology:
Chapter 2, focuses on the analysis of currents circulating in ion channels in human atrial cardiomyocytes (HAM), on an intracellular scale. The aim of this chapter is to develop a computational platform for transmembrane ionic currents. This platform allows us to process and extract the kinetic and morphological characteristics of each signal peak that have allowed us to automatically differentiate between healthy and pathological regimes. In conditions where the cardiac cell is stimulated with a time-varying voltage, beat-to-beat electrical alternation phenomena appear, which are indicative of arrhythmogenesis. Based on the characteristics extracted and validated with a synthetic model, a new biomarker has been designed, called the "alternation index", which allows a satisfactory quantification of the degree of alternation between electrical beats.
Chapter 3, focuses into the mechanical analysis of single mouse ventricular cardiomyocytes (MVM) at a cellular level, using optical and calcium imaging recordings. The chapter aims to develop a computational video platform using the Digital Image Correlation (DIC) algorithm. This platform calculates displacement fields, strain fields, and sarcolemma length variations during contraction in an isolated cardiomyocyte. By utilizing this technique, potential disruptions in the latently contracting cardiomyocyte during long-term recordings are eliminated, allowing simultaneous monitoring of cardiac contraction and intracellular calcium in a non-invasive and label-free way. The methodology is validated using synthetically created data, and the study applies real experimental data, correlating contractile properties with the calcium signal, Ca2+.
Chapter 4 focuses on the analysis of OF1 mouse atrial mechanical contraction signals on a tissue scale. The aim of this chapter is to develop a computational platform that utilizes artificial intelligence (AI) to automatically detect any mechanical contraction irregularities that could cause heart contractile system diseases, such as atrial fibrillation (AF). The study compares traditional AI algorithms based on machine learning (ML) to more advanced ones based on deep learning (DL).
This chapter starts with the classification and then the detection of anomalies in mechanical shrinkage signals. First, contraction signals are automatically classified into those without anomalies and those with anomalies, creating a database of labelled contraction records and using supervised learning to determine which AI categorisation algorithms provide the highest accuracy. Secondly, artificial intelligence is used to train an anomaly detector, which determines the precise time at which the anomaly occurs. The various anomalous phenomena observed in the laboratory experiments are modelled in a synthetic database that is used to evaluate and train different anomaly detectors. Finally, the most accurate detector is validated with real experimental signals.
(Català) L'objectiu d'aquesta tesi és explorar la fisiologia de les cèl·lules cardíaques a diverses escales, cosa que també es coneix com a cardiologia translacional. La investigació utilitza noves tècniques computacionals d'enginyeria biomèdica i utilitza bases de dades de senyals i imatges mèdiques per investigar les causes profundes de les disfuncions del sistema contràctil cardíac. L'estudi proposa nous biomarcadors i mesures que podrien ajudar a diagnosticar, pronosticar i tractar malalties cardíaques.
A part del capítol 1, dedicat a la introducció i descripció de l’estructura de la tesi, aquesta consta de tres capítols principals, cadascun dels quals aborda diferents escales de la fisiologia cardíaca:
El capítol 2 es centra en l’anàlisi dels corrents que circulen en el canals iònics en cardiomiòcits humans auriculars (HAM), en una escala intracel·lular. L’objectiu d’aquest capítol es desenvolupar una plataforma computacional els corrents iònics transmembrana. Aquesta plataforma permet processar i extreure les característiques cinètiques i la morfològiques de cada pic del senyal que ens han permès diferenciar de manera automàtica entre règims sans i patològics. En condicions en les quals la cèl·lula cardíaca es estimulada amb un voltatge variable en temps, apareixen fenòmens d’alternança elèctrica batec a batec (beat-to-beat) que són indicatius de arritmogènesis. Així partir de les característiques extretes i validades amb un model sintètic, s’ha dissenyat un nou biomarcador, que s’ha anomenat "índex d'alternança", que permet quantificar de manera satisfactòria el grau d'alternança entre batecs elèctrics.
El capítol 3 es centra en l'anàlisi mecànica de cardiomiòcits ventriculars de ratolí (MVM) a nivell cel·lular, utilitzant enregistraments d'imatges òptiques i de calci. L'objectiu del capítol és desenvolupar una plataforma de vídeo computacional utilitzant l'algorisme de Correlació Digital d'Imatges (DIC). Aquesta plataforma calcula els camps de desplaçament, els camps de deformació i les variacions de longitud del sarcolemma durant la contracció en un cardiomiòcit aïllat. La metodologia proposada, s'eliminen les possibles interrupcions en el cardiomiòcit en contracció latent durant els enregistraments a llarg termini, cosa que permet monitoritzar simultàniament la contracció cardíaca i el calci intracel·lular de forma no invasiva i sense etiquetes (label-free). La metodologia es valida utilitzant dades creades sintèticament, i finalment s’aplica a dades experimentals reals, correlacionant les propietats contràctils amb el senyal de calci, Ca2+.
El capítol 4 es centra en l’anàlisi dels senyals de contracció mecànica auricular del ratolí OF1 en una escala teixit. L'objectiu d'aquest capítol és desenvolupar una plataforma computacional que utilitzi intel·ligència artificial (IA) per detectar automàticament qualsevol irregularitat a la contracció mecànica que pogués causar malalties del sistema contràctil cardíac, com la fibril·lació auricular (FA). L'estudi compara algorismes tradicionals d'IA basats en aprenentatge automàtic (ML) amb altres de més avançats basats en aprenentatge profund (DL).
En aquest capítol s’aborda primer la classificació i després la detecció d’anomalies en senyals mecàniques de contracció. En primer lloc, els senyals de contracció es classifiquen automàticament en senyals sense anomalies i senyals amb anomalies, creant una base de dades de registres de contracció etiquetats, i així, poder determinar quins algorismes d’intel·ligència artificial d’aprenentatge supervisat proporcionen més precisió. En segon lloc, la intel·ligència artificial es fa servir per entrenar un detector d'anomalies, que determina la posició temporal precisa en què es produeix l'anomalia. Els diversos fenòmens anòmals observats en els experiments de laboratori es modelen en una base de dades sintètica que s'utilitza per avaluar i entrenar diferents detectors d'anomalies.Simulation of two-fluid immiscible Stokes flows using hybrid nonconforming methods and geometrically unfitted meshesPiccardo, Stefanohttp://hdl.handle.net/2117/4055792024-03-28T19:51:27Z2024-03-28T19:33:05ZSimulation of two-fluid immiscible Stokes flows using hybrid nonconforming methods and geometrically unfitted meshes
Piccardo, Stefano
(English) We consider two-fluid problems involving immiscible Stokes fluids in contact and with surface tension at their interface. We develop, analyze, and compare two approaches for space discretization, the Hybrid High-Order (HHO) and the Hybridizable Discontinuous Galerkin (HDG) methods, both combined with a geometrically unfitted approach to handle fluid interfaces. Both methods do not place discrete unknowns on the interface, and for both methods, we observe optimal error decay and condition number growth. The first part of the Thesis deals with the unfitted HHO solver, where the interface is described by a level-set function and discretized using isoparametric finite elements. We use the methodology to study the equilibrium problem with a shear flow imposed at infinity, and we investigate the relationship between the eccentricity of the ellipse-shaped interface at equilibrium and the ratio of shear to surface tension force Then, we explore settings where the shape of the interface is unknown. We devise a fixed-point iterative procedure that alternates a transport step for the level-set function with the unfitted HHO solver with frozen interface. In the second part of the Thesis, the unfitted HDG solver is combined with a NURBS description of the interface and of the external boundary, enabling a seamless transition from CAD geometries. We use this solver to study one- and two-fluid Stokes problems with applications in microfluidics related to microfluidic mixers and to emulsion flows in porous media. Both applications employ a polynomial-adaptivity error estimator, delivering results with at least two significant digits. Finally, in the third part of the Thesis, the HDG and HHO methods are compared for one- and two-fluid Stokes problems. In the simplest setting, we prove that the HHO and HDG methods can differ only in the choice of the approximation spaces and of the stabilization operator.; (Català) Considerem problemes de dos fluids de Stokes immiscibles separats per una interfície amb tensió superficial. Desenvolupem, analitzem i comparem dos enfocaments per a la discretització espacial, el mètode híbrid d'alt ordre (HHO) i el mètode Galerkin discontinu hibriditzable (HDG), ambdós combinats amb tècniques de malles no ajustades per a processar la interfície entre dits fluids. Cap dels mètodes no col·loquen incògnites discretes a la interfície i mostren una disminució òptima de l'error i un creixement òptim de la condició del sistema lineal. La primera part de la tesi es centra en el solucionador HHO, en què la interfície és descrita per una funció de nivell i disctretitzada mitjançant elements finits isoparamètrics. Utilitzem aquest mètode per estudiar el problema d'equilibri amb flux de cisallament imposat a l'infinit, especialment la dependència de l'excentricitat de la interfície (que té forma el·líptica) amb el quocient entre les forces de cisallament i la tensió superficial. Després, explorem situacions en què la forma de la interfície és desconeguda. Desenvolupem un procediment iteratiu de punt fix que alterna entre un pas de transport de la funció de nivell per a la interfície i el solucionador HHO amb la interfície fixa. A la segona part de la tesi, el solucionador HDG es combina amb una descripció de la interfície i el contorn exterior mitjançant NURBS, cosa que simplifica el procés d'extracció d'informació de geometries obtingudes per CAD. Utilitzem aquest solucionador HDG per resoldre problemes de flux d'un i dos fluids de Stokes en aplicacions de microfluids, com el flux en un barrejador microfluïdic i emulsions en mitjans porosos. En tots dos casos, fem servir un estimador d'error que permet adaptar el grau polinòmic i obtenir resultats amb almenys dos dígits significatius. A la tercera part de la tesi, comparem els mètodes HHO i HDG per a problemes de Stokes d'un i dos fluids. En els casos més simples, demostrem que HHO i HDG només poden diferir en l'elecció dels espais discrets locals i la forma de l'estabilització.
Tesi amb menció de Doctorat Internacional; Tesi en modalitat de cotutela: Universitat Politècnica de Catalunya i École nationale des ponts et chaussées
2024-03-28T19:33:05ZPiccardo, Stefano(English) We consider two-fluid problems involving immiscible Stokes fluids in contact and with surface tension at their interface. We develop, analyze, and compare two approaches for space discretization, the Hybrid High-Order (HHO) and the Hybridizable Discontinuous Galerkin (HDG) methods, both combined with a geometrically unfitted approach to handle fluid interfaces. Both methods do not place discrete unknowns on the interface, and for both methods, we observe optimal error decay and condition number growth. The first part of the Thesis deals with the unfitted HHO solver, where the interface is described by a level-set function and discretized using isoparametric finite elements. We use the methodology to study the equilibrium problem with a shear flow imposed at infinity, and we investigate the relationship between the eccentricity of the ellipse-shaped interface at equilibrium and the ratio of shear to surface tension force Then, we explore settings where the shape of the interface is unknown. We devise a fixed-point iterative procedure that alternates a transport step for the level-set function with the unfitted HHO solver with frozen interface. In the second part of the Thesis, the unfitted HDG solver is combined with a NURBS description of the interface and of the external boundary, enabling a seamless transition from CAD geometries. We use this solver to study one- and two-fluid Stokes problems with applications in microfluidics related to microfluidic mixers and to emulsion flows in porous media. Both applications employ a polynomial-adaptivity error estimator, delivering results with at least two significant digits. Finally, in the third part of the Thesis, the HDG and HHO methods are compared for one- and two-fluid Stokes problems. In the simplest setting, we prove that the HHO and HDG methods can differ only in the choice of the approximation spaces and of the stabilization operator.
(Català) Considerem problemes de dos fluids de Stokes immiscibles separats per una interfície amb tensió superficial. Desenvolupem, analitzem i comparem dos enfocaments per a la discretització espacial, el mètode híbrid d'alt ordre (HHO) i el mètode Galerkin discontinu hibriditzable (HDG), ambdós combinats amb tècniques de malles no ajustades per a processar la interfície entre dits fluids. Cap dels mètodes no col·loquen incògnites discretes a la interfície i mostren una disminució òptima de l'error i un creixement òptim de la condició del sistema lineal. La primera part de la tesi es centra en el solucionador HHO, en què la interfície és descrita per una funció de nivell i disctretitzada mitjançant elements finits isoparamètrics. Utilitzem aquest mètode per estudiar el problema d'equilibri amb flux de cisallament imposat a l'infinit, especialment la dependència de l'excentricitat de la interfície (que té forma el·líptica) amb el quocient entre les forces de cisallament i la tensió superficial. Després, explorem situacions en què la forma de la interfície és desconeguda. Desenvolupem un procediment iteratiu de punt fix que alterna entre un pas de transport de la funció de nivell per a la interfície i el solucionador HHO amb la interfície fixa. A la segona part de la tesi, el solucionador HDG es combina amb una descripció de la interfície i el contorn exterior mitjançant NURBS, cosa que simplifica el procés d'extracció d'informació de geometries obtingudes per CAD. Utilitzem aquest solucionador HDG per resoldre problemes de flux d'un i dos fluids de Stokes en aplicacions de microfluids, com el flux en un barrejador microfluïdic i emulsions en mitjans porosos. En tots dos casos, fem servir un estimador d'error que permet adaptar el grau polinòmic i obtenir resultats amb almenys dos dígits significatius. A la tercera part de la tesi, comparem els mètodes HHO i HDG per a problemes de Stokes d'un i dos fluids. En els casos més simples, demostrem que HHO i HDG només poden diferir en l'elecció dels espais discrets locals i la forma de l'estabilització.Revolutionizing space mission event modeling with the Tychonis frameworkLlopis, Marcelhttp://hdl.handle.net/2117/4055782024-03-28T19:51:12Z2024-03-28T19:32:57ZRevolutionizing space mission event modeling with the Tychonis framework
Llopis, Marcel
(English) This thesis presents the Tychonis framework, a solution to the limitations faced by existing software packages used in space missions to identify geometric events. The framework is designed to integrate with current and future mission software, providing users with the ability to extend opportunities and search algorithms without modifying the tools that use it. The framework is built on the principles of separation of concerns, extensibility, reusability, and independent verification and validation. It is provided as a software library, allowing missions to add their own data structures and constructs, promoting cross-mission reusability. The text also includes a case study of Tychonis' integration with the Science Opportunity Analyzer (SOA) software, demonstrating its ability to be extrapolated to other tools that need to search for geometric events.
As a complement to the Tychonis framework, the thesis introduces two computer languages designed to make the process of modeling opportunities more accessible. Scientists, who may face difficulties with imperative programming languages or lack of available science planning tools, are the target audience for these languages. The readability and usability of the languages were evaluated through a comprehensive study involving a questionnaire with active exercises, statements with corresponding responses on a Likert scale, and open-ended questions to elicit qualitative responses. The results provide both relative and absolute quantification of the usability and readability of each language, as well as qualitative results to direct future language design decisions.
Emphasizing the importance of utilizing proven software principles and good design choices in space missions helps reduce risk and cost. Tychonis and our research on accessible computer languages embrace this concept.; (Català) Aquesta tesi presenta el framework Tychonis, una solució a les limitacions que enfronten els paquets de programari existents utilitzats en les missions espacials per identificar esdeveniments geomètrics. El framework està dissenyat per integrar-se amb el programari de missió actual i futur, proporcionant als usuaris la capacitat d'estendre les oportunitats i els algoritmes de cerca sense modificar les eines que el fan servir. El framework es basa en els principis de separació d’interessos, extensibilitat, reutilització, i verificació i validació independents. Es proporciona com a biblioteca de programari, permetent que les missions afegiu les seves pròpies estructures de dades i construccions, promocionant la reutilització entre missions. El text també inclou un estudi de cas de la integració de Tychonis amb el programari Science Opportunity Analyzer (SOA), demostrant la seva capacitat per ser extrapolada a altres eines que necessiten buscar esdeveniments geomètrics.
Com a complement a Tychonis, la tesi presenta dos llenguatges de programació dissenyats per fer més accessible el procés de modelització d'oportunitats. Els científics, que poden trobar dificultats amb els llenguatges de programació imperatius o la falta d'eines de planificació científica disponibles, són el públic objectiu d'aquests llenguatges. La llegibilitat i la usabilitat dels llenguatges s’han avaluat a través d'un estudi exhaustiu que inclou un qüestionari amb exercicis actius, afirmacions amb respostes en una escala Likert, i preguntes obertes per obtenir respostes qualitatives. Els resultats proporcionen quantificació relativa i absoluta de la usabilitat i la llegibilitat de cada llenguatge, així com resultats qualitatius per dirigir les decisions de disseny de futurs llenguatges.
Posar èmfasi en la importància d'utilitzar bons principis de programació i bones eleccions de disseny en les missions espacials ajuda a reduir el risc i el cost Tychonis i la nostra investigació sobre llenguatges de programació accessibles implementen aquest concepte.
2024-03-28T19:32:57ZLlopis, Marcel(English) This thesis presents the Tychonis framework, a solution to the limitations faced by existing software packages used in space missions to identify geometric events. The framework is designed to integrate with current and future mission software, providing users with the ability to extend opportunities and search algorithms without modifying the tools that use it. The framework is built on the principles of separation of concerns, extensibility, reusability, and independent verification and validation. It is provided as a software library, allowing missions to add their own data structures and constructs, promoting cross-mission reusability. The text also includes a case study of Tychonis' integration with the Science Opportunity Analyzer (SOA) software, demonstrating its ability to be extrapolated to other tools that need to search for geometric events.
As a complement to the Tychonis framework, the thesis introduces two computer languages designed to make the process of modeling opportunities more accessible. Scientists, who may face difficulties with imperative programming languages or lack of available science planning tools, are the target audience for these languages. The readability and usability of the languages were evaluated through a comprehensive study involving a questionnaire with active exercises, statements with corresponding responses on a Likert scale, and open-ended questions to elicit qualitative responses. The results provide both relative and absolute quantification of the usability and readability of each language, as well as qualitative results to direct future language design decisions.
Emphasizing the importance of utilizing proven software principles and good design choices in space missions helps reduce risk and cost. Tychonis and our research on accessible computer languages embrace this concept.
(Català) Aquesta tesi presenta el framework Tychonis, una solució a les limitacions que enfronten els paquets de programari existents utilitzats en les missions espacials per identificar esdeveniments geomètrics. El framework està dissenyat per integrar-se amb el programari de missió actual i futur, proporcionant als usuaris la capacitat d'estendre les oportunitats i els algoritmes de cerca sense modificar les eines que el fan servir. El framework es basa en els principis de separació d’interessos, extensibilitat, reutilització, i verificació i validació independents. Es proporciona com a biblioteca de programari, permetent que les missions afegiu les seves pròpies estructures de dades i construccions, promocionant la reutilització entre missions. El text també inclou un estudi de cas de la integració de Tychonis amb el programari Science Opportunity Analyzer (SOA), demostrant la seva capacitat per ser extrapolada a altres eines que necessiten buscar esdeveniments geomètrics.
Com a complement a Tychonis, la tesi presenta dos llenguatges de programació dissenyats per fer més accessible el procés de modelització d'oportunitats. Els científics, que poden trobar dificultats amb els llenguatges de programació imperatius o la falta d'eines de planificació científica disponibles, són el públic objectiu d'aquests llenguatges. La llegibilitat i la usabilitat dels llenguatges s’han avaluat a través d'un estudi exhaustiu que inclou un qüestionari amb exercicis actius, afirmacions amb respostes en una escala Likert, i preguntes obertes per obtenir respostes qualitatives. Els resultats proporcionen quantificació relativa i absoluta de la usabilitat i la llegibilitat de cada llenguatge, així com resultats qualitatius per dirigir les decisions de disseny de futurs llenguatges.
Posar èmfasi en la importància d'utilitzar bons principis de programació i bones eleccions de disseny en les missions espacials ajuda a reduir el risc i el cost Tychonis i la nostra investigació sobre llenguatges de programació accessibles implementen aquest concepte.Sistema de evaluación y priorización de inversiones públicasBoix Cots, Davidhttp://hdl.handle.net/2117/4055772024-03-28T19:49:22Z2024-03-28T19:32:50ZSistema de evaluación y priorización de inversiones públicas
Boix Cots, David
(English) This doctoral thesis addresses one of the most significant challenges facing the Spanish administration: the efficient selection and management of public investments. To achieve this goal, the 'Public Investment Evaluation and Prioritization System' (SEPIP, a Spanish acronym) has been developed and presented, specifically designed to meet the needs of the public administration. The aim is to pave the way for the use of scientific decision-making methods in supporting the selection of public investments, thereby overcoming the existing barriers.
To begin the design of SEPIP, the main alternative prioritization techniques have been presented and analysed, with the objective of selecting a method to serve as the basis for calculating sustainability indices for investments. In this context, the multicriteria method MIVES has been chosen, and its properties and characteristics have been examined and compared with the requirements of the public administration, resulting in the identification of five properties to be developed for SEPIP.
The first property relates to group decision-making, a critical aspect given the context of public administration. After a thorough analysis of existing opinion aggregation methods, it has been concluded that none fully meet the administration's needs. Therefore, the HIVES method has been developed, an innovative approach based on statistical mathematics and social considerations. This new method has increased the correlation between decision-makers and results, ensuring fair, objective, and ethical aggregation.
The second property addresses uncertainty management. Various techniques have been presented to handle this uncertainty, and a set of them has been selected to form the SEPIP's uncertainty management system. This system, which includes the linguistic attribute, linguistic attribute with membership, and Monte Carlo simulation methods, ensures the SEPIP’s applicability in all scenarios that may be relevant to public administration. Additionally, in the face of uncertainty in decision-makers' opinions, the HIVES method has been extended to HIVES Intervals.
The third and fourth properties focus on results management, adapting them to the needs of public administration. Firstly, classification has been addressed, involving the assignment of groups or labels to each investment based on their sustainability indices. For this purpose, MIVES Sorting, a new classification method, has been developed. Secondly, optimisation, referring to the optimal selection of investments within a limited budget, has been studied. In this context, the Knapsack method has been chosen for implementation in SEPIP.
The fifth and final property examines adverse effects on indicators. Given the significance of certain indicators in public tenders, where some projects may sacrifice specific indicators in pursuit of better overall performance, MIVES Extended has been developed. This method has the capability to incorporate negative functions, allowing for the generation of negative indices to minimize the aggregated result.
Finally, the SEPIP has been applied to a real case study in the city of Manresa, allowing for the analysis and validation of the components developed throughout this Doctoral Thesis.; (Català) En aquesta Tesi Doctoral s'afronta un dels desafiaments més significatius de l'administració espanyola: la selecció i gestió eficient de les inversions públiques. Amb aquest objectiu, s'ha desenvolupat i presentat el "Sistema d'Avaluació i Priorització d'Inversions Públiques" (SEPIP), dissenyat específicament per a satisfer les necessitats de l'administració pública. Amb això es pretén contribuir a obrir el camí definitiu de l'ús de mètodes científics de presa de decisions com a suport a la selecció d'inversions i actuacions públiques, superant, d'aquesta manera, les barreres que existeixen en l'actualitat.
Per a donar inici al disseny del SEPIP, s'han exposat i analitzat les principals tècniques de priorització d'alternatives, amb l'objectiu de seleccionar un mètode que serveixi com a base de càlcul per als índexs de sostenibilitat de les inversions. En aquest context, s'ha triat el mètode multicriteri MIVES, les propietats i les característiques del qual han estat analitzades i comparades amb les necessitats de l'administració pública, trobant-se així cinc propietats a desenvolupar per al SEPIP.
La primera propietat es refereix a la presa de decisions en grup, un aspecte crític donat el context de l'administració pública. Després d'una anàlisi exhaustiva dels mètodes d'agregació d'opinions existents, s'ha arribat a la conclusió que cap satisfà completament les necessitats de l'administració. Per tant, s'ha desenvolupat el mètode HIVES, un enfocament innovador fonamentat en conceptes de matemàtica estadística i consideracions socials. Aquest nou mètode ha permès augmentar la correlació entre els actors de decisió i els resultats finals, assegurant una agregació justa, objectiva i ètica.
La segona propietat aborda la gestió de la incertesa. S'han presentat diverses tècniques per a manejar aquesta incertesa i seleccionat un conjunt d'elles per a formar el sistema de gestió d'incertesa del SEPIP. Aquest sistema, que inclou els mètodes d'atributs de base lingüística, atributs de base lingüística amb filiació i simulació de Montecarlo, garanteix l'aplicabilitat del SEPIP en tots els escenaris que podrien ser rellevants per a l'administració pública. A més, davant la incertesa en les opinions dels decisores, s'ha estès el mètode HIVES a HIVES Intervals.
La tercera i quarta propietat s'enfoquen en la gestió de resultats, adaptant-los a les necessitats de l'administració pública. En primer lloc, s'ha abordat la classificació, que implica l'assignació de grups o etiquetes a cada inversió segons els seus índexs de sostenibilitat. Amb aquest objectiu, s'ha desenvolupat MIVES Sorting, un nou mètode de classificació d'alternatives. En segon lloc, s'ha estudiat l'optimització, que es refereix a la selecció òptima d'inversions dins d'un pressupost limitat. En aquest context, s'ha optat per implementar el mètode Knapsack en el SEPIP.
La cinquena i última propietat estudia als efectes adversos en els indicadors. Donada la rellevància que alguns indicadors adquireixen en les licitacions públiques, on alguns projectes poden sacrificar uns certs indicadors a la recerca d'un millor rendiment global, s'ha desenvolupat MIVES Estès. Aquest mètode té la capacitat d'incorporar funcions negatives, la qual cosa permet la generació d'índexs negatius per a minimitzar el resultat final agregat.
Com a últim pas, el SEPIP ha estat aplicat a un cas real d'estudi a la ciutat de Manresa, la qual cosa ha permès analitzar i validar els components desenvolupats al llarg de tota aquesta Tesi Doctoral.; (Español) En esta Tesis Doctoral se afronta uno de los desafíos más significativos de la administración española: la selección y gestión eficiente de las inversiones públicas. Con este objetivo, se ha desarrollado y presentado el "Sistema de Evaluación y Priorización de Inversiones Públicas" (SEPIP), diseñado específicamente para satisfacer las necesidades de la administración pública. Con ello se pretende contribuir a abrir el camino definitivo del uso de métodos científicos de toma de decisiones como apoyo a la selección de inversiones y actuaciones públicas, superando, de este modo, las barreras que existen en la actualidad.
Para dar inicio al diseño del SEPIP, se han expuesto y analizado las principales técnicas de priorización de alternativas, con el objetivo de seleccionar un método que sirva como base de cálculo para los índices de sostenibilidad de las inversiones. En este contexto, se ha escogido el método multicriterio MIVES, cuyas propiedades y características han sido analizadas y comparadas con las necesidades de la administración pública, hallándose así cinco propiedades a desarrollar para el SEPIP.
La primera propiedad se refiere a la toma de decisiones en grupo, un aspecto crítico dado el contexto de la administración pública. Tras un análisis exhaustivo de los métodos de agregación de opiniones existentes, se ha llegado a la conclusión de que ninguno satisface completamente las necesidades de la administración. Por lo tanto, se ha desarrollado el método HIVES, un enfoque innovador fundamentado en conceptos de matemática estadística y consideraciones sociales. Este nuevo método ha permitido aumentar la correlación entre los actores de decisión y los resultados finales, asegurando una agregación justa, objetiva y ética.
La segunda propiedad aborda la gestión de la incertidumbre. Se han presentado diversas técnicas para manejar esta incertidumbre y seleccionado un conjunto de ellas para formar el sistema de gestión de incertidumbre del SEPIP. Este sistema, que incluye los métodos de atributos de base lingüística, atributos de base lingüística con membresía y simulación de Monte Carlo, garantiza la aplicabilidad del SEPIP en todos los escenarios que podrían ser relevantes para la administración pública. Además, ante la incertidumbre en las opiniones de los decisores, se ha extendido el método HIVES a HIVES Intervalos.
La tercera y cuarta propiedad se enfocan en la gestión de resultados, adaptándolos a las necesidades de la administración pública. En primer lugar, se ha abordado la clasificación, que implica la asignación de grupos o etiquetas a cada inversión según sus índices de sostenibilidad. Con este objetivo, se ha desarrollado MIVES Sorting, un nuevo método de clasificación de alternativas. En segundo lugar, se ha estudiado la optimización, que se refiere a la selección óptima de inversiones dentro de un presupuesto limitado. En este contexto, se ha optado por implementar el método Knapsack en el SEPIP.
La quinta y última propiedad estudia a los efectos adversos en los indicadores. Dada la relevancia que algunos indicadores adquieren en las licitaciones públicas, donde algunos proyectos pueden sacrificar ciertos indicadores en busca de un mejor rendimiento global, se ha desarrollado MIVES Extendido. Este método tiene la capacidad de incorporar funciones negativas, lo que permite la generación de índices negativos para minimizar el resultado final agregado.
Como último paso, el SEPIP ha sido aplicado a un caso real de estudio en la ciudad de Manresa, lo que ha permitido analizar y validar los componentes desarrollados a lo largo de toda esta Tesis Doctoral
Tesi amb menció de Doctorat Internacional
2024-03-28T19:32:50ZBoix Cots, David(English) This doctoral thesis addresses one of the most significant challenges facing the Spanish administration: the efficient selection and management of public investments. To achieve this goal, the 'Public Investment Evaluation and Prioritization System' (SEPIP, a Spanish acronym) has been developed and presented, specifically designed to meet the needs of the public administration. The aim is to pave the way for the use of scientific decision-making methods in supporting the selection of public investments, thereby overcoming the existing barriers.
To begin the design of SEPIP, the main alternative prioritization techniques have been presented and analysed, with the objective of selecting a method to serve as the basis for calculating sustainability indices for investments. In this context, the multicriteria method MIVES has been chosen, and its properties and characteristics have been examined and compared with the requirements of the public administration, resulting in the identification of five properties to be developed for SEPIP.
The first property relates to group decision-making, a critical aspect given the context of public administration. After a thorough analysis of existing opinion aggregation methods, it has been concluded that none fully meet the administration's needs. Therefore, the HIVES method has been developed, an innovative approach based on statistical mathematics and social considerations. This new method has increased the correlation between decision-makers and results, ensuring fair, objective, and ethical aggregation.
The second property addresses uncertainty management. Various techniques have been presented to handle this uncertainty, and a set of them has been selected to form the SEPIP's uncertainty management system. This system, which includes the linguistic attribute, linguistic attribute with membership, and Monte Carlo simulation methods, ensures the SEPIP’s applicability in all scenarios that may be relevant to public administration. Additionally, in the face of uncertainty in decision-makers' opinions, the HIVES method has been extended to HIVES Intervals.
The third and fourth properties focus on results management, adapting them to the needs of public administration. Firstly, classification has been addressed, involving the assignment of groups or labels to each investment based on their sustainability indices. For this purpose, MIVES Sorting, a new classification method, has been developed. Secondly, optimisation, referring to the optimal selection of investments within a limited budget, has been studied. In this context, the Knapsack method has been chosen for implementation in SEPIP.
The fifth and final property examines adverse effects on indicators. Given the significance of certain indicators in public tenders, where some projects may sacrifice specific indicators in pursuit of better overall performance, MIVES Extended has been developed. This method has the capability to incorporate negative functions, allowing for the generation of negative indices to minimize the aggregated result.
Finally, the SEPIP has been applied to a real case study in the city of Manresa, allowing for the analysis and validation of the components developed throughout this Doctoral Thesis.
(Català) En aquesta Tesi Doctoral s'afronta un dels desafiaments més significatius de l'administració espanyola: la selecció i gestió eficient de les inversions públiques. Amb aquest objectiu, s'ha desenvolupat i presentat el "Sistema d'Avaluació i Priorització d'Inversions Públiques" (SEPIP), dissenyat específicament per a satisfer les necessitats de l'administració pública. Amb això es pretén contribuir a obrir el camí definitiu de l'ús de mètodes científics de presa de decisions com a suport a la selecció d'inversions i actuacions públiques, superant, d'aquesta manera, les barreres que existeixen en l'actualitat.
Per a donar inici al disseny del SEPIP, s'han exposat i analitzat les principals tècniques de priorització d'alternatives, amb l'objectiu de seleccionar un mètode que serveixi com a base de càlcul per als índexs de sostenibilitat de les inversions. En aquest context, s'ha triat el mètode multicriteri MIVES, les propietats i les característiques del qual han estat analitzades i comparades amb les necessitats de l'administració pública, trobant-se així cinc propietats a desenvolupar per al SEPIP.
La primera propietat es refereix a la presa de decisions en grup, un aspecte crític donat el context de l'administració pública. Després d'una anàlisi exhaustiva dels mètodes d'agregació d'opinions existents, s'ha arribat a la conclusió que cap satisfà completament les necessitats de l'administració. Per tant, s'ha desenvolupat el mètode HIVES, un enfocament innovador fonamentat en conceptes de matemàtica estadística i consideracions socials. Aquest nou mètode ha permès augmentar la correlació entre els actors de decisió i els resultats finals, assegurant una agregació justa, objectiva i ètica.
La segona propietat aborda la gestió de la incertesa. S'han presentat diverses tècniques per a manejar aquesta incertesa i seleccionat un conjunt d'elles per a formar el sistema de gestió d'incertesa del SEPIP. Aquest sistema, que inclou els mètodes d'atributs de base lingüística, atributs de base lingüística amb filiació i simulació de Montecarlo, garanteix l'aplicabilitat del SEPIP en tots els escenaris que podrien ser rellevants per a l'administració pública. A més, davant la incertesa en les opinions dels decisores, s'ha estès el mètode HIVES a HIVES Intervals.
La tercera i quarta propietat s'enfoquen en la gestió de resultats, adaptant-los a les necessitats de l'administració pública. En primer lloc, s'ha abordat la classificació, que implica l'assignació de grups o etiquetes a cada inversió segons els seus índexs de sostenibilitat. Amb aquest objectiu, s'ha desenvolupat MIVES Sorting, un nou mètode de classificació d'alternatives. En segon lloc, s'ha estudiat l'optimització, que es refereix a la selecció òptima d'inversions dins d'un pressupost limitat. En aquest context, s'ha optat per implementar el mètode Knapsack en el SEPIP.
La cinquena i última propietat estudia als efectes adversos en els indicadors. Donada la rellevància que alguns indicadors adquireixen en les licitacions públiques, on alguns projectes poden sacrificar uns certs indicadors a la recerca d'un millor rendiment global, s'ha desenvolupat MIVES Estès. Aquest mètode té la capacitat d'incorporar funcions negatives, la qual cosa permet la generació d'índexs negatius per a minimitzar el resultat final agregat.
Com a últim pas, el SEPIP ha estat aplicat a un cas real d'estudi a la ciutat de Manresa, la qual cosa ha permès analitzar i validar els components desenvolupats al llarg de tota aquesta Tesi Doctoral.
(Español) En esta Tesis Doctoral se afronta uno de los desafíos más significativos de la administración española: la selección y gestión eficiente de las inversiones públicas. Con este objetivo, se ha desarrollado y presentado el "Sistema de Evaluación y Priorización de Inversiones Públicas" (SEPIP), diseñado específicamente para satisfacer las necesidades de la administración pública. Con ello se pretende contribuir a abrir el camino definitivo del uso de métodos científicos de toma de decisiones como apoyo a la selección de inversiones y actuaciones públicas, superando, de este modo, las barreras que existen en la actualidad.
Para dar inicio al diseño del SEPIP, se han expuesto y analizado las principales técnicas de priorización de alternativas, con el objetivo de seleccionar un método que sirva como base de cálculo para los índices de sostenibilidad de las inversiones. En este contexto, se ha escogido el método multicriterio MIVES, cuyas propiedades y características han sido analizadas y comparadas con las necesidades de la administración pública, hallándose así cinco propiedades a desarrollar para el SEPIP.
La primera propiedad se refiere a la toma de decisiones en grupo, un aspecto crítico dado el contexto de la administración pública. Tras un análisis exhaustivo de los métodos de agregación de opiniones existentes, se ha llegado a la conclusión de que ninguno satisface completamente las necesidades de la administración. Por lo tanto, se ha desarrollado el método HIVES, un enfoque innovador fundamentado en conceptos de matemática estadística y consideraciones sociales. Este nuevo método ha permitido aumentar la correlación entre los actores de decisión y los resultados finales, asegurando una agregación justa, objetiva y ética.
La segunda propiedad aborda la gestión de la incertidumbre. Se han presentado diversas técnicas para manejar esta incertidumbre y seleccionado un conjunto de ellas para formar el sistema de gestión de incertidumbre del SEPIP. Este sistema, que incluye los métodos de atributos de base lingüística, atributos de base lingüística con membresía y simulación de Monte Carlo, garantiza la aplicabilidad del SEPIP en todos los escenarios que podrían ser relevantes para la administración pública. Además, ante la incertidumbre en las opiniones de los decisores, se ha extendido el método HIVES a HIVES Intervalos.
La tercera y cuarta propiedad se enfocan en la gestión de resultados, adaptándolos a las necesidades de la administración pública. En primer lugar, se ha abordado la clasificación, que implica la asignación de grupos o etiquetas a cada inversión según sus índices de sostenibilidad. Con este objetivo, se ha desarrollado MIVES Sorting, un nuevo método de clasificación de alternativas. En segundo lugar, se ha estudiado la optimización, que se refiere a la selección óptima de inversiones dentro de un presupuesto limitado. En este contexto, se ha optado por implementar el método Knapsack en el SEPIP.
La quinta y última propiedad estudia a los efectos adversos en los indicadores. Dada la relevancia que algunos indicadores adquieren en las licitaciones públicas, donde algunos proyectos pueden sacrificar ciertos indicadores en busca de un mejor rendimiento global, se ha desarrollado MIVES Extendido. Este método tiene la capacidad de incorporar funciones negativas, lo que permite la generación de índices negativos para minimizar el resultado final agregado.
Como último paso, el SEPIP ha sido aplicado a un caso real de estudio en la ciudad de Manresa, lo que ha permitido analizar y validar los componentes desarrollados a lo largo de toda esta Tesis DoctoralClustering large dimensional data via second order statistics: applications in wireless communicationsPereira, Roberto Matheus Pinheirohttp://hdl.handle.net/2117/4055762024-03-28T19:49:41Z2024-03-28T19:32:33ZClustering large dimensional data via second order statistics: applications in wireless communications
Pereira, Roberto Matheus Pinheiro
(English) In many modern signal processing applications, traditional machine learning and pattern recognition methods heavily rely on the having a sufficiently large amount of data samples to correctly estimate the underlying structures within complex signals. The main idea is to understand the inherent structural information and relationships embedded within the raw data, thereby enabling a wide variety of inference tasks. Nevertheless, the definition of what constitutes a sufficiently large dataset remains subjective and it is often problem-dependent. In this context, traditional learning approaches often fail to learn meaningful structures in the cases where the number of features closely matches (or even exceeds) the number of observations. These scenarios emphasize the need for tailored strategies that effectively extract meaningful structured information from these high-dimensional settings. In this thesis we address fundamental challenges posed by applying traditional machine learning techniques in large dimensional settings.
Particularly, this thesis explores the comparison and clustering of symmetric positive definite matrices, such as covariance matrices, seen as objects in a Riemannian manifold. Initially, we investigate the asymptotic behavior of distances between sample covariance matrices by establishing a central limit theorem (CLT) that allows us to describe the asymptotic statistical law of these distances. We provide a general result for the class of distances that can be expressed as sums of traces of functions applied separately to each covariance matrix. This class includes conventional metrics like the Euclidean distance and Jeffreys' divergence, as well as more advanced distances found in Riemannian geometry, such as the log-Euclidean metric. Subsequently, we extend these findings to address the challenge of consistently estimating the distance between covariance matrices directly from the data. We complement this with a new statistical analysis of the asymptotic behavior of this category of distance estimators. Finally, we showcase the practical implications of these results by demonstrating how unsupervised learning algorithms can leverage them, with specific applications in wireless communications. In doing so, this thesis contributes with theoretical insights into unsupervised learning mechanisms, with a practical orientation toward wireless communication systems. The overarching aim is to facilitate the integration and interpretability of unsupervised learning solutions in forthcoming wireless networks and broader signal processing challenges.; (Español) En varias aplicaciones modernas de procesado de señales, los métodos tradicionales de aprendizaje automático y reconocimiento de patrones dependen en gran medida de la presencia de una cantidad de muestras de datos suficientemente grande para estimar correctamente las estructuras subyacentes en señales complejas. La idea principal es adquirir la información estructural inherente y las relaciones intrínsecas dentro de los datos brutos, lo que permite una amplia variedad de tareas de inferencia. Sin embargo, la definición de lo que constituye un conjunto de datos suficientemente grande sigue siendo subjetiva y a su vez depende del problema. En este contexto, los enfoques de aprendizaje tradicionales a menudo fallan al aprender estructuras significativas, especialmente en los casos en los que la dimensíon de los dados es muy similar (o incluso superior) al número de observaciones. Estos escenarios enfatizan la necesidad de diseñar nuevas estrategias que permitan extraer de forma eficaz información estructurada y significativa desde estos contextos de alta dimensionalidad. En esta tesis abordamos los desafíos fundamentales que plantean la aplicación de las técnicas tradicionales de aprendizaje automático en entornos de grandes dimensiones.
En concreto, esta tesis explora la comparación y el agrupamiento de matrices simétricas definidas positivas, como las matrices de covarianza, vistas como objetos en una variedad de Riemann. Inicialmente, investigamos el comportamiento asintótico de las distancias entre matrices de covarianza muestral estableciendo un teorema central del límite que nos permite describir la distribución asintótica de estas distancias. En concreto, presentamos un resultado general para la familia de distancias que pueden expresarse como sumas de trazas de funciones aplicadas por separado a cada matriz de covarianza. Esta familia incluye métricas convencionales como la distancia euclidiana y la divergencia de Jeffreys, así como distancias más avanzadas basadas en la geometría riemanniana, como la métrica log-euclidiana. Posteriormente, ampliamos estos hallazgos para abordar el reto de estimar coherentemente la distancia entre matrices de covarianza directamente a partir de los datos asociados a ellas. Complementamos este estudio con un nuevo análisis estadístico del comportamiento asintótico de esta categoría de estimadores de distancia. Finalmente, mostramos las implicaciones prácticas de estos resultados demostrando cómo algoritmos de aprendizaje no supervisado pueden hacer uso de esas métricas y su respectivas distribuciones asintóticas, con aplicaciones específicas en la comunicación inalámbrica. De este modo, esta tesis aporta perspectivas teóricas sobre los mecanismos de aprendizaje no supervisado, con una orientación práctica hacia los sistemas de comunicación inalámbrica. El objetivo principal es facilitar la integración y la interpretabilidad de las soluciones de aprendizaje no supervisado en las redes inalámbricas de próxima generación, así como en desafíos más amplios en el procesado de señales.
Tesi amb menció de Doctorat Internacional
2024-03-28T19:32:33ZPereira, Roberto Matheus Pinheiro(English) In many modern signal processing applications, traditional machine learning and pattern recognition methods heavily rely on the having a sufficiently large amount of data samples to correctly estimate the underlying structures within complex signals. The main idea is to understand the inherent structural information and relationships embedded within the raw data, thereby enabling a wide variety of inference tasks. Nevertheless, the definition of what constitutes a sufficiently large dataset remains subjective and it is often problem-dependent. In this context, traditional learning approaches often fail to learn meaningful structures in the cases where the number of features closely matches (or even exceeds) the number of observations. These scenarios emphasize the need for tailored strategies that effectively extract meaningful structured information from these high-dimensional settings. In this thesis we address fundamental challenges posed by applying traditional machine learning techniques in large dimensional settings.
Particularly, this thesis explores the comparison and clustering of symmetric positive definite matrices, such as covariance matrices, seen as objects in a Riemannian manifold. Initially, we investigate the asymptotic behavior of distances between sample covariance matrices by establishing a central limit theorem (CLT) that allows us to describe the asymptotic statistical law of these distances. We provide a general result for the class of distances that can be expressed as sums of traces of functions applied separately to each covariance matrix. This class includes conventional metrics like the Euclidean distance and Jeffreys' divergence, as well as more advanced distances found in Riemannian geometry, such as the log-Euclidean metric. Subsequently, we extend these findings to address the challenge of consistently estimating the distance between covariance matrices directly from the data. We complement this with a new statistical analysis of the asymptotic behavior of this category of distance estimators. Finally, we showcase the practical implications of these results by demonstrating how unsupervised learning algorithms can leverage them, with specific applications in wireless communications. In doing so, this thesis contributes with theoretical insights into unsupervised learning mechanisms, with a practical orientation toward wireless communication systems. The overarching aim is to facilitate the integration and interpretability of unsupervised learning solutions in forthcoming wireless networks and broader signal processing challenges.
(Español) En varias aplicaciones modernas de procesado de señales, los métodos tradicionales de aprendizaje automático y reconocimiento de patrones dependen en gran medida de la presencia de una cantidad de muestras de datos suficientemente grande para estimar correctamente las estructuras subyacentes en señales complejas. La idea principal es adquirir la información estructural inherente y las relaciones intrínsecas dentro de los datos brutos, lo que permite una amplia variedad de tareas de inferencia. Sin embargo, la definición de lo que constituye un conjunto de datos suficientemente grande sigue siendo subjetiva y a su vez depende del problema. En este contexto, los enfoques de aprendizaje tradicionales a menudo fallan al aprender estructuras significativas, especialmente en los casos en los que la dimensíon de los dados es muy similar (o incluso superior) al número de observaciones. Estos escenarios enfatizan la necesidad de diseñar nuevas estrategias que permitan extraer de forma eficaz información estructurada y significativa desde estos contextos de alta dimensionalidad. En esta tesis abordamos los desafíos fundamentales que plantean la aplicación de las técnicas tradicionales de aprendizaje automático en entornos de grandes dimensiones.
En concreto, esta tesis explora la comparación y el agrupamiento de matrices simétricas definidas positivas, como las matrices de covarianza, vistas como objetos en una variedad de Riemann. Inicialmente, investigamos el comportamiento asintótico de las distancias entre matrices de covarianza muestral estableciendo un teorema central del límite que nos permite describir la distribución asintótica de estas distancias. En concreto, presentamos un resultado general para la familia de distancias que pueden expresarse como sumas de trazas de funciones aplicadas por separado a cada matriz de covarianza. Esta familia incluye métricas convencionales como la distancia euclidiana y la divergencia de Jeffreys, así como distancias más avanzadas basadas en la geometría riemanniana, como la métrica log-euclidiana. Posteriormente, ampliamos estos hallazgos para abordar el reto de estimar coherentemente la distancia entre matrices de covarianza directamente a partir de los datos asociados a ellas. Complementamos este estudio con un nuevo análisis estadístico del comportamiento asintótico de esta categoría de estimadores de distancia. Finalmente, mostramos las implicaciones prácticas de estos resultados demostrando cómo algoritmos de aprendizaje no supervisado pueden hacer uso de esas métricas y su respectivas distribuciones asintóticas, con aplicaciones específicas en la comunicación inalámbrica. De este modo, esta tesis aporta perspectivas teóricas sobre los mecanismos de aprendizaje no supervisado, con una orientación práctica hacia los sistemas de comunicación inalámbrica. El objetivo principal es facilitar la integración y la interpretabilidad de las soluciones de aprendizaje no supervisado en las redes inalámbricas de próxima generación, así como en desafíos más amplios en el procesado de señales.Promoting cardiac regeneration by biomimetic microenvironmentsMartínez Hernández, Marinahttp://hdl.handle.net/2117/4055752024-03-28T19:50:17Z2024-03-28T19:32:24ZPromoting cardiac regeneration by biomimetic microenvironments
Martínez Hernández, Marina
(English) Cardiovascular diseases are the most common cause of death in the world. The heart has a very limited regeneration capacity. Thus, following tissue damage – e.g., myocardial infarction –, heart transplantation remains the only effective and curative treatment. Efforts are now focused on developing alternative therapies aimed at regenerating the injured myocardium. In situ tissue engineering holds great promise for the activation and promotion of endogenous regenerative programs. Particularly, metabolic reprogramming offers the opportunity to stimulate cardiac tissue in situ by controlling energy substrate availability.
Employing metabolic reprogramming for guiding cell plasticity represents a promising approach for cardiac repair given that opposing and marked changes in cardiac metabolism and phenotype occur simultaneously. Notably, during fetal development, cardiac cells exist within a unique metabolic milieu characterized by low oxygen levels and high concentrations of lactate. In this environment, cardiomyocytes exhibit proliferative abilities and undergo hyperplasia. In contrast, adult cardiomyocytes are non-proliferative and primarily grow through hypertrophy. This is accompanied by the metabolic shift during fetal to adult transition, switching from glycolysis to lipid metabolism. Previous studies have demonstrated that exposure to exogenous lactate – i.e., by mimicking the metabolic microenvironment of early development – promotes cardiomyocyte proliferation and cell cycle progression. Still, these reports used immature cells, which do not have the same metabolism as adult tissue and thus may not mirror the in vivo response in a clinical setting.
Therefore, in this thesis, we evaluated the effect of exogenous lactate on mature cardiac tissue by using different established in vitro and ex vivo models of adult myocardium. First, we evaluated the response of adult cardiac fibroblasts to lactate. Exogenous lactate alleviated inflammation and did not promote fibrosis. On the contrary, some anti-fibrosis signatures were reported in activated cardiac fibroblasts, including reduced migration and decreased myofibroblast activation.
Then, we evaluated the effect of lactate in multicellular models, which comprised all cardiac cell types. These included in vitro living myocardial slices (LMS) and ex vivo isolated Langendorff hearts. Lactate maintained LMS alive for extended culture periods. Moreover, exogenous lactate significantly improved cardiac function of cryoinjured rat LMS and human (healthy and pathological) LMS. Particularly, analyses of gene expression revealed that lactate increases transcription of stemness-related, cell cycle, and cardiomyocyte structural genes. Furthermore, in a Langendorff mouse model of ischemia–reperfusion injury, reperfusion with lactate improved functional recovery. Cellular death and infarct size were also reduced upon administration of exogenous lactate at the onset of reperfusion.
Finally, we assessed the suitability of novel electroconductive bacterial cellulose materials (BC-Ppy) as cardiac patches. BC-Ppy displayed appropriate properties for cardiac applications, including electrical conductivities in the range of native cardiac tissue, and were biocompatible with cardiac cells. Importantly, BC-Ppy scaffolds promoted cell viability, attachment, and maturation of myoblasts towards a cardiomyocyte-like phenotype. Thus, BC-Ppy nanocomposites hold great promise as an appealing in vivo platform to locally deliver lactate through their combination with other lactate-releasing materials.
Altogether, this thesis highlights the pro regenerative capabilities of lactate in various models of mature cardiac tissue. Consequently, here we support the prospective employment of exogenous lactate as a metabolic modulator for in situ cardiac regenerative therapies.; (Català) Les malalties cardiovasculars són la causa més comuna de mort al món. El cor té una capacitat de regeneració molt limitada. Així doncs, després de danys tissulars,–- per exemple, com un infart de miocardi -, el trasplantament de cor segueix sent l'única opció de tractament efectiva i curativa. Actualment, els esforços estan centrats en desenvolupar teràpies alternatives amb l'objectiu de regenerar el miocardi lesionat. L'enginyeria de teixits in situ té un gran potencial per a l'activació i promoció dels programes regeneratius endògens. En particular, la reprogramació metabòlica ofereix l'oportunitat d'estimular el teixit cardíac in situ mitjançant el control de la disponibilitat de substrats energètics.
L'ús de la reprogramació metabòlica per guiar la plasticitat cel·lular i promoure la regeneració cardíaca és un procediment prometedor, ja que ocorren canvis oposats i marcats en el metabolisme i el fenotip cardíac de manera simultània. Cal destacar que durant el desenvolupament fetal, les cèl·lules cardíaques es troben en un entorn metabòlic únic caracteritzat per baixos nivells d'oxigen i altes concentracions de lactat. En aquest entorn, els miòcits cardíacs presenten capacitats proliferatives i experimenten hiperplàsia. En canvi, els miòcits cardíacs adults no són proliferatius i creixen principalment per hipertròfia. Això s'acompanya del canvi metabòlic durant la transició de fetal a adult, passant de la glicòlisi al metabolisme dels lípids. Estudis anteriors han demostrat que l'exposició al lactat exogen, és a dir, mimetitzant el microentorn metabòlic del desenvolupament primerenc, promou la proliferació dels miòcits cardíacs i la progressió del cicle cel·lular. No obstant això, aquests estudis han utilitzat cèl·lules immadures, que no tenen el mateix metabolisme que el teixit adult i, per tant, podrien no reflectir la resposta in vivo en un context clínic.
Per tant, en aquesta tesi, hem avaluat l'efecte del lactat exogen en teixit cardíac madur utilitzant diferents models establerts in vitro i ex vivo de miocardi adult. En primer lloc, hem avaluat la resposta dels fibroblasts cardíacs adults al lactat. El lactat exogen ha alleujat la inflamació i no ha promogut la fibrosi. Per contra, s'han observat certs indicis de disminució de la fibrosi en els fibroblasts cardíacs activats, incloent-hi una reducció de la migració i una disminució de l'activació de miofibroblasts.
A continuació, vam avaluar l'efecte del lactat en models multicel·lulars, que incloïen tots els tipus de cèl·lules cardíaques. Aquests models van incloure living myocardial slices (LMS) in vitro i cors aïllats ex vivo amb el mètode de Langendorff. El lactat va mantenir els LMS vius durant períodes de cultiu prolongats. A més, el lactat exogen va millorar significativament la funció cardíaca dels LMS de rates amb lesions per criogènesi i dels LMS humans (sans i patològics). En particular, els anàlisis de l'expressió gènica van revelar que el lactat augmenta la transcripció de gens relacionats amb la pluripotència, el cicle cel·lular i l'estructura dels miòcits cardíacs. A més, en un model Langendorff d'isquèmia-reperfusió de ratolí, la reperfusió amb lactat també va millorar la recuperació funcional. Així mateix, la mort cel·lular i la mida de l'infart també es van reduir mitjançant l'administració de lactat exogen en l'inici de la reperfusió.
En conjunt, aquesta tesi posa de manifest les capacitats proregeneratives del lactat en diversos models de teixit cardíac madur. Per tant, donem suport a la possibilitat d'usar lactat exogen com a modulador metabòlic per a teràpies de regeneració cardíaca in situ en un futur.
Tesi amb menció de Doctorat Internacional
2024-03-28T19:32:24ZMartínez Hernández, Marina(English) Cardiovascular diseases are the most common cause of death in the world. The heart has a very limited regeneration capacity. Thus, following tissue damage – e.g., myocardial infarction –, heart transplantation remains the only effective and curative treatment. Efforts are now focused on developing alternative therapies aimed at regenerating the injured myocardium. In situ tissue engineering holds great promise for the activation and promotion of endogenous regenerative programs. Particularly, metabolic reprogramming offers the opportunity to stimulate cardiac tissue in situ by controlling energy substrate availability.
Employing metabolic reprogramming for guiding cell plasticity represents a promising approach for cardiac repair given that opposing and marked changes in cardiac metabolism and phenotype occur simultaneously. Notably, during fetal development, cardiac cells exist within a unique metabolic milieu characterized by low oxygen levels and high concentrations of lactate. In this environment, cardiomyocytes exhibit proliferative abilities and undergo hyperplasia. In contrast, adult cardiomyocytes are non-proliferative and primarily grow through hypertrophy. This is accompanied by the metabolic shift during fetal to adult transition, switching from glycolysis to lipid metabolism. Previous studies have demonstrated that exposure to exogenous lactate – i.e., by mimicking the metabolic microenvironment of early development – promotes cardiomyocyte proliferation and cell cycle progression. Still, these reports used immature cells, which do not have the same metabolism as adult tissue and thus may not mirror the in vivo response in a clinical setting.
Therefore, in this thesis, we evaluated the effect of exogenous lactate on mature cardiac tissue by using different established in vitro and ex vivo models of adult myocardium. First, we evaluated the response of adult cardiac fibroblasts to lactate. Exogenous lactate alleviated inflammation and did not promote fibrosis. On the contrary, some anti-fibrosis signatures were reported in activated cardiac fibroblasts, including reduced migration and decreased myofibroblast activation.
Then, we evaluated the effect of lactate in multicellular models, which comprised all cardiac cell types. These included in vitro living myocardial slices (LMS) and ex vivo isolated Langendorff hearts. Lactate maintained LMS alive for extended culture periods. Moreover, exogenous lactate significantly improved cardiac function of cryoinjured rat LMS and human (healthy and pathological) LMS. Particularly, analyses of gene expression revealed that lactate increases transcription of stemness-related, cell cycle, and cardiomyocyte structural genes. Furthermore, in a Langendorff mouse model of ischemia–reperfusion injury, reperfusion with lactate improved functional recovery. Cellular death and infarct size were also reduced upon administration of exogenous lactate at the onset of reperfusion.
Finally, we assessed the suitability of novel electroconductive bacterial cellulose materials (BC-Ppy) as cardiac patches. BC-Ppy displayed appropriate properties for cardiac applications, including electrical conductivities in the range of native cardiac tissue, and were biocompatible with cardiac cells. Importantly, BC-Ppy scaffolds promoted cell viability, attachment, and maturation of myoblasts towards a cardiomyocyte-like phenotype. Thus, BC-Ppy nanocomposites hold great promise as an appealing in vivo platform to locally deliver lactate through their combination with other lactate-releasing materials.
Altogether, this thesis highlights the pro regenerative capabilities of lactate in various models of mature cardiac tissue. Consequently, here we support the prospective employment of exogenous lactate as a metabolic modulator for in situ cardiac regenerative therapies.
(Català) Les malalties cardiovasculars són la causa més comuna de mort al món. El cor té una capacitat de regeneració molt limitada. Així doncs, després de danys tissulars,–- per exemple, com un infart de miocardi -, el trasplantament de cor segueix sent l'única opció de tractament efectiva i curativa. Actualment, els esforços estan centrats en desenvolupar teràpies alternatives amb l'objectiu de regenerar el miocardi lesionat. L'enginyeria de teixits in situ té un gran potencial per a l'activació i promoció dels programes regeneratius endògens. En particular, la reprogramació metabòlica ofereix l'oportunitat d'estimular el teixit cardíac in situ mitjançant el control de la disponibilitat de substrats energètics.
L'ús de la reprogramació metabòlica per guiar la plasticitat cel·lular i promoure la regeneració cardíaca és un procediment prometedor, ja que ocorren canvis oposats i marcats en el metabolisme i el fenotip cardíac de manera simultània. Cal destacar que durant el desenvolupament fetal, les cèl·lules cardíaques es troben en un entorn metabòlic únic caracteritzat per baixos nivells d'oxigen i altes concentracions de lactat. En aquest entorn, els miòcits cardíacs presenten capacitats proliferatives i experimenten hiperplàsia. En canvi, els miòcits cardíacs adults no són proliferatius i creixen principalment per hipertròfia. Això s'acompanya del canvi metabòlic durant la transició de fetal a adult, passant de la glicòlisi al metabolisme dels lípids. Estudis anteriors han demostrat que l'exposició al lactat exogen, és a dir, mimetitzant el microentorn metabòlic del desenvolupament primerenc, promou la proliferació dels miòcits cardíacs i la progressió del cicle cel·lular. No obstant això, aquests estudis han utilitzat cèl·lules immadures, que no tenen el mateix metabolisme que el teixit adult i, per tant, podrien no reflectir la resposta in vivo en un context clínic.
Per tant, en aquesta tesi, hem avaluat l'efecte del lactat exogen en teixit cardíac madur utilitzant diferents models establerts in vitro i ex vivo de miocardi adult. En primer lloc, hem avaluat la resposta dels fibroblasts cardíacs adults al lactat. El lactat exogen ha alleujat la inflamació i no ha promogut la fibrosi. Per contra, s'han observat certs indicis de disminució de la fibrosi en els fibroblasts cardíacs activats, incloent-hi una reducció de la migració i una disminució de l'activació de miofibroblasts.
A continuació, vam avaluar l'efecte del lactat en models multicel·lulars, que incloïen tots els tipus de cèl·lules cardíaques. Aquests models van incloure living myocardial slices (LMS) in vitro i cors aïllats ex vivo amb el mètode de Langendorff. El lactat va mantenir els LMS vius durant períodes de cultiu prolongats. A més, el lactat exogen va millorar significativament la funció cardíaca dels LMS de rates amb lesions per criogènesi i dels LMS humans (sans i patològics). En particular, els anàlisis de l'expressió gènica van revelar que el lactat augmenta la transcripció de gens relacionats amb la pluripotència, el cicle cel·lular i l'estructura dels miòcits cardíacs. A més, en un model Langendorff d'isquèmia-reperfusió de ratolí, la reperfusió amb lactat també va millorar la recuperació funcional. Així mateix, la mort cel·lular i la mida de l'infart també es van reduir mitjançant l'administració de lactat exogen en l'inici de la reperfusió.
En conjunt, aquesta tesi posa de manifest les capacitats proregeneratives del lactat en diversos models de teixit cardíac madur. Per tant, donem suport a la possibilitat d'usar lactat exogen com a modulador metabòlic per a teràpies de regeneració cardíaca in situ en un futur.Relación entre estratificación socioeconómica y exposición al material particulado (PM10 y PM2.5) en el área urbana de Botogá (Colombia)Cortés Duarte, María Carolinahttp://hdl.handle.net/2117/4055742024-03-28T19:49:12Z2024-03-28T19:32:17ZRelación entre estratificación socioeconómica y exposición al material particulado (PM10 y PM2.5) en el área urbana de Botogá (Colombia)
Cortés Duarte, María Carolina
(English) Environmental inequality metrics require complex analyses between social, economic and environmental variables at different scales. The current research develops metrics within this framework to determine correlations between socio-environmental position and air quality in highly densified areas, focusing on the urban environment of the city of Bogota, Colombia (South America). In addition to the variables related to public health, there are other variables that have also been proposed to measure environmental inequality, such as population density by UPZ, population of working age, health institutions, active pensioners, per capita income, companies created, demography of the victim population by locality, food voucher, total enrollment in official schools and finally, rate of school dropout in official schools, increasing the contributions to the concept of environmental justice framework. .
During the research, tools were provided to build a methodological proposal that promotes the well-being and life quality of Bogota residents, integrating socio-environmental factors to the current socioeconomic status, among them, exposure to particulate matter.; (Català) Les mètriques de desigualtat ambiental requereixen anàlisis complexes entre variables socials, econòmiques i ambientals a diferents escales. La investigació actual desenvolupa mètriques en aquest marc per determinar correlacions entre la posició socioambiental i la qualitat de l'aire en zones altament densificades, centrant-se en l'entorn urbà de la ciutat de Bogotà, Colòmbia (Amèrica del Sud). A més de les variables relacionades amb la salut pública, hi ha altres variables que també s'han proposat per mesurar la desigualtat ambiental, com ara la densitat de població per UPZ, població en edat de treballar, institucions sanitàries, pensionistes actius, renda per càpita, empreses creades, demografia. de la població víctime per localitat, val d'aliments, matriculació total als centres oficials i, finalment, taxa d'abandonament escolar als centres oficials, augmentant les aportacions al concepte de marc de justícia ambiental. .
Durant la investigació es van oferir eines per construir una proposta metodològica que afavoreixi el benestar i la qualitat de vida dels residents de Bogotà, integrant factors socioambientals a l'estat socioeconòmic actual, entre ells, l'exposició a les partícules.; (Español) Desarrollar métricas en desigualdad ambiental requiere el estudio de sistemas complejos de naturaleza social, económica y ambiental a diferentes escalas territoriales. La presente investigación desarrolla métricas en ese marco para determinar correlaciones entre la posición socioambiental y la calidad del aire de zonas altamente densificados, ahondando en el entorno urbano de la ciudad Bogotá, Colombia (Suramérica). Además de las variables en la salud pública, se integraron al análisis otras variables como la densidad de la población por UPZ , población en edad de trabajar, instituciones prestadoras de salud, pensionados activos, ingreso per cápita, empresas creadas, demografía de la población víctima por localidad, bono de alimentación, matrícula total en colegios oficiales y finalmente, tasa de deserción escolar en colegios oficiales, aportando contribuciones al concepto de justicia ambiental.
Durante el transcurso de la investigación se consiguieron herramientas para construir una propuesta metodológica que propenda por el bienestar y la calidad de vida de los bogotanos integrando variables socioambientales a la actual estatificación socioeconómica urbana, entre ellas, la exposición al material particulado.
2024-03-28T19:32:17ZCortés Duarte, María Carolina(English) Environmental inequality metrics require complex analyses between social, economic and environmental variables at different scales. The current research develops metrics within this framework to determine correlations between socio-environmental position and air quality in highly densified areas, focusing on the urban environment of the city of Bogota, Colombia (South America). In addition to the variables related to public health, there are other variables that have also been proposed to measure environmental inequality, such as population density by UPZ, population of working age, health institutions, active pensioners, per capita income, companies created, demography of the victim population by locality, food voucher, total enrollment in official schools and finally, rate of school dropout in official schools, increasing the contributions to the concept of environmental justice framework. .
During the research, tools were provided to build a methodological proposal that promotes the well-being and life quality of Bogota residents, integrating socio-environmental factors to the current socioeconomic status, among them, exposure to particulate matter.
(Català) Les mètriques de desigualtat ambiental requereixen anàlisis complexes entre variables socials, econòmiques i ambientals a diferents escales. La investigació actual desenvolupa mètriques en aquest marc per determinar correlacions entre la posició socioambiental i la qualitat de l'aire en zones altament densificades, centrant-se en l'entorn urbà de la ciutat de Bogotà, Colòmbia (Amèrica del Sud). A més de les variables relacionades amb la salut pública, hi ha altres variables que també s'han proposat per mesurar la desigualtat ambiental, com ara la densitat de població per UPZ, població en edat de treballar, institucions sanitàries, pensionistes actius, renda per càpita, empreses creades, demografia. de la població víctime per localitat, val d'aliments, matriculació total als centres oficials i, finalment, taxa d'abandonament escolar als centres oficials, augmentant les aportacions al concepte de marc de justícia ambiental. .
Durant la investigació es van oferir eines per construir una proposta metodològica que afavoreixi el benestar i la qualitat de vida dels residents de Bogotà, integrant factors socioambientals a l'estat socioeconòmic actual, entre ells, l'exposició a les partícules.
(Español) Desarrollar métricas en desigualdad ambiental requiere el estudio de sistemas complejos de naturaleza social, económica y ambiental a diferentes escalas territoriales. La presente investigación desarrolla métricas en ese marco para determinar correlaciones entre la posición socioambiental y la calidad del aire de zonas altamente densificados, ahondando en el entorno urbano de la ciudad Bogotá, Colombia (Suramérica). Además de las variables en la salud pública, se integraron al análisis otras variables como la densidad de la población por UPZ , población en edad de trabajar, instituciones prestadoras de salud, pensionados activos, ingreso per cápita, empresas creadas, demografía de la población víctima por localidad, bono de alimentación, matrícula total en colegios oficiales y finalmente, tasa de deserción escolar en colegios oficiales, aportando contribuciones al concepto de justicia ambiental.
Durante el transcurso de la investigación se consiguieron herramientas para construir una propuesta metodológica que propenda por el bienestar y la calidad de vida de los bogotanos integrando variables socioambientales a la actual estatificación socioeconómica urbana, entre ellas, la exposición al material particulado.