Analysis of the relationship between light intensity and electrical power of corona discharges

This work analyzes the intensity of the light emitted by corona discharges using a smartphone camera, which is compared to the electrical power associated with the corona discharges. The raw images from the camera provide essential information for the experiment. Data at different atmospheric pressures are also provided to help students understand that at lower pressures, due to the increased mean free path of the electrons, they are more efficient at ionizing neutral air molecules. An analysis of the data obtained also makes it possible to estimate the values of the energy of the electrons involved in the discharge process, the mean free path of the electrons and the cross section for electron collision, using much simpler equipment compared to other studies. The data and approach presented in this paper can be adapted for a group project or a guided practical session for both undergraduate and graduate courses.This work was partially supported by Ministerio de Ciencia e Innovación de España, grant number PID2020-114240RB-I00 and by the Generalitat de Catalunya, grant number 2021 SGR 967Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Connecting the water footprint with the water-energy-food-ecosystems nexus concept and its added value in the Mediterranean

The Mediterranean region faces significant challenges within the Water-Energy-Food-Ecosystem (WEFE) Nexus due to water scarcity, increasing agricultural and energy demands, and ecosystem degradation exacerbated by climate change. This research addresses these challenges by integrating two water footprint (WF) methodologies, the volumetric Water Footprint Assessment (WFA) and the impact-oriented Water Scarcity Footprint (WSF) and then correlating the results with the WEF Nexus Index and other sustainability indicators, to explore trade-offs and synergies across water, energy, food, and ecosystem dimensions at multiple scales. Findings highlight that the most significant impacts of water consumption stem from the cultivation of water-intensive crops in water-scarce regions, both within and beyond the Mediterranean. This underscores the pivotal role of virtual water trade and the global implications of local water management practices. The results further reveal critical disparities in water resource use and stress among Mediterranean countries, emphasizing the need for targeted policy interventions and international cooperation to address these challenges. By elucidating the interdependencies between water and the other WEFE Nexus dimensions, this study contributes valuable insights for policymakers, researchers, and stakeholders striving to achieve sustainable resource management and resilience in the Mediterranean region and beyond.Peer ReviewedPostprint (published version

FÍSICA (Parcial) 2n Q

ParcialResolved2024-20252n quadrimestr

EQUACIONS DIFERENCIALS (Examen, 2n quadrimestre)

Examen parcialResolved2024/20252n quadrimestr

Seguridad y salud laboral en el sector de la construcción: análisis de la situación judicial respecto a la responsabilidad penal

El presente estudio aborda la responsabilidad penal derivada de los accidentes laborales en el sector de la construcción, un sector de alta peligrosidad en el que la seguridad y salud laboral es fundamental. Este estudio se centra en analizar cómo los incumplimientos de la normativa en Prevención de Riesgos Laborales pueden generar procesos judiciales que implican la responsabilidad penal de diversos actores. El principal objetivo de esta investigación es realizar un análisis detallado de la situación judicial en España respecto a los procesos penales relacionados con accidentes laborales en este ámbito. Para ello, se examinan los factores que influyen en la imputación de responsabilidades, tanto a nivel empresarial como individual. Además, se llevará a cabo una revisión exhaustiva de la normativa vigente y un análisis crítico de las sentencias judiciales más relevantes en este contexto. Un objetivo destacado del trabajo es la elaboración de cuadros explicativos que sintetizan de manera clara y sistemática los sujetos responsables según la legislación vigente y las implicaciones derivadas de las sentencias analizadas. Este análisis es particularmente relevante, ya que se presenta un cuadro esquemático sobre la determinación de los sujetos activos del delito contra la seguridad en el trabajo en el sector de la construcción, basado en tres normativas clave: la Ley 31/1995 de Prevención de Riesgos Laborales, la Ley 38/1999 de Ordenación de la Edificación y el Real Decreto 1627/1997. Dicho cuadro refleja la complejidad y la jerarquía de responsabilidades, subrayando la importancia de una interpretación clara y precisa de las normativas para garantizar la correcta asignación de responsabilidades en el sector. Estos cuadros buscan facilitar la comprensión de los principales aspectos legales y judiciales en la gestión de la Prevención de Riesgos Laborales en el sector de la Construcción. El propósito de este análisis es ofrecer una visión integral de las implicaciones legales en la gestión de la Prevención de Riesgos Laborales en el sector de la construcción, destacando la importancia de una correcta implementación de las medidas preventivas para evitar tanto accidentes laborales como responsabilidades penales

Nature-based solutions to reduce the spread of antibiotics and antimicrobial resistance genes in aquatic ecosystem

Tesi en modalitat de compendi de publicacionsTesi amb menció de Doctorat Internacional(English) Antibiotics (ABs) are antimicrobial agents whose production and consumption have increased exponentially since the discovery of penicillin in 1929. The overuse of ABs has driven the emergence of antibiotic resistance, leading the frequent detection of ABs and antimicrobial resistance genes (ARG) in aquatic environments, primarily due to wastewater treatment plants (WWTP) effluent discharge despite regulatory efforts. Additionally, prolonged extreme weather conditions, such as droughts, intensify this issue by reducing water availability, threatening aquatic ecosystems and human health. Although advanced water treatment technologies, such as ozonation or membrane-based systems, can remove these pollutants from wastewater, their high cost of construction and maintenance, limited their widespread implementation. Alternatively, Nature-Based Solutions (NBS) have emerged as a potential option due to their cost-effectiveness and their potential capacity to remove a wide range of pollutants. However, studies on the reduction of ABs and ARGs in full-scale on NBS applied to wastewater treatment or river streams remain limited. This PhD dissertation is presented as a compendium of publications and evaluates the effectiveness of NBS in reducing ABs and ARGs in wastewater. First, a review study explored the capacity of NBS to reduce the presence of ABs, ARGs and pathogens across diverse aquatic environments spanning secondary wastewater treatment to estuarine areas and saltmarshes (Chapter II – DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.174273). Second, the performance of two full-scale configurations of constructed wetlands (CW) as tertiary wastewater treatment systems were monitored during the summer and the winter seasons to assess the reduction of ABs and ARGs (Chapter III – DOI: 10.1016/j.watres.2024.122038). Their effectiveness were compared with a conventional tertiary wastewater treatment technology system. Third, the impact of wastewater effluent-dominated stream renaturalization on the reduction of ABs and ARGs across seasonal variations was assessed by monitoring a vegetated and less vegetated stream during both warm and cold periods (Chapter IV – DOI: 10.1016/j.envres.2025.120910). The findings presented in this doctoral research project demonstrate that NBSs are potential alternatives for water treatment management in river basins. CWs as tertiary wastewater-treatment systems have shown the capacity to improve the general water quality parameters and remove ABs and ARGs. In addition, unlike conventional systems, those systems promote a shift in microbial composition towards a more natural profile and reduce the ecotoxicological and resistance selection risks more than a conventional tertiary WWTP. Furthermore, vegetated streams with meanders have shown to increase the degradation kinetics of ABs and the attenuation of ARGs, foster gradual changes in bacterial community structures and decrease the ecotoxicological and resistance selection risks, especially during the warm period. Further research should keep focusing on evaluating novel full-scale NBS configurations, identification of the transformation products (TPs) as well as other aquatic micropollutants, quantification of diverse ARGs and assessing the ecological status of the water.(Català) Els antibiòtics (ABs) són agents antimicrobians al quals la seva producció i el consum han augmentat exponencialment des del descobriment de la penicil·lina el 1929. L’ús excessiu d’ABs ha impulsat l’aparició de resistència als antibiòtics, provocant la detecció freqüent d’ABs i gens de resistència als antimicrobians (ARGs) en entorns aquàtics, principalment degut els efluents de les estacions depuradores d’aigües residuals (EDAR), malgrat els esforços regulatoris. A més, les condicions metereològiques extremes prolongades, com les sequeres, intensifiquen aquest problema al reduir la disponibilitat d’aigua, amenaçant els ecosistemes aquàtics i la salut humana. Tot i que s’han desenvolupat tecnologies avançades de tractament d’aigua, com l’ozonització o els sistemes basats en membranes, poden eliminar aquests contaminants de l’aigua residual, el seu elevat cost de construcció i manteniment ha limitat la seva implementació generalitzada. Alternativament, les Solucions basades en la Natura (SbN) han sorgit com una opció potencial gràcies a la seva rendibilitat i capacitat per eliminar una àmplia varietat de contaminants. No obstant això, els estudis sobre la reducció d’ABs i ARGs a escala real mitjançant NBS aplicades al tractament d’aigües residuals o als cursos fluvials continuen sent limitats. Aquesta tesi doctoral es presenta com un compendi de publicacions i avalua l’eficiència de les SbN en la reducció d’ABs i ARGs de les aigües residuals. En primer lloc, es va realitzar un estudi de revisió per analitzar la capacitat de les SbN per reduir la presència d’ABs, ARGs i patògens en diversos entorns aquàtics, des del tractament secundari fins a zones estuarianes i maresmes salines (Capítol II – DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.174273). En segon lloc, es va monitoritzar el rendiment de dues configuracions d’aiguamolls construïts (AC) a escala real com sistemes terciaris durant les estacions d’estiu i hivern per avaluar la reducció d’ABs i ARGs. La seva eficiència es va comparar amb un sistema convencional de tractament terciari d’aigües residuals (Capítol III – DOI: 10.1016/j.watres.2024.122038). En tercer lloc, es va analitzar l’impacte de les aigües residuals en rieres renaturalitzades en la reducció d’ABs i ARGs al llarg de les variacions estacionals, mitjançant el monitoreig de rieres amb més i menys vegetació durant el període càlid i fred (Capítol IV – DOI: 10.1016/j.envres.2025.120910). Els descobriments presentats en aquest projecte de recerca doctoral demostren que les SbN són alternatives rellevants per a la gestió del tractament d’aigua en conques fluvials. Els AC com a sistemes terciaris han demostrat la seva capacitat de millorar els paràmetres generals de qualitat de l’aigua i eliminar ABs i ARGs. A més, a diferència dels sistemes convencionals, aquests sistemes afavoreixen un canvi en la composició microbiana cap a un perfil més natural i redueixen més els riscos ecotoxicològics i de selecció de resistències que una planta convencional de tractament terciari d’aigües residuals. A més, les rieres amb vegetació i meandres han demostrat augmentar la velocitat de degradació dels ABs i l’atenuació dels ARGs, promou canvis graduals en les estructures de les comunitats bacterianes i disminueixen els riscos ecotoxicològics i de selecció de resistència, especialment durant el període càlid. Les investigacions futures haurien de centrar-se en l’avaluació de noves configuracions de SbN a escala real, la identificació dels productes de transformació (PTs) i d’altres microcontaminants aquàtics, la quantificació de diversos ARGs i l’avaluació de l’estat ecològic.(Español) Los antibióticos (ABs) son agentes microbianos cuya producción y consumo han aumentado exponencialmente desde el descubrimiento de la penicilina en 1929. El uso excesivo de los ABs ha impulsado la aparición de la resistencia a los antibióticos, lo que ha llevado a la detectión frecuente de los ABs y los genes de resistencia a los antimicrobianos (ARG) en diversos entornos acuáticos, principalmente debido a la descarga de efluentes de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), a pesar de los esfuerzos regulatorios. Además, las condiciones climáticas extremas prolongadas, como las sequías, agravan este problema al reducir la disponibilidad de agua, poniendo en riesgo los ecosistemas acuáticos y la salud humana. Aunque se han desarrollado tecnologías avanzadas, como la ozonización o sistemas basados en membranas, pueden eliminar estos contaminantes del agua residual, su elevado coste de construcción y mantenimiento, ha limitado su implementación a gran escala. Alternativamente, las Soluciones basadas en la Naturaleza (SbN) han surgido como una potencial opción debido a su rentabilidad y su capacidad para una amplia variedad de contaminantes. Sin embargo, los estudios a escala real sobre la reducción de ABs y ARGs en SbN aplicadas al tratamiento de aguas residuales o a cursos fluviales siguen siendo limitados. Esta tesis doctoral es presentada como un compendio de publicaciones y evalúa la eficiencia de las SbN en la reducción de ABs y ARGs en aguas residuales. En primer lugar, se realizó un estudio de revisión para analizar la capacidad de las SbN en reducir ABs, ARGs y patógenos en diversos entornos acuáticos desde tratamientos secundarios hasta zonas estuarinas y marismas (Capítulo II – DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.174273). En segundo lugar, se monitorizó el rendimiento de dos configuraciones a escala real de humedales construidos (HC) como sistemas terciarios durante las estaciones de verano y invierno, con el objetivo de evaluar la reducción de ABs y ARGs. Su eficacia fue comparada con un sistema convencional de tratamiento terciario de aguas residuales (Capítulo III – DOI: 10.1016/j.watres.2024.122038). En tercer lugar, se analizó el impacto de la renaturalización de arroyos dominados por efluentes de aguas residuales en la reducción de ABs y ARGs a lo largo de las variaciones estacionales, mediante el monitoreo de un arroyo con mayor y menor cobertura vegetal durante períodos cálidos y fríos (Capítulo IV – DOI: 10.1016/j.envres.2025.120910). Los descubrimientos presentados de esta investigación doctoral demuestran que las SbN son unas alternativas viables para la gestión del tratamiento de agua en las cuencas fluviales. En concreto, los HCs como sistemas terciarios de tratamiento de agua residual han demostrado su capacidad para mejorar los parámetros generales de calidad del agua y eliminar ABs y ARGs. Además, a diferencia de los sistemas convencionales, estos sistemas promover un cambio en la composición microbiana hacia perfiles más naturales y reducen los riesgos ecotoxicológicos y selección de resistencia en mayor medida que el EDAR terciario convencional. Además, las rieras con vegetación y meandros han demostrado un aumento en la velocidad de degradación de ABs y atenuación de ARGs, promoviendo cambios graduales en las estructura de las comunidades bacterianas y disminuyendo los riesgos ecotoxicológicos y de selección de resistencia, especialmente durante el período cálido. Las investigaciones futuras deberían centrarse en la evaluación de nuevas configuraciones de SbN a escala real, la identificación de productos de transformación (PTs) y de otros microcontaminantes acuáticos, la cuantificación de diversos ARGs y la evaluación del estado ecológico.Postprint (published version

Reinforcement learning and multi-access edge computing for 6G-Based underwater wireless networks

6G networks are envisioned to dramatically enhance the connectivity landscape by integrating communication across ground, air, and sea environments. In the aquatic domain, the Internet of Underwater Things (IoUT) represents a global network of intelligent underwater devices designed to capture, interpret, and share data. Although Underwater Acoustic Communications (UAC) has become widespread as a solution for transmitting information, data collection from Underwater Sensor Nodes (USNs) to the surface results in extensive delays and higher energy consumption. Edge communication emerges as a solution to address these challenges. In this approach, Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) bring edge computing as close as possible to the source devices. This paper proposes an innovative AUV-based Multi-Access Edge Computing (MEC) system where cluster-heads that collect data from IoUT devices offload their associated computational tasks to local AUVs. These AUVs are strategically positioned to execute tasks either fully locally, partially, or by offloading them entirely to a more resource-equipped AUV (AUV MEC). We achieve this by jointly optimizing the task offloading strategy, resource allocation, and the trajectories of the AUVs. We formulate a non-convex optimization problem to minimize the weighted sum of service delays for all local AUVs and their energy consumption. To address the NP-hard nature of this problem, we employ a deep reinforcement learning algorithm, Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG), to solve it. Extensive simulations have been conducted to evaluate the effectiveness of our proposed communication system. The results show that our proposed algorithm outperforms the Total Offloading (Offloading), Local Execution (Locally), and Actor-Critic (AC) algorithms.Postprint (published version

Restauració arquitectònica sostenible de pobles patrimonials a Jordània

L’arquitectura tradicional patrimonial representa la identitat i el llegat cultural. Donada la importància de la sostenibilitat en la preservació d’aquesta arquitectura, el present article, mitjançant estudis teòrics i de camp, se centra en com s’han restaurat i rehabilitat cases patrimonials en dos pobles del sud de Jordània (Al Taybeh i Al Nawafleh). L’objectiu és conservar la identitat i autenticitat d’aquests pobles, analitzant els elements arquitectònics que caracteritzen les seves cases patrimonials, així com els mètodes de restauració aplicats. Això s’aconsegueix estudiant mètodes de restauració sostenibles per destacar els aspectes positius d’aquests enfocaments i proposar-los com a directrius recomanables per a futurs esforços en altres pobles patrimonials de Jordània. La metodologia de recerca inclou treball de camp, observacions in situ i entrevistes per avaluar el procés de restauració. La selecció dels llocs es va basar en la seva rellevància històrica, el grau de deteriorament i els projectes en curs. L’estudi avalua els avantatges i els reptes de les tècniques de restauració utilitzades, comparant-les amb normes internacionals com les cartes del Consell Internacional de Monuments i Llocs (ICOMOS), amb la finalitat de subratllar la necessitat d’equilibrar les millors pràctiques globals amb les consideracions locals, tant socioeconòmiques com mediambientals. Els resultats posen en relleu la necessitat d’aplicar tècniques de restauració sostenibles que preservin la integritat arquitectònica i cultural dels pobles patrimonials. La rehabilitació d’aquests pobles com a destinacions culturals i turístiques pot fomentar el turisme local, el desenvolupament econòmic i la implicació comunitària. La seva transformació exitosa demostra com la conservació del patrimoni impulsa la continuïtat cultural i enforteix la identitat local. Finalment, l’estudi remarca la importància de la supervisió governamental, l’educació i la participació comunitària en el manteniment del patrimoni arquitectònic de Jordània. L’establiment d’un programa estructurat de manteniment i la promoció de la consciència social contribuiran a la protecció d’aquests pobles patrimonials, garantint la preservació del seu valor històric i cultural per a les generacions futures.Traditional heritage architecture represents identity and cultural heritage. Given the importance of sustainability in preserving heritage architecture, this article, through theoretical and field studies, focuses on how heritage houses in two villages in southern Jordan (Al Taybeh and Al Nawafleh) were restored and rehabilitated. The goal is to preserve the identity and authenticity of these two villages by analyzing the architectural elements that characterize their heritage houses, as well as the restoration methods applied to them. This is achieved by studying sustainable restoration methods to highlight the positive aspects of these approaches, which can be recommended as good practices guidelines for future restoration efforts in other heritage villages in Jordan. The research methodology includes fieldwork, site observations, and interviews to evaluate the restoration process. Site selection was based on historical significance, level of degradation, and ongoing projects. The study assesses the advantages and challenges of the restoration techniques used, comparing them with international standards such as ICOMOS charters to highlight the need to balance the best global practices with local socioeconomic and environmental considerations. Findings emphasize the necessity of sustainable restoration techniques preserving architectural and cultural integrity of heritage villages. Rehabilitating these villages as cultural and tourist destinations can enhance local tourism, economic development, and community engagement. Their successful transformation demonstrates how heritage preservation supports cultural continuity and reinforces local identity. Finally, the study highlights the importance of government oversight, education, and community engagement in sustaining Jordan’s architectural heritage. Establishing a structured maintenance program and promoting awareness will protect heritage villages, ensuring the preservation of their historical and cultural significance for future generations.La arquitectura tradicional patrimonial representa la identidad y el legado cultural. Dada la importancia de la sostenibilidad en la preservación de esta arquitectura, el presente artículo, a través de estudios teóricos y de campo, se centra en cómo se han restaurado y rehabilitado casas patrimoniales en dos pueblos del sur de Jordania (Al Taybeh y Al Nawafleh). El objetivo es conservar la identidad y autenticidad de estos pueblos analizando los elementos arquitectónicos que caracterizan sus casas patrimoniales, así como los métodos de restauración aplicados. Esto se logra estudiando métodos de restauración sostenibles con el fin de destacar los aspectos positivos de estos enfoques, proponiéndolas como directrices recomendables para futuros esfuerzos en otros pueblos patrimoniales de Jordania. La metodología de investigación incluye trabajo de campo, observaciones in situ y entrevistas, para evaluar el proceso de restauración. La selección de los sitios se basó en su relevancia histórica, el grado de deterioro y los proyectos en curso. El estudio evalúa las ventajas y desafíos de las técnicas de restauración utilizadas, comparándolas con normas internacionales como las cartas del Consejo Internacional de Monumentos y Sitios (ICOMOS), con el fin de subrayar la necesidad de equilibrar las mejores prácticas globales con las consideraciones locales, tanto socioeconómicas como medioambientales. Los hallazgos destacan la necesidad de aplicar técnicas de restauración sostenibles que preserven la integridad arquitectónica y cultural de los pueblos patrimoniales. La rehabilitación de estos pueblos como destinos culturales y turísticos puede fomentar el turismo local, el desarrollo económico y la implicación comunitaria. Su exitosa transformación demuestra cómo la conservación del patrimonio impulsa la continuidad cultural y refuerza la identidad local. Finalmente, el estudio pone de relieve la importancia de la supervisión gubernamental, la educación y la participación de la comunidad en el sostenimiento del patrimonio arquitectónico de Jordania. El establecimiento de un programa estructurado de mantenimiento y la promoción de la conciencia social contribuirán a la protección de estos pueblos patrimoniales, garantizando la preservación de su valor histórico y cultural para las generaciones futuras.The authors would like to thank both Aqaba University of Technology and Amman Arab University for their support. Special thanks are also extended to Mr. Ahmad Al-Nawafleh and Mr. Hamedallah Alrawadieh from Al Nawafleh and Al Taybeh villages for their valuable assistance.Peer Reviewe

Linear quadratic control of nonlinear systems with Koopman operator learning and the Nyström method

© 2025 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)In this paper, we study how the Koopman operator framework can be combined with kernel methods to effectively control nonlinear dynamical systems. While kernel methods have typically large computational requirements, we show how random subspaces (Nyström approximation) can be used to achieve huge computational savings while preserving accuracy. Our main technical contribution is deriving theoretical guarantees on the effect of the Nyström approximation. More precisely, we study the linear quadratic regulator problem, showing that the approximated Riccati operator converges at the rate m^(-1/2), and the regulator objective, for the associated solution of the optimal control problem, converges at the rate m^-1, where m is the random subspace size. Theoretical findings are complemented by numerical experiments corroborating our results.E. Caldarelli, A. Colomé and C. Torras acknowledge support from the project CLOTHILDE (“CLOTH manIpulation Learning from DEmonstrations”), funded by the European Research Council(ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (Advanced Grant agreement No 741930). E. Caldarelli acknowledges travel support from ELISE (GA No 951847). C. Molinari is part of “GNAMPA” (INdAM) and has been supported by the projects MIUR Excellence Department awarded to DIMA UniGe CUP D33C23001110001, AFOSR FA8655-22-1-7034, MIUR-PRIN 202244A7YL and PON “Ricerca e Innovazione” 2014–2020. C. Ocampo-Martinez acknowledges the support from the project SEAMLESS (PID2023-148840OB-I00) funded by MCIN/AEI. L. Rosasco acknowledges the financial support of the European Research Council, (grant SLING 819789), the European Commission, (Horizon Europe grant ELIAS 101120237), the US Air Force Office of Scientific Research (FA8655-22-1-7034), the Ministry of Education, University and Research (FARE grant ML4IP R205T7J2KP; grant BAC FAIR PE00000013 funded by the EU - NGEU) and the Center for Brains, Minds and Machines (CBMM) .Peer ReviewedPostprint (published version