Producción de emulsiones submicrónicas formuladas con dos biodisolventes y tres tensioactivos ecológicos diferentes

The target of this investigation was to compare the yield of three different eco-friendly surfactants derived from cocoa oil for the development of oil-in-water emulsions formulated with a mixture of green solvents as dispersed phase, N,N-dimethyldecanamide y a-pinene. Rheology, laser diffraction, optical microscopy and multiple light scattering were the main techniques used to assess the emulsification properties of the surfactants. Slightly concentrated ecological emulsions were obtained using all the studied surfactants, which differ in the number of ethoxylated groups. Nevertheless, it has been demonstrated that the use of the non-ionic surfactant with higher number of ethoxylated groups (Levenol C201) is adequate for three reasons: (a) allowing the lowest droplet size to be achieved, (b) providing the sufficient viscosity to prevent creaming and (c) no destabilization by coalescence occurs. The systematic characterization presented in this work provides important new findings on emulsifying properties of polyoxytheylene glycerol ester surfactants derived from coconut oil, which can be applied in the rational development of new biocompatible products.El objetivo de este trabajo fue comparar las propiedades emulsionantes de tres tensioactivos ecológicos que derivan del aceite de coco para la preparación de emulsiones aceite-en-agua formuladas con una mez cla de disolventes verdes como fase dispersa, N,Ndimetildecanamida y a-pineno. La reología, la difracción láser, la microscopía óptica y el “multiple light scattering” fueron las técnicas principales utilizadas para evaluar las propiedades emulsionantes de estos tensioactivos. Se obtuvieron emulsiones ligeramente concentradas usando cualquiera de los tensioactivos estudiados, que difieren en el número de grupos etoxilados. Sin embargo, se ha demostrado que el uso del tensioactivo no-iónico con el mayor número de grupos etoxilados (Levenol C201) es adecuado por tres motivos: (a) permite obtener los menores tamaños de gota, (b) proporciona suficiente viscosidad para prevenir el cremado y (c) no se produce desestabilización por coalescencia. La caracterización sistemática que se presenta en este trabajo proporciona importantes resultados sobre las propiedades emulsionantes de los ésteres polietoxilados de glicerina derivados del aceite de coco, que pueden ser utilizados para el desarrollo de nuevos productos biocompatibles.L’objectiu d’aquest treball va ser comparar les propietats emulsionants de tres tensioactius ecològics que deriven de l’oli de coco per a la preparació d’emulsions oli-en-aigua formulades amb una barreja de dissolvents verds coma fase dispersa, N,N-dimetildecanamida i a-pinè. La reologia, la difracció làser, la microscòpia òptica i el “multiple light scattering” van ser les tècniques principals emprades per avaluar les propietats emulsionants d’aquest tensioactius. Es van obtenir emulsions lleugerament concentrades emprant qualsevol dels tensioactius estudiats, que difereixen en el nombre de grups etoxilats. No obstant, s’ha demostrat que l’ús del tensioactiu no-iònic amb el major nombre de grups etoxilats (Levenol C201) es adequat per tres motius: (a) permet obtenir les mides de gota més petites, (b) proporciona suficient viscositat per prevenir el cremat i (c) no es produeix desestabilització per coalescència. La caracterització sistemàtica que es presenta en aquest treball proporciona importants resultats sobre les propietats emulsionants dels èsters polietoxilats de glicerina derivats de l’oli de coco, que poden ser emprats pel desenvolupament de nous biocompatibles.Spanish Ministerio de Economía y Competitividad Project CTQ201570700European Commission (FEDER Programme

Monitorización de la profundidad anestésica y de la nocicepción

La monitorización de la profundidad anestésica y de la nocicepción constituyen los últimos avances en el campo de la anestesia general. El objetivo de utilizar esta monitorización es optimizar la administración de anestésicos y analgésicos individualizados a las necesidades de cada paciente. De esta manera conseguimos una serie de beneficios como evitar los efectos secundarios de la sobre e infrautilización de los fármacos, evitar los episodios de despertar intraoperatorio, acortar los tiempos de recuperación y disminuir el dolor postoperatorio. Como monitor de la profundidad anestésica, el índice biespectral (BIS) es el que más se emplea en la práctica clínica diaria y el que se utiliza como referencia para compararlo con los nuevos métodos de análisis de la profundidad anestésica. Además del BIS, la Entropía, el índice SEDLine, el Narcotrend, la concentración alveolar mínima y el índice qCON son otros métodos de monitorización de la profundidad anestésica. A pesar de que están introducidos en la práctica habitual de la anestesia general, no existen estudios que evalúen con una evidencia científica alta su utilidad, comparándolos con la anestesia guiada por signos clínicos. Son necesarios más estudios para valorar la eficacia de estos monitores con la suficiente evidencia científica. La sensación de dolor es independiente de la profundidad de la hipnosis y se atribuye al sistema nervioso autónomo. Los algoritmos para valorar las alteraciones del sistema autónomo correspondientes al estímulo doloroso se están desarrollando en los últimos años, integrándolos en nuevos monitores como son: el Índice de nivel de Nocicepción (NOL index), el Índice de Dolor Pupilar (PPI), el Índice de Pletismografía Quirúrgica (SPI), el índice de analgesia y nocicepción (ANI) y el Índice qNOX. Se están realizando amplios estudios para detectar las alteraciones en los índices por interferencias y para validarlos en la práctica clínica diaria.<br /

Evaluating the soft error sensitivity of a GPU-based SoC for matrix multiplication

Proceeding of: 31th European Symposium on Reliability of Electron Devices, Failure Physics and Analysis (ESREF 2020), Athens, Greece, 4th to 8 October 2020 (Virtual conference)System-on-Chip (SoC) devices can be composed of low-power multicore processors combined with a small graphics accelerator (or GPU) which offers a trade-off between computational capacity and low-power consumption. In this work we use the LLFI-GPU fault injection tool on one of these devices to compare the sensitivity to soft errors of two different CUDA versions of matrix multiplication benchmark. Specifically, we perform fault injection campaigns on a Jetson TK1 development kit, a board equipped with a SoC including an NVIDIA &#39;Kepler&#8221; Graphics Processing Unit (GPU). We evaluate the effect of modifying the size of the problem and also the thread-block size on the behaviour of the algorithms. Our results show that the block version of the matrix multiplication benchmark that leverages the shared memory of the GPU is not only faster than the element-wise version, but it is also much more resilient to soft errors. We also use the cuda-gdb debugger to analyze the main causes of the crashes in the code due to soft errors. Our experiments show that most of the errors are due to accesses to invalid positions of the different memories of the GPU, which causes that the block version suffers a higher percentage of this kind of errors.This work has been supported by the Spanish Government through TIN2017-82972-R and ESP2015-68245-C4-1-P, and by the Valencian Regional Government through PROMETEO/2019/109

Influence of the Homogenization Pressure on the Rheology of Biopolymer-Stabilized Emulsions Formulated with Thyme Oil

Different continuous phases formulated with ecofriendly ingredients such as AMIDET®N, an ecological surfactant, as well as welan and rhamsan gums were developed. An experimental design strategy was been in order to study the influence of the ratio of these two polysaccharides and the homogenization pressure applied in a microfluidizer on the critical shear stress for the continuous phases developed. A pure rhamsan gum solution was selected as the starting point for further study based on the production of thyme oil-in-water emulsions. The effect of the homogenization pressure on the physical stability, critical shear stress and droplet size distribution was analyzed for emulsions with optimized values of the rhamsan–welan ratio. These bioactive thyme oil-in-water emulgels could be considered as delivery systems with potential applications in the food industry.Ministerio de Economía y Competitividad CTQ2015-70700-PEuropean Commission (FEDER Programme

Caracterització reològica d’una suspoemulsió comercial per a ús agroquímic

Se estudian las propiedades reológicas de una suspoemulsión comercial para uso agroquímico. Se comparan los resultados obtenidos mediante curvas de flujo y ensayos en cizalla oscilatoria de baja amplitud para cinco temperaturas distintas en el intervalo de 5 a 25ºC. Las curvas de flujo, ponen de manifiesto que la suspoemulsión se caracteriza por presentar un comportamiento pseudoplástico, menos acusado a medida que aumenta la temperatura, que se ajusta al modelo de Sisko. Barridos de esfuerzo realizados a 0,1Hz permiten determinar el reducido rango viscoelástico lineal de la suspoemulsión, que depende de la temperatura. Los espectros mecánicos, entre 3Hz y 0,01 Hz, revelan que el sistema manifiesta propiedades viscoelásticas con un comportamiento típico de gel débil. La aparición de un mínimo en el valor de G” respecto a la frecuencia ha permitido estimar el módulo plateau, el cual desciende con el aumento de temperatura según una ecuación tipo Arrhenius. Aún así, la suspoemulsión presenta un carácter elástico que favorece su estabilidad física con el tiempo de almacenamiento. Se ha demostrado además que el sistema no sigue la regla de Cox-Merz.This study deals with a rheological characterization of a commercial suspoemulsion used for agrochemical application. Steady state flow and low amplitude oscillatory shear (SAOS) behaviour at five different temperazatures in the range of 5 to 25 °C are compared. Flow curves revealed that the pseudoplastic behaviour obeying the Sisko model was less pronounced as temperature was increased. Stress sweeps performed at 0.1 Hz allowed to determine the small linear viscoelastic range of the suspoemulsion, which depended on the temperature. The suspoemulsion at the different temperatures studied exhibited the typical weak-gel viscoelastic behaviour under SAOS between 3 and 0.01 Hz. The occurrence of a minimum of G” allowed to calculate the “Plateau” modulus, which decreased with temperature according to an Arrhenius type equation. Despite of that, the suspoemulsion showed an elastic character, which favoured its physical stability. Also, It has been demonstrated that the system did not follow the Cox-Merz superposition rule.S’estudien les propietats reològiques d’una suspoemulsió comercial per a ús agroquímic. Es comparen els resultats obtinguts mitjançant corbes de flux i assajos en cisalla oscil•latòria de baixa amplitud per a cinc temperaturas diferents en l’interval de 5 a 25 ºC. Les corbes de flux, posen de manifest que la suspoemulsió es caracteritza per presentar un comportament pseudoplàstic, menys acusat a mesura que augmenta la temperatura, que s’ajusta al model de Sisko. Els escaneigs d’esforç realitzats a 0,1Hz permeten determinar el reduït rang viscoelàstic lineal de la suspoemulsió, que depèn de la temperatura. Els espectres mecànics, entre 3Hz i 0,01 Hz, revelen que el sistema manifesta propietats viscoelàstiques amb un comportament típic de gel feble. L’aparició d’un mínim en el valor de G” respecte a la freqüència ha permès estimar el mòdul plateau, el qual disminueix quan augmenta la temperatura segons una equació de tipus Arrhenius. Tot i això, la suspoemulsió presenta un caràcter elàstic que afavoreix la seva estabilitat física durant el temps d’emmagatzematge. S’ha demostrat a més que el sistema no segueix la regla de Cox-Merz.Ministerio de Ciencia e Innovación del Gobierno de EspañaBayer-Crop Scienc

Influence of primary homogenization step on microfluidized emulsions formulated with thyme oil and Appyclean 6548

This contribution deals with the development of emulsions formulated using thyme essential oil and a new biomass-derived surfactant. In addition, this work extends our knowledge concerning the factors that can influence stability and droplet size distributions of microfluidized emulsions, such as the geometry of the rotor–stator used and the homogenization rate in the primary homogenization. Stable thyme oil-in-water emulsions (30 wt%) containing submicron droplets were formed. Interestingly, laser diffraction results reveal that mean droplet sizes are mainly controlled by homogenization rates and polydispersity by the rotor–stator geometry used in the first step of homogenization. In addition, higher droplet sizes for pre-emulsions seem to be a key factor in order to reduce both the degree of recoalescence and the size of the droplets in the second homogenization step. Furthermore, higher droplet sizes in the pre-emulsion favour higher physical stability of the final emulsions. Finally, this research highlights the importance of controlling primary homogenization conditions for the physical stability of microfluidized emulsions that contain natural ingredients.Ministerio de Economía y Competitividad (Project CTQ2015-70700-P)European Commission (FEDER Programme

Rheological properties and physical stability of ecological emulsions stabilized by a surfactant derived from cocoa oil and high pressure homogenization

The goal of this work was to investigate the influence of the emulsification method on the rheological properties, droplet size distribution and physical stability of O/W green emulsions formulated with an eco-friendly surfactant derived from cocoa oil. The methodology used can be applied to other emulsions. Polyoxyethylene glycerol esters are non-ionic surfactants obtained from a renewable source which fulfill the environmental and toxicological requirements to be used as eco-friendly emulsifying agents. In the same way, N,NDimethyloctanamide and α-Pinene (solvents used as oil phase) could be considered green solvents. Emulsions with submicron mean diameters and slight shear thinning behavior were obtained regardless of the homogenizer, pressure or number of passes used. All emulsions exhibited destabilization by creaming and a further coalescence process which was applied to the coarse emulsion prepared with a rotor-stator homogenizer. The emulsion obtained with high pressure at 15000 psi and 1-pass was the most stable.Propiedades reológicas y estabilidad física de emulsiones ecológicas estabilizadas por un tensioactivo derivado del aceite de coco y homogeneización de alta presión. El objetivo de este trabajo fue estudiar la influencia del método de emulsificación sobre las propiedades reológicas, la distribución de tamaños de gota y la estabilidad física de emulsiones verdes O/W formuladas con un tensioactivo derivado del aceite de coco respetuoso con el medioambiente. La metodología empleada puede ser aplicada a cualquier otro tipo de emulsiones. Los ésteres polietoxilados de glicerina son tensioactivos no iónicos obtenidos de fuentes renovables que cumplen requisitos medioambientales y toxicológicos para ser usados como agentes emulsionantes ecológicos. Del mismo modo, la N,N-dimetil octanamida y el α-Pineno (disolventes usados como fase oleosa) pueden ser considerados como disolventes verdes. Se han obtenido emulsiones con diámetros medio submicrónicos y comportamiento ligeramente pseudoplástico independientemente del equipo, la presión o el número de pasadas empleados. Todas las emulsiones presentaron desestabilización por cremado y un proceso posterior de coalescencia que fue completado por la pre-emulsión preparada con un homogeneizador rotor estator. La emulsión obtenida con el homogeneizador de alta presión a 15000 psi y 1-pasada fue la más establ

Comparison of parallel implementation strategies in GPU-accelerated System-on-Chip under proton irradiation

Commercial off-the-shelf (COTS) system-on-chip (SoC) are becoming widespread in embedded systems. Many of them include a multicore central processing unit (CPU) and a high-end graphics processing unit (GPU). They combine high computational performance with low power consumption and flexible multilevel parallelism. This kind of device is also being considered for radiation environments where large amounts of data must be processed or compute-intensive applications must be executed. In this article, we compare three different strategies to perform matrix multiplication in the GPU of a Tegra TK1 SoC. Our aim is to analyze how the different use of the resources of the GPU influences not only the computational performance of the algorithm, but also its radiation sensitivity. Radiation experiments with protons were performed to compare the behavior of the three strategies. Experimental results show that most of the errors force a reboot of the platform. The number of errors is directly related with how the algorithms use the internal memories of the GPU and increases with the matrix size. It is also related with the number of transactions with the global memory, which in our experiments is not affected by the radiation. Results show that the smallest cross section is obtained with the fastest algorithm, even if it uses the cores of the GPU more intensively.This work was supported in part by the Valencian Regional Government under Grant PROMETEO/2019/109, in part by Jaume I University under Project UJIB2019-36, and in part by the Spanish Ministry of Science and Innovation under Project PID2019-106455GB-C21 and Project PID2020-113656RB-C21.Publicad

Radiation Testing of a Multiprocessor Macrosynchronized Lockstep Architecture With FreeRTOS

Nowadays, high-performance microprocessors are demanded in many fields, including those with high-reliability requirements. Commercial microprocessors present a good tradeoff between cost, size, and performance, albeit they must be adapted to satisfy the reliability requirements when they are used in harsh environments. This work presents a high-end multiprocessor hardened with macrosynchronized lockstep and additional protections. A commercial dual-core Advanced RISC Machine (ARM) cortex A9 has been used as a case study and a complete hardened system has been developed. Evaluation of the proposed hardened system has been accomplished with exhaustive fault injection campaigns and proton irradiation. The hardening approach has been accomplished for both baremetal applications and operating system (OS)-based. The hardened system has demonstrated high reliability in all performed experiments with error coverage up to 99.3% in the irradiation experiments. Experimental irradiation results demonstrate a cross-sectional reduction of two orders of magnitude.This work was supported in part by the Spanish Ministry of Science and Innovation under Project PID2019-106455GB-C21 and in part by the Community of Madrid under Project 49.520608.9.18Publicad

Processing variables with high pressure homogenizer as Microfluidizer® influencing on droplet size distribution and physical stability of thyme essential oil/W emulsions

The aim of this work consisted of investigating the influence of the pressure applied with high pressure homogenizer with Microfluidizer® technology (2500, 5000, 7500, 10000, 12500 y 15000 psi) on the droplet size distribution and physical stability of O/W emulsions formulated with thyme essential oil and an alkyl poly pentoside as an emulsifier. In addition, the number of passes (1 or 2 cycles) through the homogenizer is also studied. In order to study the quality of emulsions, techniques such as laser diffraction and multiple light scattering have been used together. It has been shown that, in general, for thyme essential oil emulsions stored at 4ºC, the lower the pressure applied and the number of passes through the homogenizer the better the physical stability being the main mechanisms of destabilization the creaming and the so-called oiling off. This work contributes to the development of ecological emulsions with the added value of that they have antimicrobial properties which is very interesting in industries such as food, cosmetics or agrochemicalEl objetivo de este trabajo ha consistido en investigar cómo influye la presión aplicada en homogeneizador de alta presión con tecnología Microfluidizer® (2500, 5000, 7500, 10000, 12500 y 15000 psi) sobre la distribución de tamaños de gota y estabilidad física de una emulsión O/W formulada con aceite esencial de tomillo y un alquil polipentósido como emulsionante. Adicionalmente se estudia la influencia del número de pasadas (1 y 2) a través del homogeneizador. Para estudiar la calidad de las emulsiones se han utilizado conjuntamente técnicas como la difracción láser y el multiple light scattering. Se ha demostrado que, en general, para las emulsiones de aceite esencial de tomillo almacenadas en frío, a una temperatura de 4ºC, cuanto menor es la presión aplicada y el número de pasadas a través del homogeneizador mejor es la estabilidad física de las mismas siendo los principales mecanismos de desestabilización el cremado y el conocido como oiling off. Este trabajo contribuye al desarrollo de emulsiones ecológicas que tienen además el valor añadido de poseer propiedades antimicrobianas, propiedades de gran interés en industrias como la alimentaria, la cosmética o la agroquímica.Spanish Ministerio de Economía y Competitividad-CTQ2015-70700European Commission (FEDER Programme