A conceptual stochastic rainfall-runoff model applied to tropical watersheds

We derive and solve a linear stochastic model for the evolution of discharge and runoff in an order-one watershed. The system is forced by a statistically stationary compound Poisson process of instantaneous rainfall events. The relevant time scales are hourly or larger, and for large times, we show that the discharge approaches a limiting invariant distribution. Hence any of its properties are with regard to a rainfall-runoff system in hydrological equilibrium. We give an explicit formula for the Laplace transform of the invariant density of discharge in terms of the catchment area, the residence times of water in the channel and the hillslopes, and the mean frequency and the probability distribution of rainfall inputs. As a study case, we consider a watershed under a stationary rainfall regime in the tropical Andes and test the probability distribution predicted by the model against the corresponding seasonal statistics. A mathematical analysis of the invariant distribution is performed yielding formulas for the invariant moments of discharge in terms of those of the rainfall. The asymptotic behavior of probabilities of extreme events of discharge is explicitly derived for heavy-tailed and light-tailed families of distributions of rainfall inputs. The scaling structure of discharge is asymptotically characterized in terms of the parameters of the model and under the assumption of wide sense scaling for the precipitation amounts and the inverse of the residence time in the channel. The results give insights into the conversion of uncertainty inherent to the rainfall-runoff dynamics, and the roles played by different geophysical variables. The ratio between the mean frequency of rainfall events to the residence time along the hillslopes is shown to largely determine the qualitative properties of the distribution of discharge. Finally, a purely theoretical approach is proposed to reinterpret the hydrological concept of return period in the context of time-continuous Markov processes.En este trabajo derivamos y resolvemos un modelo estocástico lineal para la evolución del caudal y la escorrentía en una cuenca hidrográfica de orden uno. El sistema es forzado por un proceso de Poisson compuesto, estadísticamente estacionario, de eventos de lluvia instantáneos. Las escalas de tiempo relevantes son horarias o mayores, y cuando el tiempo tiende a infinito, mostramos que el caudal se acerca a una distribución invariante límite. Por tanto, cualquiera de sus propiedades está relacionada con un sistema de lluvia-escorrentía en equilibrio hidrológico. Damos una fórmula explícita para la transformada de Laplace de la densidad invariante del caudal en términos del área de la cuenca, los tiempos de residencia del agua en el canal y las laderas, y la frecuencia media y la distribución de probabilidad de los eventos de lluvia. Como caso de estudio, consideramos una cuenca bajo un régimen de lluvias estacionario en los Andes tropicales y evaluamos la distribución de probabilidad predicha por el modelo con las estadísticas estacionales correspondientes. Realizamos un análisis matemático de la distribución invariante obteniendo fórmulas para los momentos invariantes del caudal en términos de los de la precipitación. El comportamiento asintótico de las probabilidades de los eventos extremos del caudal se deriva explícitamente para familias de distribuciones de lluvia de cola pesada y cola ligera. La estructura de escalamiento del caudal se caracteriza asintóticamente en términos de los parámetros del modelo y bajo el supuesto de escalamiento simple para la precipitación y el inverso del tiempo de residencia en el canal. Los resultados dan una idea de la conversión de la incertidumbre inherente a la dinámica lluvia-escorrentía y los roles que juegan las diferentes variables geofísicas. Mostramos que la relación entre la frecuencia media de los eventos de lluvia y el tiempo de residencia en las laderas determina en gran medida las propiedades cualitativas de la distribución del caudal. Finalmente, proponemos un enfoque puramente teórico para reinterpretar el concepto hidrológico de período de retorno en el contexto de procesos de Markov continuos en el tiempo.Área de investigación: Hidrología estocásticaMaestrí

Desarrollo de un grupo de tensoactivos aniónicos especiales a escala de laboratorio para ser utilizados en procesos de polimerización en la empresa Amtex S.A.

La iniciativa de AMTEX S.A. en desarrollar agentes de superficie es promovida por el alto costo de importación y el crecimiento de la demanda de este tipo de productos. Por esta razón, en este proyecto se desarrollan un grupo de tensoactivos aniónicos a partir del nonil fenol etoxilado de 6 y 10 moles y de octil fenol de 25 y 30 moles.xiv, 85 p.Contenido parcial: Surfactantes o tensoactivos -- Polimerización por emulsión -- El mercado de los surfactantes -- Análisis de tensoactivos aniónicos -- Variación del porcentaje de ácido sulfámico -- Viabilidad económica

Degradación específica del gluten por la mucosa intestinal de los pacientes celiacos: posible papel en la patogenia y en el diagnóstico de la enfermedad.

La Enfermedad Celiaca (EC) es una enteropatía sensible al gluten que se desarrolla en individuos genéticamente predispuestos tras la ingesta de trigo, cebada, centeno y algunas variedades de avena. Durante la digestión, las proteínas de gluten son hidrolizadas en pequeños péptidos, los cuales activan una respuesta inmune específica de los pacientes celiacos. En ensayos previos de zimografía realizados en nuestro laboratorio, se describió un patrón de degradación de la gliadina específico de los pacientes celiacos, y compuesto por 7 proteasas. El análisis de una de las bandas de degradación , dio como resultado la identificación del péptido 8-mer, como un péptido derivado de la omega gliadina específico de los pacientes celiacos. En esta Tesis, nos planteamos tres objetivos generales. El primero de ellos fue estudiar la capacidad de degradación de prolaminas por la mucosa duodenal de los pacientes celiacos. Hemos observado como la degradación de la gliadina es mucho más intensa y definida en la capa de mucus que recubre el epitelio intestinal, que en el propio tejido y que se mantiene de una forma más dispersa en el jugo duodenal de los pacientes celiacos. Además se realizó un estudio in silico del péptido 8-mer que demostró que este péptido se encuentra únicamente en los cereales tóxicos para los pacientes celiacos, y que su secuencia se solapa con uno de los epítopos de gluten de células T específicos de los pacientes celiacos. El segundo de los objetivos fue estudiar el efecto del péptido 8-mer sobre el epitelio intestinal, utilizando un modelo in vitro de células Caco-2. El incremento en la permeabilidad del epitelio en pacientes con EC, es indiscutible, sin embargo, no está muy claro si es una causa o una consecuencia de la propia enfermedad. Por ello quisimos además, estudiar si el contacto de las células Caco -2 con las muestras de jugo o mucus duodenal, condicionaría de alguna manera el efecto del péptido 8-mer sobre el epitelio. Tras realizar varios ensayos de PCR cuantitativa, analizamos los niveles de expresión de diferentes moléculas, por parte de las células Caco, implicadas en la patogenia de la enfermedad (la citocina proinflamatoria IL-15, la molécula de estrés de los enterocitos MICA, las proteínas de las uniones estrechas de los enterocitos Ocludina y Zo-1 y el factor de crecimiento transformante TGF beta). Los resultados, a pesar de ser preliminares, sugieren que el péptido 8-mer podría tener un efecto tóxico directo sobre el epitelio intestinal de los pacientes celiacos, el cual podría verse favorecido por el contacto directo del epitelio con la capa de mucus que lo recubre en los pacientes celiacos. Finalmente, nos planteamos la posibilidad de que el péptido 8-mer fuera capaz de activar una respuesta inmune en los pacientes celiacos. Se diseñó y estandarizó un ensayo ELISA indirecto para estudiar la presencia de anticuerpos IgA específicos frente al péptido 8-mer. En primer lugar observamos la existencia de estos anticuerpos en muestras de plasma de los pacientes celiacos, y que el reconocimiento del péptido se veía potenciado con la desaminación del mismo. Esto sugiere que el péptido 8-mer es generado in vivo en los pacientes celiacos, y posteriormente desaminado por la enzima transglutaminasa tisular. Estos anticuerpos se detectaron únicamente en los pacientes celiacos, estando ausentes en los pacientes control no celiacos, lo que confirma la capacidad del péptido de generar una respuesta inmune humoral. El ensayo ELISA diseñado constituye una nueva herramienta con múltiples utilidades tanto en el apoyo al diagnóstico de la enfermedad celiaca como en el seguimiento de la dieta sin gluten tanto en niños como en adultos, además de permitir discriminar entre la enfermedad celiaca y otras patologías gastrointestinales.Departamento de Pediatría e Inmunología, Obstetricia y Ginecología, Nutrición y Bromatología, Psiquiatría e Historia de la Cienci

Estudio de la reacción de Diels-Alder intramolecular organocatalizada usando el anillo de furano como dieno (IMDAF)

En este trabajo de fin de grado, nos proponemos llevar a cabo una reacción enantioselectiva intramolecular de Diels-Alder usando el furano como dieno; esta reacción es conocida como reacción IMDAF. Para ello, se describe la síntesis de derivados que nos permitan llevar a cabo nuestro objetivo, es decir que contengan el anillo de furano como dieno y un filodieno unido a él por una cadena que contiene como átomo enlazante un heteroátomo (O o N). En todas las moléculas preparadas se intenta introducir grupos electroatractores al filodieno que hagan la reacción más favorable y permitan la interacción con catalizadores que aceleren la cicloadición. Para llevar a cabo esta transformación se han probado una amplia gama de catalizadores, entre los que se encuentran: el catalizador de Jørgensen, tioureas, escuaramidas y la N-triflilfosforamida quiral derivada del (R)-BINOL.Grado en Químic

Effect of the type of subscriber on the torrefaction capacity of lignocellulosic biomass samples

35 páginas, figuras y tablas[ES] Se realizó el proceso termoquímico de torrefacción, una pirólisis lenta, con biomasa lignocelulósica de Populus nigra variedad I214 llevada a 240oC, 260oC y 280oC. Las muestras provienen de parcelas fertilizadas en función de las necesidades de nitrógeno de la plantación, donde se aplicaron 3 tratamientos: testigo o control, una fertilización con lodo líquido del tanque de una depuradora de una industria alimentaria sometida a digestión anaerobia y una fertilización con digerido procedente de un proceso aerobio-anaerobio-aerobio de estiércol de la planta experimental del Instituto de Recursos Naturales de la Universidad de León. Se hizo un análisis inmediato, un análisis elemental y el poder calorífico de las muestras, así como una comparación del análisis termogravimétrico entre los tratamientos a la misma temperatura, de un mismo tratamiento a distintas temperaturas y con muestras de otros estudios. Tras el análisis termogravimétrico donde la pérdida de masa era provocada por la evaporación de humedad y volátiles; y de la descomposición de hemicelulosa, celulosa y lignina; se determinó que la mejor muestra para la torrefacción es la fertilizada con lodo.[EN] The thermochemical roasting process was carried out, a slow pyrolysis, with lignocellulosic biomass of Populus nigra variety I214 brought to 240oC, 260oC and 280oC. The samples come from plots fertilized according to the nitrogen needs of the plantation, where 3 treatments were applied: control, fertilization with liquid sludge from the tank of a food industry treatment plant subjected to anaerobic digestion and fertilization with digestate. from an aerobic-anaerobic-aerobic process of manure from the experimental plant of the Institute of Natural Resources of the University of León. An immediate analysis, an elemental analysis and the calorific value of the samples were made, as well as a comparison of the thermogravimetric analysis between the treatments at the same temperature, in the same treatment at different temperatures and with samples from other studies. After the thermogravimetric analysis where the mass lose was caused by the evaporation of moisture and volatiles; and from the decomposition of hemicellulose, cellulose and lignin; it was determined that the best sample to roast was the fertilized with sludge

Auditoría de calidad a la Empresa “MOCEPROSA S.A” en base a la Norma ISO 9001:2015 de la ciudad de Riobamba, provincia de Chimborazo, período 2015

La presente investigación tiene como objetivo realizar una Auditoría de Calidad en la Empresa Moceprosa S.A periodo 2015, con la finalidad de evaluar la eficacia y el grado de cumplimiento que tiene el Sistema de gestión de calidad con la Norma ISO 9001:2015, para esto se aplicó el método deductivo al usar la Norma ISO y la Normativa legal de la institución; se evaluó los procesos mediante la observación directa, listas de verificación, entrevistas y encuestas al personal administrativo y de servicios; se detectaron hallazgos como los objetivos de calidad no se han comunicado a todo el personal por lo que el personal no está consciente del efecto de incumplir los requisitos del SGC evitando alcanzar eficacia en el mismo, no se controla en su totalidad el uso de la infraestructura y el entorno donde se operan los procesos, al planificar las auditorías internas la empresa no verifica la conformidad con los requisitos de la norma; mediante la propuesta se recomienda una socialización a todo el personal del SGC en donde se proporcione la información y el adecuado manejo del mismo de forma que se evaluará cada proceso en base a la normativa, colocar en lugares visibles la política de calidad, crear planificación de capacitación constante, lo cual ayudará para una futura Certificación Internacional.The objective of the present investigation is to conduct a Quality Audit at Moceprosa S.A in 2015, in order to evaluate the effectiveness and degree of compliance of the Quality Management System with ISO 9001:2015; for this reason the deductive method was applied using the ISO Standard and the legal regulations of the institution; the processes were evaluated through direct observation, checklist, interviews and surveys of administrative and service personnel; findings were identified as quality objectives that have not been communicated to all staff; for this reason the staff are not aware of the effect of meeting the requirements of the GSC by avoiding its efficiency; the use of the infrastructure and the environment in which the processes are operated are not controlled in entirety, when planning the internal audits, the company does not verify the conformity of the requirements; through the proposal, it is recommended: socializing with all the personnel the GSC where the information is provided and the proper management of the same; the way in which each process will be evaluated on the basis of the regulations; placing quality policy in visible places, creating constant training planning, this will help for a future International Certification

Desarrollo de un entorno virtual para la simulación de intervenciones quirúrgicas en neurocirugía

RESUMEN: Los sistemas de neurocirugía guiada por imágenes han surgido como una herramienta útil en la formación médica para enfrentar las deficiencias de los métodos tradicionales de enseñanza. El hecho de que cada año muchas personas mueran en los hospitales por errores en los procedimientos quirúrgicos ayuda a entender el posible impacto del entrenamiento médico y revela que la insuficiencia de éste podría costar vidas humanas. Aunque en el medio existen diferentes tipos de entornos desarrollados para la aplicación de sistemas de neurocirugía guiada por imágenes, con una alta calidad en la visualización y la interacción con los modelos, en general estos sistemas presentan un costo muy elevado, por lo que su aplicación con fines educativos se ve disminuida, además, tampoco ofrecen todas las opciones de visualización existentes ya que las opciones más avanzadas requieren conocimientos mayores de procesamiento de imágenes. Por esta razón se desarrolló un entorno para el acceso a operaciones avanzadas de procesamiento de imágenes y la manipulación intuitiva de imágenes volumétricas, el cual puede manipularse por medio de un periférico de entrada diferente al mouse, mejorando y facilitando la forma de interacción usuario-sistema. El entorno fue desarrollado en 3D Slicer, que es un software de uso libre, y facilitará el acceso de los neurocirujanos en formación de la ciudad, a las técnicas de craneotomía virtual y manipulación de representaciones tridimensionales

Kernel-based Joint Independence Tests for Multivariate Stationary and Non-stationary Time Series

Multivariate time series data that capture the temporal evolution of interconnected systems are ubiquitous in diverse areas. Understanding the complex relationships and potential dependencies among co-observed variables is crucial for the accurate statistical modelling and analysis of such systems. Here, we introduce kernel-based statistical tests of joint independence in multivariate time series by extending the $d$-variable Hilbert-Schmidt independence criterion (dHSIC) to encompass both stationary and non-stationary processes, thus allowing broader real-world applications. By leveraging resampling techniques tailored for both single- and multiple-realisation time series, we show how the method robustly uncovers significant higher-order dependencies in synthetic examples, including frequency mixing data and logic gates, as well as real-world climate and socioeconomic data. Our method adds to the mathematical toolbox for the analysis of multivariate time series and can aid in uncovering high-order interactions in data.Comment: 15 pages, 7 figure