Particle flows in silos, significance of particle shape, stiffness and friction

Tivadar Pongó analiza en su tesis doctoral cómo el cambio de la forma, fricción y/o rigidez de los granos influye en el caudal de los silos. Ha sido dirigida por Raúl Cruz-Hidalgo, del Departamento de Física y Matemática Aplicada de la Facultad de Ciencias.

Los flujos granulares se observan con frecuencia en procesos naturales e industriales. El enfoque de este trabajo se dirige a la comprensión de cómo el cambio de las diferentes propiedades de los granos (forma, fricción y rigidez) influye en el caudal de los silos. Complementariamente, se analiza la dinámica del calentamiento de un gas granular de partículas alargadas. En todos estos escenarios, las simulaciones se combinan con experimentos para calibrar y validar las herramientas numéricas empleadas.

En primer lugar, el análisis numérico de la descarga de granos blandos-lisos de un contenedor indicó el desarrollo de un caudal másico dependiente de la altura, lo cual no es habitual en los medios granulares. Nuestro estudio sistemático examinó el espacio de parámetros de fricción y rigidez de las partículas, explorando detalladamente la respuesta macroscópica de este sistema. Complementariamente, el análisis de los campos medios nos ayudó a explicar cuándo y por qué el caudal depende de la altura de la columna. La explicación general incluye: la respuesta del material a los gradientes de presión en el orificio de salida, pero también la forma en que se transmiten los esfuerzos en el sistema. Los resultados nos permitieron proponer argumentos teóricos simples, conectando el caudal macroscópico con el gradiente de presión en el orificio. Como resultado, hemos encontrado una explicación bien razonada de los valores de caudal dependiente de la altura, lo cual ha sido encontrado, experimental y numéricamente, para granos blandos de baja fricción. En segundo lugar, realizamos una investigación numérica del flujo en un silo bidimensional, usando una de mezclas de granos blandos-lisos y duros-rugosos. Partiendo de un sistema homogéneo de granos blandos-lisos, nuestros resultados numéricos reproducen el alto impacto que produce la inclusión de solo un 5% de los granos duros, en el flujo del conjunto de partículas. Además, resaltaron la importancia de la fricción entre granos de diferente tipo, en le desarrollo de este proceso. Cuando los granos durosrugosos son agregados al sistema, el flujo se vuelve más lento, los atascos resultan más frecuentes y la fuerza medida sobre el fondo disminuye. Además, resulta que estos efectos se potencian cuando aumenta la fricción entre especies. También estudiamos, sistemáticamente, la introducción de esfuerzos cortantes, imponiendo la rotación del fondo de un silo plano. Estas condiciones de contorno producen un efecto sorprendente en la descarga de partículas alargadas: el caudal se reduce significativamente, hasta en un 70%. Nuestras simulaciones y la aplicación de los métodos de promediación espacio-temporales revelan las razones subyacentes de esta observación. La velocidad de salida de las partículas es el principal factor que contribuye a esta caída, lo cual correlaciona con la orientación vertical de los granos. Nuestra herramienta numérica permitió explorar la dependencia del caudal 𝑄 del tamaño del orificio 𝐷. En el límite de los orificios grandes, se reprodujo la clásica correlación de ley de potencia 𝑄 ∼ 𝐷5/2. Sin embargo, para aberturas pequeñas obtuvimos una ley de potencia pero con un exponente notablemente mayor. Además, también se encontró que el tamaño de la región denominada ”arco de caída libre” disminuye debido a la rotación. Finalmente, se ha estudiado numéricamente un gas granular agitado formado por partículas alargadas. Este sistema fue estudiado experimentalmente con anterioridad, y nuestro estudio proporciona información adicional sobre el proceso. Por ejemplo, describiendo el comportamiento del sistema en la dirección de calentamiento asimétrico, al que no se accedió experimentalmente. Se estudiaron las distribuciones de velocidad de las partículas, encontrando que ajustan muy bien con distribuciones exponenciales con colas largas, lo cual está en acuerdo con experimentos previos. Además, en la dirección no accesible experimentalmente, obtuvimos colas asimétricas. El colapso de las distribuciones de velocidad nos lleva a concluir que la energía media del sistema escala con el cuadrado de la velocidad característica de la pared.

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La democracia de Alexis de Tocqueville: una revolución inacabada

Berta Viteri analiza en su tesis doctoral una de las dimensiones que menos se han trabajado del pensador político: el papel de la mujer en las sociedades democráticas.

Que Tocqueville es uno de los grandes analistas del sistema democrático es algo bien sabido. Su gran obra, publicada entre 1830 y 1835, ha sido profusamente estudiada por gran número de investigadores provenientes de diferentes campos: su obra se ha leído como una teoría política, como un tratado de filosofía, como una sociología y como una etnografía. En particular, La democracia en América es una obra que incita a pensar. En ella, el autor francés trata multitud de temas: desde la estructura política de la nación estadounidense, a la influencia de la libertad de prensa, pasando por las relaciones familiares, los hábitos religiosos e incluso adelantando la muerte del arte y el nacimiento de los best-seller literarios, y lo hace de una forma realmente elegante—su escritura es a menudo literaria, llena de metáforas—. El mérito de Tocqueville, no obstante, no radica únicamente en la variedad de temas que aborda, sino en su lucidez, su capacidad de análisis y su asombrosa habilidad para la proyección de lo que ocurrirá en el futuro. La Democracia de Tocqueville no sólo es un gran retrato de la sociedad del siglo XIX: lo impactante es que es, también, un retrato muy agudo de nuestra sociedad actual. Estamos todavía tan cerca de lo que Tocqueville vio en su momento que el estudio de su trabajo no deja de ser fructífero. Si Tocqueville vio desde el comienzo que el nacimiento de la democracia suponía una gran desafío para la libertad y la sociabilidad, lo cierto es que todavía, a día de hoy, seguimos enfrentándonos al mismo desafío. La sensibilidad democrática, en efecto, nos deja demasiado cerca de ciertos peligros, especialmente de «la tiranía de la opinión pública»—o tiranía de la mayoría—, «la concentración exclusiva en el bienestar»—que lleva al individualismo—y «la apatía política».

Estudio de la farmacocinética coclear por medio de la liberación de fármaco a través de un implante coclear en un modelo experimental animal: Macaca fascicularis

Study of cochlear pharmacokinetics by means of drug delivery via a cochlear implant in an experimental animal model: Macaca fascicularis

La tesis doctoral de Marta Álvarez de Linera está ya disponible en Dadun en acceso abierto. Ha sido dirigida por Manuel Manrique Rodríguez y Raquel Manrique Huarte, del Departamento de Otorrinolaringología de la CUN.

En la actualidad, el implante coclear (IC) es uno de los dispositivos más empleados en el tratamiento de la hipoacusia neurosensorial de grado severo-profundo. A pesar de las mejoras en la técnica quirúrgica y en las guías de electrodos empleadas, su colocación genera un daño al oído interno, así como un ambiente proinflamatorio que favorece el aumento de las impedancias eléctricas y el empeoramiento de los niveles auditivos postoperatorios. La reciente experimentación en animales demuestra que la administración de corticoides a nivel intracoclear disminuiría la formación de la capa fibrótica en torno al electrodo tras la implantación, obteniéndose un mayor rendimiento del IC.

Modelo mejorado de evaluación de la sostenibilidad de los proyectos de infraestructuras

La tesis doctoral de José Enrique Arizón Fanlo ya está disponible en acceso abierto en Dadun. Ha sido dirigida por José A. Alfaro-Tanco y David Fernández-Ordóñez-Hernández y se puede encontrar en la colección de tesis del Instituto de Empresa y Humanismo, de la Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales.

El impacto a largo plazo, en el plantea y en las personas que lo habitan, causado por la construcción y la explotación de las grandes infraestructuras preocupa cada vez más a la sociedad. Y en particular preocupa a los ingenieros civiles, responsables de encontrar soluciones eficientes a los problemas de movilidad, transporte de mercancías, abastecimiento de agua, suministro de energía, telecomunicaciones, etc. de una población global creciente. Este trabajo analiza los tres modelos de evaluación de la sostenibilidad de los proyectos de infraestructuras más extendidos en el mundo, en sus versiones actualizadas: Ceequal v6 (UK, 2019), Envision v3 (USA, 2018), e Infrastructure Sustainability v2.0 (Australia, 2018), así como su alineación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030 de Naciones Unidas, para comprobar si dichos modelos proporcionan a los responsables, públicos y privados, de la toma de decisiones información suficiente para adoptar la mejor solución posible para cada proyecto. El objetivo principal de esta investigación es el desarrollo, a nivel conceptual, de un modelo mejorado de evaluación de la sostenibilidad de los proyectos de infraestructuras (MMESI), que cubra los déficits identificados en las metodologías existentes. Los elementos principales incorporados al nuevo modelo son los siguientes: la selección de los cuatro pilares de la sostenibilidad -ambiental, social, económico y gobernanza- como sus temas generales; el establecimiento de una puntuación mínima en cada pilar para que un proyecto pueda ser considerado sostenible; la cuantificación de los posibles impactos negativos del proyecto; la inclusión de nuevos créditos relacionados con la financiación de las infraestructuras y con las metas de los ODS y; finalmente, la ponderación del resultado de cada pilar mediante una función de valor de doble curvatura que, por un lado, incentive la incorporación de estrategias básicas de sostenibilidad y, por otro, discrimine las actuaciones buenas de las excelentes. Para concluir, se verifica la validez del modelo MMESI mediante su aplicación a un caso de estudio, la Zona Regable del Canal de Navarra. La comprobación realizada muestra que la nueva metodología proporciona resultados válidos, que pueden ser incluso más robustos que los obtenidos con los modelos de referencia citados.

Three essays on connections and corporate governance: Evidence from China

La tesis doctoral de Marta Alonso Sanz ya está disponible en acceso abierto en Dadun. Fue dirigida por Germán López Espinosa, de la Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales de la Universidad de Navarra.

Resumen: The field of political connections and corporate governance is not a novelty per se. I am indebted to an extensive literature (Cohen et al., 2008; Faccio et al., 2006; Fisman, 2001). I measure connections to the political elite -the 25 top members of the Chinese Politburorelying on past educational links of the directors or CEOs. Several scholars have used similar proxies of connections in the United States (Do et al., 2016; Engelberg et al., 2012; Faleye et al., 2014; Fracassi and Tate, 2012; Hwang and Kim, 2009), in France (Nguyen, 2012), or in Korea (Schoenherr, 2019). The educational proxy had not been explored in China in the context of corporate governance research. Thus, I revisit the relationship between connections and corporate governance, focusing on connections to the elite. The elite is composed in the three essays by the 25 political leaders in the Chinese Communist Party (CCP), a huge organization with more than 90 million members. The elite can ease access to key resources, block agreements, or assure job placements in an exchange of power and money. In a country like China, where economic growth has been the trend in the past decades, political elites have both career and financial incentives to encourage these exchange of resources (Ang, 2020). China provides me with the data and institutional setting to study the role of connections to the political elite.

Parámetros ecográficos en la vía aérea difícil

Disponible en Dadun la tesis doctoral de Miguel Ángel Fernández Vaquero. Ha sido dirigida por Felipe Calvo y Luis Seijo, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Navarra.

ANTECEDENTES: Los parámetros clínicos pretenden predecir con antelación una vía aérea difícil, pero ninguno ni de forma aislada ni como modelo multiparamétrico tienen un elevado valor predictivo. Revisiones sistemáticas recientes correlacionan la ecografía con la laringoscopia difícil. Nuestro estudio tenía como objetivo principal correlacionar las mediciones ecográficas de tejidos pretraqueales en posición de olfateo con la laringoscopia directa difícil. El objetivo secundario fue obtener diferencias basadas en el género.

MÉTODOS: Este estudio observacional prospectivo, transversal y unicéntrico incluyó a 209 pacientes que requerían anestesia general para cirugía electiva. En el preoperatorio, se realizó evaluación de seis parámetros clínicos y cuatro mediciones ecográficas, estas últimas fueron la distancia de la piel al hueso hioides, de piel a la epiglotis, área preepiglótica y distancia de piel a la comisura anterior de las cuerdas vocales, todas ellas en posición de olfateo. Los criterios de Benumof para ¨best view at first attempt¨ de laringoscopia directa permitieron evaluar la dificultad de la laringoscopia.

RESULTADOS: La distancia de piel a la epiglotis y el área preepiglótica fueron los mejores predictores de laringoscopia directa difícil (definida como grado de CormackLehane ≥2b) con un grosor mínimo de corte de 2,70±0,19 cm y un área de 5.40±0.37 𝑐𝑚2 (sensibilidad 91,3%; especificidad 96,9%). El punto de corte de la distancia de piel al hueso hioides fue de 1,41±0,30 cm con una correlación moderada (sensibilidad 80,4%; especificidad 60,1%). No se encontró correlación para la distancia de piel a comisura anterior de cuerdas vocales. En las pacientes femeninas, en comparación con pacientes masculinos, la distancia de la piel a la epiglotis fue más sensible (92,3% frente a 90,9%) y más específica (98,8% frente a 95,2%).

CONCLUSIONES: La distancia de la piel a la epiglotis y el área preepiglótica en la posición de olfateo son los parámetros más fiables para la evaluación ecográfica preoperatoria de la vía aérea en población caucásica, con mayor sensibilidad y especificidad en mujeres, y podrían considerarse factor predictivo independiente para la laringoscopia directa difícil.

© Fotografía: Manuel Castells.

Amor, justicia y relación. Bases de la economía según la encíclica Caritas in Veritate

La tesis doctoral de José Carlos Fernández Duarte y dirigida por Sergio Sánchez-Migallón se ha introducido en Dadun y está disponible en acceso abierto.

Benedicto XVI propuso en su tercera encíclica Caritas in Veritate (CV) un concepto de desarrollo plenamente teológico. Tenía como punto de partida la comprensión del desarrollo del hombre como cumplimiento de su vocación divina. Dicha vocación es una llamada a corresponder al Amor de Dios, que tiene como una de sus primeras manifestaciones el amor al prójimo. Precisamente porque ese desarrollo alcanzará su plenitud cuando el hombre goce de Dios, Benedicto XVI entiende que en este mundo es utópico pretender un desarrollo que garantice la felicidad. En esta perspectiva, es fácil notar la interrelación entre las tres encíclicas de Benedicto XVI. En Deus Caritas Est explicó en qué consiste el amor. En Spe Salvi mostró el rol que la esperanza en el mundo futuro tiene en la configuración de la vida terrena del cristiano. Y en Caritas in Veritate indicó que el amor y la esperanza deben constituirse en la columna vertebral de la vida en común con los demás hombres. Pero, ¿y qué sucede si esos hombres no comparten lo que los católicos piensan sobre el amor y la esperanza? Al fin y al cabo, Benedicto XVI escribía para toda la humanidad. ¿Pueden los católicos configurar el mundo –en el que viven todos– si no todos comparten sus presupuestos?

Fotografía de Fabio Pozzebom/ABr CC BY 3.0

Percepción del tiempo y detección del cambio: estudios meta-analíticos, diseño y pilotaje de un paradigma conductual

Nueva tesis doctoral de la Facultad de Medicina, defendida por María Sol Garcés Espinosa y dirigida por Felipe Ortuño e Irene Alústiza

“El tiempo es uno de los aspectos más obstinadamente abstractos y concretamente relevantes de la vida humana”. La neurociencia cognitiva ha demostrado especial interés en el estudio de la percepción del tiempo y la naturaleza de sus alteraciones. En vista de que todos los aspectos de la cognición se caracterizan por una estructura temporal, es posible que una gran variedad de procesos cognitivos dependa de la percepción y estimación precisa del tiempo. Estudios recientes de neuroimagen funcional mostraron que redes cerebrales responsables del procesamiento del tiempo participan durante otros procesos cognitivos cuando estos implican variaciones en los niveles de dificultad. Frente a este hallazgo, se sugirió la existencia de una red de control cognitivo y de temporalidad que responde a los cambios en las demandas de las tareas. Esta evidencia apoya la noción aristotélica de que la temporalidad está relacionada con el cambio, siendo este el que vincula al tiempo con otras funciones cognitivas. Por lo tanto, el estudio de la percepción temporal y su implicación en otras funciones cognitivas primarias puede dilucidar procesos fundamentales de la cognición normal y su alteración en los trastornos neuropsicológicos y mentales. Es por esto por lo que esta tesis doctoral se enfocará en estudiar la relación de la temporalidad con tareas de detección del cambio. Dado que el procesamiento de la saliencia se caracteriza por la detección de cambio, se estudiará concretamente la implicación de la red de temporalidad en las regiones de procesamiento de saliencia en población normal y clínica (esquizofrenia). Asimismo, se explorará si una tarea de temporalidad puede usarse para medir la detección de cambio.

Reformulation of bakery products: from functional ingredients development to in vitro gastrointestinal digestion

La tesis doctoral, defendida recientemente por Katherine Valeria Gutiérrez Luna, ya está disponible en Dadun. Ha sido dirigida por Icíar Astiasarán y Diana Ansorena, de la Facultad de Farmacia y Nutrición de la Universidad de Navarra.

Bakery products are widely consumed due to their appealing characteristics and can be sources of some nutrients, but the excessive consumption of some of them is related to detrimental effects on human health.

Fat content is one of the greatest concerns in this type of products, both by their quantity and quality. In addition to it, the demand includes healthier, good quality and more sustainably produced foodstuffs. Therefore, efforts towards the search of new ingredients and the development of new reformulation strategies to improve or reduce the amount of fat and, as an added benefit, incorporate bioactive compounds has been addressed by the industry and the research community.

The development of functional ingredients based on different vegetable oils, to serve as butter replacers in bakery products is summarized in this work.

Five vegetable oils were characterized, of which echium, hemp and flax oil showed a high content of polyunsaturated fatty acids, especially omega-3 fatty acids, while moringa oil and extra virgin olive oil were rich in oleic acid. All of the analyzed oils had important content of plant sterols. Two functional ingredients were designed and developed as fat substitutes in bakery products (emulsion and gelled emulsions) with a lipid profile rich in unsaturated fats, lower energy value (compared to butter) and containing bioactive compounds.

Both functional ingredients were used in the reformulation of Muffins and Cookies, obtaining successful results from the nutritional point of view, improving their composition and being able to bear nutrition claims related to total fat content, energy value, omega-3 fatty acids and fiber content. In addition to nutritional improvements, the developed products showed sensory characteristics similar, in general, to products with traditional formulation.

The in vitro gastrointestinal digestion assays to which the developed products (gelled emulsions and cookies) were subjected, showed that fat distribution and composition between bioaccessible phase and residual phase varied according to the nature of the lipid fraction digested. The content of bioactive compounds was highly decreased after in vitro gastrointestinal digestion. And finally, the use of antioxidants could have a positive effect in preserving the bioactive compounds in the formulations and decrease the extent of lipid oxidation

Estudio de la placa carotídea vulnerable: correlación entre los niveles de metaloproteasas y la presencia de actividad inflamatoria intraplaca

La tesis defendida por David Moreno Ajona ya está disponible en acceso abierto en Dadun. Fue dirigida por Pablo Irimia y Eduardo Martínez-Vila, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Navarra.

Introducción: La estenosis carotídea es responsable de un 20% de todos los ictus isquémicos. Teniendo en cuenta que la aterosclerosis es una enfermedad inflamatoria crónica, es posible que determinados marcadores de inflamación permitan predecir el riesgo de recurrencia de ictus, y otras complicaciones vasculares en pacientes con estenosis carotídea grave (>70%) sometidos a endarterectomía carotídea. El objetivo principal del presente estudio fue determinar si los niveles circulantes de metaloproteasas (MMPs) de matriz extracelular (MMP-1, MMP-2, MMP-7, MMP-9 y MMP-10), el inhibidor tisular de MMPs (TIMP-1) y la cuantificación de la inflamación in vivo de la placa carotídea estudiada de forma no invasiva mediante 18F-FDG-PET / CT son útiles para diferenciar entre pacientes con estenosis carótidea sintomáticas y asintomáticas, o en la predicción de eventos vasculares recurrentes en pacientes con estenosis carotídea sometidos a endarterectomía.

Pacientes y métodos: Estudio de cohorte prospectivo, longitudinal multicéntrico. Se reclutaron pacientes atendidos en la Unidad de Ictus del Hospital de Navarra y la Clínica Universidad de Navarra con edades comprendidas entre 50-80 años con diagnóstico de infarto cerebral (con déficit menor) o AIT de origen aterotrombótico por estenosis carotídea grave, y pacientes con estenosis carotídea grave asintomática, que fueron sometidos a endarterectomía carotídea. Se obtuvieron muestras de plasma y suero 2 días antes de la cirugía y se analizaron los niveles de MMP-1, MMP-2, MMP-7, MMP9, MMP-10, TIMP-1, HDL, LDL, proteína C reactiva y velocidad de sedimentación globular. Se realizó un estudio 18F-FDG-PET / CT para cuantificar el metabolismo de la pared vascular de ambas carótidas y otros territorios vasculares, como reflejo de la presencia de inflamación intraplaca. Se realizaron estudios histológicos e inmunohistoquímicos con anticuerpos dirigidos frente a MMP-10, MMP-9, TIMP-1 y CD68 en la placa carotídea extraída quirúrgicamente mediante endarterectomía. Asimismo, se incluyeron en el estudio 26 controles sanos, trabajadores de la Universidad de Navarra, comparables en edad y sexo a la población de pacientes. Resultados: Se incluyeron 31 pacientes consecutivos con estenosis carotídea sintomática (n=23) o asintomática (n=8) grave a los que se les realizó endarterectomía carotídea entre julio de 2013 y marzo de 2016. Los pacientes con estenosis carotídea presentaron niveles circulantes de MMP-1, MMP-7 y MMP-10 significativamente más elevados que los controles sanos. No se encontró ninguna correlación entre las MMPs circulantes y el grado de inflamación en la placa carotídea in vivo evaluado mediante 18F-FDG-PET / CT. El TIMP-1 intraplaca se correlacionó moderadamente con su nivel plasmático (r = 0,42 p = 0,02) y con la captación de 18F-FDG-PET / CT (r = 0,38 p = 0,05). Después de una mediana de seguimiento de 1077 días, se registraron 4 eventos cerebrovasculares, 7 eventos cardiovasculares y 11 eventos vasculares periféricos que requirieron hospitalización. El nivel de MMP-7 circulante fue capaz de predecir eventos más allá de los factores de riesgo tradicionales (HR = 1,15 p = 0,006). Cuando el modelo de regresión se asoció con las variables de interés, la capacidad de la 18F-FDG-PET / CT para predecir eventos vasculares no fue significativa.

Conclusiones: Los hallazgos del presente estudio no apoyan el uso de 18FFDG-PET / CT o los niveles de metaloproteasas o sus inhibidores para diferenciar estenosis carotídeas sintomáticas o asintomáticas y tampoco para establecer el riesgo de recurrencia de ictus. Nuestros hallazgos proporcionan evidencia de que la MMP-7 circulante podría representar un biomarcador de eventos cardiovasculares recurrentes en pacientes con estenosis carotídea grave.