Primer “Dimecres de la Ciència” i reunió del Grup de Recerca del curs 2022-2023

El passat dimecres dia 5 d’octubre es va celebrar el primer “Dimecres de la Ciència” del curs 2022-2023 organitzat des del Departament de Recerca i dedicat a l’Àrea de Química.

Els professors Dr. Miquel Àngel Amer i Dr. Jordi Cruz van explicar la visita que van realitzar aquest darrer estiu a l’Equador, en participar a la reunió del CYTED “Red para acelerar la transición de PYMES a industria 4.0 con tecnología de bajo costo (REDTPI4.0)”. Aquesta xarxa Iberoamericana, liderada per en Dr. Carlos Brand (Don Bosco, el Salvador) integra 13 universitats, 1 centre de recerca, 2 empreses i 7 països. El darrer mes de juliol, l’EUSS es va afegir com a entitat participant.

En el marc d’aquest projecte, en Dr. Miquel Àngel Amer va fer contactes per col·laborar en una línia de recerca dedicada a l’estudi de “Sistemes de monitorització de variables climàtiques i de nutrició per millorar el cicle productiu de les roses”, i el Dr. Jordi Cruz té previst col·laborar en una línia de recerca dedicada a la “Transformació digital i sociocultural de les PYMES a través de processos d’apropiació i innovació tecnològica en el sector agrícola”.

En acabar la formació, va tenir lloc la primera reunió del Grup de Recerca del curs. Entre d’altres, es van explicar els Objectius de Recerca, en el marc del pla Estratègic triennal del centre.

Participació en la Xarxa CYTED REDTPI4

La darrera setmana del mes de juliol els Drs. Miquel Àngel Amer i en Jordi Cruz van participar en la primera trobada d’investigadors del projecte REDTPI4 finançat per la xarxa CYTED. Aquest projecte té per objectiu desenvolupar sistemes de monitoratge de processos de forma “on-line” mitjançant sensors de baix cost i basats en l’internet de les coses (IoT).

Visita dels Drs. Miquel Angel Amer i en Jordi Cruz a la Universitat Salesiana de Cuenca (l’Equador).
Xerrades impartides durant la visita.

La trobada va tenir lloc a la Universitat Salesiana de Cuenca (l’Equador) i van participar investigadors de diversos països (entre ells, Colòmbia, el Salvador, Nicaragua, Brasil i l’Equador). Durant els dies d’estada, els investigadors van fer una presentació de les respectives àrees de coneixement i expertesa per tal de trobar propostes de col·laboració dins de la temàtica. A més, van participar en dos seminaris formatius: un d’introducció a la internet de les coses (impartit pel Prof. Carlos Bran) i un altre d’introducció a la Quimiometria (impartit pel Prof. Jordi Cruz). Cal afegir que el Prof. Jordi Cruz és el coordinador d’aquest projecte dins de l’estat espanyol, amb el que convidem a qualsevol professor/a o alumnat interessat en la matèria a parlar amb ell per tal d’estudiar la possibilitat d’unir-s’hi.

Participació en el European Congress on Molecular Magnets (ECMM)

La Dra. Elena Bartolomé va assistir al 8è Congrés Europeu sobre Magnetisme Molecular (ECMM) celebrat en el convent dels Jacobins a Rennes (França), durant la primera setmana de juliol. Aquest congrés havia estat ajornat un any a causa de la pandèmia.

L’Elena va presentar un pòster sobre l’estudi del “Magnetisme d’un compost de coordinació molecular 8RE-CP” capaç de coordinar fins a 8 ions de terres rares diferents, realitzat en col·laboració amb el Dr. J.Giner de l’ICMAB.

Congrés ECMM celebrat a Rennes (França). Pòster presentat per la Dra. E. Bartolomé (EUSS) sobre el “Magnetisme d’un compost de coordinació de 8 terres rares”.

A més, es van presentar dos treballs sobre “Materials 2D magnètics i luminescents: des de la química de superfície fins a la síntesi de multigrams” i un pòster sobre la “Funcionalització de superfícies amb complexos Schiff-base luminescents i magnètics”, en col·laboració amb la Dra. C. Sañudo i en G. Gabarró, de la Universitat de Barcelona.

Contribucions als treballs “Materials 2D magnètics i luminescents”, presentat per la Dra. C. Sañudo, i “Funcionalització de superfícies amb complexos Schiff-base magnètics i luminescents”, presentat per en Guillem Gabarró (UB).

Publicació a la revista AUTOMATICA and INFORMATICS

El professor Dr. Jordi Cruz acaba de publicar un article a la revista AUTOMATICA and INFORMATICS, titulat “A Comparative Evaluation of the Predictive Ability of PLS and RBF ANN Calibration Techniques Applied to SW-NIR Meat Data”. Aquest treball ha estat fruit de la investigació d’en Jordi amb els Químics de la Bulgarian Academy of Sciences.

En aquest estudi s’han comparat els mètodes quimiomètrics lineals i no lineals. Els espectres de transmitància de mostres de carn de porc es van registrar mitjançant Short Wave-Near Infrared Spectroscopy (SW-NIR) (850 nm-1.050 nm).

S’han seleccionat el Partial Least Squares Regresion (PLSR) i Radial Basis Functions Neural Networks (RBF NN) per tal de determinar el contingut d’humitat i greix.

La raó per utilitzar RBF ANN és ​​la no linealitat significativa que s’exhibeix entre els espectres i el contingut de greix i humitat.

Figura 1. Els espectres NIR i els espectres preprocessats: MSC, SNV i D1+SNV del conjunt de dades de calibratge.

S’han combinat PLSR i RBF NN amb arquitectura diferent amb diferents tècniques de pretractaments de dades com la Primera Derivada (D1), Standard Normal Variate (SNV), Multiplicative Signal Correction (MSC) i les combinacions de MSC i SNV amb primera derivada. 

Els pretractaments òptims per humitat han estat MSC per a la humitat, i la combinació de D1 i SNV per al greix.

Per PLSR, els valors RMSEP  utilitzant MSC amb un 2,3% (PLSR) i un 1,3% (NN) per a la determinació de la humitat.

Figura 2. Gràfic predit versus nominal per a la determinació òptima d’humitat PLS (MSC). Gràfic predit versus nominal per a la determinació òptima d’humitat RBF ANN (MSC). EJCR i gràfic de residuals per a dos models.

En el cas de la determinació del greix PLSR emprant la combinació de SNV i D1, es va obtenir uns valors de RMSEP  de 1,7% (PLSR) i un 0,7% (NN).

Els valors d’error de predicció per a xarxes neuronals són millors que pels obtinguts amb PLSR, però l’aplicació d’aquests mètodes és costosa i la millora predictiva respecte els mètodes PLSR no és significativa per apostar per un canvi a mètodes no lineals. 

Figura 3. Gràfic predit versus nominal per a la determinació òptima de greix PLS (D1+ SNV). Gràfic predit versus nominal per a la determinació òptima de greix  RBF ANN (D1+ SNV). EJCR i gràfic de residuals per a dos models.

Aquests resultats de predicció fan el PLSR i l’espectroscòpia SW-NIR idònies a implementar en el control de la qualitat en la indústria càrnica.

“Dimecres de la Ciència”: REIs en TIC i Química a l’EUSS

Avui dimecres 11 de maig s’ha celebrat el darrer “Dimecres de la Ciència” del curs 2021-2022, dedicat a l’Àrea de la Recerca en Educació.

En el DC es van presentar dos treballs de recerca sobre REIs (Recorreguts d’Ensenyament i Investigació) implementats a l’EUSS.

D’una banda, el Dr. Andreu Moreno va fer una presentació sobre el treball REIs per a la millora de l’aprenentatge basat en la cerca a Internet: cas del TIC en Enginyeria”, desenvolupat juntament amb la Dra. Elena Bartolomé, i recentment publicat a Education Sciences, 11, 772 (2021). En aquest cas es va dissenyar un REI específic per a l’assignatura de Tecnologies de la Informació i la Comunicació (TIC). Les sessions REI van substituir algunes de les classes magistrals de teoria, i van girar al voltant de preguntes generatrius com ara: “Què és un “tallafocs”?”, “Quines són les principals característiques del 5G?”, etc.

L’anàlisi de sis cursos realitzats a l’EUSS entre 2015/16–2020/21 van  mostrar que el REI és una eina enriquidora per a l’aprenentatge de la part teòrica de TIC: el contingut s’expandeix més enllà de la del curs tradicional i es manté actualitzat. L’alumnat es mostrà compromès i motivat per l’activitat de cerca activa. A més, el REI ajuda a millorar les seves habilitats per cercar i seleccionar informació a Internet. Els Q–A maps van servir a l’alumnat per estructurar la recerca a Internet, i al professorat per fer el seguiment del procés d’estudi de l’aprenentatge.

D’altra banda, el Dr. Miquel Àngel Amer i el Dr. Carles Luque varen oferir una presentació sobre “REI per a l’aprenentatge de la Química general: anàlisi de la qualitat de l’aigua d’aixeta”, realitzat en col·laboració de la Dra. Bartolomé, i que també ha estat publicat fa molt poc a la revista Journal of Chemistry Education, 10.1021/acs.jchemed.1c00971, (2022). En aquest cas, es va investigar l’ús de la metodologia REI per a l’aprenentatge de la Química, una assignatura que sovint es troba al pla d’estudis de primer any de moltes titulacions tècniques. EL REI dissenyat i implementat a l’assignatura de Química a l’EUSS, al voltant de la qualitat de l’aigua de boca, va portar a l’alumnat a familiaritzar-se amb els estàndards i aprendre diferents tècniques d’anàlisis químiques per determinar els paràmetres de qualitat de l’aigua (com ara la duresa, el pH, el residu sec, la concentració de sulfats i clorurs).

Els resultats d’ aquesta primera edició del REI en Química mostren que aquesta metodologia va ser molt enriquidora per a l’aprenentatge de l’assignatura, amb una ampliació de resultats dels recursos d’aprenentatge respecte al curs tradicional. El disseny específic del REI va ajudar a superar els problemes didàctics identificats en l’organització anterior, mitjançant la integració dels continguts teòrics i experimentals, millorant les competències de treball en laboratori de l’alumnat. El REI va donar-li un “sentit” al curs, augmentant així la motivació de l’alumnat.

Tant l’alumnat com el professorat es van adaptar fàcilment al nou format d’instrucció. Els resultats d’aquest treball obren noves oportunitats per a l’aplicació dels REIs en altres cursos de Química.

En acabar el “Dimecres de la Ciència, es va celebrar la darrera Reunió del Grup de Recerca del curs 2021-2022.