Ciències

Recull de Treballs de Recerca realitzats pels estudiants de Batxillerat de la promoció 2019-2021 al Col·legi Sant Miquel dels Sants de Vic en l’àmbit de les Ciències.

Aguilar Cabrera, Lucas. Asma i esport

El treball estudia els canvis que es produeixen en l’organisme durant la pràctica d’exercici o activitat física, i més concretament en els sistemes respiratori i cardiovascular. També es tenen en compte els llindars aeròbic i anaeròbic i alguns entrenaments que es poden realitzar a l’aire lliure per millorar en la prova d’esforç.

Tutora: Montse Rovira
Col·laboradors: Centre Mèdic Bayés, Vic

Bofill Terres, Raquel. Estudi microbiològic i ambiental de dues zones del riu Ter

L’objectiu d’aquest treball és determinar si dues zones del riu Ter, Setcases i Torelló, es poden classificar com a aigües aptes per al bany. Primerament s’ha realitzat una recerca dels indicadors microbiològics i de la legislació que controla la qualitat de les platges i de les aigües en general. Per poder dur a terme la investigació, s’han recollit mostres amb una freqüència mínima quinzenal durant vuit setmanes. L’estudi ha seguit els criteris que utilitza l’Agència Catalana de l’Aigua. Per determinar la concentració de bacteris Escherichia coli i enterococs fecals s’ha utilitzat la filtració per membrana amb el sistema Microfil. Segons els resultats obtinguts del control ambiental i microbiològic de les dues zones, s’observa com la zona de Torelló presenta més contaminació microbiològica que la de Setcases. Coneixent i aplicant la legislació vigent i mitjançant el control de la qualitat microbiològica s’ha arribat a la conclusió que només es podria classificar com a aigua de qualitat excel·lent i, per tant, apta pel bany, la de la zona de Setcases.

Tutora: Berta Sánchez

Carvajal Camprubí, Aina. Efecte dels antibiòtics naturals respecte als antibiòtics convencionals. És la camamilla més eficaç que l’amoxicilina davant d’una infecció de Bacillus cereus?

La resistència als antibiòtics és un problema mundial que ha augmentat al llarg dels anys. L’ús abusiu d’aquest tipus de medicaments fa que cada cop siguin menys efectius per combatre infeccions bacterianes, cosa que també dificulta el desenvolupament de nous fàrmacs. Per això s’intenten trobar alternatives per reduir l’ampli ús d’antibiòtics i lluitar contra la resistència que generen. En aquesta investigació es pretén estudiar l’efecte de les plantes medicinals i comparar-lo amb l’efecte dels antibiòtics convencional mitjançant un antibiograma. Concretament, s’ha estudiat l’efecte de l’oli essencial de camamilla, com a antibiòtic natural, en comparació amb l’amoxicilina, com a antibiòtic convencional, sobre un cultiu de Bacillus cereus.

Tutora: Ariadna Palacios

Colom Carbonell, Roger. Caracterització molecular i metabòlica dels cultius cel·lulars de múscul esquelètic derivats del model de ratolí de la malaltia McArdle

La malaltia de McArdle (glicogenosi tipus V) és la glicogenosi muscular més freqüent i està causada per la manca de la isoforma muscular de l’enzim glicogen fosforilasa. Els pacients són incapaços d’obtenir energia de les seves reserves de glicogen al múscul i, com a conseqüència, presenten intolerància a l’exercici, amb fatiga prematura i contractures, sovint acompanyades de rabdomiòlisi, trastorn produït per la necrosi muscular, i mioglobinúria, expulsió de la proteïna mioglobina a través de l’orina. Actualment no hi ha cap teràpia capaç de restaurar l’activitat de l’enzim en els pacients, però el model de ratolí de la malaltia, desenvolupat recentment, obre les portes a l’estudi de les conseqüències fenotípiques de la indisponibilitat del glicogen muscular. Aquest treball se centra en la caracterització dels cultius cel·lulars de múscul esquelètic derivats d’aquest model de ratolí, tant a nivell molecular com metabòlic. S’ha portat a terme mitjançant la tècnica analítica Western blot, a partir de la qual s’ha estudiat l’expressió de diverses proteïnes en cultius cel·lulars wild type i McArdle associades al metabolisme oxidatiu dels glúcids. S’ha realitzat la quantificació de cada proteïna i amb això s’ha pogut determinar que les cèl·lules musculars de McArdle compensen el dèficit energètic degut a la incapacitat de degradar el glicogen activant altres vies metabòliques, com el metabolisme oxidatiu a través de la cadena respiratòria.

Tutora: Lluïsa Prat
Col·laboradors: Dr. Tomàs Pinós i Figueras, Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR)

Cumeras Verdaguer, Mateu. Els opistobranquis en temps de pandèmia

L’estudi dels possibles efectes de la situació de pandèmia que vivim actualment en la diversitat d’una subclasse de mol·luscs anomenats opistobranquis és l’objectiu d’aquest treball de recerca. L’autor pretén donar a conèixer el món dels opistobranquis de la Costa Brava i destacar la importància de la conservació de la diversitat marina. Primerament s’ha realitzat una recerca sobre l’anatomia i la fisiologia d’aquesta subclasse i paral·lelament, s’ha recollit informació de les espècies més freqüents presents al mar Mediterrani. Posteriorment s’ha elaborat el que podria ser una part d’una guia divulgativa amb les característiques més destacades de cada una de les espècies i s’han creat unes fitxes descriptives de cada zona de l’Escala on s’han realitzat les immersions. A part, s’ha realitzat una recerca per tal de conèixer la repercussió que pot haver tingut el període de confinament en el medi marí. El nombre d’espècies registrades en el curs de les immersions durant l’estiu de 2020 s’ha pogut comparar amb els resultats obtinguts en un estudi semblant realitzat el 2014. Finalment, tot i que caldria fer un seguiment i ampliar l’estudi, es podria dir que la situació de pandèmia amb la consegüent davallada turística ha contribuït positivament al desenvolupament del nombre d’espècies d’opistobranquis i, per tant, a la riquesa de la biodiversitat marina d’aquesta zona de la costa catalana.

Tutora: Berta Sánchez
Col·laboradors: Robert Fernández i Miquel Codina

de Rocafiguera Campdelacreu, Júlia. Identificació de microRNAs com a possibles biomarcadors per a pacients amb insuficiència cardíaca.

La insuficiència cardíaca és una de les principals causes de mortalitat a nivell mundial. Des de l’Institut de Recerca de l’Hospital de la Santa Creu i Sant Pau s’estan duent a terme estudis sobre aquesta malaltia i, més concretament, des de l’ICCC, s’està treballant amb microRNAs com a possibles marcadors per a pacients afectats. Aquest treball de recerca és un estudi per determinar la diferència de presència de microRNAs entre pacients amb insuficiència cardíaca i persones sanes. A través de mostres de plasma s’ha realitzat una anàlisi quantitativa dels miRNAs mitjançant la tècnica de la qPCR. Gràcies als resultats obtinguts mitjançant la PCR s’ha pogut arribar a la conclusió que un 50 % dels miRNAs analitzats presenten una diferència de presència rellevant entre els dos casos. Sens dubte, s’ha de continuar investigant en aquesta línia i en d’altres de noves que sorgeixin durant els respectius estudis per tal de poder arribar a oferir un bon diagnòstic i tractament a totes les persones que pateixin insuficiència cardíaca.

Tutora: Ariadna Palacios
Col·laboradors: Institut Català de Ciències Cardiovasculars. Dra. Teresa Padró Campany. Alba Vilella Figuerola, llicenciada en Ciències Biomèdiques

Ibàñez Martínez, Bernat. Millora de la precisió del redshift en quàsars detectats per Machine Learning

Els quàsars són un tipus de nucli galàctic molt actiu que es pot observar a grans distàncies, i esdevenen una mena de fars per a la
investigació del passat del nostre univers. A partir dels espectres de llum que rebem del cel profund, podem detectar cada cop més
quàsars amb l’ajuda de Machine Learning. En aquest treball s’ha millorat en un 30 % la precisió del redshift o desplaçament cap al roig dels quàsars detectats per un programari de tecnologia punta anomenat SQUEzE, utilitzant mètodes basats en l’enginyeria de dades i l’estadística. Aquests mètodes, que s’expliquen amb detall a la memòria, s’anomenen «correcció del desplaçament per línia» i «combinació d’entrades». Els resultats obtinguts obren la porta a millors estudis poblacionals dels quàsars detectats en la pròxima generació de telescopis espectrogràfics. Aquesta memòria continua la feina desenvolupada el gener de 2020 en la Fase 2 del programa Joves i Ciència de la Fundació La Pedrera.

Tutor: Antoni Torrents

Llop Casares, Nil. Dragon Khan vs. Shambhala. Estudi físic de les sensacions viscudes a les muntanyes russes

Actualment podem gaudir de les muntanyes russes Dragon Khan i Shambhala al parc d’atraccions PortAventura. Quan la direcció del parc va decidir la construcció d’una segona muntanya russa d’acer (una hypercoaster), una gran majoria d’aficionats no entenia per què s’havia apostat per un disseny que, bàsicament, es basa en pujades i baixades. Per què no instal·lar una muntanya russa del tipus inverted, una flying o una dive, molt diferents de la veterana Dragon Khan? Quin valor podia afegir Shambhala al parc? Fins que una persona no puja a la hypercoaster no pot ser conscient de les diferents sensacions que aporta aquesta atracció. Aquesta recerca vol relacionar les sensacions que es viuen en una
muntanya russa amb les forces exercides sobre el viatger. Per ferho, s’ha pujat a les dues atraccions amb un dispositiu que funciona com a altímetre i acceleròmetre i s’han estudiat les acceleracions que pateix el cos humà en cada un dels seus elements principals (inversions pel que fa a Dragon Khan i camelbacks en el cas de Shambhala). Això permet realitzar un estudi comparatiu de les sensacions viscudes en les dues muntanyes russes des d’un punt de vista dinàmic. La recerca es completa donant resposta a la típica qüestió sobre on es tenen les sensacions més fortes, al davant del tren o bé al darrere.

Tutor: Miquel Padilla

López Benito, Sandra. La psiquiatria forense: il·luminant la foscor

El tema d’aquest treball és la psiquiatria forense, un suport auxiliar molt valuós per al jutge a l’hora de determinar la imputabilitat d’un individu. La història de l’estudi de les malalties mentals és tan antiga com la magistratura mateixa. En aquest treball, a part d’aclarir minuciosament la rellevància de l’informe psiquiàtric, es fa un repàs a l’evolució dels trastorns mentals i la seva classificació, s’exposen alguns casos pràctics reals i la seva resolució i es parla amb experts en el camp medicolegal. Encara que sigui no vinculant, l’informe psiquiàtric forense és determinant en dret civil, penal i laboral i és sol·licitat cada vegada amb més freqüència. Afortunadament, avui les persones amb malalties mentals són acceptades, avaluades i tractades, i la justícia i la medicina van de la mà, la qual cosa és senyal que la societat avança.

Tutora: Aina Márquez
Col·laboradors: Centre penitenciari Quatre Camins. Santiago Escoté i Llobet, metge psiquiatre i director de Salut Mental del Consorci Hospitalari de Vic. Montserrat Clapera Gil, psicòloga general sanitària i experta en psicologia forense.

Macià Solà, Clara. Les conseqüències del sedentarisme. Estudi de la relació entre l’Alzheimer, l’obesitat i la diabetis de tipus 2 a partir d’un “Proof of Concept”

L’estil de vida sedentari comporta conseqüències per a la salut ja que és un factor de risc per a algunes malalties com l’Alzheimer, l’obesitat i la diabetis tipus 2 (DT2). En aquest treball s’ha estudiat la possible relació entre aquestes malalties a partir d’un «Proof of Concept». S’han utilitzat la cromatografia d’exclusió per grandària (SEC) i l’espectrometria nativa de masses (Native MS) amb l’objectiu d’esbrinar si el pèptid β-amiloide (Aβ42), present en l’Alzheimer, pot interactuar amb altres molècules, com la somatostatina (SST14). Un cop analitzats els resultats, s’ha arribat
a la conclusió que la SST14 s’uneix al pèptid Aβ42 i té un paper important en l’oligomerització d’aquest pèptid. S’ha demostrat com una molècula es pot unir al pèptid Aβ42 i, per tant, es podria relacionar la unió de certs biomarcadors de l’obesitat i la DT2, com el colesterol o la insulina, amb el pèptid Aβ42. D’aquesta manera, a partir de la SEC i la Native MS es podria observar la influència que tenen aquests biomarcadors en el pèptid present en l’Alzheimer i trobar noves formes per diagnosticar a les persones que pateixen aquestes malalties.

Tutora: Berta Sánchez
Col·laboradors: Eduard Puig (Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona)

Martínez Cozar, Jose Carlos. Cometes: el Neowise és aquí!

Els cometes van desvetllar l’interès de la humanitat des de temps molt remots i la seva enigmàtica naturalesa ve fer que de seguida se’ls atribuís la qualitat d’heralds d’esdeveniments futurs, usualment dolents o catastròfics. De mica en mica la intel·ligència humana ha anat descobrint els secrets d’aquests imprevisibles i misteriosos objectes fins a netejar-los completament d’aquesta immerescuda mala fama, convertint-los en una peça més del magnífic puzzle que ha representat per a ella l’Univers. Aprofitant la visita que vam rebre l’estiu passat del cometa Neowise, s’ha dut a terme una colla d’observacions fotomètriques i astromètriques amb la finalitat de determinar-ne el màxim de paràmetres físics que sigui possible. El treball vol incidir alhora en la discussió dels mètodes d’observació i dels resultats que aquests proporcionen, resseguint en certa manera el procés que ha seguit la ciència astronòmica fins a identificar els cometes com a innocents missatgers que porten, a través de l’espai i el temps, els secrets de la formació del nostre Sistema Solar.

Tutor: Antoni Torrents

Orra Godayol, Biel. Paraules que s’emporta l’aire. Determinació experimental de la velocitat de propagació del so

Durant una tempesta es veu caure un llamp molt abans que sentir el tro. Aquesta variació es deu a la gran diferència existent entre les velocitats de la llum i del so. La llum del llamp arriba a les nostres retines de forma pràcticament instantània, ja que la velocitat de la llum en l’atmosfera és d’uns 300 000 km/s. El so del tro ens arriba amb una notable diferència en el cas de les tempestes llunyanes. Aquest fet es coneix des de temps immemorial, però el que abans no era tan senzill era determinar amb precisió la velocitat del so, tot i que a l’antiga Grècia personatges il·lustres com Pitàgores o Aristòtil s’interrogaven sobre la naturalesa d’aquest fenomen. Ja a l’època moderna, Isaac Newton va publicar la seva teoria sobre el so en el seu famós llibre Principia Mathematica. Aquesta recerca pretén determinar experimentalment la velocitat de propagació del so en l’aire amb dues metodologies diferents: la generació d’ones sonores estacionàries en un tub tancat i l’efecte Doppler. En el primer cas s’utilitza un tub de ressonància de Quincke en el qual es generen ones estacionàries de diferents harmònics a partir del so pur emès per un telèfon mòbil. Pel que fa al segon mètode, s’enregistra el so provinent del clàxon d’una motocicleta en moviment a velocitat constant per produir un canvi relatiu de la freqüència que està relacionat amb les velocitats de l’aire i de la font emissora. S’han obtingut resultats satisfactoris que difereixen molt poc del valor teòric establert.

Tutor: Miquel Padilla

Parareda Delgar, Helena. La localització diferencial dels idiomes en el còrtex cerebral: un cas de poliglotisme

La llengua nadiua es localitza a l’escorça cerebral a nivell de la primera circumvolució del lòbul frontal esquerre, en la coneguda com a àrea de Broca. Aquesta localització, però, no es manté necessàriament en les llengües que s’aprenen posteriorment. Mitjançant l’estudi amb ressonància magnètica funcional, s’avalua l’activació cerebral per determinar la localització de vuit llengües en una persona poliglota amb un nivell acadèmic d’excel·lència en totes elles. Per a la realització d’aquest estudi es proposa el paradigma de Crawley, que consta d’un test de nominació i d’un de repetició amb respostes encobertes. Les activacions en les àrees cerebrals s’analitzen mitjançant el test Multiple-comparison Correction Family-Wise-Error amb una elevada significació estadística. Les llengües se situen predominantment a nivell d’hemisferi esquerre, en zones pròximes a l’àrea de Broca i amb poca variabilitat quan han estat apreses durant les dues primeres dècades de la vida. En canvi, les llengües apreses posteriorment se situen en zones més superiors a la de Broca i mostren una major variabilitat. Es conclou que l’aprenentatge precoç d’una primera llengua i de les llengües semblants a aquesta les situaria més a prop de l’àrea de Broca que les llengües apreses més tardanament o que són llengües distants ortogràficament respecte a les ja adquirides, i això equivaldria a un millor domini, sobretot pel que fa a l’expressió.

Tutora: Lluïsa Prat
Col·laboradors: Dr. Andreu Gabarrós. Cap del Servei de Neurocirurgia de l’Hospital de Bellvitge. Dra. Noemí Vidal. Servei d’Anatomia Patològica. Hospital Universitari de Bellvitge. Darren S. Kadis. Professor of Department of Physiology, University of Toronto. Scientist, Neurosciences & Mental Helth, The Hospital for Sick Children. IDIBAPS (Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer), Fundació Clínic.

Riubrogent Comas, Pol. Quant pesa un fantasma? Estudi d’una analogia mecànica per a les oscil·lacions del neutrins

Les oscil·lacions de neutrins són un fenomen mecanicoquàntic en què un neutrí creat amb un sabor leptònic específic (electrònic, muònic o tauònic) es mesura posteriorment amb un sabor diferent. El descobriment del fenomen de les oscil·lacions de neutrins va representar una fita científica de gran importància ja que, en demostrar que els neutrins oscil·len també es va provar que tenen massa, en contra del que suggereix el Model Estàndard de la física de partícules. En general, aquestes oscil·lacions s’expliquen com a combinació de tres estats propis de massa amb els tres estats propis de sabor dels neutrins. Els experiments d’oscil·lacions permeten esbrinar moltes propietats de les masses dels neutrins, però l’oscil·lació no conserva informació sobre els seus valors exactes. L’estudi de les oscil·lacions de neutrins és anàleg al d’un sistema de pèndols acoblats, en el què cada pèndol representa un sabor específic del neutrí i l’amplitud d’oscil·lació representa la probabilitat de detectar un neutrí amb un determinat sabor. En aquesta recerca s’ha realitzat un estudi acurat del sistema format per dos pèndols acoblats mitjançant captació de dades a través de vídeo digital. A més, s’ha modelitzat el sistema utilitzant el llenguatge de programació MatLab. Finalment, s’ha estudiat el sistema format per tres pèndols acoblats de manera qualitativa. En tot moment s’han comparat aquests sistemes mecànics amb l’oscil·lació dels neutrins per identificar-ne les similituds i les diferències.

Tutor: Miquel Padilla

Roquet Montaña, Quim. El cos més pesat cau més ràpid. Estudi de l’efecte de la resistència de l’aire en la caiguda de cossos

El 24 d’octubre de 2014 el vicepresident de Google Alan Eustace va batre el rècord de caiguda lliure, saltant des d’una altura de 41.150 metres. Dos anys abans, l’esportista d’alt risc austríac Felix Baumgartner es va convertir en el primer home en trencar la barrera del so en caiguda lliure, en saltar des d’una altura de 39.068 metres. El fet de saltar des de tanta distància respecte a la superfície del nostre planeta té com a objectiu evitar els efectes de l’atmosfera per tal d’assolir grans velocitats. En presència d’aire seria impossible que un cos en caiguda arribés a anar tan
ràpid. Aquest fet ens beneficia en certa forma: si les gotes de pluja caiguessin sense resistència de l’aire assolirien una velocitat de més de 700 km/h! En canvi, la seva velocitat límit és d’uns 20-30 km/h i el seu impacte sobre nosaltres no és perillós. Quan un cos cau des del repòs, aquest adquireix velocitat fins que s’arriba a un equilibri de forces entre el seu pes i la resistència aerodinàmica de l’aire; diem que el cos assoleix una velocitat límit o terminal constant. En aquesta recerca s’ha estudiat com afecta la massa d’un cos, la superfície de contacte i la seva forma en la velocitat límit de caiguda en presència d’aire. És un estudi de control de variables en el què s’ha utilitzat un programa de captació de dades
mitjançant vídeo digital.

Tutor: Miquel Padilla

Triadó Franquesa, Eloi. Aparellats

L’etologia és la branca de la biologia que estudia el comportament dels animals. Aquest treball, concretament, consisteix en l’estudi dels comportaments observats en diferents parelles de pingüins del Zoo de Barcelona. Té com a objectius fer una anàlisi general dels comportaments del conjunt de pingüins estudiats tenint en compte diferents variables, com la quantitat de públic o la meteorologia, i observar i analitzar els comportaments durant les alimentacions en captivitat, buscant patrons de conducta i relacionant-los amb el comportament de la parella. La metodologia ha consistit a elaborar un etograma a partir d’una colla d’observacions prèvies a l’estudi pròpiament dit, i seguidament confeccionar uns fulls de registre per recollir les dades durant les observacions posteriors. S’han obtingut una gran quantitat de resultats a nivell d’individu, de parella i de grup. Es conclou que a nivell de comportaments generals hi ha diferències de conducta entre individus, siguin o no del mateix gènere, i a nivell de grup. També es conclou que variables com el públic o la meteorologia aconsegueixen influir en els comportaments. Finalment, pel que fa a l’alimentació s’ha constatat que existeixen diferents patrons individuals que estan íntimament relacionats amb els comportaments de parella.

Tutora: Lluïsa Prat
Col·laboradors: Parc Zoològic de Barcelona (Sector Educació)

Vidal Bayés, Arnau. L’impacte dels glúcids en el rendiment esportiu

L’autor d’aquest treball és un aficionat a l’esport i ha volgut trobar algun mètode per millorar el rendiment d’un atleta. Fent recerca i informant-se sobre aquest tema va concloure que hi havia diferents alternatives que permetien assolir-ho. Els complements alimentaris, tots aquells productes que ajuden a obtenir un millor rendiment esportiu, eren i són una realitat en la pràctica de l’esport, i generalment són desconeguts pels seus practicants. L’autor centra la seva investigació a analitzar el nivell de glucèmia que tenim a la sang, ja que els glúcids són la principal font d’energia i, per tant, el principal combustible del cos humà. Així doncs, ha seleccionat tres tipus de glúcids diferents, concretament la fructosa, la maltodextrina i la glucosa, el comportament de les quals ha set analitzat envers els seu impacte en el metabolisme. Aquesta anàlisi s’ha dut a terme en dies diferents i en corredors diferents. La participació d’aquests últims ha fet possible l’estudi pràctic del present treball de recerca.

Tutor: Antoni Vidal
Col·laboradors: Dr. Agustí Comella, Centre Mèdic Bayés

Vilaplana Lluch, Joaquim. Estudi de l’efecte antibiòtic de la ceba

El treball pretén demostrar el possible efecte antibiòtic (bactericida o bacteriostàtic) de certs compostos químics presents en la ceba. Concretament, es centra en una varietat particular de ceba, la de Figueres, que sembla presentar algunes propietats més accentuades i la converteixen en una bona candidata. S’avaluen els possibles efectes antimicrobians sobre dues poblacions bacterianes: un bacteri Gram + i un altre Gram -, donada la seva resposta diferencial davant els antibiòtics degut a l’estructura de la seva paret cel·lular. La tècnica avaluativa es fonamenta en la realització pràctica d’un antibiograma amb diferents dil·lucions d’extractes de la ceba, tant a nivell qualitatiu com quantitatiu.

Tutora: Ariadna Palacios i Antoni Canals

<<<