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Physical Activity Adherence Related to Body Composition and Physical Fitness in Spanish Older Adults: 8 Years-Longitudinal EXERNET-Study
(Frontiers, 2022-04-26) Jiménez Zazo, Fabio; Hernández Martínez, Antonio; Romero Blanco, Cristina; Cabanillas Cruz, Esther; Pérez Gómez, Jorge; Ara Royo, Ignacio; Casajús Mallén, José Antonio; Vicente Rodríguez, Germán; Gesteiro Alejos, Eva; González Gross, María Marcela; Aznar Laín, Susana
Introduction: The multiple benefits of physical activity (PA) compared to the current lack of adherence to this behavior in older people makes it necessary to identify the factors related to its long-term dropout, therefore, the aim of this study was: (i) to study the evolution of behavior change for PA through stages of change (SoC) after 8 years and, to identify the associated factors related to the worsening of SoC for PA.
Methods: A total of 714 Spanish older adults (>65 years) participated in the Longitudinal elderly EXERNET study 8 years follow-up. SoC for PA from Transtheoretical model of behavior change (TTM), body composition [BMI, fat mass, lean mass, waist circumference (WC), and hip circumference (HC)] and physical fitness (EXERNET battery fitness tests) were recorded. A multivariate binary logistic regression model was used to identify the potential predictive factors of worsening SoC for PA.
Results: Three hundred and sixty participants (50.4%) worsening their SoC for PA after 8 years. Predictors factors associated with worsening of SoC were: HC (OR = 1.022; 95% CI: 1.001, 1.044), Lower body strength (OR = 0.940; 95% CI: 0.887, 0.997) and aerobic endurance at the 6 min-walk test (OR = 0.997; 95% CI: 0.995, 0.999).
Conclusion: This study highlights that we need to identify adults with high HC, lower body strength and lower aerobic endurance to design a tailored PA program. Identifying the determinants of losing adherence to PA will help in the creation, design, and evaluation of exercise programs with the goal of reducing older adults’ drop-outs rates.
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Metodologías analíticas innovadoras para el estudio y control de nanopartículas de platino en el campo medioambiental
(Universidad de Castilla-La Mancha, 2023) Sánchez Cachero, Armando
El uso y producción de los nanomateriales ha sufrido un aumento extraordinario en las últimas décadas debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas. Entre ellos cabe señalar un grupo notable, las nanopartículas metálicas, como las de platino, las cuáles pueden ser destinadas para multitud de aplicaciones dentro de distintos ámbitos industriales o biomédicos, formando parte de productos de uso cotidiano. Sin embargo, este uso tan extendido va a provocar su liberación al medio ambiente y el aumento de su presencia en el mismo. Hoy en día, el comportamiento ambiental de las nanopartículas de platino, así como las implicaciones ecotoxicológicas que tienen, es poco conocido. Por ello, el desarrollo de nuevas metodologías analíticas que permitan la correcta detección, caracterización y cuantificación de estos analitos en matrices de interés ambiental y toxicológico, así como las transformaciones que pueden sufrir en esos ambientes, va a ser crucial y de gran interés.
En este sentido, la presente Tesis Doctoral está encaminada hacia el desarrollo y aplicación de nuevas metodologías analíticas para la caracterización y cuantificación de nanopartículas de platino en matrices de interés biológico y medioambiental, principalmente usando técnicas basadas en la espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo.
El primer capítulo hace una revisión acerca del rol de la Nanociencia y Nanotecnología Analítica, haciendo hincapié en las nanopartículas metálicas. Se describen sus principales vías de entrada al medio ambiente, así como las posibles transformaciones que pueden sufrir en él. También se exponen las principales estrategias y técnicas analíticas empleadas para la preparación de la muestra, caracterización, detección y cuantificación de nanopartículas metálicas.
El segundo capítulo recoge el equipamiento y materiales empleados a lo largo del desarrollo de esta Tesis.
El tercer capítulo describe una optimización exhaustiva de un método para que permita la adecuada caracterización, detección y cuantificación de nanopartículas de platino basado en la espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo en modalidad single particle. En ella, se recoge un estudio de parámetros clave referentes a las condiciones de adquisición y tratamiento de los datos. La metodología desarrollada permitió la adecuada discriminación entre eventos de nanopartículas y señal de fondo en condiciones de solapamiento de ambas. De la misma manera, fue posible el correcto estudio de las nanopartículas de platino en matrices de interés medioambiental (aguas sintéticas) y biológico (medios de cultivo celular), así como de las transformaciones que sufren en ellas.
El cuarto capítulo describe el desarrollo de una estrategia de preparación de muestra para la caracterización y cuantificación de nanopartículas de platino en polvo de carretera mediante espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo en modalidad single particle. Se han optimizado los parámetros clave que afectan a los pasos críticos de la etapa de preparación de la muestra como son la extracción de las NPs desde la matriz sólida y el proceso de limpieza del extracto que es necesario. Para la extracción se estudiaron algunos factores, como el tipo de dispositivo ultrasonidos utilizado, la intensidad, o el tiempo de extracción, y para la limpieza la estrategia empleada. Este proceso ha sido realizado usando un material de referencia de polvo de carretera (BCR- 723) y muestras de polvo de carretera adicionadas con nanopartículas de platino de 30 nm. Bajo las condiciones optimizadas, se puede obtener tanto información completa acerca de la distribución de tamaño como de la concentración en número de partícula y/o masa en menos de 11 minutos. La metodología optimizada fue aplicada para caracterizar y cuantificar nanopartículas de platino en muestras de polvo de carretera reales.
Por último, en el quinto capítulo se recoge el desarrollo y aplicación de una nueva metodología analítica basada en fraccionamiento de campo de flujo asimétrico acoplado a espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo para el estudio del comportamiento ambiental de nanopartículas de platino de distintos tamaños en matrices acuosas. Primeramente, se describe el proceso de optimización del método analítico (centrándose en parámetros críticos de la separación por AF4 como la composición de la fase móvil o el ratio de flujo cruzado aplicado), así como la demostración de su aplicabilidad para caracterizar nanopartículas de platino en aguas sintéticas y naturales estudiando sus transformaciones a lo largo del tiempo. Esta metodología ha sido aplicada, junto con técnicas complementarias para obtener una información completa sobre el comportamiento ambiental de estas nanopartículas bajo el efecto de factores ambientalmente relevantes (fuerza iónica o presencia de materia orgánica, entre otros). Los resultados del estudio han demostrado el importante papel que juegan la fuerza iónica y la presencia de materia orgánica sobre la estabilidad y destino ambiental de las nanopartículas de platino.
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Desarrollo y optimización de procesos asistidos electroquímicamente para la producción dióxido de cloro
(Universidad de Castilla-La Mancha, 2023) Sales Monteiro, Mayra Kerolly
El dióxido de cloro es uno de los oxidantes más interesantes, porque combina una fuerte capacidad oxidante con una escasa formación de subproductos peligrosos como los orgánicos clorados durante su aplicación. Por este motivo, es muy utilizado en la desinfección de agua potable y, actualmente, se está evaluando su uso en la desinfección de superficies o edificios. Aunque suele producirse por la interacción química del clorito con hipoclorito / cloro o ácido clorhídrico, una alternativa interesante para su producción es la combinación en un medio fuertemente ácido de clorato y peróxido de hidrógeno. Se sabe que ambos compuestos se fabrican de manera eficiente utilizando tecnología electroquímica, lo que abre la posibilidad de un proceso electroquímico completo para la producción de este importante oxidante. Esta tesis resume los avances recientes en la producción electroquímica de las materias primas, así como en la producción electroquímica completa de dióxido de cloro, no solo prestando atención a la bibliografía científica, sino principalmente a las patentes recientes, tratando de ver en qué nivel de disponibilidad tecnológica está cada una de las tecnologías y cuáles son los elementos de la cadena de valor necesarios para una implementación completa de la tecnología.
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Intelligent threat detection in internet of things environments
(Universidad de Castilla-La Mancha, 2023) Roldán Gómez, José
El IoT ha experimentado un crecimiento vertiginoso. Las aplicaciones del IoT son muchas y diversas, y van desde la habilitación de un hogar inteligente hasta la monitorización de procesos industriales o la optimización de patrones de tráfico. Este crecimiento sin precedentes ha hecho que se convierta en un objetivo muy interesante para los ciberdelincuentes. Esto es especialmente preocupante en este paradigma porque existen ciertas limitaciones intrínsecas que pueden complicar la implementación de medidas en este paradigma. Entre ellas, el hecho de que estos dispositivos suelen tener recursos limitados, lo que significa que tienen poca capacidad de procesamiento y memoria. Además, estos dispositivos no suelen estar bien mantenidos y pueden utilizar software obsoleto que es vulnerable a exploits conocidos. Por tanto, es necesario diseñar nuevas soluciones o adaptar las tradicionales teniendo en cuenta las características del paradigma. El objetivo de esta tesis doctoral es diseñar, implementar y evaluar una arquitectura que permita detectar amenazas conocidas y desconocidas en entornos IoT en tiempo real. Además, se pretende que esta arquitectura pueda detectar dichos ataques con la menor intervención posible.
CEP permite procesar y correlacionar una gran cantidad de datos en tiempo real. Para ello, un experto define un conjunto de reglas, denominadas reglas CEP, cuando los eventos simples, que contienen la información necesaria para detectar situaciones de interés, cumplen con estas reglas, se dispara un evento complejo.
Primero, se diseña, implementa y evalúa una arquitectura capaz de generar reglas CEP para detectar amenazas IoT en tiempo real; sin embargo, esta arquitectura requiere que un experto especifique los campos más importantes de los protocolos a monitorizar. También es necesario que el tráfico de red, con el que entrenamos nuestra arquitectura, esté etiquetado, es decir, que la arquitectura sepa qué paquetes son ataques a la hora de entrenar.
A continuación, se actualiza y mejora la arquitectura anterior. La mejora de esta implementación es que elimina la necesidad de un experto en el dominio para identificar los campos clave. Por último, se actualiza la arquitectura anterior para poder generar las reglas sin necesidad de tráfico etiquetado. Los resultados obtenidos a lo largo de la tesis avalan la viabilidad de todas las propuestas que presentamos. Los resultados obtenidos muestran que las diferentes arquitecturas consiguen buenos resultados desde el punto de vista funcional y de rendimiento. Podemos concluir que las propuestas descritas son viables.
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Uncertainty analysis and reduction for climate change related decision making: applications to adaptation and economical sustainability in agriculture
(Universidad de Castilla-La Mancha, 2023) Rodríguez Sánchez, Alfredo
El cambio climático afecta y afectará de forma severa a diferentes sectores en muchas partes del planeta a no ser que se implementen adaptaciones locales que puedan reducir tales impactos. Para estudiar, en un tiempo razonable, que medidas de adaptación son adecuadas, y contemplando diferentes escenarios, se utilizan modelos, tanto de clima como de impacto, relacionados con el sector considerado, que se alimentan de los resultados de los primeros. Este hecho complica el diseño de las adaptaciones debido a que la incertidumbre inherente a los modelos se propaga y va incrementando a lo largo de la cadena de simulación.
Una técnica ampliamente extendida para reducir la incertidumbre es la de utilizar un único modelo sino la de un ensemble, o conjunto, de modelos. Aunque la utilización de esta metodología ofrece mejores resultados que el uso de un único modelo, aún presenta carencias en cuanto a que no proporciona información acerca de la confianza asociada a una recomendación realizada con dichos resultados. Además, también se requiere que, en la medida de lo posible, las adaptaciones diseñadas sean factibles en el sentido de que sea posible su implementación, pero deberán garantizar también una viabilidad económica.
La presente Tesis surge para mejorar la aplicabilidad de las proyecciones de impacto y adaptación al cambio climático, y para ello se marca dos objetivos principales, 1) desarrollar un índice de amplia aplicabilidad en diferentes sectores de impacto y variables, que pueda ser utilizado sobre los resultados de un ensemble de modelos y asigne niveles de confianza en función del cumplimiento de una hipótesis permitiendo discriminar adaptaciones por nivel de confianza, que podrá ir a su vez ligado con la viabilidad económica, y 2) aplicar el índice desarrollado a sectores de impacto concretos a través de casos de estudio, habiéndose elegido en este caso y por su gran importancia, el sector agronómico español, y para el que se han evaluado diferentes recomendaciones de adaptación frente al cambio climático, para discriminar aquellas que presentan gran confianza y por tanto baja incertidumbre, tanto para cultivos herbáceos como leñosos, representativos del entorno Mediterráneo y con gran importancia a nivel nacional. Además, en el caso de estudio centrado en los cultivos leñosos se ha ilustrado un modo de analizar la viabilidad económica de los cultivos.
Como resultado, se desarrolló el índice llamado EOA, que analiza el efecto en cambios en la composición de y tamaño de los ensembles de modelos para evaluar el nivel de concordancia de los resultados del ensemble respecto a una hipótesis.
En el primer caso de estudio (capítulo 5) se aplicó este índice para evaluar y reducir la incertidumbre de recomendaciones de adaptación realizadas por un estudio anterior para trigo de invierno en secano como ejemplo de cultivo herbáceo. Se puso el foco del caso en una localidad Mediterránea bajo condiciones climáticas perturbadas para temperatura y precipitación y bajo diferentes concentraciones de CO2. Aunque los resultados confirmaron que las recomendaciones hechas en el estudio anterior eran en general adecuadas, algunas de ellas no permanecían recomendables bajo ciertas combinaciones climáticas y tamaños de ensemble analizados. Además, fue posible discriminar recomendaciones por su nivel de confianza. En este sentido, utilizando el EOA fue posible identificar opciones de adaptación que permitirían incrementar rendimientos incluso bajo condiciones climáticas severas. Estas adaptaciones consistirían en sustituir el cultivar de trigo de invierno por uno de primavera, unido a un adelanto de la siembra, junto al uso de cultivares con ciclo de cultivo estándar o más largo. También se estudió la introducción de un riego suplementario, lo que amentaría el valor del EOA en todos los casos. Existe una baja confianza en recuperar los niveles de rendimientos base, aunque este objetivo sí podría conseguirse bajo perturbaciones climáticas moderadas.
El segundo caso de estudio, relativo a la acumulación de frío de cultivos leñosos más importantes en España, se realizó en dos fases. En la primera fase (capítulo 6), se utilizó un ensemble de modelos de clima, bajo diferentes escenarios de emisiones y para dos periodos climáticos futuros. Los resultados se utilizaron para alimentar a diferentes modelos de acumulación de frío, diseñados para diferentes especies con el objetivo de evaluar el impacto del cambio climático tal acumulación, necesaria para una buena producción, tanto en términos de cantidad como de calidad. Los resultados mostraron una reducción generalizada en la acumulación de frío independientemente del modelo utilizado, del escenario de emisiones y del periodo futuro. La reducción se proyecta mucho mayor para el periodo futuro lejano bajo el escenario de emisiones más pesimista. La reducción proyectada amenazaría la viabilidad de algunos cultivos y variedades en áreas donde actualmente se cultivan, pero también se mostró la viabilidad de algunos cultivares con bajos requerimientos frío.
Estos resultados de la primera fase del segundo caso de estudio se refinaron en una ulterior fase (capítulo 7). Para ello se recopilaron de la literatura diferentes umbrales de acumulación de frío necesarios para diferentes variedades comerciales comúnmente usadas de los siete cultivos leñosos más importantes en España, para así definir distintos niveles de acumulación de frío. En este caso se aplicó el índice desarrollado junto a otra métrica (la llamada safe winter chill) que nos permitió estimar la confianza de tener una producción económicamente viable en base a la correcta acumulación del frio necesario por parte de las distintas especies y variedades. Los resultados obtenidos indican que tal viabilidad disminuye en el futuro independientemente del escenario de emisiones y periodo futuro, aunque esta sí existiría en el futuro cercano para variedades con requerimientos de frío bajos. No obstante, tales variedades no serían adecuadas en el futuro lejano en algunas de las áreas con mayor producción actual donde la situación sería más severa, especialmente bajo el escenario de emisiones más pesimista. La adaptación en estos casos sería posible mediante el desplazamiento de las áreas de cultivo a zonas próximas junto a una selección cuidadosa de variedades en términos de requerimientos frío. Los resultados pueden respaldar esta selección con gran confianza.
Los resultados obtenidos en la presente Tesis pueden proporcionar información crucial para todas las partes implicadas, para ambos casos de estudio. Para el relativo a los cultivos leñosos, las recomendaciones de adaptación se ofrecen utilizando variedades reales, facilitando así la interpretación y la aplicación en campo por parte de agricultores y técnicos.
La introducción de umbrales con significado tanto biofísico como económico a los análisis basados en el EOA incrementa tanto el valor añadido como la aplicabilidad en las recomendaciones resultantes.
Finalmente, la metodología desarrollada en la presente Tesis posibilita discriminar medias de adaptación con la mayor viabilidad tanto agronómica como económica en lo referente a la producción de cultivos, pero esta puede ser aplicada a otros sectores de impacto.