Escola de Doctorat

Data de lectura: 26/01/2026

• MACIÀ CID, LLORENÇ: Performance Enhancement of a Vacuum Generation Pneumatic Device by Fluid Dynamics Characterization
  
  Autor/a: MACIÀ CID, LLORENÇ
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 19/12/2025
  Data de lectura: 26/01/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala de Conferències de TR5, planta 1, ESEIAAT
  Director/a de tesi: CASTILLA LOPEZ, ROBERTO | GAMEZ MONTERO, PEDRO JAVIER
  Resum de tesi: En aquesta tesi es presenten anàlisis de comportament i millores de rendiment per a un ejector supersònic de buit, component clau en tasques d’automatització industrial. Per caracteritzar el rendiment d’un ejector model EVKAC180, s’utilitza una combinació de simulacions numèriques amb la caixa d’eines de Dinàmica de Fluids Computacional (CFD) OpenFOAM i mesures experimentals en un banc de proves dedicat. S’identifiquen dos règims de funcionament: un mode supercrític, on el flux secundari s’estrangula, i un mode subcrític, on es manté sub-sònic, i el punt de canvi entre règims. Les simulacions reprodueixen aquest doble comportament amb bona concordança amb les dades experimentals, tot i que es troben algunes desviacions en cabals molt alts i molt baixos. A més del solver implícit basat en densitat (HiSA), també s’utilitza un solver explícit (rhoCentralFoam), confirmant resultats consistents en tot l’interval de cabals. L’evolució politròpica, una mètrica clau de l’ejector, es va trobar inicialment adiabàtica, evolucionant progressivament fins a isoterma. Es desenvolupa un model unidimensional per complementar les simulacions CFD i estimar el rendiment de l’ejector a partir de la geometria i les condicions operatives. El model calcula el ràtio d’aspiració i les pressions secundàries tant en règim crític com en subcrític. Els seus resultats es van validar amb dades experimentals i CFD, mostrant prediccions acurades i desviacions baixes (menys del 4 %) en règims crítics. Proporciona una alternativa més ràpida i de baix cost per a etapes inicials de disseny. El rendiment de l’ejector es millora analitzant la influència dels paràmetres constructius mitjançant anàlisis en CFD de factor únic i multifactorial. La longitud de la cambra de mescla va resultar ser el paràmetre més determinant, amb una millora individual del 10 %. L’anàlisi multifactorial fraccional va confirmar aquesta tendència i va produir el disseny final millorat de la geometria, denominat EDGE ejector, assolint un guany global lleugerament superior, del 10,4 %. Els efectes d’interacció entre paràmetres es van trobar limitats però globalment rellevants. Finalment, es va proposar una eina de model empíric per predir el Temps Total d’Evacuació (TET), combinant les corbes característiques i politròpiques. Diversos bancs de proves experimentals es van utilitzar per ajustar les regressions polinòmiques de les corbes característiques, mostrant desviacions en la predicció del TET tan baixes com l’1,4 %. L’eina validada es va aplicar després a l’ejector EDGE, aconseguint una reducció del 4 % del TET (un guany de 8 segons) en comparació amb el model original, assolint així l’objectiu d’aquesta recerca. A més, les eines desenvolupades en aquesta tesi redueixen la necessitat de dades experimentals extensives i permeten una predicció fiable per a nous dissenys d’ejectors.
  

Data de lectura: 27/01/2026

• BOSCH PADRÓS, MIQUEL: Optogenetic control of force transmission in puripotent epithelia
  
  Autor/a: BOSCH PADRÓS, MIQUEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: MATEMÀTICA APLICADA
  Departament: Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 16/12/2025
  Data de lectura: 27/01/2026
  Hora de lectura: 15:00
  Lloc de lectura: Sala d'Actes de l'FME, Edifici U, Campus SudEnllaç MEET: meet.google.com/wda-kfee-saf
  Director/a de tesi: ARROYO BALAGUER, MARINO | TREPAT GUIXER, XAVIER
  Resum de tesi: El desenvolupament necessita una combinació de tres fenòmens: augmentar el nombre de cèl·lules, determinar-ne la identitat i realitzar la morfogènesi, que significa adoptar la forma correcta. La constricció apical és un mecanisme principal per dur a terme aquesta morfogènesi, succeint a escala cel·lular però provocant canvis de forma a nivell tissular. Tot i que la constricció apical està ben estudiada pel que fa a la cèl·lula i és un mecanisme molt conservat en el regne animal, mai s'han descrit ni mesurat les forces generades ni transmeses per a realitzar-la. Per omplir aquest buit, hem emprat una eina optogenètica nova per a provocar constricció apical en cèl·lules mare humanes pluripotents, i ho hem combinat amb microscòpia de forces de tracció per tal de mesurar les forces mecàniques involucrades en el procés. Amb aquesta combinació hem descobert que aquesta constricció crea una petjada petita però consistent en el mapa de traccions, compatible amb un increment de contractilitat apical i conservació del volum cel·lular. Estimulant regions finites de la monocapa hem descobert que el camp de desplaçament cel·lular obeeix una equació de Poisson amb apantallament en dues dimensions, cosa que implica l'existència d'una escala de longitud amb un origen reològic i permet obtenir la funció de Green del teixit. Tot i que les deformacions es poden controlar en l'espai i el temps amb un alt nivell de detall, trobem que la contractilitat apical no pot provocar transicions en l'estat d'embussament d'aquest epiteli pluripotent. Aquests fets revelen aspectes importants de la reologia d'aquestes cèl·lules en escales temporals rellevants per a la morfogènesi, inaccessibles emprant altres mètodes. Ja que aquestes cèl·lules s'utilitzen arreu del món per a generar organoides i embrioides, i també degut al poc coneixement mecànic sobre elles, aquesta tesi estableix un fonament important per a futurs treballs que requereixin control de forces o formes en teixits derivats de cèl·lules mare.
  

• CHEN, MINGRUI: State of Charge Estimation for Metal Hydride Storage Tanks
  
  Autor/a: CHEN, MINGRUI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 17/12/2025
  Data de lectura: 27/01/2026
  Hora de lectura: 16:00
  Lloc de lectura: Aula 28.8 de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB), Edifici PI (Pavelló I). Av. Diagonal, 647, 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: COSTA CASTELLO, RAMON | NA, JING
  Resum de tesi: La creixent demanda energètica global i la necessitat urgent de sostenibilitat han destacat l'hidrogen com a vector d'energia neta. Entre els diversos mètodes d'emmagatzematge, els tancs d'hidrur metàl·lic (MH) són prometedors a causa de la seva alta densitat volumètrica, seguretat i propietats d'absorció/desorció reversibles. Tanmateix, la termodinàmica complexa, la histèresi cinètica i els estats interns no observables fan que l'estimació precisa en temps real de l'estat de càrrega (SOC) sigui un repte. L'estimació fiable del SOC és essencial per a un funcionament eficient, la seguretat i la integració amb sistemes renovables.Aquesta tesi aplica la teoria d'observadors no lineals per estimar el SOC dels tancs MH. Primer es desenvolupa un model físic complet basat en balanços de massa i energia i es reformula en models d'espai d'estats 3D i 2D reduïts, incloent-hi una versió modificada que té en compte els efectes de la canonada. Es realitzen anàlisis d'identificabilitat i sensibilitat dels paràmetres per garantir la fiabilitat del model, seguides d'una calibració dels paràmetres mitjançant dades experimentals i tècniques d'optimització com ara eixam de partícules i optimització multiobjectiu.A continuació, es dissenyen diversos observadors no lineals per a l'estimació del SOC en temps real. Aquests inclouen un observador tipus Luenberger, un estimador d'inversió basat en xarxes neuronals per a una computació reduïda i observadors no lineals commutats que aborden el comportament dependent del mode dels tancs de MH. L'estabilitat i la convergència estan garantides mitjançant la detectabilitat diferencial i la teoria de la contracció.Les simulacions numèriques i els experiments en tancs de MH comercials demostren que els models i observadors proposats proporcionen una estimació precisa, robusta i computacionalment eficient del COS, oferint una base pràctica per a la gestió intel·ligent de l'emmagatzematge d'hidrogen.
  

• CHIEN, YING-HAO: Revealing Ultrafast Dynamics in Hexagonal Boron Nitride with Attosecond X-ray Absorption Fine-structure Spectroscopy
  
  Autor/a: CHIEN, YING-HAO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 16/10/2025
  Data de lectura: 27/01/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: ICFO Auditorium
  Director/a de tesi: BIEGERT, JENS
  Resum de tesi: Des de la invenció del circuit integrat (CI) a la dècada de 1950, la civilització moderna s’ha construït sobre el seu fonament. A mesura que els CI continuen reduint la seva escala i operant a velocitats més altes, la gestió de la dissipació de calor i del procés de transferència d’energia és crítica per superar les limitacions de rendiment i possibilitar el desenvolupament de CI de nova generació.En els models clàssics, els electrons i els fonons es tracten com a sistemes independents per simplificar els càlculs. Aquesta aproximació descriu amb èxit les estructures de bandes electròniques, el transport de càrrega i les respostes òptiques en molts materials en condicions d’equilibri. Tanmateix, passa per alt el paper crític de l’acoblament electró-fonó, una interacció fonamental de molts cossos que regeix l’intercanvi d’energia no en equilibri entre els graus de llibertat electrònics i de la xarxa. Els avenços recents en l’espectroscòpia d’estructura fina d’absorció de raigs X d’attosegon (atto-XAFS) ofereixen una oportunitat sense precedents per observar la dinàmica de l’acoblament electró-fonó amb resolució temporal d’attosegon i específica d’element.El nitrur de bor hexagonal (hBN), un material prototípic àmpliament estudiat amb diverses aplicacions, encara presenta preguntes no resoltes pel que fa a la seva dinàmica ultraràpida. En aquest treball, investiguem la dinàmica acoblada d’electrons i fonons en hBN massís utilitzant atto-XAFS. Mitjançant diferents condicions d’excitació i aprofitant diverses resolucions temporals, desemboirem les respectives contribucions d’electrons i fonons a la resposta transitòria, demostrant la capacitat única de l’atto-XAFS per sondar dinàmiques de molts cossos en temps real.Per possibilitar futurs estudis de materials nous, vam actualitzar el nostre sistema làser d’amplificació de polsos chirpats (CPA) de safir dopat amb titani (Ti:sapphire), vam integrar un nou amplificador paramètric òptic comercial TOPAS, vam dissenyar un nou objectiu de gas microfluídic combinat amb un sistema de vàlvula de pols piezoelèctrica destinat a reduir el consum d’heli en la generació d’harmònics alts (HHG), vam implementar un suport criogènic per a mesures dependents de la temperatura i vam substituir la xarxa de difracció de l’espectrògraf de raigs X tous per plaques de zona de reflexió amb alta eficiència de difracció i alt poder de resolució. Demostrem el rendiment millorat del sistema actualitzat per a futurs experiments avançats d’atto-XAFS.
  

Data de lectura: 28/01/2026

• ALCAYDE ROMO, BARBARA: Numerical modelling of the fatigue behaviour of composites. Application to the automotive industry.
  
  Autor/a: ALCAYDE ROMO, BARBARA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ANÀLISI ESTRUCTURAL
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 19/12/2025
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: BARBU, LUCIA GRATIELA | CORNEJO VELÁZQUEZ, ALEJANDRO
  Resum de tesi: En un escenari en què l’enginyeria s’orienta cada vegada més cap al disseny optimitzat, l’ús de materials lleugers i el rendiment multifuncional, la predicció precisa del comportament a fatiga dels materials compostos sota condicions de servei realistes resulta essencial. Els plantejaments tradicionals per a l’anàlisi de la fatiga en polímers reforçats amb fibra (FRP) sovint es basen en extrapolacions simplificades de dades de laboratori o en models homogeneïtzats que no consideren les interaccions complexes entre els materials constituents i els efectes de l'entorn. A més, aquests plantejaments generalment no contemplen les variacions de temperatura. Aquesta visió simplificada limita la capacitat de capturar els mecanismes acoblats de degradació mecànica i tèrmica inherents als materials avançats. La present tesi proposa un marc numèric unificat basat en el Mètode dels Elements Finits (FE), que integra una estratègia fenomenològica d’homogeneïtzació, la Teoria de Mescles Sèrie-Paral·lel (SP-RoM), amb una nova Llei Constitutiva (CL) per a la Fatiga d’Alt Nombre de Cicles (HCF). Aquest enfocament permet la representació simultània de les respostes diferenciades a fatiga de les fibres i la matriu en laminats compostos amb apilaments estratificats, tot tenint en compte les variacions en la seqüència de capes i l’orientació de les fibres. Una innovació clau és una metodologia de calibratge que infereix els paràmetres de fatiga a nivell dels constituents a partir de dades experimentals a escala de laminat, superant així les dificultats associades a l’assaig directe dels components individuals. A més, es presenta un model de fatiga acoblat termomecànicament que incorpora propietats materials dependents de la temperatura i la dilatació tèrmica, generalitzant les corbes clàssiques de predicció de vida a fatiga per a camps de temperatura fluctuants i espacialment variables. Per afrontar l’elevada demanda computacional de les simulacions de fatiga, s’ha desenvolupat una estratègia d’avanç en el temps (AITS) amb salt de cicle (CJ), que permet una simulació eficient de l’evolució del dany a fatiga a llarg termini sense sacrificar la precisió. Validada amb referències experimentals i dades bibliogràfiques, la metodologia proposada suposa un avenç en la predicció de la vida a fatiga dels materials compostos, oferint una eina flexible, robusta i computacionalment eficient. Així mateix, la formulació de fatiga ha estat millorada per capturar efectes termomecànics complexos. Aquest treball estableix les bases per a futures investigacions sobre el modelatge integrat de la fatiga i els fenòmens de degradació multifísica en estructures compostes avançades.