Escola de Doctorat

Data de lectura: 01/10/2026

• VILELLA I CROSAS, TÀNIA: Biocompatible superelastic TiNb-based alloys produced by additive manufacturing
  
  Autor/a: VILELLA I CROSAS, TÀNIA
  Programa: CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS
  Departament: Departament de Ciència i Enginyeria de Materials (CEM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 02/09/2026
  Data de lectura: 01/10/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: ESCOLA D'ENGINYERIA BARCELONA ESTC/Eduard Maristany, 16 (08019 Barcelona)EDIFICI A planta 0, SALA D'ACTEShttps://meet.google.com/hzr-ymub-uum
  Director/a de tesi: FARGAS RIBAS, GEMMA | RODRÍGUEZ RIUS, DANIEL
  Resum de tesi: L'èxit clínic dels implants ortopèdics de càrrega està limitat fonamentalment per dues grans limitacions mecàniques i biològiques: el fenomen de l'apantallament de tensions (stress-shielding), induït pel desajust del mòdul elàstic entre els aliatges de Ti estàndard i l'os cortical humà, i el risc a llarg termini de toxicitat sistèmica o hipersensibilitat associada als aliatges amb memòria de forma superelàstics com el NiTi. Els sistemes de TiNb de tipus β lliures de Ni ofereixen una alternativa biocompatible ideal gràcies a la seva baixa rigidesa inherent i la seva capacitat de comportament superelàstic. Tanmateix, els mètodes de processament convencionals provoquen una forta segregació de fases, mentre que les rutes de fabricació additiva (AM) actuals solen estar restringides per l'alt cost i la rigidesa de processament de les pols pre-aliades esfèriques. Per abordar aquesta bretxa, aquesta tesi estableix noves rutes d'AM rendibles per fabricar arquitectures complexes que mimetitzen l'os directament a partir de barreges de pols elementals irregulars mitjançant dos enfocaments diferents: el Direct Ink Writing (DIW) combinat amb sinterització al buit, i la fusió en llit de pols mitjançant feix d'electrons (PBF-EB) d'alta energia.La primera part d'aquest treball optimitza la ruta de DIW per a configuracions binàries de TiNb, on l'anàlisi reològica identifica una càrrega sòlida òptima del 75% en pes. Aquesta concentració maximitza la densitat metàl·lica en verd alhora que manté el comportament pseudoplàstic i el límit elàstic necessaris per a la retenció de la forma després de la impressió. Augmentar la càrrega al 80% en pes provoca una transició de bloqueig (jamming) micro-reològica impulsada per la fricció interna entre les partícules elementals irregulars. Els cicles de sinterització al buit a 1400°C permeten controlar la densificació i l'evolució de la porositat, consolidant les xarxes de porus tubulars en porositat interna aïllada mentre es preserva la macro-arquitectura. El Nb actua com a estabilitzador β i suprimeix la formació de fase α, donant lloc a una matriu cúbica centrada en el cos (bcc) amb una rigidesa que mimetitza amb èxit la de l'os cortical humà.En la segona part d'aquesta tesi, la formulació de les tintes s’amplia a sistemes ternaris (TiNbZr, TiNbTa) i quaternaris (TiNbTaZr), aconseguint l'aliatge in-situ amb èxit. La tercera part de la tesi investiga la consolidació en estat líquid en un sol pas mitjançant PBF-EB, on la barreja hidrodinàmica supera la diferència de temperatures de fusió entre el Ti i el Nb refractari. El buit elevat i el recuit tèrmic in-situ eliminen la macro-segregació, resultant en microestructures homogènies de fase β única o de fases martensítiques α′′ metaestables. Aquesta fase β deformable s’integra amb dissenys avançats de superfícies mínimes triplement periòdiques (TPMS giroide) per mitigar l'apantallament de tensions. Finalment, la validació biològica in vitro amb cèl·lules SaOS-2 mostra una citocompatibilitat excel·lent en tots els casos.En conclusió, aquesta tesi demostra una estratègia de fabricació versàtil i rendible que tanca la bretxa entre les matèries primeres elementals de baix cost i els materials funcionals d'alt rendiment. Mitjançant la integració de la complexitat arquitectònica amb un control microestructural precís, aquest treball estableix un camí sòlid per al desenvolupament de la propera generació d'implants superelàstics que mimetitzen l'os, millorant en última instància la seguretat del pacient i la fiabilitat clínica a llarg termini.
  

Data de lectura: 02/10/2026

• GARCÍA CARRASCO, VÍCTOR: El nexe aigua-energia de Catalunya davant la transició energètica: simulació horària, dessalinització oportunista i optimització multi-objectiu
  
  Autor/a: GARCÍA CARRASCO, VÍCTOR
  Programa: ESTADÍSTICA I INVESTIGACIÓ OPERATIVA
  Departament: Departament d'Estadística i Investigació Operativa (EIO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 02/09/2026
  Data de lectura: 02/10/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: FIB Sala d'actes Manuel Martí Recober B6-planta 0
  Director/a de tesi: FONSECA CASAS, PAU
  Resum de tesi: Catalunya afronta simultàniament dues crisis estructurals: la transició cap a un sistema elèctric descarbonitzat i l'agreujament de l'estrès hídric en un context de canvi climàtic. La sequera de 2021-2024, que va portar els embassaments del sistema Ter-Llobregat a nivells d'emergència, i l'acceleració del desplegament renovable previst pel PROENCAT evidencien la necessitat d'eines de planificació que integrin ambdós subsistemes. Aquesta tesi aporta les eines per desenvolupar el primer bessó digital del sistema acoblat aigua-energia de Catalunya amb resolució horària, especificat formalment mitjançant el llenguatge SDL (Specification and Description Language) segons el paradigma DT = DM + DS.El model integra la generació elèctrica (nuclear, eòlica, fotovoltaica, hidràulica, emmagatzematge i cicles combinats), la gestió hídrica (embassaments, dessalinització, regeneració) i les polítiques de sequera (restriccions progressives per fases) en un únic marc de simulació. S'ha validat retrospectivament contra el mix elèctric del 2024 (errors < 2%), prospectivament contra les projeccions del PROENCAT per als horitzons 2030 i 2040, i sota estrès mitjançant 5 escenaris de pertorbació hidrològica. L'espai de solucions, amb fins 14 variables de decisió, s'ha explorat amb Random Grid Search i NSGA-II, permetent una comparació metodològica d'ambdós enfocaments d'optimització multi-objectiu.Els resultats demostren que la capacitat de dessalinització planificada de 160 hm³/any és necessària però insuficient sota escenaris de canvi climàtic sever, i que 240 hm³/any sí proporcionen un marge de seguretat robust. Es proposa i avalua una estratègia de dessalinització oportunista que vincula l'operació de les plantes a la disponibilitat d'excedents renovables, aconseguint que entre el 49% i el 75% de l'aigua es produeixi en hores amb excedents, amb una reducció del consum de gas del 20-34%. El model confirma la viabilitat dels objectius del PROENCAT per al 2040 i identifica 14,8 TWh d'excedents renovables com a sinèrgia fonamental entre la transició energètica i la seguretat hídrica.Aquesta tesi aporta contribucions en tres àmbits: la integració formal del nexe aigua-energia a escala de conca regional, la formulació d'una estratègia de dessalinització oportunista sense precedent a la literatura, i una metodologia d'optimització multi-objectiu comparada transferible a altres conques mediterrànies.
  

• HURTÁN DÍAZ, ENRIQUE: Experimental Characterization of Microconfined High-Pressure Transcritical Fluid Turbulence
  
  Autor/a: HURTÁN DÍAZ, ENRIQUE
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 04/09/2026
  Data de lectura: 02/10/2026
  Hora de lectura: 09:00
  Lloc de lectura: Sala de conferències/polivalent de l'edifici I del Campus Diagonal-Besòs, EEBE.
  Director/a de tesi: JOFRE CRUANYES, LLUÍS | CASALS TERRE, JASMINA
  Resum de tesi: Els sistemes microfluídics han emergit com una tecnologia clau per al desenvolupament de dispositius compactes i altament integrats en aplicacions biomèdiques i químiques. Tanmateix, el seu rendiment en aplicacions relacionades amb la transferència d’energia continua limitat pel predomini de règims de flux laminars a escales microscòpiques, on els processos de transport estan governats principalment per la difusió molecular. Aquesta tesi investiga l’aparició de fluxes turbulents en fluids transcrítics a alta pressió i confinats en microcanals com una nova via per superar aquestes limitacions. En particular, el treball es centra en el paper dels forts gradients de propietats termofísiques que es generen a prop del punt crític, i durant la transició del fluid per la línia de pseudo-ebullició, en la desestabilització dels fluxos microscòpics i en la millora del transport d’energía.La recerca comença establint el marc experimental i metodològic necessari per investigar fluxos transcrítics a la microescala sota condicions termodinàmiques extremes. Per a això, es desenvolupa una plataforma microfluídica capaç d’operar a alta pressió que integra sistemes avançats de control tèrmic i diagnòsis d’alta resolució basats en velocimetria per imatge de micropartícules bidimensional i resolta en el temps (2D TR-μPIV). S’ha prestat atenció especial a la identificació de les escales espaials i temporals característiques que governen aquests fluxos i a l’avaluació de les limitacions de les tècniques convencionals per resoldre aquestes escales turbulents més petites. L’anàlisi revela que les escales termofísiques associades als gradients de densitat esdevenen comparables a les escales hidrodinàmiques més petites del flux, donant lloc a un fort acoblament termodinàmic–hidrodinàmic que altera fonamentalment la interpretació del transport a microescala.A partir d’aquest marc, la tesi demostra experimentalment l’existència de règims de tipus turbulent induïts per inestabilitats en microcanals operant sota condicions transcrítiques a alta pressió. Els resultats mostren que els forts gradients de densitat generen un parell de tipus baroclínic que contribueixen a desencadenar, mantenir i amplificar les pertorbacions del flux, desenvolupant estructures multiescala fins i tot a valors de Reynolds significativament inferiors als llindars de transició dels fluxos incompressibles clàssics. Les visualitzacions del flux mostren la presència de fluctuacions representades per distorsions òptiques i migració turboforètica de partícules, proporcionant evidència experimental directa de dinàmiques de tipus turbulent prèviament predites mitjançant simulacions numèriques directes.L’impacte d’aquests règims sobre els processos de transport s’investiga posteriorment mitjançant el desenvolupament d’una plataforma d’intercanviadors de calor amb microcanals. Per donar suport a aquests experiments, es desenvolupa una nova plataforma híbrida de fabricació pròpia basada en microcanals de Ostemer–coure, capaç de suportar operació a alta pressió mantenint alhora accessibilitat òptica i control tèrmic. Les mesures de transferència de calor demostren una millora substancial del transport convectiu sota condicions transcrítiques, directament relacionada amb l’aparició d’estructures multiescala i mecanismes de barreja induïts per inestabilitats. Aquests resultats estableixen una connexió directa entre la física del flux subjacent i el comportament termofluídic macroscòpic observat.En conjunt, els resultats d’aquesta tesi demostren que els fluxos turbulents en sistemes microfluídics es poden assolir no només mitjançant l’increment de les forces inercials, sinó també explotant el comportament termodinàmic dels fluids en estat supercrític. Aquest treball estableix un nou paradigma que obre noves oportunitats per a aplicacions de gestió tèrmica, conversió d’energia i intensificació de processos.
  

• KALLINGER, MAGNUS DANIEL: Layout Optimization in Floating Offshore Wind with Focus on Subsea Components
  
  Autor/a: KALLINGER, MAGNUS DANIEL
  Programa: ENGINYERIA CIVIL
  Departament: Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 06/07/2026
  Data de lectura: 02/10/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: UPC Campus Nord, ETSECCPB, C/ Jordi Girona 1-3, edificio C1, Sala 002, Barcelona
  Director/a de tesi: DOMÍNGUEZ GARCÍA, JOSÉ LUIS | TRUBAT CASAL, PAU
  Resum de tesi: El vent flotant en alta mar és considerat com una tecnologia clau per explotar els recursos eòlics d'aigües profundes on els fonaments fixos de fons es tornen econòmicament poc competitius. No obstant això, els desplegaments de vent flotant a gran escala es mantenen limitats per un alt cost, una maduresa limitada i un fort acoblament multidisciplinari entre subsistemes que determinen conjuntament la viabilitat i el rendiment de la granja. Els components del subsol són centrals per a aquest acoblament: els sistemes de manteniment d'estació i els cables d'energia dinàmic/estàtic governen no només la resposta estructural i el rendiment elèctric, sinó que també imposen restriccions de primer ordre en el disseny de la granja de vent (col·locació de les torbines, ancoratges de petjades, topologia del cable i corredors d'encaminament). A més, la limitada practicitat de la instrumentació submarina motiva estratègies de monitoratge que poden reduir la càrrega d'O&M i donar suport al funcionament basat en condicions. En aquest context, aquesta tesi aborda l'optimització de la disposició per al vent flotant amb un enfocament en els components del subsol. La tesi s'organitza al voltant de tres línies de recerca, alineades amb els capítols de contribució posteriors. En primer lloc, desenvolupa un marc d'optimització en etapes primerenques per al disseny de manteniment d'estació que combina simulacions computacionalment eficients de domini de freqüència amb l'optimització personalitzada de l'eixam de partícules per a vigilar espais de disseny grans (disposicions, materials i components auxiliars). El marc s'aplica tant a plataformes de vent flotant convencionals com a un concepte de meteorologia amarrada d'un sol punt. En segon lloc, investiga la detecció virtual per a les turbines eòliques flotants per estimar l'amarratge crític i les càrregues estructurals a partir de mesures accessibles, motivades per l'alt esforç d'instal·lació i manteniment dels sensors submarins i per la necessitat de monitoratge escalable. En tercer lloc, avança el disseny interarray de vent flotant a través de (i) optimització de topologia a nivell de granja que incorpora efectes de longitud de cable específics flotants i rendiment tecno-econòmic, i (ii) enrutament informat físicament que explica explícitament compensacions de flotadors, restriccions d'interacció d'amarratge-cable, viabilitat de touchdown i batimetria tridimensional. Els resultats mostren, en primer lloc, que l'optimització de l'estació en etapes primerenques es pot dur a terme de manera eficient mentre es produeixen dissenys tècnicament significatius i rendibles, i posa en relleu la importància de la funcionalitat específica de la línia, el tipus de subestructura i les opcions dependents del lloc. En segon lloc, els estudis de detecció virtual demostren que les càrregues crítiques es poden estimar amb precisió útil i millorar la robustesa quan l'estructura física s'insereix en el procés d'aprenentatge, permetent una dependència reduïda de la instrumentació submarina. En tercer lloc, en el domini elèctric, la topologia i els mètodes d'encaminament proposats milloren la consistència física i la viabilitat de les disposicions de cables de vent flotant i produeixen reduccions mesurables en la longitud del cable i el cost d'inversió, que es propaguen a un cost d'energia anivellat més baix. Les millores relatives són modestes, però l'estalvi absolut es fa significatiu a escala agrícola.
  

• RIVERA TORRES, PEDRO JUAN: Complex Engineering Systems: Expanding the Bioengineering Toolset with Biomimetic and Complexity Science-Based Solutions to Engineering Problems.
  
  Autor/a: RIVERA TORRES, PEDRO JUAN
  Programa: ENGINYERIA BIOMÈDICA
  Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 13/07/2026
  Data de lectura: 02/10/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala Polivalent, Edifici A, Av. d'Eduard Maristany, 16, 08019 Barcelona, Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)
  Director/a de tesi: KANAAN IZQUIERDO, SAMIR
  Resum de tesi: Aquesta tesi té com a propòsit l'expansió del grup d'eines disponibles per a la solució de problemes en enginyeria a través de l'ús de les xarxes booleanes probabilístiques, amb el propòsit de validar els seus beneficis com a mecanismes de solucionar problemes en enginyeria; per a aprenentatge automàtic (incloent aprenentatge reforçat) i detecció de fallades en fabricació industrial. L'ús de Xarxes Booleanes Probabilístiques (PBN, utilitzades en la simulació i modelització de xarxes de regulació genètica) ha estat comprovat com a mecanisme de sistemes de potència elèctrica intel·ligents. La modelació de sistemes amb PBN permet construir models de dispositius dissenyats, com ara metges i científics, conèixer els seus diferents modes de fallada, i incrementar la robustesa dels mateixos usant aprenentatge automàtic per reaccionar predictivament fallades i avaries. Presentarem a més l'ús de Xarxes Booleanes Probabilístiques com a mecanisme constructor de models per determinar la confiança diferents processos, i el control de la seva evolució utilitzant Aprenentatge per Reforç. Els models ens permetran estudiar com evadir estats on poguessin trobar-se en mode de fallada o avaria, millorant la confiança dels sistemes i produint es presenta un sistema de fabricació i un sistema de xarxa intel·ligent de potència elèctrica modelat com a Red Booleanes Probabilístiques que a les quals se li ensenya a evitar fallades i avaries similar a com ho faria una xarxa neuronal artificial, però sense l'entrenament que aquestes requereixen, permetent que el sistema eviti fallades i modes d'operació -parcial en avaria.