Escola de Doctorat

Data de lectura: 06/10/2026

• ARBOLEDA CARVAJAL, ALEJANDRO: Nuevos índices para la predicción del momento óptimo de la extubación de pacientes asistidos mediante ventilación mecánica a partir de señales electromiográficas y cardíacas
  
  Autor/a: ARBOLEDA CARVAJAL, ALEJANDRO
  Programa: ENGINYERIA BIOMÈDICA
  Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 03/09/2026
  Data de lectura: 06/10/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala Polivalent, Edifici A , Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE), Av. d'Eduard Maristany, 16, 08019 Barcelona
  Director/a de tesi: GIRALDO GIRALDO, BEATRIZ FABIOLA
  Resum de tesi: La ventilació mecànica invasiva constitueix un dels suports vitals crítics a les Unitats de Cures Intensives per a pacients amb insuficiència respiratòria aguda. La desconnexió prematura pot provocar insuficiència respiratòria, necessitat de reintubació i augment de la morbimortalitat. Per contra, el retard en l’extubació incrementa el risc de pneumònia associada al ventilador i d’atròfia diafragmàtica per desús. Atès que els índexs tradicionals fallen sovint en no capturar la complexitat sistèmica del pacient, aquesta tesi aborda el problema amb la hipòtesi que la dinàmica neuromuscular i l’acoblament cardiorespiratori mesurats de manera no invasiva durant la prova de respiració espontània (SBT) contenen patrons predictius sobre la reserva funcional del pacient per mantenir la ventilació autònoma.Es va estructurar un disseny experimental basat en un estudi observacional prospectiu que va reclutar una cohort de 39 pacients adults. Els criteris d’inclusió exigien un període de suport ventilatori d’almenys 48 hores, garantint que haguessin superat la fase aguda de la malaltia i que complissin els requisits clínics per iniciar l’extubació. Es va implementar un nou protocol per registrar l’activitat respiratòria d’aquests pacients a partir de senyals electromiogràfiques (EMG) i electrocardiogràfiques (ECG). La cohort va ser monitoritzada longitudinalment durant les 48 hores posteriors a l’extubació del pacient; aquest seguiment va permetre classificar els pacients en el grup d’èxit –van mantenir la respiració espontània– o en el grup de fracàs –van presentar intolerància a la SBT o van requerir reintubació dins de les 48 hores.D’acord amb el protocol proposat, es van registrar simultàniament senyals EMG diafragmàtica superficial multicanal (sEMGdi) i ECG, a més de variables clíniques i ventilatòries que reflectien l’estat del pacient en el moment de la prova d’extubació. Les senyals es van sotmetre a etapes de filtratge i reducció d’artefactes. Seguidament, es van derivar noves senyals: l’envolupant electromiogràfica per quantificar l’amplitud del reclutament muscular, la senyal sEMG interpolada per homogeneïtzar l’anàlisi, les fluctuacions dels intervals R-R de l’ECG per analitzar la variabilitat de la freqüència cardíaca (HRV) com a reflex del to autonòmic simpaticoparasimpàtic, i la respiració derivada de l’electrocardiograma (EDR), que reconstrueix l’activitat respiratòria a partir de les variacions de l’eix elèctric del cor induïdes per canvis en el volum toràcic.Les senyals derivades es van caracteritzar de manera multidimensional. En el domini temporal es van avaluar amplituds i durades dels cicles d’activació; en el domini de la freqüència es van analitzar els desplaçaments de les freqüències mitjanes i centrals per detectar fatiga muscular, així com la distribució de potència en les bandes de baixa i alta freqüència de la HRV. A més, es van aplicar mètriques d’anàlisi no lineal, com ara entropies, per quantificar la pèrdua de complexitat dels sistemes. L’estudi de l’acoblament cardiorespiratori es va analitzar mitjançant la correlació creuada i la coherència espectral, avaluant com l’esforç mecànic i neurològic de la respiració modula la resposta hemodinàmica i cardíaca.Finalment, l’anàlisi estadística va permetre identificar un conjunt de paràmetres amb diferències estadísticament significatives entre els grups d’èxit i fracàs en l’extubació. Aquestes propietats van reflectir alteracions en l’eficiència de l’esforç diafragmàtic, una menor variabilitat cardíaca i una pèrdua de la sincronització entre els ritmes cardíac i respiratori en el grup de pacients que fracassen. A partir d’aquests biomarcadors seleccionats es van implementar models de classificació supervisada: Naïve Bayes, màquina de vectors de suport i k-veïns. El model optimitzat va demostrar una exactitud del 92% i una especificitat superior al 90%.
  

Data de lectura: 07/10/2026

• NIU, YUYAO: Hardware-Aware Algorithms for Efficient Graph Traversal on High-End Parallel Architectures
  
  Autor/a: NIU, YUYAO
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: Departament d'Arquitectura de Computadors (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 09/09/2026
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CASAS GUIX, MARC
  Resum de tesi: El recorregut de grafs és un component fonamental en la computació científica, l’anàlisi de dades i la intel·ligència artificial. Entre els mètodes de recorregut, Breadth First Search (BFS) i Depth First Search (DFS) són dues primitives essencials per a algorismes de grafs de nivell superior. A mesura que les dades estructurades com a grafs continuen creixent, l’eficiència del recorregut depèn cada vegada més de la capacitat d’explotar arquitectures paral·leles d’altes prestacions. Tanmateix, les arquitectures modernes es basen en motors d’execució estructurats i orientats al rendiment, com ara processadors de vectors llargs, acceleradors de matrius denses i GPUs massivament paral·leles, mentre que el recorregut de grafs presenta accessos irregulars a memòria, flux de control dependent de les dades i càrregues de treball dinàmiques.Aquesta tesi sosté que la bretxa de rendiment entre el recorregut de grafs i el maquinari modern sorgeix de tres desajustos principals: un desajust estructural entre unitats d’execució regulars i l’estructura irregular dels grafs, un desajust computacional entre l’acceleració orientada a operacions aritmètiques i el recorregut basat en relacions, i un desajust arquitectònic entre el paral·lelisme orientat al rendiment i el comportament dependent del recorregut. Per abordar aquests reptes, la tesi desenvolupa un paradigma de disseny conscient del maquinari, en què els algorismes de recorregut de grafs es reformulen d’acord amb les característiques i restriccions de l’arquitectura objectiu.La primera contribució és ALBBA, un algorisme algebraic de BFS per a arquitectures de vectors llargs. ALBBA reformula el BFS optimitzat per direcció mitjançant una representació dispersa favorable a la vectorització, cerca vectoritzada i un mecanisme de bypass de dos nivells. Aquestes tècniques permeten que les operacions algebraiques clau de BFS, sparse matrix-vector multiplication (SpMV) i sparse matrix-sparse vector multiplication (SpMSpV), explotin millor l’execució amb vectors llargs, tot reduint accessos innecessaris a la matriu i còmput redundant. Això mostra que la irregularitat estructural es pot mitigar mitjançant un disseny de dades i execució conscient del maquinari.La segona contribució és BerryBees, un marc de BFS per a GPUs basades en Tensor Cores. BerryBees introdueix el format Binarized Row Slice, que utilitza representacions a nivell de bits per donar suport tant a SpMV com a SpMSpV dins d’un disseny de dades unificat, reduint alhora el cost de memòria. A més, empra un algorisme a nivell de warp que aprofita instruccions Tensor Core de matrix-multiply-accumulate per accelerar el recorregut. Això mostra que la computació de grafs basada en relacions es pot reorganitzar per explotar maquinari dissenyat originalment per a operacions amb matrius denses.La tercera contribució és DiggerBees, un algorisme paral·lel de DFS per a GPUs massivament paral·leles. DiggerBees introdueix una estructura de pila de dos nivells alineada amb la jerarquia de memòria de la GPU, execució DFS a nivell de warp dins dels blocs de fils i robatori jeràrquic de treball entre warps i blocs. Aquestes tècniques exposen paral·lelisme escalable per a recorreguts dependents i milloren el balanç de càrrega a la GPU. Això mostra que DFS, malgrat les seves dependències inherents, es pot adaptar eficaçment al maquinari paral·lel orientat al rendiment.En conjunt, aquestes contribucions demostren que BFS i DFS es poden accelerar eficaçment quan les seves representacions de dades, formulacions computacionals i estructures d’execució es dissenyen considerant les restriccions arquitectòniques com a elements centrals. De manera més àmplia, aquesta tesi estableix la reformulació conscient del maquinari com una metodologia general per repensar algorismes irregulars de grafs en maquinari paral·lel cada vegada més especialitzat.
  

• SANCHEZ RUIZ, EDUARDO ALONSO: Governance for Sustainable Water Resources Management in Semi-Arid Regions: Evidence from Piura, Peru
  
  Autor/a: SANCHEZ RUIZ, EDUARDO ALONSO
  Programa: SOSTENIBILITAT
  Departament: Institut Universitari de Recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat (IS.UPC)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 17/09/2026
  Data de lectura: 07/10/2026
  Hora de lectura: 10:30
  Lloc de lectura: UPC Campus Nord, ETSECCPB, C/ Jordi Girona 1-3, edificio C1, Sala 002, Barcelona
  Director/a de tesi: CREMADES OLIVER, LAZARO VICENTE
  Resum de tesi: Les regions semiàrides afronten una pressió creixent sobre els recursos hídrics a causa de la variabilitat climàtica, les desigualtats en l’accés al servei, la fragmentació institucional i la necessitat d’informació fiable per a la presa de decisions. Aquesta tesi doctoral analitza la gestió sostenible dels recursos hídrics (WRM) des d’una perspectiva de capacitat de governança, utilitzant la regió de Piura, Perú, com a cas empíric. La tesi es presenta com un compendi de tres publicacions revisades per parells que aborden les desigualtats en l’accés a l’aigua potable, la vulnerabilitat hídrica territorial i l’adopció de tecnologies intel·ligents per a la WRM.L’objectiu general és analitzar com la capacitat de governança pot donar suport a la WRM sostenible mitjançant la integració del diagnòstic territorial, l’avaluació multidimensional de la vulnerabilitat i la gestió orientada a l’adopció tecnològica. La primera publicació desenvolupa un diagnòstic territorial i institucional de les desigualtats en l’accés a l’aigua potable a Piura. La segona avalua la vulnerabilitat hídrica territorial mitjançant un marc multidimensional basat en factors estructurals, climàtics i institucionals a escala provincial. La tercera sintetitza evidència científica sobre tecnologies intel·ligents per a la WRM en contextos semiàrids d’Amèrica Llatina, considerant resultats operatius, barreres de governança, condicions habilitadores i requisits d’adopció.Els resultats mostren que les desigualtats en l’accés a l’aigua potable a Piura estan determinades per disparitats territorials, problemes de fiabilitat del servei, limitacions de monitoratge i arranjaments de governança fragmentats. Així mateix, la vulnerabilitat hídrica territorial sorgeix de la interacció entre condicions estructurals, climàtiques i institucionals, fet que exigeix una planificació espacialment diferenciada. Les tecnologies intel·ligents poden reforçar la WRM millorant l’observabilitat, la predicció, els sistemes d’alerta primerenca, la vigilància de la qualitat de l’aigua, la detecció de fuites, el control de l’assignació i els processos de presa de decisions. Tanmateix, el seu valor a llarg termini depèn de la interoperabilitat, el finançament, la capacitat tècnica, l’operació i el manteniment, la governança de les dades i les rutines institucionals.La tesi contribueix a la WRM sostenible en emmarcar l’accés, la vulnerabilitat i l’adopció tecnològica com a dimensions connectades de la capacitat de governança. La perspectiva proposada aporta coneixement per a Piura i per a regions semiàrides comparables que afronten estrès hídric, desigualtat en el servei, variabilitat hidroclimàtica i sistemes de governança fragmentats.
  

• VILÀ INSA, MARC: Noncoherent detection and spatial cyclostationarity with massive arrays
  
  Autor/a: VILÀ INSA, MARC
  Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
  Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 07/09/2026
  Data de lectura: 07/10/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Aula de Teleensenyament ETSETB, Edifici B3, Campus Nord, Barcelona
  Director/a de tesi: RIBA SAGARRA, JAUME
  Resum de tesi: Des de l'aparició de les tecnologies digitals de comunicació, els sistemes sense fils han depès del coneixement precís i regularment actualitzat del medi físic, anomenat informació de l'estat del canal (CSI). Aquest recurs ha jugat un paper central en el desplegament de les xarxes sense fils modernes, fent possible el creixement sense precedents en les velocitats de transmissió i la cobertura de dades que exigeix l'era de la informació actual. En els darrers temps, però, diversos casos d'ús emergents estan revelant escenaris pràctics en els quals l'adquisició d'una CSI fiable esdevé espectralment ineficient o fins i tot inviable. Se'n poden trobar exemples clars en l'internet industrial de les coses (IIoT), on la comunicació es realitza mitjançant petits paquets de dades i els requisits de latència superen les necessitats de cabal. Aquestes característiques semblen antagòniques a la detecció coherent basada en pilots, discrepància també present en sistemes amb alta mobilitat, caracteritzats per blocs de coherència molt curts. Això ha portat alguns autors a replantejar-se si els enfocaments coherents són les solucions més adequades per implementar aquestes aplicacions, previstes per als sistemes sense fils de nova generació.Aquest canvi en els desenvolupaments recents de la teoria de la comunicació ha revifat l'interès per enfocaments alternatius a la transmissió de dades sense fils; en particular, la detecció incoherent. Els sistemes que operen incoherentment són aquells que no necessiten CSI instantània i es basen en canvi en una descripció estadística de l'esvaniment i el soroll. És precisament en aquest context on s'emmarca la present tesi. Aquest treball contribueix al corpus de la comunicació incoherent explorant les limitacions fonamentals dels sistemes sense fils basats en agrupacions massives d'antenes. En particular, s'hi deriven les condicions necessàries i suficients per assolir una comunicació asimptòticament lliure d'errors augmentant la potència transmesa i el nombre d'antenes en recepció, que es relacionen amb terres d'error presents en la literatura. Aquests resultats s'obtenen a partir de principis bàsics de la teoria de la detecció, de tal manera que siguin interpretables i reveladors a l'hora d'investigar el disseny de codis.Posteriorment, la teoria desenvolupada s'aplica per delinear sistemes incoherents basats en l'energia que utilitzen agrupacions massives d'antenes per millorar la fiabilitat de la comunicació. Ens centrem especialment en un problema de detecció de tir únic i concebem una família de receptors subòptims basats en estadístics quadràtics de les dades. Aquestes tècniques s'utilitzen a continuació com a peces fonamentals d'un esquema de modulació per índex sobre multiplexatge per divisió ortogonal de freqüència (OFDM). La solució obtinguda mostra resultats prometedors, amb un rendiment proper a l'òptim en diversos escenaris i a un cost computacional molt inferior al del detector de màxima versemblança.Paral·lelament, estudiem la teoria espectral dels processos estocàstics periòdicament correlats, que apareixen de manera natural en alguns problemes incoherents sota esvaniment espacialment estacionari. Desenvolupem un tractament nou fonamentat en la representació de Karhunen-Loève dels processos cicloestacionaris i el relacionem amb enfocaments clàssics temps-freqüència sota un marc comú. Com a aplicació d'interès, utilitzem aquestes tècniques per establir límits essencials en una selecció de problemes de filtratge de Wiener des d'una perspectiva unificada. Finalment, fem servir aquest conjunt d'eines en l'anàlisi de problemes de detecció incoherent i per implementar receptors de baixa complexitat que aprofiten aproximacions espectrals de les dades.
  

Data de lectura: 08/10/2026

• AGUILERA VIDAL, MARIA: Compound Rainfall-Wave Extremes in the Spanish Mediterranean: dependence structure, spatio-temporal variability, and climate change attribution
  
  Autor/a: AGUILERA VIDAL, MARIA
  Programa: CIÈNCIES DEL MAR
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 04/09/2026
  Data de lectura: 08/10/2026
  Hora de lectura: 15:00
  Lloc de lectura: Place: ETSECCPBUPC, Campus NordBuilding C1. Classroom: 002C/Jordi Girona, 1-308034 Barcelona
  Director/a de tesi: JIMENEZ QUINTANA, JOSE ANTONIO
  Resum de tesi: La inundació costanera composta al llarg de la costa mediterrània espanyola està determinada principalment per la interacció entre precipitacions intenses i temporals d'onatge, que constitueixen, respectivament, els principals forçaments terrestre i marí en un ambient micromareal. Aquesta tesi desenvolupa un marc metodològic integrat per a caracteritzar els esdeveniments composts pluja-onatge mitjançant la combinació de dades instrumentals, reanàlisi d'onatge, anàlisi de dependència basat en còpules, classificació sinòptica de situacions meteorològiques i tècniques d'atribució mitjançant models climàtics. Aquest enfocament permet analitzar com els esdeveniments composts varien espacialment, evolucionen temporalment, responen al canvi climàtic i generen impactes connectats a escala regional.Els resultats revelen una marcada organització espacial de la perillositat composta. El nord de Catalunya i la Comunitat Valenciana central emergeixen com els principals punts crítics, on els esdeveniments composts ocorren amb major freqüència, presenten una dependència estadística més intensa i aconsegueixen magnituds sistemàticament superiors a les dels esdeveniments associats a un únic forçament. L'anàlisi temporal mostra, a més, que la dependència entre precipitacions extremes i temporals d'onatge s'ha intensificat durant les últimes dècades en les conques més al nord de la costa catalana, incrementant-se la sincronització entre tots dos processos i la probabilitat d'ocurrència d'esdeveniments extrems conjunts. Aquesta evolució va acompanyada d'un augment en la probabilitat de precipitacions extremes i està associada a una major freqüència de determinades configuracions sinòptiques, en particular ciclons mediterranis i situacions de bloqueig anticiclònic sobre el nord de la Península Ibèrica, que afavoreixen la ocurrència conjunta de pluges intenses i onatge energètic.Les anàlisis d'atribució climàtica demostren així mateix que els esdeveniments composts més severs ja presenten un senyal detectable del canvi climàtic antropogènic a través de la intensificació de les precipitacions extremes, augmentant de manera significativa la probabilitat d'ocurrència dels esdeveniments composts més excepcionals sota les condicions climàtiques actuals. Més enllà de la ocurrència conjunta local dels forçaments, aquesta tesi demostra que la perillositat composta presenta també un marcat caràcter espacial. Les mateixes configuracions atmosfèriques responsables dels esdeveniments composts més intensos són capaços de generar impactes simultanis al llarg de múltiples sectors del litoral, des de Catalunya fins a la Comunitat Valenciana central, sent el temporal Gloria un exemple representatiu d'aquest règim sinòptic.En conjunt, aquesta tesi demostra que la perillositat associada a la inundació costanera composta en el Mediterrani occidental no pot comprendre's adequadament mitjançant enfocaments basats en un únic forçament, hipòtesi de estacionarietat o anàlisis exclusivament locals. Per contra, una avaluació robusta requereix considerar explícitament la interacció multivariant entre els diferents forçaments, l'evolució temporal de la seva dependència estadística, el paper de la circulació atmosfèrica i la connectivitat espacial dels esdeveniments extrems. El marc metodològic desenvolupat constitueix una eina transferible per a millorar l'avaluació de la inundació costanera composta, donar suport a la planificació de l'adaptació al canvi climàtic i avançar en el coneixement dels riscos costaners composts en ambients mediterranis i altres litorals micromareals dominats per l'onatge.