Escola de Doctorat

Data de lectura: 23/07/2024

• CAMPOS SALAZAR, JOSE MANUEL: Design and Analysis of Battery Chargers for Electric Vehicles Based on Multilevel Neutral-Point-Clamped Technology
  
  Autor/a: CAMPOS SALAZAR, JOSE MANUEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 30/05/2024
  Data de lectura: 23/07/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: ETSEIB: Defensa pública a la Sala de Presentacions 28.8-Avda. Diagonal, 647-Campus Sud, Barcelona
  Director/a de tesi: BUSQUETS MONGE, SERGIO | FILBÀ MARTÍNEZ, ÀLBER
  Tribunal:
       PRESIDENT: TRILLA ROMERO, LLUÍS
       SECRETARI: BORDONAU FARRERONS, JOSE
       VOCAL: BARAIA-ETXABURU ZUBIAURRE, IGOR
  Resum de tesi: Aquesta tesi presenta una exploració en el camp del disseny i control avançat de carregadors de bateria, abordant necessitats crítiques a través d'un espectre d'aplicacions modernes. En primer lloc, s'obre l'augment de la importància dels carregadors de bateria en diversos àmbits, destacant els requisits d'eficiència, adaptabilitat i fiabilitat. Una revisió detallada de les tecnologies i estratègies de control existents subratlla la necessitat urgent d'innovació en el disseny del carregador.El focus d'aquesta recerca és el disseny i desenvolupament d'una topologia de carregador de bateria. Aquesta topologia es basa en convertidors multinivell en cascada que proporcionen flux bidireccional de potència i aïllament galvànic. Aborda els requisits de càrrega de múltiples bateries connectades en sèrie i incorpora dos enllaços de cc distinctes. El carregador evoluciona d'una configuració de tres nivells a una configuració de quatre nivells, acabant finalment en un carregador n-nivell generalitzat.Integral a aquest treball és la formulació de models lineals comprensibles, des de representacions d'estat-espai fins a representacions de domini s, que destaquen la dinàmica complexa del carregador. Això permet una comprensió aprofundida del seu comportament operatiu i característiques de control.La tesi també introdueix un sistema de control ben ajustat que sincronitza l'operació dels dos convertidors multinivell. Això garanteix una operació òptima del carregador. El convertidor ac-dc regula la tensió del enllaç de cc i el factor de potència de la xarxa, mentre que el convertidor dc-dc regula la tensió compartida del enllaç de cc i les corrents de càrrega del banc de bateries.Una innovació clau és el control de càrrega independent per a cada banc de bateries. Aquesta característica permet que les bateries arribin a la càrrega completa de manera independent, independentment del seu estat de càrrega inicial o capacitat nominal. Això millora l'eficiència global i la gestió de bateries.A més, la tesi proporciona una metodologia de disseny pràctica i senzilla per a compensadors basats en els esquemes lineals del carregador. Empra bucles de guany sense compensar i utilitza diagrames de Bode per a l'ajust efectiu dels paràmetres del compensador.Finalment, la tesi descriu les direccions de recerca futures, incloent la validació experimental, la integració vehicle-xarxa, sistemes de control no lineals, viabilitat del carregador fora de la placa, integració d'energies renovables, funcionalitats de suport de la xarxa, escalabilitat i eficiència, i aplicacions del món real. Aquestes iniciatives prometen avançar i optimitzar el carregador de bateries proposat, situant-lo com a element central en el camp dels sistemes d'energia eficients i sostenibles.
  

• GRATSEA, AIKATERINI: Introducing tools to quantify the performance of quantum computing algorithms and their applications.
  
  Autor/a: GRATSEA, AIKATERINI
  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: 15/05/2024
  Data de lectura: 23/07/2024
  Hora de lectura: 14:30
  Lloc de lectura: ICFO, Mediterranean Technology Park, Avinguda Carl Friedrich Gauss, 3, 08860 Castelldefels, Barcelona
  Director/a de tesi: LEWENSTEIN, MACIEJ | HÜMBELI, PATRICK
  Tribunal:
       PRESIDENT: TORRONTEGUI MUÑOZ, ERIK
       SECRETARI: ACÍN DAL MASCHIO, ANTONIO
       VOCAL: TOMZA, MICHAL
  Resum de tesi: En aquesta tesi, m'he centrat en la presentació d'eines per quantificar el rendiment dels algorismes de computació quàntica i les seves aplicacions. L'enfocament principal és en dues de les àrees d'aplicació més populars de la computació quàntica, l'aprenentatge automàtic quàntic i la química quàntica. Per a això, analitzo les propietats dels models d'aprenentatge automàtic quàntic seguint tècniques estadístiques, que poden ajudar-nos a construir el nostre coneixement sobre les capacitats d'aquests models quàntics. A més, introdueixo l'esquema mestre-alumne com a eina computacional per avaluar el rendiment de diferents models quàntics i les seves capacitats de formació. Fins que estigui disponible una avaluació a gran escala, aquestes eines ens poden ajudar a comprendre el potencial de l'aprenentatge automàtic quàntic i guiar la recerca en la direcció correcta. A continuació, en els últims anys s'ha dedicat un esforç substancial al desenvolupament d'algorismes quàntics per a aplicacions de química quàntica. Presento eines per avaluar la utilitat de diverses combinacions d'algorismes de química quàntica. Realitzo simulacions numèriques extenses en sistemes de mida intermèdia computacionalment assequibles per explorar com els mètodes quàntics poden accelerar tasques de química quàntica. Aquestes obres estableixen una base des de la qual explorar més els requisits per aconseguir avantatge quàntic en la química quàntica. Finalment, discuteixo com la recerca en computació quàntica ha tendit a caure en un dels dos camps: la computació quàntica d'escala intermèdia a curt termini (NISQ) i la computació quàntica tolerant a falles (FTQC). Mitjançant una aplicació de química quàntica, exploro com utilitzar ordinadors quàntics en la transició entre aquestes dues èpoques, coneguda com el règim de computació quàntica tolerant a falles inicial (EFTQC).
  

• HÄGELE, SEBASTIAN: Compact Phase Imaging Platform and its Application to Material Science and Manufacturing
  
  Autor/a: HÄGELE, SEBASTIAN
  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: 20/06/2024
  Data de lectura: 23/07/2024
  Hora de lectura: 14:30
  Lloc de lectura: ICFO, Mediterranean Technology Park, Avinguda Carl Friedrich Gauss, 3, 08860 Castelldefels, Barcelona
  Director/a de tesi: PRUNERI, VALERIO | TERBORG, ROLAND ALFONSO
  Tribunal:
       PRESIDENT: FELIX PEREIRA, SILVANIA
       SECRETARI: ARTIGAS GARCIA, DAVID
       VOCAL: VOGL, ULRICH
  Resum de tesi: A mesura que el món avança cap a tecnologies i dispositius cada vegada més miniaturitzats i complexos, la necessitat d'eines d'imatge i metrologia per a la caracterització precisa de materials i el control del procés de fabricació està augmentant en conseqüència. Per a estructures i mostres altament transparents i ultrafines (per exemple, recobriments òptics, estructures litogràfiques o cèl·lules biològiques), les tècniques d'imatge basades en la intensitat es queden curtes a causa del contrast insuficient, així com per no proporcionar informació quantitativa.Per superar aquestes limitacions, ha sorgit el camp de la imatge de fase, basat en la superposició i la interferència de la llum. Per tal de crear contrast d'imatge, les imatges de fase no aprofiten els canvis d'intensitat, sinó més aviat, com el seu nom indica, els canvis en la fase de l'ona electromagnètica. Amb una llarga trajectòria, i premis Nobel atorgats el 1953 al "microscopi de contrast en fase" de Zernike i 1971 als mètodes hologràfics de Gabor, el camp ha evolucionat a "imatge de fase quantitativa" (QPI, de l’anglès “quantitative phase imaging”), utilitzant mètodes i configuracions sofisticats per controlar i manipular l'estat de la llum per tal de recuperar la informació de fase quantitativament. En aquest sentit, la categoria de tècniques de “camí comú” (“common-path” en anglès) prometen dispositius d'imatge adaptables, compactes, robustos ieconòmiques, que permeten l'ús en aplicacions industrials fora d'un entorn de laboratori ben controlat.En aquesta tesi, descriurem el desenvolupament i les innovacions tecnològiques d'una plataforma d'imatge de fase “common-path” basada en la tecnologia “lateral-shearing interferometric microscopy” (LIM). Implementarem i adaptarem la plataforma a diverses configuracions òptiques, per exemple, la generació d’imatges d’una área gran sense l’ús de lents i la generació imatges microscòpiques d'alta resolució. També demostrarem el rendiment i la versatilitat de la plataforma explorant diferents aplicacions, amb un enfocament a la ciència de materials i la fabricació.En concret, realitzarem imatges volumètriques dels canvis més petits de l'índex de refracció (RI, de l’anglès “refractive index”) escrits per làser de femtosegon dins del vidre. A continuació, es caracteritzará pel·lícules semitransparents d'or ultrafina, utilitzant imatges multiespectrals d'intensitat i fase, que ens permetran determinar el RI complex de pel·lícules amb diferent gruix. Per últim, aplicarem la plataforma a la imatge de graus de curat i canvis RI en fotopolímers, com els que s'utilitzen en impressió 3D basada en resina. Altres aplicacions de la plataforma podrien incloure metrologia de superfície, imatges de materials 2D, així com imatges quantitatives de fase per a aplicacions en biologia i en imatge cel·lular, amb la possibilitat d'integrar tota la plataforma en un complement compacte que es podria afegir a qualsevol microscopi comercial.En resum, aquesta tesi posarà de manifest el significatiu potencial de la imatge en fase tant en entorns de recerca com industrials, possible gràcies a la compacta plataforma d'imatge en fase proposada. El treball construeix les bases per a futures innovacions i desenvolupaments amb un impacte potencialment durador en la indústria de la fotònica.
  

• IÑIGUEZ AMIGOT, JOSÉ IGNACIO: Estrategias de Control de Potencia en Inversores de Generación Distribuida ante un Fallo Desbalanceado de la Red Eléctrica
  
  Autor/a: IÑIGUEZ AMIGOT, JOSÉ IGNACIO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 11/06/2024
  Data de lectura: 23/07/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: Defensa pública a l'Aula Màster, Escola Politècnica Superior d'Enginyeria de Vilanova i la Geltrú (EPSEVG)
  Director/a de tesi: MIRET TOMAS, JAUME | CAMACHO SANTIAGO, ANTONIO
  Tribunal:
       PRESIDENT: GARCERÁ SANFELIU, GABRIEL
       SECRETARI: GARCIA DE VICUÑA MUÑOZ DE LA NAVA, JOSE LUIS
       VOCAL: FIGUERES AMORÓS, EMILIO
  Resum de tesi: La tesi doctoral es centra en tècniques i estratègies d'injecció de corrent reactiu per abordar eficaçment els desafiaments associats amb la gestió de la xarxa elèctrica durant condicions anormals. L'objectiu és oferir noves perspectives i solucions pràctiques per millorar l'operació i la fiabilitat del sistema elèctric. Per això es presenten tres contribucions. La primera contribució es centra en un nou enfocament per a la injecció de corrent reactiu en sistemes de generació distribuïda. Es proposa un mètode que permet la injecció de corrent reactiu independent per a cada fase, cosa que optimitza la capacitat del sistema per gestionar desequilibris de càrrega i esdeveniments de falla. A més, incorpora un control de corrent màxim per protegir els inversors, garantint un rendiment segur i eficient. La segona contribució s'enfoca a la millora del suport de tensió en microxarxes aïllades durant esdeveniments de curtcircuit. Introdueix una estratègia innovadora que utilitza vehicles elèctrics per proporcionar suport de tensió injectant potència activa, en comptes d'injeccions reactives convencionals. Aquest enfocament no només millora l'estabilitat del sistema durant les pertorbacions, sinó que també evita sobretensions no desitjades mitjançant un control coordinat entre els generadors distribuïts i els vehicles elèctrics. La tercera contribució proposa un esquema de control per a l'eliminació remota del desequilibri de tensió a inversors connectats a la xarxa. Aquest enfocament utilitza el concepte de xarxa virtual per compensar la tensió de seqüència negativa en punts remots del sistema de potència. A més, integra un control de corrent màxim per protegir els inversors i garantir un rendiment òptim amb un baix trànsit de dades de control. En resum, aquestes contribucions aborden diferents aspectes relacionats amb l'operació i el control de sistemes de generació distribuïda i microxarxes, des de la injecció de corrent reactiu fins a la compensació de desequilibris de tensió, proporcionant solucions innovadores i eficients per millorar l'estabilitat i la seguretat de la xarxa elèctrica.
  

• PAZMIÑO FLORES, YADIRA CARMEN: Evaluación de los usos de suelo y valor ecosistémico del páramo de la Subcuenca Chambo (Ecuador)
  
  Autor/a: PAZMIÑO FLORES, YADIRA CARMEN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: SOSTENIBILITAT
  Departament: Institut Universitari de Recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat (IS.UPC)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 17/04/2024
  Data de lectura: 23/07/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: ETSECCPB, Sala Conferències C2-212 (C/Jordi Girona 1-3, mòdul C2, Campus Nord, Barcelona).
  Director/a de tesi: FELIPE BLANCH, JOSE JUAN DE | VALLBE MUMBRU, MARC
  Tribunal:
       PRESIDENT: AGUILERA BENAVENTE, FRANCISCO
       SECRETARI: ALCARAZ SENDRA, OLGA
       VOCAL: GUAITA PRADAS, INMACULADA
       VOCAL NO PRESENCIAL: HERNÁNDEZ CLEMENTE, ROCÍO
       VOCAL NO PRESENCIAL: GILABERT NAVARRO, M. DESAMPARADOS
  Resum de tesi: L'escassetat d'informació que permeti entendre la importància dels recursos naturals des d'un enfocament econòmic és un limitant per a establir paràmetres relacionats amb la inversió ambiental en plans de conservació. Aquesta recerca proposa una metodologia que permet modelar la variabilitat dels usos del sòl de l'erm i la Valoració Ecosistèmica (VEU) de la subcuenca Chambo-l'Equador a partir d'un monitoratge bioeconómico que vincula la renda econòmica dels usos del sòl de l'erm amb eines de teledetecció i sistemes d'informació geogràfica. Els principals resultats de la metodologia van determinar que el monitoratge temporal de les cobertures terrestres és essencial per a identificar les àrees de major vulnerabilitat a la degradació de la VEU. Els llindars, funcions i interrelacions determinats en els models de Cart Decision Tree (CDT), Percepció multicapa (MLP), multivariant Adaptative Regression Splines (MARS) i Màquines de Vectors Suport (SVM) per al reconeixement de les cobertures terrestres van ser eficients; els models van tenir un rendiment del 88%, 85%, 83% i 81% respectivament. La hibridació dels models, cadenes de Màrkov i autómas cel·lulars va ser apropiada per a predir futurs canvis de cobertura de la terra en les zones andines en relació amb la seva VEU, els mètodes van aconseguir una precisió acceptable per a reconèixer els usos de la terra de l'erm. Les variables triades per a la classificació de les cobertures terrestres van ser adequades per a identificar les particularitats de les cobertures terrestres.Els mètodes de cost d'oportunitat i transferència de beneficis proposats, van obtenir un bon rendiment en l'avaluació de les trajectòries de producció d'aliments vinculades als serveis ambientals (SA) d'aprovisionament i concentració de carboni associades als SA indirectes i de suport, per la qual cosa es va determinar que la informació provinent de la dinàmica dels serveis ambientals és un indicador important per a entendre l'estat real del recurs i conseqüentment permet comprendre les estratègies necessàries per a emprendre accions sustentables de maneig ecològic.La cartografia generada va permetre determinar que l'erm va disminuir un 13% entre 2000-2010 i un 19% entre 2010-2020. Es va estimar que la pèrdua de l'ecosistema entre 2000 i 2030 augmentarà a 28%. Des del primer any de l'estudi fins a l'últim considerat en el treball, l'erm passarà d'ocupar el 92% al 64% de l'àrea estudiada. Els canvis de la VEU revelen que les categories amb activitat antropogènica analitzades mantenen un creixement constant que impacta directament en la VEU de l'erm. Les zones més afectades són les compreses fins als 3500 msnm. La VEU de la Subcuenca Chambo del 2000 al 2020 passarà de 2.86×108 USD a 2.59×108 USD i s'estima que per al 2030 la VEU disminuirà a 2.48×108 USD, la qual cosa ens porta a reconèixer que, si bé la pèrdua de la VEU del recurs natural no és crítica, la seva degradació va en augment.A través d'aquesta metodologia serà possible obtenir, de manera pràctica, dades sobre l'estat de conservació del recurs al llarg del temps, permetent resoldre problemes relacionats amb l'escassetat de dades i conduint a la comprensió dels canvis en la zona des d'un enfocament socioecològic, és a dir, abastant els impactes ambientals de les activitats humanes sobre els sistemes naturals. La base del mètode desenvolupat permet replicar la metodologia.La informació generada per aquest estudi serà de vital importància per a entendre les causes dels canvis en els sistemes andins en termes monetaris i ambientals, la qual cosa permetrà el desenvolupament de plans de maneig i polítiques de conservació orientades a la protecció i maneig sostenible des d'un enfocament econòmic.