Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 24/05/2024

• AGUIRRE RUZ, ALEJANDRO: Numerical approximation of thin structures using stabilized mixed formulations for Infinitesimal and Finite Strain theories, including Fluid-Structure Interaction problem applications.
  
  Autor/a: AGUIRRE RUZ, ALEJANDRO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ANÁLISIS ESTRUCTURAL
  Departamento: (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 22/04/2024
  Fecha de lectura: 24/05/2024
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: Aula C1002, Edifici C1, Campus Nord ETSECCPB (Escola Tècnica Superior d'Engineria de Camins, Canals i Ports de Barcelona)
  Director/a de tesis: CODINA ROVIRA, RAMON | BAIGES AZNAR, JOAN
  Tribunal:
       PRESIDENT: ROMERO OLLEROS, IGNACIO
       SECRETARI: ROSSI BERNECOLI, RICCARDO
       VOCAL NO PRESENCIAL: COLOMÉS GENÉ, JOSEP ORIOL
  Resumen de tesis: Las teorías de estructuras delgadas pueden clasificarse en dos ramas principales dependiendo de si se tiene en cuenta o no la deformación por corte en la dirección transversal. Las teorías que tienen en cuenta las deformaciones por corte son adecuadas para modelar estructuras con perfiles tanto delgados como gruesos. En el contexto del Método de Elementos Finitos, se las denomina teorías C0, debido al orden mínimo de continuidad de las funciones de forma requerido para plantear una aproximación discretizada. Sin embargo, existen incompatibilidades espaciales en la aproximación discreta estándar que exhiben soluciones espurias, especialmente evidentes en estructuras delgadas. Estas inestabilidades, conocidas como bloqueo numérico, resultan en un endurecimiento artificial de la estructura, cuyo efecto se hace más pronunciado a medida que disminuye su espesor. Se pueden desencadenar varias formas de bloqueo numérico, influenciadas no solo por la esbeltez de la estructura, sino también por su forma y la naturaleza de las cargas aplicadas. La parte inicial del estudio tiene como objetivo desarrollar un marco especializado para abordar las inestabilidades de estructuras planas usando la teoría de placas de Reissner-Mindlin. Posteriormente, la segunda parte del estudio tiene como objetivo expandir el marco para abordar eficazmente las inestabilidades que surgen en estructuras curvas usando elementos de tipo Solid-Shell. El problema de bloqueo se aborda mediante una formulación mixta que considera desplazamientos y tensiones como incógnitas en un marco de coordenadas curvilíneas. Este enfoque permite aislar los componentes del tensor de tensiones para estudiar los mecanismos en los que se desencadenan cada tipo de bloqueo numérico. La tercera parte de la tesis está dedicada a integrar los avances anteriores en el análisis de deformaciones finitas mediante la inclusión de un comportamiento constitutivo hiperelástico estándar. Con este enfoque, el problema se vuelve aún más difícil de resolver debido a la no-linealidad y las grandes deformaciones a las que está sujeta la estructura. Por último, la cuarta y última parte está dedicada a abordar el problema de Interacción Fluido-Estructura utilizando un enfoque de malla embebida, que ha sido consistentemente un tema de gran interés en la literatura debido a su complejidad y amplia variedad de aplicaciones. Este problema introduce una variedad de desafíos que deben abordarse adecuadamente: el campo de presión discontinuo que surge para la estructura separando el dominio del fluido, el cálculo y la imposición de condiciones de transmisión entre dominios, la estrategia de acoplamiento y el trabajo algorítmico necesario para unir todos estos ingredientes.Esta tesis se centra principalmente en superar los desafíos asociados con estructuras delgadas al emplear método de Elementos Finitos de Galerkin. Busca soluciones a través de métodos estabilizados, específicamente dentro del marco Variacional Multiescala. Como resultado, las formulaciones desarrolladas a través de las investigaciones han demostrado ser robustas, lo que permite modelar eficientemente estructuras delgadas libres de bloqueo y describir con precisión la física de las láminas delgadas inmersas en flujos de fluidos y sujetas a grandes deformaciones.
  

• ORNELAS HERRERA, SELENE IVETTE: PREFERENCIAS DE LOS CONSUMIDORES Y AGRICULTORES HACIA UN SISTEMA AGROALIMENTARIO MÁS SOSTENIBLE
  
  Autor/a: ORNELAS HERRERA, SELENE IVETTE
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: SOSTENIBILIDAD
  Departamento: Instituto Universitario de Investigación en Ciencia y Tecnologías de la Sostenibilidad (IS.UPC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 17/04/2024
  Fecha de lectura: 24/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Sala Polivalente de la Escola d'Enginyeria Agroalimentària i de Biosistemes de Barcelona (Castelldefels)
  Director/a de tesis: KALLAS CALOT, ZEIN
  Tribunal:
       PRESIDENT: SÁNCHEZ GARCÍA, M. MERCEDES
       SECRETARI: RAHMANI MEDDOUR, DJAMEL
       VOCAL: IGLESIAS MARTÍNEZ, EVA
  Resumen de tesis: La adaptación del sistema agroalimentario hacia modelos más sostenibles, es una necesidad apremiante, para garantizar la seguridad alimentaria de las actuales y futuras generaciones, ante el crecimiento poblacional, los escasos recursos naturales y el cambio climático. Los sistemas de producción circular reducen el consumo de nuevos insumos externos y la generación de residuos, disminuyendo los efectos ambientales adversos y permitiendo la recuperación de nutrientes. A través de la presente tesis se aborda a dos de los eslabones primordiales de la cadena de valor más corta del sistema agroalimentario ¿el productor y el consumidor¿ y su respuesta hacia la incorporación de enfoques de sostenibilidad como la circularidad. El objetivo planteado es analizar si las prácticas de agricultura circular identificadas como más sostenible son aceptadas por los productores agrícolas y los factores que influyen en su adopción, así como la preferencia de los consumidores y su disposición a pagar por estas innovaciones de producción circular, para tratar de convertir los resultados obtenidos en evidencias que puedan servir de base para generar políticas públicas adecuadas y coherentes. En relación a lo anterior se diseñó un cuestionario semiestructurado aplicado a productores agropecuarios de España, Austria, República Checa e Italia, en el que se incluyeron el método de análisis jerárquico (AHP) para medir las preferencias y la escala del Nuevo paradigma ecológico NEP, para medir las actitudes ambientales. Los resultados arrojaron una disposición de adopción del 48.24%, mostrando que la aceptación de las innovaciones circulares propuestas está estrechamente relacionada con los objetivos ambientales, el nivel de educación, la experiencia de adopción previa y las actitudes ambientales de los agricultores. El apoyo institucional juega un papel importante en las decisiones de adopción. Con respecto a los consumidores, a través de una encuesta a 5,246 consumidores de Alemania, Países Bajos, Italia, República Checa y España, se analizó su disposición a pagar por el filete de res producido en un sistema de ganadería circular, utilizando el método de experimentos de elección. Se incluyó el análisis de los comportamientos que influyen en sus preferencias, en base a la teoría del comportamiento planificado (TPB). Los resultados permitieron observar existe un mercado potencial para el filete de res circular. Aunque las preferencias son heterogéneas, en general los consumidores están dispuestos a pagar una prima más alta por el filete de res circular que por el convencional y más baja que por la carne de res ecológica. De los componentes de la teoría del comportamiento planificado, las normas sociales y la percepción de control conductual aumentan las preferencias de filete de res de producción circular, mientras que las actitudes medioambientales aumentan las preferencias por el filete de res ecológico, y redujeron la preferencia del filete de res convencional. Posterior mente se analizaron las preferencias de 5,591 consumidores de España, Polonia, Italia, Hungría, Croacia y Bélgica y su disposición a pagar por la carne de cerdo, leche y pan etiquetados como circulares y presentados como más sostenibles, en términos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero y optimización de nutrientes. En este análisis se incluyó el comportamiento de consumo sostenible, enfocado en hábitos de compra, uso y reciclaje. Los resultados mostraron que alrededor del 27% de los consumidores participantes prefirieron los alimentos de sistemas circulares. Todos los resultados anteriores sobre los consumidores, nos permiten sugerir a los responsables políticos y otros sectores implicados en la producción de alimentos, la estandarización de las etiquetas de los alimentos obtenidos a través de sistemas de agricultura circular y el diseño de programas educativos para aumentar el conocimiento so
  

Fecha de lectura: 27/05/2024

• LIN, LI CHUN: Deciphering the role of mechanical stress during ageing and in neurodegenerative diseases
  
  Autor/a: LIN, LI CHUN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 29/04/2024
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: KRIEG, MICHAEL
  Tribunal:
       PRESIDENT: MARTÍN BLANCO, ENRIQUE
       SECRETARI: SANDOVAL ÁLVAREZ, ÁNGEL
       VOCAL: PEREZ BROWNE, MARCOS FRANCISCO
  Resumen de tesis: El característic sistema de locomoció del Caenorhabditis elegans (C. elegans) ofereix una plataforma única d¿estudi de postures complexes i comportaments motrius. En aquest treball, vaig investigar els patrons de locomoció de C. elegans en diferents etapes vida i contexts genètics, mitjançant l¿ús d¿un sistema de seguiment d¿individus i de tècniques d¿anàlisi avançades. Vaig dur a terme una examinació exhaustiva del comportament locomotor d¿aquests cucs mitjançant l¿aproximació de l¿¿eigenworm¿. Els ¿eigenworms¿són els components principals de l¿espai postural dels animals, i vaig identificar-ne uns d¿específics associats a moviments cap endavant, girs i arronsaments exagerats del cos. Vaig poder veure que els animals mutants en espectrina mostrava una forta correlació entre el seu arronsament i un eigenworm específic pels girs en els no mutants. Aquests descobriments suggereixen que els eigenworms proporcionen un marc universal per a comparar diferents tipus de moviments, i permeten avaluar els efectes de diferents mutacions genètiques en la locomoció, obrint un nou camí per a una anàlisi més exhaustiva del comportament de l¿animal, especialment quan es combina amb estudis sobre xarxes neuronals.D¿altra banda, vaig investigar el paper de la propriocepció en la coordinació de les activitats motores dels C. elegans emprant diferents models genètics. La meva recerca es va centrar en els mecanismes que governen la realimentació proprioceptiva, incloent els estressos mecànics i les senyalitzacions neuronals. Els resultats indiquen que la xarxa d¿espectrina ¿un component del citoesquelet - associada a una interneurona proprioceptiva DVA ¿modulador dels estats de tensió i compressió de l¿organisme -, serveix com a determinant crític de la seva postura. Curiosament, es va observar una semblança extraordinària entre els animals que envelleixen prematurament i els mutants de ß-espectrina, on tots dos es movien doblegant-se amb una curvatura exagerada. A més, vaig demostrar que les neurones proprioceptives que codifiquen la postura corporal presenten alteracions estructurals i funcionals que depenen de l¿edat. És destacable que l¿espectrina juga un paper clau en el manteniment de la integritat proprioceptiva durant l¿envelliment.Addicionalment, vaig investigar les vies moleculars subjacents als defectes proprioceptius associats a l¿envelliment, particularment, el paper de la proteasa CLP-1 en l¿escissió d¿UNC-70/ß-espectrina. La supressió condicional o pan-neuronal de la CLP-1 en la interneurona DVA va revelar comportaments locomotors alterats, es pot suggerir que la CLP-1 regula l¿espectrina durant la neurodegeneració associada a l¿edat. Finalment, vaig explorar l¿efecte de l¿expressió ectòpica d¿¿ß-cristal·lina dels humans durant l¿envelliment, on em vaig basar en la hipòtesis de que una petita proteïna de xoc tèrmic (sHsp) que conté l¿¿ß-cristal·lina (HSPB5), estabilitza la ß-espectrina i la protegeix de la degradació proteolítica de la CLP-1 durant l¿envelliment. Així mateix, vaig expressar ectòpicament el mutant 3E constitutivament actiu de l¿¿ß-cristal·lina de manera pan-neuronal i específica en DVA; mitjançant l¿anàlisi de la locomoció dels animals des de l¿edat adulta jove fins 6 dies més tard, vaig observar un rescat modest del patró del comportament en ambdós tipus de mutants. Així, especulem que l¿¿ß-cristal·lina pot unir-se als dominis/residus de la proteïna UNC-70 vulnerables a la proteòlisi, proporcionant protecció contra proteases com CLP-1. En conjunt, aquests descobriments contribueixen a la nostra comprensió dels mecanismes proprioceptius importants per l¿envelliment, oferint noves perspectives sobre potencials dianes terapèutiques contra malalties neurodegeneratives relacionades amb l¿edat.
  

Fecha de lectura: 28/05/2024

• JOSEPH, DIYA: Improving memory access efficiency for real-time rendering in tile-based GPU architectures
  
  Autor/a: JOSEPH, DIYA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 30/04/2024
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: GONZÁLEZ COLÁS, ANTONIO MARIA | ARAGÓN ALCARAZ, JUAN LUIS
  Tribunal:
       PRESIDENT: XEKALAKIS, POLYCHRONIS
       SECRETARI: JIMENEZ GONZALEZ, DANIEL
       VOCAL: DE LUCAS CASAMAYOR, ENRIQUE
  Resumen de tesis: Las GPU móviles han evolucionado enormemente en la última década debido a la continua demanda de las aplicaciones. Estos diseños deben abordar la creciente demanda de rendimiento y priorizar la eficiencia energética para adaptarse a las limitaciones de energía y temperatura de los dispositivos móviles. La memoria principal es una de las principales fuentes de consumo de energía y, en muchas ocasiones, llega a convertirse en el principal cuello de botella que limita el rendimiento de las GPUs.El objetivo de esta tesis es mejorar la eficiencia de los accesos a memoria en arquitecturas Tile-Based Rendering (TBR), que son las que implementan las GPU móviles, para la ejecución de aplicaciones gráficas.Las arquitecturas TBR utilizan una estructura de datos que almacena la información de las primitivas de cada región (tile) de la pantalla, que reside en la memoria principal y en la caché L1 (Tile Cache) y en la L2 compartida. Se ha demostrado que la política de reemplazo OPT es óptima para minimizar los fallos de caché pero es casi imposible de implementar en hardware. La primera propuesta de esta tesis da vida a la política OPT y la incorpora en la Tile Cache. Junto con otras mejoras en la L2, esta propuesta, denominada TCOR, resulta en una disminución del 13,8% en el consumo de energía de la jerarquía de memoria y un mayor rendimiento del Tiling Engine.DTexL, la segunda propuesta de esta tesis, aumenta la capacidad agregada de las cachés de texturas, al reducir la replicación de los bloques de memoria que éstas almacenan. Las GPU modernas integran múltiples núcleos junto a un planificador que distribuye el trabajo (en forma de warps) entre ellos, tratando de equilibrar la carga de trabajo. Sin embargo, estas técnicas de balanceo de la carga son contraproducentes para la localidad de los bloques almacenados en las cachés de texturas. Se ha propuesto un nuevo planificador que favorece la localidad de las texturas y, para compensar el desequilibrio de la carga resultante, se propone una modificación menor en la arquitectura de la GPU. DTexL da resulta en una disminución del 46,8% en los accesos a la L2, un aumento del 19,3% en el rendimiento y una disminución del 6,3% en la energía total de la GPU. Todo ello, con unos sobrecostes insignificantes.En la literatura existen muchos trabajos que explotan la localidad de las cachés de las GPUs, la mayoría de ellos enfocados en las políticas de reemplazo. En la tercera propuesta, se realiza una prueba formal de una técnica de almacenamiento de las texturas en la L2 compartida cuasi óptima, con un sobrecoste nulo. Explota la reutilización de texturas de un fotograma al siguiente, para lo que se recorren los fotogramas de forma ¿boustrofedónica¿ en lugar de usar el recorrido convencional de los tiles por filas (o en Z-order). En primer lugar, se aproxima la traza de acceso a texturas a una traza circular y se demuestra formalmente que la propuesta es óptima para este tipo de trazas. Ocultar la latencia de la memoria se está convirtiendo en un problema en las GPU contemporáneas. Para abordar este reto, presentamos como trabajo final de esta tesis el mecanismo denominado WaSP, que consiste en un planificador de warps ligero para GPUs y centrado en la ejecución de aplicaciones gráficas. WaSP imita a los mecanismos de pre-búsqueda tradicionales ya que lanza un subconjunto warps, elegidos de forma estratégica y denominados warps prioritarios, al comienzo de la ejecución para reducir la latencia de memoria de los warps siguientes. La propuesta reduce la latencia media de la memoria gracias a preservar la localidad para la mayoría de los warps. Al tiempo que maximiza la utilización del paralelismo de memoria (MLP), WaSP reduce los fallos de las cachés para evitar llenar sus MSHRs. Gracias a esto, se reducen las detenciones de dichas cachés que acabarían frenando los accesos posteriores. En conjunto, WaSP consigue una mejora del rendim
  

• KNAPP, CHRISTIAN: Quantitative Fluorescence Imaging of Spatiotemporal Dynamics of DNA Damage and DNA Replication in Health and Disease
  
  Autor/a: KNAPP, CHRISTIAN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 30/04/2024
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: GARCÍA PARAJO, MARÍA | CAMPELO AUBARELL, FELIX
  Tribunal:
       PRESIDENT: MANZO, CARLO
       SECRETARI: KRIEG, MICHAEL
       VOCAL: SIMÖES DA SILVA CARDOSO, MARIA CRISTINA
  Resumen de tesis: Per mantenir la integritat del seu genoma, les cèl·lules han desenvolupat mecanismes complexos per assegurar una replicació del DNA sense errors i també per a reparar el dany al DNA. No obstant, les cèl·lules no sempre poden reparar el dany al DNA, i han de detenir la proliferació en un estat de senescència o induir la mort cel·lular programada, l'apoptosi, per prevenir la formació de tumors i protegir l'organisme. Aquesta pèrdua de potencial proliferatiu acaba duent a l'envelliment de l'organisme.Les malalties d'envelliment prematur estan normalment associades a mutacions en els gens que codifiquen proteïnes involucrades en la reparació del DNA. No obstant, el síndrome de progèria de Hutchinson-Gilford (HGPS, per les seves sigles en anglès), una de les malalties d'envelliment prematur més severes, està causat per una mutació en la proteïna de filament intermedi nuclear lamina A.La proteïna afectada, la lamina A, és un component principal de la làmina nuclear, una xarxa de filaments intermedis que envolta el nucli per dins. El mecanisme patològic pel qual la forma mutada de la lamina A provoca dany al DNA en HGPS encara es desconeix.En aquesta tesi proposem la nostra hipòtesi, que aquestes mutacions alteren les interaccions entre la làmina nuclear i el DNA perifèric d'una manera que interfereix mecànicament amb la progressió local dels llocs de replicació del DNA. Per tant, la nostra hipòtesi prediu que el dany al DNA arriba predominantment durant la replicació del DNA perifèric, pròxim a la làmina nuclear. Això crea una correlació espacial i temporal entre l'aparició del dany al DNA i la perifèria nuclear, així com la replicació del DNA perifèric que ocorre durant la fase S tardana del cicle cel·lular.En el Capítol 3, presentem el nostre enfocament metodològic per caracteritzar la dinàmica espai-temporal del dany al DNA al llarg del cicle cel·lular. Per això, utilitzem models cel·lulars amb marcadors de dany al DNA i replicació del DNA, i els visualitzem mitjançant tècniques de microscòpia de fluorescència multicolor en cèl·lules vives, conjuntament amb una anàlisi quantitativa. Aquesta anàlisi monitoritza i segueix les cèl·lules durant diversos dies i quantifica els focus de dany al DNA formats per proteïnes de reparació del dany al DNA marcades fluorescentment, i utilitza algoritmes d¿intel·ligència artificial per classificar els patrons de distribució de la proteïna de replicació del DNA PCNA i així poder realitzar una sincronització post-hoc del cicle cel·lular.Al Capítol 4, descrivim com vam emprar aquesta metodologia per quantificar els focus de dany al DNA i caracteritzar la seva distribució al llarg del cicle cel·lular en models cel·lulars de HGPS. Tot i això, no vam poder detectar diferències entre aquests models de HGPS i els controls sans. En acabat, discutim els nostres resultats, així com els aspectes tècnics i biològics del nostre enfocament en el context de la literatura científica.En el Capítol 5, presentem un plantejament que hem desenvolupat per provar els aspectes mecànics de la nostra hipòtesi. Aquest plantejament es basa en el seguiment de molècules individuals de la proteïna de replicació del DNA PCNA. Tot i que no vam detectar diferències entre els models de HGPS i els controls sans, vam revelar dos estats de mobilitat lenta de PCNA dins dels llocs de replicació del DNA. Aquests dos estats de mobilitat són consistents amb el model de xarxa de PCNA proposat per Boehm et al. el 2016 i poden representar condensats de replicació del DNA.Finalment, en el Capítol 6, resumim els principals resultats d'aquesta tesi i discutim futures aplicacions dels nostres enfocaments i metodologies per avançar en la nostra comprensió de la dinàmica del manteniment del genoma i de l'organització estructural dels llocs de replicació del DNA en relació al cicle cel·lular.