Escola de Doctorat

Data de lectura: 21/07/2026

• CASTILLO DE LEON DE ROMERO, ROSNERY NAYARITH: Desarrollo de un módulo de celosía para envolvente en clima húmedo tropical (Panamá), mediante hormigón con árido de reciclado de Residuo mixto de la Construcción y Demolición (RCD) y Neumáticos Fuera de Uso (NFU).
  
  Autor/a: CASTILLO DE LEON DE ROMERO, ROSNERY NAYARITH
  Programa: TECNOLOGIA DE L'ARQUITECTURA, DE L'EDIFICACIÓ I DE L'URBANISME
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 22/06/2026
  Data de lectura: 21/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: ETSAB (Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona) - Planta Baja - Sala de GradosAv. Diagonal, 649-651 - 08028 - Barcelona
  Director/a de tesi: BOSCH GONZÁLEZ, MONTSERRAT | PARIS VIVIANA, ORIOL
  Resum de tesi: La present tesi doctoral investiga el desenvolupament d’un mòdul de gelosia per a envolvents en clima humit tropical, elaborat amb microformigó que incorpora àrids reciclats procedents de residus mixts de construcció i demolició (CDW) i pneumàtics fora d’ús (ELT), en forma de cautxú granulat (CR).L’estudi aborda dues línies de recerca complementàries: 1) el desenvolupament i la caracterització d’un microformigó amb incorporació d’àrid reciclat procedent de CDW i ELT, amb potencial d’aplicació en mòduls de gelosia de petit format per a façana; i 2) l’anàlisi i el desenvolupament del mòdul i del sistema de gelosia com a estratègia passiva de l’envolupant.La metodologia integra una revisió bibliomètrica i sistemàtica de la utilització de l’ELT en el desenvolupament de formigons; dues campanyes experimentals de caracterització física, mecànica, tèrmica i de reacció al foc del material; el desenvolupament d’una taxonomia per parametritzar gelosies amb eines de modelatge energètic d’edificis (BEM); un estudi del comportament tèrmic de gelosies a Panamà mitjançant monitoratge in situ i simulació dinàmica; i, finalment, l’avaluació d’una gelosia de petit format fabricada amb el microformigó desenvolupat, comprovant-ne el comportament tèrmic.Els resultats obtinguts en aquest estudi indiquen que les dosificacions amb àrids reciclats poden ser utilitzades en l’envolupant mitjançant sistemes autoportants. En el cas de la gelosia, es va seleccionar la dosificació que va presentar les prestacions més favorables dins del conjunt de resultats obtinguts. També es constata que el comportament tèrmic de la gelosia està condicionat no només per les característiques intrínseques dels materials emprats, sinó també per la seva geometria, el percentatge d’obertura, la configuració de l’envolvent i la ventilació natural de l’espai entre les dues pells.La tesi conclou que és possible avançar cap a solucions de façana més sostenibles des de la perspectiva de l’economia circular, integrant alts percentatges de residus amb el disseny de components passius adaptats al clima.
  

• CHÁVEZ PEREDA, ERICK DAVID: Study and identification of mechanical parameters while cutting tissues with vibrating hypodermic needles
  
  Autor/a: CHÁVEZ PEREDA, ERICK DAVID
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/06/2026
  Data de lectura: 21/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Biblioteca del Museu Víctor Balaguer de Vilanova i la Geltrú.
  Director/a de tesi: SÁNCHEZ EGEA, ANTONIO JOSÉ
  Resum de tesi: La inserció d’agulles assistida per robot es troba actualment en desenvolupament per a la seva aplicació en procediments percutanis mínimament invasius, pel seu potencial per oferir alta precisió i repetibilitat. Malgrat això, la interacció entre l’agulla i el teixit tou produeix de manera inherent dany tissular, fet que pot comprometre la precisió del posicionament i el rendiment global del procediment. La fricció en la interfície agulla–teixit és el principal factor que determina el grau de dany. Per tant, aquesta tesi investiga i modela el paper de la fricció en la interacció agulla–teixit amb l’objectiu d’identificar les condicions d’inserció que minimitzen el dany tissular.Els factors que influeixen en la fricció i el dany tissular considerats en aquest estudi van ser la velocitat d’inserció i el moviment vibratori relatiu de l’agulla. Per avaluar-ne els efectes en pit de gall dindi ex vivo, seleccionat com a teixit model, es van utilitzar dos criteris de dany tissular: la mida de l’orifici permanent al teixit després de l’extracció i la força de fricció mesurada durant la retirada. Es va desenvolupar un model dinàmic de fricció de la interacció agulla–teixit, basat en el model de Dahl, utilitzant aquests dos criteris. En primer lloc, es va investigar la influència de la velocitat d’inserció en el dany tissular mitjançant experiments controlats a velocitats constants. Els paràmetres del model es van identificar a partir de les dades experimentals utilitzant el mètode dels mínims quadrats. Posteriorment, es va dur a terme una optimització basada en el model per determinar la velocitat d’inserció que minimitza el dany tissular, obtenint-se un valor òptim de 4,4 mm/s. En segon lloc, es va analitzar l’efecte de la inserció amb vibració assistida en el dany tissular utilitzant els mateixos criteris de dany. Es va desenvolupar un actuador vibratori dissenyat a mida per generar oscil·lacions axials durant la inserció de l’agulla. El model dinàmic de fricció es va estendre per tenir en compte el moviment vibratori relatiu, i els paràmetres corresponents es van identificar mitjançant el mètode dels mínims quadrats. Posteriorment, es va dur a terme una optimització basada en el model estès per determinar la freqüència de vibració òptima, donant un rang òptim de 800–1100 Hz. Aquesta optimització es va realitzar mantenint fixa la velocitat d’inserció òptima. En conjunt, la combinació d’una velocitat d’inserció de 4,4 mm/s i una freqüència de vibració de 800–1100 Hz va ser identificada com la condició òptima per minimitzar el dany tissular en pit de gall dindi ex vivo.Aquesta tesi proposa una metodologia per optimitzar els paràmetres d’inserció d’agulla en teixits tous, basada en els principis fonamentals de la interacció agulla–teixit. El model dinàmic de fricció desenvolupat es pot estendre a altres teixits tous mitjançant l’aplicació del mateix procediment experimental per identificar els paràmetres d’interacció corresponents. Això permet utilitzar un marc d’optimització basat en el model desenvolupat per determinar les condicions òptimes d’inserció en diversos casos d’estudi.
  

• HAUBENSAK, LUKAS: Optimization and control of multiple fuel cell systems
  
  Autor/a: HAUBENSAK, LUKAS
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/05/2026
  Data de lectura: 21/07/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Aula Capella, Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB),Planta Baixa, Av. Diagonal, 647 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: COSTA CASTELLO, RAMON | STRAHL, STEPHAN
  Resum de tesi: La descarbonització del transport pesant és un repte urgent en la mitigació del canvi climàtic. Els vehicles elèctrics de pila de combustible ofereixen una solució prometedora de zero emissions que combina l'autonomia estesa dels combustibles químics amb les capacitats de recàrrega ràpida que requereix la indústria del transport de mercaderies. Els camions comercials adopten cada vegada més sistemes de piles de combustible multi-stack per satisfer les demandes de potència i redundància. No obstant això, la viabilitat comercial d'aquests vehicles depèn de la minimització del cost total de propietat. Aquesta mètrica econòmica reflecteix directament el consum d'hidrogen i la degradació de totes les piles de combustible i la bateria de tracció.Minimitzar aquest cost total de propietat requereix estratègies de control òptimes que equilibrin l'economia de combustible amb la longevitat dels components. Aquest problema de control és complex a causa de les dinàmiques de sistema rígides amb escales de temps àmpliament distribuïdes. Les estratègies de control convencionals basades en regles reaccionen a les condicions presents i no aconsegueixen anticipar càrregues futures. Consegüentment, planifiquen deficientment les transicions d'arrencada i parada, tenen dificultats per prevenir la reducció de potència per motius tèrmics (thermal derating), i no es poden adaptar a un estat de salut (state-of-health) decreixent.Per superar aquestes limitacions, aquesta tesi desenvolupa un marc de control predictiu de model (model predictive control) jeràrquic, computacionalment tractable i adaptatiu al temps de vida. Una Capa de Planificació resol un problema d'enters mixts multi-horitzó per optimitzar el repartiment de potència entre piles, la planificació d'arrencada i parada, i la gestió tèrmica al llarg de la ruta de conducció restant. Simultàniament, una Capa Operacional de mostreig ràpid gestiona les dinàmiques restringides del sistema d'aire per satisfer les demandes de potència mentre equilibra l'eficiència del combustible amb la pèrdua de superfície electroquímica. Un esquema d'estimació en llaç tancat monitora la degradació de les piles i reajusta automàticament els models de predicció interns per mantenir la precisió del controlador.Les simulacions en cicles de conducció estandarditzats demostren que aquest controlador jeràrquic s'aproxima a l'òptim global. Consumeix només un 1,3% més d'hidrogen que una referència retrospectiva (in-hindsight benchmark) mentre manté la viabilitat en temps real. La gestió tèrmica i energètica integrada precondiciona el circuit de refrigeració per prevenir la reducció de potència tèrmica i permet un dimensionament menys conservador dels components. A més, el controlador adaptatiu proposat canvia la seva estratègia operativa al llarg de la vida útil de la pila de combustible. A l'inici de la vida útil (Begin-of-Life), el controlador minimitza la degradació de la pila de combustible i redueix la pèrdua de superfície electroquímica fins a un 96,8%. A mesura que la pila envelleix i les sensibilitats de voltatge disminueixen, l'estratègia transita cap a la minimització del consum d'hidrogen.Aquest marc tradueix els mecanismes de degradació física directament en un objectiu de control econòmic, integrant l'estat de salut electroquímic en la gestió del tren de potència a nivell de sistema. Demostra que el control predictiu i integrat de les dinàmiques tèrmiques, de fluids i de potència és un requisit previ per explotar tot el potencial del maquinari dels trens de potència híbrids multi-stack. Resoldre aquests conflictes entre l'economia de combustible, la longevitat dels components i els límits computacionals redueix les barreres econòmiques per a l'adopció generalitzada dels vehicles elèctrics de pila de combustible.
  

Data de lectura: 22/07/2026

• ALVAREZ GALERA, EDGAR: HELIUM NUCLEATION IN LIQUID ALKALI METALS AND LEAD–LITHIUM ALLOYS
  
  Autor/a: ALVAREZ GALERA, EDGAR
  Programa: FÍSICA COMPUTACIONAL I APLICADA
  Departament: Departament de Física (FIS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/06/2026
  Data de lectura: 22/07/2026
  Hora de lectura: 09:00
  Lloc de lectura: Sala de Juntes de la FIB, Edifici B6, planta 1, Campus Nord UPC
  Director/a de tesi: MARTÍ RABASSA, JORDI | BATET MIRACLE, LLUIS
  Resum de tesi: En aquesta tesi s’estudia la barreja d’heli amb metalls líquids mitjançant el mètode de dinàmica molecular clàssica. L’objectiu principal és comprendre els mecanismes microscòpics que governen la nucleació de l’heli en diversos metalls líquids, amb èmfasi en l’eutèctic de plom--liti.Els resultats obtinguts contribueixen a una millor comprensió dels processos en sistemes metall--gas, amb aplicacions en ciència de materials i enginyeria nuclear. Aquestes mescles són relativament exòtiques i escassament estudiades, a causa de la dificultat de tractar-les experimentalment. El treball compilat en aquesta tesi respon a la necessitat de caracteritzar les mantes reproductores de triti dels futurs reactors de fusió, basades en la col·lisió de neutrons lliures amb àtoms de liti presents en l’aliatge eutèctic de plom--liti. Aquest procés produeix triti i allibera heli com a subproducte. La coneguda baixa solubilitat de l’heli en diversos metalls líquids suggereix una forta tendència a la formació de nanobombolles dins dels mòduls reproductors. Per tant, comprendre aquests mecanismes és essencial per millorar l’eficiència i la seguretat dels sistemes de fusió.Mitjançant simulacions numèriques, es van analitzar les interaccions entre els àtoms d’heli i de metall, així com els mecanismes físics responsables de la segregació del gas noble. Al llarg d’aquesta tesi, es van investigar els efectes de les condicions termodinàmiques, és a dir, de la temperatura i de la composició del dissolvent. Tot i que el focus principal es va situar en el sistema eutèctic plom--liti, l’estudi no es va limitar a aquesta composició. Es van estudiar diverses proporcions de plom i liti, així com altres metalls alcalins líquids purs.En la primera part de la tesi, es van proposar models d’interacció per als metalls líquids i les seves mescles amb heli. En aquesta etapa, com a primera aproximació, es van negligir els efectes del triti durant el procés de nucleació. Els camps de forces que descriuen totes les interaccions dins de les mescles es van adaptar a partir de potencials interatòmics disponibles en la literatura. Els models de metall líquid incorporaven la contribució efectiva dels núvols electrònics, i el seu rendiment es va avaluar mitjançant l’estudi de propietats termodinàmiques, estructurals i volumètriques.Com a segona aproximació, l’heli es va tractar sense contribucions electròniques explícites. Diverses propietats termofísiques es van reproduir satisfactòriament, proporcionant així una validació parcial del model proposat. En conseqüència, els camps de forces resultants es basaven en la hipòtesi de transferibilitat dels potencials interatòmics a les condicions termodinàmiques investigades en aquest treball.En la segona part de la tesi, es van presentar els estudis més innovadors. Aquests corresponen a l’estudi de la solubilitat de l’heli (constants de Henry) en metalls alcalins i aliatges de plom--liti, així com de la tensió interfacial i les inhomogeneïtats de pressió entre fases. Sota la hipòtesi que aquests processos estan governats per la teoria clàssica de la nucleació, aquests estudis permeten determinar les contribucions volumètrica i interfacial a la formació de bombolles. La primera està determinada pel grau de sobresaturació d’una mescla en què l’heli es troba inicialment dissolt i està intrínsecament lligada a la solubilitat. La segona és proporcional a l’àrea de la superfície divisòria, amb la tensió interfacial actuant com a factor multiplicatiu.Finalment, per obtenir una representació més acurada de les mescles, es va incloure el triti mitjançant models de potencial desenvolupats en aquest treball, amb l’objectiu de predir els efectes de l’isòtop de l’hidrogen sobre els resultats anteriors.
  

• URBANIAK, DOMINIK: Autonomous and Collaborative Robotic Systems in 5G Smart Factories
  
  Autor/a: URBANIAK, DOMINIK
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Institut d'Organització i Control de Sistemes Industrials (IOC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 23/06/2026
  Data de lectura: 22/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Aula 28.8 de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)Campus Diagonal Sud, Av. Diagonal, 647, 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: ROSELL GRATACOS, JOAN | SUAREZ FEIJOO, RAUL | ROSELL GRATACOS, JOAN | SUAREZ FEIJOO, RAUL | SUPPA, MICHAEL
  Resum de tesi: S'espera que els manipuladors mòbils autònoms i col·laboratius tinguin un paper central en les fàbriques intel·ligents del futur, en permetre una producció flexible i centrada en l'ésser humà. Per assolir aquesta visió calen sistemes robòtics que puguin reaccionar de manera segura al comportament humà dinàmic, alhora que executen de forma eficient tasques de manipulació complexes. Aquests requisits imposen altes demandes computacionals a la percepció, la planificació i el control, les quals poden superar les capacitats de les plataformes robòtiques mòbils. Les arquitectures de control distribuït que aprofiten el processament en el límit de la xarxa i la comunicació sense fils ofereixen una solució prometedora en permetre la delegació de càrrega computacional. No obstant això, la seva eficàcia depèn de factors estretament vinculats i interdisciplinaris que abasten la comunicació, la visió per computador i el control. Més enllà de la delegació de càlcul, els sistemes de control distribuït també permeten la percepció distribuïda mitjançant la integració de sensors visuals externs, ampliant el camp perceptiu del robot més enllà de les limitacions dels sensors a bord.Aquesta tesi investiga com es poden dissenyar arquitectures de control distribuït per a manipuladors mòbils autònoms i col·laboratius per aprofitar de manera segura i eficient la comunicació sense fils i el processament en el límit (edge computing) en entorns industrials. Es desenvolupen i avaluen dues arquitectures complementàries que difereixen fonamentalment en la ubicació de la percepció, l'estratègia de control i el paper de la latència de la comunicació.La primera arquitectura, un sistema habilitat per a la vora (Edge-Enabled), està orientada a escenaris col·laboratius de seguretat crítica que utilitzen sensors RGB-D a bord amb una càrrega lateral opcional a la vora. S'implementa un bucle complet de percepció i control distribuït sobre xarxes 5G privades, que integra comunicació sense fils, processament d'imatges basat en la vora i control de velocitat cartesiana en bucle tancat. Amplis experiments simulats i reals analitzen com la velocitat de captació, la resolució i la compressió d'imatges, la latència de càlcul, la tecnologia de comunicació i la configuració de la qualitat de servei afecten conjuntament el temps de reacció de principi a fi. Els resultats mostren que la computació en el límit només redueix la latència en condicions específiques i que un comportament de seguretat robust requereix mecanismes explícits per gestionar la variància i els errors de percepció.La segona arquitectura, un sistema dependent de l'edge (Edge-Dependent), aborda la manipulació deliberativa sota restriccions distribuïdes fixes, on la percepció i la planificació es duen a terme externament. Es presenta un marc de planificació de moviments basat en l'aprenentatge que genera trajectòries 3D suaus, gairebé òptimes i lliures de col·lisions amb un temps de computació en línia baix, utilitzant dades visuals externes. Les simulacions i els experiments amb robots reals demostren la generalització a través de configuracions d'obstacles i un rendiment competitiu en comparació amb línies de base de planificació establertes.En conjunt, aquestes contribucions aclareixen quan la computació edge sense fils millora el rendiment robòtic i quan introdueix limitacions fonamentals, proporcionant dissenys de sistema pràctics i perspectives conceptuals per al control robòtic distribuït en entorns industrials de nova generació.