Escola de Doctorat

Data de lectura: 10/05/2024

• BENINCA, LETIANE: Multi-objective optimization for social multifamily housing: Minimizing heating and cooling demand
  
  Autor/a: BENINCA, LETIANE
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TECNOLOGIA DE L'ARQUITECTURA, DE L'EDIFICACIÓ I DE L'URBANISME
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 11/04/2024
  Data de lectura: 10/05/2024
  Hora de lectura: 13:00
  Lloc de lectura: Presencial Sala de Graus ETSAB. Planta Baixa + videoconferència:meet.google.com/cpp-awed-vth
  Director/a de tesi: CRESPO SÁNCHEZ, EVA | PASSUELLO, ANA CAROLINA
  Tribunal:
       PRESIDENT: DE MOURA FERREIRA DANILEVICZ, ANGELA
       SECRETARI: KAMPOUROPOULOS, KONSTANTINOS
       VOCAL: CÓSTOLA, DANIEL
  Resum de tesi: El camp de l'arquitectura i l'enginyeria està experimentant actualment canvis significatius a causa dels avenços tecnològics i del paper creixent de la Intel·ligència Artificial. Aquest canvi es deu en gran mesura a la creixent urgència de promoure edificis més eficients, sobretot tenint en compte el seu impacte substancial en les emissions globals de gasos d'efecte hivernacle i l'ús d'energia. En conseqüència, s'està tornant important centrar-se en les opcions pràctiques de disseny i utilitzar estratègies efectives per millorar l'eficiència energètica i el rendiment global de l'edifici. Aquesta tesi presenta un enfocament integral per optimitzar la forma, l'orientació solar i la configuració de l'envoltant d'edificis residencials socials en un clima subtropical humit (classificació de Koppen: Cfa) a la regió sud del Brasil. L'objectiu principal és minimitzar simultàniament les demandes de calefacció i refrigeració, i presentar un disseny de rendiment òptim i rangs de paràmetres per millorar l'eficiència energètica en edificis plurifamiliars. Per aconseguir-ho, l'estudi utilitza tècniques d'optimització multi-objectiu amb el suport d'un algorisme genètic de classificació no dominat (NSGA-II). Les simulacions es realitzen mitjançant l'EnergyPlus mentre que el procés d'optimització s'implementa mitjançant la programació Python. Aquest ampli esforç computacional implica un total de 480.000 simulacions. Els resultats del procés d'optimització demostren que seleccionant acuradament l'orientació solar òptima, es poden aconseguir reduccions significatives de la demanda d'energia. Per exemple, l'optimització de l'orientació solar sola pot comportar reduccions de la demanda d'energia de fins a un 5% per als edificis lineals i un 11% per als edificis H, quan estan vinculats a l'entorn. A més, quan s'aborda correctament l'embolcall, la demanda d'energia entre formes aconsegueix gairebé el mateix valor. A més, l'optimització de la configuració de l'envoltant de l'edifici millora encara més l'eficiència energètica, donant lloc a reduccions notables de la demanda total d'energia. En particular, els edificis lineals poden aconseguir una reducció de fins a un 60% de la demanda energètica, mentre que els edificis H aconsegueixen una reducció de fins a un 63%. Aquestes troballes posen de manifest els beneficis potencials de tenir en compte l'orientació solar, les ombres circumdants i el disseny de l'embolcall simultàniament durant les primeres etapes de disseny d'un projecte. El marc d'optimització en tres fases proposat avalua diferents alternatives de paràmetres i presenta pautes pràctiques per prendre decisions informades sobre les configuracions més eficients energèticament.
  

• GORDON POZUELO, SANDRA: Mechanical integrity of coated PcBN systems: Mechanics and mechanisms involved under service-like conditions
  
  Autor/a: GORDON POZUELO, SANDRA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS
  Departament: (CEM)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 19/02/2024
  Data de lectura: 10/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: EEBE (Escola d'Enginyeria Barcelona Est), Aula A2.14, planta 2, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesi: LLANES PITARCH, LUIS MIGUEL | ROA ROVIRA, JOAN JOSEP
  Tribunal:
       PRESIDENT: MARI, DANIELE
       SECRETARI: FARGAS RIBAS, GEMMA
       VOCAL: BOTERO VEGA, CARLOS ALBERTO
  Resum de tesi: El nitrur de bor cúbic policristal·lí (PcBN) és un material compost competitiu per a eines de tall que ofereix un excel·lent rendiment en el mecanitzat de materials difícils de tallar (ex. acers temprats, superaliatges, etc.). En la pràctica, el PcBN es recobreix amb una prima capa ceràmica per a evitar o diferir l'aparició de la tribooxidació i el desgast abrasiu. Encara que no hi ha una opinió consolidada sobre els beneficis dels recobriments en PcBN, la bibliografia majorment coincideix en el seu ús en operacions de tornejat dur. La recerca majoritàriament avalua el rendiment funcional de l'eina i els mecanismes de desgast, mentre que la informació relativa a la ciència dels materials del PcBN i del PcBN recobert, comprenent la correlació microestructura - propietats mecàniques, és bastant limitada. En aquest sentit, aquesta tesi se centra en estudiar la duresa, tenacitat a la fractura i resistència al desgast; propietats mecàniques clau que controlen la integritat mecànica i la fiabilitat de l'eina i que estan relacionades amb la resposta de contacte, la resistència a la fractura i la vida útil efectiva de l'eina, respectivament. En primer lloc, s'estudien i caracteritzen quatre substrats diferents dels sistemes de PcBN recoberts, incloent-hi el desenvolupament de protocols de caracterització i assaig. Per a això, la tomografia de feix d'ions focalitzats i la reconstrucció d'imatges en 3D es va utilitzar per a estudiar les característiques microestructurals d'una qualitat de PcBN amb alt contingut en cBN i lligant metàl·lic. Aquest és un mètode potent i útil per a conèixer i comprendre en profunditat les característiques microestructurals dels materials composts de PcBN. Després, es va avaluar les propietats micromecàniques, ja que són clau per a optimitzar el rendiment mitjançant el disseny microestructural. S'implementa amb èxit la nanoindentación d'alta velocitat per a caracteritzar i correlacionar la microestructura amb les propietats mecàniques locals d'aquests materials durs i rígids; utilitzant dues metodologies diferents, 1D i 2D Gaussiana, per a deconvolucionar estadísticament les dades. S'observa que la duresa està relacionada amb el contingut de cBN. Es va emprar un mètode a major escala per a avaluar la resposta a càrregues de contacte. Els graus amb major contingut de cBN i lligant metàl·lic, presenten una major resistència a la nucleació d'esquerdes i una transició més gradual a través dels diferents escenaris de dany degut a la seva major duresa i tenacitat a la fractura. Quant als mecanismes d'enduriment de la fractura, la trajectòria de l'esquerda canvia de propagar a través del lligant ceràmic a la fractura transgranular de les partícules de cBN, en augmentar el contingut de cBN. Molt interessant, la tenacitat a la fractura augmenta per la interacció de l'esquerda amb límits subgranulars o maclats intrínsecs de les partícules individuals de cBN, així com per la desviació de l'esquerda a través de les nanopartícules de cBN disperses en el lligant. Posteriorment, es va caracteritzar diferents sistemes de PcBN recobert (amb diferent naturalesa química i voltatge de polarització), en termes de resistència d'adhesió del recobriment i integritat mecànica dels sistemes recoberts en funció de la microestructura del substrat de PcBN. La resposta mecànica del sistema recobert, avaluada mitjançant indentación Rockwell C i assajos de ratllat, depèn en gran manera de la microestructura del substrat subjacent i, per tant, de la seva correlació intrínseca entre duresa i tenacitat. Finalment, es van utilitzar plaquetes de PcBN recobertes per a fresar un acer per a eines de treball en fred. Es va proposar com un estudi exploratori del rendiment de fresat dels sistemes de PcBN recobert per a avaluar l'inici de la fallada del recobriment sense implicar l'aparició d'altres fenòmens de desgast (e.j. els tèrmics).
  

• MAJORAL RAMONEDA, MARC: A Flexible System-on-Chip FPGA Architecture for Prototyping Experimental GNSS Receivers
  
  Autor/a: MAJORAL RAMONEDA, MARC
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
  Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 03/04/2024
  Data de lectura: 10/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Edifici C4-Aula 021B (Escola d'Enginyeria de Telecomunicació de Castelldefels)
  Director/a de tesi: FERNANDEZ PRADES, CARLOS | ARRIBAS LÁZARO, JAVIER
  Tribunal:
       PRESIDENT: CAPARRA, GIANLUCA
       SECRETARI: BARTZOUDIS, NIKOLAOS
       VOCAL: FONT BACH, JOSEP ORIOL
  Resum de tesi: La ràpida evolució en la tecnologia de navegació per satèl·lit (GNSS) requereix eines de prototipatge avançades per a l'exploració de nous senyals i el desenvolupament de sistemes innovadors. El prototipatge és essencial en el procés de disseny i desenvolupament, ja que permet als investigadors provar i perfeccionar les seves idees abans de dur a terme una implementació a gran escala. El prototipatge utilitzant receptors GNSS comercials planteja diversos reptes. En l'actualitat, aquests receptors es basen majoritàriament en circuits integrats d'aplicació específica (ASICs), els quals es caracteritzen per un consum energètic reduït, dimensions compactes i un cost baix, però ofereixen una flexibilitat limitada. Tot i que alguns dispositius comercials incorporen tècniques de ràdio definida per programari (SDR), aquests freqüentment contenen codi propietari que en restringeix la reconfiguració mitjançant una interfície de programació d'aplicacions (API) establerta pel fabricant.Els receptors GNSS basats en programari lliure i codi obert han esdevingut recursos molt valuosos en el camp de la recerca i desenvolupament, especialment en el camp de la navegació per satèl·lit. Aquests receptors són molt valorats per la seva adaptabilitat i flexibilitat, permetent als investigadors adaptar el programari a necessitats experimentals específiques o desenvolupar nous algoritmes de processament de senyal. Tanmateix, els receptors definits per programari solen ser menys eficients energèticament en comparació amb els receptors basats en maquinari, ja que operen en processadors de propòsit general, que no estan optimitzats per a un baix consum energètic.Aquesta tesi se centra en el disseny i desenvolupament d'una arquitectura de baix cost per al prototipatge de receptors GNSS experimentals, basada en sistemes en un xip amb matrius de portes lògiques programables in situ (SoC FPGA). Aquesta arquitectura supera les limitacions dels receptors GNSS comercials en termes d'adaptabilitat, flexibilitat i capacitat de reprogramació, i ofereix una eficiència energètica millorada en comparació amb els receptors basats en programari que depenen de processadors de propòsit general. L'estratègia consisteix a combinar la versatilitat de la ràdio definida per programari amb el paral·lelisme intensiu i el consum energètic optimitzat dels dispositius lògics programables, proporcionant el millor de tots dos mons. Aquesta fusió permet el desenvolupament de receptors GNSS compactes, portàtils, facilitant així el prototipatge de dispositius encastats adequats per a proves de camp. A més, el nucli de processament GNSS es basa en una implementació de programari lliure i obert, que proporciona un accés detallat a la cadena de processament de senyal i permet una exploració i modificació sense restriccions dels algoritmes utilitzats.Aquesta tesi també presenta una metodologia de disseny per al desenvolupament de nous prototips i nous algoritmes de processament de senyal GNSS basats en l'arquitectura SoC FPGA que es proposa. Aquesta metodologia posa especial èmfasi en la reutilització de codi, aspecte clau per a reduir els costos i temps de desenvolupament.Les aplicacions pràctiques d'aquesta arquitectura s'han demostrat a través de tres prototips: un receptor GNSS per a òrbita baixa terrestre (LEO), un retransmissor de senyals GNSS, i un receptor GNSS d'alta sensibilitat.L'enfocament innovador presentat en aquesta tesi facilita al desenvolupament de prototips experimentals de receptors i generadors de senyals GNSS flexibles i portàtils, aptes tant per a experiments de laboratori com per a proves de camp.
  

• ORTI NAVARRO, JOAN: The Surface Defect Identification Problem in The Industry: A Novel Approach with Semantic Segmentation and Generative Adversarial Networks
  
  Autor/a: ORTI NAVARRO, JOAN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 18/03/2024
  Data de lectura: 10/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala Actes de la Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME), Campus Diagonal Sud, Carrer de Pau Gargallo, 14, 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: MORENO NOGUER, FRANCESC D'ASSIS | PUIG CAYUELA, VICENÇ
  Tribunal:
       PRESIDENT: SERRATOSA CASANELLES, FRANCESC ASSIS
       SECRETARI: GRAU SALDES, ANTONI
       VOCAL: VENTURA ROYO, CARLES
  Resum de tesi: L'inspecció superficial de les superfícies recobertes a la indústria automobilística, tradicionalment ha estat un procés manual a càrrec d'operadors amb ull avesat, responsables d'inspeccionar tot el cos del cotxe. No obstant això, com es pot deduir, les inspeccions manuals sovint manquen de repetitivitat i fiabilitat, molt desitjades en un sector tan estricte. La visió per ordinador ha abordat aquest problema amb els primers sistemes automatitzats de detecció de defectes, assenyalant els defectes en el cos del cotxe i la seva mida. Tanmateix, ja que aquests sistemes estan limitats només a la detecció, l'operador encara és responsable d'etiquetar adequadament els defectes per a la seva posterior reparació. A més, hi ha una manca de traçabilitat entre el procés i els propis defectes, el que retarda la identificació de les causes arrel de les instal·lacions defectuoses del taller de pintura.En aquesta tesi, abordem el problema multidisciplinari de la identificació de defectes en superfícies especulars, amb dues línies de recerca principals. En la primera, hem desenvolupat un nou enfocament d'il·luminació basat en lallum difusa indirecta, en contrast amb la reflexió especular convencional. Juntament amb una càmera d'alta resolució, hem demostrat una millora significativa en la identificació de defectes, en comparació amb els sistemes existents. Aquests resultats han estat avaluats amb auditors especialitzats de la fàbrica de SEAT Martorell.La segona línia de recerca, orientada a la visió per ordinador, explora les possibilitats d'implementar una solució d'aprenentatge profund per a la identificació de defectes industrials. Hem desenvolupat un model ràpid i fiable d'agregació de context, que presenta convolucions dilatades i connexions residuals entre capes oposades. Aquest model es complementa seguint una combinació de funcions de cost entre classificació i segmentació, per a un entrenament més adequat. A més, per fer front a les freqüents desigualtats de classes en els conjunts de dades industrials, hem desenvolupat una estratègia d'augmentació d'imatges amb un retallat guiat, basada en retallar defectes reals aleatòriament a imatges no defectuoses, per generar noves mostres sintètiques. Els resultats indiquen que la combinació d'aquest model amb aquesta estratègia d'augmentació supera models de segmentació ben coneguts.Finalment, en situacions de manca de dades, hem recorregut a mètodes de síntesi d'imatges per generar noves mostres falses. Models com Pix2pix han demostrat ser capaços de generar imatges gairebé reals, ajudant al model de segmentació a convergir més ràpidament que amb la tècnica d'augmentació d'imatges amb guia de retallada anterior. Més endavant, aquest mètode generatiu serà superat per un de més sofisticat, que incorpora capes de normalització adaptatives espacialment i ajuda a sintetitzar imatges fins i tot sense un codificador. En general, hem demostrat bones capacitats en múltiples conjunts de dades industrials.
  

Data de lectura: 14/05/2024

• AGUILAR MORENO, MIGUEL: Liquid-Liquid membrane contactors for sustainable ammonia recovery and valorization: experimental insights, novel approaches and applications
  
  Autor/a: AGUILAR MORENO, MIGUEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE PROCESSOS QUÍMICS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 16/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CORTINA PALLAS, JOSE LUIS | VALDERRAMA ANGEL, CESAR ALBERTO
  Tribunal:
       PRESIDENT: DOSTA PARRAS, JOAN
       SECRETARI: GIBERT AGULLO, ORIOL
       VOCAL: REZAKAZEMI, MASHALLAH
  Resum de tesi: Aquesta recerca exhaustiva representa un pas significatiu en l'exploració d'estratègies innovadores destinades a millorar la recuperació d'amoni en diversos corrents d'aigua residual. L'estudi està estructurat en distintes fases, cadascuna abordant aspectes crucials del procés de recuperació d'amoni. En la fase inicial, la recerca es centra en augmentar el rendiment del contactor de membrana, emprant la coagulació-floculació (C/F) i la aireació com a tractaments preliminars.Els resultats d'aquesta fase demostren augments substancials tant en el coeficient de transferència de massa com en l'eficiència global de la recuperació d'amoni, especialment notable quan es tracta el centrat de sidestream real. Una troballa clau subratlla l'eficàcia de la dosificació de sulfat d'alumini (Al2(SO4)3) a 30 mg Al+/L en el procés C/F, produint eficiències notables en la eliminació de la demanda química d'oxigen (DQO), la turbidesa i els sòlids suspesos totals (SST). A la segona fase, l'estudi s'endinsa en l'aplicació sostenible de contactors de membrana líquid-líquid (LLMC) per a la recuperació d'amoni. Es fan exploracions meticuloses d'una àmplia gamma de condicions experimentals, amb resultats que il·lustren l'impacte considerable de substituir el líquid de stripping àcid entre els passos en el rendiment global del LLMC. A més, l'estudi destaca la relació subtil entre la concentració inicial d'amoni i la recuperació posterior, proporcionant perspectives valuoses. Aquesta fase mostra de manera efectiva la versatilitat i eficiència potencial dels LLMCs en la valorització de l'amoni dins dels corrents d'aigua residual. La tercera i última fase presenta un contactor de membrana líquid-líquid de fibra buida asimètrica (HF-LLMC) amb una selectivitat distintiva per a l'amoni sobre l'aigua. La investigació inclou un examen exhaustiu de diversos paràmetres operatius, incloent-hi els caudals d'alimentació i àcid, els coeficients de transferència de massa i el consum d'àcid. Es destaca, especialment, la selectivitat elevada del HF-LLMC per a l'amoni, juntament amb una transferència d'aigua mínima. Això estableix el HF-LLMC com una tecnologia prometedora per a la recuperació i concentració de l'amoni en corrents urbans i industrials diluïts. La amalgama d'aquests resultats, abordada amb una perspectiva global, contribueix de manera significativa no només a l'avanç de les tecnologies de recuperació de nutrients sostenibles, sinó que també destaca la seva viabilitat pragmàtica per a la implementació dins dels marcs de l'economia circular i la gestió eficient de recursos.