Escola de Doctorat

Data de lectura: 20/07/2026

• MORENO ABAJO, ÁLVARO: Optical investigation of 2D materials with in-plane engineering: exciton confinement and chirality sensing
  
  Autor/a: MORENO ABAJO, ÁLVARO
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 11/05/2026
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: KOPPENS, FRANK | RESERBAT-PLANTEY, ANTOINE
  Resum de tesi: Els materials bidimensionals (2D) proporcionen una plataforma potent per a l’enginyeria a nanoescala i el control de la geometria i dels entorns energètics sense modificar directament el material, a causa de la seva naturalesa interfacial. Aquesta tesi explora com podem aprofitar aquest potencial mitjançant l’enginyeria en el pla en heteroestructures de van der Waals. Presentem dos casos d’estudi: en un, es redueix la dimensionalitat de l’excitó utilitzant una trampa electrostàtica 1D; en l’altre, s’obté una configuració quiral en rotar una monocapa respecte d’una altra, cosa que modifica la interacció amb altres sistemes quirals. En conjunt, aquestes dues parts demostren com el trencament de la simetria en el pla (simetria translacional i simetria especular, respectivament) en les plataformes de materials 2D habilita noves oportunitats de control i detecció.En la primera part, investiguem el confinament electrostàtic d’excitons en MoSe2. S’indueix una unió p–i–n a la monocapa mitjançant elèctrodes asimètrics, creant un potencial 1D estret amb una longitud efectiva de confinament d’excitons de fins a 10nm. Combinant la fotoluminescència i l’espectroscòpia de contrast de reflectància, mesurem un espectre discret corresponent als estats localitzats que sorgeixen de la quantització del centre de masses, amb polarització lineal alineada amb la geometria del potencial, d’acord amb les interaccions d’intercanvi vall–vall intensificades pel confinament. De manera rellevant per al desenvolupament d’aquesta tècnica, demostrem que el potencial de confinament no es pot entendre com un efecte purament electrostàtic. La il·luminació reconfigura el funcionament del dispositiu induïnt el fotodopatge degut a la dissociació d’excitons i l’extracció de càrrega assistida per mecanismes d’Auger, estabilitzant així una configuració p–i–n funcional. Observem dinàmiques de redistribució de portadors en una escala de segons i demostrem que la seva dependència amb la posició d’excitació produeix un canvi abrupte entre respostes excitòniques confinades i no confinades. Una descripció mitjançant equacions de velocitat captura la competència entre els processos de dissociació i d’Auger, posant de manifest una via per al control òptic no local de la densitat de portadors i, en conseqüència, del potencial de confinament. Aconseguir potencials excitònics programables que assoleixin el límit 0D podria habilitar tecnologies quàntiques com fonts de fotó únic o qubits òptics, i obrir una via cap a interaccions excitó–excitó fortes i física de Bose–Hubbard.En la segona part, aprofitem la quiralitat estructural del grafè bicapa rotat (TBG) per dur a terme una nova estratègia de detecció enantiomèrica basada en transferència d’energia no radiativa dependent de la quiralitat. En presència del TBG, la freqüència de decaïment de fluoròfors quirals es modifica en funció de la quiralitat relativa entre molècula i substrat, cosa que mesurem a través del temps de vida de fluorescència. L’asimetria observada es comprova estadísticament escanejant espacialment el contrast enantioselectiu, observant una inversió de signe en invertir la quiralitat del TBG i explorant el paper de l’angle de rotació com a paràmetre de control. Quantifiquem l’efecte de la quiralitat mitjançant un factor de dissimetria basat en el temps de vida que arriba a valors de 1 – 10%, la qual cosa implica una millora de diversos ordres de magnitud respecte al dicroisme circular natural tant de la molècula com del TBG. L’enfoc presentat és conceptualment diferent dels esquemes basats en enginyeria de camps electromagnètics, i assoleix sensibilitats de fins a una sola capa molecular sense necessitat de funcionalitzar la superfície. Això obre la porta al desenvolupament d’una plataforma amb interaccions quirals llum–matèria fortes i sintonitzables, amb implicacions en òptica, detecció i química, incloent la catàlisi i la síntesi homoquiral.
  

• SANCLEMENTE CANIZALES, HOLVER: Vivienda y clima en el trópico húmedo: análisis tipológico-bioclimático en Buenaventura
  
  Autor/a: SANCLEMENTE CANIZALES, HOLVER
  Programa: ARQUITECTURA, ENERGIA I MEDI AMBIENT
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 03/06/2026
  Data de lectura: 20/07/2026
  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: LÓPEZ BESORA, JUDIT | COCH ROURA, HELENA
  Resum de tesi: Aquesta tesi aborda l'adaptació de l'habitatge urbà al clima tropical humit de Buenaventura (Colòmbia), una regió que enfronta desafiaments habitacionals exacerbats per models constructius no pertinents i el canvi climàtic. A través d'un enfocament que transcendeix la simple descripció arquitectònica, la recerca se centra a comprendre i sistematitzar les tipologies espacials de l'habitatge des d'una perspectiva bioclimàtica.En el curs d'aquesta investigació es va realitzar una exhaustiva recopilació i sistematització de 471 casos d'habitatge al municipi de Buenaventura, un cos empíric sense precedents per a l'anàlisi de l'habitatge a la regió. La metodologia es va articular al voltant de la identificació i anàlisi d'estratègies passives clau: ventilació natural (creuada i vertical), protecció solar (porxos i voladissos) i el potencial de gestió de la humitat (patis). La ventilació és l'aspecte que s'ha considerat clau per al benestar dins de l'habitatge, i per això, l'anàlisi s'articula al voltant d'aquest concepte.Les troballes principals estableixen una classificació tipològica bioclimàtica robusta que revela tres realitats d'acompliment diferenciades. Per una banda, l'habitatge cantoner destaca pel seu potencial inherent per a la ventilació creuada, tot i que requereix optimitzar el control solar i la ventilació per coberta per al confort. Per altra banda, l'habitatge mitger amb pati exterior valida l'eficàcia de l'arquitectura tradicional, confirmant el pati com el motor climàtic o "sifó bioclimàtic" essencial per a la succió d'aire calent i la circulació central. En contrast, l'habitatge mitger sense pati s'identifica com la tipologia més vulnerable bioclimàticament; requereix la introducció forçada d'un "pulmó" interior (pati o buit) per restablir la ventilació i l'efecte xemeneia.La conclusió és contundent: ¿la solució sostenible i resilient per al confort tèrmic resideix en la validació i optimització rigorosa de la pràctica arquitectònica local? Depèn. Si bé existeixen aspectes de la tradició constructiva local que continuen sent vàlids, el temps i l'evolució els ha anat relegant a un segon pla. En tot aquest procés no cal oblidar els recursos disponibles i la tradició cultural dels bonaerencs i la seva manera d'habitar. Per això, es proposa un paradigma de disseny passiu que integri la Doble Acció Tèrmica (ventilació creuada + convecció per coberta) i la redefinició de l'espai buit, establint les directrius de disseny bioclimàtic per a futurs habitatges a Buenaventura que siguin eficients, saludables i culturalment pertinents.
  

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.