Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 11/11/2024

• NAVARRO BARBOZA, HECTOR: Experimentally constrained organic aerosol chemical and absorption properties in the atmospheric chemistry MONARCH model
  
  Autor/a: NAVARRO BARBOZA, HECTOR
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA AMBIENTAL
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 25/09/2024
  Fecha de lectura: 11/11/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: Place: ETSECCPB UPC, Campus Nord Building C1. Classroom: 002 C/Jordi Girona, 1-3 08034 Barcelona
  Director/a de tesis: JORBA CASELLAS, ORIOL | PANDOLFI, MARCO
  Tribunal:
       PRESIDENT: SICARD, MICHAEL
       SECRETARI: BADIA I MORAGAS, ALBA
       VOCAL: PIÑEIRO IGLESIAS, MARIA
  Resumen de tesis: Los aerosoles orgánicos (OA, por sus siglas en inglés) son una componente significativa del material particulado (PM) en la atmósfera, representando del 20 al 90% del PM total en Europa. Los OA desempeñan un papel fundamental en la calidad del aire, la salud humana y el cambio climático. El objetivo de esta tesis doctoral ha sido avanzar en la comprensión de la caracterización de los OA y sus propiedades ópticas, enfocándose particularmente en los OA que absorben luz, denominados carbono marrón (BrC, por sus siglas en inglés).Esta investigación ha empleado observaciones detalladas de campañas experimentales y técnicas de modelado. Los datos observacionales han sido proporcionados por el grupo EGAR-IDAEA y la parte de modelado se ha desarrollado en el grupo BSC-AC. El modelo de química atmosférica No hidrostático multiescala en línea (MONARCH, por sus siglas en inglés) se ha desarrollado y se ha utilizado para todos los estudios en esta tesis.En el primer estudio, hemos analizado la composición química del PM grueso y fino simulado por el modelo MONARCH en tres entornos diferentes en el noreste de España (Barcelona urbano, Montseny regional y Montsec remoto). El sitio urbano se ha caracterizado por fuentes mixtas biogénicas y antropogénicas, el sitio regional ha estado principalmente dominado por fuentes biogénicas y el sitio remoto ha mostrado bajas concentraciones, excepto durante episodios de transporte de polvo a larga distancia. Los aerosoles de sal marina han jugado un papel fundamental en el entorno urbano, mientras que el polvo mineral ha tenido el mayor impacto durante la primavera.En el segundo estudio, el análisis de los aerosoles carbonosos (carbono negro (BC, por sus siglas en inglés) y OA) utilizando tres inventarios de emisiones en el modelo MONARCH ha destacado la importancia de la resolución del modelo y las estimaciones detalladas de emisiones. El tráfico ha sido el principal contribuyente al BC en el sitio urbano, con contribuciones significativas de la combustión residencial de madera (RWC, por sus siglas en inglés) y el transporte marítimo. Se han encontrado discrepancias en la desagregación espacio-temporal y el tratamiento de condensables en las emisiones de RWC, destacando incertidumbres en OA debido a la caracterización de las emisiones y la limitada producción de aerosoles secundarios en el modelo. El tercer estudio ha examinado la variabilidad del índice de refracción imaginario (k) de los OA de cinco fuentes utilizando datos de 12 estaciones de monitoreo europeas. El modelo ha tenido un buen desempeño simulando las concentraciones de masa de OA e ha identificado las emisiones residenciales como una de las principales fuentes durante los meses fríos, y los aerosoles orgánicos secundarios (SOA, por sus siglas en inglés) durante los períodos cálidos, con una contribución significativa de las emisiones de transporte marítimo cerca de los puertos. La optimización de los valores de k a 370 nm ha revelado una variabilidad significativa influenciada por las fuentes de emisión y las condiciones ambientales.En el cuarto estudio, se implementó una parametrización de BrC en MONARCH con fotodegradación y se evaluó su absorción frente a observaciones europeas, mostrando subestimaciones debidas a la incertidumbre de las emisiones; sin embargo, pruebas de sensibilidad mejoraron el sesgo del modelo, destacando la mayor absorción de BrC en invierno por la quema de biomasa y biocombustibles, con importantes implicaciones para la modelización climática.Esta tesis ha avanzado en la comprensión de los OA y BrC, resaltando la necesidad de mejorar su representación en los modelos para cuantificar sus efectos radiativos y climáticos.
  

• NAVARRO MUÑOZ, ANTONI: Enhancing HPC efficiency: adaptive resource management and scheduling through online monitoring and prediction systems
  
  Autor/a: NAVARRO MUÑOZ, ANTONI
  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: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 22/07/2024
  Fecha de lectura: 11/11/2024
  Hora de lectura: 10:30
  Lugar de lectura: Defensa Pública Sala E106 - Edifici C6 (FIB) - Campus Nord - Barcelona
  Director/a de tesis: BELTRAN QUEROL, VICENÇ | AYGUADÉ PARRA, EDUARD
  Tribunal:
       PRESIDENT: PERICAS GLEIM, MIQUEL
       SECRETARI: PEÑA MONFERRER, ANTONIO JOSE
       VOCAL: DURAN GONZÁLEZ, ALEJANDRO
  Resumen de tesis: Los sistemas de computación de alto rendimiento (HPC) evolucionan continuamente, impulsados por las necesidades de los usuarios y las tendencias tecnológicas. A lo largo de las décadas, la investigación que involucra los sistemas HPC ha pasado de priorizar exclusivamente el rendimiento de las aplicaciones a incluir la eficiencia energética como objetivo igualmente importante.A pesar de que los enfoques para abordar estos objetivos pueden variar, la eficiencia energética y el rendimiento del sistema son simbióticos, puesto que a menudo la mejora de este último mejora el primero. Varios componentes se relacionan perfectamente con estos objetivos, desde aplicaciones, modelos de programación y sistemas runtime hasta planificadores de trabajo en el ámbito de sistema y sistemas operativos.Los modelos de programación paralelos ayudan los usuarios de HPC a conseguir estos objetivos mediante la abstracción de las complejidades del sistema subyacente. Por lo tanto, los sistemas runtime son cruciales para hacer frente a estos retos. Los sistemas runtime pueden recopilar información precisa y aprovecharla para implementar heurísticas de planificación avanzada y gestión de recursos para optimizar la ejecución de aplicaciones.Sin embargo, las implementaciones actuales son demasiado estáticas para hacer frente a la irregularidad y el dinamismo de las aplicaciones actuales, y pueden introducir efectos adversos en forma de sobrecarga en tiempo de ejecución y complejidad. Para superar estos inconvenientes, los sistemas runtime tendrían que utilizar técnicas que optimicen el rendimiento del sistema de manera adaptativa a través de decisiones informadas en lugar de ajustar estáticamente la configuración por ejecución.El objetivo principal de esta tesis es diseñar y desarrollar una infraestructura de monitorización y predicción en línea, precisa y de bajo coste, que proporcione todas las capacidades necesarias para mejorar las técnicas de gestión de recursos y programación para los sistemas HPC. Nuestra investigación concluye que, a partir de la información proporcionada por nuestras infraestructuras de monitorización, la creación de técnicas adaptativas o la mejora de las existentes puede mejorar el rendimiento y la eficiencia energética en comparación con los métodos estáticos encontrados a la literatura. Además, a través de un nuevo diseño, nuestras infraestructuras de monitorización proporcionan métricas y predicciones precisas con un gasto en tiempo de ejecución insignificante.Finalmente, nuestras contribuciones demuestran como el rendimiento del sistema y la eficiencia energética pueden mejorar aprovechando la información detallada desde sistemas runtime y planificadores de trabajo del sistema.
  

• QIZILBASH, MASOOMA: Computational Fluid Dynamic (CFD) Study of Polymer Microencapsulation Processes
  
  Autor/a: QIZILBASH, MASOOMA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: POLÍMEROS Y BIOPOLÍMEROS
  Departamento: Departamento de Ingeniería Química (EQ)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 26/07/2024
  Fecha de lectura: 11/11/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: EEBE - Sala Polivalent - Edifici A - Campus Diagonal-Besòs (Hora: 10h (hora local) / 12h. (a Jeddah))
  Director/a de tesis: GUARDO ZABALETA, ALFREDO DE JESUS | DEL VALLE MENDOZA, LUIS JAVIER
  Tribunal:
       PRESIDENT: RAMIREZ RANGEL, ELIANA
       SECRETARI: MARTÍNEZ GOMARIZ, EDUARDO
       VOCAL: NASIR, RIZWAN
  Resumen de tesis: El proceso de microencapsulación de polímeros y biopolímeros es la técnica más importante en la industria de los polímeros para hacerla única y aplicable en diversos campos de la vida diaria. Cuando se trata de la precisión del método, sólo las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) o la solución numérica proporcionan la autenticidad del método. El análisis CFD ofrece un enfoque más esquemático que cualquier otro método de simulación.En esta tesis se utiliza un uso detallado de las ecuaciones rectoras de CFD para predecir la precisión del método de microencapsulación. La experimentación se realizó en el laboratorio del departamento de polímeros y biopolímeros bajo la supervisión del Prof. Luis J. Dell Valle. Al utilizar CFD, los resultados son más precisos, claros y exactos junto con el porcentaje mínimo de error humano de cero. Luego de representar una revisión de la literatura para el modelado del proceso de microencapsulación en el primer capítulo, se explicó la metodología sobre cómo comenzó el proceso y qué parámetros seguimos para cumplir con los requisitos del proyecto. Se determinó el efecto de la velocidad del impulsor de 5000 rpm, 7500 rpm, 1000 rpm, 12000 rpm y 15000 rpm sobre las funciones de densidad numérica y la reducción del tamaño de partículas en el dominio de microencapsulación.Ansys. Se utilizó Fluent R2 2020 para modelar los datos experimentales. Para modelar la distribución del tamaño de partículas se utiliza el método discreto del modelo de equilibrio poblacional. Se seleccionaron un total de cinco contenedores para realizar el análisis de distribución de tamaños. La razón para seleccionar este rango de diámetro pequeño es el enfoque y la precisión del solucionador. Los contenedores deberían ser más que suficientes para cubrir el rango de distribución y lo suficientemente pequeños como para ahorrar tiempo de cálculo. Se utilizan k-e realizable, marco eulerian y valores iniciales de bins apropiados para predecir el comportamiento multifásico. En estas condiciones, la simulación converge muy bien y concuerda bien con los datos experimentales y de validación.
  

• ROMÁN GARCÍA, FERNANDO: Contribucions per a l'impuls d'un ecosistema digital de mercat just, fiable i usable
  
  Autor/a: ROMÁN GARCÍA, FERNANDO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA TELEMÁTICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Telemática (ENTEL)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 14/10/2024
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: HERNANDEZ SERRANO, JUAN BAUTISTA
  Tribunal:
       PRESIDENT: HERNÁNDEZ GAÑÁN, CARLOS
       SECRETARI: LEÓN ABARCA, OLGA
       VOCAL: AGUDO RUIZ, ISAAC
  Resumen de tesis: En la economía digital moderna, los mercados digitales son plataformas clave para las interacciones entre proveedores y consumidores, donde la confianza tradicionalmente depende de mecanismos de reputación como reseñas y valoraciones.Aunque estos mecanismos son efectivos, son susceptibles a la manipulación y el sesgo, y pueden dificultar a los nuevos participantes que intentan construir una reputación. Esta dependencia de la reputación puede socavar la equidad y la accesibilidad en los mercados de datos. Las tecnologías de libro mayor distribuido (DLTs) ofrecen una alternativa al intercambiar la reputación en certezas, actuando como notarios distribuidos que garantizan la inmutabilidad, transparencia y fiabilidad de los datos almacenados. Sin embargo, lacomplejidad de las DLTs puede dificultar su adopción, especialmente para los usuarios sin habilidades técnicas especializadas. Esta tesis busca abordar estas barreras simplificando el desarrollo y uso de aplicaciones basadas en DLTs en los mercados de datos digitales.Esta investigación introduce protocolos y herramientas para mejorar la usabilidad de las DLTs. Las principales contribuciones incluyen: el emparejamiento seguro entre aplicaciones descentralizadas (DApps) y billeteras (wallets) para el intercambio de material criptográfico; y el no repudio de los intercambios de datos, asegurando que se cumplan las obligaciones sin depender de una tercera parte de confianza centralizada (TTP).También explora la gestión descentralizada de identidades mediante el uso de identidades auto-soberanas (SSIs) con OpenID Connect (OIDC), mejorando la privacidad y el control de los usuarios sobre sus propias identidades. Además, la investigación presenta un wallet modular que puede sincronizarse de forma segura en la nube, brindando a los usuarios acceso a una gran variedad de recursos criptográficos.Las soluciones propuestas, validadas mediante la verificación formal y evaluaciones de rendimiento, demuestran robustez y eficiencia. Al reducir la complejidad técnica de los sistemas basados en DLTs y hacerlos más accesibles, esta tesis contribuye al desarrollo de un ecosistema de mercados digitales más seguro, justo y fiable, donde la confianza se basa en certezas en lugar de la reputación.
  

• VALLEJO MANCERO, BERNARDO JAVIER: Highly scalable hardware architecture for real-time execution of spiking neural networks applied to neural cognitive applications
  
  Autor/a: VALLEJO MANCERO, BERNARDO JAVIER
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA ELECTRÓNICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Electrónica (EEL)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 01/10/2024
  Fecha de lectura: 11/11/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: ETSETB , Aula de Graus (C4002), campus nord
  Director/a de tesis: MADRENAS BOADAS, JORDI | ZAPATA RODRÍGUEZ, MIREYA PATRICIA
  Tribunal:
       PRESIDENT: ITUERO HERRERO, PABLO
       SECRETARI: MORENO AROSTEGUI, JUAN MANUEL
       VOCAL: MARGARIT TAULÉ, JOSEP MARIA
  Resumen de tesis: Esta tesis contribuye al campo del hardware neuromórfico. En particular, a la mejora significativa de una arquitectura de hardware escalable, denominada Hardware Emulator of Evolving Neural Systems (HEENS), para la ejecución en tiempo real de redes neuronales de impulsos (SNN) en aplicaciones cognitivas. Las SNN son redes neuronales inspiradas en la actividad biológica del cerebro, diseñadas para procesar eventos temporales discretos, ofreciendo capacidades mejoradas para manejar datos temporales y plasticidad local, lo que resulta en una mayor eficiencia energética en comparación con las redes neuronales tradicionales.La arquitectura HEENS está implementada en varias plataformas de hardware AMD (Xilinx) Zynq, que combinan nucleos de procesamiento ARM con lógica programable (FPGAs), conocidas por su alta flexibilidad y paralelismo en la ejecución de diferentes modelos neuronales. Uno de los logros clave de esta tesis es la optimización de la arquitectura para reducir la latencia, minimizar el uso de recursos, aumentar la capacidad de procesamiento, superar problemas arquitectónicos previos y mejorar la adaptabilidad a diversas aplicaciones cognitivas, como el procesamiento sensorial y el reconocimiento de patrones.Los resultados obtenidos se dividen en contribuciones en la arquitectura y resultados experimentales en aplicaciones reales. En la primera parte, este trabajo mejora la capacidad de mapeo sináptico, desarrolla nuevos mecanismos de configuración del sistema e introduce la interacción con sensores externos. El sistema mejorado integra una interfaz HDMI, que permite la visualización en tiempo real de la actividad neuronal, así como de los parámetros neuronales y sinápticos de la SNN, permitiendo un monitoreo continuo sin afectar el rendimiento del sistema. Esta capacidad de monitoreo en tiempo real se ha probado en múltiples experimentos, donde se observó una representación precisa de la actividad neuronal en una escala temporal de 1 ms, considerado tiempo real, con soporte para otras escalas temporales, tanto más rápidas como más lentas. Se destaca el uso de HEENS en el procesamiento de señales de sensores físicos, donde se demostró que la arquitectura puede adaptarse en tiempo real a los cambios en las señales de entrada, lo que la convierte en una plataforma ideal para aplicaciones en robótica y sistemas autónomos.En cuanto a los bancos de pruebas y aplicaciones, se presentan resultados significativos en la implementación de aplicaciones cognitivas utilizando HEENS. En el reconocimiento de dígitos escritos a mano, la arquitectura mostró alta precisión utilizando modelos de SNN con plasticidad sináptica, logrando un buen rendimiento en términos de tiempo de procesamiento y consumo de energía en comparación con otras soluciones existentes. Otro resultado clave es la emulación en hardware de cultivos neuronales, comparando el comportamiento de redes neuronales simuladas in vitro, in silico y in duris silico (hardware físico). Los experimentos mostraron que HEENS es capaz de replicar fielmente el comportamiento y las propiedades estadísticas observadas en cultivos neuronales reales, abriendo nuevas posibilidades para la investigación en neurociencia y biomedicina.Finalmente, la tesis concluye que la arquitectura HEENS no solo ofrece un entorno flexible y eficiente para la investigación y desarrollo de SNN, sino que también permite su implementación en aplicaciones del mundo real que requieren procesamiento en tiempo real con buen rendimiento energético. Los avances logrados en este trabajo representan un paso importante hacia la creación de sistemas neuromórficos de próxima generación capaces de emular de manera eficiente y escalable funciones cognitivas complejas.