Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 13/07/2026

• BORREGO ORPINELL, GERARD: Modelling and Optimal Energy Management of Battery-Based Energy Storage Systems for Transport and Industrial Applications
  
  Autor/a: BORREGO ORPINELL, GERARD
  Programa: INGENIERÍA ELÉCTRICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Eléctrica (DEE)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 16/06/2026
  Fecha de lectura: 13/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Aula 28.8 sala Conferències. ETSEIB -UPC
  Director/a de tesis: DÍAZ GONZÁLEZ, FRANCISCO | CAPÓ LLITERAS, MACIÀ
  Resumen de tesis: La transición global hacia un sistema energético más sostenible y con bajas emisiones de carbono está impulsando la electrificación del transporte y la integración a gran escala de las fuentes de energía renovables. Estas transformaciones son esenciales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar el cambio climático, tal y como se destaca en iniciativas internacionales como el Protocolo de Kioto y el Acuerdo de París. En este contexto, los sistemas de almacenamiento de energía desempeñan un papel clave a la hora de mejorar la flexibilidad energética, facilitar la integración de las energías renovables y respaldar el funcionamiento de los sistemas de transporte electrificados.A pesar de la relevancia de los sistemas de almacenamiento de energía, la integración y el funcionamiento óptimos de los sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías siguen siendo un reto. Las baterías están sujetas a mecanismos de degradación que dependen en gran medida de sus condiciones de funcionamiento, mientras que las diferentes aplicaciones imponen requisitos de potencia y energía significativamente diferentes. Por ejemplo, los vehículos eléctricos requieren respuestas de potencia muy dinámicas debido a las frecuentes aceleraciones y frenadas regenerativas, mientras que los entornos industriales suelen exigir un suministro de potencia sostenido durante largos periodos. Estas diferencias complican el diseño y el funcionamiento de los sistemas de almacenamiento y ponen de relieve la necesidad de herramientas avanzadas de modelización y gestión de la energía. El marco propuesto permite representar digitalmente el comportamiento de las baterías en distintos entornos eléctricos y facilita el desarrollo de estrategias de gestión energética que tengan en cuenta tanto las limitaciones de las baterías como los requisitos operativos específicos de cada aplicación.Para respaldar la validación de estos enfoques, se ha desarrollado un banco de pruebas experimental, flexible y rentable, para sistemas híbridos de almacenamiento de energía, que permite evaluar en tiempo real las estrategias de gestión energética mediante una configuración de «hardware-in-the-loop». Las metodologías propuestas combinan el modelado de sistemas, herramientas de simulación y algoritmos de control avanzados para la gestión de la energía, lo que permite una evaluación realista y la validación experimental de diferentes configuraciones de almacenamiento.Las herramientas propuestas se aplican a dos escenarios representativos. En aplicaciones de tracción eléctrica, se investigan sistemas híbridos de almacenamiento de energía que combinan baterías y supercondensadores para gestionar los perfiles de potencia altamente dinámicos de los vehículos eléctricos. Se desarrolla y valida experimentalmente una estrategia optimizada de gestión de energía de doble nivel, con la que se logran reducciones significativas en la degradación de las baterías, al tiempo que se mantiene la eficiencia del sistema y el rendimiento dinámico. Además, se explora la integración de baterías de segunda vida en entornos industriales como estrategia de economía circular. Se propone un marco basado en gemelos digitales y un enfoque de gestión energética multiobjetivo para evaluar el funcionamiento combinado de las baterías de segunda vida y la generación fotovoltaica, teniendo en cuenta criterios tanto económicos como medioambientales.En general, este trabajo proporciona plataformas experimentales novedosas, herramientas de modelización y estrategias de gestión energética que facilitan la integración de sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías en diferentes entornos eléctricos, lo que favorece el despliegue de sistemas energéticos más sostenibles y flexibles.
  

• KHALIL, MARWA MOSTAFA ABDELAZIM: Towards the sustainability of earthen heritage conservation: a new decision-making methodology for guiding the adaptive reuse of earthen complexes in desert oases
  
  Autor/a: KHALIL, MARWA MOSTAFA ABDELAZIM
  Programa: TECNOLOGÍA DE LA ARQUITECTURA, DE LA EDIFICACIÓN Y DEL URBANISMO
  Departamento: Departamento de Tecnología de la Arquitectura (TA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 11/06/2026
  Fecha de lectura: 13/07/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: ETSAB (Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona) - Planta Baja - Sala de GradosAv. Diagonal, 649-651 - 08028 - Barcelona
  Director/a de tesis: PONS VALLADARES, ORIOL | BOSCH GONZÁLEZ, MONTSERRAT
  Resumen de tesis: Recientemente, la reutilización adaptativa se ha considerado gradualmente como un enfoque sostenible para prolongar la vida útil de los edificios patrimoniales, preservando al mismo tiempo sus valores auténticos. En contextos de patrimonio de tierra, especialmente en oasis desérticos, la reutilización adaptativa desempeña un papel fundamental en la prevención del abandono y el deterioro de las construcciones de tierra. En estos contextos, como el oasis de Siwa (Egipto), las tecnologías de construcción empleadas en estos proyectos de reutilización adaptativa han demostrado su impacto no solo en el rendimiento ambiental y económico, sino también en la coherencia cultural del edificio reutilizado y su aceptación por parte de la comunidad local. Sin embargo, la selección de materiales para proyectos de reutilización adaptativa sigue subestimada en los procesos de toma de decisiones.La tesis aborda esta brecha de investigación mediante el desarrollo de una herramienta que busca guiar a las partes interesadas en la selección de la tecnología de construcción más sostenible para garantizar la sostenibilidad a largo plazo del patrimonio de tierra. La herramienta de toma de decisiones propuesta combina la metodología MIVES (Modelo Integrado de Valor para la Evaluación de la Sostenibilidad) con la técnica de comunicación estructurada Delphi. Se compone de un árbol de requisitos estructurado de indicadores culturales, económicos, ambientales y sociales. Combina el rendimiento cuantitativo y las percepciones cualitativas, traduciéndolas a funciones de valor sin unidades para obtener índices de sostenibilidad comparables.La herramienta se aplicó a tres estudios de caso en el Oasis de Siwa: Adrere Amellal, Albabenshal y la ampliación de los ecoalbergues Kenooz Shali, que representan complejos residenciales de tierra reutilizados como ecoalbergues. Se seleccionaron tres alternativas de tecnología de construcción para su evaluación: el Karshif tradicional, los ladrillos rojos industriales y los innovadores bloques de sal impresos en 3D. Los indicadores cuantitativos se evaluaron utilizando bibliografía y estándares internacionales, mientras que los indicadores cualitativos se evaluaron mediante procesos Delphi con la participación de expertos y colaboradores locales. En los tres casos, Karshif obtuvo el índice de sostenibilidad global más alto debido a su sólida relación con el patrimonio y la identidad cultural de Siwa, su aceptación social y sus ventajas ambientales. Sin embargo, los resultados revelaron sus debilidades económicas y sus elevados requisitos de mantenimiento, lo que sugirió el uso de soluciones de construcción híbridas para mejorar su durabilidad y mantener su valor. Se realizó un análisis de sensibilidad para validar la robustez, la estabilidad y la adaptabilidad del modelo a las perspectivas de las partes interesadas en todos los casos. Finalmente, la investigación contribuye a la evaluación de la sostenibilidad en la conservación del patrimonio de tierra, al cambiar el enfoque de la evaluación de nuevas funciones a la selección de tecnologías de construcción adecuadas para proyectos de reutilización adaptativa. La investigación destaca la influencia de la selección de materiales y la importancia del desarrollo socioeconómico en la sostenibilidad a largo plazo de los edificios patrimoniales reutilizados. La integración de las partes interesadas en todas las fases de desarrollo del marco proporciona un proceso transparente que puede replicarse en oasis de patrimonio de tierra similares en todo el mundo.
  

• ROCUTS PABON, SCHWEITZER: Developing and Piloting an Implementation Framework for Transdisciplinary Undergraduate Collaboration, Without Curricular Change: Mathematics as an Integrating Resource and Game-Based Assessment as a Supporting Tool
  
  Autor/a: ROCUTS PABON, SCHWEITZER
  Programa: EDUCACIÓN EN INGENIERÍA, CIENCIAS Y TECNOLOGÍA
  Departamento: Instituto de Ciencias de la Educación (ICE)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 12/06/2026
  Fecha de lectura: 13/07/2026
  Hora de lectura: 10:30
  Lugar de lectura: Sala de Juntes de la FIB. Edifici B6, planta 1
  Director/a de tesis: ALIER FORMENT, MARC
  Resumen de tesis: La educación transdisciplinar en pregrado es ampliamente defendida pero rara vez implementada dentro de las rígidas estructuras universitarias. Esta tesis doctoral aborda este desafío mediante un estudio de Investigación de Diseño Educativo (Educational Design Research, EDR) de tres iteraciones (2023–2024) que desarrolló, pilotó y validó un novedoso marco de implementación de diez pasos para la colaboración transdisciplinar, sin requerir cambios curriculares. La intervención acopló un curso de grado de ingeniería de sistemas con un curso de medicina en torno a un problema compartido de salud pública utilizando microdatos de la Encuesta Multipropósito del DANE (n ≈ 600.000). Involucró a ≈320 estudiantes y 46 evaluadores externos de seis disciplinas (ingeniería, medicina, salud pública, biomedicina, analítica de datos y estadística), guiada por tres conjeturas teóricas: terreno epistémico común, fricción productiva y evaluación como señal de integración.Los productos de los estudiantes se clasificaron mediante el esquema M-I-T (Multidisciplinar, Interdisciplinar, Transdisciplinar), con las fronteras I/T operacionalizadas como integración en artefactos explicativos unificados. Los hallazgos principales son una tasa de logro de nivel I del 86,4 %, una tasa de nivel T del 32,1 % y una tasa condicional T|I del 37,2 % (un indicador clave que distingue el aprendizaje que va más allá de lo esperado de la integración del conocimiento). La EBJ exploratoria (Evaluación Basada en Juegos, Game-Based Assessment; Iteración 3, n = 7 equipos) produjo +12,4 pp de nivel T (43,8 % vs. 31,4 %) y +9,1 pp de T|I (43,5 % vs. 34,4 %), con un 19,75 % de estudiantes generando perfiles profundos (en matemáticas aplicadas y resolución de problemas), empleados como entrada de frontera y no como criterio de selección.La contribución principal es el marco basado en evidencia (Capítulo 7; Figura 7.1), trazable a los datos piloto (Capítulos 5–6; Tabla 7.1), que incorpora las matemáticas como puente disciplinar y la EBJ como diagnóstico periférico (Pasos 3 y 7; "aumentar, no reemplazar"). Transferible a emparejamientos ingeniería–medicina sobre problemas ricos en datos, incluye reglas de entrada, disparadores de iteración, omisiones y adaptaciones. Una lista de verificación de decisiones respalda un uso ético y equitativo de la EBJ, y el marco operacionaliza resultados prácticos mediante un modelo de equipo híbrido instructor–EBJ.
  

Fecha de lectura: 14/07/2026

• CUESTA I MOTA, DÍDAC: Desenvolupament de tecnologies electroquímiques per a l’obtenció d’hidrogen en el tractament d’efluents industrials tèxtils
  
  Autor/a: CUESTA I MOTA, DÍDAC
  Programa: INGENIERÍA AMBIENTAL
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 12/05/2026
  Fecha de lectura: 14/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Place: INTEXTERUPC, ESEIAAT, TerrassaBuilding TR7. Sala d'ActesC/ Colom 1508222 Terrassa (Barcelona)
  Director/a de tesis: LOPEZ GRIMAU, VICTOR | CANALS CASALS, LLUC
  Resumen de tesis: En el actual contexto de emergencia climática y estrés hídrico, la industria textil se enfrenta al reto de reducir su elevado consumo de agua y sus emisiones de gases de efecto invernadero. Esta tesis investiga la viabilidad de un sistema electroquímico innovador capaz de realizar simultáneamente la depuración de efluentes residuales complejos y la producción de hidrógeno, integrando así el tratamiento de aguas residuales con la generación de un vector energético sin emisiones directas de CO2.El estudio identifica los efluentes de tintura con colorantes reactivos y los de mercerizado como los más adecuados para la integración de un sistema dual, gracias a su elevada conductividad y alcalinidad. Mientras que los efluentes de mercerizado actúan como un electrolito ideal para la electrólisis alcalina, debido a su 20% de NaOH, los de tintura contienen colorantes reactivos azoicos recalcitrantes que no se pueden eliminar con métodos biológicos convencionales, pero si mediante la oxidación electroquímica.Uno de los pilares de la tesis es el diseño y validación de una celda electroquímica bicompartimentada tipo sándwich con una membrana de intercambio aniónico (AEM). Esta configuración permite separar el efluente residual en el ánodo del electrolito alcalino del cátodo, evitando la contaminación del hidrógeno y mejorando la eficiencia energética del tratamiento. Los resultados experimentales demuestran una eficacia de decoloración superior al 99% para diversos colorantes reactivos y una generación de hidrógeno con una pureza del 98,7%. También se determina la configuración óptima que equilibra eficiencia energética, tiempo de tratamiento y coste material para el tratamiento, con una densidad de corriente de 150 mA/cm2 y una combinación de cátodo de Ni y ánodo de Ir-Ru/MMO o BDD según el efluente contenga NaCl o Na2SO4.Además, se ha desarrollado un modelo informático mediante la librería eCherry (Modelica) que permite predecir el comportamiento del sistema con un error máximo del 5% en la decoloración esperada y del 2,1% en la tensión de trabajo.En conclusión, el trabajo demuestra que el tratamiento electroquímico no solo es una solución eficaz para la decoloración de los efluents de tintura, sino que se convierte en una vía estratégica para la economía circular, permitiendo la recuperación energética del hidrógeno, a partir del "blending" en calderas, y abriendo la puerta a la reutilización de agua, sales y álcali.
  

• RAHMANI, SAMAN: Scalable error-driven adaptive embedded finite element methods for fluid flow simulations
  
  Autor/a: RAHMANI, SAMAN
  Programa: INGENIERÍA CIVIL
  Departamento: Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 09/06/2026
  Fecha de lectura: 14/07/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: Sala Zienkiewich (CIMNE) Building C1, UPC - Campus North Gran Capitan S/N 08034 Barcelona
  Director/a de tesis: BAIGES AZNAR, JOAN | PRINCIPE RUBIO, RICARDO JAVIER
  Resumen de tesis: La simulación numérica precisa y eficiente del flujo de fluidos alrededor de geometrías complejas y en movimiento sigue siendo un desafío central en la dinámica de fluidos computacional. Los enfoques tradicionales basados en mallas ajustadas al dominio requieren que la malla computacional se adapte a los límites geométricos, lo que a menudo conduce a distorsión de la malla, costosos procesos de remallado y una robustez limitada para formas intrincadas, capas límite delgadas o grandes movimientos. Los métodos de malla embebida ofrecen una alternativa atractiva al incrustar dominios físicos complejos en mallas de fondo simples, simplificando la generación de la malla y mejorando la automatización y la escalabilidad. Sin embargo, el uso predominante de mallas cartesianas de fondo produce una precisión espacial uniforme y una resolución insuficiente en regiones de alto error, como las capas límite y los fuertes gradientes de flujo, especialmente a altos números de Reynolds.Esta tesis aborda estas limitaciones mediante el desarrollo de estrategias híbridas escalables que acoplan formulaciones embebidas con técnicas de adaptación de malla. Se emplean dos enfoques complementarios: el método r, que mejora la precisión mediante la deformación continua de la malla sin cambiar su topología, y el método h, que refina o desrefina localmente la malla en función de indicadores de error. El método r se acopla inicialmente con el método de elementos finitos embebido para formar el r-EFEM, lo que permite elementos anisotrópicos con alta relación de aspecto alineados con las capas límite, manteniendo la eficiencia computacional y la escalabilidad en paralelo. Se introduce una estrategia de linealización robusta para resolver eficientemente el problema no lineal de optimización de la malla.Para capturar características locales del flujo fuera de las capas límite, el r-EFEM se combina posteriormente con una estrategia jerárquica de refinamiento h con nodos colgantes, dando lugar al r–h EFEM. Esta formulación híbrida integra la resolución anisotrópica de capas límite mediante deformación de la malla, el refinamiento localizado en regiones de alto error y una discretización independiente de la geometría dentro del marco embebido. Las contribuciones de los nodos colgantes se incorporan directamente en la formulación de elementos finitos para preservar la conformidad y la estabilidad numérica, mientras que un estimador de error guía el refinamiento adaptativo y la redistribución de la malla.Los métodos se validan mediante problemas de referencia que incluyen geometrías fijas y en movimiento, incluyendo flujos a altos números de Reynolds con capas límite delgadas y dinámicas de vórtices complejas. Los resultados demuestran mejoras sustanciales de precisión respecto a los enfoques embebidos estándar, manteniendo la robustez y la eficiencia computacional. En simulaciones con dominios en movimiento, el marco híbrido elimina la necesidad de remallado y evita la degradación de la malla, permitiendo simulaciones transitorias estables y escalables. Este trabajo establece un marco adaptativo unificado para simulaciones precisas con elementos finitos embebidos en geometrías complejas y en evolución.