Escola de Doctorat

Data de lectura: 09/05/2024

• MESA GÓMEZ, ADRIANA MARÍA: Analysis and modelling of natech accidents originated by strong winds
  
  Autor/a: MESA GÓMEZ, ADRIANA MARÍA
  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: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 11/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CASAL FABREGA, JOAQUIM | MUÑOZ GIRALDO, FELIPE | SANCHEZ SILVA, EDGAR MAURICIO
  Tribunal:
       PRESIDENT: PLANAS CUCHI, EULALIA
       SECRETARI: PALACIOS ROSAS, ADRIANA
       VOCAL: DEMICHELA, MICAELA
  Resum de tesi: En les darrers dècades hi ha hagut un augment en la freqüència d'esdeveniments naturals, coincidint amb el desenvolupament de l'activitat industrial en molts països. En conseqüència, també ha augmentat la freqüència d'accidents Natech, és a dir, desastres tecnològics originats per riscs naturals. Això ha portat a investgar nous mètodes d'anàlisi de riscs per a prevenir i mitigar possibles danys a les poblacions, el medi ambient i les instal·lacions industrials. Hi ha una tendència creixent a la literatura en relació a l'impacte dels esdeveniments naturals, especialment quan aquests ocorren de manera concurrent o s'acumulen en el temps. Aquesta tesi proposa una iniciativa de recerca per a portar a terme una avaluació de riscs que inclogui els risc Natech associat a forts vents. L'objectiu principal és el desenvolupament d'una metodologia per a l'anàlisi del risc Natech en unitats d'emmagatzematge en zones de costa particularment vulnerables a esdeveniments climàtics extrems. En primer lloc, la tesi introdueix la integració d'esdeveniments naturals, concretament forts vents, en l'anàlisi cuantitativa de riscs Natech. Aquesta integració representa unpas endavant significatiu en l'avaluació dels impactes potencials dels accidents tecnològics originats per esdeveniments naturals. En incorporar els forts vent en la metodologia, aquesta ofereix un tractament més complet per a l'avaluació de la vulnerabilitat de les instal·lacions industrials, especialment els tancs d'emmagatzematge, respecte a esdeveniments naturals-tecnològics. Aquesta integració permet una millor comprensió i quantificació dels riscs associats a accidents Natech que involucrin vents forts, facilitant la implementació de mesures de mitigació. En última instància, contribueix a millorar la resiliència de les instal·lacions industrials i de les comunitats properes pel que fa als riscs plantejats per esdeveniments naturals. En segon lloc, la tesi descriu el desenvolupament de dos models per a l'avaluació dels riscs mediambientals i econòmics, respectivament. Aquests models proporcionen un marc integral per a l'avaluació dels impactes ambientals i socio-econòmics potencials dels esdeveniments Natech, millorant així la comprensió del panorama global de riscs. En incorporar elements vulnerables prèviament negligits, com llocs de patrimoni cultural, àrees ambientals sensibles o punts de captació d'aigua, entre altres, els models ofereixen una perspectiva més holística dels riscs Natech, assegurant així que les estratègies de mitigació puguin protegir no només les persones i les infrastructures, sino també els actius socioeconòmics i ambientals. En tercer lloc, la tesi descriu el desenvolupament d'una eina computacional dissenyada per a facilitar la implementació d'aquests models. Aquesta eina facilita el procés d'avaluació de riscs, permetent a les parts interessades l'anàlisi i la gestió dels accidents. La generació d'aquests models i l'eina computacional que els acompanya representen un pas endavant significatiu en la gestió de riscs Natech. En integrar condicions ambientals i socioeconòmiques en el procés d'avaluació de riscs, aquests models proporcionen una base més sòlida per a la presa de decisions i la preparació d'emergències, contribuint així a la resiliència de les comunitats i els ecosistemes pel que fa als accidents Natech. Finalment, la metodologia s'aplica a l'anàlisi d'un cas per a verificar-ne la seva utilitat.
  

• RALLIS, KONSTANTINOS: Novel Nanoelectronic Circuits and Systems
  
  Autor/a: RALLIS, KONSTANTINOS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/03/2024
  Data de lectura: 09/05/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: ETSETB - Multimedia room Building B3 at Campus Nord UPC
  Director/a de tesi: RUBIO SOLA, JOSE ANTONIO | SIRAKOULIS, GEORGIOS
  Tribunal:
       PRESIDENT: JIMÉNEZ JIMÉNEZ, DAVID
       SECRETARI: ABADAL CAVALLÉ, SERGI
       VOCAL: CUCU LAURENCIO, NICOLETA
  Resum de tesi: En definitiva, a l'altura de l'era dels materials bidimensionals, el grafè és un dels materials que s'ha investigat àmpliament per la seva possible integració en dispositius informàtics i circuits informàtics. Això es deu principalment al seu conjunt molt gran de propietats atractives. La combinació de les seves propietats electròniques amb altres, com ara mecàniques, òptiques o químiques, pot ampliar el ventall d'ús dels dispositius informàtics i aportar aplicacions interdisciplinàries revolucionàries. Sense embargo, aquesta integració del grapheno en elements de commutació i còmput no és fàcil. En aquesta tesi, el mètode Non-Equilibrium Green's Function (NEGF), juntament amb els Tight Binding Hamiltonians, s'ajusten a les dades experimentals dels dispositius de grafè fabricats. Tot i que NEGF és adequat per a la simulació de dispositius a petita escala en règim de nanòmetres, es presenta la seva capacitat d'ampliar-se de manera eficient per a la descripció de dispositius més grans. Les propietats electròniques esmentades en el material estan molt relacionades amb la seva forma i estructura. Per tant, requereix un mètode de fabricació molt precís que pugui garantir la mínima presència de defectes a la graella de grafè. Per aquesta raó, l'efecte dels errors s'investiga profundament. El mètode NEGF es millora encara més per poder incorporar defectes a la xarxa. Inclouen vacants individuals i dobles. D'aquesta manera, s'ha creat un marc perquè l'usuari pugui seleccionar zones d'interès de la quadrícula, en les quals es concentraran els defectes. Aquestes concentracions poden ser variables. A més, es porta a la tesi es realitza un extens estudio en reixes defectes amb diferents concentracions de singles i dobles vacancies. Les quadrícules investigades no són rectangulars i tenen regions amb diferents amplades. S'investiga l'efecte d'aquestes vacants sobre les propietats electròniques del grafè i, més concretament, el seu efecte sobre la conductància i el gap of energy del dispositiu, així com l'efecte sobre característiques centrades en el circuit com ara el corrent de fuga i la relació de corrent ON/OFF. Tenint un model robust i versàtil, el focus d'aquesta tesi s'estén al nivell de circuits. El model s'importa a SPICE mitjançant Verilog-A. En aquesta part, la tesi posa èmfasi en la investigació de les capacitats de commutació dels nanoribbons de grafè (GNR) en forma de L. S'ha demostrat que aquestes estructures poden funcionar com a interruptors, sense l'ús de porta posterior, i aquí, las propietats que depenen de les seves dimensions es explorar i optimitzar. Les estructures optimitzades s'utilitzen llavors per a la realització d'un conjunt de topologies d'ordinador. Inicialment, s'introdueix una topologia en forma de quadrícula de 2 branques optimitzada en àrea per a la realització d'un conjunt de computació universal que consta d'una porta AND, OR, NOT i un buffer. Totes aquestes operacions lògiques es poden mapejar a la mateixa topologia mitjançant un biaix adequat. Aleshores, es proposa una extensió d'aquesta, la topologia en forma d'arbre de 3 branques, que és capaç d'operar com a porta 2-XOR, 3-XOR i 3-MAJ. També es presenta el circuit d'un sumador complet d'1 bit. Per a l'avaluació del rendiment de les topologies s'utilitzen diverses mètriques com ara l'àrea, el retard, la dissipació de potència i el producte de retard de potència. El funcionament d'aquestes topologies es basa en els principis de Pass Transistor Logic (PTL) i informàtica reconfigurable. Finalment, en un intent d'anar més enllà de la lògica booleana convencional, s'investiga la conformitat del grafè amb els circuits i aplicacions de la lògica de valors múltiples (MVL). Es presenta la capacitat d'un dispositiu de contacte quàntic puntual de grafè per codificar els dígits del sistema numèric de base-4 i com a prova de concepte, s'explica el funcionament d'un sumador ar
  

• SAYOLS BAIXERAS, NARCÍS: Cognitive Robot Control Strategies for Complex Surgical Environments
  
  Autor/a: SAYOLS BAIXERAS, NARCÍS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA BIOMÈDICA
  Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 11/04/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CASALS GELPI, ALICIA | HERNANSANZ PRATS, ALBERTO
  Tribunal:
       PRESIDENT: DALL\'ALBA, DIEGO
       SECRETARI: FRIGOLA BOURLON, MANEL
       VOCAL: AVILÉS RIVERO, ANGÉLICA
  Resum de tesi: Aquesta tesi pretén contribuir al desenvolupament de l'autonomia robòtica en tasques complexes basant-se en el paradigma del control cognitiu. La cognició és un enfocament multidisciplinari orientat a dotar els sistemes robòtics d'un comportament intel·ligent i autònom que ha d'aprendre i raonar sobre com respondre davant tasques i entorns complexos.La cognició implica la percepció, la consciència, la interpretació de les accions humanes, l'aprenentatge, la planificació, l'anticipació i la resposta dinàmica als canvis en les condicions de treball i en la interacció amb els humans. L'autonomia pretén substituir i/o complementar parcialment les facultats humanes a nivell de percepció, anàlisi i execució. Augmentarl'autonomia dels robots permet centrar la càrrega cognitiva dels humans en decisions i accions d¿alt nivell, en aspectes on el factor humà és essencial: contextualització de la informació, experiència específica, coneixements mèdics i presa de decisions complexes, etc. A més, els robots milloren les propietats dels humans en certs aspectes com la precisió, la repetibilitat, l'absència de fatiga o l'eficiència de la resposta en termes de temps i precisió.Aquesta tesi aborda diferents aspectes clau de l'autonomia robòtica: la percepció, la planificació i execució dinàmica d'accions i, finalment, les estructures de control necessàries per a un control eficient i la seva integració en sistemes robòtics.La tesi combina un enfocament teòric recolzat en aplicacions pràctiques orientades al camp de la cirurgia mínimament invasiva robòtica. S'ha triat aquest camp per dues raons principals: l'impacte social que suposa la millora de la cirurgia i, per l'exigència del mateix a nivell humà i robòtic.L'experimentació s'ha centrat en diverses plataformes robòtiques. Primer, una plataforma teleoperada amb un únic robot orientada a la cirurgia fetal mínimament invasiva en la qual un sistema cognitiu ofereix cert nivell d'autonomia, generant trajectòries en espais lliures de col·lisions, augmentant la seguretat del pacient i disminuint la càrrega cognitiva dels cirurgians en tasques de navegació i interacció dins de la regió intrauterina. Segon, un sistema multi-robot per a executar accions auxiliars en un sistema cooperatiu humà-robot: el cirurgià principal realitza les accions quirúrgiques mentre els robots auxiliars executen, de forma autònoma, tasques auxiliars. L'experimentació s'ha centrat en la cirurgia de prostatectomia radical mínimament invasiva.Així, la tesi aborda la percepció de l'entorn anatòmic, considerant les limitacions de l'adquisició de dades en qualitat i quantitat, així com l'absència de marcadors anatòmics. El següent tema abordat és la planificació dinàmica d'accions. S'han estudiat diferents paradigmes d'aplicació, com la interacció directa persona-robot mitjançant guiat hàptic, la planificació de moviments en entorns pseudoestructurats i la planificació i control actius en entorns dinàmics, responent a diferents tècniques quirúrgiques mínimament invasives. Finalment, s'aborda el control cognitiu.L'enfocament es basa en la descomposició multinivell de tasques complexes (p. ex., una cirurgia) definint tots els potencials estats i transicions. Aquesta fa servir estructures de control deterministes i robustes que restringeixen situacions incontrolables o inesperades que posen en perill, en el cas de l'aplicació, al pacient, als cirurgians o al personal auxiliar. Les estructures de control també tenen en compte la interacció persona-robot, la coordinació i cooperació dels robots, la interacció amb l'entorn de treball i les restriccions imposades per la cirurgia i la seguretat del pacient.La integració de tots aquests mòduls: percepció, planificació i control cognitiu, demostra els avenços assolits en robòtica cognitiva i la seva aplicabilitat cap a una cirurgia robòtica més autònoma.
  

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).