Escola de Doctorat

Data 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: ENGINYERIA ELÈCTRICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 16/06/2026
  Data de lectura: 13/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Aula 28.8 sala Conferències. ETSEIB -UPC
  Director/a de tesi: DÍAZ GONZÁLEZ, FRANCISCO | CAPÓ LLITERAS, MACIÀ
  Resum de tesi: La transició global cap a un sistema energètic més sostenible i de baixes emissions de carboni està impulsant l'electrificació del transport i la integració a gran escala de les fonts d'energia renovable. Aquestes transformacions són essencials per reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle i mitigar el canvi climàtic, tal com destaquen iniciatives internacionals com el Protocol de Kyoto i l'Acord de París. En aquest context, els sistemes d'emmagatzematge d'energia tenen un paper clau en la millora de la flexibilitat energètica, en permetre la integració de les energies renovables i en donar suport al funcionament dels sistemes de transport electrificats.Malgrat la rellevància dels sistemes d'emmagatzematge d'energia, la integració i l'operació òptimes dels sistemes d'emmagatzematge d'energia basats en bateries continuen sent un repte. Les bateries estan subjectes a mecanismes de degradació que depenen en gran mesura de les seves condicions d'operació, mentre que diferents aplicacions imposen requisits de potència i energia significativament diferents. Per exemple, els vehicles elèctrics requereixen respostes de potència altament dinàmiques a causa dels freqüents esdeveniments d'acceleració i de frenada regenerativa, mentre que els entorns industrials sovint exigeixen una subministració de potència sostinguda durant períodes prolongats. Aquestes diferències compliquen el disseny i l'operació dels sistemes d'emmagatzematge i posen de manifest la necessitat d'eines avançades de modelització i gestió energètica.Aquesta tesi té com a objectiu desenvolupar eines de modelització, experimentals i d'optimització per a la integració i la gestió energètica òptimes de sistemes d'emmagatzematge d'energia basats en bateries al llarg de les diferents etapes del seu cicle de vida operatiu. El marc proposat permet la representació digital del comportament de la bateria en diferents entorns elèctrics i dona suport al desenvolupament d'estratègies de gestió energètica que consideren tant les limitacions de la bateria com els requisits operatius específics de l'aplicació.Per donar suport a la validació d'aquests enfocaments, es desenvolupa un banc de proves experimental flexible i rendible per a sistemes d'emmagatzematge d'energia híbrids, que permet l'avaluació en temps real d'estratègies de gestió energètica mitjançant una configuració de maquinari en bucle. Les metodologies proposades combinen la modelització del sistema, eines de simulació i algorismes de control avançats per a la gestió energètica, la qual cosa permet una avaluació realista i la validació experimental de diferents configuracions d'emmagatzematge.Les eines proposades s'apliquen a dos escenaris representatius. En aplicacions de tracció elèctrica, s'investiguen sistemes d'emmagatzematge d'energia híbrids que combinen bateries i supercondensadors per gestionar els perfils de potència altament dinàmics dels vehicles elèctrics. Es desenvolupa i valida experimentalment una estratègia optimitzada de gestió d'energia de doble nivell, que aconsegueix reduccions significatives en la degradació de les bateries mentre es manté l'eficiència i el rendiment dinàmic del sistema. A més, s'explora la integració de bateries de segona vida en entorns industrials com a estratègia d'economia circular. Es proposen un marc basat en bessons digitals i un enfocament de gestió energètica multiobjectiu per avaluar el funcionament combinat de bateries de segona vida i generació fotovoltaica, tenint en compte tant criteris econòmics com mediambientals.En general, aquest treball proporciona noves plataformes experimentals, eines de modelització i estratègies de gestió energètica que faciliten la integració de sistemes d'emmagatzematge d'energia basats en bateries en diferents entorns elèctrics, donant suport al desplegament de sistemes energètics més sostenibles i 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: TECNOLOGIA DE L'ARQUITECTURA, DE L'EDIFICACIÓ I DE L'URBANISME
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 11/06/2026
  Data de lectura: 13/07/2026
  Hora de lectura: 10:00
  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: PONS VALLADARES, ORIOL | BOSCH GONZÁLEZ, MONTSERRAT
  Resum de tesi: Recentment, la reutilització adaptativa s'ha considerat gradualment com un enfocament sostenible per allargar la vida útil dels edificis patrimonials, preservant alhora els seus valors autèntics. En contextos de patrimoni de terra, especialment en oasis desèrtics, la reutilització adaptativa juga un paper important en la prevenció de l'abandonament i el deteriorament dels edificis de terra. En aquests contextos, com ara l’oasi de Siwa (Egipte), les tecnologies de construcció utilitzades en aquests projectes de reutilització adaptativa han demostrat el seu impacte no només en el rendiment ambiental i econòmic, sinó també en la coherència cultural de l'edifici reutilitzat i la seva acceptació per part de la comunitat local. Tanmateix, la selecció de materials per a projectes de reutilització adaptativa continua estant subestimada en els processos de presa de decisions.La tesi aborda aquesta bretxa de recerca desenvolupant una eina que pretén guiar les parts interessades en la selecció de la tecnologia de construcció més sostenible per garantir la sostenibilitat a llarg termini del patrimoni de terra. L'eina de presa de decisions proposada combina la metodologia MIVES (Integrated Value Model for Sustainability Assessment) amb la tècnica de comunicació estructurada Delphi. Està composta per un arbre de requisits estructurat d'indicadors culturals, econòmics, ambientals i socials. Combina el rendiment quantitatiu i les percepcions qualitatives, traduint-les en funcions de valor sense unitats per obtenir índexs de sostenibilitat comparables.L'eina es va aplicar a tres estudis de cas a l'oasi de Siwa: Adrere Amellal, Albabenshal i l'extensió dels ecologges de Kenooz Shali, que representen complexos residencials de terra que s'han reutilitzat com a ecologges. Es van seleccionar tres alternatives de tecnologia de construcció per a la seva avaluació: el Karshif tradicional, els maons vermells industrials i els blocs de sal innovadors impresos en 3D. Els indicadors quantitatius es van avaluar utilitzant la literatura i els estàndards internacionals, mentre que els indicadors qualitatius es van avaluar mitjançant processos Delphi amb participants locals i experts. En els tres casos, el Karshif va aconseguir l'índex de sostenibilitat global més alt a causa de la seva forta relació amb el patrimoni i la identitat cultural de Siwan, l'acceptació social i els avantatges ambientals. Tanmateix, els resultats van revelar les seves debilitats econòmiques i els seus elevats requisits de manteniment i, en conseqüència, van suggerir l'ús de solucions de construcció híbrides per millorar la seva durabilitat mantenint alhora el seu valor. Es va dur a terme una anàlisi de sensibilitat per validar la robustesa del model, l'estabilitat en tots els casos i l'adaptabilitat a les perspectives de les parts interessades.Finalment, la recerca contribueix a l'avaluació de la sostenibilitat en la conservació del patrimoni de terra canviant l'enfocament de l'avaluació de noves funcions a la selecció de tecnologies de construcció adequades en projectes de reutilització adaptativa. La recerca destaca la influència de la selecció de materials i la importància del desenvolupament socioeconòmic en la sostenibilitat a llarg termini dels edificis patrimonials reutilitzats. La integració de les parts interessades en totes les fases de desenvolupament del marc proporciona un procés transparent que es pot replicar en oasis patrimonials de terra similars arreu del món.
  

• 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: EDUCACIÓ EN ENGINYERIA, CIÈNCIES I TECNOLOGIA
  Departament: Institut de Ciències de l'Educació (ICE)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 12/06/2026
  Data de lectura: 13/07/2026
  Hora de lectura: 10:30
  Lloc de lectura: Sala de Juntes de la FIB. Edifici B6, planta 1
  Director/a de tesi: ALIER FORMENT, MARC
  Resum de tesi: L'educació transdisciplinària de grau és àmpliament defensada però rarament implementada dins de les estructures universitàries rígides. Aquesta tesi doctoral aborda aquest repte mitjançant un estudi de Recerca de Disseny Educatiu (Educational Design Research, EDR) de tres iteracions (2023–2024) que va desenvolupar, pilotar i validar un nou marc d'implementació de deu passos per a la col·laboració transdisciplinària, sense requerir canvis curriculars. La intervenció va acoblar un curs de grau d'enginyeria de sistemes amb un curs de medicina al voltant d'un problema compartit de salut pública utilitzant microdades de l'Enquesta Multipropòsit del DANE (n ≈ 600.000). Va implicar ≈320 estudiants i 46 avaluadors externs de sis disciplines (enginyeria, medicina, salut pública, biomedicina, analítica de dades i estadística), guiada per tres conjectures teòriques: terreny epistèmic comú, fricció productiva i avaluació com a senyal d'integració.Els resultats dels estudiants es van classificar mitjançant l'esquema M-I-T (Multidisciplinari, Interdisciplinari, Transdisciplinari), amb les fronteres I/T operacionalitzades com a integració en artefactes explicatius unificats. Les troballes principals són una taxa d'assoliment de nivell I del 86,4 %, una taxa de nivell T del 32,1 % i una taxa condicional T|I del 37,2 % (un indicador clau que distingeix l'aprenentatge que va més enllà de les expectatives de la integració de coneixements). L'AVJ exploratòria (Avaluació basada en Jocs, Game-Based Assessment; Iteració 3, n = 7 equips) va produir +12,4 pp de nivell T (43,8 % vs. 31,4 %) i +9,1 pp de T|I (43,5 % vs. 34,4 %), amb un 19,75 % dels estudiants generant perfils profunds (en matemàtiques aplicades i resolució de problemes), emprats com a entrada de frontera i no com a criteri de selecció.La contribució principal és el marc basat en evidència (Capítol 7; Figura 7.1), traçable a les dades pilot (Capítols 5–6; Taula 7.1), que incorpora les matemàtiques com a pont disciplinari i l'AVJ com a diagnòstic perifèric (Passos 3 i 7; "augmentar, no substituir"). Transferible a aparellaments enginyeria–medicina sobre problemes rics en dades, inclou regles d'entrada, disparadors d'iteració, omissions i adaptacions. Una llista de verificació de decisions dona suport a un ús ètic i equitatiu de l'AVJ, i el marc operacionalitza resultats pràctics mitjançant un model d'equip híbrid instructor–AVJ. (Translated using Claude Opus 4.7)
  

Data 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: ENGINYERIA AMBIENTAL
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 12/05/2026
  Data de lectura: 14/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Place: INTEXTERUPC, ESEIAAT, TerrassaBuilding TR7. Sala d'ActesC/ Colom 1508222 Terrassa (Barcelona)
  Director/a de tesi: LOPEZ GRIMAU, VICTOR | CANALS CASALS, LLUC
  Resum de tesi: En l’actual context d’emergència climàtica i estrès hídric, la indústria tèxtil s’enfronta al repte de reduir el seu elevat consum d’aigua i les seves emissions de gasos d’efecte hivernacle. Aquesta tesi investiga la viabilitat d’un sistema electroquímic innovador capaç de realitzar simultàniament la depuració d’efluents residuals complexos i la producció d’hidrogen, integrant així el tractament d’aigües residuals amb la generació d’un vector energètic sense emissions directes de CO2.L’estudi identifica els efluents de tintura amb colorants reactius i els de merceritzat com els més adients per a la integració d’un sistema dual, gràcies a la seva elevada conductivitat i alcalinitat. Mentre que els efluents de merceritzat actuen com un electròlit ideal per a l’electròlisi alcalina, degut al seu 20% de NaOH, els de tintura contenen colorants reactius azoics recalcitrants que no es poden eliminar amb mètodes biològics convencionals, però que són altament sensibles a l’oxidació electroquímica.Un dels pilars de la tesi és el disseny i validació d’una cel·la electroquímica bicompartimentada tipus sandvitx amb una membrana d’intercanvi aniònic (AEM). Aquesta configuració permet separar l’efluent residual a l’ànode de l’electròlit alcalí del càtode, evitant la contaminació de l’hidrogen i millorant l’eficiència energètica del tractament. Els resultats experimentals demostren una eficàcia de decoloració superior al 99% per diversos colorants reactius i una generació d’hidrogen amb una puresa del 98,7%. També es determina la configuració òptima que equilibra eficiència energètica, temps de tractament i cost material pel tractament, amb una densitat de corrent de 150 mA/cm2 i una combinació de càtode de Ni i ànode de Ir-Ru/MMO o BDD segons l’efluent contingui NaCl o Na2SO4.A més, s’ha desenvolupat un model informàtic mitjançant la llibreria eCherry (Modelica) que permet predir el comportament del sistema amb un error màxim del 5% en la decoloració esperada i del 2,1% en la tensió de treball.En conclusió, el treball demostra que el tractament electroquímic no només és una solució eficaç per la decoloració dels efluents de tintura, sinó que esdevé una via estratègica per a l’economia circular, permetent la recuperació energètica de l’hidrogen, a partir del "blending" en calderes, i obrint la porta a la reutilització d’aigua, sals i àlcali.
  

• RAHMANI, SAMAN: Scalable error-driven adaptive embedded finite element methods for fluid flow simulations
  
  Autor/a: RAHMANI, SAMAN
  Programa: ENGINYERIA CIVIL
  Departament: Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 09/06/2026
  Data de lectura: 14/07/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Sala Zienkiewich (CIMNE) Building C1, UPC - Campus North Gran Capitan S/N 08034 Barcelona
  Director/a de tesi: BAIGES AZNAR, JOAN | PRINCIPE RUBIO, RICARDO JAVIER
  Resum de tesi: La simulació numèrica precisa i eficient del flux de fluids al voltant de geometries complexes i en moviment continua essent un repte central en la dinàmica de fluids computacional. Els enfocaments tradicionals basats en malles ajustades al domini requereixen que la malla computacional s’adapti als límits geomètrics, cosa que sovint condueix a distorsions de la malla, remallats costosos i una robustesa limitada per a formes intricades, capes límit fines o grans moviments. Els mètodes de malla incrustada ofereixen una alternativa atractiva, ja que permeten incrustar dominis físics complexos dins de malles de fons simples, simplificant la generació de la malla i millorant l’automatització i l’escalabilitat. Tanmateix, l’ús predominant de malles cartesianes de fons comporta una precisió espacial uniforme i una resolució insuficient en regions d’alt error, com les capes límit i els forts gradients de flux, especialment a nombres de Reynolds elevats.Aquesta tesi aborda aquestes limitacions mitjançant el desenvolupament d’estratègies híbrides escalables que acoblen formulacions incrustades amb tècniques d’adaptació de malla. S’empren dos enfocaments complementaris: el mètode r, que millora la precisió mitjançant la deformació contínua de la malla sense canviar-ne la topologia, i el mètode h, que refina o desrefina localment la malla en funció d’indicadors d’error. El mètode r es combina inicialment amb el mètode d’elements finits incrustat per formar el r-EFEM, que permet elements anisòtrops amb elevada relació d’aspecte alineats amb les capes límit, tot preservant l’eficiència computacional i l’escalabilitat en paral·lel. S’introdueix una estratègia de linealització robusta per resoldre eficientment el problema no lineal d’optimització de la malla.Per capturar característiques locals del flux fora de les capes límit, el r-EFEM es combina posteriorment amb una estratègia jeràrquica de refinament h amb nodes penjants, donant lloc al r–h EFEM. Aquesta formulació híbrida integra la resolució anisòtropa de les capes límit mitjançant deformació de la malla, el refinament local en regions d’alt error i una discretització independent de la geometria dins del marc incrustat. Les contribucions dels nodes penjants s’incorporen directament a la formulació d’elements finits per preservar la conformitat i l’estabilitat numèrica, mentre que un estimador d’error guia el refinament adaptatiu i la redistribució de la malla.Els mètodes es validen mitjançant problemes de referència que inclouen geometries fixes i en moviment, incloent fluxos a alt nombre de Reynolds amb capes límit fines i dinàmiques de vòrtex complexes. Els resultats demostren millores substancials de precisió respecte als enfocaments incrustats estàndard, mantenint alhora la robustesa i l’eficiència computacional. En simulacions amb dominis en moviment, el marc híbrid elimina la necessitat de remallat i evita la degradació de la malla, permetent simulacions transitòries estables i escalables. Aquest treball estableix un marc adaptatiu unificat per a simulacions precises amb elements finits incrustats en geometries complexes i evolutives.