Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 28/07/2026

• GARCIA RIVERA, JUAN PABLO: ESTUDIO EXPERIMENTAL DE LA CONFLUENCIA DE LOS RÍOS TOLTÉN Y ALLIPÉN (CHILE): RESULTADOS HIDRODINÁMICOS
  
  Autor/a: GARCIA RIVERA, JUAN PABLO
  Programa: INGENIERÍA CIVIL
  Departamento: Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 20/05/2026
  Fecha de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 10:30
  Lugar de lectura: UPC Campus Nord, ETSECCPB, C/ Jordi Girona 1-3, edificio C1, Sala 002, Barcelona
  Director/a de tesis: MARTÍN VIDE, JUAN PEDRO | FERRER BOIX, CARLES
  Resumen de tesis: La presente tesis fue motivada por la necesidad de comprender el comportamiento hidrodinámico de la confluencia de los ríos Toltén y Allipén (Chile), donde en el año 2013 por espacio de 90 días se realizó una campaña de medición de carga de fondo utilizando un muestreador Helley-Smith. En dicha campaña se registró transporte de gravas y arenas con una distribución espacial transversal no uniforme en la sección de medición (transecto), denominada en esta tesis como sección 9. Sin embargo, la ausencia de mediciones hidrodinámicas simultáneas impidió establecer relaciones causa-efecto entre el flujo y la distribución del transporte sólido.Durante la campaña de campo también se registraron caudales individuales y totales, con valores entre 180 y 900 m³/s, información que sirvió de base para el planteamiento de escenarios experimentales en el modelo físico.El objetivo general de la tesis fue comprender el comportamiento hidrodinámico (campo tridimensional de velocidades) de esta confluencia con el fin de identificar patrones que puedan ser generalizables a confluencias con características similares. El modelo físico fue construido en el Laboratorio de Hidráulica de la Universidad de Piura (Perú), definiéndose una escala geométrica de 1:57.9 condicionada por restricciones espaciales de la playa de modelos. El rango de caudales ensayados en el modelo varió entre 7.7 y 32.8 l/s. Los experimentos se diseñaron considerando diferentes combinaciones de caudal, caracterizadas mediante una relación de caudales Q_tributario/Q_principal, cuyos valores oscilaron entre 0.33 y 3.97. La campaña experimental incluyó la calibración de vertederos triangulares para control de caudal y la definición de condiciones de contorno mediante modelación unidimensional, utilizando información del prototipo. Se midieron 16 secciones transversales, con especial énfasis en las secciones 6, 8, 9 y 11, próximas al transecto de referencia. En total se realizaron 1641 mediciones tridimensionales de velocidad (u, v, w), registradas a 25 Hz durante 120 segundos por punto, generando más de 3000 datos por medición.El procesamiento de datos se realizó en Matlab mediante algoritmos propios que incluyeron filtrado por correlación y ruido (AADV y CADV), aplicación del método Space-Phase Thresholding y descomposición Wavelet. Esta última permitió separar la señal en componentes de baja frecuencia (pulsaciones) y alta frecuencia (fluctuaciones turbulentas), facilitando un análisis más profundo de la estructura temporal del flujo.Adicionalmente, se identificaron pulsaciones de baja frecuencia que se presentaban en cada medición, en el espacio de tiempo de 2 minutos se pudio apreciar que se repetían 6 veces. La aplicación de tintes confirmó visualmente estos patrones periódicos de mezcla.A partir del campo tridimensional de velocidades se estimaron diferentes componentes de tensión: tensión de Reynolds, tensión de baja frecuencia, tensión total, tensiones cruzadas y tensiones cercanas al fondo. Se compararon las tensiones obtenidas con la tensión crítica de inicio de movimiento para un parámetro adimensional de Shields de 0.03 (arenas y gravas), permitiendo identificar zonas potenciales de movilización del lecho. Finalmente, el principal aporte de esta tesis radica en la caracterización experimental detallada del campo hidrodinámico tridimensional en una confluencia con discordancia morfológica, mediante la medición directa de las tres componentes instantáneas de la velocidad y el análisis de sus fluctuaciones. Los resultados obtenidos proporcionan criterios físicos y metodológicos transferibles al estudio de confluencias de ríos con características geométricas e hidráulicas similares.
  

• KOMARIZADEH ASL, SEYED MAHYAD: Real-Time Temperature-Compensated Atmospheric Corrosion Monitoring at Low Cost: The CORTEX System and a Validated IoT Framework for Structural Health Monitoring
  
  Autor/a: KOMARIZADEH ASL, SEYED MAHYAD
  Programa: INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/07/2026
  Fecha de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: UPC Campus Nord, ETSECCPB, C/ Jordi Girona 1-3, edific C2, Sala 212 (Sala Conferències), Barcelona
  Director/a de tesis: TOSIC, NIKOLA | TURMO CODERQUE, JOSE
  Resumen de tesis: La infraestructura civil constituye el sustrato físico de la actividad económica contemporánea, pero los componentes metálicos de su esqueleto resistente se deterioran continuamente bajo ataque atmosférico, con un coste anual que se aproxima al 3 o 4 por ciento del producto interior bruto en cualquier economía industrializada. A pesar de esta magnitud, aproximadamente el 98 por ciento del inventario mundial de puentes se evalúa exclusivamente mediante inspección visual periódica en lugar de monitorización instrumentada continua. La medida de la resistencia eléctrica (ER) ha sido el estándar reconocido para la monitorización de corrosión en servicio en la industria del petróleo durante décadas, pero su adaptación a la infraestructura civil se ha visto obstaculizada por el coste de los sistemas comerciales dedicados de adquisición de datos requeridos para interrogar las sondas, con precios entre 1.800 y 11.700 dólares americanos por canal.Esta tesis desarrolla y valida una alternativa de bajo coste y código abierto. El sistema Low-cost Electrical Resistance Ohm analYzer (LEROY), desarrollado en la fase inicial del programa doctoral, alcanzó una resolución práctica de 7 a 30 microohmios sobre hardware tipo Arduino y se validó frente a la pérdida de masa gravimétrica con un margen del 3,31 por ciento a lo largo de un ensayo acelerado de 125 días. El programa LEROY también cuantificó las razones por las que el hardware Arduino básico no puede gestionar la dependencia con la temperatura de la resistencia bajo condiciones continuas de campo, lo que restringe ese hardware a lecturas estáticas.Prácticamente todos los instrumentos comerciales ACM abordan el problema de la temperatura por hardware, añadiendo una sonda de referencia recubierta. La estrategia es estructuralmente frágil porque la masa térmica y las características de transferencia de calor superficial de la sonda de referencia difieren de las de la sonda activa expuesta, produciendo errores de compensación dependientes de la fase precisamente cuando la temperatura cambia con mayor rapidez. La decisión científica central fue abordar el problema de la temperatura algorítmicamente: eliminar por completo la sonda de referencia y reformular la compensación como una operación firmware en tiempo real fundamentada en la física del estado sólido de la resistividad metálica. De ahí surge el sistema CORrosion Temperature EXpert (CORTEX), contribución técnica central de la tesis y objeto de la solicitud de patente europea EP25382628.CORTEX integra un ADC delta-sigma de 18 bits codiseñado con una fuente de corriente de precisión de 156,23 mA, de modo que el bit menos significativo corresponde a 0,1 miliohmios, un canal Kelvin de cuatro hilos, y un sensor digital de temperatura SHT35 colocado junto a la sonda. Un pipeline firmware autónomo de 12 etapas ejecuta un algoritmo de compensación de temperatura en tiempo real derivado de primeros principios y validado en un programa de 30 ensayos. El coeficiente de temperatura se confirmó como propiedad material estable del AISI 1010 (media 0,448 ± 0,007 por ciento por grado Celsius); el retardo térmico resultó dependiente del entorno. El análisis de Allan según IEEE Std 952-1997 estableció un límite de detección en campo de 0,038 ± 0,009 μm (3σ). La plataforma completó 22,4 días de despliegue autónomo IoT en Barcelona con neutralidad energética mediante un panel solar de 100 W.La tesis concluye con una campaña acelerada de ciclado húmedo y seco según ASTM G44 durante 11 días, en la que sondas AISI 1010 fueron sometidas a inmersión alternada en electrolito NaCl al 3,5 por ciento en peso. La medida de la progresión de la corrosión obtenida con el algoritmo, tras la corrección de la geometría de inmersión parcial y un escalado de tiempo de humectación, se reconcilió con la medida gravimétrica ASTM G1 con un margen del 2,0 por ciento bajo exposición ISO 9223 Categoría CX.
  

• MONTALÀ PALAU, MONTSERRAT: Resilience in Power Systems: From Technology to System-Level Perspectives
  
  Autor/a: MONTALÀ PALAU, MONTSERRAT
  Programa: INGENIERÍA ELÉCTRICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Eléctrica (DEE)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 17/06/2026
  Fecha de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: Aula Capella - ETSEIB-UPC
  Director/a de tesis: GOMIS BELLMUNT, ORIOL | CHEAH MAÑÉ, MARC
  Resumen de tesis: La presente tesis se articula alrededor de concepto que recientemente se ha vinculado a los sistemas eléctricos: la resiliencia. Estos sistemas se han convertido en elementos fundamentales para el funcionamiento de las sociedades actuales y, por este motivo, es necesario seguir transformándolos garantizando su correcto funcionamiento.Esta tesis aborda el concepto de resiliencia en los sistemas eléctricos desde dos perspectivas. La primera se centra en el desarrollo de una metodología que permite cuantificar la resiliencia y analizar cómo la implantación de distintas tecnologías puede modificarla. La segunda se enfoca en tecnologías específicas y se articula alrededor del concepto de límite de rampa.En cuanto a la primera, el concepto de resiliencia en los sistemas eléctricos es relativamente reciente y ha surgido con el objetivo de superar las limitaciones del concepto de fiabilidad. La resiliencia pretende considerar una amplia gama de eventos que pueden afectar al sistema eléctrico, incluidos aquellos de baja probabilidad, pero de alto impacto, y cuantificar sus consecuencias en términos energéticos, sociales y económicos. Aunque el concepto de resiliencia se ha incorporado a nuevas políticas, hojas de ruta y desarrollos tecnológicos, su medición y cuantificación continúan siendo un desafío.En este contexto, el desarrollo de sistemas eléctricos resilientes requiere tanto la recopilación de datos sobre los sistemas actuales como la identificación de los posibles eventos futuros que puedan afectarlos. Esto hace necesario disponer de metodologías capaces de integrar y evaluar esta información de manera coordinada. Para dar respuesta a este reto, la tesis propone una metodología que combina herramientas tradicionales de análisis de sistemas eléctricos, como los Flujos Óptimos de Potencia, con Sistemas de Información Geográfica. En este enfoque, la resiliencia se cuantifica a partir de la energía que un sistema eléctrico pone en riesgo debido a su exposición a un conjunto de amenazas específicas. Esta metodología ha sido implementada en una herramienta cuyo objetivo es facilitar su uso con conocimientos básicos de ingeniería eléctrica, de modo que pueda ser utilizada por un amplio abanico de usuarios.En relación con la segunda, el límite de rampa se define como una estrategia para controlar la velocidad de las variaciones de potencia activa de las centrales generadoras, principalmente plantas eólicas y fotovoltaicas. Además, dado que las plantas de energías renovables todavía pueden operar bajo un factor de potencia constante y sin un control activo de la tensión, limitar las variaciones de potencia activa se traduce también en una limitación de las variaciones de potencia reactiva.A pesar de su relevancia, la aplicación de los límites de rampa sigue representando un reto para los distintos agentes del sistema. En este sentido, la tesis propone una metodología que permite a los operadores del sistema determinar el valor requerido del límite de rampa en función de características técnicas del sistema, como la inercia, el amortiguamiento o las constantes de tiempo. Asimismo, se presenta una metodología dirigida a los desarrolladores de plantas de energías renovables para diseñar instalaciones que cumplan con estos requisitos. Dado que ello implica con frecuencia la incorporación de sistemas de almacenamiento, la metodología propuesta es flexible y permite explorar el uso de diferentes tecnologías.Cada una de las partes incluye casos de estudio que han permitido validar la robustez de las metodologías y herramientas desarrolladas, mostrando cómo las diferentes estrategias y tecnologías afectan a la resiliencia y la estabilidad del sistema eléctrico.En conjunto, la presente tesis doctoral realiza una contribución al desarrollo de sistemas eléctricos resilientes, con el objetivo de garantizar su correcto funcionamiento y, con ello, sostener las actividades de las sociedades contemporáneas.
  

• VILELLA VEGA, MANEL: Enhanced modulation strategies for a high-efficiency energy conversion system for electric vehicles
  
  Autor/a: VILELLA VEGA, MANEL
  Programa: INGENIERÍA ELECTRÓNICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Electrónica (EEL)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 22/04/2026
  Fecha de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Sala de Conferències (TR1-085), campus de Terrassa
  Director/a de tesis: ZARAGOZA BERTOMEU, JORDI | BERBEL ARTAL, NÉSTOR
  Resumen de tesis: La transición global hacia los vehículos eléctricos (VE) ha intensificado la demanda de electrónica de potencia de alta eficiencia. Los cargadores a bordo On-Board Chargers (OBC) y los sistemas de conversión de energía bidireccionales son esenciales para gestionar el flujo de energía entre la red eléctrica y la batería del vehículo. Estos sistemas deben ser compactos, ligeros y capaces de ofrecer una alta densidad de potencia para satisfacer los requisitos de la automoción moderna. En este contexto, la conversión DC-DC bidireccional aislada, y en particular el convertidor DAB, ha emergido como una tecnología clave debido a su aislamiento galvánico inherente y a su alto rendimiento. Para alcanzar una alta densidad de potencia y eficiencia, esta investigación utiliza semiconductores de banda ancha (WBG), específicamente dispositivos de nitruro de galio (GaN), que permiten frecuencias de conmutación más elevadas en comparación con el silicio tradicional.El objetivo principal de este trabajo doctoral es optimizar las técnicas de control y modulación para explotar todo el potencial de los semiconductores de GaN, mitigando al mismo tiempo los retos asociados al funcionamiento a alta frecuencia, como los efectos parásitos, la gestión térmica y las interferencias electromagnéticas (EMI). La investigación se estructura en torno a cuatro contribuciones principales.En primer lugar, la tesis evalúa experimentalmente un convertidor DAB no resonante basado en GaN, analizando los compromisos entre la frecuencia de conmutación, la eficiencia y las EMI. Se demuestra que aumentar la frecuencia de conmutación hasta 200 kHz mantiene una alta eficiencia, a la vez que permite una reducción significativa del tamaño de los componentes pasivos sin comprometer la compatibilidad electromagnética.En segundo lugar, se introduce una cuantificación matemática de la corriente DC en régimen estacionario en convertidores DAB no resonantes. La formulación, que tiene en cuenta las variaciones de la resistencia de los semiconductores y los desajustes temporales, se valida experimentalmente y se acopla a una estrategia de control de compensación de tensión en bucle cerrado para mitigar de manera efectiva estas corrientes DC parásitas.En tercer lugar, se desarrolla una modulación de frecuencia variable para reducir las corrientes de pico transitorias durante el arranque y las variaciones de carga.Finalmente, la tesis explora la conexión modular en serie-paralelo de convertidores para escalar el sistema a diferentes tensiones de batería de los VE.
  

• ÁLVAREZ ROBERT, DAVID: On the co-design of runtimes, systems and programming interfaces for HPC
  
  Autor/a: ÁLVAREZ ROBERT, DAVID
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 25/06/2026
  Fecha de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 11:30
  Lugar de lectura: Sala d'Actes de la FIB, Edifici B6, planta 0, Campus Nord UPC
  Director/a de tesis: BELTRAN QUEROL, VICENÇ
  Resumen de tesis: Las plataformas de Computación de Altas Prestaciones (HPC) están evolucionando hacia arquitecturas cada vez más complejas: procesadores con grandes cantidades de núcleos y con jerarquías de memoria de acceso no uniforme (NUMA) multinivel, heterogeneidad en los sistemas con múltiples tipos de aceleradores, e interconexiones de mayor capacidad. El incremento de complejidad y la variedad de recursos en estas máquinas dificultan su uso eficiente y efectivo, una tarea que recae en las personas que las programan. Como resultado, en los centros de datos modernos muchos recursos terminan infrautilizados, empeorando su eficiencia energética y limitando su capacidad.Esta tesis propone abordar estos retos mediante el diseño conjunto de componentes en todas las capas del software, abarcando desde los mecanismos de ejecución y las interfaces de programación hasta el software de sistema de bajo nivel. En primer lugar, estudiamos los mecanismos de ejecución basados en tareas e identificamos oportunidades para reducir el coste computacional asociado a la gestión de tareas y mejorar la escalabilidad en sistemas con muchos núcleos, introduciendo nuevas técnicas de planificación y gestión de dependencias que mantienen el rendimiento incluso en niveles extremos de concurrencia. A continuación, abordamos los problemas de programabilidad y rendimiento en sistemas heterogéneos, proponiendo nuevas interfaces y sistemas de ejecución para superponer de manera más efectiva el movimiento de datos, la ejecución en aceleradores y el cálculo en el procesador principal.También defendemos un diseño conjunto entre aplicaciones y modelos de programación mediante el estudio de una clase de aplicaciones cada vez más habituales: los cálculos iterativos basados en dependencias de datos, utilizados frecuentemente en simulaciones, métodos matemáticos iterativos e inteligencia artificial. A partir de este estudio, proponemos optimizaciones específicas para esta clase de aplicaciones, mostrando cómo el diseño conjunto puede conducir a mejoras significativas de rendimiento.Finalmente, presentamos el software de gestión de tareas nOS-V con el objetivo de mejorar la utilización global del sistema mediante la coplanificación de aplicaciones, y posteriormente aplicamos la misma metodología para lograr modelos de programación verdaderamente interoperables, permitiendo que diversos modelos y bibliotecas paralelas coexistan dentro de una misma aplicación minimizando la interferencia mutua.En conjunto, las contribuciones de esta tesis proporcionan técnicas de ejecución, abstracciones de programación y mecanismos de sistema que, de manera conjunta, mejoran el rendimiento global, la eficiencia y la componibilidad de los sistemas HPC de nueva generación.