Escola de Doctorat

Data de lectura: 23/01/2026

• BARRERA HERRERA, JAVIER ENRIQUE: Improving Time Predictability and Code Coverage of Embedded GPUs for Real-Time Systems
  
  Autor/a: BARRERA HERRERA, JAVIER ENRIQUE
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: Departament d'Arquitectura de Computadors (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 07/11/2025
  Data de lectura: 23/01/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: C6-E101
  Director/a de tesi: CAZORLA ALMEIDA, FRANCISCO JAVIER | KOSMIDIS, LEONIDAS
  Resum de tesi: Aquesta Tesi aborda reptes existents en l'adopció de GPUs en sistemes encastat crítics (CES), concretament la predictibilitat temporal i la cobertura de codi. Els diferents camps que implementen CES afegeixen constantment funcions basades en intel·ligència artificial (IA), com la conducció autònoma, que exigeixen un alt rendiment. Els sistemes en xip multiprocessador (MPSoC) són utilitzats per a proveir aquest rendiment en estar equipats amb acceleradors, sent les unitats de processament gràfic (GPUs) una opció habitual. No obstant això, els CES han de superar un rigorós procés de verificació i validació (V&V), garantint un cert nivell de determinisme del temps d'execució (ETD). L'ús de diverses tasques per a augmentar la utilització general introdueix conflictes en els recursos compartits, la qual cosa introdueix variabilitat. Per a garantir ETD, la variabilitat del temps ha de mitigar-se o rastrejar-se i controlar-se. Un altre repte per a l'adopció de GPU en CES és que el procés de V&V exigeix proves de l'exhaustivitat de la fase de proves, per a això s'utilitza la cobertura de codi com a indicador de qualitat. No obstant això, la cobertura de codi, tal com s'entén tradicionalment per a CES seqüencials, no cobreix tots els escenaris possibles en els quals podria executar-se un fil de GPU.Per a CES de baixa criticitat i criticitat mixta, sostenim que les tasques poden compartir la cache d'últim nivell (LLC) si es proveeix de suport maquinari per al rastreig de conflictes. Entendre com les tasques competeixen entre si permet als desenvolupadors de CES equilibrar el rendiment i la predictibilitat. En el cas dels CES d'alta criticitat, és comú utilitzar particionament de LLC, permetent a les tasques accedir a LLC sense sofrir conflictes; no obstant això, les tasques poden sofrir una pèrdua de rendiment per falta de recursos. En aquesta Tesi proposem els comptadors de degradació, una tècnica que realitza un rastreig exhaustiu de quant s'ha degradat cada tasca fins a la seva expulsió de la LLC, quantificant el seu impacte en el CES. Finalment, avaluem l'ús de la funció Multi-Instance GPU (MIG) de NVIDIA com a mitjà per a millorar el ETD en CES d'alta criticitat.La cobertura de codi s'utilitza com a indicador de qualitat de les proves per a demostrar l'exhaustivitat requerida pel procés de V&V. No obstant això, el concepte tradicional ignora la dimensió de fils de les GPU. Els fils tenen regions privades de memòria, així com regions compartides a diferents nivells. Això implica que els errors que són innocus per a un fil són potencialment perjudicials per a un altre, per la qual cosa no cobreix tots els casos possibles en els quals poden executar-se els fils de la GPU. En aquesta tesi, proposem l'ús de la cobertura de sentències per fil (PTSC), que realitza un rastreig de la cobertura de codi a nivell de fil. Amb la finalitat de mitigar les sobrecàrregues causades per PTSC, també es proposen variants que apliquen diferents optimitzacions ortogonals. Finalment, avaluem els possibles beneficis d'utilitzar suport maquinari per a PTSC, mitigant el consum de memòria de PTSC, així com l'impacte en el temps d'execució en la fase de desplegament.En resum, aquesta tesi avança en l'estat de l'art en l'adopció de GPUs en CES. La proposta de suport maquinari per al rastreig de conflictes i l'avaluació de MIG de NVIDIA, com a mitjans per a millorar ETD, afronta de manera eficaç el desafiament de la predictibilitat en LLC compartida. La proposta de PTSC en programari proporciona als dissenyadors de CES una visió completa de l'execució per a GPUs disponibles en el mercat. L'ús de suport maquinari per a PTSC mitiga les sobrecàrregues de PTSC en la fase de desplegament, mentre que les diferents tècniques de compressió redueixen el volum de la informació durant la fase de prova sense pèrdua de dades. Per tant, aquesta tesi proporciona mitjans per a afrontar els reptes de la predictibilitat temporal i la cobertura de codi en GPUs en CES.
  

• MINGOT BEJAR, JULIA: Applications of Poly(N-isopropylacrylamide)-based Hydrogels in Chemical Engineering
  
  Autor/a: MINGOT BEJAR, JULIA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: POLÍMERS I BIOPOLÍMERS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 21/11/2025
  Data de lectura: 23/01/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Campus universitari Diagonal-Besòs Av. d'Eduard Maristany, 6-12, 08930 Sant Adrià de Besòs, Barcelona Edifici I planta 0, espai I.0.1 (Polivalent)
  Director/a de tesi: ARMELIN DIGGROC, ELAINE APARECIDA | LANZALACO, SONIA
  Tribunal:
       PRESIDENT: MECERREYES MOLERO, DAVID
       SECRETARI: MAS MORUNO, CARLOS
       VOCAL: CAPEZZA, ANTONIO
  Resum de tesi: Aquesta tesi doctoral analitza la versatilitat dels hidrogels basats en poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm) com a plataforma adaptable per a aplicacions biomèdiques i mediambientals. Aprofitant les propietats termo-responsives de la PNIPAAm i dels seus copolímers, es mostra com aquest material es pot dissenyar per complir diverses funcions en diferents àmbits tecnològics.En l’àmbit biomèdic, es van modificar malles quirúrgiques de polipropilè, habitualment utilitzades en el tractament de les hèrnies, mitjançant la incorporació de nanopartícules d’or i un marcador Raman, obtenint superfícies actives per a espectroscòpia SERS. L’empelt covalent de copolímers de PNIPAAm sobre aquest substrat plasmònic va conferir al sistema capacitat de resposta tèrmica, generant un dispositiu implantable capaç de combinar la detecció SERS i la resposta tèrmica de manera simultània. Assajos in vitro amb fibroblastos van confirmar la biocompatibilitat i l’estabilitat del dispositiu i evidencia el seu potencial per a diagnòstics mínimament invasius i per al seguiment postoperatori.De manera complementària, amb un enfocament teranòstic, es van modificar esponges tridimensionals de poliuretà, utilitzades en teràpies endoluminals amb aspiració, recobrint-les amb hidrogel de PNIPAAm i nanopartícules metàl·liques. La incorporació de nanopartícules d’or i plata, estabilitzades amb biopolímers, va dotar les esponges de propietats antibacterianes. A més, l’activació fototèrmica sota irradiació de làser Raman va produir una activitat antimicrobiana significativa contra Escherichia coli i Staphylococcus aureus, fet que obri noves possibilitats per a la detecció i el tractament d’infeccions associades a dispositius implantables.En l’àmbit mediambiental, es va aprofitar la resposta tèrmica dels hidrogels de PNIPAAm per a processos de dessalinització d’aigua impulsats per energia solar i per a la generació sostenible d’energia. Un sistema híbrid PNIPAAm-alginat-PEDOT:PSS va mostrar un augment significatiu de l’evaporació gràcies a la contracció superficial de l’hidrogel (“efecte pudding”). D’altra banda, els hidrogels de PNIPAAm-gelatina amb negre de carbó com a absorbent fototèrmic van demostrar un rendiment estable en condicions reals de llum solar, a més de mostrar durabilitat i capacitat de reutilització.Finalment, es van utilitzar matrius de PNIPAAm per a la fabricació de generadors termoelèctrics basats en hidrogel. La integració d’aquest polímer amb materials conductors dopats va permetre convertir energia fototèrmica en energia elèctrica, aprofitant el transport iònic dins de la xarxa polimèrica sota exposició solar.En conjunt, aquesta investigació consolida els hidrogels de PNIPAAm com una plataforma material altament adaptable. La seva resposta tèrmica, en combinació amb funcionalitats plasmòniques i fototèrmiques, ofereix solucions prometedores per afrontar reptes tant en l’àmbit de la salut com en la sostenibilitat dels recursos.
  

• SLIMANI, MEHDI: Computational strategies for time-accurate simulation of part-scale LPBF
  
  Autor/a: SLIMANI, MEHDI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ANÀLISI ESTRUCTURAL
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 15/12/2025
  Data de lectura: 23/01/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala Zienkiewich (CIMNE) Building C1, UPC - Campus North Gran Capitan S/N 08034 Barcelona
  Director/a de tesi: CHIUMENTI, MICHELE | CERVERA RUIZ, LUIS MIGUEL
  Resum de tesi: La qualificació dels processos de fabricació additiva metàllica (MAM) continua sent un repte a causa dels complexos fenòmens termo-mecànics implicats.El procés està governat per una petita font de calor mòbil que genera gradients tèrmics altament localitzats i transitoris, i indueix deformacions tèrmiques.Com que aquestes deformacions estan restringides pel material circumdant, es desenvolupen tensions residuals que provoquen la distorsió de la peça o fins i tot el fracàs de la seva fabricació.El modelatge precís és essencial per comprendre la física subjacent i assolir una qualificació fiable del procés i una optimització dels paràmetres.Tanmateix, aquestes simulacions són computacionalment costoses per la petita mida de la font de calor, que introdueix escales espacials molt dispars, i pel seu moviment continu, que genera escales temporals igualment heterogènies.La necessitat de resoldre simultàniament aquestes escales fa que les simulacions d’alta fidelitat a escala de peça siguin prohibitòriament costoses.Aquesta tesi contribueix al modelatge MAM des dels àmbits aplicat i metodològic.En l’àmbit aplicat, s’investiguen mètodes per mitigar les tensions residuals en processos DED (Directed Energy Deposition) i LPBF (Laser Powder Bed Fusion), incloent-hi una estratègia innovadora de disseny de substrat per a DED que redueix significativament les tensions, així com un marc de modelatge capaç de capturar els errors de construcció induïts pel recoater (corró) en LPBF.En l’àmbit metodològic, la tesi desenvolupa estratègies eficients per a simulacions d’alta fidelitat a escala de peça en LPBF, amb especial èmfasi en superar la disparitat d’escales temporals.Mentre que el refinament de malla adaptatiu (AMR, Adaptive Mesh Refinement) s’ha consolidat com un enfocament habitual per tractar les escales espacials dispars, l’ús de passos de temps uniformes continua sent l’estàndard.Per a peces centimètriques, això pot requerir centenars de milions de passos de temps, fet que les fa computacionalment inviables.Les estratègies emprades per alleujar aquest problema solen implicar simplificacions extremes del model tèrmic, com agrupar diversos passats o capes en un sol pas de temps.A la pràctica, això elimina les petites escales associades a la font de calor mòbil, però compromet la precisió predictiva del model i requereix calibració addicional.Es proposen dos mètodes per abordar la disparitat d’escales temporals sense eliminar les petites escales subjacents: el subdomini advectat (advected subdomain) i un esquema de substepping Robin-Robin, dissenyats per preservar la fidelitat del model i reduir dràsticament el cost computacional.El subdomini advectat acobla una malla mòbil al làser.En resoldre el problema tèrmic en el sistema de referència de la font de calor, la dinàmica transitòria prop del bany de fusió (melt pool) esdevé gairebé estacionària, cosa que permet utilitzar passos de temps molt més grans.El substepping divideix el domini en regions que evolucionen amb diferents passos de temps: s’apliquen passos més fins al voltant de la font de calor mòbil, i més grans a les zones allunyades.L’esquema d’acoblament Robin-Robin desenvolupat és robust i garanteix la convergència del substepping independentment de la malla.Aquests mètodes i components s’han avaluat sistemàticament mitjançant anàlisi numèrica, comparats amb enfocaments estàndard i validats amb dades experimentals.A més, el subdomini advectat i el substepping s’han combinat per potenciar-ne els beneficis respectius.En conjunt, aquestes contribucions fan avançar el modelatge numèric de la MAM, millorant l’eficiència computacional de les simulacions d’alta fidelitat i permetent una qualificació i optimització fiables del procés.
  

Data de lectura: 26/01/2026

• MACIÀ CID, LLORENÇ: Performance Enhancement of a Vacuum Generation Pneumatic Device by Fluid Dynamics Characterization
  
  Autor/a: MACIÀ CID, LLORENÇ
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 19/12/2025
  Data de lectura: 26/01/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala de Conferències de TR5, planta 1, ESEIAAT
  Director/a de tesi: CASTILLA LOPEZ, ROBERTO | GAMEZ MONTERO, PEDRO JAVIER
  Resum de tesi: En aquesta tesi es presenten anàlisis de comportament i millores de rendiment per a un ejector supersònic de buit, component clau en tasques d’automatització industrial. Per caracteritzar el rendiment d’un ejector model EVKAC180, s’utilitza una combinació de simulacions numèriques amb la caixa d’eines de Dinàmica de Fluids Computacional (CFD) OpenFOAM i mesures experimentals en un banc de proves dedicat. S’identifiquen dos règims de funcionament: un mode supercrític, on el flux secundari s’estrangula, i un mode subcrític, on es manté sub-sònic, i el punt de canvi entre règims. Les simulacions reprodueixen aquest doble comportament amb bona concordança amb les dades experimentals, tot i que es troben algunes desviacions en cabals molt alts i molt baixos. A més del solver implícit basat en densitat (HiSA), també s’utilitza un solver explícit (rhoCentralFoam), confirmant resultats consistents en tot l’interval de cabals. L’evolució politròpica, una mètrica clau de l’ejector, es va trobar inicialment adiabàtica, evolucionant progressivament fins a isoterma. Es desenvolupa un model unidimensional per complementar les simulacions CFD i estimar el rendiment de l’ejector a partir de la geometria i les condicions operatives. El model calcula el ràtio d’aspiració i les pressions secundàries tant en règim crític com en subcrític. Els seus resultats es van validar amb dades experimentals i CFD, mostrant prediccions acurades i desviacions baixes (menys del 4 %) en règims crítics. Proporciona una alternativa més ràpida i de baix cost per a etapes inicials de disseny. El rendiment de l’ejector es millora analitzant la influència dels paràmetres constructius mitjançant anàlisis en CFD de factor únic i multifactorial. La longitud de la cambra de mescla va resultar ser el paràmetre més determinant, amb una millora individual del 10 %. L’anàlisi multifactorial fraccional va confirmar aquesta tendència i va produir el disseny final millorat de la geometria, denominat EDGE ejector, assolint un guany global lleugerament superior, del 10,4 %. Els efectes d’interacció entre paràmetres es van trobar limitats però globalment rellevants. Finalment, es va proposar una eina de model empíric per predir el Temps Total d’Evacuació (TET), combinant les corbes característiques i politròpiques. Diversos bancs de proves experimentals es van utilitzar per ajustar les regressions polinòmiques de les corbes característiques, mostrant desviacions en la predicció del TET tan baixes com l’1,4 %. L’eina validada es va aplicar després a l’ejector EDGE, aconseguint una reducció del 4 % del TET (un guany de 8 segons) en comparació amb el model original, assolint així l’objectiu d’aquesta recerca. A més, les eines desenvolupades en aquesta tesi redueixen la necessitat de dades experimentals extensives i permeten una predicció fiable per a nous dissenys d’ejectors.
  

Data de lectura: 27/01/2026

• BOSCH PADRÓS, MIQUEL: Optogenetic control of force transmission in puripotent epithelia
  
  Autor/a: BOSCH PADRÓS, MIQUEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: MATEMÀTICA APLICADA
  Departament: Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 16/12/2025
  Data de lectura: 27/01/2026
  Hora de lectura: 15:00
  Lloc de lectura: Sala d'Actes de l'FME, Edifici U, Campus SudEnllaç MEET: meet.google.com/wda-kfee-saf
  Director/a de tesi: ARROYO BALAGUER, MARINO | TREPAT GUIXER, XAVIER
  Resum de tesi: El desenvolupament necessita una combinació de tres fenòmens: augmentar el nombre de cèl·lules, determinar-ne la identitat i realitzar la morfogènesi, que significa adoptar la forma correcta. La constricció apical és un mecanisme principal per dur a terme aquesta morfogènesi, succeint a escala cel·lular però provocant canvis de forma a nivell tissular. Tot i que la constricció apical està ben estudiada pel que fa a la cèl·lula i és un mecanisme molt conservat en el regne animal, mai s'han descrit ni mesurat les forces generades ni transmeses per a realitzar-la. Per omplir aquest buit, hem emprat una eina optogenètica nova per a provocar constricció apical en cèl·lules mare humanes pluripotents, i ho hem combinat amb microscòpia de forces de tracció per tal de mesurar les forces mecàniques involucrades en el procés. Amb aquesta combinació hem descobert que aquesta constricció crea una petjada petita però consistent en el mapa de traccions, compatible amb un increment de contractilitat apical i conservació del volum cel·lular. Estimulant regions finites de la monocapa hem descobert que el camp de desplaçament cel·lular obeeix una equació de Poisson amb apantallament en dues dimensions, cosa que implica l'existència d'una escala de longitud amb un origen reològic i permet obtenir la funció de Green del teixit. Tot i que les deformacions es poden controlar en l'espai i el temps amb un alt nivell de detall, trobem que la contractilitat apical no pot provocar transicions en l'estat d'embussament d'aquest epiteli pluripotent. Aquests fets revelen aspectes importants de la reologia d'aquestes cèl·lules en escales temporals rellevants per a la morfogènesi, inaccessibles emprant altres mètodes. Ja que aquestes cèl·lules s'utilitzen arreu del món per a generar organoides i embrioides, i també degut al poc coneixement mecànic sobre elles, aquesta tesi estableix un fonament important per a futurs treballs que requereixin control de forces o formes en teixits derivats de cèl·lules mare.