Escuela de Doctorado

Fecha 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
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA MECÁNICA, FLUIDOS Y AERONÁUTICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Mecánica (EM)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 19/12/2025
  Fecha de lectura: 26/01/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Sala de Conferències de TR5, planta 1, ESEIAAT
  Director/a de tesis: CASTILLA LOPEZ, ROBERTO | GAMEZ MONTERO, PEDRO JAVIER
  Resumen de tesis: En esta tesis se presentan análisis de comportamiento y mejoras de rendimiento para un eyector de vacío supersónico, componente clave en tareas de automatización industrial. Para caracterizar el rendimiento de un eyector modelo EVKAC180, se utilizó una combinación de simulaciones numéricas con la herramienta OPENFOAM de dinámica de fluidos computacional (CFD) y mediciones experimentales en un banco de pruebas específico. Se identificaron dos regímenes de funcionamiento: un modo supercrítico, en el que el flujo secundario se estrangula, y un modo subcrítico, en el que permanece subsónico y se identificaron el punto de cambio de régimen. Las simulaciones reprodujeron este doble comportamiento con buena concordancia con los datos experimentales, aunque se encontraron algunas desviaciones a caudales altos y bajos. Además del solver implícito basado en la densidad (HiSA), también se utilizó un solver explícito (rhoCentralFoam), lo que confirmó la coherencia de los resultados en todos los caudales. Se observó que la evolución politrópica, otra métrica clave del eyector, era inicialmente adiabática y progresivamente isotérmica. Se desarrolló un modelo unidimensional para complementar las simulaciones CFD y estimar el rendimiento del eyector a partir de la geometría y las condiciones de funcionamiento. El modelo calcula la relación de arrastre y las presiones secundarias en regímenes críticos y subcríticos. Sus resultados se validaron con datos experimentales y CFD, mostrando predicciones precisas y bajas desviaciones (por debajo del 4 %) en regímenes críticos. Proporciona una alternativa más rápida y económica para las primeras etapas del diseño. El rendimiento del eyector se mejoró mediante el análisis de la influencia de los parámetros de diseño a través de análisis de uno y varios factores. La longitud de la cámara de mezcla resultó ser el factor más influyente, lo que condujo a una mejora individual del 10 %. El análisis factorial fraccional de varios factores confirmó esta tendencia y dio lugar al diseño geométrico mejorado final, denominado eyector EDGE, que logró una ganancia de rendimiento global ligeramente superior, del 10,4 %. Se observó que los efectos de interacción entre los parámetros eran limitados, pero importantes en general. Por último, se propuso una herramienta de modelo empírico para predecir el tiempo total de evacuación (TET), combinando las curvas características y politrópicas. Se utilizaron varios bancos de pruebas experimentales para perfeccionar los ajustes polinómicos de las curvas características, que mostraban desviaciones en la predicción del TET de tan solo un 1,4 %. La herramienta validada se aplicó posteriormente al eyector EDGE, logrando una reducción del 4 % del TET (una ganancia de 8 segundos) en comparación con el modelo original, cumpliendo así el objetivo de esta investigación. Además, las herramientas desarrolladas en esta tesis reducen la necesidad de datos experimentales exhaustivos y permiten realizar previsiones fiables para nuevos diseños de eyectores.
  

Fecha de lectura: 27/01/2026

• BOSCH PADRÓS, MIQUEL: Optogenetic control of force transmission in puripotent epithelia
  
  Autor/a: BOSCH PADRÓS, MIQUEL
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: MATEMÁTICA APLICADA
  Departamento: Facultad de Matemáticas y Estadística (FME)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 16/12/2025
  Fecha de lectura: 27/01/2026
  Hora de lectura: 15:00
  Lugar de lectura: Sala d'Actes de l'FME, Edifici U, Campus SudEnllaç MEET: meet.google.com/wda-kfee-saf
  Director/a de tesis: ARROYO BALAGUER, MARINO | TREPAT GUIXER, XAVIER
  Resumen de tesis: El desarrollo requiere una combinación de tres fenómenos: aumentar el número de células, determinar su identidad y realizar la morfogénesis, que significa adoptar la forma correcta. La constricción apical es un mecanismo principal para generar esta morfogénesis, sucediendo a escala celular pero provocando cambios de forma a nivel tisular. Aunque la constricción apical está bien caracterizada para una célula y es un mecanismo muy conservado en el reino animal, las fuerzas generadas y tansmitidas durante ella nunca han sido medidas. Para realizar estas medidas hemos utilizado una herramienta optogenética nueva para provocar constricción apical en células madre humanas pluripotentes, y la hemos combinado con microscopía de fuerzas de tracción para calcular las fuerzas mecánicas involucradas en el proceso. Con esta combinación hemos descubierto que esta constrición crea una huella pequeña pero consistente en el mapa de tracciones, compatible con un incremento de contractilidad apical y conservación del volumen celular. Estimulando regiones finitas de la monocapa hemos descubierto que el campo de desplazamiento celular obedece una ecuación de Poisson apantallada en dos dimensiones, lo que implica la existencia de una escala de longitud con origen reológico y permite obtener la función de Green del tejido. Aunque las deformaciones se pueden controlar al detalle en el espacio y en el tiempo, encontramos que la contractilidad apical no puede provocar transiciones en el estado de embozamiento de este epitelio pluripotente. Estos hechos revelan aspectos importantes sobre la reología de estas células en escalas de tiempo relevantes para la morfogénesis, inaccessibles a través de otras técnicas. Debido a que estas células son usadas alrededor del mundo para generar organoides y embrioides, y también debido al poco conocimiento mecánico sobre ellas, esta tesis establece un fonamento importante para futuros trabajos que requieran control de fuerzas y formas en tejidos derivados de células madre.
  

• CHEN, MINGRUI: State of Charge Estimation for Metal Hydride Storage Tanks
  
  Autor/a: CHEN, MINGRUI
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (ESAII)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 17/12/2025
  Fecha de lectura: 27/01/2026
  Hora de lectura: 16:00
  Lugar de lectura: Aula 28.8 de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB), Edifici PI (Pavelló I). Av. Diagonal, 647, 08028 Barcelona
  Director/a de tesis: COSTA CASTELLO, RAMON | NA, JING
  Resumen de tesis: La creciente demanda mundial de energía y la urgente necesidad de sostenibilidad han puesto de relieve al hidrógeno como un portador de energía limpia. Entre los diversos métodos de almacenamiento, los tanques de hidruro metálico (MH) resultan prometedores gracias a su alta densidad volumétrica, seguridad y propiedades reversibles de absorción/desorción. Sin embargo, la compleja termodinámica, la histéresis cinética y los estados internos no observables dificultan la estimación precisa en tiempo real del estado de carga (SOC). Una estimación fiable del SOC es esencial para la operación eficiente, la seguridad y la integración con sistemas renovables.Esta tesis aplica la teoría de observadores no lineales para estimar el SOC de los tanques de MH. En primer lugar, se desarrolla un modelo físico completo basado en balances de masa y energía, que se reformula en modelos tridimensionales y bidimensionales reducidos, incluyendo una versión modificada que considera los efectos de las tuberías. Se realizan análisis de identificación de parámetros y de sensibilidad para garantizar la fiabilidad del modelo, seguidos de la calibración de parámetros utilizando datos experimentales y técnicas de optimización como el enjambre de partículas y la optimización multiobjetivo.A continuación, se diseñan varios observadores no lineales para la estimación del SOC en tiempo real. Estos incluyen un observador tipo Luenberger, un estimador de inversión basado en redes neuronales para reducir la computación y observadores no lineales conmutados que abordan el comportamiento dependiente del modo de los tanques de hidrógeno mineral. La estabilidad y la convergencia están garantizadas mediante la detectabilidad diferencial y la teoría de la contracción.Simulaciones numéricas y experimentos con tanques de hidrógeno mineral comerciales demuestran que los modelos y observadores propuestos proporcionan una estimación del SOC precisa, robusta y computacionalmente eficiente, lo que ofrece una base práctica para la gestión inteligente del almacenamiento de hidrógeno.
  

• CHIEN, YING-HAO: Revealing Ultrafast Dynamics in Hexagonal Boron Nitride with Attosecond X-ray Absorption Fine-structure Spectroscopy
  
  Autor/a: CHIEN, YING-HAO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 16/10/2025
  Fecha de lectura: 27/01/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: ICFO Auditorium
  Director/a de tesis: BIEGERT, JENS
  Resumen de tesis: Desde la invención del circuito integrado (CI) en la década de 1950, la civilización moderna se ha construido sobre su fundamento. A medida que los CI continúan reduciendo su escala y operando a mayores velocidades, la gestión de la disipación de calor y del proceso de transferencia de energía es crítica para superar las limitaciones de rendimiento y posibilitar el desarrollo de CI de nueva generación.En los modelos clásicos, los electrones y los fonones se tratan como sistemas independientes para simplificar los cálculos. Esta aproximación describe con éxito las estructuras de bandas electrónicas, el transporte de carga y las respuestas ópticas en muchos materiales bajo condiciones de equilibrio. Sin embargo, pasa por alto el papel crítico del acoplamiento electrón-fonón, una interacción fundamental de muchos cuerpos que rige el intercambio de energía no en equilibrio entre los grados de libertad electrónicos y de la red. Los avances recientes en la espectroscopía de estructura fina de absorción de rayos X de attosegundos (atto-XAFS) ofrecen una oportunidad sin precedentes para observar la dinámica del acoplamiento electrón-fonón con resolución temporal de attosegundos y específica de elemento.El nitruro de boro hexagonal (hBN), un material prototípico ampliamente estudiado con diversas aplicaciones, todavía presenta preguntas sin resolver respecto a su dinámica ultrarrápida. En este trabajo, investigamos la dinámica acoplada de electrones y fonones en hBN a granel utilizando atto-XAFS. Al emplear distintas condiciones de excitación y aprovechar diferentes resoluciones temporales, desentrañamos las respectivas contribuciones de electrones y fonones a la respuesta transitoria, demostrando la capacidad única de atto-XAFS para sondear dinámicas de muchos cuerpos en tiempo real.Para posibilitar futuros estudios de materiales novedosos, actualizamos nuestro sistema láser de amplificación de pulsos chirpados (CPA) de zafiro dopado con titanio (Ti:sapphire), integramos un nuevo amplificador paramétrico óptico comercial TOPAS, diseñamos un novedoso blanco gaseoso microfluídico combinado con un sistema de válvula de pulso piezoeléctrico destinado a reducir el consumo de helio en la generación de armónicos altos (HHG), implementamos un soporte criogénico para mediciones dependientes de la temperatura y reemplazamos la red de difracción en el espectrógrafo de rayos X blandos por placas de zona de reflexión con alta eficiencia de difracción y alto poder de resolución. Demostramos el rendimiento mejorado del sistema actualizado para futuros experimentos avanzados de atto-XAFS.
  

Fecha de lectura: 28/01/2026

• ALCAYDE ROMO, BARBARA: Numerical modelling of the fatigue behaviour of composites. Application to the automotive industry.
  
  Autor/a: ALCAYDE ROMO, BARBARA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ANÁLISIS ESTRUCTURAL
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 19/12/2025
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: BARBU, LUCIA GRATIELA | CORNEJO VELÁZQUEZ, ALEJANDRO
  Resumen de tesis: En un escenario en el que la ingeniería se orienta cada vez más hacia el diseño optimizado, el uso de materiales ligeros y el rendimiento multifuncional, la predicción precisa del comportamiento a fatiga de los materiales compuestos bajo condiciones de servicio realistas resulta esencial. Los enfoques tradicionales para el análisis de la fatiga en polímeros reforzados con fibra (FRP) suelen basarse en extrapolaciones simplificadas de datos de laboratorio o en modelos homogeneizados que no consideran las complejas interacciones entre los materiales constituyentes y las influencias del entorno. Además, estos enfoques generalmente no contemplan las variaciones de temperatura. Esta visión simplificada limita la capacidad de capturar los mecanismos acoplados de degradación mecánica y térmica inherentes a los materiales avanzados. La presente tesis propone un marco numérico unificado basado en el Método de los Elementos Finitos (FE), que integra una estrategia fenomenológica de homogeneización, la Teoría de Mezclas Serie-Paralelo (SP-RoM), con una novedosa Ley Constitutiva (CL) para Fatiga de Alto número de Ciclos (HCF). Este enfoque permite la representación simultánea de las respuestas diferenciadas a fatiga de las fibras y la matriz en laminados compuestos con apilamientos estratificados, teniendo en cuenta las variaciones en la secuencia de capas y la orientación de las fibras. Una innovación clave es una metodología de calibración que infiere los parámetros de fatiga a nivel de los constituyentes a partir de datos experimentales a escala de laminado, superando así las dificultades asociadas al ensayo directo de los componentes individuales. Además, se presenta un modelo de fatiga acoplado termomecánicamente que incorpora propiedades materiales dependientes de la temperatura y la dilatación térmica, generalizando las curvas clásicas de predicción de vida a fatiga para campos de temperatura fluctuantes y espacialmente variables. Para abordar la elevada demanda computacional de las simulaciones de fatiga, se ha desarrollado una estrategia de avance en el tiempo (AITS) con salto de ciclo (CJ), que permite una simulación eficiente de la evolución del daño a fatiga a largo plazo sin sacrificar la precisión. Validada frente a referencias experimentales y datos bibliográficos, la metodología propuesta supone un avance en la predicción de la vida a fatiga de materiales compuestos, ofreciendo una herramienta flexible, robusta y computacionalmente eficiente. Asimismo, la formulación de fatiga ha sido mejorada para capturar efectos termomecánicos complejos. Este trabajo sienta las bases para futuras investigaciones sobre el modelado integrado de fatiga y fenómenos de degradación multifísica en estructuras compuestas avanzadas.