Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 06/10/2026

• ARBOLEDA CARVAJAL, ALEJANDRO: Nuevos índices para la predicción del momento óptimo de la extubación de pacientes asistidos mediante ventilación mecánica a partir de señales electromiográficas y cardíacas
  
  Autor/a: ARBOLEDA CARVAJAL, ALEJANDRO
  Programa: INGENIERÍA BIOMÉDICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (ESAII)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 03/09/2026
  Fecha de lectura: 06/10/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Sala Polivalent, Edifici A , Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE), Av. d'Eduard Maristany, 16, 08019 Barcelona
  Director/a de tesis: GIRALDO GIRALDO, BEATRIZ FABIOLA
  Resumen de tesis: La ventilación mecánica invasiva constituye uno de los soportes vitales críticos en las Unidades de Cuidados Intensivos, para pacientes con insuficiencia respiratoria aguda. La desconexión prematura puede provocar insuficiencia respiratoria, necesidad de reintubación y aumento de la morbimortalidad. Por el contrario, el retraso en la extubación incrementa el riesgo de neumonía asociada al ventilador y atrofia diafragmática por desuso. Dado que los índices tradicionales fallan frecuentemente al no capturar la complejidad sistémica del paciente, esta tesis aborda el problema con la hipótesis de que la dinámica neuromuscular y el acoplamiento cardiorrespiratorio medidos de forma no invasiva durante la prueba de respiración espontánea (SBT) contienen patrones predictivos sobre la reserva funcional del paciente para mantener la ventilación autónoma. Se estructuró un diseño experimental basado en un estudio observacional prospectivo que reclutó una cohorte de 39 pacientes adultos. Los criterios de inclusión exigían un período de soporte ventilatorio de al menos 48 horas, garantizando haber superado la fase aguda de la enfermedad y cumplieran con los requisitos clínicos para iniciar la extubación. Se implementó un nuevo protocolo para registrar la actividad respiratoria de estos pacientes a partir de señales electromiográficas (EMG) y electrocardiográficas (ECG). La cohorte se monitorizó longitudinalmente durante las siguientes 48 horas a la extubación del paciente; este seguimiento permitió etiquetar los pacientes en el grupo de éxito – mantuvieron la respiración espontánea, o en el grupo de falla – presentaron intolerancia a la SBT o requirieron reintubación dentro de las 48 horas.De acuerdo con el protocolo propuesto, se registraron señales EMG diafragmática superficial multicanal (sEMGdi) y ECG simultáneamente, además de variables clínicas y ventilatorias que reflejaban el estado del paciente en el momento de la prueba de extubación. Las señales se sometieron a etapas de filtrado y reducción de artefactos. Seguidamente se derivaron nuevas señales: la envolvente electromiográfica para cuantificar la amplitud del reclutamiento muscular, la señal sEMG interpolada para homogenizar el análisis, las fluctuaciones de los intervalos R-R del ECG para analizar la variabilidad de la frecuencia cardiaca (HRV) como reflejo del tono autonómico simpático-parasimpático, y la derivación derivada del electrocardiograma (EDR), que reconstruye la actividad respiratoria a partir de las variaciones del eje eléctrico del corazón inducidas por cambios de volumen torácico. Las señales derivadas se caracterizaron de forma multidimensional. En el dominio temporal se evaluaron amplitudes y duraciones de los ciclos de activación; en el dominio de la frecuencia se analizaron los desplazamientos de las frecuencias medias y centrales para detectar fatiga muscular, y la distribución de potencia en las bandas de baja y alta frecuencia de la HRV. Además, se aplicaron métricas de análisis no lineal, como entropías, para cuantificar la perdida de complejidad de los sistemas. El estudio del acoplamiento cardiorrespiratorio se analizó a través de la correlación cruzada y la coherencia espectral, evaluando como el esfuerzo mecánico y neurológico de la respiración modula la respuesta hemodinámica y cardíaca. Finalmente, el análisis estadístico permitió identificar un conjunto de parámetros con diferencias estadísticamente significativas entre los grupos de éxito y falla en la extubación. Estas propiedades reflejaron alteraciones en la eficiencia del esfuerzo diafragmático, una menor variabilidad cardíaca y una perdida de la sincronización entre los ritmos cardíaco y respiratorio en el grupo de pacientes que fracasan. A partir de estos biomarcadores seleccionados se implementaron modelos de clasificación supervisada: Naïve Bayes, máquina de vectores de soporte y k-vecinos. El modelo optimizado demostró una exactitud del 92% y una especificidad superior al 90%.
  

Fecha de lectura: 07/10/2026

• NIU, YUYAO: Hardware-Aware Algorithms for Efficient Graph Traversal on High-End Parallel Architectures
  
  Autor/a: NIU, YUYAO
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 09/09/2026
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: CASAS GUIX, MARC
  Resumen de tesis: El recorrido de grafos es un componente fundamental en la computación científica, el análisis de datos y la inteligencia artificial. Entre los métodos de recorrido, Breadth First Search (BFS) y Depth First Search (DFS) son dos primitivas esenciales para algoritmos de grafos de nivel superior. A medida que los datos estructurados como grafos siguen creciendo, la eficiencia del recorrido depende cada vez más de la capacidad para explotar arquitecturas paralelas de altas prestaciones. Sin embargo, las arquitecturas modernas se basan en motores de ejecución estructurados y orientados al rendimiento, como procesadores de vectores largos, aceleradores de matrices densas y GPUs masivamente paralelas, mientras que el recorrido de grafos presenta accesos irregulares a memoria, flujo de control dependiente de los datos y cargas de trabajo dinámicas.Esta tesis sostiene que la brecha de rendimiento entre el recorrido de grafos y el hardware moderno surge de tres desajustes principales: un desajuste estructural entre unidades de ejecución regulares y la estructura irregular de los grafos, un desajuste computacional entre la aceleración orientada a operaciones aritméticas y el recorrido basado en relaciones, y un desajuste arquitectónico entre el paralelismo orientado al rendimiento y el comportamiento dependiente del recorrido. Para abordar estos retos, la tesis desarrolla un paradigma de diseño consciente del hardware, en el que los algoritmos de recorrido de grafos se reformulan de acuerdo con las características y restricciones de la arquitectura objetivo.La primera contribución es ALBBA, un algoritmo algebraico de BFS para arquitecturas de vectores largos. ALBBA reformula el BFS optimizado por dirección mediante una representación dispersa favorable a la vectorización, búsqueda vectorizada y un mecanismo de bypass de dos niveles. Estas técnicas permiten que las operaciones algebraicas clave de BFS, sparse matrix-vector multiplication (SpMV) y sparse matrix-sparse vector multiplication (SpMSpV), exploten mejor la ejecución con vectores largos, reduciendo accesos innecesarios a la matriz y cómputo redundante. Esto muestra que la irregularidad estructural puede mitigarse mediante un diseño de datos y ejecución consciente del hardware.La segunda contribución es BerryBees, un marco de BFS para GPUs basadas en Tensor Cores. BerryBees introduce el formato Binarized Row Slice, que usa representaciones a nivel de bits para soportar tanto SpMV como SpMSpV dentro de un diseño de datos unificado, reduciendo al mismo tiempo el coste de memoria. Además, emplea un algoritmo a nivel de warp que aprovecha instrucciones Tensor Core de matrix-multiply-accumulate para acelerar el recorrido. Esto muestra que la computación de grafos basada en relaciones puede reorganizarse para explotar hardware diseñado originalmente para operaciones con matrices densas.La tercera contribución es DiggerBees, un algoritmo paralelo de DFS para GPUs masivamente paralelas. DiggerBees introduce una estructura de pila de dos niveles alineada con la jerarquía de memoria de la GPU, ejecución DFS a nivel de warp dentro de los bloques de hilos y robo jerárquico de trabajo entre warps y bloques. Estas técnicas exponen paralelismo escalable para recorridos dependientes y mejoran el balanceo de carga en la GPU. Esto muestra que DFS, a pesar de sus dependencias inherentes, puede adaptarse eficazmente al hardware paralelo orientado al rendimiento.En conjunto, estas contribuciones demuestran que BFS y DFS pueden acelerarse eficazmente cuando sus representaciones de datos, formulaciones computacionales y estructuras de ejecución se diseñan considerando las restricciones arquitectónicas como elementos centrales. De forma más amplia, esta tesis establece la reformulación consciente del hardware como una metodología general para repensar algoritmos irregulares de grafos en hardware paralelo cada vez más especializado.
  

• VILÀ INSA, MARC: Noncoherent detection and spatial cyclostationarity with massive arrays
  
  Autor/a: VILÀ INSA, MARC
  Programa: TEORÍA DE LA SEÑAL Y COMUNICACIONES
  Departamento: Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones (TSC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 07/09/2026
  Fecha de lectura: 07/10/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: Aula de Teleensenyament ETSETB, Edifici B3, Campus Nord, Barcelona
  Director/a de tesis: RIBA SAGARRA, JAUME
  Resumen de tesis: Desde la aparición de las tecnologías de comunicación digitales, los sistemas inalámbricos han dependido de un conocimiento preciso y actualizado periódicamente sobre el medio físico, lo que se conoce como información del estado del canal (CSI). Este recurso ha desempeñado un papel fundamental en el despliegue de las redes inalámbricas modernas, permitiendo el enorme aumento de las velocidades de transmisión y la cobertura de datos que exige la actual era de la información. Sin embargo, en los últimos tiempos, varios casos de uso emergentes están revelando escenarios prácticos en los que la adquisición de CSI fiable resulta espectralmente ineficiente o incluso inviable. Se pueden encontrar ejemplos claros en el internet industrial de las cosas (IIoT), donde la comunicación se realiza mediante pequeños paquetes de datos y los requisitos de latencia superan las necesidades de caudal. Tales características parecen antagónicas a la detección coherente basada en pilotos, discrepancia también presente en sistemas con alta movilidad, caracterizados por bloques de coherencia muy cortos. Esto ha llevado a algunos autores a replantearse si los enfoques coherentes son realmente las soluciones más adecuadas para implementar estas aplicaciones, previstas para los sistemas inalámbricos de próxima generación.Este cambio en la teoría de la comunicación de vanguardia ha reavivado el interés por enfoques alternativos para la transmisión inalámbrica de datos, en particular la detección incoherente. Los sistemas que funcionan incoherentemente son aquellos que prescinden de la CSI instantánea y se basan, en su lugar, en una descripción estadística aproximada del desvanecimiento y el ruido. Es precisamente en este contexto donde se enmarca la presente tesis. Este trabajo contribuye al corpus de la comunicación incoherente al explorar las limitaciones fundamentales de los sistemas inalámbricos basados en agrupaciones masivas de antenas. En particular, derivamos las condiciones necesarias y suficientes para lograr una comunicación asintóticamente libre de errores mediante el aumento de la potencia en transmisión y el número de antenas receptoras, y las relacionamos con suelos de error inevitables que aparecen en la literatura. Estos resultados se obtienen aprovechando los principios fundamentales de la teoría de la detección, para que sean interpretables y reveladores en vista de investigar el diseño de códigos.Posteriormente, la teoría desarrollada se aprovecha para delinear sistemas incoherentes basados en la energía que utilizan grandes agrupaciones de antenas para mejorar la fiabilidad de las comunicaciones. En concreto, estudiamos un problema de detección de tiro único y concebimos una familia de receptores subóptimos basados en estadísticos cuadráticos de los datos. Estas técnicas se utilizan luego como componentes básicos de un esquema de modulación por índice sobre multiplexación por división ortogonal de frecuencia (OFDM). La solución obtenida muestra resultados prometedores, con un rendimiento casi óptimo en diversos escenarios y con una fracción del coste computacional del detector de máxima verosimilitud.Paralelamente, estudiamos la teoría espectral de los procesos estocásticos con correlación periódica, que surgen de forma natural en algunos problemas incoherentes con desvanecimiento espacialmente estacionario. Desarrollamos un tratamiento novedoso basado en la representación de Karhunen-Loève de los procesos cicloestacionarios y lo relacionamos con los enfoques clásicos de tiempo-frecuencia bajo un marco común. Como aplicación de interés, estas técnicas se usan para establecer límites esenciales en una variedad de problemas de filtrado de Wiener desde una perspectiva unificada. Por último, utilizamos este conjunto de herramientas en el análisis de problemas de detección incoherente y para implementar receptores de baja complejidad que aprovechan aproximaciones espectrales de los datos.
  

Fecha de lectura: 08/10/2026

• AGUILERA VIDAL, MARIA: Compound Rainfall-Wave Extremes in the Spanish Mediterranean: dependence structure, spatio-temporal variability, and climate change attribution
  
  Autor/a: AGUILERA VIDAL, MARIA
  Programa: CIENCIAS DEL MAR
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 04/09/2026
  Fecha de lectura: 08/10/2026
  Hora de lectura: 15:00
  Lugar de lectura: Place: ETSECCPBUPC, Campus NordBuilding C1. Classroom: 002C/Jordi Girona, 1-308034 Barcelona
  Director/a de tesis: JIMENEZ QUINTANA, JOSE ANTONIO
  Resumen de tesis: La inundación costera compuesta a lo largo de la costa mediterránea española está determinada principalmente por la interacción entre precipitaciones intensas y temporales de oleaje, que constituyen, respectivamente, los principales forzamientos terrestre y marino en un ambiente micromareal. Esta tesis desarrolla un marco metodológico integrado para caracterizar los eventos compuestos lluvia-oleaje mediante la combinación de datos instrumentales, reanálisis de oleaje, análisis de dependencia basado en cópulas, clasificación sinóptica de situaciones meteorológicas y técnicas de atribución mediante modelos climáticos. Este enfoque permite analizar cómo los eventos compuestos varían espacialmente, evolucionan temporalmente, responden al cambio climático y generan impactos conectados a escala regional.Los resultados revelan una marcada organización espacial de la peligrosidad compuesta. El norte de Cataluña y la Comunidad Valenciana central emergen como los principales puntos críticos, donde los eventos compuestos ocurren con mayor frecuencia, presentan una dependencia estadística más intensa y alcanzan magnitudes sistemáticamente superiores a las de los eventos asociados a un único forzamiento. El análisis temporal muestra, además, que la dependencia entre precipitaciones extremas y temporales de oleaje se ha intensificado durante las últimas décadas en las cuencas más al norte de la costa catalana, incrementándose la sincronización entre ambos procesos y la probabilidad de ocurrencia de eventos extremos conjuntos. Esta evolución va acompañada de un aumento en la probabilidad de precipitaciones extremas y está asociada a una mayor frecuencia de determinadas configuraciones sinópticas, en particular ciclones mediterráneos y situaciones de bloqueo anticiclónico sobre el norte de la Península Ibérica, que favorecen la coocurrencia de lluvias intensas y oleaje energético.Los análisis de atribución climática demuestran asimismo que los eventos compuestos más severos ya presentan una señal detectable del cambio climático antropogénico a través de la intensificación de las precipitaciones extremas, aumentando de forma significativa la probabilidad de ocurrencia de los eventos compuestos más excepcionales bajo las condiciones climáticas actuales. Más allá de la coocurrencia local de los forzamientos, esta tesis demuestra que la peligrosidad compuesta presenta también un marcado carácter espacial. Las mismas configuraciones atmosféricas responsables de los eventos compuestos más intensos son capaces de generar impactos simultáneos a lo largo de múltiples sectores del litoral, desde Cataluña hasta la Comunidad Valenciana central, siendo el temporal Gloria un ejemplo representativo de este régimen sinóptico.En conjunto, esta tesis demuestra que la peligrosidad asociada a la inundación costera compuesta en el Mediterráneo occidental no puede comprenderse adecuadamente mediante enfoques basados en un único forzamiento, hipótesis de estacionariedad o análisis exclusivamente locales. Por el contrario, una evaluación robusta requiere considerar explícitamente la interacción multivariante entre los distintos forzamientos, la evolución temporal de su dependencia estadística, el papel de la circulación atmosférica y la conectividad espacial de los eventos extremos. El marco metodológico desarrollado constituye una herramienta transferible para mejorar la evaluación de la inundación costera compuesta, apoyar la planificación de la adaptación al cambio climático y avanzar en el conocimiento de los riesgos costeros compuestos en ambientes mediterráneos y otros litorales micromareales dominados por el oleaje.
  

• GARCIA SALANOVA, ANTONIO: Arquitectura amb propòsit per a una gestió sostenible dels equipaments públics
  
  Autor/a: GARCIA SALANOVA, ANTONIO
  Programa: PATRIMONIO ARQUITECTÓNICO, CIVIL, URBANÍSTICO Y REHABILITACIÓN DE CONSTRUCCIONES EXISTENTES
  Departamento: Departamento de Representación Arquitectónica (RA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 09/09/2026
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: REDONDO DOMINGUEZ, ERNEST
  Resumen de tesis: ARQUITECTURA CON PROPÓSITO PARA UNA GESTIÓN SOSTENIBLE DE LOS EQUIPAMIENTOS PÚBLICOSEsta investigación analiza, formula y contrasta razonadamente un modelo integral de gestión sostenible de los equipamientos públicos a lo largo de todo su ciclo de vida, desde la planificación y el diseño hasta la explotación y el desmontaje. Asimismo, incorpora un modelo de gobernanza basado en datos, orientado a facilitar una toma de decisiones colaborativa entre los diferentes agentes implicados. Parte de la hipótesis de que la adopción de un modelo integral de gestión sostenible, fundamentado en metodologías digitales colaborativas —especialmente el Building Information Modeling (BIM)—, en criterios de sostenibilidad y en el análisis del ciclo de vida (ACV), permite superar las limitaciones de los modelos tradicionales de gestión de los equipamientos públicos, caracterizados por la fragmentación de los procesos, la falta de trazabilidad de la información y la escasa optimización de la fase de explotación.El trabajo adopta un enfoque metodológico mixto que combina la revisión sistemática de la literatura, el análisis comparativo entre modelos de gestión, entrevistas a expertos de los sectores público y privado, validación cuantitativa y el desarrollo de un instrumento metodológico original: un marco metodológico de 100 criterios técnicos sostenibles aplicables al conjunto del ciclo de vida, que operativiza el modelo de gestión propuesto. A diferencia de aproximaciones predominantemente teóricas, la investigación se desarrolla en un contexto real de gestión pública de equipamientos educativos e incorpora datos y experiencias profesionales recientes (2024–2025), especialmente en relación con la implantación del BIM en la fase de explotación.La investigación desarrolla asimismo un caso práctico consistente en el diseño de un hipotético Instituto de FP del Audiovisual de Cataluña, ubicado en el recinto de las Tres Chimeneas del Besòs, que actúa como prueba de concepto del modelo integral de gestión propuesto. Este caso permite contrastar la coherencia y la viabilidad del modelo, así como su traducción arquitectónica en relación con los requerimientos pedagógicos de las enseñanzas profesionalizadoras.Los resultados aportan evidencias favorables para el contraste de las tres hipótesis formuladas. En primer lugar, el modelo integral de gestión basado en BIM–ACV mejora la eficiencia, la calidad y la sostenibilidad de los procesos. En segundo lugar, su aplicación conduce a una nueva tipología arquitectónica flexible, modular y orientada al mantenimiento eficiente. En tercer lugar, el modelo integral se adapta de manera coherente a los requerimientos funcionales y pedagógicos de la Formación Profesional, reforzando la conexión entre arquitectura, gestión, innovación educativa y procesos de gobernanza participativa. Especial relevancia adquiere la aportación en el ámbito de la explotación digital, todavia poco desarrolado en la práctica institucional actual.Finalmente, la tesi plantea futuras líneas de trabajo orientadas a la explotación basada en datos, la integración de sistemas inteligentes y la incorporación nuevos profesionales vinculados a la gestión del ciclo de vida.