Escola de Doctorat

Data 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: ENGINYERIA CIVIL
  Departament: Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 20/05/2026
  Data de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 10:30
  Lloc de lectura: UPC Campus Nord, ETSECCPB, C/ Jordi Girona 1-3, edificio C1, Sala 002, Barcelona
  Director/a de tesi: MARTÍN VIDE, JUAN PEDRO | FERRER BOIX, CARLES
  Resum de tesi: Aquesta tesi va ser motivada per la necessitat de comprendre el comportament hidrodinàmic de la confluència dels rius Toltén i Allipén (Xile), on l'any 2013 per espai de 90 dies es va realitzar una campanya de mesurament de càrrega de fons utilitzant un mostrador Helley-Smith. En aquesta campanya es va registrar transport de graves i sorres amb una distribució espacial transversal no uniforme a la secció de mesurament (transecte), denominada en aquesta tesi com a secció 9. No obstant això, l'absència de mesuraments hidrodinàmics simultànies va impedir establir relacions causa-efecte entre el flux i la distribució del transport sòlid.Durant la campanya de camp també es van registrar cabals individuals i totals, amb valors entre 180 i 900 m³/s, informació que va servir de base per al plantejament descenaris experimentals en el model físic.L'objectiu general de la tesi va ser comprendre el comportament hidrodinàmic (camp tridimensional de velocitats) d'aquesta confluència per identificar patrons que puguin ser generalitzables a confluències amb característiques similars.El model físic va ser construït al Laboratori d'Hidràulica de la Universitat de Piura (Perú), definint-se una escala geomètrica de 1:57.9 condicionada per restriccions espacials de la platja de models. El rang de cabals assajats al model va variar entre 7.7 i 32.8 l/s.Els experiments es van dissenyar considerant diferents combinacions de cabal, caracteritzades mitjançant una relació de cabals Q_tributari/Q_principal, els valors dels quals van oscil·lar entre 0.33 i 3.97.La campanya experimental va incloure el calibratge d'abocadors triangulars per a control de cabal i la definició de condicions de contorn mitjançant modelació unidimensional, utilitzant informació del prototip.Es van mesurar 16 seccions transversals, amb un èmfasi especial en les seccions 6, 8, 9 i 11, properes al transsecte de referència. En total es van realitzar 1641 mesuraments tridimensionals de velocitat (u, v, w), registrats a 25 Hz durant 120 segons per punt, generant més de 3000 dades per mesurament.El processament de dades es va realitzar a Matlab mitjançant algoritmes propis que van incloure filtratge per correlació i soroll (AADV i CADV), aplicació del mètode Space-Phase Thresholding i descomposició Wavelet. Aquesta darrera va permetre separar el senyal en components de baixa freqüència (pulsacions) i alta freqüència (fluctuacions turbulentes), facilitant una anàlisi més profunda de l'estructura temporal del flux.Addicionalment, es van identificar pulsacions de baixa freqüència que es presentaven a cada mesurament, a l'espai de temps de 2 minuts es va poder apreciar que es repetien 6 vegades. L'aplicació de tints va confirmar visualment aquests patrons periòdics de mescla.A partir del camp tridimensional de velocitats es van estimar diferents components de tensió: tensió de Reynolds, tensió de baixa freqüència, tensió total, tensions creuades i tensions properes al fons. Es van comparar les tensions obtingudes amb la tensió crítica d'inici de moviment per a un paràmetre adimensional de Shields de 0,03 (sorres i graves), permetent identificar zones potencials de mobilització del llit.Finalment, la principal aportació d'aquesta tesi rau en la caracterització experimental detallada del camp hidrodinàmic tridimensional en una confluència amb discordança morfològica, mitjançant el mesurament directe de les tres components instantànies de la velocitat i l'anàlisi de les fluctuacions. Els resultats obtinguts proporcionen criteris físics i metodològics transferibles a lestudi de confluències de rius amb característiques geomètriques i hidràuliques similars.
  

• 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: ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 01/07/2026
  Data de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: UPC Campus Nord, ETSECCPB, C/ Jordi Girona 1-3, edific C2, Sala 212 (Sala Conferències), Barcelona
  Director/a de tesi: TOSIC, NIKOLA | TURMO CODERQUE, JOSE
  Resum de tesi: La infraestructura civil constitueix el substrat físic de l'activitat econòmica contemporània, però els components metàl·lics del seu esquelet resistent es deterioren contínuament sota atac atmosfèric, amb un cost anual que s'aproxima al 3 o 4 per cent del producte interior brut en qualsevol economia industrialitzada. Tot i aquesta magnitud, aproximadament el 98 per cent de l'inventari mundial de ponts s'avalua exclusivament mitjançant inspecció visual periòdica en lloc de monitoratge instrumentat continu. La mesura de la resistència elèctrica (ER) ha estat l'estàndard reconegut per al monitoratge de corrosió en servei a la indústria del petroli durant dècades, però la seva adaptació a la infraestructura civil s'ha vist obstaculitzada pel cost dels sistemes comercials dedicats d'adquisició de dades necessaris per interrogar les sondes, amb preus entre 1.800 i 11.700 dòlars americans per canal.Aquesta tesi desenvolupa i valida una alternativa de baix cost i codi obert. El sistema Low-cost Electrical Resistance Ohm analYzer (LEROY), desenvolupat en la fase inicial del programa doctoral, va assolir una resolució pràctica de 7 a 30 microohms en maquinari tipus Arduino i es va validar contra la pèrdua de massa gravimètrica amb un marge del 3,31 per cent al llarg d'un assaig accelerat de 125 dies. El programa LEROY també va quantificar les raons per les quals el maquinari Arduino bàsic no pot gestionar la dependència amb la temperatura de la resistència sota condicions contínues de camp, la qual cosa restringeix aquest maquinari a lectures estàtiques.Pràcticament tots els instruments comercials ACM aborden el problema de la temperatura per maquinari, afegint una sonda de referència recoberta. L'estratègia és estructuralment fràgil perquè la massa tèrmica i les característiques de transferència de calor superficial de la sonda de referència difereixen de les de la sonda activa exposada, produint errors de compensació dependents de la fase precisament quan la temperatura canvia amb major rapidesa. La decisió científica central va ser abordar el problema de la temperatura algorítmicament: eliminar completament la sonda de referència i reformular la compensació com una operació firmware en temps real fonamentada en la física de l'estat sòlid de la resistivitat metàl·lica. D'aquí sorgeix el sistema CORrosion Temperature EXpert (CORTEX), contribució tècnica central de la tesi i objecte de la sol·licitud de patent europea EP25382628.CORTEX integra un ADC delta-sigma de 18 bits codissenyat amb una font de corrent de precisió de 156,23 mA, de manera que el bit menys significatiu correspon a 0,1 mil·liohms, un canal Kelvin de quatre fils, i un sensor digital de temperatura SHT35 col·locat al costat de la sonda. Un pipeline firmware autònom de 12 etapes executa un algoritme de compensació de temperatura en temps real derivat de primers principis i validat en un programa de 30 assajos. El coeficient de temperatura es va confirmar com a propietat material estable de l'AISI 1010 (mitjana 0,448 ± 0,007 per cent per grau Celsius); el retard tèrmic va resultar dependent de l'entorn. L'anàlisi d'Allan segons IEEE Std 952-1997 va establir un límit de detecció en camp de 0,038 ± 0,009 μm (3σ). La plataforma va completar 22,4 dies de desplegament autònom IoT a Barcelona amb neutralitat energètica mitjançant un panell solar de 100 W.La tesi conclou amb una campanya accelerada de cicles humit i sec segons ASTM G44 durant 11 dies, en la qual sondes AISI 1010 van ser sotmeses a immersió alternada en electròlit NaCl al 3,5 per cent en pes. La mesura de la progressió de la corrosió obtinguda amb l'algoritme, després de la correcció de la geometria d'immersió parcial i un escalat de temps d'humectació, es va reconciliar amb la mesura gravimètrica ASTM G1 amb un marge del 2,0 per cent sota exposició ISO 9223 Categoria CX.
  

• MONTALÀ PALAU, MONTSERRAT: Resilience in Power Systems: From Technology to System-Level Perspectives
  
  Autor/a: MONTALÀ PALAU, MONTSERRAT
  Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 17/06/2026
  Data de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: Aula Capella - ETSEIB-UPC
  Director/a de tesi: GOMIS BELLMUNT, ORIOL | CHEAH MAÑÉ, MARC
  Resum de tesi: La present tesi s’articula al voltant d’un concepte que recentment s’ha vinculat als sistemes elèctrics: la resiliència. Aquests sistemes han esdevingut fonamentals per al funcionament de les societats actuals i, per aquest motiu, cal continuar transformant-los tot garantint-ne el correcte funcionament.Aquesta tesi aborda el concepte de resiliència en els sistemes elèctrics des de dos vessants complementaris. La primera es focalitza en el desenvolupament d’una metodologia, que permet quantificar la resiliència del sistema elèctric i analitzar com la implantació de diferents tecnologies la pot modificar. La segona se centra en tecnologies específiques i s’articula al voltant del concepte de límit de rampa.Pel que fa a la primera part, el concepte de resiliència en els sistemes elèctrics és relativament recent i ha emergit amb l’objectiu de superar les limitacions del concepte tradicional de fiabilitat. La resiliència pretén considerar un ampli ventall d’esdeveniments que poden afectar el sistema elèctric, inclosos aquells de baixa probabilitat però d’alt impacte, i quantificar-ne les conseqüències en termes energètics, socials i econòmics. Tot i que el concepte de resiliència s’ha incorporat en noves polítiques, fulls de ruta i desenvolupaments tecnològics, la seva mesura i quantificació continuen essent un repte.En aquest context, el desenvolupament de sistemes elèctrics resilients requereix tant la recopilació de dades sobre els sistemes actuals com la identificació dels possibles esdeveniments futurs que els poden afectar. Això fa necessari disposar de metodologies capaces d’integrar i avaluar aquesta informació de manera coordinada. Per donar resposta a aquest repte, la tesi proposa una metodologia que combina eines tradicionals d’anàlisi dels sistemes elèctrics, com els Fluxos de Potència Òptims, amb Sistemes d’Informació Geogràfica. En aquesta aproximació, la resiliència es quantifica a partir de l’energia que un sistema elèctric posa en risc a causa de l’exposició a un conjunt de perills específics. Aquesta metodologia ha estat implementada en una eina que té com a objectiu facilitar-ne l’ús amb coneixements elèctrics bàsics, de manera que pugui ser utilitzada per un ampli ventall d’usuaris.En relació amb la segona part, el límit de rampa es defineix com una estratègia per controlar la velocitat de les variacions de potència activa de les centrals generadores, principalment plantes eòliques i solars fotovoltaiques. A més, com que les plantes d’energies renovables poden operar encara avui sota un factor de potència constant i sense un control actiu de la tensió. Així, limitar les variacions de potència activa es tradueix també en una limitació de les variacions de potència reactiva.Malgrat la seva rellevància, l’aplicació dels límits de rampa continua representant un repte per als diferents agents del sistema elèctric. En aquest sentit, la tesi proposa una metodologia que permet als operadors del sistema determinar el valor requerit del límit de rampa segons característiques tècniques del sistema, com ara la inèrcia, l’amortiment o les constants de temps. Així mateix, es presenta una metodologia dirigida als desenvolupadors de plantes d’energies renovables per tal de dissenyar instal·lacions que compleixin aquests requisits. Atès que això sovint implica la incorporació de sistemes d’emmagatzematge, la metodologia proposada és flexible i permet explorar l’ús de diverses tecnologies d’emmagatzematge.Cada part inclou casos d’estudi que han permès validar la robustesa de les metodologies i eines desenvolupades, mostrant com les diferents estratègies i tecnologies afecten la resiliència i l’estabilitat del sistema elèctric.En conjunt, la present tesi doctoral aporta una contribució significativa al desenvolupament de sistemes elèctrics resilients, amb l’objectiu de garantir-ne el correcte funcionament i, amb això, sostenir la vida i les activitats essencials de les societats contemporànies.
  

• VILELLA VEGA, MANEL: Enhanced modulation strategies for a high-efficiency energy conversion system for electric vehicles
  
  Autor/a: VILELLA VEGA, MANEL
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 22/04/2026
  Data de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Sala de Conferències (TR1-085), campus de Terrassa
  Director/a de tesi: ZARAGOZA BERTOMEU, JORDI | BERBEL ARTAL, NÉSTOR
  Resum de tesi: La transició global cap als vehicles elèctrics (VE) ha intensificat la demanda d’electrònica de potència d’alta eficiència. Els carregadors embarcats On-Board Chargers (OBC) i els sistemes de conversió d’energia bidireccionals són essencials per gestionar el flux d’energia entre la xarxa elèctrica i la bateria del vehicle. Aquests sistemes han de ser compactes, lleugers i capaços d’oferir una alta densitat de potència per satisfer els requisits de l’automoció moderna. En aquest context, la conversió DC-DC bidireccional aïllada, i en particular el convertidor DAB, ha emergit com una tecnologia clau gràcies al seu aïllament galvànic inherent i al seu alt rendiment. Per assolir una elevada densitat de potència i eficiència, aquesta recerca utilitza semiconductors de banda ampla (WBG), concretament dispositius de Nitrur de Gal·li (GaN), que permeten freqüències de commutació més elevades en comparació amb el silici tradicional.L’objectiu principal d’aquest treball doctoral és optimitzar les tècniques de control i modulació per explotar tot el potencial dels semiconductors de GaN, tot mitigant els reptes associats al funcionament a alta freqüència, com ara els efectes paràsits, la gestió tèrmica i les interferències electromagnètiques (EMI). La recerca s’estructura al voltant de quatre contribucions principals.En primer lloc, la tesi avalua experimentalment un convertidor DAB no ressonant basat en GaN, analitzant els compromisos entre la freqüència de commutació, l’eficiència i les EMI. Es demostra que amb l’augment de la freqüència de commutació fins a 200 kHz es manté una alta eficiència, alhora que permet una reducció significativa de la mida dels components passius sense comprometre la compatibilitat electromagnètica.En segon lloc, s’introdueix una quantificació matemàtica del corrent DC en règim estacionari en convertidors DAB no ressonants. La formulació, que té en compte les variacions de la resistència dels semiconductors i els desajustos temporals, es valida experimentalment i s’acobla a una estratègia de control de compensació de tensió en bucle tancat per mitigar de manera efectiva aquests corrents DC paràsits.En tercer lloc, es desenvolupa una modulació de freqüència variable per reduir els corrents de pic transitoris durant l’arrencada i les variacions de càrrega.Finalment, la tesi explora la connexió modular en sèrie-paral·lel de convertidors per escalar el sistema a diferents tensions de bateria dels VE.
  

• ÁLVAREZ ROBERT, DAVID: On the co-design of runtimes, systems and programming interfaces for HPC
  
  Autor/a: ÁLVAREZ ROBERT, DAVID
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: Departament d'Arquitectura de Computadors (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/06/2026
  Data de lectura: 28/07/2026
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: Sala d'Actes de la FIB, Edifici B6, planta 0, Campus Nord UPC
  Director/a de tesi: BELTRAN QUEROL, VICENÇ
  Resum de tesi: Les plataformes de Computació d'Altes Prestacions (HPC) estan evolucionant cap a arquitectures cada cop més complexes: processadors amb grans quantitats de nuclis i amb jerarquies de memòria d'accés no uniforme (NUMA) multi-nivell, heterogeneïtat en els sistemes amb múltiples tipus d'acceleradors, i interconnexions de més capacitat. L'increment de complexitat i la varietat de recursos en aquestes màquines complica la feina d'utilitzar-les de forma eficient i efectiva, la qual recau en les persones que les programen. El resultat és que, als centres de dades moderns, molts recursos acaben sent infrautilitzats, empitjorant la seva eficiència energètica i limitant la seva capacitat.Aquesta tesi proposa abordar aquests reptes mitjançant el disseny conjunt de components a totes les capes del programari, anant des dels mecanismes d'execució i les interfícies de programació fins al programari de sistema de baix nivell. Primerament, estudiem els mecanismes d'execució basats en tasques i identifiquem oportunitats per reduir el cost computacional associat a la gestió de tasques i millorar l'escalabilitat en sistemes amb molts nuclis, introduint noves tècniques de planificació i gestió de dependències que mantenen el rendiment fins i tot en nivells extrems de concurrència. A continuació, abordem els problemes de programabilitat i rendiment en sistemes heterogenis, proposant noves interfícies i sistemes d'execució per superposar de manera més efectiva el moviment de dades, l'execució en acceleradors i el càlcul al processador principal.També argumentem a favor d'un disseny conjunt entre aplicacions i models de programació mitjançant l'estudi d'una classe d'aplicacions cada vegada més habituals: els càlculs iteratius basats en dependències de dades, utilitzats sovint en simulacions, mètodes matemàtics iteratius i intel·ligència artificial. A partir d'aquest estudi, proposem optimitzacions específiques per a aquesta classe d'aplicacions, mostrant com el disseny conjunt pot conduir a millores de rendiment significatives.Finalment, presentem el programari de gestió de tasques nOS-V amb l'objectiu de millorar la utilització global del sistema mitjançant la coplanificació d'aplicacions, i posteriorment apliquem la mateixa metodologia per aconseguir models de programació realment interoperables, permetent que diversos models i biblioteques paral·leles convisquin dins d'una mateixa aplicació minimitzant la interferència mútua.En conjunt, les contribucions d'aquesta tesi proporcionen tècniques d'execució, abstraccions de programació i mecanismes de sistema que, de manera conjunta, milloren el rendiment global, l'eficiència i la composabilitat dels sistemes HPC de nova generació.