Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 22/11/2024

• BALLESTAR DE LAS HERAS, RICARDO LUIS: Manufacturing and recycling of polyolefins and biopolymers in a circular economy model. Mechanical, thermal and morphological characterization of polymers and high-performance films.
  
  Autor/a: BALLESTAR DE LAS HERAS, RICARDO LUIS
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: POLÍMEROS Y BIOPOLÍMEROS
  Departamento: Departamento de Ingeniería Química (EQ)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 26/07/2024
  Fecha de lectura: 22/11/2024
  Hora de lectura: 16:00
  Lugar de lectura: Defensa pública a ESEIAAT (Escola Superior d'Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa) Edifici TR1. C. Colom, 1 08222 Terrassa
  Director/a de tesis: COLOM FAJULA, XAVIER | CAÑAVATE AVILA, FRANCISCO JAVIER
  Tribunal:
       PRESIDENT: SAURINA CANALS, JOAN
       SECRETARI: GARRIGA SOLE, PERE
       VOCAL: MARÍN GENESCÀ, MARC
  Resumen de tesis: El 29 de abril de 2015, la UE promulgó la Directiva 2015/720 con el fin de fomentar la reducción del consumo de plástico, promover el uso de bolsas reutilizables e impulsar la sustitución de las bolsas de plástico de un solo uso por otras biodegradables. Esta legislación europea se traspuso a nivel nacional en el Real Decreto 293/2018 de 18 de mayo, sobre reducción del consumo de bolsas de plástico. Todas estas legislaciones y las reglamentaciones derivadas tienen un fuerte impacto sobre el sector de transformación, que se ha visto obligado a reinventarse para continuar su actividad. Este trabajo pretende aportar respuestas a los retos a los que se enfrentan los transformadores frente a las nuevas regulaciones, así como a las necesidades que les provoca. El carácter práctico del proyecto y la escala industrial en la que se ha desarrollado, son sus señas de identidad principales. Un primer objetivo consiste en establecer las ventanas de procesabilidad y calidad del material reciclado posindustrial y posconsumo para la obtención de un producto final con una calidad prefijada. Para este estudio se ha partido de tres conjuntos de polietilenos: virgen, posindustrial y posconsumo. Cada uno de ellos se ha sometido a un ciclo de procesado que se ha iterado hasta doce veces en el caso del material posindustrial y cuatro veces en el caso del material posconsumo. Reproducir el esquema de circularidad a lo largo del ciclo de vida de las bolsas es el principio que sostiene la metodología de ciclos utilizada para la obtención de las muestras a caracterizar. Para cada uno de los ciclos, consistentes en una extrusión y un reciclado, se ha estudiado la evolución a nivel micro y macroscópico que se produce, analizando los cambios morfológicos, estructurales (mediate las técnicas de DSC, TGA, GPC y FTIR) y la evolución en las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción y elongación a la ruptura, rasgado, impacto (dart test) y evolución colorimétrica). A nivel microestructural, se han observado dos tipos de estructuras cristalinas que evolucionan de manera diferente a lo largo de los ciclos debido a los fenómenos de degradación termo-oxidativa a los que se ven sometidas. Los cambios microestructurales son complejos, se observa una tendencia a la disminución en los niveles de cristalinidad debido a la rotura de las cadenas con una estructura más lineal y menor ramificación, así como una tendencia al entrecruzamiento de las estructuras más ramificadas. Estos cambios afectan de forma distinta al polietileno reciclado posindustrial y posconsumo.A nivel macroscópico, desde el punto de vista mecánico, la propiedad más crítica a medida que transcurren los ciclos de reciclado es el rasgado, que llega hasta una disminución del 40% del valor de partida y puede ser considerada como el limitante principal en la sucesiva reutilización de los polímeros considerados. Siguiendo las prescripciones de las normativas citadas anteriormente, los polímeros biodegradables, con los que se fabrican las bolsas de un solo uso, constituyen un segundo foco de interés. En el estudio se establece el tiempo en el que las bolsas mantienen sus propiedades de usabilidad en condiciones de almacenamiento estándar. Para ello, se analizaron muestras durante doce meses consecutivos. A nivel macroscópico, el fenómeno más significativo fue una pérdida progresiva en las propiedades de tracción, elongación e impacto. A nivel micro, dos mecanismos de degradación se encontraron y presentaron una evolución a lo largo del tiempo estudiado, siendo el primero de ellos la hidrólisis y el segundo la termo-oxidación del material, que tuvieron lugar en la fase amorfa. El estudio concluye que las bolsas ensayadas tienen una vida útil, en condiciones de estocaje estándar, de más de doce meses.
  

• BARRIOS AVALOS, JUAN JOSE: Reestructuración urbana de la Región Hidrológica 36 Nazas - Aguanaval, México: Modelos agroproductivos y sus sistemas hidrográficos
  
  Autor/a: BARRIOS AVALOS, JUAN JOSE
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: URBANISMO
  Departamento: Departamento de Urbanisme, Territori y Paisaje (DUTP)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 30/09/2024
  Fecha de lectura: 22/11/2024
  Hora de lectura: 11:30
  Lugar de lectura: Face-to-face (Room C-B1. ETSAB. Main floor)
  Director/a de tesis: FRANQUESA SANCHEZ, JORDI
  Tribunal:
       PRESIDENT: LLOP TORNE, CARLOS JUAN
       SECRETARI: MENDOZA ARROYO, MARIA DEL CARMEN
       VOCAL: SAINZ GUTIERREZ, VICTORIANO
  Resumen de tesis: La Región Hidrológica 36 (RH36) es una de las 37 regiones hidrológicas identificadas en México por la Comisión Nacional del Agua. Dentro de esta región se localizan las cuencas de los ríos Nazas y Aguanaval, dos ríos endorreicos del noroeste mexicano. Las aguas de estos dos ríos han permitido que la Zona Metropolitana de la Laguna sea una región próspera con una gran industria agroproductiva. Esto pudo lograrse con la regulación de los ríos (principalmente el río Nazas) mediante la construcción de presas y canales entre 1930 y 1990. Sin embargo, el control establecido sobre el río Nazas con las presas Lázaro Cárdenas, Francisco Zarco y la red de canales en la cuenca baja, intensificó la pérdida de la Laguna de Mayrán en su desembocadura, además de la desaparición del caudal en la cuenca baja frente a las ciudades de Torreón, Gómez Palacio y Lerdo.En las cuencas bajas de la RH36 existe un elevado estrés hídrico, consecuencia de la sobreexplotación de los acuíferos principales y la baja disponibilidad de recursos hídricos por los efectos del cambio climático. En el contexto de esta investigación, se parte de una hipótesis que sostiene que el elevado estrés hídrico es en parte ocasionado por la desconexión entre la infraestructura regional de almacenamiento y distribución del agua, los sistemas de irrigación agrícola, las poblaciones rurales, urbanas, y sus superficies agroproductivas. Adicionalmente, se argumenta que las infraestructuras hidráulicas han sido planificadas al margen del contexto urbano regional de la cuenca baja y sus dimensiones lógicas, lo que ha ocasionado alteraciones a la matriz ecológica y la organización de las poblaciones rurales.En la investigación se utiliza un enfoque de cuenca para determinar los límites del objeto de estudio. Es decir, se sostiene que para la reestructuración de las poblaciones y la potencial restauración fluvial de los ríos Nazas y Aguanaval, es necesario comprender la organización de todas las comunidades dentro de los límites geográficos. Cada una de las 33 subcuencas que componen la RH36 es sujeta a un análisis profundo de sus tejidos urbanos y rurales. Además de las poblaciones, el estudio de las superficies agroproductivas, la infraestructura hidráulica y vial es parte fundamental del enfoque de cuenca. La tesis se desarrolla en cuatro capítulos. En el primer capítulo se explican la metodología, hipótesis, objetivos y la estructura general de la RH36. Adicionalmente, se integran referencias sobre estructuras de almacenamiento de agua en diversos contextos que comparten condiciones geográficas similares a la RH36. El segundo capítulo es un atlas dirigido a construir información morfológica de las 33 subcuencas de la región, sus tejidos urbanos, rurales y superficies agroproductivas. Este atlas es uno de los principales aportes de la investigación y sirve de preámbulo para los capítulos III y IV. El tercer capítulo, explora referencias globales sobre la restauración fluvial y remoción de presas, las referencias son un punto de partida para el capítulo IV donde se presenta el aborde estratégico para la restauración fluvial de la RH36.Finalmente, la investigación presenta conclusiones basadas en el análisis profundo de los tejidos, la red hidrográfica y la infraestructura hidrológica. Se defiende que las infraestructuras hidráulicas localizadas en la transición urbano-rural en las ciudades intermedias de la RH36 pueden ofrecer servicios ecosistémicos y propiciar el equilibrio ecológico-productivo de la región. Adicionalmente, se sostiene que la restauración hídrica en el curso bajo de los ríos Nazas y Aguanaval depende directamente de una reestructuración de la infraestructura hidráulica de las poblaciones urbanas y rurales en toda la región hidrológica 36.
  

• BUOB, SANDRA: Quantum-gas microscopy of strontium Bose- and Fermi-Hubbard systems
  
  Autor/a: BUOB, SANDRA
  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: 16/10/2024
  Fecha de lectura: 22/11/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: ICFO, Mediterranean Technology Park, Avinguda Carl Friedrich Gauss, 3, 08860 Castelldefels, Barcelona
  Director/a de tesis: TARRUELL PELLEGRIN, LETICIA
  Tribunal:
       PRESIDENT: HOLGER ESSLINGER, TILMAN
       SECRETARI: LOZA ALVAREZ, PABLO
       VOCAL: GROSS, CHRISTIAN
  Resumen de tesis: Los átomos ultrafríos han demostrado ser un recurso valioso para el estudio y la comprensión de sistemas cuánticos de muchos cuerpos en un entorno controlado. En particular, los microscopios de gases cuánticos proporcionan un acceso sin precedentes a observables locales y permiten investigar esos sistemas a nivel de cada partícula individual, ofreciendo nuevas perspectivas sobre su comportamiento. Aunque hasta ahora la mayoría de estos microscopios han utilizado átomos alcalinos, se espera que las propiedades distintivas de los átomos alcalinotérreos, en particular el estroncio, combinadas con la microscopía de gases cuánticos, arrojen nueva luz sobre una amplia variedad de problemas de muchos cuerpos. Esta tesis describe la realización de imágenes con resolución de átomo único de la red para estroncio bosónico y fermiónico en una red óptica en régimen de Hubbard. Este resultado abre la posibilidad de estudiar nuevos tipos de sistemas de Bose-Hubbard y Fermi-Hubbard SU(N).Un paso esencial en los experimentos de átomos ultrafríos es el de preparar una nube cuántica degenerada. En la primera parte de esta tesis, discutimos los métodos implementados en nuestro aparato para lograr este objetivo. Hemos desarrollado un nuevo método de protección sobre una transición en que duplica el número de átomos en la primera etapa de enfriamiento, la trampa magneto-óptica azul sobre la transición ancha. Durante la segunda etapa de enfriamiento en una trampa magneto-óptica roja sobre la línea estrecha, la estructura hiperfina de los átomos fermiónicos presenta nuevos desafíos, que abordamos mezclando los estados hiperfinos con un láser adicional para lograr un atrapamiento y enfriamiento eficiente. Después de las etapas de enfriamiento láser, realizamos enfriamiento por evaporación en una trampa dipolar antes de cargar los átomos en una red óptica bidimensional. El láser de la red opera a la longitud de onda mágica para la transición reloj del estroncio (813.4nm), lo que permitirá mediciones de alta precisión en futures experimentos.Para tomar imágenes de los átomos individuales en la red óptica, colocamos un objetivo de microscopio de alta apertura numérica a poca distancia de los átomos. Demostramos la detección de átomos individuales para estroncio bosónico y fermiónico, y reconstruimos la ocupación en la red para ambos, alcanzando fidelidades de hasta un 96%. Para el isótopo bosónico de Sr-84, inducimos fluorescencia en la transición ancha azul y simultáneamente realizamos enfriamiento atractivo de Sísifo en la transición estrecha roja. Además, mediante la combinación este método y la detección en el espacio de momentos, conseguimos observar la interferencia de la onda de materia que surge de la coherencia de fase del superfluido de Bose-Hubbard. Para los átomos fermiónicos de Sr-87, utilizamos solo la transición roja para la fluorescencia, lo que nos permite obtener por primera vez tanto resolución de átomos individuales como detección del estado de espín en átomos alcalinotérreos.Esta tesis ha combinado, por primera vez, la microscopía de gases cuánticos con el estroncio ultrafrío y sus propiedades espectrales distintivas. Esta plataforma habilita una amplia variedad de futuros estudios. Para los bosones, permite la investigación de sistemas Bose-Hubbard disipativos con detección de átomos individuales así como la exploración de la interacción colectiva de átomos y fotones en matrices ordenadas de átomos. Para los fermiones, la detección individual de átomos y su estado de espín proporciona el entorno ideal para investigar las correlaciones antiferromagnéticas en sistemas SU(N ≤10) de Fermi-Hubbard y la realización de fases magnéticas exóticas.
  

• DADJO TAVAKOLI, SAMAN: Control Design for Converters in Modern Power System
  
  Autor/a: DADJO TAVAKOLI, SAMAN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA ELÉCTRICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Eléctrica (DEE)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 25/09/2024
  Fecha de lectura: 22/11/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Aula 28.8 - ETSEIB- UPC - Avda. Diagonal, 647, Barcelona
  Director/a de tesis: GOMIS BELLMUNT, ORIOL | PRIETO ARAUJO, EDUARDO
  Tribunal:
       PRESIDENT: WANG, XIONGFEI
       SECRETARI: RENEDO ANGLADA, FRANCISCO JAVIER
       VOCAL: LINDNER, MARCO
  Resumen de tesis: El comportamiento dinámico de los sistemas eléctricos modernos está cada vez más influido por la dinámica de los convertidores de potencia. A nivel de generación, un gran volumen de energía eólica y solar con sus convertidores de potencia a gran escala están sustituyendo a los generadores síncronos convencionales. A nivel de transmisión, se están encargando muchos proyectos de corriente continua de alta tensión (HVDC) basados en la tecnología de convertidores multinivel modulares (MMC) para transferir la energía eólica marina a los centros de carga, interconectar dos redes de CA no síncronas o dos nodos diferentes de la misma red de CA (como enlace integrado) para mejorar la seguridad del suministro. El nivel de consumo también se enfrenta a una integración tan elevada de los convertidores de potencia, ya que las cargas flexibles modernas, como los vehículos eléctricos, los accionamientos de motores industriales y los recientes electrolizadores de hidrógeno, se conectan al sistema eléctrico a través de convertidores de potencia. Esta transformación en los niveles de generación, transmisión y consumo da lugar a una dinámica de potencia nunca antes experimentada en los sistemas eléctricos convencionales.La alta penetración de los convertidores de potencia puede causar varios retos: reducción de la inercia total del sistema y de la corriente de cortocircuito, excitación de interacciones indeseables entre los bucles de control, reducción del margen de estabilidad y pérdida de dispositivos en el contexto de la conmutación por fallo (FRT). Estos retos pueden abordarse mediante ajustes adecuados en los sistemas de control de los convertidores de potencia.A nivel de transmisión, esta tesis se centra en mejorar el comportamiento dinámico de los sistemas HVDC. Se propone una metodología para estudiar la estabilidad de pequeña señal y evaluar las posibles interacciones que pueden producirse entre los lazos de control de dos estaciones convertidoras HVDC. A continuación, se desarrolla un controlador multivariable basado en la práctica de diseño H-inf para optimizar el comportamiento dinámico del sistema. Como estudio complementario, se adopta un enfoque de control mu-síntesis para que el control HVDC sea resistente a la variación de la impedancia de la red de CA. En el contexto del rendimiento FRT, se mejora el funcionamiento en fallo del sistema HVDC mediante la modificación adecuada de los bucles de control MMC. Por último, se realiza un breve estudio sobre el diseño del control de droop de tensión de CC en un sistema HVDC multiterminal. A nivel de generación, esta tesis investiga el comportamiento dinámico del control de formación de red durante eventos de fallo en un sistema eléctrico de baja tensión. Investiga la complicación relacionada con los códigos de red existentes y sugiere dos controles FRT para el soporte de tensión de CA durante la recuperación de fallos. Como último paso, esta tesis evalúa la viabilidad de las cargas flexibles modernas para proporcionar servicios de formación de red a la red eléctrica de baja potencia. Se utiliza como ejemplo un electrolizador de hidrógeno y se relacionan las restricciones operativas relacionadas con la producción de hidrógeno con las funcionalidades de formación de red.
  

• DE LA CRUZ JESUS, LUCIA GUADALUPE: Multifunctional eco-friendly aerogel composites for thermal insulation and fire resistant applications.
  
  Autor/a: DE LA CRUZ JESUS, LUCIA GUADALUPE
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES
  Departamento: Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales (CEM)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 01/10/2024
  Fecha de lectura: 22/11/2024
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: Defensa pública EEBE, Sala Polivalente del Edificio A, planta baja, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesis: SANCHEZ SOTO, MIGUEL ANGEL | ABT, TOBIAS MARTIN
  Tribunal:
       PRESIDENT: MASPOCH RULDUA, MARIA LLUÏSA
       SECRETARI: CASTILLO LÓPEZ, GERMAN
       VOCAL: ECEIZA MENDIGUREN, MARÍA ARÁNZAZU
  Resumen de tesis: El reemplazo de los polímeros derivados del petróleo por alternativas naturales, requiere superar numerosas limitaciones, como las que se derivan de sus bajas propiedades térmicas y mecánicas, o de su inherente baja resistencia al fuego. Un método habitual para conseguir un mejor aislamiento térmico es el empleo de sistemas porosos como, pueden ser las espumas técnicas. Los aerogeles, al ser muy porosos y ligeros, poseen una baja conductividad térmica, lo que los convierte en barreras eficaces para este fin. Sin embargo, el reto consiste en encontrar una solución en la que las propiedades se encuentren optimizadas.Esta tesis pretende demostrar que, mediante el uso de materiales y procesos respetuosos con el medio ambiente, es posible crear aerogeles multifuncionales con propiedades optimizadas, posicionándolos como alternativas viables, entre otras, a las espumas convencionales.En primer lugar se estudió el comportamiento del alcohol polivinílico (PVA), que fue modificado a través de la introducción de alginato, ácido tánico (TA) y arcilla, ésta última como elemento estructural. Los enlaces por puentes de hidrógeno entre los grupos polares de los diversos componentes produjeron una mejora de las propiedades mecánicas en un factor de diez. No obstante, fue necesario adicionar NaOH y trabajar en medio básico para superar la alta atracción entre TA y PVA que inhibía la formación del gel. La matriz de aerogel de PVA se entrecruzó utilizando iones de calcio y borato, lo que condujo a una mejora adicional de la estabilidad térmica y resistencia al fuego. Representativamente, el pico de liberación de calor (PHRR) disminuyó cinco veces con respecto al PVA.La gelatina, se utilizó como un sistema novedoso para desarrollar aerogeles híbridos. El ácido tánico jugó un papel crucial, debido al establecimiento de fuertes enlaces con los núcleos activos de la gelatina. Este enfoque dio como resultado aerogeles excepcionalmente resistentes, logrando un aumento de hasta 15 veces en la tensión de fluencia. Tanto la acción protectora de las partículas de nanoarcilla, como la formación de una capa carbonizada promovida por la acción del ácido tánico, impartieron a los aerogeles de excelentes propiedades retardantes de llama. A través de una simple inmersión en polidimetilsiloxano y nanopartículas de SiO2, fue posible conseguir superficies superhidrófobas.Finalmente, el rendimiento de los compuestos de alginato de amonio modificados con arcilla y TA se estudió en función de la orientación inducida durante la liofilización. Se eligió este polisácarido para la matriz, porque la liberación de nitrógeno durante su calentamiento, debería reducir la cantidad de gases combustibles, aumentando la resistencia a fuego. La orientación y la reticulación demostraron ser pasos clave para la mejora de las propiedades mecánicas, logrando valores tan altos como 305 MPa y 7 MPa cm³/g para módulo y la tensión de fluencia respectivamente; colocando estos sistemas entre los más altos reportados en la literatura. La evolución de la conductividad térmica fue coherente con la predicción de los modelos existentes, aumentando en las muestras orientadas axialmente debido a la contribución del mecanismo de convección. La estabilidad térmica y la resistencia al fuego mejoraron significativamente mediante la adición de ácido tánico, lo que dio como resultado una tasa de liberación de calor de tan solo 21 kW/m² juntamente como la ausencia de llama.Así pues, se han desarrollado nuevos tipos de aerogeles ecológicos porosos y ultraligeros que han sido fabricados utilizando técnicas de liofilización y post-reticulación, logrando un excelente equilibrio entre resistencia mecánica, estabilidad térmica y resistencia al fuego. En resumen, este trabajo demuestra que los aerogeles biodegradables y con base biológica pueden considerarse un enfoque viable cuando se buscan alternativas más ecológicas con propiedades comparables a los materiales espumados tradicionales.