Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 19/05/2025

• BARBERO DEL RÍO, MANUEL: Estudio de los principales contaminantes en lavandería industrial y diseño de un sistema de reutilización de agua
  
  Autor/a: BARBERO DEL RÍO, MANUEL
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA DE PROCESOS QUÍMICOS
  Departamento: Departamento de Ingeniería Química (EQ)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 24/04/2025
  Fecha de lectura: 19/05/2025
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: DE PABLO RIBAS, JOAN | CASAS GARRIGA, SANDRA
  Resumen de tesis: Mediante esta tesis doctoral se ha conseguido desarrollar una solución tecnológica de reutilización de agua para el sector de la lavandería industrial. Además, se ha estudiado la emisión de microplásticos y contaminantes emergentes asociados a esta actividad, poniendo el foco en estrategias que minimicen la problemática asociada por estos. El sistema de reutilización, cuya tecnología principal es la ultrafiltración cerámica, y utiliza el fraccionamiento de espuma y la oxidación química como post-tratamiento, consigue una tasa de reutilización de agua del 86% en procesos de lavado unitarios sin afectar la calidad final de estos. El proceso de diseño se ha llevado a cabo en diferentes fases incluyendo análisis de viabilidad de las tecnologías, testeo en laboratorio y validación a escala piloto y real. El fraccionamiento de espuma se testó utilizando una columna de aireación mediante las cuales se consiguieron tasas de separación de tensioactivos del agua de hasta un 70% y como consecuencia de ello, una corriente concentrada en tensioactivos cuya reintroducción en subsecuentes procesos de lavado mejoró la eliminación de ciertas manchas patrón hasta en un 20%. Los ensayos preliminares de membranas de ultrafiltración permitieron generar modelos explicativos de la calidad del permeado y flujo transmembrana a partir de una matriz de iteraciones de la presión de trabajo para tamaños de corte molecular desde 1 hasta 1400 kDa.Para la validación a escala piloto de la tecnología de ultrafiltración con membranas cerámicas, se combinó un proceso de tratamiento-reutilización directa en el cual se utilizaron únicamente 23L de agua de red en cada lavado. Esto fue implementado en una lavadora de 13 kg de capacidad a lo largo de 10 ciclos consecutivos y demostró la mayor eficacia de las membranas de 15 sobre las de 50 kDa para separación de tensioactivos aniónicos (+9%) y DQO (+13%). El análisis de la eficiencia de los aclarados mostró resultados más estables con la utilización de las membranas de 15 kDa hecho asociado a la mayor eliminación de tensioactivos a lo largo de los ciclos de reutilización, por lo que se escogió este tamaño de poro para la validación final del sistema. Finalmente, se combinó la ultrafiltración con el fraccionamiento de espuma y la oxidación química mediante ozono. Estas dos últimas técnicas coexistieron en un reactor cilíndrico construido a tal efecto y situado a posteriori de la ultrafiltración con el cual se consiguió aumentar los rendimientos de eliminación de tensioactivos aniónicos hasta un 91% tras 15 minutos de tratamiento. Además, se comprobó una completa eliminación del color desprendido por las prendas, evitando así la transferencia de este a procesos de lavado siguientes. La emisión de microplásticos durante el lavado de las prendas a lo largo de su vida útil, se cifró en 7.957.942 microfibras por kg de ropa lavado. El 44% de estas micropartículas se emiten durante los primeros 5 lavados y su emisión se puede reducir de forma sustancial con programas de lavado con baja acción mecánica. El estudio de contaminantes emergentes en lavandería industrial ha evidenciado la presencia de este tipo de compuestos en las aguas residuales generadas. Estos, migrarían desde los tejidos donde se encuentran depositados o impregnados, hacia el agua utilizada en el proceso de lavado y a continuación serían vertidos a la red de saneamiento. En total, se han detectado 27 compuestos de distintos tipos como desinfectantes, medicamentos, antibióticos, drogas de abuso, pesticidas y repelentes de insectos. Se ha descubierto que, la lavandería hospitalaria es el sub sector en cuyas aguas se han detectado las concentraciones más altas y una mayor variedad de microcontaminantes, seguida por la lavandería hotelera y de ropa laboral. La eliminación de este tipo de contaminantes se ha podido validar con un sistema de tratamiento alcanzando rendimientos superiores al 98% para la mayoría de los compuestos estudiados.
  

• COLAUTTI, VIVIANA ELIZABETH: El orden desconcertado. Tensión entre soporte físico y cuadrícula. Lógicas de ocupación en la ciudad de Córdoba, Argentina.
  
  Autor/a: COLAUTTI, VIVIANA ELIZABETH
  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: 10/04/2025
  Fecha de lectura: 19/05/2025
  Hora de lectura: 18:30
  Lugar de lectura: ETSAB (Esc. Técnica Sup. Arquitectura de Bcn)-Planta Baja-Aula C-B4Av. Diagonal, 649-651-08028-Barcelona(Inicio conexión a las 18:00-hora Bcn)
  Director/a de tesis: SABATE BEL, JOAQUIN | MOISSET DE ESPANES, INES
  Resumen de tesis: Esta investigación nace con la firme convicción de que el crecimiento y la transformación de la ciudad de Córdoba (Argentina) son resultado de un diálogo y complementariedad singular entre el soporte físico (que incluye topografía, ríos, arroyos, líneas del ferrocarril vinculadas a las cotas de nivel) y el orden geométrico de la cuadrícula. Estas tensiones se desarrollan en un contexto histórico latinoamericano muy particular que ha dado forma a la ciudad.Las transformaciones del crecimiento urbano derivan en buena medida del uso industrial-productivo (ferrocarril) y se sitúan en los bordes de elementos naturales (como el río Suquía, o el arroyo La Cañada), o entre los barrios pericentrales. En estos barrios, localizados en torno a su área central, la ciudad muestra cuadrículas muy diversas, marcadas por rasgos físicos singulares.El orden complejo de la ciudad surge del encuentro de tres órdenes. El orden abstracto de la cuadrícula. El orden del soporte físico y el componente temporal de la historia. Este encuentro genera un orden desconcertado, caracterizado por los cambios acelerados, la coexistencia de elementos heterogéneos y la pérdida de memoria en áreas indefinidas e intersticiales. Estas áreas son remanentes, ubicadas junto a zonas claramente ordenadas, provocan desigualdades en el uso del espacio y contrastes marcados en el tejido urbano.El objetivo principal es detectar las lógicas de ocupación durante los procesos de transformación urbana resultantes de la tensión entre soporte físico y cuadrícula.Los procesos de crecimiento urbano han determinado tanto el destino productivo de la ciudad de Córdoba, como su identidad. Se trata de una combinación entre una dimensión geográfica y otra geométrica, donde el crecimiento de la cuadrícula es el detonador de procesos de transformación. Este proceso de urbanización supone una estrategia de ocupación que implica la transformación del medio natural en un medio construido.El concepto de orden, entendido como instrumento de organización y articulador entre diversos componentes urbanos, se enfrenta a lo largo de la historia de nuestras ciudades hispanoamericanas a tensiones provocadas por las preexistencias, apareciendo un contrapunto permanente entre orden y desorden. El principal aporte de esta tesis es develar los procesos de transformación, que han influido en el cambio de la ciudad, la detección de lógicas de crecimiento y la categorización en diversas escalas de intersticios urbanos de los barrios peri-centrales de Córdoba.La hipótesis principal es que el orden de la cuadrícula, de origen político, relacionado con la subdivisión y distribución de la tierra, se adapta a diversas situaciones y cruces singulares frente a hechos concretos y físicos de la ciudad frente al orden del soporte físico, que incluye la situación geográfica, topográfica, geológica y estructural de la ciudad, y se transforma de acuerdo al avance tecnológico de la ciudad. Estos órdenes están vinculados por acontecimientos históricos temporales, dando lugar a formas urbanas únicas que reflejan las lógicas locales de ocupación y producción. Enfatizando la interacción de factores y la convergencia de órdenes que dan forma al crecimiento urbano.Se plantean tres etapas metodológicas: crítica, indagación y síntesis. En la etapa de crítica, Se caracteriza el área de estudio, generamos preguntas y definimos los componentes de estudio (soporte físico y cuadrícula). En la etapa de indagación, se parte del análisis bibliográfico y cartográfico de la ciudad de Córdoba y de la lectura de dibujos, mapas, imágenes y datos de la realidad y mediante una lectura en capas con un cierto nivel de abstracción. Se utilizan un conjunto de gráficos interpretativos, para detectar permanencias y elementos emergentes en las transformaciones urbanas. En la etapa de síntesis, se proponen posibles instrumentos de interpretación.
  

• GARCÍA HARO, ALAN: Isla de frío de los parques urbanos: Hacia la definición de parámetros de composición para la optimización del efecto de enfriamiento en distintos contextos climáticos mediante análisis remoto
  
  Autor/a: GARCÍA HARO, ALAN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: GESTIÓN Y VALORACIÓN URBANA Y ARQUITECTÓNICA
  Departamento: Departamento de Tecnología de la Arquitectura (TA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 02/04/2025
  Fecha de lectura: 19/05/2025
  Hora de lectura: 17:30
  Lugar de lectura: ETSAB (Esc. Técnica Sup. Arquitectura de Bcn)-Planta Baja-Sala de GradosAv. Diagonal, 649-651-08028-Barcelona(Inicio conexión a les 17:00 h)
  Director/a de tesis: ROCA CLADERA, JOSE NICASIO | ARELLANO RAMOS, BLANCA ESMARAGDA
  Resumen de tesis: Debido a su composición, caracterizada generalmente por la predominante presencia de vegetación y suelos permeables, los parques urbanos presentan temperaturas más bajas en comparación con otras áreas de la ciudad. En muchos casos, esta disminución térmica se extiende hacia las zonas circundantes, generando el fenómeno conocido como “isla de frío de los parques” (IFP). Este efecto convierte a los parques en elementos esenciales para la regulación y mitigación del calor urbano, un problema agravado por la isla de calor, el incremento global de las temperaturas y la creciente frecuencia e intensidad de eventos extremos asociados al cambio climático; situaciones que representan amenazas para la salud pública, afectando desproporcionadamente a grupos vulnerables e incrementando las tasas de mortalidad atribuidas al calor. Asimismo, la limitada disponibilidad de datos climáticos actualizados y detallados dificulta la planificación y diseño de estrategias de mitigación adecuadas y efectivas a nivel local.Esta investigación tiene como objetivo establecer parámetros de diseño que optimicen la isla de frío de los parques urbanos (IFP) en diversos contextos climáticos, empleando técnicas de percepción remota. Para ello, se desarrolló una metodología flexible basada en el análisis de datos satelitales y modelos estadísticos, adaptable tanto a la disponibilidad de información como a las particularidades de cada caso de estudio. La metodología se estructura en tres etapas principales: 1) cuantificación de la intensidad y extensión espacial del efecto de isla de frío generado por los parques; 2) estimación de descriptores físicos a partir de información de percepción remota; y 3) análisis estadístico de la influencia de las características físicas de los parques y su entorno sobre los indicadores de isla de frío. Este estudio desarrolla los casos de Barcelona (clima mediterráneo) y Mexicali (clima caluroso árido), seleccionados por sus condiciones climáticas contrastantes y diferentes niveles de disponibilidad de información institucional. Los primeros resultados permiten identificar que, el caso de Barcelona con 86 parques urbanos, registra una intensidad promedio en el día de verano de IFP de 1.51°C con un alcance de 78.02m, mientras que, Mexicali con 435 parques, alcanzó una intensidad de 0.90°C y un alcance de 119.03m; destacando un contraste inicial mediante estos parámetros donde en Barcelona dos casos no registraron efecto de isla de frío (2.3%), meintras que en Mexicali este número subió a 133 parques (30.6%). Los resultados muestran que la vegetación es el principal factor regulador de la temperatura urbana en ambas ciudades. En Mexicali, los modelos explicativos que integraron variables derivadas del NDVI y la clasificación supervisada de coberturas de suelo mediante Random Forest alcanzaron valores de R² superiores al 90 % en primavera y verano. En Barcelona, aunque el NDVI también fue relevante, el análisis identificó limitaciones relacionadas con la proximidad al mar y áreas forestales.En conclusión, esta investigación establece una base metodológica para definir parámetros de diseño de parques urbanos mediante información remota, adaptados a las necesidades funcionales y temporales de cada contexto. Esto representa un avance hacia la construcción de herramientas específicas para la toma de decisiones en la planificación urbana, integrando consideraciones clave para la regulación y mitigación del calentamiento en las ciudades.
  

• PAVÓN RIVERA, JULIÁN: Turbo-boosting Vector Architectures For Applications With Irregular Memory Access Patterns
  
  Autor/a: PAVÓN RIVERA, JULIÁN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 24/04/2025
  Fecha de lectura: 19/05/2025
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: CRISTAL KESTELMAN, ADRIAN
  Resumen de tesis: Ante las limitaciones crecientes de las arquitecturas tradicionales de Von Neumann, la Ley de Moore y la escala de Dennard, existe una necesidad urgente de explorar nuevas formas de paralelismo para mejorar el rendimiento de los sistemas de cómputo actuales. Aunque el paralelismo a nivel de instrucciones (ILP) y de hilos (TLP) ha sido ampliamente investigado, el paralelismo a nivel de datos (DLP) aún ofrece oportunidades significativas, especialmente a través de arquitecturas vectoriales (SIMD), que permiten procesar múltiples datos con una sola instrucción.Estas arquitecturas son altamente eficientes para aplicaciones con patrones de acceso a memoria regulares, como el análisis numérico, procesamiento de imágenes o álgebra lineal densa (e.g., multiplicación de matrices). Sin embargo, su desempeño se ve limitado en dominios con patrones de memoria irregulares, como el álgebra dispersa, las bases de datos y el análisis genómico. En estos casos, surgen tres principales cuellos de botella: (i) frecuentes accesos a memoria principal, (ii) uso ineficiente del ancho de banda de memoria, y (iii) bajo paralelismo a nivel de instrucción. Estas deficiencias reducen tanto el rendimiento como la eficiencia energética de las arquitecturas vectoriales tradicionales.Esta tesis propone tres soluciones complementarias que incorporan aceleradores especializados y nuevas instrucciones vectoriales, dirigidas a mejorar el rendimiento en aplicaciones con patrones de memoria irregulares.El primer paso fue el análisis de aplicaciones representativas de álgebra dispersa, bases de datos y análisis genómico, llevado a cabo en el Barcelona Supercomputing Center. Este análisis reveló similitudes entre dominios, como estructuras de datos comunes y cuellos de botella en la memoria principal.Luego, se estudió en profundidad la vectorización de algoritmos de álgebra dispersa. Aunque técnicas como el reordenamiento y el bloqueo de matrices mejoran la localidad de datos, no eliminan por completo los patrones de acceso irregulares. Para abordar esta limitación, se propuso VIA, una arquitectura vectorial con una memoria scratchpad acoplada directamente al núcleo vectorial. VIA mejora tanto la localidad como el uso del ancho de banda en operaciones dispersas, proporcionando aceleraciones significativas.En el caso de las bases de datos, aunque también comparten patrones de acceso irregulares, manejan estructuras de datos más grandes y requieren soluciones distintas. VIA resulta insuficiente para estos requerimientos. Por ello, se diseñó VAQUERO, un acelerador vectorial específico para bases de datos que introduce coherencia entre la memoria scratchpad del acelerador y la jerarquía de caché del sistema. Esta característica le permite trabajar eficientemente con grandes volúmenes de datos.En cuanto al análisis genómico, los algoritmos modernos optimizan la utilización de memoria mediante técnicas como la compactación de secuencias genéticas (de 8 a 2 bits), lo cual introduce accesos a memoria desalineados. Aunque VIA y VAQUERO ofrecen mejoras, no están preparados para gestionar estos accesos de manera eficiente. Para resolverlo, se desarrolló QUETZAL, un acelerador vectorial que añade soporte especializado para accesos desalineados y nuevas instrucciones optimizadas para operaciones clave como la alineación y el filtrado de secuencias genómicas.Los resultados experimentales muestran mejoras notables: VIA acelera operaciones de álgebra dispersa en 5.5x respecto a bibliotecas optimizadas, VAQUERO mejora el rendimiento en bases de datos en 2.7x, y QUETZAL alcanza una aceleración de 5.7x en análisis de secuencias genómicas. Además, al implementar estos aceleradores a nivel RTL y sintetizarlos en tecnología de 7nm, se observó que cada uno ocupa solo alrededor del 1% del área de una CPU de clase servidor, demostrando su eficiencia tanto en área como en consumo energético.
  

• TIAN, YI: Bio-inspired Event-driven Intelligence for Motion Estimation
  
  Autor/a: TIAN, YI
  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: Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRI)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 18/03/2025
  Fecha de lectura: 19/05/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Sala d'Actes de la Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME), Campus Diagonal Sud, Carrer de Pau Gargallo, 14, 08028 Barcelona
  Director/a de tesis: ANDRADE CETTO, JUAN
  Resumen de tesis: Los problemas de estimación de movimiento pueden variar desde la estimación de movimiento propio (ego-motion) con pocos grados de libertad (GdL) hasta movimientos complejos con un alto número de GdL, como el desplazamiento denso de píxeles o el flujo óptico. Esta información es esencial para que los robots puedan percibir y navegar en su entorno. Sin embargo, los sistemas de visión actuales para la estimación de movimiento son menos robustos y eficientes que los sistemas biológicos, principalmente debido a las limitaciones en la tecnología de sensores y los métodos de procesamiento. Esta tesis se basa en un sensor bioinspirado —la cámara de eventos— y en un enfoque de computación inspirado en el cerebro —las redes neuronales pulsadas (SNNs)—, presentando una solución prometedora que cubre estas deficiencias. Las cámaras basadas en eventos ofrecen una alta resolución temporal, baja latencia, reducida redundancia de datos y son energéticamente eficientes. Estas capacidades únicas las hacen particularmente adecuadas para entornos y tareas donde las cámaras tradicionales basadas en fotogramas tienen dificultades. Estas cámaras muestran un gran potencial para resolver problemas de estimación de movimiento en una amplia gama de aplicaciones, como proporcionar estimaciones precisas y de baja latencia para vehículos autónomos o robots aéreos. Las SNNs se inspiran en la forma en que las neuronas del cerebro humano se comunican a través de sinapsis utilizando pulsos, que son señales eléctricas breves y discretas que permiten un procesamiento de información altamente eficiente y robusto.La investigación comienza con la estimación del movimiento propio de 3-GdL, avanza hacia el cómputo de flujo óptico disperso y, finalmente, aborda el cómputo de flujo óptico denso.En el primer paso, la tesis trata la estimación de movimiento propio basada en eventos, integrando enfoques de SNN con técnicas de optimización tradicionales. Explora el problema de estimación de movimiento a partir del flujo óptico inferido obtenido por una SNN y propone un método de agrupamiento para abordar el problema de apertura que se encuentra en el flujo normal producido por la SNN. En el siguiente paso, se aprovechan las arquitecturas modernas de redes neuronales artificiales (ANN) para mejorar la estimación de flujo óptico basado en eventos. Este paso propone una arquitectura basada en el transformador U-Net, con una red neuronal recurrente como base. En la fase final de esta investigación, se extiende la arquitectura del transformador visual a codificadores de flujo, incorporando atención espaciotemporal para mejorar la extracción de la información temporal. Esto llevó al desarrollo de un modelo ANN basado en el transformador swin y su contraparte pulsada. Este trabajo representa el primer uso de "spikeformers" en la estimación de flujo óptico basado en eventos, demostrando el potencial de combinar arquitecturas de transformadores con SNNs para tareas de regresión.En conclusión, esta tesis avanza en la comprensión de la estimación de movimiento utilizando cámaras de eventos y allana el camino para su aplicación en escenarios del mundo real, como el seguimiento de objetos de alta velocidad y la localización y el mapeo simultáneos (SLAM). Los métodos inspirados en la biología desarrollados en esta tesis ofrecen vías prometedoras para equilibrar el rendimiento y la eficiencia en sistemas de visión por computadora y robótica, abriendo camino a futuras innovaciones en este campo.