Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 30/10/2026

• NI CHUIREAIN, FIONNUALA: Intrinsic Randomness in Quantum Information Theory
  
  Autor/a: NI CHUIREAIN, FIONNUALA
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 24/09/2026
  Fecha de lectura: 30/10/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: ICFO Auditorium
  Director/a de tesis: ACÍN DAL MASCHIO, ANTONIO
  Resumen de tesis: La imprevisibilidad de la física cuántica da lugar a una forma intrínseca de la aleatoriedad. Esto ocurre cuando una medida se realiza sobre un sistema cuántico. En criptografía, dicha aleatoriedad se cuantifica en virtud de la probabilidad que tiene un espía correlacionado de predecir los resultados de la medida. Esta tesis aborda la siguiente cuestión: dado un cierto estado cuántico y una cierta medida, ¿cuánta aleatoriedad intrínseca se puede generar?.Para empezar, resolvemos la máxima cantidad de aleatoriedad intrínseca de cualquier estado, que corresponde a la medida proyectiva óptima, usando cuatro figuras de mérito: las entropías condicionales min, max y de von Neumann, y la aleatoriedad no ambigua aquí introducida. Esta última describe un espía que nunca se equivoca, pero que a veces da una respuesta inconcluyente. Asumiendo un menor grado de precisión, consideramos también la aleatoriedad dada una tasa fija de resultados no concluyentes. Calculamos estas dos cantidades por cualquier estado y medida proyectiva en dimensión dos. Si la configuración se usa para elegir bases aleatorias en un protocolo ‘preparar y medir' de distribución cuántica de clave, mostramos que la aleatoriedad no ambigua capta cuánto sabe el espía sobre la clave secreta, sin que por ello cause una intrusión detectable.Nos centramos también en las medidas extremas que no son necesariamente proyectivas, aquellas que pueden tener un abanico más amplio de resultados potenciales. Se dice que una medida es imparcial si todos los resultados tienen la misma probabilidad a priori. Caracterizamos la cantidad de aleatoriedad que se genera cuando una medida extrema imparcial de rango uno se realiza sobre cualquier sistema cuántico, resolviendo este problema explícitamente en dimensión dos. Este análisis también sirve para un escenario source-device-dependent, en el que no se confía en el estado. Entre las medidas de este tipo en dimensión dos, la tetraédrica simétrica e informacionalmente completa (SIC) es la que tiene menos aleatoriedad intrínseca. Además, presentamos la familia de medidas SIC sesgadas, y las usamos para mostrar que se pueden generar 2 log d bits de aleatoriedad, que es la cantidad máxima, de manera device-dependent (o source-device-independent) en cualquier dimensión d en la que exista una medida SIC. Finalmente, consideramos el escenario contrario, eligiendo el estado óptimo para generar la máxima cantidad de aleatoriedad con una medida ruidosa que no sea extrema. Solucionamos este problema para dos clases de medida: cualquier medida en dimensión dos con dos resultados potenciales, y las medidas proyectivas afectadas por ruido isotrópico en cualquier dimensión. En una implementación realista, sin embargo, tanto el estado como la medida tendrán ruido. Por ejemplo, consideramos una medida en una base de cualquier dimensión. Comparamos el caso donde solo un aparato está afectado por ruido con el caso en el que los dos lo están, de modo que el espía pueda tener correlaciones conjuntas con el estado y la medida. Dada una cantidad fija de ruido total, hallamos que, contrariamente al típico escenario donde todo el ruido experimental se atribuye a un solo aparato, un espía con correlaciones conjuntas supera estrictamente a un espía correlacionado con un solo aparato, por lo que la seguridad de la aleatoriedad generada se ve comprometida. Se sabe desde el comienzo de la teoría cuántica que los resultados de una medida cuántica son imprevisibles. Con esta tesis, damos un paso hacia la caracterización analítica de la aleatoriedad intrínseca de la física cuántica. A nivel práctico, nuestros resultados ponen límites, bajo ciertas suposiciones, a la funcionalidad de los generadores cuánticos de números aleatorios. A nivel más fundamental, este trabajo nos ofrece una nueva perspectiva de los estados y medidas cuánticas, para que podamos discernir, de entre el vasto panorama al que pertenecen, cuáles son los más aleatorios.
  

Fecha de lectura: 02/11/2026

• MUÑOZ GALAN, HELENA: Sensor design and development for autonomous devices for disease diagnosis and therapy
  
  Autor/a: MUÑOZ GALAN, HELENA
  Programa: POLÍMEROS Y BIOPOLÍMEROS
  Departamento: Departamento de Ingeniería Química (EQ)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 22/01/2026
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: ALEMAN LLANSO, CARLOS ENRIQUE | PÉREZ MADRIGAL, MARIA DEL MAR
  Resumen de tesis: Esta tesis doctoral aborda los principales desafíos en el manejo de la diabetes mediante la integración de materiales sostenibles, sistemas de monitorización no invasiva y tecnologías avanzadas de liberación de insulina en un enfoque unificado. La diabetes mellitus es un trastorno metabólico crónico que requiere una monitorización continua de glucosa y una administración precisa de insulina para mantener el control glucémico y reducir complicaciones. En respuesta a estas necesidades, la tesis se articula en tres aportes principales.En primer lugar, el trabajo mejora un dispositivo previo de monitorización no invasiva de glucosa incorporando polietileno de baja densidad (LDPE) reciclado en el diseño del sensor. El uso de LDPE reciclado aumenta la sostenibilidad, la eficiencia económica y la compatibilidad ambiental sin afectar el rendimiento. Esto demuestra la viabilidad de reutilizar residuos plásticos en aplicaciones biomédicas.En segundo lugar, la investigación explora nuevas estrategias para la liberación controlada de insulina mediante hidrogeles sensibles a estímulos. Se desarrollaron hidrogeles basados en ácido poli(γ-glutámico) y polietilenglicol (PEG) multibrazo para lograr una liberación sostenida y modulable. La incorporación del polímero conductor PEDOT permite una liberación de insulina eléctrica y bajo demanda, ofreciendo una alternativa mínimamente invasiva a los métodos convencionales.Finalmente, se estudiaron las propiedades nanomecánicas de los hidrogeles de PEG multibrazo utilizando un sensor optomecánico basado en microcantilever. Este análisis proporciona información clave sobre su comportamiento estructural, estabilidad y rendimiento a largo plazo.En conjunto, estas contribuciones conforman una estrategia integral para mejorar el tratamiento de la diabetes mediante soluciones biomédicas sostenibles y plataformas de administración inteligente.
  

• NAVARRO GESSÉ, EDGAR: Synthesis, Design and COM-based Modeling of SAW Electroacoustic Filters
  
  Autor/a: NAVARRO GESSÉ, EDGAR
  Programa: TEORÍA DE LA SEÑAL Y COMUNICACIONES
  Departamento: Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones (TSC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/10/2026
  Fecha de lectura: 02/11/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Aula C4-028-2, Edifici C4 de l'Escola d'Enginyeria de Telecomunicació i Aeroespacial de Castelldefels (EETAC) de la UPC
  Director/a de tesis: COLLADO GOMEZ, JUAN CARLOS | MATEU MATEU, JORDI
  Resumen de tesis: El filtrado de radiofrecuencia es clave en los sistemas inalámbricos modernos, que exigen selectividad, ancho de banda, compacidad e integración. Los dispositivos de ondas acústicas superficiales (SAW) combinan selectividad en frecuencia y compacidad. Sin embargo, al aumentar la complejidad de las funciones de filtrado y combinarse arquitecturas ladder con configuraciones multimodo e híbridas, el diseño va más allá de la síntesis de una red eléctrica equivalente: las resonancias, los acoplamientos, las capacitancias y los niveles de impedancia sintetizados deben traducirse en una estructura acústica físicamente realizable, sujeta al acoplamiento electroacústico, al comportamiento dispersivo y a las restricciones geométricas y de fabricación de la tecnología seleccionada.Esta tesis aborda la falta de un vínculo sistemático entre una función de filtrado prescrita y la geometría de filtros SAW avanzados. El enfoque central es un marco de síntesis–adaptación tecnológica–Coupling-of-Modes (COM), donde la síntesis de redes establece las condiciones de resonancia y acoplamiento requeridas, las transformaciones circuitales dependientes de la topología o la resíntesis garantizan la compatibilidad física, y los objetivos resultantes se mapean sobre estructuras COM distribuidas que tienen en cuenta las dimensiones físicas de la geometría acústica interdigital. El objetivo no es sustituir el modelado físico por un circuito equivalente ideal, sino preservar una correspondencia explícita y reproducible entre la respuesta prescrita, una representación circuital compatible con la tecnología y la geometría acústica final.A nivel de síntesis, un procedimiento unificado de extracción a partir de la inmitancia de entrada combina secciones de nodos no resonantes con ceros de transmisión finitos y secciones de nodos resonantes con ceros de transmisión en el infinito, permitiendo repartir la función entre resonadores ladder independientes y secciones multimodo de filtros de resonadores acoplados (CRF). La deflación con imposición del cero mejora la robustez numérica de la síntesis de orden elevado al restaurar la raíz exacta prescrita de la inmitancia antes de cada división polinómica. Para filtros ladder convencionales, el mapeo Butterworth–Van Dyke–COM se extiende mediante un bucle de síntesis–mapeo–resíntesis que tiene en cuenta el acoplamiento electroacústico dispersivo de la tecnología.Para estructuras multimodo, se desarrollan una formulación circuital COM de Nakamura y procedimientos de diseño inverso para CRF aislados de dos y tres modos, extendidos a arquitecturas mixtas ladder–CRF y CRF en cascada. El flujo resultante combina transformaciones circuitales dependientes de la topología con diseño inverso basado en COM, incorporando los escalados de impedancia, las transformaciones de inversores, la compensación de la capacitancia estática, la resíntesis adaptada a la tecnología y la partición física necesarias para obtener estructuras realizables y determinar finalmente sus dimensiones geométricas. La síntesis y las transformaciones circuitales se formulan e implementan como procedimientos numéricos sistemáticos y reproducibles; el diseño inverso de CRF y la evaluación COM se implementan en una herramienta específica de MATLAB. La metodología se valida mediante simulaciones COM y medidas de dispositivos ladder y CRF de dos modos fabricados. Un filtro sintonizable en línea complementario demuestra la aplicabilidad más amplia del diseño de filtros electroacústicos basado en síntesis, con una sintonización continua medida de la frecuencia central entre 0,99 y 1,03 GHz y un control del ancho de banda de hasta el 100%.En conjunto, la tesis establece una metodología sistemática y dependiente de la topología para traducir funciones de filtrado prescritas en geometrías electroacústicas realizables, extendiendo el diseño basado en síntesis desde filtros ladder SAW hasta arquitecturas multimodo, mixtas, en cascada y reconfigurables.
  

Fecha de lectura: 05/11/2026

• ALI, SALMAN: ANALYSIS OF THE INTEGRATION OF RENEWABLE ENERGY AND ENERGY STORAGE SYSTEMS IN SERIES-CASCADED MICROGRIDS
  
  Autor/a: ALI, SALMAN
  Programa: INGENIERÍA ELÉCTRICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Eléctrica (DEE)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 29/09/2026
  Fecha de lectura: 05/11/2026
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: ESEIAAT – TR5 – Expo Sala
  Director/a de tesis: BOGARRA RODRIGUEZ, SANTIAGO | CORCOLES LOPEZ, FELIPE
  Resumen de tesis: La creciente integración de fuentes de energía renovable ha transformado las redes de distribución eléctrica en sistemas energéticos descentralizados. Las fuentes de generación distribuida (DG), como la energía solar fotovoltaica (PV), eólica, pilas de combustible, hidroeléctrica y otros recursos renovables, permiten la generación local de energía y reducen la dependencia de infraestructuras centralizadas. Las microrredes (MGs) han surgido como una solución para integrar unidades DG. Las estructuras de microrred son ampliamente utilizadas por sus características de control y protección. Sin embargo, la baja tensión de salida de las fuentes DG requiere etapas de conversión elevadora, aumentando la complejidad y las pérdidas del sistema. En consecuencia, las microrredes en cascada serie (SCMGs) han despertado interés.A pesar de sus ventajas, las SCMGs presentan desafíos relacionados con el reparto de potencia, la regulación de tensión y la integración de fuentes DG no despachables (ND-DG). Los controles de encaminamiento de potencia existentes suelen asumir fuentes de corriente continua ideales, limitando su aplicabilidad bajo intermitencia renovable. Los enfoques convencionales, como la reconstrucción de tensión fundamental y la inyección de tensión de tercer armónico, presentan capacidad limitada de reparto de potencia, márgenes reducidos de tensión en el enlace de continua, riesgos de sobremodulación y rendimiento dinámico degradado. Para abordar estas limitaciones, esta tesis investiga una topología SCMG que integra unidades ND-DG y sistemas de almacenamiento con baterías. Se desarrolla una estrategia de control basada en múltiples portadoras de potencia que incorpora corriente de tercer armónico junto con la componente fundamental para permitir el encaminamiento de potencia entre módulos bajo generación ND-DG reducida o nula. El enfoque propuesto mantiene la tensión multinivel deseada mientras satisface las restricciones de tensión y modulación. Además, la utilización proporcional de potencia en el lado de corriente continua coordina la carga y descarga de las baterías, favoreciendo la estabilidad de tensión y el reparto de potencia. Aunque la metodología propuesta amplía el rango de encaminamiento de potencia, la corriente de tercer armónico inyectada aparece en la corriente de red, afectando la compatibilidad con la red eléctrica.Para superar esta limitación, la arquitectura SCMG se extiende a una configuración conectada en delta. En esta topología, la corriente de tercer armónico circula dentro de los clústeres en cascada, permitiendo el encaminamiento de potencia entre módulos sin propagar armónicos a la red. La inyección de corriente de secuencia cero se emplea para el encaminamiento de potencia entre clústeres y el mantenimiento de corrientes trifásicas simétricas. El marco propuesto determina los valores óptimos de corriente de tercer armónico, tensión de tercer armónico e inyección de secuencia cero, junto con un control proporcional de utilización de potencia en corriente continua. Bajo condiciones adversas, la componente fundamental gobierna el intercambio de potencia compatible con la red, la componente de tercer armónico mejora la redistribución de potencia entre módulos y la componente de secuencia cero garantiza el equilibrio entre clústeres.La metodología propuesta se valida mediante simulaciones en MATLAB/Simulink, experimentos hardware-in-the-loop y un prototipo a escala de laboratorio. Los resultados confirman una generación estable de tensión multinivel, una estabilización eficaz del enlace de continua y un encaminamiento robusto de potencia entre módulos y clústeres. En conjunto, esta tesis amplía el estado del arte de las SCMGs mediante un marco de control escalable que permite una operación fiable en condiciones reales de microrred y favorece la integración de energías renovables y almacenamiento energético en futuras redes eléctricas inteligentes.
  

• HUSSAIN, TAUSEEF: Metamaterial-inspired Flexible Microwave Resonant Structures for RFID Sensing and Shielding
  
  Autor/a: HUSSAIN, TAUSEEF
  Programa: INGENIERÍA ELECTRÓNICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Electrónica (EEL)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 20/07/2026
  Fecha de lectura: 05/11/2026
  Hora de lectura: 15:30
  Lugar de lectura: Sala de Conferències TR1 – ESEIAAT, UPChttps://meet.google.com/fkh-mqus-zbt
  Director/a de tesis: GIL GALI, IGNACIO | FERNANDEZ GARCIA, RAUL
  Resumen de tesis: Los metamateriales son estructuras electromagnéticas artificialmente diseñadas que permiten interacciones onda–materia más allá de las alcanzables con materiales naturales. Cuando se implementan en formas flexibles y compatibles con textiles, las estructuras resonantes inspiradas en metamateriales ofrecen ventajas únicas para tecnologías vestibles, como conformabilidad mecánica, bajo peso y respuestas electromagnéticas altamente sintonizables. Estas características las hacen especialmente atractivas para plataformas de sensado vestible basadas en identificación por radiofrecuencia (RFID), donde la sensibilidad, la robustez y la seguridad del usuario deben abordarse de manera simultánea. Esta tesis investiga el diseño y la integración de estructuras resonantes flexibles inspiradas en metamateriales con sistemas RFID para habilitar sensores con prestaciones mejoradas y mayor seguridad electromagnética.Los sensores RFID convencionales suelen basarse exclusivamente en la deformación de la antena o en perturbaciones del sustrato para transducir estímulos físicos o bioquímicos. Aunque eficaces en entornos controlados, estos enfoques presentan una sensibilidad limitada y una fuerte dependencia de las condiciones de carga ambiental en escenarios vestibles. En bandas de ultra alta frecuencia (UHF), la proximidad al cuerpo humano provoca desadaptación de impedancia y una reducción de la fiabilidad del alcance de lectura, mientras que en frecuencias de microondas, la mayor absorción electromagnética en los tejidos biológicos genera preocupaciones relacionadas con la tasa de absorción específica (SAR). Estas limitaciones motivan el uso de estructuras resonantes diseñadas que proporcionan un mayor confinamiento de campo y un mejor control de la interacción antena–entorno.En primer lugar, esta tesis investiga el sensado pasivo RFID en banda UHF asistido por resonadores para la monitorización biomecánica y bioquímica. Se explota el acoplamiento electromagnético entre antenas RFID UHF impresas y elementos resonantes compactos para mejorar la sensibilidad más allá de los enfoques convencionales basados únicamente en la antena. Asimismo, se integran resonadores de línea meandrada con etiquetas RFID para habilitar el sensado de desplazamiento, demostrando una monitorización fiable de la respiración y de la flexión de la rodilla. Este enfoque se extiende posteriormente al sensado bioquímico mediante la integración de un resonador de anillo partido complementario (CSRR) acoplado capacitivamente a una antena RFID tipo H-slot, permitiendo la monitorización inalámbrica pasiva de la concentración de glucosa mediante la modulación del alcance de lectura.Posteriormente, la tesis aborda la estabilidad electromagnética y la seguridad del usuario en sistemas RFID que operan en frecuencias de microondas, donde las longitudes de onda más cortas permiten la realización de matrices compactas de resonadores en forma de metasuperficies. Se desarrolla un conductor magnético artificial de tipo rejilla (GG-AMC) transpirable para mitigar la desadaptación inducida por el cuerpo, suprimir la radiación hacia atrás y reducir significativamente la SAR, preservando al mismo tiempo la comodidad del usuario. Además, se introducen absorbedores metamateriales acoplados en campo cercano como estructuras de doble funcionalidad, capaces de proporcionar simultáneamente apantallamiento electromagnético y modulación resonante sensible a la deformación, permitiendo la monitorización de la respiración en banda de microondas.Las contribuciones científicas fundamentales de esta investigación se do-cumentan en cinco artículos publicados en revistas indexadas en JCR y en dos publicaciones en congresos IEEE revisados por pares, y la tesis se presenta en forma de compendio de artículos.Palabras clave – Sensado RFID, sensores vestibles, resonadores de microondas, metasuperficies, monitorización biomecánica, sensado bioquímico, conductor magnético artificial, absorbedor me