Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 01/10/2025

• CHAVEZ AGUIRRE, JEAN PIERS NICOLAS: Post-Earthquake Functional Recovery and Resilience of Seismically Isolated Hospitals and Large-Scale Building Portfolios
  
  Autor/a: CHAVEZ AGUIRRE, JEAN PIERS NICOLAS
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA SÍSMICA Y DINÁMICA ESTRUCTURAL
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 25/07/2025
  Fecha de lectura: 01/10/2025
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: ETSECCPB. UPC, Campus Nord Sala Actes del Vèrtex Plaça d'Eusebi Güell, 608034 Barcelona
  Director/a de tesis: LOPEZ ALMANSA, FRANCISCO | MURCIA DELSO, JUAN
  Resumen de tesis: Esta tesis doctoral presenta una contribución integral a la evaluación y optimización de la resiliencia funcional tanto de edificios hospitalarios individuales como de carteras de edificios a escala urbana. La investigación aborda los desafíos críticos de la recuperación post-sismo combinando metodologías probabilísticas, algoritmos de optimización y técnicas de aprendizaje automático para evaluar y mejorar el rendimiento de las instalaciones hospitalarias, así como para evaluar grandes carteras de edificios con una eficiencia computacional sin precedentes.La principal contribución de este trabajo reside en el desarrollo de un marco probabilístico para evaluar la funcionalidad post-sismo de edificios hospitalarios aislados sísmicamente. Reconociendo que los métodos tradicionales de evaluación y las métricas de resiliencia pasan por alto las complejas interdependencias entre componentes no estructurales, equipos médicos y servicios públicos, este estudio emplea Redes Bayesianas (RB) para modelar dichas dependencias explícitamente. El marco propuesto cuantifica el daño probabilístico de más de 60 tipos de equipos y componentes basándose en parámetros de movimiento del terreno y propaga su impacto a través de departamentos hospitalarios críticos. El marco permite el cálculo directo de índices de funcionalidad utilizando los resultados de los daños.Basándose en el modelo de pérdida de funcionalidad propuesto, la investigación también introduce un marco de optimización multiobjetivo para la planificación de la recuperación hospitalaria mediante el algoritmo genético NSGA-II. Este marco aborda el reto de la asignación óptima de mano de obra minimizando tanto el tiempo como el coste de las reparaciones. Permite a los responsables de la toma de decisiones definir el número de trabajadores por grupo de reparación en función de la importancia de cada componente, que se clasifica según su contribución a la pérdida total de funcionalidad. El espacio de soluciones se explora mediante una búsqueda de alta dimensión de la asignación del esfuerzo de trabajo, obteniéndose planes de reparación óptimos en el sentido de Pareto. Los resultados indican que una asignación excesiva de mano de obra produce rendimientos decrecientes en el tiempo de reparación, a la vez que aumenta significativamente el coste, con diferencias en el tiempo de reparación bajo el sismo base de diseño y el sismo máximo considerado que se mantienen por debajo del 13%.Para abordar la escalabilidad de las evaluaciones de resiliencia a escala urbana, la tesis propone el marco de Resiliencia Sísmica de Clústeres Urbanos (UCER), que aprovecha algoritmos de aprendizaje automático no supervisado para la evaluación regional del riesgo sísmico y la resiliencia. Aplicado a un conjunto de datos de 23420 edificios de hormigón armado y mampostería en un entorno urbano sintético en Italia, el marco emplea la incrustación estocástica de vecinos con distribución t (t-SNE) para la reducción de la dimensionalidad, HDBSCAN para la agrupación basada en la densidad y K-Medoides para una representación robusta de los clústeres. Este proceso reduce la complejidad del análisis de miles de edificios a 398 clústeres representativos.Los resultados y hallazgos de esta tesis doctoral destacan los beneficios de los enfoques integrados y basados ​​en datos para evaluar la resiliencia sísmica. Al combinar el modelado probabilístico de interdependencia, la inteligencia artificial y la agrupación urbana, esta investigación acorta la distancia entre las evaluaciones detalladas a nivel de edificio y la planificación regional de la resiliencia a gran escala. En definitiva, los hallazgos respaldan el desarrollo de infraestructuras sanitarias y ciudades más resilientes, al permitir que los responsables de la toma de decisiones utilicen herramientas con base científica para prepararse, responder y recuperarse eficazmente ante desastres sísmicos.
  

• COLLAO LAZO, JORGE ALEJANDRO: Application of BIM visual programming algorithms for infrastructure projects
  
  Autor/a: COLLAO LAZO, JORGE ALEJANDRO
  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 LA CONSTRUCCIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 29/07/2025
  Fecha de lectura: 01/10/2025
  Hora de lectura: 16:00
  Lugar de lectura: Street Jordi Girona 1-3. C1 building, Room C1-007
  Director/a de tesis: LOZANO GALANT, JOSE ANTONIO | TURMO CODERQUE, JOSE
  Resumen de tesis: La digitalización BIM ha generado una creciente automatización de los procesos tradicionales de desarrollo de proyectos AECO. Sin embargo, esta automatización ha beneficiado principalmente a los proyectos de edificación, comparado con los proyectos de infraestructura. Recientemente, la industria BIM ha incorporado a la programación informática convencional como una herramienta capaz de reducir parcialmente esta falta de automatización, desarrollando algoritmos de código lineal. Sin embargo, tanto la interfaz de trabajo como las altas habilidades técnicas requeridas para producir estos scripts han sido poco amigables para los profesionales de la industria AECO. Para mitigar esta brecha, las empresas de desarrollo de software BIM generaron una técnica alternativa de creación de algoritmos llamada Programación Visual (VP). Esta técnica crea sus scripts a través de expresiones visuales, representadas como gráficos de procesos en lugar de las líneas de código de la programación convencional, optimizando la interfaz de trabajo de las partes interesadas de los proyectos AECO. Sin embargo, el desarrollo de algoritmos VP para proyectos de infraestructura aún es limitado.Para reducir estas brechas, esta tesis busca estudiar el potencial de automatización que tienen los procesos de proyectos de infraestructura, desarrollando una plataforma integrada entre algoritmos VP y modelos BIM.Desde un enfoque general, la plataforma propuesta por esta tesis desarrolla los siguientes elementos: (1) algoritmos VP; Estos scripts personalizados tienen la función específica de procesar información de las bases de datos externas y entregar datos específicos como salidas, y (2) modelos BIM; Estos modelos de información recogerán digitalmente los datos de salida de los algoritmos VP y los asociarán a familias BIM específicas de los proyectos de infraestructura en estudio. Esta tesis se centra en el estudio de problemas transversales de la Ingeniería Civil utilizando herramientas VP-BIM a través del desarrollo de las siguientes aplicaciones:En primer lugar, esta tesis desarrolla un módulo de cálculo para estimar (1) Emisiones de gases de efecto invernadero (GEI); estos contaminantes contribuyen al calentamiento global y al cambio climático al retener el calor en la atmósfera terrestre [1–3] y (2) la huella de carbono del tráfico de vehículos en carreteras específicas de cualquier país, que cuente con datos de tráfico y flota de vehículos, adecuados. La principal novedad de este módulo es la integración automatizada de los factores de emisión de GEI recomendados por el nivel TIER 1 de la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA) con datos específicos de la flota vehicular un país a través de un script VP personalizado. Este módulo propuesto se aplicó en una carretera de Barcelona (España), y los resultados se compararon con un estudio similar realizado por la Agencia de Transportes de Barcelona. Además, se desarrollaron módulos de cálculo específicos para medir el impacto de algunas estrategias de reducción de emisiones. La segunda aplicación desarrollada en esta tesis tiene como objetivo utilizar la programación visual como herramienta educativa. Se emplea un flujo de trabajo de programación visual paramétrica para replicar el comportamiento estructural de una viga dentro de un modelo BIM. Este enfoque permite a los estudiantes visualizar y analizar el rendimiento estructural, fomentando una conexión más profunda entre la teoría en el aula y la experimentación práctica. Este sistema tiene como objetivo mejorar la visualización y la comprensión de los datos estructurales para los profesionales de la industria AEC mediante la generación de modelos dinámicos 3D y 2D. El impacto educativo de esta herramienta fue evaluó a través de una encuesta realizada en un curso de análisis estructural en la Universidad de La Serena (Chile), demostrando su eficacia para mejorar la comprensión y el compromiso de los estudiantes con las prácticas de ingeniería modernas.
  

• DELGADO GUERRERO, JUAN ANTONIO: Learning latent structures for robotic assistance in daily manipulation tasks
  
  Autor/a: DELGADO GUERRERO, JUAN ANTONIO
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  Programa: AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN
  Departamento: Instituto de Robótica e Informática Industrial (IRI)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 02/09/2025
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: TORRAS GENIS, CARMEN | COLOMÉ FIGUERAS, ADRIÀ
  Resumen de tesis: La asistencia robótica en entornos domésticos presenta desafíos significativos debido a la complejidad de modelar tareas de manipulación cotidianas, especialmente aquellas que implican objetos deformables como la ropa. Los enfoques tradicionales suelen tener dificultades con las representaciones de estado de alta dimensionalidad, las incertidumbres dinámicas y la necesidad de una interacción segura entre humanos y robots. Esta tesis doctoral aborda estos desafíos mediante el desarrollo de nuevos métodos de aprendizaje automático basados en modelos de variables latentes para permitir una manipulación robótica eficiente, adaptable y segura.En primer lugar, proponemos un marco basado en Modelos de Variables Latentes con Procesos Gaussianos (GPLVM) combinado con Optimización Bayesiana (BO) para aprender políticas de movimiento robótico de alta dimensión con la menor cantidad de datos posible. Este enfoque reduce la dimensionalidad del espacio de parámetros preservando las características relevantes para la tarea, logrando una convergencia más rápida que otras alternativas existentes sin modelo.A continuación, extendemos este marco al aprendizaje contextual utilizando GPLVM con covariables (c-GPLVM), permitiendo que los robots se adapten a cambios ambientales (como preferencias de usuario o posiciones de objetos) sin necesidad de reentrenamiento. Los experimentos en tareas de alimentación y calzado demuestran una mejora en la generalización con menos muestras en comparación con los métodos de referencia de búsqueda de políticas contextuales.Para la manipulación dinámica de ropa, introducimos el Modelo Dinámico de Procesos Gaussianos Controlado (CGPDM), que incorpora acciones de control en el espacio latente de baja dimensión para predecir el movimiento de los tejidos bajo la manipulación robótica. Las evaluaciones en simulación y en entornos reales con manipulación bimanual muestran que el CGPDM generaliza con precisión ante acciones no vistas previamente, incluso con datos de entrenamiento limitados.Finalmente, abordamos la seguridad en la interacción humano-robot mediante mejoras en el control cartesiano para manipuladores redundantes, incluyendo medidas como la saturación de errores, la evasión de singularidades y el ajuste de impedancias. Estas medidas minimizan el riesgo durante la interacción física, garantizando un comportamiento robótico estable y flexible.En su conjunto, estas contribuciones impulsan el avance en la manipulación robótica de ropa mediante la combinación de aprendizaje eficiente en términos de datos, adaptación contextual y control seguro, allanando el camino para su implementación práctica en robótica asistencial y doméstica.
  

• ZIFAN, MOHSEN: Complementing urban gray with blue-green infrastructure for water management in Tehran
  
  Autor/a: ZIFAN, MOHSEN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: TECNOLOGÍA DE LA ARQUITECTURA, DE LA EDIFICACIÓN Y DEL URBANISMO
  Departamento: Departamento de Tecnología de la Arquitectura (TA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 18/06/2025
  Fecha de lectura: 01/10/2025
  Hora de lectura: 10:30
  Lugar de lectura: ETSAB (Esc. Técnica Sup. Arquitectura de Bcn)(Enlace a videoconferencia: https://meet.google.com/hku-uezm-rdo) Inicio conexión a las 10:00, hora BCN
  Director/a de tesis: BOSCH GONZÁLEZ, MONTSERRAT | MARTI CASANOVAS, MIQUEL
  Resumen de tesis: El agua siempre ha desempeñado un papel crucial en el desarrollo urbano, especialmente en áreas con abundante suministro. Mejora los espa- cios urbanos, creando entornos memorables para los ciudadanos. Sin embargo, en el clima de Irán, la importancia del agua a menudo ha sido pasada por alto en la planificación urbana moderna. Históricamente, el agua ha moldeado la estructura y el significado de las ciudades iraníes, pero hoy su importancia no se reconoce ni en teoría ni en práctica. La rápida urbanización ha llevado a la pérdida del papel del agua en la infrae- structura urbana. Es esencial reevaluar el papel del agua en las ciudades iraníes contemporáneas, tanto física como conceptualmente, utilizando lecciones históricas como valiosos conocimientos. Esta investigación examina la integración de infraestructura azulverde en la infraestructura gris urbana de Teherán para abordar los desafíos de gestión del agua, como la escasez, la contaminación y la gestión ineficiente de recursos, exacerbados por la rápida urbanización. Enfatiza la importancia histórica de los sistemas tradicionales como los Qanats y propone su revitalización junto a fuentes alternativas como la recolección de agua de lluvia para aumentar la resiliencia y sostenibilidad urbanas. Analiza los marcos existentes de gestión de aguas superficiales y la red de surcos, identificando ineficiencias sistémicas y sus impactos en la dinámica hidrológica. Mediante el análisis de los marcos existentes e identificación de ineficiencias y utilizando cuestionarios de expertos, el estudio proporciona recomendaciones basadas en evidencia para planificadores urbanos y responsables políticos. Al abogar por la integración de infraestructura azulverde con los sistemas urbanos actuales, esta investigación busca mejorar las prácticas de gestión del agua en Teherán, fomentando un enfoque equilibrado que mejore la sostenibilidad ambiental y la calidad de vida general de sus residentes. Este marco integral tiene como objetivo crear un futuro urbano resiliente, combinando la sabiduría histórica con soluciones modernas.
  

Fecha de lectura: 02/10/2025

• FAVATA, ALESSANDRA: Clinical application of a wearable system for assessing upper limb motor function in children with Duchenne muscular dystrophy and spinal muscular atrophy
  
  Autor/a: FAVATA, ALESSANDRA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA MECÁNICA, FLUIDOS Y AERONÁUTICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Mecánica (EM)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 18/07/2025
  Fecha de lectura: 02/10/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Aula Capella de l’ETSEIB.
  Director/a de tesis: FONT LLAGUNES, JOSEP MARIA | PÀMIES VILÀ, ROSA
  Resumen de tesis: La distrofia muscular de Duchenne (DMD) y la atrofia muscular espinal (AME) son enfermedades neuromusculares raras caracterizadas por una debilidad muscular progresiva, que causa pérdida de la deambulación, complicaciones respiratorias y cardíacas, y una muerte prematura. Los avances terapéuticos recientes han abierto nuevas posibilidades para el manejo de estos trastornos, centrándose en preservar la funciónalidad de las extremidades superiores con el fin de mantener la autonomía del paciente.Sin embargo, las herramientas clínicas de evaluación se basan en escalas observacionales, que faltan de la sensibilidad y objetividad necesarias para evaluar la progresión de la enfermedad y los efectos del tratamiento. En este contexto, las Unidades de Medida Inercial (IMUs), dispositivos electrónicos capaces de registrar cuantitativamente la orientación del segmento al que están adheridos, representan una alternativa válida.Por esta razón, el objetivo principal de esta tesis es validar el uso de un sistema basado en IMUs para cuantificar objetivamente la función motora del miembro superior en niños con enfermedades neuromusculares (NMDs). En primer lugar, se llevó a cabo una revisión sistemática para analizar los aspectos técnicos y clínicos del uso de IMUs en contextos clínicos, destacando desafíos claves como la calibración sensor-segmento, no siempre viable en pacientes con discapacidad motora, y la ausencia de protocolos biomecánicos estandarizados. Además, se realizó un análisis de las métricas biomecánicas comúnmente implementadas, resaltando aquellas más significativas para evaluar el estado motor en personas con funcionalidad motora reducida. Estas métricas incluyen indicadores espaciales, temporales y angulares. No obstante, aún falta consenso sobre el protocolo clínico y las métricas biomecánicas que mejor permiten comprender la progresión de estas enfermedades. En respuesta a estas problemáticas, se desarrolló el ArmTracker, un sistema equipado con siete sensores para evaluar la cinemática del miembro superior en niños con DMD y AME. El primer problema analizado fue la calibración sensor-segmento. Se desarrolló una calibración basada en imágenes, que permite un análisis cinemática precisa, incluso en pacientes con discapacidad motora, como en caso de niños con NMDs. Este método fue validado mediante la comparación con el estándar de referencia en el análisis del movimiento. Además, los datos cinemáticos obtenidos se compararon con métodos de calibración utilizados en la práctica clínica. Los resultados, obtenidos en un grupo de sujetos sanos, mostraron que este metodo proporciona datos cinemáticos precisos, siendo además más práctico y factible para aplicaciones clínicas.Posteriormente, el sistema fue testado en un entorno clínico en un grupo de niños con DMD y AME. Se obtuvieron métricas cinemáticas (como el área de trabajo, la eficiencia de movimiento y el rango articular) que fueron comparadas con los resultados de las escalas clínicas. Se encontró una fuerte correlación con las puntuaciones clínicas, confirmando la validez del sistema para evaluar la función motora de la extremidades superiores. Además, el sistema identificó discrepancias con respecto a las puntuaciones clínicas, lo que sugiere que las métricas obtenidas pueden también ofrecer información adicional más allá de las escalas tradicionales. Estas métricas fueron analizadas nuevamente un año después de la primera evaluación para valorar su sensibilidad en un seguimiento longitudinal. Los resultados sugieren que las métricas cinemáticas obtenidas no solo permiten evaluar objetivamente la función motora de las extremidades superiores en niños con NMDs, sino que también pueden apoyar a los clínicos en evaluaciones longitudinales. Esperamos que este trabajo sirva como una guía para futuros terapeutas e ingenieros del ámbito, contribuyendo a mejorar la comprensión y el seguimiento de la evolución de las enfermedades neuromusculares.