Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 20/07/2026

• MORENO ABAJO, ÁLVARO: Optical investigation of 2D materials with in-plane engineering: exciton confinement and chirality sensing
  
  Autor/a: MORENO ABAJO, ÁLVARO
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 11/05/2026
  Fecha de lectura: pendiente
  Hora de lectura: pendiente
  Lugar de lectura: pendiente
  Director/a de tesis: KOPPENS, FRANK | RESERBAT-PLANTEY, ANTOINE
  Resumen de tesis: Los materiales bidimensionales (2D) proporcionan una potente plataforma para la ingeniería a nanoescala y el control de la geometría y los entornos energéticos sin modificar directamente el material, debido a su naturaleza interfacial. Esta tesis explora cómo podemos aprovechar este potencial a través de la ingeniería en el plano en heteroestructuras de van der Waals. Presentamos dos casos de estudio: en uno, se reduce la dimensionalidad del excitón utilizando una trampa electrostática 1D; en el otro, se obtiene una configuración quiral rotando una monocapa con respecto a otra, lo que modifica la interacción con otros sistemas quirales. En conjunto, estas dos partes demuestran cómo la ruptura de la simetría en el plano (simetría traslacional y simetría especular, respectivamente) en las plataformas de materiales 2D habilita nuevas oportunidades de control y detección.En la primera parte, investigamos el confinamiento electrostático de excitones en MoSe2. Se induce una unión p–i–n en la monocapa mediante electrodos asimétricos, creando un estrecho potencial 1D con una longitud efectiva de confinamiento de excitones de hasta 10nm. Combinando la fotoluminiscencia y la espectroscopia de contraste de reflectancia, medimos un espectro discreto correspondiente a los estados localizados que surgen de la cuantización del centro de masas, con polarización lineal alineada con la geometría del potencial, en consonancia con las interacciones de intercambio valle–valle intensificadas por el confinamiento. De manera relevante para el desarrollo de esta técnica, demostramos que el potencial de confinamiento no puede entenderse como un efecto puramente electrostático. La iluminación reconfigura el funcionamiento del dispositivo al inducir el fotodopaje debido a la disociación de excitones y la extracción de carga asistida por mecanismos de Auger, estabilizando así una configuración p–i–n funcional. Observamos dinámicas de redistribución de portadores en una escala de segundos y demostramos que su dependencia con la posición de excitación produce un cambio abrupto entre respuestas excitónicas confinadas y no confinadas. Una descripción mediante ecuaciones de velocidad captura la competencia entre los procesos de disociación y Auger, poniendo de manifiesto una vía para el control óptico no local de la densidad de portadores y, en consecuencia, del potencial de confinamiento. Conseguir potenciales excitónicos programables que alcancen el límite 0D podrían habilitar tecnologías cuánticas como fuentes de fotón único o qubits ópticos, y abrir una vía hacia interacciones excitón–exciton fuertes y física de Bose–Hubbard.En la segunda parte, aprovechamos la quiralidad estructural del grafeno bicapa rotado (TBG) para realizar una nueva estrategia de detección enantiomérica basada en transferencia de energía no radiativa dependiente de la quiralidad. En presencia del TBG, la frecuencia de decaimiento de fluoróforos quirales se modifica en función de la quiralidad relativa entre entre molécula y sustrato, lo que medimos a través del tiempo de vida de fluorescencia. La asimetría observada se comprueba estadísticamente escaneando espacialmente el contraste enantioselectivo, observando una inversión de signo al invertir la quiralidad del TBG y explorando el papel del ángulo de rotación como parámetro de control. Cuantificamos el efecto de la quiralidad mediante un factor de disimetría basado en el tiempo de vida que alcanza valores de 1 – 10%, lo que implica una mejora de varios órdenes de magnitud respecto la dicroísmo circular natural tanto de la molécula como del TBG. El enfoque presentado es conceptualmente distinto de los esquemas basados en ingeniería de campos electromagnéticos, y alcanza sensibilidades de hasta una sola capa molecular sin necesidad de funcionalizar la superficie. Esto abre la puerta al desarrollo de una plataforma con interacciones quirales luz–materia fuertes y sintonizables, con implicaciones en catálisis y síntesis homoquiral.
  

• SANCLEMENTE CANIZALES, HOLVER: Vivienda y clima en el trópico húmedo: análisis tipológico-bioclimático en Buenaventura
  
  Autor/a: SANCLEMENTE CANIZALES, HOLVER
  Programa: ARQUITECTURA, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE
  Departamento: Departamento de Tecnología de la Arquitectura (TA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 03/06/2026
  Fecha de lectura: 20/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: ETSAB (Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona) - Planta Baja - Sala de GradosAv. Diagonal, 649-651 - 08028 - Barcelona
  Director/a de tesis: LÓPEZ BESORA, JUDIT | COCH ROURA, HELENA
  Resumen de tesis: Esta tesis aborda la adaptación de la vivienda urbana al clima tropical húmedo de Buenaventura (Colombia), una región que enfrenta desafíos habitacionales exacerbados por modelos constructivos no pertinentes y el cambio climático. A través de un enfoque que trasciende la simple descripción arquitectónica, la investigación se centra en comprender y sistematizar las tipologías espaciales de la vivienda desde una perspectiva bioclimática.En el curso de esta investigación se realizó una exhaustiva recopilación y sistematización de 471 casos de vivienda en el municipio de Buenaventura, un cuerpo empírico sin precedentes para el análisis de la vivienda en la región. La metodología se articuló en torno a la identificación y análisis de estrategias pasivas clave: ventilación natural (cruzada y vertical), protección solar (porches y voladizos) y el potencial de manejo de la humedad (patios). La ventilación es el aspecto que se ha considerado clave para el bienestar dentro de la vivienda, y por ello, el análisis se articula alrededor de este concepto.Los hallazgos principales establecen una clasificación tipológica bioclimática robusta que revela tres realidades de desempeño diferenciadas. Por un lado, la vivienda esquinera destaca por su potencial inherente para la ventilación cruzada, aunque requiere optimizar el control solar y la ventilación por cubierta para el confort. Por otro lado, la vivienda medianera con patio exterior valida la eficacia de la arquitectura tradicional, confirmando al patio como el motor climático o "sifón bioclimático" esencial para la succión de aire caliente y la circulación central. En contraste, la vivienda medianera sin patio se identifica como la tipología más vulnerable bioclimático, requiere la introducción forzada de un "pulmón" interior (patio o vacío) para restablecer la ventilación y el efecto chimenea.La conclusión es contundente: ¿la solución sostenible y resiliente para el confort térmico reside en la validación y optimización rigurosa de la práctica arquitectónica local? Depende. Si bien existen aspectos de la tradición constructiva local que siguen siendo válidos, el tiempo y la evolución los ha ido relegando a un segundo plano. En todo este proceso no hay que olvidar los recursos disponibles y la tradición cultural de los bonaerenses y su manera de habitar. Por ello, se propone un paradigma de diseño pasivo que integre la Doble Acción Térmica (ventilación cruzada + convección por cubierta) y la redefinición del espacio vacío, sentando las directrices de diseño bioclimático para futuras viviendas en Buenaventura que sean eficientes, saludables y culturalmente pertinentes.
  

Fecha de lectura: 21/07/2026

• CASTILLO DE LEON DE ROMERO, ROSNERY NAYARITH: Desarrollo de un módulo de celosía para envolvente en clima húmedo tropical (Panamá), mediante hormigón con árido de reciclado de Residuo mixto de la Construcción y Demolición (RCD) y Neumáticos Fuera de Uso (NFU).
  
  Autor/a: CASTILLO DE LEON DE ROMERO, ROSNERY NAYARITH
  Programa: TECNOLOGÍA DE LA ARQUITECTURA, DE LA EDIFICACIÓN Y DEL URBANISMO
  Departamento: Departamento de Tecnología de la Arquitectura (TA)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 22/06/2026
  Fecha de lectura: 21/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: ETSAB (Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona) - Planta Baja - Sala de GradosAv. Diagonal, 649-651 - 08028 - Barcelona
  Director/a de tesis: BOSCH GONZÁLEZ, MONTSERRAT | PARIS VIVIANA, ORIOL
  Resumen de tesis: La presente tesis doctoral investiga el desarrollo de un módulo de celosía para envolventes en clima húmedo tropical, elaborado con microhormigón que incorpora áridos reciclados procedentes de residuos mixtos de construcción y demolición (CDW) y neumáticos fuera de uso (ELT), en forma de caucho granulado (CR). El estudio aborda dos líneas de investigación complementarias: 1) el desarrollo y la caracterización de un microhormigón con incorporación de árido reciclado procedente de CDW y ELT, con potencial de aplicación en módulos de celosía de pequeño formato para fachada; y 2) el análisis y desarrollo del módulo y del sistema de celosía como estrategia pasiva de envolvente.La metodología integra una revisión bibliométrica y sistemática de la utilización del ELT en el desarrollo de hormigones; dos campañas experimentales de caracterización física, mecánica, térmica y de reacción al fuego del material; el desarrollo de una taxonomía para parametrizar celosías en herramientas de modelado energético de edificios (BEM); un estudio del comportamiento térmico de celosías en Panamá mediante monitorización in situ y simulación dinámica; y, finalmente, la evaluación de una celosía de pequeño formato fabricada con el microhormigón desarrollado, comprobando su comportamiento térmico. Los resultados obtenidos en este estudio indican que las dosificaciones con áridos reciclados pueden ser utilizadas en para la envolvente a través de sistemas autoportantes. En el caso de la celosía, se seleccionó la dosificación que presentó las prestaciones más favorables dentro del conjunto de resultados obtenidos. También, se constata que el comportamiento térmico de la celosía está condicionado no solo por las características intrínsecas de los materiales empleados, sino también por su geometría, el porcentaje de apertura, la configuración de la envolvente y la ventilación natural del espacio entre las dos pieles.La tesis concluye que es posible avanzar hacia soluciones de fachada más sostenibles desde la condición de la economía circular integrando altos porcentajes de residuos con el diseño de componentes pasivos adaptados al clima.
  

• CHÁVEZ PEREDA, ERICK DAVID: Study and identification of mechanical parameters while cutting tissues with vibrating hypodermic needles
  
  Autor/a: CHÁVEZ PEREDA, ERICK DAVID
  Programa: INGENIERÍA MECÁNICA, FLUIDOS Y AERONÁUTICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Mecánica (EM)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 10/06/2026
  Fecha de lectura: 21/07/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Biblioteca del Museu Víctor Balaguer de Vilanova i la Geltrú.
  Director/a de tesis: SÁNCHEZ EGEA, ANTONIO JOSÉ
  Resumen de tesis: La inserción de agujas asistida por robot se encuentra actualmente en desarrollo para su aplicación en procedimientos percutáneos mínimamente invasivos, debido a su potencial para ofrecer alta precisión y repetibilidad. Sin embargo, a pesar de estas ventajas, la interacción entre la aguja y el tejido blando produce, de forma inherente, daño tisular, lo que puede comprometer la precisión del posicionamiento y el rendimiento global del procedimiento. La fricción en la interfaz aguja–tejido es el principal factor que influye en el grado de daño. Por lo tanto, esta tesis investiga y modela el papel de la fricción en la interacción aguja–tejido con el objetivo de identificar las condiciones de inserción que minimizan el daño tisular.Los factores que influyen en la fricción y el daño tisular considerados en este estudio fueron la velocidad de inserción y el movimiento vibratorio relativo de la aguja. Para evaluar sus efectos en pechuga de pavo ex vivo, seleccionada como tejido modelo, se utilizaron dos criterios de daño tisular: el tamaño del orificio permanente en el tejido después de la extracción y la fuerza de fricción medida durante la retirada de la aguja. Se desarrolló un modelo dinámico de fricción de la interacción aguja–tejido, basado en el modelo de Dahl, utilizando estos dos criterios. En primer lugar, se investigó la influencia de la velocidad de inserción sobre el daño tisular mediante experimentos controlados a velocidades constantes. Los parámetros del modelo se identificaron a partir de los datos experimentales mediante el método de mínimos cuadrados. Posteriormente, se llevó a cabo una optimización basada en el modelo para determinar la velocidad de inserción que minimiza el daño tisular, obteniéndose un valor óptimo de 4,4 mm/s. En segundo lugar, se analizó el efecto de la inserción con vibración asistida sobre el daño tisular utilizando los mismos criterios de daño. Se desarrolló un actuador vibratorio diseñado a medida para generar oscilaciones axiales durante la inserción de la aguja. El modelo dinámico de fricción se extendió para tener en cuenta el movimiento vibratorio relativo, y los parámetros correspondientes se identificaron mediante el método de mínimos cuadrados. Posteriormente, se llevó a cabo una optimización basada en el modelo extendido para determinar la frecuencia de vibración óptima, dando un rango óptimo de 800–1100 Hz. Esta optimización se realizó manteniendo fija la velocidad de inserción óptima. En conjunto, la combinación de una velocidad de inserción de 4,4 mm/s y una frecuencia de vibración de 800–1100 Hz se identificó como la condición óptima para minimizar el daño tisular en pechuga de pavo ex vivo.Esta tesis propone una metodología para optimizar los parámetros de inserción de aguja en tejidos blandos, basada en los principios fundamentales de la interacción aguja–tejido. El modelo dinámico de fricción desarrollado puede extenderse a otros tejidos blandos mediante la aplicación del mismo procedimiento experimental para identificar los parámetros de interacción correspondientes. Esto permite utilizar un marco de optimización basado en el modelo desarrollado para determinar las condiciones óptimas de inserción en distintos casos de estudio.
  

• HAUBENSAK, LUKAS: Optimization and control of multiple fuel cell systems
  
  Autor/a: HAUBENSAK, LUKAS
  Programa: AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (ESAII)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 28/05/2026
  Fecha de lectura: 21/07/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: Aula Capella, Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB),Planta Baixa, Av. Diagonal, 647 08028 Barcelona
  Director/a de tesis: COSTA CASTELLO, RAMON | STRAHL, STEPHAN
  Resumen de tesis: La descarbonización del transporte pesado es un desafío apremiante en la mitigación del cambio climático. Los vehículos eléctricos de pila de combustible ofrecen una prometedora solución de cero emisiones que combina la autonomía extendida de los combustibles químicos con las capacidades de reabastecimiento rápido que requiere la industria del transporte de mercancías. Los camiones comerciales adoptan cada vez más sistemas de pilas de combustible de múltiples stacks para satisfacer las demandas de potencia y redundancia. Sin embargo, la viabilidad comercial de estos vehículos depende de la minimización del coste total de propiedad. Esta métrica económica refleja directamente el consumo de hidrógeno y la degradación de todos los stacks de pilas de combustible y de la batería de tracción.Minimizar este coste total de propiedad requiere estrategias de control óptimas que equilibren la economía de combustible con la longevidad de los componentes. Este problema de control es complejo debido a las dinámicas de sistema rígidas (stiff) con escalas de tiempo ampliamente distribuidas. Las estrategias de control convencionales basadas en reglas reaccionan a las condiciones presentes y no logran anticipar las cargas futuras. En consecuencia, planifican deficientemente las transiciones de arranque-parada, tienen dificultades para prevenir la reducción de potencia por temperatura (thermal derating) y no pueden adaptarse a un estado de salud (state-of-health) en declive.Para superar estas limitaciones, esta tesis doctoral desarrolla un marco de control predictivo basado en modelo jerárquico, computacionalmente tratable y adaptable a la vida útil. Una Capa de Planificación resuelve un problema de múltiples horizontes con enteros mixtos para optimizar el reparto de potencia entre los stacks, la planificación de arranques y paradas, y la gestión térmica a lo largo de la ruta de conducción restante. Simultáneamente, una Capa Operacional de muestreo rápido gestiona las dinámicas restringidas del sistema de aire para satisfacer las demandas de potencia, a la vez que equilibra la eficiencia del combustible con la pérdida de área superficial electroquímica. Un esquema de estimación en lazo cerrado monitoriza la degradación de los stacks y reajusta automáticamente los modelos de predicción internos para mantener la precisión del controlador.Las simulaciones en ciclos de conducción estandarizados demuestran que este controlador jerárquico se aproxima al óptimo global. Consume solo un 1.3% más de hidrógeno que un punto de referencia retrospectivo (in-hindsight), manteniendo al mismo tiempo la viabilidad en tiempo real. La gestión térmica y energética integrada preacondiciona el circuito de refrigeración para prevenir la reducción de potencia por temperatura y permite un dimensionamiento menos conservador de los componentes. Además, el controlador adaptativo propuesto modifica su estrategia de operación a lo largo de la vida útil del stack de pilas de combustible. Al principio de su vida útil (Begin-of-Life), el controlador minimiza la degradación de la pila de combustible y reduce la pérdida de área superficial electroquímica hasta en un 96.8%. A medida que el stack envejece y las sensibilidades de voltaje disminuyen, la estrategia transita hacia la minimización del consumo de hidrógeno.Este marco de trabajo traduce los mecanismos de degradación física directamente en un objetivo de control económico, integrando el estado de salud electroquímico en la gestión del tren motriz a nivel de sistema. Demuestra que el control predictivo e integrado de las dinámicas térmicas, de fluidos y de potencia es un prerrequisito para explotar todo el potencial del hardware de los trenes motrices híbridos de múltiples stacks. Resolver estos conflictos entre la economía de combustible, la longevidad de los componentes y los límites computacionales reduce las barreras económicas para la adopción generalizada de los vehículos eléctricos de pila de combustible.