Autor/a: LABARRE, AURELIE
Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
Programa: CIÈNCIES DEL MAR
Departament: (DECA)
Modalitat: Compendi de publicacions
Data de dipòsit: 06/10/2020
Data de lectura: 26/11/2020
Hora de lectura: 11:00
Lloc de lectura: Institut de Ciències del Mar. Defensa per videoconferència (COVID-19) https://meet.google.com/fwc-prmv-hbn
Director/a de tesi: MASSANA MOLERA, RAMON
Tribunal:
     PRESIDENT: RUIZ TRILLO, IÑAKI
     SECRETARI: VAQUÉ VIDAL, DOLORS
     VOCAL NO PRESENCIAL: PIGANEAU, GWENAËL
Resum de tesi: En la vasta y compleja red del océano, los microbios son abundantes y están desigualmente distribuidos. Como uno de los componentes microbianos importantes, los protistas juegan un papel clave en los ciclos biogeoquímicos globales y contribuyen al reciclado de nutrientes necesarios para mantener la vida en la Tierra. Estos eucariotas unicelulares funcionan como productores primarios (realizando la fotosíntesis), descomponedores, parásitos o conectores tróficos en las redes tróficas acuáticas. Las especies fagotróficas, que adquieren nutrición al alimentarse de otros organismos, han sido poco estudiadas debido a la dificultad de cultivarlas. Sin embargo, la reciente caracterización de su diversidad genómica y metabólica comienza a desvelar su gran relevancia ecológica en los océanos. En esta tesis doctoral, me he centrado en los flagelados heterótrofos, considerados los principales depredadores de bacterias en los sistemas marinos, y especialmente en los linajes MArine STramenopiles (MAST) que muestran numerosas especies no cultivadas y, por lo tanto, indefinidas. El objetivo es dilucidar su importancia ecológica en las redes tróficas marinas mediante la comprensión de su estrategia trófica: la fagocitosis, un proceso bien caracterizado únicamente en animales como una respuesta del sistema inmunológico. Primero intentamos proporcionar nuevos genomas de referencia de especies MAST utilizando secuenciación genómica de una sola célula (¿single cell genomics¿) y un enfoque de ensamblaje conjunto. En el primer capítulo preparamos 15 genomas parciales de diferentes linajes MAST y predecimos su repertorio de genes con el objetivo de caracterizar genes específicos relacionados con su estrategia trófica. Nuestro análisis de genómica comparativa indicó que todas las especies de MAST eran fagótrofas. Después nos focalizamos en las peptidasas involucradas en la digestión de las presas, asé como en las bombas de protones necesarias para la acidificación de las vacuolas, pero no encontramos genes preferenciales específicos para la mencionada fagocitosis. Asimismo, este estudio reveló la presencia relevante de proteínas de rodopsina que pueden contribuir a la acidificación del fagolisosoma. En el segundo artículo realizamos un estudio funcional de los MAST utilizando metatranscriptómica para poder acceder a su expresión génica dentro del entorno natural. Para ello, iniciamos un experimento de bacterivoría con una muestra natural del Mediterráneo: en un enriquecimiento controlado en la oscuridad, seguimos el crecimiento celular de una comunidad natural donde pretendíamos incrementar la abundancia de flagelados heterotróficos y, por tanto, de fagocitosis. Mostramos un aumento en la abundancia relativa de heterótrofos, en comparación con los fotótrofos, cuando ocurrió la fagocitosis. Utilizando la colección de genomas de referencia previamente establecida de algunos MAST, pudimos extraer las secuencias de MAST en el metatranscriptoma y analizar la expresión de genes involucrados en la fagocitosis para un par de especies de MAST-4. Las catepsinas y otras enzimas digestivas fueron altamente expresadas durante el consumo bacteriano. Finalmente, se llevó a cabo un experimento similar con un organismo cultivado, Cafeteria burkhardae, un flagelado heterotrófico cosmopolita que demostró ser un buen modelo para estudiar la bacterivoría dentro de los Estramenópilos. Los resultados mostraron distintos perfiles de expresión génica dependiendo de la fase de crecimiento. Los genes regulados al alza en la fase exponencial estaban relacionados con la duplicación, transcripción, traducción y fagocitosis, mientras que los genes regulados al alza en la fase estacionaria estaban involucrados en la transducción de señales, la adhesión celular y el metabolismo lipídico.

Autor/a: BORCHINI, LUCA
Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
Programa: DOCTORAT ERASMUS MUNDUS EN SIMULACIÓ EN ENGINYERIA I DESENVOLUPAMENT DE L'EMPRENEDORIA
Departament: (DECA)
Modalitat: Conveni Cotutela
Data de dipòsit: 27/10/2020
Data de lectura: pendent
Hora de lectura: pendent
Lloc de lectura: pendent
Director/a de tesi: HUERTA CEREZUELA, ANTONIO | GIACOMINI, MATTEO | SEVILLA CÁRDENAS, RUBÉN
Tribunal:
     PRESIDENT: MORGAN, KENNETH
     SECRETARI: ZLOTNIK MARTINEZ, SERGIO
     VOCAL: CUETO PRENDES, ELIAS
     VOCAL: GIORGIANI, GIORGIO
     VOCAL: OTHMER, CARSTEN
Resum de tesi: Actualmente, el principal obstáculo en los procesos de diseño industrial computarizado es la necesidad de examinar múltiples parámetros para el mismo problema. Las propiedades de los materiales, las condiciones de contorno o la geometría pueden tener una influencia relevante en la solución de esos problemas. Por lo tanto, es necesario estimar con precisión los efectos de las variaciones de esas cantidades en la solución numérica. Esto da origen a procedimientos de consultas múltiples que requieren considerable tiempo durante los procesos de toma de decisión. La microfluídica es uno de los varios campos afectados por esta problemática, especialmente en el contexto del diseño de dispositivos robóticos inspirados en los micronadadores naturales. Generalmente se recurre a procedimientos de reducción de orden de modelo para reducir la complejidad computacional de estos estudios paramétricos basados en múltiples parámetros. Además, los esquemas de alto orden son fundamentales para la aproximación precisa de las particularidades de los flujos que aparecen en las geometrías complejas. Esta tesis propone una metodología acoplada basada en el método de Galerkin discontinuo hibridizable de alto orden (HDG) y la técnica de descomposición propia generalizada (PGD). Las ecuaciones de Stokes geométricamente parametrizadas se resuelven empleando el innovador método HDG-PGD. Por un lado, los parámetros que describen la geometría del dominio actúan como extra-coordinadas y la PGD permite construir una aproximación separada de la solución. Por otra parte, la formulación mixta de HDG admite la separación exacta de los términos introducidos por la descripción paramétrica del dominio en productos de funciones dependientes de las incógnitas espaciales o paramétricas. Los resultados de convergencia validan la metodología y estudios de casos más realistas, inspirados en los dispositivos de micronatación con geometrías variables, muestran el potencial del marco propuesto de HDG-PGD en el diseño de formas parametrizadas. Los modelos reducidos basados en la PGD también permiten construir superficies de respuesta separadas para la fuerza de arrastre. Se realiza una comparación entre las superficies de respuesta obtenidas mediante la PGD a priori y a posteriori. Se exponen una análisis crítica de las dos técnicas reportando las ventajas y desventajas de ambas en términos de costes computacionales y precisión.

Autor/a: DIMIC, VLADIMIR
Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
Departament: (DAC)
Modalitat: Normal
Data de dipòsit: 15/09/2020
Data de lectura: 27/11/2020
Hora de lectura: 09:30
Lloc de lectura: ETSETB C6-E101: Defensa per videoconferència COVID19- https://zoom.us/j/91011374678?pwd=SFlubjlsQ2szeDVTc09UUUJRNlpBZz09
Director/a de tesi: MORETÓ PLANAS, MIQUEL | CASAS GUIX, MARC
Tribunal:
     PRESIDENT: NIKOLERIS, NIKOS
     SECRETARI: RADOJKOVIC, PETAR
     VOCAL: BEIVIDE PALACIO, JULIO RAMON
Resum de tesi: Seguint la llei de Moore, el nombre de transistors que contenen els xips ha patit un creixement exponencial, fet que ha provocat un augment de la complexitat dels processadors moderns i, per tant, de la dificultat de la programació eficient d¿aquests sistemes. Per intentar solucionar-ho, s¿han desenvolupat diversos models de programació; un exemple particular en són els models basats en tasques, que fan servir anotacions senzilles per definir treballs paral·lels dins d¿una aplicació. La informació que hi ha al nivell dels sistemes en temps d¿execució (runtime systems) associada amb aquests models de programació ofereix un gran potencial a l¿hora de millorar el disseny del maquinari. D¿altra banda, les limitacions tecnològiques fan que la llei de Moore pugui deixar de complir-se properament, per la qual cosa calen nous paradigmes per mantenir les tendències actuals en la millora de rendiment.L¿objectiu principal d¿aquesta tesi és aprofitar els coneixements que el runtime system té d¿una aplicació paral·lela per millorar el disseny de la jerarquia de memòria dins el xip. L¿acoblament del runtime system i el microprocessador permet millorar el disseny del maquinari sense malmetre la programabilitat d¿aquests sistemes.La primera contribució d¿aquesta tesi consisteix en un conjunt de polítiques d¿inserció a les memòries cau (cache memories) compartides d¿últim nivell que aprofita informació sobre tasques i les dependències de dades entre aquestes. La intuïció que hi ha al darrere d¿aquesta proposta es basa en el fet que els fils d¿execució paral·lels mostren diferents patrons d¿accés a la memòria; fins i tot dins el mateix fil, els accessos a variables diferents sovint segueixen patrons diferents. Les polítiques que s¿hi proposen insereixen línies de la memòria cau a diferents ubicacions lògiques en funció dels tipus de dependència i de tasca als quals correspon la petició de memòria.La segona proposta optimitza l¿execució de les reduccions, que es defineixen com un patró de programació que combina dades d¿entrada per aconseguir la variable de reducció com a resultat. Això s¿aconsegueix mitjançant una tècnica assistida pel runtime system per dur a terme reduccions en la jerarquia de la memòria cau del processador, amb l¿objectiu que la proposta sigui aplicable de manera universal, sense dependre del tipus de la variable a la qual es realitza la reducció, la seva mida o el patró d¿accés. A nivell de programari, es realitza una extensió del model de programació per facilitar que el programador especifiqui les variables de les reduccions que usaran les tasques, així com el nivell de memòria cau desitjat on s¿hauria de realitzar una certa reducció. El compilador font a font (compilador source-to-source) i el runtime system s¿amplien per traduir i passar aquesta informació al maquinari subjacent. A nivell de maquinari, les memòries cau privades i compartides s¿equipen amb unitats funcionals i la lògica corresponent per poder dur a terme les reduccions a la pròpia memòria cau, evitant així moviments de dades innecessaris entre el nucli del processador i la jerarquia de memòria.La tercera contribució proporciona un esquema de priorització assistit pel runtime system per peticions de memòria dins de la jerarquia de memòria del xip. La proposta es basa en la noció de camí crític en el context dels codis paral·lels i en el fet conegut que l¿acceleració de les tasques que formen part del camí crític redueix el temps d¿execució de l¿aplicació sencera. En el context d¿aquest treball, la criticitat de les tasques s¿observa al nivell del seu tipus ja que permet que el programador les indiqui mitjançant anotacions senzilles. L¿acceleració de les tasques crítiques s¿aconsegueix prioritzant les corresponents peticions de memòria dins el microprocessador.

Autor/a: WINKLER, PAMINA
Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
Programa: FOTÒNICA
Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
Modalitat: Normal
Data de dipòsit: 19/10/2020
Data de lectura: 27/11/2020
Hora de lectura: 11:00
Lloc de lectura: ICFO: Videoconferència per COVID-19 http://s.ic.fo/LxpQG
Director/a de tesi: GARCÍA PARAJO, MARÍA
Tribunal:
     PRESIDENT: WIENTJES, INA EMILIA
     SECRETARI: VAN HULST, NIEK
     VOCAL: SEZGIN, ERDINC
Resum de tesi: La membrana plasmática separa el entorno intracelular del extracelular y está compuesta por una multitud de diferentes proteínas y lípidos. Su organización está fuertemente interconectada a su función, y es sensible a perturbaciones tanto de la actina cortical posicionada internamente en proximidad con la membrana, así como de una red extracelular en contacto próximo con la membrana exterior. Estas perturbaciones ocurren a distintas escalas temporales y espaciales, llegando a unos pocos nanómetros. Dada la estrecha relación entre la organización de la membrana y su función biológica, es tremendamente importante entender como lípidos y proteínas se organizan dinámicamente a la escala nanométrica y como se ven afectados por su entorno. El objetivo principal de esta tesis doctoral se centra en alcanzar este entendimiento.Las antenas fotónicas son nano-estructuras metálicas que incrementan la radiación electromagnética en regiones nanométricas (< 20 nm) del espacio. En esta tesis doctoral, hemos fabricado y utilizado plataformas con matrices de antenas en oro, y con regiones de confinamiento entre 10-45 nm. Además, hemos combinado estas antenas con la técnica de ¿fluorescence correlation spectroscopy (FCS)¿ a fin de obtener información espaciotemporal a la nano-escala en membranas biológicas, junto a la sensibilidad de detectar moléculas individuales a altas concentraciones.En esta disertación, describimos primero la fabricación de antenas fotónicas y caracterizamos su rendimiento utilizando técnicas de microscopía electrónica y FCS de moléculas individuales en solución. Nuestros resultados demuestran factores de incremento de la fluorescencia entre 104-105, en regiones ultra-confinadas, y una capacidad para detectar moléculas individuales en rango de concentraciones de micro-molares.Una vez validadas nuestras herramientas, nos enfocamos en su uso para el estudio dinámico de la organización de membranas lipídicas miméticas a escala nanométrica. En el caso de composiciones ternarias de lípidos insaturados, saturados y colesterol, hemos descubierto la existencia de heterogeneidades nanoscópicas y transitorias que coexisten tanto en las regiones ordenadas como desordenadas de las membranas lipídicas.El siguiente capítulo contiene resultados enfocados a estudiar el efecto del entorno extracelular en la organización dinámica de este tipo de capas lipídicas. Para ello, y como modelo, preparamos membranas lipídicas cubiertas de ácido hialurónico (HA), un componente abundantemente expresado en la matriz extracelular. Combinando FCS con microscopia y espectroscopia de fuerzas atómicas, logramos resolver la influencia de HA a escala nanométrica en la organización de la fase ordenada de las membranas lipídicas. Nuestros resultados indican la existencia de un efecto sinérgico entre HA y colesterol en el reordenamiento de la membrana a la nano-escala.El siguiente tema de investigación en esta tesis doctoral se enfoca a la aplicación de antenas fotónicas y FCS para el estudio de dominios lipídicos enriquecidos de colesterol en la membrana plasmática de células vivas. La utilización de estas antenas nos ha permitido, por primera vez, remontar la barrera de 30 nm, y demostrar de manera inequívoca la existencia de dominios enriquecidos en colesterol en células vivas con una resolución espacial de 10 nm.Finalmente, hemos demostrado la capacidad de multiplexado de nuestras antenas fotónicas, combinando una iluminación y detección en campo amplio utilizando una camera sCMOS. Describimos la implementación de nuestro esquema, así como también medidas que demuestran la detección simultánea de fluorescencia en más de 200 antenas. De manera importante, demostramos la obtención de curvas de FCS en 50 antenas simultáneamente, tanto en solución como en células vivas. Esta disertación culmina con una breve discusión de los resultados más importantes de esta investigac

Autor/a: CUADRADO GUEVARA, MARLYN DAYANA
Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
Programa: ESTADÍSTICA I INVESTIGACIÓ OPERATIVA
Departament: Departament d'Estadística i Investigació Operativa (EIO)
Modalitat: Normal
Data de dipòsit: 22/10/2020
Data de lectura: 30/11/2020
Hora de lectura: 12:00
Lloc de lectura: FME: Videoconferència per COVID-19: https://meet.google.com/nsy-skve-ska
Director/a de tesi: HEREDIA CERVERA, FRANCISCO JAVIER
Tribunal:
     PRESIDENT: RAMALHINHO DIAS LOURENÇO, HELENA
     SECRETARI: CASTRO PÉREZ, JORDI
     VOCAL: MORALES ESPAÑA, GERMAN ANDRES
Resum de tesi: La presencia de energías renovables en la optimización de sistemas energéticos hagenerado un alto nivel de incertidumbre en los datos, lo que ha llevado a la necesidad de aplicar técnicas de optimización estocástica para modelar problemas con estas características. El método empleado en esta tesis es programación estocástica multietapa (MSP, por sus siglas en inglés). La idea central de MSP es representar la incertidumbre (que en este caso es modelada mediante un proceso estocástico), mediante un árbol de escenarios. En esta tesis, desarrollamos una metodología que parte de una data histórica, la cual está disponible; generamos un conjunto de escenarios por cada variable aleatoria del modelo MSP; definimos escenarios individuales, que luego serán usados para construir el proceso estocástico inicial (como un fan o un árbol de escenario inicial); y, por último, construimos el árbol de escenario final, el cual es la aproximación del proceso estocástico. La metodología propuesta consta de dos fases. En la primera fase, desarrollamos un procedimiento similar a Muñoz et al. (2013), con la diferencia de que para las predicciones del próximo día para cada variable aleatoria del modelo MSP usamos modelos VAR. En la segunda fase construimos árboles de escenarios mediante el "Forward Tree Construction Algorithm (FTCA)", desarrollado por Heitsch and Römisch (2009a); y una versión adaptada del "Dynamic Tree Generation with a Flexible Bushiness Algorithm (DTGFBA)", desarrolado por Pflug and Pichler (2014, 2015). Esta metodología fue usada para generar árboles de escenarios para dos modelos MSP. El primer modelo fue el "Multistage Stochastic Wind Battery Virtual Power Plant model (modelo MSWBVPP)", y el segundo modelo es el "Multistage Stochastic Optimal Operation of Distribution Networks model (MSOODN model)". Para el modelo MSWBVPP desarrollamos extensivos experimentos computacionales y generamos árboles de escenarios a partir de datos realesde precios MIBEL y generación eólica de una granja eólica llamada Espina, ubicada en España. Para el modelo MSOODN obtuvimos árboles de escenarios basados en datos reales de carga, provistos por FEEC-UNICAMP y de generación fotovoltaica de una red de distribución localizada en Brasil. Los resultados muestran que la metodología de generación de árboles de escenarios propuesta en esta tesis, permite obtener árboles de escenarios adecuados para cada modelo MSP. Adicionalmente, obtuvimos resultados para los modelos MSP usando como datos de entrada los árboles de escenarios. En el caso del modelo MSWBVPP, resolvimos tres casos de estudio correspondiente a tres hipótesis basadas en la participación de una VPP en los mercados de energía. En el caso del modelo MSOODN, dos casos de prueba fueron resueltos, mostrando que la EDN satisface los límites impuestos para cada caso de prueba, y además, que el caso con BESS da mejores resultados cuando se toma en cuenta el valor la incertidumbre en el modelo. Finalmente, el modelo MSWBVPP fue usado para estudiar el desempeño relativo de los árboles de escenarios FTCA y DTGFBA, específicamente, analizando el valor de la solución estocástica para los 366 problemas de oferta óptima. Para tal fin, una variación del clásico VSS (denominado ¿Forecasted Value of the Stochastic Solution¿, FVSS) fue definido y usado junto al clásico VSS.