Escola de Doctorat

Data de lectura: 24/11/2025

• ANGELINI, RICCARDO: Coastal environment monitoring through satellite, terrestrial and airborne remote sensing
  
  Autor/a: ANGELINI, RICCARDO
  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: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 01/10/2025
  Data de lectura: 24/11/2025
  Hora de lectura: 10:30
  Lloc de lectura: Civil and Environmental Engineering Department, University of FlorenceVia di Santa Marta 3, Florence
  Director/a de tesi: MASIERO, ANDREA | LUZI, GUIDO | RIBAS PRATS, FRANCESCA
  Resum de tesi: Les zones costaneres estan cada cop més amenaçades per la pujada del nivell del mar induïda pel canvi climàtic i per pressions antropogèniques, fet que requereix eines de monitoratge robustes i escalables. La primera fase d’aquesta tesi implementa una metodologia integral per a l’extracció semiautomàtica de línies de costa mitjançant imatges satel·litals multiespectrals Sentinel-2 (S2) i PlanetScope (PLN). Les línies de costa extretes es validen mitjançant mesures GNSS in situ i ortomosaics d’alta resolució en tres platges de sorra mediterrànies. L’eina d’extracció utilitza diversos índexs espectrals combinats amb mètodes de segmentació basats en llindars i clustering no supervisat. S’assoleix un alt rendiment amb S2, amb una precisió mitjana subpíxel de 4 m (desviació mitjana absoluta, MAD) a partir de píxels de 10 m, is’obté una precisió mitjana de 2 m amb les imatges de 3 m de resolució de PLN. En la segona fase del treball, les línies extretes s’utilitzen per caracteritzar morfologies costaneres conegudes com a megacusps, undulacions de la línia de costa amb espaiats longitudinals de centenars de metros i amplituds transversals de fins a poques desenes de metros, que poden afectar significativament la usabilitat de les platges. La validació amb dades de referència demostra que les línies derivades per satèl·lit poden descriure amb solidesa i precisió paràmetres com l’amplitud i la longitud d’ona. A més, l’evolució dels megacusps pot caracteritzar-se eficaçment combinant diferents tipus d’imatges (S2 i PLN), permetent identificar fases de creixement, erosió i migració fins i tot a escales setmanals. Això pot ser útil per gestionar el seu impacte en les platges mediterrànies.Una altra fase consisteix a avaluar i corregir les línies extretes segons les excursions de marea i el setup de l’onatge. Les correccions basades en dades de mareògrafs i boies mostren que, tot i que els desplaçaments absoluts són limitats, la seva anàlisi ajuda a eliminar una font potencial d’error, justificant-ne la integració en fluxos de treball d’alta precisió. Això també permetria aplicar la metodologia desenvolupada a platges meso- i macro-mareals.Finalment, la recerca incorpora imatges de radar d’obertura sintètica (SAR) Sentinel-1 (S1) i TerraSAR-X (TSX) per ampliar l’eina d’extracció a periodes sense llum o amb núvols, incloent-hi dues platges mediterrànies addicionals amb sediments de grava. El mòdul SAR empra un filtratge avançat i la detecció de valors atípics, però manté la metodologia bàsica de la primera fase, demostrant la flexibilitat de l’enfocament. Els resultats mostren una excel·lent precisió i estabilitat per a platges de grava (MAD d’uns 6 m) i de sorra (uns 7 m), partint de píxels de 10 m. En una comparació entre dues imatges TSX i la més propera en le temps de S1, la primera aconsegueix una millor precisió (MAD de 2.5 m enfront de 6.5 m), però només en condicions meteorològiques favorables (no diferències en l’altra data). L’estudi també analitza la influència de paràmetres com la polarització, la longitud d’ona, la geometria d’adquisició i les condicions ambientals en la precisió de les línies de costa de SAR. Els resultats indiquen que un contrast més alt entre la retrodispersió produit per la terra i el mar, típic de platges de grava, i un vent moderat milloren la detecció. Per contra, un vent o onatge forts redueixen el contrast i augmenten l’error.En conjunt, aquest treball ofereix eines robustes i escalables per al monitoratge d’alta resolució de la morfologia costanera de platges mediterrànies mitjançant dades satel·litals. Aquestes metodologies podrien estendre’s a platges amb marea i a altres àmbits relacionats com la cartografia d’inundacions. Els algoritmes desenvolupats podrien integrarse en plataformes operatives com sistemes d’alerta primerenca o aplicacions WebGIS interactives, contribuint significativament a les estratègies adaptatives de gestió costanera per part de les autoritats locals.
  

• GARCIA CAMACHO, IRENE: Benchmarking cloth manipulation
  
  Autor/a: GARCIA CAMACHO, IRENE
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (IRI)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/09/2025
  Data de lectura: 24/11/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Aula Capella, Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB), Edifici PI (Pavelló I). Av. Diagonal, 647, Barcelona
  Director/a de tesi: ALENYÀ RIBAS, GUILLEM | BORRÀS SOL, JÚLIA
  Resum de tesi: Els marcs d'avaluació són eines crucials en la recerca per a assegurar el progrés. L'experimentació i l'avaluació comparativa requereix de marcs de referència normalitzats amb els quals quantificar el rendiment d'un sistema en comparació amb treballs anteriors per a determinar les millores i el l'avanç realitzat. La manipulació robòtica de roba presenta molts reptes a causa de la naturalesa deformable dels objectes tèxtils. Aquesta és una àrea interdisciplinària que integra diversos components, inclosos el control, la percepció i el sistema robòtic, per a resoldre tasques de manipulació tèxtil amb una àmplia varietat de plataformes i pinces robòtiques, objectes i estratègies. Aquesta variabilitat dificulta el disseny de procediments d'avaluació generals que puguin ser adoptats pels investigadors de l'àrea de manipulació i percepció robòtica tèxtil.Aquesta tesi aborda la necessitat d'estandarditzar els mètodes d'experimentació en la manipulació de roba, proporcionant solucions als aspectes clau: descripció del sistema i objectes, descripció de les tasques i mètriques d'avaluació. La tesi comença amb el disseny de punts de referència per a tasques rellevants de manipulació de roba, proposant procediments clars i mètriques per a avaluar el rendiment del sistema. Després es millora l'estandardització dels objectes tèxtils, els quals repercuteixen directament en les manipulacions requerides i els resultats obtinguts, proposant un conjunt definit d'objectes de la llar. A més, es proposa un sistema de caracterització per a descriure objectes tèxtils de manera estàndard a través de les seves propietats físiques i mecàniques, amb la condició de bregar amb el desgast per l'ús dels objectes tèxtils, mantenint l'estandardització i estenent-la a altres categories d'objectes tèxtils. Posteriorment vam proposar una definició de l'estat de les escenes durant la manipulació tèxtil basada en la configuració de la roba, el tipus i ubicació d'agafada, per a representar les tasques de manipulació de tela i crear mètriques d'avaluació més informades. Més tard s'aprofundeix en l'estimació d'estats per a la presa de decisions i avaluació. La tesi culmina amb l'organització de la competició robòtica de manipulació i percepció de teles, realitzada per a unir a grups de recerca en l'avaluació i comparació dels seus sistemes en igualtat de condicions, conscienciant de la importància de dissenyar i adoptar processos d'avaluació estandarditzats per a progressar en l'àrea.En resum, aquesta tesi aborda l'avaluació comparativa, la normalització, la representació de tasques i la presa de decisions en el context de la manipulació de teles.
  

• KUMAR, DILEEP: Deep Learning for Improving Resilience of the Sensors in Mars Exploration Missions
  
  Autor/a: KUMAR, DILEEP
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 22/10/2025
  Data de lectura: 24/11/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Aula de Teleensenyament, edifici B3, campus nord
  Director/a de tesi: DOMINGUEZ PUMAR, MANUEL MARIA | PONS NIN, JOAN
  Resum de tesi: Resum En les missions d’exploració espacial, els científics han dedicat esforços per aconseguir objectius científics concrets, com l’estudi ambiental de Mart. En els darrers anys, s’han enviat diverses missions per estudiar l’atmosfera de Mart amb sistemes avançats de detecció. En el procés de desenvolupament dels diversos sistemes de detecció, també es tenen en compte els escenaris més desfavorables i esdevé crucial implementar-hi solucions per fer front a les possibles adversitats. Durant una missió, els components crítics del sistema, com els sensors, poden arribar a patir danys parcials o totals, cosa que pot fer que la missió no aconsegueixi enviar dades a l’estació de monitoratge. És el cas dels sensors de vent dels ròvers Perseverance i Curiosity, desplegats en el marc de la missió Mars 2020, els quals van patir danys parcials. També, en algun moment, el sensor de vent TWINS del mòdul de la missió InSight no va poder proporcionar més dades perquè la missió InSight va tenir problemes de potència a causa de la pols acumulada als panells solars. Aquests fets suposen un impediment en l’estudi científic d’un planeta. Addicionalment, hi ha tota una sèrie d’adversitats que poden afectar els sensors espacials, com ara els remolins de pols de Mart, l’adaptació dels punts d’operació als mateixos sensors i els obstacles que hi pugui haver al voltant dels sistemes de detecció. A tot això s’hi suma la impossibilitat de reparar o substituir un sensor a Mart. Per tant, és crucial abordar els problemes dels sensors espacials amb tècniques compensatòries per aconseguir els objectius establerts.Tenint en compte els problemes que experimenten els sensors de vent de Mart, aquesta tesi se centra en la recerca d’enfocaments basats en dades per millorar la resiliència dels sensors de vent dels instruments desplegats en les dues últimes missions a Mart de la NASA: TWINS (missió InSight, 2018) i MEDA (missió Perseverance, 2020). S’han investigat diversos models d’Machine Learning (ML) i Deep Learning (DL) per millorar la resiliència d’aquests sensors de vent en cas de fallada parcial. Aquests algorismes basats en dades s’han utilitzat per desenvolupar un sensor virtual o de software per als sensors de vents marcians. A més, s’ha estudiat un enfocament basat en Transfer Learning (TL) per afrontar escenaris d’escassetat de dades. Aquestes metodologies han obtingut resultats prometedors en la recuperació de dades en cas de fallada parcial. En la investigació de TWINS, s’ha reduït l’EQM de velocitat en un factor entre 2,43 i 4,78, i el d’angle del vent en un factor entre 1,74 i 4,71, comparat amb el cas en què només funcionen dos transductors de detecció de vent. En el cas de MEDA, el algorismes investigats han permès recuperar variables dels panells de detecció de vent amb errors similars als de l’instrument TWINS i en alguns casos amb uns resultats lleugerament millors. Amb l’aproximació de TL, les prediccions multivariables milloren amb un percentatge d’EQM entre el 10,21 % i el 22 %. En resum, diversos mètodes basats en dades han demostrat l’eficàcia i el potencial per recuperar dades i fer front escenaris adversos relacionats amb els sensors de vent de Mart.
  

• SAVADKOOHI, MARJAN: An Advanced Control Strategy for Optimizing HVAC System Performance in Non-Residential Buildings
  
  Autor/a: SAVADKOOHI, MARJAN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA AMBIENTAL
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/09/2025
  Data de lectura: 24/11/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Place: ETSECCPBUPC, Campus NordBuilding C1. Classroom: 002C/Jordi Girona, 1-308034 Barcelona
  Director/a de tesi: CASALS CASANOVA, MIQUEL | MACARULLA MARTÍ, MARCEL
  Resum de tesi: Aquesta tesi doctoral aborda els reptes científics i pràctics en la implementació de sistemes de control avançats (ACS) per optimitzar la climatització (HVAC) en edificis no residencials. Tot i que estratègies com el control predictiu basat en models (MPC) i les xarxes neuronals (NN) han donat bons resultats en recerca, l'aplicació pràctica és encara molt limitada. Les barreres inclouen la manca de dades històriques, limitacions tècniques dels sistemes HVAC, absència d’estàndards en els sistemes de gestió energètica (BEMS) i poca preparació institucional. Per abordar-ho, la tesi adopta un enfocament dual que combina anàlisi empírica i experimentació amb simulació.Primer, es realitza una enquesta a 676 edificis no residencials per avaluar les pràctiques BEMS, centrant-se en el control HVAC, l'emmagatzematge de dades i l'adopció del control predictiu. Tot i que els sensors i comptadors intel·ligents són habituals, només el 0,6 % fa servir control predictiu. Es detecten barreres com la manca de registre ambiental, sistemes HVAC obsolets, poca formació tècnica i manca d'inversió, sobretot al sector públic.Com a resposta, la segona part desenvolupa i avalua controladors predictius basats en NN amb un model energètic calibrat. S’entrenen vuit models amb diferents volums de dades per avaluar-ne la precisió i el rendiment HVAC. Es fan servir indicadors clau (KPIs) sobre confort tèrmic i eficiència energètica. Els resultats indiquen que calen entre 1 i 4 mesos de dades per a un rendiment acceptable, amb un llindar de millora limitada al cap de dos anys. El preprocessament és útil amb pocs casos (<100), però aporta poc amb conjunts grans, indicant un valor condicionat al context. L’anàlisi identifica sensibilitats operatives i climàtiques. En climes freds i després de pauses (com els dilluns), els models fallen per manca de dades similars. El rendiment millora a mitja setmana i en climes càlids, mostrant la importància de dades variades i adaptades al clima. En comparació amb la programació tradicional, els controladors NN milloren de forma consistent el consum i el confort, si disposen de dades i configuració adequada.Aquesta tesi aporta coneixement pràctic per aplicar sistemes intel·ligents de control HVAC. Defineix llindars mínims de dades, aclareix el rol del preprocessament i ofereix guies per adaptar els models al clima i funcionament real. També destaca la necessitat d’estandarditzar la recollida de dades, formar tècnics i impulsar la col·laboració públic-privada. Les conclusions donen suport a la implantació escalable del control predictiu, contribuint a l’eficiència energètica, la gestió intel·ligent i la descarbonització dels edificis.
  

Data de lectura: 25/11/2025

• BAZÁN GUILLÉN, ALBERTO: Contribution to smart charging for electric vehicles in urban environments
  
  Autor/a: BAZÁN GUILLÉN, ALBERTO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA TELEMÀTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Telemàtica (ENTEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/10/2025
  Data de lectura: 25/11/2025
  Hora de lectura: 15:00
  Lloc de lectura: Aula C3-304 Aula Seminari, campus nord
  Director/a de tesi: AGUILAR IGARTUA, MONICA | BARBECHO BAUTISTA, PABLO ANDRES
  Resum de tesi: La transició cap a una mobilitat urbana sostenible i la necessitat urgent de reduir les emissions de gasos amb efecte d’hivernacle han situat els vehicles elèctrics (VE) com una peça clau en la transformació cap a un sistema de transport més net, eficient i intel·ligent. L’augment progressiu del nombre de VE fa imprescindible disposar d’una infraestructura de càrrega robusta i flexible, capaç de satisfer la demanda energètica creixent minimitzant alhora l’impacte sobre la xarxa elèctrica. En aquest context, la planificació coordinada de la càrrega esdevé essencial per optimitzar tant el confort dels usuaris com l’eficiència del sistema elèctric i urbà, especialment en entorns densos i en els Centres de Mobilitat.Aquesta tesi aborda dos reptes fonamentals i complementaris dins la mobilitat urbana sostenible: la generació realista de trànsit i la programació òptima de la càrrega dels VE. Per donar suport a la presa de decisions en la planificació urbana, s’ha desenvolupat DesRUTGe (Decentralized Realistic Urban Traffic Generator), un nou marc de simulació que integra tècniques d’Aprenentatge per Reforç Profund (DRL) amb el simulador SUMO, per generar perfils de trànsit d’alta fidelitat i variabilitat temporal durant 24 hores. La seva principal aportació rau en la incorporació de l’Aprenentatge Federat Descentralitzat (DFL), on cada detector de trànsit i la seva zona associada actuen com a nodes autònoms que entrenen models locals amb dades històriques mínimes i intercanvien coneixement amb altres nodes propers. Aquesta estratègia permet obtenir patrons de trànsit més precisos i realistes que els generats per mètodes centralitzats o eines convencionals com RouteSampler, amb una millor reproducció de les variacions diàries i els pics de congestió.A partir d’aquest entorn de simulació realista, la tesi proposa un marc intel·ligent de planificació de càrrega de VE pensat per a Centres de Mobilitat urbans. El planificador té en compte factors essencials com els preus horaris de l’electricitat, les finestres temporals de càrrega dels vehicles, l’estat de càrrega inicial i final (SoC), i la possibilitat d’operació bidireccional (vehicle-to-grid) quan és viable. El treball analitza i compara dos enfocaments principals: la Programació Lineal Mixta Entera (MILP), capaç d’obtenir solucions òptimes en escenaris reduïts però limitada en escalabilitat, i els mètodes de Reinforcement Learning (RL) basats en Proximal Policy Optimization (PPO), que mostren un comportament robust, adaptatiu i eficient en entorns més complexos i dinàmics. A més, s’exploren estratègies de càrrega inversa, en què els VE poden retornar energia a la xarxa durant períodes de màxima demanda, creant incentius econòmics per als conductors i millorant l’estabilitat del sistema elèctric. En conjunt, aquesta recerca fa tres contribucions principals: (i) Introdueix una plataforma de simulació descentralitzada i altament realista per a la generació de perfils de trànsit urbà; (ii) desenvolupa un marc escalable i adaptatiu per a la gestió òptima de la càrrega de vehicles elèctrics, equilibrant els interessos dels usuaris, l’estabilitat de la xarxa i els objectius de sostenibilitat; i (iii) mostra com ambdues metodologies poden integrar-se en la planificació de ciutats intel·ligents, afavorint un disseny coordinat de serveis de mobilitat sostenible i una gestió energètica més eficient. Els resultats obtinguts, validats amb dades reals de la ciutat de Barcelona, demostren la viabilitat i l’impacte potencial d’aquestes solucions per al desenvolupament de sistemes de mobilitat urbana més sostenibles i resilients.