Escola de Doctorat

Data de lectura: 17/11/2025

• AL ZEYADI, NOORA TALIB MOHAMMED: 3D printing of aluminum alloys under different extrusion techniques
  
  Autor/a: AL ZEYADI, NOORA TALIB MOHAMMED
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS
  Departament: Departament de Ciència i Enginyeria de Materials (CEM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 18/07/2025
  Data de lectura: 17/11/2025
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: UPC Facultat de Matemàtiques i Estadística Campus Diagonal Sud, Carrer de Pau Gargallo, 14, Distrito de Les Corts, 08028 Barcelona SALA D'ACTES
  Director/a de tesi: CABRERA MARRERO, JOSE MARIA | FENOLLOSA ARTÉS, FELIP
  Resum de tesi: Aquesta investigació doctoral va avaluar la viabilitat d'utilitzar diverses matèries primeres basades en alumini en la fabricació additiva (AM) per desenvolupar alternatives rendibles i respectuoses amb el medi ambient a la fabricació de metalls tradicional. L'estudi va examinar sistemàticament el filament AA6061, els grànuls d'AlSi10Mg (comercials i reciclats) i la pasta de pols d'AlSi10Mg a través de tres tècniques d'AM: Modelatge per Deposició Fusionada (FDM), extrusió basada en cargol i Escriptura Directa amb Tinta (DIW). Els objectius principals eren optimitzar els paràmetres d'impressió, desaglomeració tèrmica i sinterització per a cada matèria primera i tècnica d'AM, i avaluar les propietats mecàniques i microestructures resultants de les peces fabricades. Per a la impressió, el filament AA6061 processat mitjançant FDM va aconseguir resultats òptims amb un diàmetre de broquet de 0,8 mm a 205 °C. Els grànuls d'AlSi10Mg (comercials i reciclats) i la pasta de pols d'AlSi10Mg, utilitzats en l'extrusió basada en cargol i DIW respectivament, van tenir un millor rendiment amb broquets de 0,6 mm i temperatures més baixes. Aquestes optimitzacions van establir unes condicions de referència crítiques per als passos de processament posteriors, emfatitzant els requisits diferents de cada material i tècnica. El desaglomerant tèrmic, essencial per eliminar els aglutinants polimèrics abans de la sinterització, es va optimitzar per a cada matèria primera. Per al filament AA6061, 550 °C amb temps de retenció de fins a 3 hores va ser el més efectiu. Per als grànuls comercials d'AlSi10Mg, 350 °C durant 3 hores va donar resultats òptims, una condició que també va funcionar per a grànuls reciclats i pasta en pols. Aquests paràmetres van minimitzar els defectes i van preparar les peces per a una sinterització reeixida. Els paràmetres de sinterització es van optimitzar rigorosament per garantir la densificació i les propietats mecàniques desitjades. El filament AA6061 es va sinteritzar millor a 635 °C, mentre que els grànuls comercials d'AlSi10Mg i la pasta en pols van aconseguir resultats òptims a 600 °C. Els grànuls reciclats d'AlSi10Mg van assolir el rendiment màxim a 620 °C. Tota la sinterització es va dur a terme durant 3 hores sota una atmosfera de nitrogen amb trampes de buit i oxigen. L'anàlisi SEM va confirmar una densificació més gran i microestructures uniformes en aquestes condicions. Es va introduir una tècnica de premsat preselector per millorar encara més la densificació i reduir la porositat. Aquest pas va millorar significativament la densitat relativa de les peces sinteritzades entre un 19,25 i un 45,55%, i les mostres premsades van assolir densitats de fins al 93,65%. Les proves mecàniques van mostrar que els grànuls d'AlSi10Mg reciclats van proporcionar la resistència a la compressió més alta (168,34 MPa), seguits dels grànuls comercials, el filament AA6061 i la pasta en pols.
  

• MONT I GELI, NIL: Characterization of underground neutron fluxes by experimental measurements, Monte Carlo simulations and improvement of (α,n) nuclear data
  
  Autor/a: MONT I GELI, NIL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA NUCLEAR I DE LES RADIACIONS IONITZANTS
  Departament: Departament de Física (FIS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 30/09/2025
  Data de lectura: 17/11/2025
  Hora de lectura: 12:30
  Lloc de lectura: Secció d'Enginyeria Nuclear, pavelló C, planta 1, Aula del Màster (porta 31.07)
  Director/a de tesi: CALVIÑO TAVARES, FRANCISCO | TARIFEÑO SALDIVIA, ARIEL
  Resum de tesi: La radiació còsmica ionitzant interactua amb qualsevol material present a la superfície terrestre, en particular amb els detectors de radiació ionitzant que es fan servir en investigacions científiques. El resultat és un fons de radiació que pot ser un dels factors més importants que limiten la nostra capacitat de fer una mesura. Per evitar aquest problema, els experiments on la taxa de detecció és molt baixa, en camps com la física de neutrons, la cerca de matèria fosca o l’astrofísica nuclear, han de fer-se en laboratoris subterranis. En aquest tipus d’instal·lacions l’escorça terrestre absorbeix la major part de la radiació. Tot i això, segueix sent necessari protegir els experiment fent servir blindatges específicament dissenyats per reduir el fons de radiació. Sota terra, aquesta radiació prové majoritàriament de la radioactivitat intrínseca de les parets del laboratori, sobretot neutrons emesos en fissions espontànies i en reaccions induïdes per partícules alfa, també dites reaccions (α,n). Conseqüentment, un bon coneixement sobre els fluxos de radiació als laboratoris subterranis és crucial per molts experiments.Els neutrons són un dels tipus de radiació ironitzant que més impacte té en experiments subterranis. Per caracteritzar-ne el seu flux ja fa anys que es va dissenyar l’espectròmetre HENSA (de l’anglès High Efficiency Neutron Spectrometry Array). Fins avui HENSA s’ha fet servir al Laboratori Subterrani de Canfranc (LSC), a Espanya, al laboratori subterrani de Felsenkeller, a Alemanya, i al Laboratori Nacional del Gran Sasso (LNGS), a Itàlia.Aquest treball tracta sobretot de la caracterització del flux de neutrons al LSC, en particular dins la sala B de la instal·lació anomenada LAB2400. Per fer-ho, s’han combinat mesures experimentals amb HENSA i simulacions Monte Carlo. Durant més de quatre anys HENSA ha adquirit dades en un lloc fix dins la sala B. Els resultats mostren un flux de neutrons molt estable. Qualsevol possible fluctuació és menor que la resolució mensual de l’espectròmetre. Els resultats, sobretot la intensitat total del flux de neutrons i el seu espectre d’energies, s’han fet servir per estudiar l’impacte que aquests neutrons tenen en l’experiment de matèria fosca ANAIS-112, que es troba a pocs metres del detector HENSA. En col·laboració amb l’equip de l’experiment ANAIS hem vist que l’impacte d’aquests neutrons és negligible. Finalment, s’ha estudiat també l’impacte de les dades nuclears sobre reaccions (α,n) en les simulacions Monte Carlo del flux subterrani de neutrons.En diverses reunions tècniques organitzades recentment per la Organització Internacional de l’Energia Atòmica (IAEA en anglès) s’ha conclòs que hi ha una necessitat de millorar l’estatus de les dades nuclears sobre reaccions (α,n). Aquest tipus de reaccions, com s’ha mencionat, tenen molt d’interès en la física subterrània. A més a més, les reaccions (α,n) també són d’interès en camps com l’astrofísica nuclear, la física mèdica, les tecnologies nuclears i els assajos no destructius en fuel nuclear. Per tal de millorar-ne les dades disponibles es formà la col·laboració MANY (de l’anglès Measurement of Alpha Neutron Yields and spectra). La col·laboració fa servir els feixos de partícules alfa produïts al Centre de Micro-Anàlisis de Materials (CMAM), a Madrid, i al Centre Nacional d’Acceleradors (CNA), a Sevilla. En el context de la col·laboració MANY, la part final d’aquest treball tracta sobre el disseny i desenvolupament d’un nou detector moderat de neutrons, miniBELEN, per fer-lo servir en mesures de taxes producció de neutrons i seccions eficaç en reaccions (α,n). També es descriu l’anàlisi de la campanya experimental fent servir un blanc d’alumini i se’n presenten els resultats, que són consistents amb els treballs previs ja existents. A més a més, s’han obtingut dades noves per la secció eficaç de la reacció 27Al(α,n)30P a energies de les partícules alfa superiors als 5.5 MeV.
  

• PERELLÓ RIBAS, RAFEL: Data assimilation for real-time dynamic prediction of wind-induced forces in vehicle platooning
  
  Autor/a: PERELLÓ RIBAS, RAFEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA CIVIL
  Departament: Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 01/10/2025
  Data de lectura: 17/11/2025
  Hora de lectura: 14:00
  Lloc de lectura: UPC Campus Nord, ETSECCPB, C/ Jordi Girona 1-3, edificio C1, Sala 002, Barcelona
  Director/a de tesi: HUERTA CEREZUELA, ANTONIO | ZLOTNIK MARTINEZ, SERGIO
  Resum de tesi: Considerem el problema del comboi de vehicles des d'un punt de vista aerodinàmic. Això és, el problema multiparamètric de predir les forces aerodinàmiques que actuen en un vehicle que, al seu torn, en segueix un altre. Desenvolupem una metodologia RANS per simular de forma precisa la física que governa el problema i concebem una metodologia multiparamètrica per aproximar el problema emprant tan pocs recursos computacionals com sia possible. En la primera part de la tesi desenvolupem i analitzem la metodologia del model substitut en el context del mètode d'aproximació d'Smolyak. Estenem el mètode de col·locació estocàstica multi-índex (MISC) per resoldre el problema d'una manera més eficient. Això inclou la possibilitat de construir un sol model substitut per una funció vectorial, així com l'ús d'un domini paramètric amb variables categòriques que representen un nombre finit de possibles de vehicles davanters.Per això, formulem el mètode d'aproximació d'Smolyak en una forma més abstracta i l'implementem en C++ amb un enfocament modular emprant algorismes eficients i numèricament estables. També proporcionem algunes desigualtats de convergència originals del mètode que són validades amb exemples numèrics. Encarem el problema de la inestabilitat manifestada en forma d'oscil·lacions en alguns problemes en què MISC ha estat aplicat. Identifiquem irregularitats en les dades de baixa fidelitat com el motiu d'aquestes oscil·lacions i demostrem un teorema en el context general de multifidelitat que demostra que aquestes irregularitats han d'esser evitades per tal d'assegurar la convergència del model substitut.En la segona part de la tesi estudiem diverses metodologies de dinàmica de fluids computacional (CFD) per tal de simular de manera precisa el flux al voltant d'un vehicle en condicions realistes trobades en carretera. Això inclou la presència de vent transversal, així com pertorbacions al flux provocades per la presència d'altres vehicles en maniobres típiques d'avançament i comboi. Finalment, apliquem la metodologia MISC estesa a un problema de comboi de vehicles per construir un model substitut de les tres components de la força aerodinàmica que actua en un vehicle en condicions realistes de comboi.
  

Data de lectura: 18/11/2025

• DE LA VEGA HERNÁNDEZ, JOAQUÍN: Advanced modelling and forecasting methods for electric vehicle batteries based on data analysis with realistic operating conditions.
  
  Autor/a: DE LA VEGA HERNÁNDEZ, JOAQUÍN
  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: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: ORTEGA REDONDO, JUAN ANTONIO | RIBA RUIZ, JORDI ROGER
  Resum de tesi: Aquesta tesis dona resposta als reptes del modelatge, el monitoratge i la predicció del comportament de les bateries d’ió de liti tant per cel·les individuals com per paquets de cel·les, centrant-se especialment en la millora de la seva robustesa sota condicions d’operació reals. Aquest treball es justifica davant la creixent implantació de sistemes de bateries en la mobilitat elèctrica i en sistemes d’emmagatzematge, on paràmetres com el rendiment, vida útil i nivell seguretat depenen fonamentalment de prediccions fiables del seu estat intern i dels mecanismes de degradació.A nivell de cel·la, aquesta tesis introdueix dues aproximacions complementàries de modelatge: un model paramètric tensió-capacitat per a corrent de descàrrega constat, i un model basat en l’aprenentatge profund (deep learning). Aquest mètodes permeten una detecció primerenca i una estimació en temps real de la disminució de capacitat, proporcionat indicadors d'estat de salut de la bateria i prediccions de vida restant (RUL)A nivell de paquets de cel·les, aquesta tesis explora les complexitat addicionals inherents de la variabilitat cel·la-cel·la com el desequilibri i problemes en l’adquisició de dades. Es proposa una metodologia híbrida d’imputació de dades basada en el Unscented Kalman Filter (UKF) per reconstruir els senyals de tensió en les cel·les com en les branques de cel·les, assegurant la continuïtat de les funcions del BMS com el balanceig, estimació de SoC/SoH, i detecció d’errades. Aquest mètode es compara amb un model de xarxes neuronals, destacant el compromís entre la precisió basada en les dades i l’adaptabilitat del model.Partint d’aquesta base, s’aprofundeix en l’anàlisi de l’impacte que té l’ús de senyals reconstruïts com a entrades en la precisió dels models predictius. Per a això, s’han avaluat quatre estratègies de reconstrucció de senyals amb diferents nivells de complexitat: ZOH, ARIMA, UKF i GRU. Els senyals reconstruïts s’han utilitzat posteriorment com a entrada en els models de xarxes neuronals recurrents (LSTM i GRU) desenvolupats per predir el temps restant fins la descàrrega (Remaining Time to Depletion, RTD) de cel·les individuals en condicions de conducció del vehicle. Els resultats obtinguts evidencien que la qualitat de la reconstrucció del senyal impacta de manera directa en el rendiment predictiu dels models. Els models es comparen utilitzant una gran varietat de bancs de dades, incloent repositoris públics (NASA, Sandia National Laboratories) i les dades provinents d’un banc de proves experimental personalitzat capaç d’executar cicles de conducció estandarditzats i protocols de corrent constant (CC) i tensió constant (CV). Tot plegat, aquests bancs de dades proporcionen uns fonaments sòlids per validacions mitjançant diferents químiques i condicions de ciclatge de les bateries.En general, aquesta tesis demostra com la integració del processament i el filtratge de senyals, i l’aprenentatge automàtic poden millorar la fiabilitat dels models de bateries, tant per diagnòstics immediats com per prediccions a llarg termini. Aquestes troballes contribueixen en el camp de sistemes de gestió de bateries més robusts i pràctics, escurçant la distancia entre el món acadèmic i les aplicacions reals en el camp de mobilitat elèctrica i l’emmagatzematge d’energia. 
  

• IZQUIERDO BADIOLA, SILVIA: Hybrid Systems for Human-Centered Robotics: Combining Symbolic and Generative AI for Flexible and Adaptive Plan Generation and Execution
  
  Autor/a: IZQUIERDO BADIOLA, SILVIA
  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: 29/09/2025
  Data de lectura: 18/11/2025
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: Sala d'Actes de la Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME), C/ Pau Gargallo, 14, 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: ALENYÀ RIBAS, GUILLEM | RIZZO, CARLOS ERNESTO
  Resum de tesi: Els robots estan abandonant ràpidament els entorns estructurats de les fàbriques per entrar en espais rics en presència humana com llars, hospitals i llocs de treball compartits. Perquè la col·laboració sigui efectiva i els robots siguin acceptats en entorns dinàmics, és essencial que el desenvolupament del seu comportament tingui un enfocament centrat en les persones. Això implica capacitar els robots per generar plans que s’adaptin de manera contínua a l’entorn canviant i a l’estat dels humans, anticipant i prevenint possibles errors, tot permetent que aquests plans i models es defineixin de forma flexible i comprensible per a les persones. Aquesta tesi avança cap a aquest objectiu mitjançant un enfocament basat en dues estratègies complementàries: (i) tècniques fonamentades de planificació estructurada i modelatge d’agents, i (ii) la seva extensió amb capacitats pròpies de grans models de llenguatge (LLM), donant lloc a sistemes híbrids capaços de comportaments més generals i adaptatius.S’han desenvolupat quatre contribucions principals, cadascuna orientada a un repte específic. En primer lloc, per resoldre la manca d’integració efectiva dels estats humans en la planificació de la col·laboració humà-robot (HRC), sovint origen de fallades, proposem un marc que incorpora un model d’agent en la planificació de tasques mitjançant la modulació del cost de les accions, amb l’objectiu d’anticipar i evitar errors. En segon lloc, per afrontar la dificultat d’estimar els costos d’accions específics d’un agent en entorns amb escassetat de dades, presentem un marc d’aprenentatge basat en simulació. En tercer lloc, per superar la rigidesa i l’esforç de modelatge dels sistemes actuals, desenvolupem un entorn de planificació que tradueix objectius humans i condicions d’agents expressats en llenguatge natural en problemes estructurats de planificació, fent més flexible i intuïtiva la generació de plans. En quart lloc, reconeixent que l’execució d’un pla pot trobar dificultats no previstes durant la seva planificació, presentem un agent per detectar, explicar i resoldre problemes de manera contextual, aprofitant una interacció regulada entre un LLM i eines de percepció i interacció. Conjuntament, aquestes contribucions, sostingudes per resultats publicats, aborden tres objectius centrals: (O1) integrar la planificació de tasques amb el modelatge d’agents per generar plans adaptats a les persones; (O2) proposar tècniques flexibles per definir models de planificació, acció i agents; i (O3) implementar mecanismes de prevenció d’errors en entorns dinàmics centrats en les persones.Aquesta tesi defensa el pas de sistemes rígids i orientats a tasques especifiques cap a una robòtica més adaptativa i generalitzable, combinant mètodes simbòlics estructurats amb IA generativa. S’identifiquen els principals reptes d’aquesta transició i es proposen solucions per orientar i impulsar els avenços futurs en robòtica centrada en les persones. Amb enfocaments híbrids, aquesta recerca permet una generació de plans flexible i natural, els quals s’adapten a les preferències i estats humans, anticipant-se a possibles fallades durant l’execució, i establint les bases per a un futur sistema unificat, capaç de funcionar i adaptar-se eficaçment al món real.