Escola de Doctorat

Data de lectura: 21/07/2025

• CONEJO BARCELO, CARLOS: Functional Safety for Highly Automated Vehicles
  
  Autor/a: CONEJO BARCELO, CARLOS
  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: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 30/06/2025
  Data de lectura: 21/07/2025
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: Sala d'Actes de la Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME) Campus Diagonal Sud, Edifici U. C. Pau Gargallo, 14 08028 Barcelona
  Director/a de tesi: PUIG CAYUELA, VICENÇ | MORCEGO SEIX, BERNARDO
  Resum de tesi: El ràpid avenç de les tecnologies dels vehicles autònoms ofereix oportunitats significatives per millorar la seguretat viària, però també planteja reptes per garantir el compliment dels estàndards de seguretat establerts. Aquesta tesi es centra a garantir la seguretat funcional en vehicles altament automatitzats (nivells d’automatització SAE 4-5), assegurant l’adhesió a la norma ISO~26262, que regula els riscos de seguretat en els sistemes elèctrics i electrònics.Per abordar aquests reptes, es presenta un supervisor basat en arbres de comportament que transforma les anàlisis estàtiques de seguretat funcional en supervisió en temps real, assegurant el compliment dels requisits de seguretat durant el funcionament. Aquest supervisor està verificat formalment mitjançant lògica temporal, garantint-ne la correcció sota totes les condicions operatives. A més, es desenvolupa un observador zonotòpic LPV-EKF per a la detecció i aïllament de fallades, millorant la fiabilitat de l’estimació de l’estat del vehicle basada en sensors amb incerteses acotades. Com a complement, es proposa un marc de control predictiu zonotòpic basat en dades, amb garanties de seguretat funcional. Aquest marc integra l’anàlisi de l’assolibilitat per guiar el vehicle cap a estats segurs predefinits en presència d’anomalies a escala de sistema i està verificat formalment mitjançant especificacions de lògica temporal.Les metodologies presentades es validen en plataformes autònomes Renault Zoe i Mégane, demostrant-ne l’efectivitat pràctica per avançar en la seguretat funcional de la conducció autònoma en escenaris reals.
  

Data de lectura: 22/07/2025

• ROA TORRES, ALEXANDRA: Acidic Mining Waters as Resource Recovery for Sustainable Supply of Raw and Critical Materials
  
  Autor/a: ROA TORRES, ALEXANDRA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE PROCESSOS QUÍMICS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 05/05/2025
  Data de lectura: 22/07/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Campus Diagonal Besòs, Edifici I - EEBE - Sala Polivalent - Edifici I https://meet.google.com/jpq-rjky-mff
  Director/a de tesi: CORTINA PALLAS, JOSE LUIS | LÓPEZ RODRÍGUEZ, JULIO
  Resum de tesi: Durant els últims anys, el tractament d’aigües àcides de mines (AMW) ha adquirit un nou interès, ja que es poden utilitzar com a font secundaria de matèries primeres crítiques i estratègiques (CRM i SRM, respectivament). Això, juntament amb el fet que la Unió Europea està impulsant enfocaments circulars per avançar cap a una economia verda, ha desplaçat l’aplicació dels tractaments tradicionals cap al desenvolupament i implementació d’un esquema circular per a la valorització de les AMW. L'esquema del tractament proposat consta de quatre etapes principals. Una primera etapa de pretractament, que consisteix en l’eliminació de metalls de transició. Aquesta es basa en dues etapes, la primera centrada en l’eliminació de Fe i Al com hidròxids, seguida d’una altra per a l’eliminació de metalls com a sulfurs. Ambdós passos van aconseguir eliminacions de metalls >90% per Fe, Al, Zn, Cd i Cu.La segona etapa es centra en la recuperació d’elements de terrers rares (REEs). Per extreure-les i concentrar-les selectivament es va aplicar intercanvi iònic (IX). En aquest pas, es van avaluar dues resines comercials com la TP272 (impregnada) i la S930 (quelant) per al fraccionament de REE en pesades (HREEs) i lleugeres (LREEs). Després de la regeneració, les REEs es van recuperar cristal·litzant-les com a oxalats per evitar la precipitació d’altres ions alcalins i de transició. Per això es va utilitzar àcid oxàlic i NH3, aconseguint recuperacions >95% de l’eluat i els sòlids eren una barreja de REE, amb pureses >90%. A més, es va realitzar una optimització de la solució utilitzada durant el procés de regeneració de resines IX per millorar els factors de concentració i reduir el consum químic durant la cristal·lització. La tercera etapa es va centrar en la recuperació de l’aigua. Per això, s’han utilitzat diferents membranes polimèriques de nanofiltració (NF) (dnF40 en configuració de fibra buida i NF270, NFX i PRO-XS2 en configuració plana) per avaluar la recuperació de l’aigua amb diferents nivells d’eliminació de duresa. Això va consistir en l’eliminació de Mn i Mg com a hidròxids, seguida de l’eliminació de Ca com a carbonat. Durant l’eliminació de Mg, es van fer esforços per optimitzar la seva cristal·lització mitjançant l’ús de diferents concentracions de NaOH. Els experiments de NF van mostrar rebuig >96%, excepte la dnF40. No obstant això, quan es treballava en mode de concentració, durant les proves es va observar la formació de descamació, que estava relacionada amb la precipitació de sulfat de calci. Es va realitzar un esforç addicional per avaluar l’ús de membranes de NF amb diferents propietats químiques a la capa activa (per exemple, amides semi-aromàtiques (Desal DL), sulfamida (Desal KH) i poliestersulfonades (AMS3012 i AMS3014)) per a la recuperació de CRM d’altres corrents àcides com lixiviats de bateries de liti (LIBs). Per aquest motiu es van avaluar aspectes com el tipus d’àcid per la lixiviació (H2SO4 i HCl) i l’àlcali utilitzat per neutralitzar l’excés d’acidesa (NaOH versus Mg(OH)2(s)). Els resultats mostren que la química de la dissolució té un alt impacte en els processos de NF per al reciclatge de LIBs, ja que quan es va utilitzar Mg(OH)2(s) en medis de HCl el Li va ser rebutjat un -77%, mentre que en medi H2SO4 el rebuig va ser de -14%. L’última etapa de l’esquema proposat per al tractament d’AMW es va centrar en la valorització de salmorres de residus per produir àcids i bases per Electrodiàlisi amb Membranes Bipolars (EDBM) que posteriorment es podries utilitzar en la resta de fases del tractament. A partir d’aquesta etapa, es van aconseguir dissolucions de 0,5 mol/L de NaOH i 0,45 mol/L de H2SO4 així com una reducció de la salinitat de 58%. Aquestes proves van destacar l’EDBM com un enfocament sostenible per a la valorització d’AMW, ja que promou la recuperació de recursos, reduint l’abocament de sulfats i residus perillosos, a la vegada que es proporciona un enfocament circular a les indústries mineres.
  

Data de lectura: 23/07/2025

• LI, SIYU: Urban Freight Distribution Management and Pricing with Tradable Mobility Credits
  
  Autor/a: LI, SIYU
  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: 03/07/2025
  Data de lectura: 23/07/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: UPC North CampusBarcelona School of Civil EngineeringC/ Jordi Girona 1-3Building B1, room 005Barcelona
  Director/a de tesi: ROBUSTÉ ANTÓN, FRANCESC
  Resum de tesi: Les ciutats d'arreu del món continuen afrontant problemes creixents de congestió. Les demandes emergents del comerç electrònic i altres activitats comercials agreugen aquesta situació. Les polítiques tarifàries per congestió obtenen poca acceptació pública a causa de problemes d'inequitat. En aquest treball introduïm un esquema alternatiu de crèdits de mobilitat negociables, que incorpora explícitament als usuaris logístics. Els crèdits haurien de ser assignats a persones amb demanda demostrada de desplaçament, com ara conductors amb llicència, considerant també els comportaments específics i les externalitats generades pels vehicles de repartiment urbà.Es desenvolupa un esquema i model innovador de crèdits de mobilitat negociables, que integra tant usuaris individuals com logístics. Es dedica especial atenció a les externalitats derivades d'activitats de repartiment a la via pública que incompleixen les normatives, incloent-hi l'ocupació de l'espai públic i la interferència en el trànsit. L'esquema proposat s'avalua mitjançant simulació. Els resultats indiquen que el marc proposat permet que els usuaris logístics internalitzin externalitats relacionades amb el repartiment, redueix la congestió global i fomenta canvis modals entre els usuaris individuals. Una anàlisi comparatiu d'estratègies d'assignació demostra que l'assignació basada en la demanda genera més eficiència general i majors beneficis socials nets, amb impactes econòmics gestiona-les sobre el sector logístic. Entrevistes a ciutadans, experts i representants del sector avaluen addicionalment la viabilitat política, tècnica i social de l'esquema.Les nostres troballes indiquen un elevat nivell de preparació tècnica i una acceptació social generalment positiva si l'esquema és percebut com a just i beneficiós. Tanmateix, persisteixen reptes polítics, especialment en relació amb possibles resistències per part del sector logístic.Aquesta investigació cobreix llacunes crítiques a la literatura en integrar els usuaris logístics dins el marc dels crèdits de mobilitat negociables, proporcionant evidències empíriques sobre el disseny i la viabilitat de polítiques destinades a usuaris mixtos. L'estudi conclou amb recomanacions per futures recerques, incloent-hi l'anàlisi quantitativa per seleccionar usuaris i la modelització del comportament adaptatiu en logística.
  

Data de lectura: 24/07/2025

• EL MADAFRI BENNIS, ISMAIL: Confounding Factors-Aware Hierarchical Deep Learning for Sustainable Edge Wildfire Detection
  
  Autor/a: EL MADAFRI BENNIS, ISMAIL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: SOSTENIBILITAT
  Departament: Institut Universitari de Recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat (IS.UPC)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 20/05/2025
  Data de lectura: 24/07/2025
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: DECA - D1-103
  Director/a de tesi: PEÑA CARRERA, MARTA | OLMEDO TORRE, NOELIA
  Resum de tesi: Els incendis forestals representen una amenaça significativa per als ecosistemes, les propietats i la vida humana, cosa que posa en relleu la necessitat de sistemes de detecció precisos, adaptables i eficients. Aquesta tesi introdueix un nou enfocament per a la detecció d'incendis forestals, que aborda limitacions clau en termes de precisió, adaptabilitat i sostenibilitat, amb èmfasi en la implementació pràctica i el disseny conscient dels recursos. A través de tres estudis interrelacionats, la investigació desenvolupa un marc estructurat i conscient dels factors de confusió, que avança des de la creació de conjunts de dades fins a solucions d’implementació en temps real.El primer estudi estableix un conjunt de dades d'incendis forestals conscient dels factors de confusió i un marc d'aprenentatge multitarea per abordar els falsos positius causats per elements confusos, com núvols, la boira i els reflexos de la llum. Aquest enfocament redueix significativament les alarmes falses, millorant la precisió del model en escenaris de detecció complexos. El segon estudi avança aquest marc incorporant un enfocament d'aprenentatge jeràrquic i adaptatiu al domini, que integra conjunts de dades de zones forestals i no forestals. Aquesta estratègia de doble conjunt de dades, amb capes compartides i especialitzades, millora la capacitat del model per generalitzar-se en diverses condicions ambientals, oferint una solució més adaptable en contextos forestals variats.A partir d’aquestes bases, el tercer estudi introdueix la destil·lació de coneixement per transferir coneixements d’un model complex i entrenat jeràrquicament a un model lleuger optimitzat per a dispositius de baix consum, com els drons. Aquest enfocament manté una alta precisió en la detecció alhora que minimitza les demandes computacionals, contribuint a una implementació sostenible. També es presenta una nova mètrica, la Specificitat dels Elements Confusos (CES), per avaluar la capacitat del model per gestionar aquests elements en entorns reals, facilitant un ús eficient dels recursos i un monitoratge precís.Aquests estudis proposen conjuntament un marc estructurat i escalable per a la detecció d’incendis forestals que combina rigor tècnic amb aplicacions pràctiques i orientades a la sostenibilitat. Els resultats ofereixen models adaptables i d'alta precisió per a la implementació en entorns reals i proporcionen una base per a la recerca futura en monitoratge ambiental sostenible i gestió d'incendis forestals impulsada per la IA.
  

• HERNÁNDEZ BURGOS, SERGI: Development of Accelerated Fully Focused SAR Altimetry Algorithms
  
  Autor/a: HERNÁNDEZ BURGOS, SERGI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
  Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 30/06/2025
  Data de lectura: 24/07/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Aula MERIT Dpt. TSC, D5-010, Campus Nord
  Director/a de tesi: BROQUETAS IBARS, ANTONI | GIBERT GUTIÉRREZ, FERRAN
  Resum de tesi: La capacitat de mesurar la topografia de la superfície oceànica des de l'espai va sorgir a la dècada de 1970 amb els altímetres radar satel·litaris. Des de llavors, aquesta tècnica ha esdevingut essencial en l'observació de la Terra, donant suport a diverses aplicacions que van des del monitoratge del nivell de l'aigua en zones costaneres i l'elevació del gel a les regions polars, fins a la mesura de l'increment global del nivell del mar. Els avenços en altimetria radar han millorat significativament la resolució azimutal al llarg dels anys, passant des de modes de baixa resolució, de l'ordre de quilòmetres, fins a uns 300 metres gràcies a les tècniques de Radar d'Obertura Sintètica usant mètodes Doppler (delay/Doppler altimetry o SAR altimetry en anglès), i fins i tot resolucions de l'ordre de metres amb tècniques d'Obertura Sintètica Totalment Enfocades (Fully Focused SAR en anglès). Mentre que els modes de baixa resolució i enfocament Doppler estan actualment madurs operativament, els algoritmes d'enfocament total (FF-SAR) són relativament nous i encara requereixen molts recursos computacionals, la qual cosa limita el seu ús operatiu.Aquesta tesi presenta dos algoritmes innovadors dissenyats per millorar l'eficiència computacional del processament FF-SAR, fent viable el seu ús en actuals i futures missions satel·litàries. El primer mètode és un algoritme analític freqüencial anomenat 'FF-SAR Omega-K', que proporciona una millora en l'eficiència computacional fins a 4000 vegades respecte a l'algoritme clàssic FF-SAR, conegut com a 'FF-SAR Back-projection'. L'algoritme ha estat validat utilitzant dades de blancs puntuals i de l'oceà. A més, l'algoritme Omega-K s'ha aplicat per estimar la longitud d'ona de les ones oceàniques, una nova aplicació a l'altimetria que només és possible gràcies als algoritmes d'obertura totalment enfocada.La segona alternativa és un algoritme accelerat per a la versió 'FF-SAR Back-projection', anomenat 'Accelerated Back-projection', que redueix significativament el temps computacional del mètode clàssic en arquitectures basades en CPU en un factor de 28, i fins a un factor de 13 en arquitectures basades en GPU. En comparació amb l'algoritme clàssic utilitzat en CPU, la combinació del processament en GPU amb l'algoritme accelerat aconsegueix una millora global de fins a 1500 vegades en eficiència computacional. Aquest mètode manté la precisió i permet un processament gairebé en temps real, validat exhaustivament amb dades de transponedors i de l'oceà. Aquest mètode és més lent que l'Omega-K, però és més versàtil, robust, exacte i precís.A més a més, es presenta una variació de l'algoritme 'Back-projection', anomenada 'Sub-looked Back-projection'. Aquest algoritme genera ones amb una resolució azimutal de 300 metres, comparables a les obtingudes amb els mètodes convencionals 'delay/Doppler', però sense dependre de les aproximacions típiques utilitzades pels processadors 'delay/Doppler', que simplifiquen els càlculs. L'algoritme 'Sub-looked Back-projection' redueix els biaixos del SWH en un 20% respecte al processament convencional 'delay/Doppler'. Implementat en arquitectures GPU, aconsegueix velocitats de processament comparables als processadors 'delay/Doppler' operacionals actuals.En conjunt, aquests mètodes representen un avenç substancial cap a un processament més ràpid, el més precís possible i més versàtil en altimetria radar, obrint camí per a la pròxima generació de missions satel·litàries.