Tesis en dipòsit públic

ANÀLISI ESTRUCTURAL

• VENGHAUS, HENNING: Advanced Finite Element Methods for Metal Forming and Manufacturing Process Simulation: An Application to Friction Stir Welding Analysis.
  
  Autor/a: VENGHAUS, HENNING
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ANÀLISI ESTRUCTURAL
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 10/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 25/09/2025
  Director/a de tesi: CHIUMENTI, MICHELE | BAIGES AZNAR, JOAN | JUHRE, DANIEL
  Resum de tesi: Aquest treball explora els beneficis i desafiaments dels mètodes d’elements finits (FEM) avançats aplicats a la conformació de metalls i processos de fabricació. A mesura que aquests processos esdevenen més complexos, el FEM ha emergit com una eina crucial. Permet predir magnituds físiques, ajudant els enginyers en la presa de decisions i millorant l’eficiència de les cadenes de desenvolupament i producció.La conformació de metalls sovint implica un comportament (gairebé) isocòric a causa de les deformacions plàstiques, la qual cosa pot provocar que el mètode d’elements finits estàndard es torni inestable. Per abordar aquest comportament isocòric i assegurar la convergència local de les deformacions i tensions, aquest estudi utilitza formulacions mixtes d’elements finits, incloent les formulacions desplaçament-pressió (u/p), desplaçament-deformació (u/ε) i desplaçament-pressió-deformació desviatòria (u/p/e). Per mitigar l’elevat cost computacional de les formulacions u/ε i u/p/e, es desenvolupa la tècnica de Refinament Adaptatiu de Formulació (AFR). Aquesta tècnica activa selectivament les formulacions millorades basant-se en criteris físics o en l’estimació d’errors. L’exactitud i la taxa de convergència del mètode s’estudien i es comparen favorablement amb solucions de referència. El mètode s’aplica amb èxit a l’anàlisi de fallades estructurals quasi-fràgils.Aquest treball també aborda l’aplicació pràctica de mètodes numèrics avançats a problemes complexos de fabricació, en particular la soldadura per fregament (Friction Stir Welding, FSW), que és una tècnica de soldadura en estat sòlid. La FSW es caracteritza per deformacions isocòriques, taxes de deformació extremadament elevades i un comportament del material altament no lineal i dependent de la temperatura. S’empra un mètode d’elements finits incrustat per simplificar el modelatge de geometries complexes i condicions de frontera mòbils. Aquest mètode utilitza un marc purament eulerià i una funció nivell discret per al modelatge de l’eina, i treballa directament amb geometries CAD de l’eina. Els resultats de la simulació concorden bé amb les dades experimentals. Es realitza un estudi paramètric dels paràmetres de procés per avaluar el seu impacte sobre les forces de soldadura i l’evolució de la temperatura, demostrant la utilitat de l’eina en el suport als processos de desenvolupament.Per millorar la usabilitat, es desenvolupa una interfície gràfica d’usuari (GUI) per a la creació de fitxers d’entrada de simulació i la gestió de les simulacions. A més, s’implementa un algorisme de traçat de partícules per visualitzar el flux de material. Aquest treball pretén reduir la bretxa entre la recerca acadèmica i les aplicacions d’enginyeria pràctica. Proporciona eines numèriques avançades, però robustes i eficients, per simular processos de conformació de metalls i fabricació.
  

AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ

• BURRUEL ZAZUETA, JOSÉ MISAEL: Human gait recognition using deep learning techniques.
  
  Autor/a: BURRUEL ZAZUETA, JOSÉ MISAEL
  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: 05/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 19/09/2025
  Director/a de tesi: PUIG CAYUELA, VICENÇ | RODRÍGUEZ RANGEL, HÉCTOR
  Resum de tesi: L’augment de la criminalitat i les limitacions dels sistemes tradicionals de videovigilància per identificar persones de forma no intrusiva en temps real han impulsat la cerca de noves solucions en l’àmbit de la seguretat. En aquest context, el Reconeixement de la Marxa Humana (RAH) emergeix com una alternativa biomètrica eficaç, permetent la identificació d’individus a partir dels seus patrons de caminar, sense contacte físic ni cooperació activa.Aquesta tesi doctoral proposa el disseny i la implementació d’un mòdul intel·ligent de reconeixement de la marxa humana enfocat a escenaris de videovigilància en temps real. La solució combina enfocaments basats en l’aparença (silüetes) i basats en model (posició corporal estimada), utilitzant eines de visió per computador i aprenentatge profund per aconseguir una identificació precisa fins i tot en condicions visuals no controlades.Com a contribució central, es va desenvolupar el conjunt de dades TecNM Gait-DS, dissenyat específicament per representar la morfologia, l’estil de vestir i els patrons de caminar característics de la població llatinoamericana. Aquest conjunt inclou més de 22.500 seqüències de vídeo de 124 subjectes capturades des de 13 angles de visió i sota cinc variants de marxa: normal, amb motxilla, amb abric, carregant una capsa i un maletí.El sistema proposat incorpora un mòdul d’extracció de característiques en temps real basat en les xarxes DensePose i Detectron2, que extreuen silüetes i punts clau amb un temps mitjà de processament de 45 ms per fotograma. Aquestes característiques alimenten diferents arquitectures d’aprenentatge profund: models convolucionals (ResNet-50, 101 i 152), basats en atenció (DINO-ViT), i especialitzats en marxa (GaitMix i GaitRef).Es van definir sis configuracions experimentals (A-F) que combinen preprocessament de silüetes (amb o sense ompliment) i enriquiment mitjançant convolucions angulars a partir de matrius de moviment biomecànic (angles articulars). Les avaluacions es van realitzar en els conjunts CASIA-B i TecNM Gait-DS.Els models generalistes (ResNet i DINO-ViT) van assolir més del 95 % d’efectivitat en CASIA-B i fins al 87  % en TecNM Gait-DS. Els models especialitzats GaitMix i GaitRef van superar el 94 % en condicions ideals i van assolir un 87,9 % en el conjunt TecNM Gait-DS, destacant la seva robustesa davant variacions d’angle, indumentària i tipus de marxa. Així mateix, el sistema va demostrar viabilitat per al seu ús en temps real, amb temps d’inferència inferiors a 50 ms per imatge.Addicionalment, es va utilitzar la desigualtat de Vapnik-Chervonenkis (VC) per sustentar que els models entrenats amb TecNM Gait-DS tenen millor capacitat de generalització. Malgrat una precisió lleugerament inferior respecte a CASIA-B, la diversitat del conjunt llatinoamericà redueix la bretxa entre l’error empíric i l’error esperat, afavorint la seva aplicabilitat en escenaris reals.Aquest treball no només aporta innovacions tècniques en el camp del reconeixement biomètric, sinó que també té un impacte social directe en promoure tecnologies adaptades al context llatinoamericà. Els resultats obtinguts assenten les bases per al desenvolupament d’un sistema empotrat de videovigilància intel·ligent basat en RAH, orientat a millorar la seguretat en espais públics i estratègics.
  

ENGINYERIA AMBIENTAL

• 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 FINAL de diposit: 25/09/2025
  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.
  

ENGINYERIA CIVIL

• ALARCÓN FERNÁNDEZ, DANIEL: A model for the aero‐hydro‐servo‐elastic analysis of floating offshore wind turbines based on a co‐rotational formulation
  
  Autor/a: ALARCÓN FERNÁNDEZ, DANIEL
  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: 12/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 26/09/2025
  Director/a de tesi: MOLINS BORRELL, CLIMENT
  Resum de tesi: Actualment hi ha un nombre creixent, tot i que reduït, de models capaços de realitzar simulacions aero‐hidro‐servoelàstiquestotalment acoblades en el domini del temps per a l'anàlisi d'aerogeneradors marins flotants (FOWT).Històricament, en els seus inicis, aquests models van adoptar àmpliament formulacions de sistemes multi‐cossosrígids (RMS) per descriure la resposta dinàmica global del sistema complet. No obstant això, la seva incapacitat perdeterminar l'estat de tensió‐deformació intern dels components hiperestàtics, juntament amb la irrupció deconceptes de plataforma amb una complexitat estructural més alta, van promoure el desenvolupament d'una segonageneració de models que adopten formulacions de sistemes multi‐cossos flexibles (FMS). L'estratègia principal delsquals, donat que eren fonamentalment una evolució dels primers, es basava en descriure la resposta dinàmica delscomponents flexibles superposant una anàlisi deformacional de primer ordre sobre la seva configuració espacial decos rígid. No obstant això, a la vegada que la indústria està ràpidament mostrant una tendència en les últimes dècadescap a aerogeneradors més grans i potents, alguns components del sistema han augmentat en esveltesa i flexibilitat.Com per exemple les pales del rotor o la torre, que comencen a requerir l'adopció d'anàlisis no lineals per avaluaradequadament la seva resposta dinàmica i el seu estat tensional intern.En aquest context, avui dia hi ha un nombre incipient però reduït de models capaços de realitzar anàlisis estructuralsdinàmics no lineals totalment acoblades de FOWTs. No obstant això, la majoria estan estrictament restringits aelements unidimensionals del tipus biga, forçant l'adopció de procediments de mapeig de càrregues locals aproximatsdurant la fase de disseny de detall. Per aquest motiu, en aquesta Tesi es proposa un nou model avançat totalmentacoblat basat en el mètode dels elements finits (FEM). Els principals avantatges del qual resideixen en la capacitat derealitzar anàlisis dinàmiques no lineals en el domini del temps de models estructurals complexos composats permúltiples elements finits de diferent naturalesa. Aquesta característica permet una definició més precisa delcomportament estructural real i, per tant, condueix a una descripció més detallada de l’estat intern tensodeformacionalsense la necessitat d'adoptar tècniques addicionals.Les equacions de balanç subjacents del model s'han derivat a partir del mètode Co‐Rotacional Independent del’Element (EICR), els fonaments del qual es van establir en el treball desenvolupat per C. C. Rankin i F. A. Brogan alsanys 80 i posteriorment readaptat i millorat per C.A. Felippa i B. Haugen als anys 2000. Tanmateix, com que inicialmentel mètode es va centrar principalment en anàlisis estructurals quasi‐estàtics no lineals, en el marc de la present tesis'ha desenvolupat una extensió detallada i consistent a la dinàmica no lineal basada en la teoria de la mecànica demedis continus.Per avaluar el rendiment del model estructural proposat, aquest s'ha verificat a partir d'un conjunt d’exemples dereferència disponibles a la literatura de l’anàlisi dinàmic no lineal de cossos flexibles mitjançant la mecànicacomputacional. Mentre que el model aero‐hidro‐servo‐elàstic totalment acoblat per a l'anàlisi de FOWTs s'ha validata partir de les dades experimentals proporcionades en el marc del projecte internacional Offshore Code Comparison,Collaboration, Continued, with Correlation and unCertainty (OC6) promogut per l'Agència Internacional de l'Energia(IEA).
  

ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ

• SANG, XIAOHAN: Real-time Data-driven Safety Assessment for Building Structures
  
  Autor/a: SANG, XIAOHAN
  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 LA CONSTRUCCIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Conveni Cotutela + Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 10/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 25/09/2025
  Director/a de tesi: KONG, QINGZHAO | ROCA FABREGAT, PEDRO
  Resum de tesi: El mecanisme d'evolució del comportament estructural continua sent un tema de recerca fonamental en la mecànica estructural. Les esquerdes, com a indicadors de deteriorament del comportament, es manifesten físicament a escala mesoscòpica com a processos d'iniciació i propagació de fissures, mentre que a escala macroscòpica es corresponen amb respostes globals de degradació de la rigidesa estructural i atenuació de la capacitat portant. Els mètodes tradicionals d'inspecció manual requereixen molt de temps i esforç, i les dades obtingudes solen ser inadequades per a la seva aplicació directa en l'anàlisi de l'evolució estructural. En conseqüència, aquest estudi se centra en desenvolupar metodologies d'evolució del comportament per a edificis danyats per esquerdes, amb l'objectiu de millorar l'eficiència de l'avaluació i proporcionar un suport robust per a la gestió de seguretat al llarg del cicle de vida de grans estructures edificatòries urbanes.Aquesta investigació aborda principalment la predicció de l'evolució d'esquerdes, tècniques de modelatge d'elements finits amb esquerdes incrustades, mètodes ràpids de modelatge d'elements finits i enfocaments automatitzats d'incrustació d'esquerdes. En primer lloc, basant-se en les característiques de curvatura dels elements de formigó armat (FA), es proposa un mètode per predir la ubicació d'esquerdes segons les variacions de curvatura, la precisió del qual es valida mitjançant assaigs de flexió en quatre punts. En segon lloc, per millorar encara més la precisió de la predicció, s'introdueix un mètode de predicció d'esquerdes sense condicions inicials. Aquest enfocament, fonamentat en la teoria no lineal del lliscament d'adherència, és capaç de descriure escenaris extrems de desenganxament entre l'armadura i el formigó, i la seva viabilitat es verifica experimentalment.Pel que fa a la incrustació d'esquerdes en models d'elements finits, aquest estudi presenta un mètode per calcular la matriu de flexibilitat d'elements esquerdats basat en la teoria de la taxa d'alliberament d'energia de deformació, juntament amb tècniques de modificació adaptables a diverses condicions de contorn. Simultàniament, es proposa un nou mètode de simulació que utilitza elements moll no lineals per a estructures de maçoneria no reforçada, i l'eficiàcia del qual es valida experimentalment. Sobre aquesta base, es desenvolupa a més un mètode per incrustar esquerdes en estructures de maçoneria. Aquest mètode simula les alteracions en el comportament tenso-compressiu i tallant dels elements esquerdats mitjançant l'ajust de les propietats mecàniques dels elements plans i els elements moll.Finalment, es proposa un mètode de modelatge d'elements finits modular, geomètricament adaptable i basat en dades de visió per computadora. Aquesta tècnica permet l'adquisició ràpida d'informació geomètrica d'estructures portants, facilitant un modelatge ràpid i una avaluació de l'estat. Addicionalment, per abordar el repte de la incrustació automatitzada d'esquerdes en elements finits, s'introdueix un mètode d'incrustació d'esquerdes etiquetades. En assignar etiquetes que contenen informació sobre la posició, orientació i condicions de contorn de les esquerdes, s'aconsegueix una integració ràpida de les dades d'esquerdes.En resum, aquest estudi aconsegueix avenços significatius en els mètodes d'anàlisi del comportament d'edificis danyats. Estableix formulacions teòriques per a la predicció de la ubicació d'esquerdes i desenvolupa enfocaments de modelatge per a bigues, pilars i murs danyats, establint així una base científica per a la construcció d'un marc d'anàlisi de l'evolució del comportament estructural.
  

ENGINYERIA DEL TERRENY

• MONCADA RAMÍREZ, ANÍBAL ANDRÉS: Coupled modelling and sustainability assessment of polymeric reinforced soil retaining structures subjected to environmental conditions
  
  Autor/a: MONCADA RAMÍREZ, ANÍBAL ANDRÉS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DEL TERRENY
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 05/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 19/09/2025
  Director/a de tesi: PUIG DAMIANS, IVAN | OLIVELLA PASTALLE, SEBASTIAN
  Resum de tesi: Aquesta Tesi doctoral es centra en les estructures de sòl reforçat amb elements de reforç polimèrics (o geosintètios). Aquest tipus de materialha mostrat tenir una resposta mecànica dependent del temps, la càrrega, la temperatura i, fins a un cert punt, la humitat. Depenent de la ubicació geogràfica de l'estructura, les condicions ambientals de temperatura i humitat a l'aire i al sòl poden variar àmpliament. A més, les condicions actuals de canvi climàtic, que es preveu que empitjorin amb el temps, han mostrat canvis dràstics en els patrons climàtics locals i globals, donant especial importància a un millor i major coneixement sobre la resposta de totes les estructures de sòl reforçat sotmeses a diferents condicions climàtiques. Dins del marc de la Tesi, s'han dut a terme simulacions numèriques termo-hidràuliques per a comprendre com influeixen diferents climes en les condicions internes de temperatura, contingut d'humitat i grau de saturació d'una massa de sòl reforçat.. Els resultats permeten comprendre millor la resposta del sòl als canvis de les condicions atmosfèriques i constitueixen un valuós precursor per a futurs intents de modelització acoblada.Es van realitzar assajos d'extracció utilitzant bandes polimèriques de reforç compostes de polièster per a estudiar l'efecte de la temperatura del sòl en la resposta mecànica de la interacció sòl-reforç (és a dir, la resistència a l'extracció i la deformació del reforç així com els factors d'interacció friccionals resultants). Així mateix, es van considerar diferents geometries, pressions verticals i procediments d'instal·lació per avaluar la resposta global a l'arrencament dels reforços, i els possibles danys deguts als desplaçaments, així com la rigidesa i extensibilitat del reforç. Els resultats són útils tant per a l’entorn científic com professional, ja que permeten determinar el factor d'interacció sòl-reforç en una àmplia gamma de condicions, així com proporcionar una millor comprensió de les dependències de la temperatura en la resposta mecànica dels reforços de polièster.Enfront d'escenaris de càrrega constant, els materials polimèrics presenten deformacions a llarg termini. Aquest fenomen, conegut com fluència (o fluència lenta), dependrà del nivell de càrrega, el temps, i les condicions de contorn (per exemple, de la temperatura). Els models analítics i numèrics solen basar-se en la selecció d'un valor de rigidesa únic per a determinar la resposta d'estructures de sòl reforçat. La selecció d'aquest valor no és trivial. Amb l'objectiu de proporcionar una eina numèrica per a simular la resposta a llarg termini d'estructures de sòl reforçat, es va desenvolupar un model constitutiu visco-plàstic acoblat amb dependències de temperatura, càrrega tensional i humitat relativa. Els paràmetres del model es van calibrar utilitzant un ampli conjunt de mesures al laboratori i, posteriorment, es van implementar en un programari d'elements finits.Els materials polimèrics abasten una àmplia gamma de solucions en els camps de l'enginyeria geotècnica. Un avantatge clau d'aquests materials és el seu reduït impacte ambiental, atribuït a la reducció de l'ús de material de reblert i els consegüents esforços de transport d'aquest. Aquesta Tesi doctoral va un pas més enllà de l'impacte ambiental, centrant-se en l'avaluació de la sostenibilitat dels murs de sòl reforçat amb paraments rígids. Per a això, s'han analitzat diferents elements de revestiment (paraments) i alternatives de material de reblert. Les avaluacions inclouen requisits mediambientals, socials/funcionals i econòmics. Per als requisits mediambientals i econòmics es va utilitzar un enfocament probabilístic. Els resultats utilitzen escenaris idealitzats per a evidenciar els avantatges i/o desavantatges de diferents alternatives. Finalment, el procediment i els resultats serveixen d'exemple i/o punt de partida per a futures avaluacions de sostenibilitat, que s'espera siguin determinants en futurs projectes geotècnics.
  

ENGINYERIA ELECTRÒNICA

• CAMÓS VIDAL, ROBERT: Design and characterization of an unobtrusive ECG monitoring system for wheelchairs
  
  Autor/a: CAMÓS VIDAL, ROBERT
  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: 16/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 30/09/2025
  Director/a de tesi: ROSELL FERRER, FRANCISCO JAVIER | SUDRIA ANDREU, ANTONI
  Resum de tesi: Aquest treball es va dur a terme en el marc del programa “Doctorats Industrials”, en col·laboració amb Regner Engineering S.L., una empresa especialitzada en la fabricació de solucions per a cadires de rodes, i la Universitat Politècnica de Catalunya.Atès que les malalties cardiovasculars (MCV) continuen sent la principal causa de mort a nivell mundial, i que les persones amb discapacitat presenten un risc incrementat, la necessitat de monitoratge cardíac continu i no intrusiu esdevé urgent.Es van analitzar tres mercats amb un alt índex de creixement per la monitoratge d’electrocardiografia (ECG) en cadires de rodes. En primer lloc, el mercat global de cadires de rodes creix de manera constant, amb una forta demanda de models elèctrics. En segon lloc, els mercats de dispositius wearables generals i mèdics s’estan expandint ràpidament, impulsats pels avenços en la integració de sensors i les necessitats sanitàries. Finalment, els sectors de salut mòbil (mHealth) i d’Internet de les coses aplicat a la salut (IoHT) estan experimentant un creixement important a causa de les tendències en salut digital i monitoratge remot. En conjunt, aquests mercats posen de manifest un fort potencial comercial pel sistema proposat.Aquesta tesi doctoral presenta el disseny i la validació d’un sistema innovador de monitoratge ECG no intrusiu, completament integrat en una cadira de rodes i adaptat a les necessitats diàries de persones amb mobilitat reduïda.La solució desenvolupada integra sensors ECG d’una única derivació als reposa-braços de la cadira, utilitzant elèctrodes actius alimentats mitjançant una font flotant (bootstrapped, en angles) per garantir una impedància d’entrada molt elevada i una alta relació de rebuig en mode comú (CMRR), fins i tot davant desajustos d’impedància entre elèctrodes. Aquest disseny permet que el sistema funcioni tant amb contacte directe conductiu (similar als elèctrodes secs) com amb acoblament capacitiu indirecte (a través de la roba), sense necessitat de modificacions en el maquinari.A més, el sensor ECG inclou un circuit de protecció contra descàrregues electrostàtiques (ESD), conforme amb la norma IEC 61000-4-2, precisament dissenyat i simulat per no degradar l’elevada impedància d’entrada. El sistema també incorpora connectivitat Bluetooth i un backend modular, amb la mirada posada en l’escalabilitat futura i l’aplicació industrial.La caracterització del sensor es va dur a terme mitjançant un muntatge experimental original, amb un acoblament en AC del sensor dins d’una gàbia de Faraday, que va permetre mesurar valors molt elevats d’impedància d’entrada a baixes freqüències, com ara 191 fF a 50 Hz, i relacions de rebuig en mode comú (CMRR) de fins a 76,1 dB. Les proves d’adquisició d’un ECG realitzades amb un voluntari vestint una samarreta de cotó van confirmar un registre precisa de la senyal ECG, amb una amplitud RMS de 117 µV i una relació senyal-soroll (SNR) de 31 dB.La investigació va assolir amb èxit els seus objectius, dissenyant i validant un sistema fiable d’ECG no intrusiu per a cadires de rodes, complint tant amb els estàndards clínics com amb els industrials. Estableix una base sòlida per a futurs desenvolupaments en el monitoratge de la salut. La solució proposada estableix les bases per a una futura integració en cadires, llits, seients de vehicles i fins i tot en tecnologies wearables. Representa un avenç important cap a un monitoratge ECG fiable i no intrusiu per a persones amb mobilitat reduïda, amb un enfocament tant cap a la comercialització i l’entorn clínic.
  

FOTÒNICA

• WU, YINA: Theoretical aspects of the interaction of free and tunneling electrons with low-dimensional photonic systems
  
  Autor/a: WU, YINA
  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: 10/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 25/09/2025
  Director/a de tesi: GARCÍA DE ABAJO, JAVIER
  Resum de tesi: En aquesta tesi hem proporcionat una descripció teòrica de com els feixos d’electrons focalitzats interactuen amb excitacions de baixa energia i generen llum a escala nanomètrica, un tema d’enorme interès en el camp de la nanofotònica. A més, hem descrit la generació de llum mitjançant electrons en túnel i hem aplicat aquest fenomen a la detecció d’analits a partir dels canvis que produeixen en la intensitat emesa al camp llunyà. Concretament, mitjançant models detallats, hem investigat el comportament plasmònic en materials nanostructurats, les respostes fonòniques en cristalls polars i la generació de llum a través del túnel electrònic inelàstic. També hem calculat la distribució espectral de pèrdues d’energia experimentades per electrons ràpids en interactuar amb aquestes excitacions i hem obtingut espectres de pèrdua d’energia d’electrons amb resolució espacial per a diversos sistemes. A continuació resumim els resultats principals:Al Capítol 2, hem demostrat que la resposta plasmònica infraroja de dímeres de nanocubs d’òxid d’indi dopat amb fluor depèn de com es toquen els cubs: els contactes puntuals i de vora produeixen un mode dipolar de baixa energia que desapareix quan s’obre el buit, mentre que els contactes de cara mostren un desplaçament espectral suau. Les mesures d’espectroscòpia de pèrdua d’energia d’electrons i les simulacions confirmen aquest comportament dependent de la geometria, posant en dubte l’assumpció que tots els dímeres són idèntics. Aquests resultats aporten nous coneixements sobre plasmons de buit aplicables a sensors i a òptica no lineal.Al Capítol 3, l’estudi de nano-el·lipsoides de nitrur de bor hexagonal revela que els efectes no locals dominen els fonon‑polaritons de baixa energia quan la mida de la partícula baixa de unes poques desenes de nanòmetres. Un model atomístic que inclou interaccions dipol‑dipol de llarg abast explica tant els modes confinats a la superfície com els modes de tipus volum observats mitjançant microscòpia electrònica de transmissió d’escombratge amb espectroscòpia de pèrdua d’energia d’electrons monocromada, mentre que un model dielèctric local simple no capta el mode de superfície. També hem trobat que la mida finita i la polarització superficial remodelen l’espectre vibracional. Aquests resultats subratllen que qualsevol disseny realista de dispositius d’hBN al mig infraroig ha de tenir en compte la dispersió espacial a escala atòmica. La integració de microscòpia avançada, teoria atomística i modelatge computacional ofereix un full de ruta per estudiar excitacions vibracionals en materials polars de baixa dimensionalitat.Al Capítol 5, hem presentat un biosensor plasmònic autoil·luminat impulsat pel túnel electrònic. El dispositiu utilitza una unió de túnel metall‑aïllant‑metall coberta amb una metasuperfície de nanofils d’or, la qual millora la conversió d’electrons en llum mitjançant ressonància plasmònica. El sensor desenvolupat presenta emissió uniforme en grans àrees i alta sensibilitat per detectar pel·lícules fines de polímer i capes biomoleculars. Aquest treball proporciona una plataforma pràctica per al biosensing integrat sense necessitat de fonts d’il·luminació externes. A més, la fotodetecció amb resolució angular podria oferir una comprensió més profunda de l’estructura dels modes plasmònics, afavorint una selectivitat espectral i sensibilitat millorades.La interacció entre sondes electròniques, excitacions i generació de llum a escala nanomètrica obre nombroses oportunitats de recerca futura. Creiem que les aportacions i els mètodes presentats en aquesta tesi contribuiran significativament a explorar aquestes prometedores línies de treball.
  

INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL

• POU MULET, BARTOMEU: Supervised and Reinforcement Learning for Extreme Adaptive Optics with Application to Exoplanet Imaging
  
  Autor/a: POU MULET, BARTOMEU
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL
  Departament: Departament de Ciències de la Computació (CS)
  Modalitat: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 05/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 19/09/2025
  Director/a de tesi: MARTÍN MUÑOZ, MARIO | GRATADOUR, DAMIEN | QUIÑONES MORENO, EDUARDO
  Resum de tesi: Aquesta tesi demostra que aplicar una combinació de models d’aprenentatge profund (AP) en el camp de l’òptica adaptativa (OA), cadascun dirigit a un tipus d’error present en l’OA, pot incrementar significativament el rendiment, proporcionant als telescopis una millor resolució angular.La primera part d’aquesta tesi es centra en desenvolupar models d’AP per mitigar errors específics dins del circuit d’OA. Aquests inclouen un model d’aprenentatge per reforç entrenat en línia per reduir l’error temporal (causat per l'evolució atmosfèrica i pel retard del sistema de control) i models d’aprenentatge supervisat entrenats fora de línia per corregir errors no lineals (que apareixen a causa de les no linealitats d’un sensor específic) i soroll. Cada capítol proporciona una anàlisi exhaustiva per interpretar el comportament d’aquests models d’AP i demostra millores sobre els mètodes de referència seleccionats. Com a conclusió de la primera part, mostram l’aplicació d’aquests mètodes a l’observació directa d’exoplanetes. A la segona part, canviam el focus a desplegar aquests mètodes en sistemes reals. Per això, adaptam l’entorn de treball COSMIC per donar suport a xarxes neuronals i optimitzam el temps d’entrenament i inferència amb la introducció de llibreries especialitzades (com TensorRT) o reduint la precisió de punt flotant. En conjunt, la integració de models d’aprenentatge profund, cadascun enfocat en diferents fonts d’error dins del bucle d’òptica adaptativa, juntament amb la implementació en temps real, permet avançar cap a una òptica adaptativa extrema, amb implicacions prometedores per a l’obtenció d’imatges d’alt contrast i la detecció directa d’exoplanetes.
  

RECURSOS NATURALS I MEDI AMBIENT

• YOUSEFIAN, MOHAMMAD: Evaluating the Impact of Corporate Social Responsibility on Financial Performance, Productivity, and Critical Success Factors in the European Mining Industry
  
  Autor/a: YOUSEFIAN, MOHAMMAD
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: RECURSOS NATURALS I MEDI AMBIENT
  Departament: Departament d'Enginyeria Minera, Industrial i TIC (EMIT)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 16/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 30/09/2025
  Director/a de tesi: BASCOMPTA MASSANÈS, MARC | SANMIQUEL PERA, LLUIS
  Resum de tesi: Les pràctiques empresarials responsables i ètiques han guanyat importància, especialment mitjançant la Responsabilitat Social Corporativa (RSC). Durant quatre dècades, la divulgació de la RSC ha evolucionat significativament, apareixent cada cop més en informes específics. Cada sector econòmic ha establert pràctiques i estàndards diferents de RSC, inclòs el sector miner. A Europa, aquestes pràctiques són voluntàries per a les petites i mitjanes empreses (PIME), tot i que, les empreses més grans segueixen pautes reconegudes internacionalment, les PIME dubten a adoptar la RSC a causa de les implicacions financeres poc clares. Encara que l'escala de la mineria europea és modesta, aquesta és essencial per assolir la sostenibilitat i la transició cap a una economia circular.Aquesta tesi investiga l'impacte de la RSC en el creixement econòmic i la gestió dins del sector miner europeu, examinant específicament indicadors macroeconòmics i microeconòmics, el rendiment financer i la presa de decisions. S'han analitzat dades de 45 empreses mineres europees cotitzades en borsa entre 2018 i 2021, utilitzant anàlisi de contingut i models de regressió de panell amb efectes fixos. Els indicadors financers estudiats inclouen el retorn sobre actius (ROA), retorn sobre el patrimoni (ROE), marge net de benefici (NPM), la Q de Tobin i la productivitat laboral, juntament amb qualificacions de RSC de CSRHub. Els resultats han revelat una relació consistentment positiva entre el rendiment en RSC i els indicadors financers, així com efectes parcialment positius en la productivitat laboral.A més, s'ha estudiat la relació entre la RSC i la Productivitat Total dels Factors (PTF) utilitzant l'Anàlisi Envoltant de Dades (DEA) i anàlisi de regressió de panell amb dades de 40 empreses mineres i del Banc Mundial. Els resultats han indicat que les iniciatives de RSC influeixen positivament en la PTF, identificant-se la transparència, la formació, la salut i seguretat, i la gestió de recursos com a factors significatius.Finalment, la investigació ha identificat Factors Crítics d'Èxit (FCE) per a la implementació exitosa de la RSC utilitzant metodologies Fuzzy Delphi i Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory (DEMATEL). Un panell d'experts va refinar 16 factors inicials fins a 12, identificant la conservació de la biodiversitat, la gestió de residus i l'eficiència energètica com els factors d'èxit més crítics i fortament interconnectats amb altres elements de la RSC. Aquest estudi integral ressalta el valor de la RSC per millorar el rendiment financer i econòmic a la indústria minera europea, proporcionant un marc clar per a la implementació efectiva de la RSC.
  

TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS

• MAS I MÉNDEZ, MIREIA: RADAR-BASED TECHNIQUES FOR CONTINUOUS MONITORING OF SOIL MOISTURE AND VEGETATION USING TIME SERIES ANALYSIS
  
  Autor/a: MAS I MÉNDEZ, MIREIA
  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: 10/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 25/09/2025
  Director/a de tesi: FABREGAS CANOVAS, FRANCISCO JAVIER
  Resum de tesi: Els canvis recents en el clima i els patrons meteorològics han posat de manifest la necessitat de millorar l’observació i la comprensió de les interaccions ràpides entre la superfície terrestre i l’atmosfera, especialment les relacionades amb el cicle de l’aigua. Aquesta tesi explora l’ús del SAR d’alta resolució temporal per monitorar la dinàmica del sòl i dels conreus, amb l’objectiu de donar suport al desenvolupament de futures missions d’observació de la Terra, especialment aquelles en òrbita geoestacionària amb intervals de revisita curts.La recerca s’ha dut a terme en el marc del projecte HydroSoil, finançat per l’ESA, que va establir una instal·lació única d’observació terrestre basada en SAR. El sistema permet la monitorització contínua de camps de conreu amb una resolució temporal de 10 minuts i espacial d’1 m² en el boresight. Amb dades meteorològiques i de camp detallades, s’ha disposat d’un entorn ideal per estudiar les dinàmiques a curt termini de la humitat del sòl i el desenvolupament del conreu, centrant-se en ordi i blat de moro.La primera part de l’estudi analitza els cicles diürns en les sèries de retrodispersió del radar i la seva relació amb variables ambientals com la humitat atmosfèrica, la temperatura i la rosada. Es van aplicar tècniques temps-freqüència amb ondetes per quantificar les correlacions entre senyals radar i variables meteorològiques a diferents escales. A continuació, un model de dispersió superficial de dues capes va permetre representar millor les variacions diürnes de la humitat del sòl, considerant la formació d’una capa humida durant la nit i la seva evaporació durant el dia. Integrat amb un mètode de detecció de canvis a curt termini, aquest enfocament va millorar la recuperació de la humitat del sòl, especialment amb angles d’incidència alts i durant canvis ràpids després de pluges.La segona part se centra en la resposta del radar al desenvolupament dels conreus. Es mostra que la retrodispersió i la coherència interferomètrica són sensibles a l’alçada i a l’estadi fenològic de la planta, tot i que aquestes relacions es debiliten amb vegetació densa. S’ha introduit la mètrica de taxa de creixement diària per caracteritzar millor l’evolució del conreu, mostrant una correlació més forta amb les observables radar que els paràmetres estructurals estàtics. També es van observar cicles diürns en la retrodispersió, causats principalment per la rosada i la humitat.La darrera part de la tesi investiga els mecanismes de dispersió del senyal radar mitjançant diverses tècniques de descomposició polarimètrica. Aquestes eines van permetre caracteritzar temporalment com el radar respon a les condicions ambientals i al creixement del conreu. Tots els mètodes van aportar informació útil, però amb limitacions en condicions de biomassa elevada, on els models tradicionals sovint sobreestimaven la dispersió volumètrica per saturació.Per arreglar-ho, es va aplicar la tècnica NNED, que redueix artefactes inconsistents i millora la robustesa, especialment en canòpies denses. L’estudi també assenyala que atribuir tota la dispersió volumètrica als canals de polarització creuada és massa simplista. Es proposa combinar tècniques de descomposició i aprofitar l’anàlisi de sèries temporals per refinar la interpretació de les interaccions entre conreu i entorn.En conclusió, aquest treball demostra el potencial del SAR d’alta resolució temporal per monitorar variacions a curt termini en el sòl i la vegetació. Integrant modelització, anàlisi de coherència i tècniques polarimètriques, la tesi ofereix un marc sòlid per a la comprensió dels processos de la superfície terrestre. Els resultats contribueixen al desenvolupament de mètodes SAR per a l’agricultura de precisió i ofereixen orientació pràctica per a futures missions de radar ambientals i agrícoles.
  
• PENG, JILUN: Development of innovative land applications for ESA's HydroGNSS mission
  
  Autor/a: PENG, JILUN
  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: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 16/09/2025
  Data de FINAL de diposit: 30/09/2025
  Director/a de tesi: CARDELLACH GALÍ, ESTEL
  Resum de tesi: Aquesta tesi, basada en articles, se centra en el desenvolupament de productes per a la missió HydroGNSS de l'ESA, incloent l'algoritme de detecció d'inundacions de Nivell 2, l'explotació del canal coherent per al producte L1B i el desenvolupament d’un simulador simplificat del canal coherent.La primera contribució és un algoritme de detecció d’aigua aplicable tant a dades de baixa com d’alta taxa de mostreig. La integració de dos observables derivats de potència de baixa taxa —la reflectivitat i la raó de dispersió de potència— permet una caracterització més completa de les propietats de la superfície. A més, la incorporació d’informació auxiliar redueix l’impacte de l’heterogeneïtat espacial. El classificador de bosc aleatori captura relacions no lineals i assoleix els requisits de precisió, amb falsos positius associats principalment a zones de pantans. També s’incorporen dos observables derivats de senyals complexes d’alta taxa, un dels quals s’introdueix per primera vegada: l’amplitud normalitzada (NA), que es manté estable sobre terra i és poc sensible al temps d’integració coherent. Els resultats indiquen que la NA té una importància superior al coeficient de coherència (CC) per a la classificació d’aigua.La segona contribució analitza l’impacte de la senyal amb polarització circular dreta (RHCP). La raó de dispersió de potència normalitzada en RHCP mostra una separació més clara entre terra i aigua, i major consistència entre diversos tipus de superfície. En canvi, la reflectivitat en RHCP presenta més superposició entre terra i aigua, la qual cosa pot afectar negativament la classificació. En superfícies aquàtiques no interiors, el tipus de superfície contribueix negativament al resultat, indicant que calen indicadors de coherència més elevats per compensar aquest efecte. A més, les probabilitats posteriors, derivades del teorema de Bayes, demostren que la combinació de reflectivitat i raó de dispersió de potència normalitzada millora l’exactitud de la classificació reduint els falsos positius.La tercera contribució se centra en l'explotació del canal coherent d’HydroGNSS. Es va dur a terme una anàlisi per avaluar la sensibilitat dels indicadors de coherència a les superfícies d’aigua. El CC i la NA es van comparar amb la mètrica d’“entropia total” disponible al producte CYGNSS. La NA mostra una sensibilitat similar a la de l’entropia total i és més estable respecte al temps d’integració. En canvi, el CC és més sensible a petits cossos d’aigua però molt afectat pel temps d’integració. També es va desenvolupar una nova variable: la reflectivitat d’alta taxa (HSRR), obtinguda a partir de la NA mitjançant un ajust exponencial per trajecte. La HSRR presenta bona concordança amb la reflectivitat L1 de CYGNSS i amb dades calibrades del producte IF. Es va introduir un llindar de soroll basat en la taxa baixa per millorar-ne la robustesa. L’anàlisi de trajectes adjacents confirma que proporciona una resolució més alta que els productes actuals d’1–2 Hz, millorant la seva aplicabilitat per al monitoratge detallat de característiques de superfície.Finalment, es presenta un simulador simplificat del canal coherent, inclòs com a annex. Fins ara, simular senyals complexes GNSS-R d’alta taxa reflectides sobre terra requeria models costosos. Aquesta versió redueix la complexitat computacional i permet generar dades sintètiques realistes, facilitant la seva aplicació en estudis sobre el canal coherent.