Tesis en dipòsit públic

ANÀLISI ESTRUCTURAL

• TAHERZADEH FARD, ALIREZA: On the study of delamination and failure of composite materials under static and cyclic loads
  
  Autor/a: TAHERZADEH FARD, ALIREZA
  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: Normal
  Data de dipòsit: 01/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 14/04/2025
  Director/a de tesi: BARBU, LUCIA GRATIELA | OÑATE IBAÑEZ DE NAVARRA, EUGENIO
  Resum de tesi: Els materials compostos, especialment els polímers reforçats amb fibra (FRPs) i els laminats híbrids fibra-metall (FMLs), han estat àmpliament utilitzats en sectors com la indústria aeroespacial, l’automobilística i la naval a causa de la seva alta relació resistència-pes, la seva bona resistència a la fatiga i la seva durabilitat davant la corrosió. No obstant això, el seu comportament estructural es veu limitat per diversos mecanismes de dany, entre els quals la delaminació és una de les falles més crítiques, ja que pot comprometre significativament la integritat estructural del laminat. La predicció precisa d’aquest fenomen i la seva interacció amb altres mecanismes de deteriorament continua sent un repte en la mecànica computacional. En aquest context, la present tesi té com a objectiu desenvolupar un model constitutiu robust capaç de predir aquests mecanismes de dany dins d’un marc homogenitzat, la qual cosa permet simulacions eficients i més pròximes a la realitat a la realitat.La recerca s’inicia amb una avaluació detallada dels models existents per als danys intra i interlaminars. S’estudien diversos dels mètodes convencionals més utilitzats, com els criteris d’esforç-resistència, la mecànica de fractura i els models de zona cohesiva, amb la finalitat de determinar la seva aplicabilitat a la predicció de la delaminació. A partir d’aquestes bases, es desenvolupa una formulació homogenitzada que permet representar la fallada interlaminar sense necessitat de modelar explícitament cada interfície, reduint així la complexitat computacional i els costos de simulació.Posteriorment, el model s’amplia per considerar condicions de càrrega cíclica, on el dany induït per fatiga és un factor clau en la degradació estructural a llarg termini. S’introdueix una evolució del dany calibrada amb corbes S-N experimentals, permetent predir taxes de creixement d’esquerda (da/dN) en diferents condicions de càrrega. La validació del model es duu a terme mitjançant casos de referència estandarditzats, demostrant la seva capacitat per reproduir de manera precisa l’evolució del dany intra i interlaminar.Per avaluar la seva aplicabilitat en escenaris reals, el model s’utilitza en simulacions a nivell de component. S’estudia el problema del forat obert en compostos sotmesos a tensió i flexió, cosa que permet analitzar els efectes de concentració d’esforços i l’inici i propagació de la delaminació. A més, es reexamina un component estructural prèviament analitzat amb material metàl·lic, ara considerant una configuració de material compost, fet que permet avaluar l’efecte combinat de la delaminació i el dany intralaminar en una geometria complexa.Els resultats obtinguts mostren que la metodologia proposada representa un avenç en la modelització del dany en materials compostos en proporcionar un marc computacional eficient que manté una alta precisió en la predicció de fallades. L’enfocament homogenitzat facilita la implementació en simulacions a gran escala i redueix la complexitat en la fase de preprocessament. Com a possibles línies futures, es planteja la incorporació d’efectes de pontatge de fibres, l’extensió del model a càrregues dinàmiques i tèrmiques, i l’aplicació de tècniques d’aprenentatge automàtic per millorar la seva capacitat predictiva.En conclusió, aquesta tesi ofereix una eina valuosa per a enginyers i investigadors en el camp dels materials compostos, que facilita el disseny i l’optimització d’estructures d’alt rendiment i contribueix al desenvolupament de models predictius més eficients i aplicables en l’àmbit de l’enginyeria estructural.
  

AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ

• PULESTON, THOMAS PAUL: Monitoring and optimal operation of vanadium redox flow batteries
  
  Autor/a: PULESTON, THOMAS PAUL
  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: 01/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 14/04/2025
  Director/a de tesi: SERRA PRAT, MARIA | COSTA CASTELLO, RAMON
  Resum de tesi: La ràpida transició cap a un paradigma energètic sostenible requereix sistemes d'em-magatzematge d'energia eficients i econòmicament viables per gestionar la intermitència i la imprevisibilitat inherents de les fonts d'energia renovable. En aquest context, les bateries de flux redox es presenten com una opció prometedora per a aplicacions estacionàries a gran escala, gràcies a la seva versatilitat, seguretat i la possibilitat d'escalar energia i potència de manera independent. Entre aquestes, les bateries de flux redox de vanadi (VFBs) han despertat el major interès, destacant per la seva llarga vida útil derivada de l'ús d'un únic element actiu. Malgrat el seu potencial, les VFB encara presenten reptes crítics que en limiten la implementació a gran escala.Aquesta tesi aborda dos d'aquests grans reptes. El primer és el desequilibri d'electròlit, una discrepància en les concentracions d'espècies actives entre els dos costats del sistema, que constitueix la principal causa de pèrdua de capacitat. Per abordar-ho, es realitza un estudi exhaustiu sobre com la capacitat de la bateria depèn de diverses fonts de desequilibri i de les seves interaccions, culminant en un procediment sistemàtic per recuperar la capacitat de VFBs desequilibrades. El segon repte és la manca de mètodes directes per determinar variables clau del sistema, com ara les concentracions d'espècies de vanadi, l'estat de càrrega, l'estat de salut i els paràmetres interns. Per superar aquest problema, aquesta tesi desenvolupa estratègies avançades d'estimació no lineal, que reconstrueixen les variables d'interès utilitzant només senyals fàcilment mesurables, oferint així una alternativa pràctica a configuracions de sensors mes costoses o complexes. Finalment, les propostes esmentades d'estimació i gestió del desequilibri s'integren efectivament en una estratègia operativa cohesionada, desenvolupant un marc de control per optimitzar el rendiment, prevenir condicions perilloses i maximitzar la capacitat.En abordar aquests reptes crítics, aquest treball ofereix solucions pràctiques i assequibles que milloren el monitoratge, la recuperació de capacitat i l'operació general de les VFB. Aquests avenços contribueixen a ampliar les capacitats de la tecnologia VFB, fomentant una integració més àmplia dins dels sistemes energètics sostenibles.
  

ENGINYERIA AMBIENTAL

• ÁLVAREZ GONZÁLEZ, ANA: BIOFERTILIZERS AND BIOSTIMULANTS FROM MICROALGAE GROWN IN WASTEWATER Characterization and Agronomic Trials
  
  Autor/a: ÁLVAREZ GONZÁLEZ, ANA
  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: 01/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 14/04/2025
  Director/a de tesi: UGGETTI, ENRICA
  Resum de tesi: Els fertilitzants químics han jugat un paper crucial en l'agricultura moderna, permetent altes taxes de productivitat per satisfer les demandes d'una població global que creix ràpidament. No obstant això, ara és evident que el seu ús excessiu planteja importants riscos mediambientals. Els biofertilitzants han sorgit com una alternativa prometedora. Les microalgues són microorganismes fotosintètics que mostren un gran potencial com a biofertilitzants. Poden sobreviure en diversos ambients, incloent les aigües residuals. L'ús de microalgues en el tractament d'aigües residuals no només produeix aigua tractada adequada per a la seva reutilització, sinó que també genera biomassa microalgal que es pot convertir en bioproductes valuosos, inclosos els biofertilitzants. A més, les microalgues poden produir compostos que funcionen com a bioestimulants. Aquesta tesi doctoral pretén contribuir a l'agricultura sostenible mitjançant el desenvolupament de biofertilitzants i bioestimulants derivats de microalgues cultivades en aigües residuals. En primer lloc, es va obtenir una biomassa microalgal utilitzant aigües residuals urbanes en 470L i es va analitzar per estudiar-ne la seguretat. El contingut de nutrients va ser: 7,6% N, 1,6% P i 0,9% K. La biomassa no presentava patògens i el contingut de metalls pesants estava per sota del llindar establert pel Reglament (UE) 2019/1009. Dels 29 compostos orgànics analitzats en aigües residuals, només 3 d'ells (cafeïna, àcid hidroxicinàmic i bisfenol A) es van trobar en la biomassa. A continuació, es va estudiar l'eficàcia de la biomassa com a biofertilitzant en dos assajos agronòmics, en un hivernacle, utilitzant plantes d'alfàbrega i enciam. Aquests experiments van concloure que els millors resultats es van obtenir barrejant la biomassa amb el fertilitzant químic, el que va permetre reduir la dosi de fertilitzant en un 50%. Després, també es va desenvolupar un nou biofertilitzant encapsulant microalgues en una matriu orgànica (àcid polilàctic) utilitzant nanotecnologia, per tal de fer més lent l'alliberament de nutrients. Es va realitzar un experiment d'alliberament de nutrients i els resultats van mostrar que l'encapsulació va reduir amb èxit la taxa d'alliberament de nutrients. Es va realitzar un cicle de vida i anàlisi econòmica comparant la producció d'enciam mitjançant biofertilitzants de microalgues amb fertilitzants inorgànics. L'avaluació del cicle de vida va revelar que la producció d'enciam amb la biomassa microalgal produïda en una depuradora d'aigües residuals té menys impacte en 10 de les 11 categories d'impacte que la producció d'enciam amb fertilitzants inorgànics (nitrat d'amoni en aquest cas). El biofertilitzant era competitiu en costos, sent potencialment un 30% més barat que els fertilitzants inorgànics. Finalment, també es va estudiar la biomassa microalgal com a font de compostos bioestimulants. Tres soques microalgals (Scenedesmus sp., Synechocystis sp. i Phormidium sp.) es van conrear en aigües residuals utilitzant fotobioreactos tancats de 2.5L. Els resultats van mostrar que les tres soques produïen un perfil de fitohormones similar, sent l'àcid indole-3-acètic (IAA) el més abundant. Les tres soques produïen una major concentració de proteïnes que els hidrats de carboni. Scenedesmus sp., va créixer en 470L utilitzant aigües residuals. Aquesta biomassa presentava una alta concentració de fitohormones, en particular citoquinines (TZ, 21 mg/gDW) i auxines (IAA, 7 mg/gDW). Els extractes de microalgues es van aplicar a plantes d'enciam de 35 dies d'antiguitat, algunes de les quals van ser sotmeses a estrès. Els resultats no van mostrar diferències significatives per a les plantes estressades. El creixement de la planta també es va comparar amb un grup de control que rebia aigua de l'aixeta en lloc de l'extracte de microalgues. En aquest cas, el pes fresc va augmentar un 12–13% quan es van aplicar extractes de microalgues.
  

ENGINYERIA CIVIL

• FERNANDEZ, MARIANO TOMAS: Numerical techniques for the solution of thermal problems in the context of geophysical inversions
  
  Autor/a: FERNANDEZ, MARIANO TOMAS
  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: 01/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 14/04/2025
  Director/a de tesi: DIEZ MEJIA, PEDRO | ZLOTNIK MARTINEZ, SERGIO
  Resum de tesi: L'estructura tèrmica de l'interior de la Terra conté informació clau per a la comprensió dels processos geodinàmics, inclosa la tectònica de plaques, la convecció del mantell i l'evolució tèrmica global de la Terra. En particular, és rellevant descriure la geometria de l’interfície Litosfera-Astenosfera (LAB per les seves inicials angleses), separant la Litosfera rígida de l'Astenosfera dúctil. Caracteritzar amb precisió aquesta interfície és clau per a la comprensió de l'estructura tèrmica i mecànica de la Terra. La majoria dels models utilitzats a la pràctica impliquen una formulació que no és físicament rigorosa, almenys, en alguna part del domini. Aquests models impliquen esborrar regions o estimacions empíriques que no compleixen les equacions d'equilibri energètic. Aquestes estimacions són útils a la pràctica, però seria preferible una formulació que respecti els principis físics. Aquesta tesi se centra a desenvolupar solucionadors directes que permetin el càlcul de camps de temperatura seguint lleis físiques dins d'un problema d'inversió. L'estructura del problema directe es veu alterada imposant la ubicació del LAB a l'interior del domini. L'enunciat matemàtic d'aquest problema es presenta en dues versions i es desenvolupen i es posen a prova mètodes numèrics per obtenir solucions. El primer solucionador fa complir la condició isoterma dividint el domini en Litosfera i Astenosfera, de manera que el LAB és un límit per a ambdues, i afegeix explícitament equacions per imposar la condició. El segon solucionador troba un camp de velocitat del mantell que imposa indirectament la condició d'isoterma. Mentre que el primer solucionador ha de restaurar la continuïtat del flux afegint condicions, el segon necessita un camp de velocitat que compleixi amb la condició d'isoterma, ambdós proporcionant informació valuosa per millorar la comprensió geofísica. Les metodologies es posen a prova en diferents escenaris i geometries LAB, utilitzant temperatures sintètiques i no sintètiques per avaluar el seu rendiment en inversions geofísiques. Els resultats demostren que el solucionador de divisió de domini recupera de manera fiable i eficient la geometria LAB, la qual cosa la fa apta per a aplicacions a gran escala. El segon solucionador, encara que computacionalment costós i sensible a les opcions de paràmetres, també constitueix un solucionador robust. Aquesta tesi contribueix a avançar en el camp de la geofísica proporcionant eines robustes per a la modelització tèrmica. Les eines tenen el potencial de millorar la nostra comprensió mitjançant la resolució d'equacions diferencials parcials que proporcionen informació sobre les propietats tèrmiques i mecàniques de la Terra.
  

ENGINYERIA DE PROCESSOS QUÍMICS

• AGRELO LESTÓN, ASIER: Development of metal-enhanced TiO2-based photocatalysts for hydrogen production
  
  Autor/a: AGRELO LESTÓN, ASIER
  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: Normal
  Data de dipòsit: 02/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 15/04/2025
  Director/a de tesi: LLORCA PIQUE, JORDI | SOLER TURU, LLUIS
  Resum de tesi: L'activitat humana ha augmentat els gasos d'efecte hivernacle, alterant el clima i agreujant els fenòmens extrems. Per això, es necessària una transició cap a un sistema energètic descarbonitzat, amb l'hidrogen com a vector clau juntament amb l'energia solar i eòlica. No obstant això, la seva producció actual com el reformat de metà amb vapor, genera altes emissions de CO₂. La reacció de separació de l'aigua impulsada per la llum solar és una alternativa sostenible, tot i que requereix millores en eficiència per ser viable a nivell industrial. Aquesta tesi doctoral desenvolupa catalitzadors basats en TiO₂ per a la producció fotocatalítica d'hidrogen. El Capítol 3 en col·laboració amb SYMAC de la Université Toulouse 3-Paul Sabatier, estudia un fotocatalitzador de TiO₂ decorat amb nanopartícules de Cu estabilitzades amb quinidina, l'activitat del qual es va comparar amb una mostra preparada per impregnació humida a sequedat incipient (IWI) amb nanopartícules de Cu estabilitzades amb àcid L-ascòrbic. La mostra amb quinidina va mostrar 5 vegades més activitat sota irradiació UV i una millora en el rendiment sota UV-vis. L'espectroscòpia UV-vis va revelar una banda plasmònica relativa al Cu, i els gràfics de Tauc van confirmar una menor amplada de banda prohibida. XRD va indicar la deposició de Cu i la fase d’anatasa predominant del TiO₂. TEM va mostrar nanopartícules de Cu, la naturalesa majoritàriament metàl·lica de les quals, amb mínimes contribucions d'òxids, va ser identificada per XAS i XPS. El Capítol 4 es va realitzar conjuntament amb el grup de Sistemes Supra- i Nanoestructurats de la Universitat de Barcelona (UB), en el qual es van desenvolupar fotocatalitzadors híbrids de TiO₂ amb complexos d'Au(I) i sistemes d'Au(0). Es van avaluar tres sèries de fotocatalitzadors amb lligands de cumarina en diferents combinacions de llum i calor. Dues (1% en pes de cocatalitzador) es van preparar per IWI i per molta amb molí de boles (BM), i una tercera (0,25% en pes d'Au) per IWI. Les mostres IWI van mostrar més activitat que les BM, a més de generar fins a 2,7 vegades més H₂ que un catalitzador Au/TiO₂ convencional. UV-vis va confirmar bandes plasmòniques d'Au, i els gràfics de Tauc van revelar la reducció de l'amplada de banda prohibida. TEM, HAADF-STEM i XPS van confirmar nanopartícules d'Au amb una composició majoritàriament metàl·lica. El Capítol 5 va estudiar fotocatalitzadors Pt/TiO₂ sintetitzats per BM i optimitzats mitjançant disseny d'experiments (DoE). La mostra més activa va ser 1,4 vegades més eficient sota UV que una referència Pt/TiO₂ preparada per IWI. HAADF-STEM-EDX va revelar àtoms de Pt dispersos en TiO₂, que van créixer a nanopartícules després de la reacció, juntament amb la presència d'alguns àtoms aïllats. XPS va confirmar la reducció parcial del Pt durant la reacció. El Capítol 6 va analitzar fotocatalitzadors bimetàl·lics PdCu amb un contingut metàl·lic total de l'1% en pes. Es va seleccionar una relació Pd:Cu d'1:2 després d'un cribratge de 3:1 a 1:3. La mostra bimetàl·lica va superar en un 27% l'activitat teòrica de la combinació de Pd i Cu sota UV, i la incorporació de Cu va millorar la producció d'H₂ sota UV-vis. Les mostres BM van ser 1,2 vegades més actives que les IWI. El Cu va millorar l'estabilitat del Pd reduint la pèrdua d'activitat en tests d'estabilitat de llarga durada en comparació amb la mostra monometàl·lica de Pd. Raman va indicar una forta interacció metall-suport. UV-vis i Tauc van confirmar una major absorció visible i una reducció de l'amplada de banda prohibida, respectivament. HAADF-STEM-EDX va mostrar nanopartícules bimetàl·liques de PdCu en mostres BM, mentre que en IWI es van observar nanopartícules de Pd i Cu separades. Per BM també es va limitar el creixement del Pd, ja que en la mostra monometàl·lica les seves nanopartícules van créixer 3,5 vegades després de la reacció. XPS va indicar la reducció del Pd en ambdues mostres, sent una reducció completa en BM, confirmada per H₂-TPR.
  

ENGINYERIA DEL TERRENY

• VIDAL MONTES, RUBÉN: Thermo-Hydro-Mechanical-Chemical Impacts of High-Temperature Aquifer Thermal Energy Storage
  
  Autor/a: VIDAL MONTES, RUBÉN
  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: 01/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 14/04/2025
  Director/a de tesi: OLIVELLA PASTALLE, SEBASTIAN | SAALTINK, MAARTEN WILLEM
  Resum de tesi: L'emmagatzematge d'energia tèrmica d’alta temperatura en aqüífers (HT-ATES) implica la injecció i extracció de fluids no isotèrmics en aqüífers, provocant processos termo-hidro-mecànic-químics. Aquests processos han de ser analitzats i compresos per aconseguir sistemes HT-ATES segurs i eficients. Aquesta tesi té com a objectius aprofundir en la comprensió d'aquests processos, proporcionar mètodes i solucions d'implementació fàcil i directa per avaluar l'impacte i la viabilitat dels sistemes HT-ATES, i preveure el rendiment a llarg termini d’aquests sistemes.En primer lloc, s’ha verificat el codi d'elements finits acoblat termo-hidro-mecànic (THM) CODE_BRIGHT davant dels processos termo-hidràulics (TH) en situacions geotèrmiques mitjançant diverses proves d'un benchmark. Aquest codi s'ha utilitzat en el desenvolupament d'altres mètodes de la tesi. S’ha demostrat que CODE_BRIGHT és competent per realitzar totes aquestes proves.En segon lloc, s’ha desenvolupat un mètode que pot ser utilitzat per desenvolupar solucions analítiques i semi-analítiques per calcular les velocitats de reacció en casos no isotèrmics. El mètode assumeix que les reaccions aquoses i de minerals estan en equilibri. S’ha desacoblat la química dels processos TH. En la part química del mètode, es realitzen càlculs per lots en què els minerals es dissolen o precipiten, i la química de l'aigua canvia a causa de les variacions de temperatura. La part TH consisteix a calcular la temperatura i les derivades espacials i temporals de la temperatura. A partir d'això, es pot calcular fàcilment tant la composició química de l'aigua subterrània com les velocitats de precipitació o dissolució dels minerals. El mètode facilita la comprensió dels processos dominants de transport reactiu, les taxes de reacció de minerals i els canvis en la porositat. L'aplicació d'aquest mètode per simular un sistema HT-ATES va reduir els costos computacionals en un factor de set en comparació amb un codi numèric convencional acoblat termo-hidro-químic.En tercer lloc, s’ha proposat una anàlisi adimensional i numèrica del comportament THM d'un sistema pilot HT-ATES. S’han obtingut tres números adimensionals de fàcil implementació: el número de Peclet, que s'ha descompost en els termes conductiu i dispersiu, és útil per identificar els fluxos TH dominants (advecció, dispersió o conducció); i dos números que relacionen la deformació generada pels canvis en la càrrega hidràulica i la temperatura, respectivament, amb la deformació total inicial del sistema. Els resultats han revelat informació sobre els principals fluxos TH i les seves àrees de domini, l'evolució temporal de l'eficiència energètica del sistema i el paper de les càrregues hidràuliques i tèrmiques generades per la injecció i extracció d'aigua calenta en el desplaçament vertical del terreny. L'estudi ha brindat informació sobre el comportament i eficiència del sistema per a la seva operació a llarg termini.Finalment, s’ha presentat una solució analítica per calcular l’aixecament de la superfície terrestre degut a injeccions puntuals no isotèrmics, tenint en compte els canvis de temperatura i de càrrega hidràulica. Els casos d'injecció puntual inclouen la fuga dels pous d'un sistema HT-ATES o d'altres aplicacions geotèrmiques. El principal avantatge d'aquesta solució és la seva fàcil implementació de manera súper ràpida, en termes de cost computacional, en comparació amb un codi estàndard THM. Aquesta solució ha estat verificada satisfactòriament amb els resultats d'un model numèric THM acoblat i dades de camp (nivellació i PS-INSAR) en un cas de fuga d’una planta geotèrmica. Els resultats han demostrat la contribució de la càrrega hidràulica i la temperatura als desplaçaments de la superfície terrestre i han facilitat la comprensió de l'efecte del gradient geotèrmic natural. La solució és útil per preveure el desplaçament del terreny resultant d'injeccions i extraccions puntuals sota diverses condicions o al llarg del temps.
  
• ZHANG, SHENG: Study on rock fragmentation mechanism and ball loading parameter matching in ball mill
  
  Autor/a: ZHANG, SHENG
  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: 28/03/2025
  Data de FINAL de diposit: 10/04/2025
  Director/a de tesi: RODRIGUEZ DONO, ALFONSO
  Resum de tesi: ResumLa fragmentació de roques en molins de boles és un tema clau en la mecànica de roques amb gran rellevància científica i tècnica. No obstant això, la comprensió dels mecanismes mecànics i l'optimització de la càrrega de boles basada en principis dinàmics i estàtics segueix sent incompleta. Els canvis dinàmics en les mides de les roques i les boles durant el procés de moleta afegeixen complexitat, ja que el procés implica múltiples mecanismes de fractura, incloent l'abrasió, la compressió i l'impacte. Aquest estudi analitza les característiques i els mecanismes de la fragmentació de roques sota la influència d'aquests tres tipus de forces.(1) S'ha estudiat la indentació d'un indentador esfèric sobre la roca mitjançant experiments de laboratori i simulacions numèriques CODE_BRIGHT, revelant la transició del fallament de la roca d'un mode "tipus salt" a un mode de deformació plàstica sota la influència de la mida de l'indentor. Els mecanismes mecànics de la fragmentació de roques durant la indentació esfèrica s'han analitzat en termes de les característiques de fractura i els camps de tensió.(2) S'han analitzat les característiques de la fragmentació de la roca sota l'impacte d'indentadors esfèrics de diferents mides, i s'ha establert un model d'energia per a la fragmentació per impacte d'indentadors basat en la teoria de fractals. El mecanisme mecànic de la fragmentació induïda per l'indentor esfèric s'explica des d'una perspectiva mecànica.(3) S'ha analitzat la variació escalonada de les característiques multifractals de la mida de partícula en la moleta de boles sota la influència de l'abrasivitat de les roques. A partir de proves d'abrasivitat i simulacions numèriques PFC2D, s'han descrit quantitativament les característiques de desgast i els patrons d'evolució de les boles d'acer en el procés de moleta.Posteriorment, s'ha proposat un mètode de càlcul dels paràmetres de càrrega de boles basat en les lleis de consum d'energia de la indentació esfèrica, tant per impacte com per compressió. A partir d'aquesta base, s'ha desenvolupat i validat una estratègia de reposició de boles basada en la teoria de cadenes de Markov mitjançant estudis de cas en laboratori.
  

ENGINYERIA ELÈCTRICA

• ARÉVALO SOLER, JOSEP: Control of a grid of multiple AC and DC sub-systems interconnected with power converters
  
  Autor/a: ARÉVALO SOLER, JOSEP
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/03/2025
  Data de FINAL de diposit: 10/04/2025
  Director/a de tesi: GOMIS BELLMUNT, ORIOL | PRIETO ARAUJO, EDUARDO
  Resum de tesi: L’Alta Tensió de Corrent Continu (HVDC) ofereix avantatges clars per a la transmissió elèctrica a llargues dist`ancies. Per això, la seva implementació està augmentant en la interconnexió d’energies renovables remotes i en la interconnexió entre xarxes de corrent altern (AC) aïllades, com és el cas d’Europa. La majoria d’aquests sistemes actualment es desenvolupen com a sistemes punt a punt. Tanmateix, s’espera que aviat es despleguin sistemes Multiterminal d’Alta Tensió de Corrent Continu (MT-HVDC). L’element crític en aquests sistemes són els Convertidors de Potència d’Interconnexió (IPC) que permeten la transformació entre AC i DC. Aquests convertidors utilitzen principalment la tecnologia Modular Multilevel Converter (MMC), que es pot controlar aprofitant l’energia emmagatzemada dins de les seves cel·les per assolir els seus objectius de control.L’estratègia de control d’aquests convertidors és diversa, i es poden implementar diferents objectius de control. Hi ha dos subgrups: l’estratègia grid forming (GFM) i la grid following (GFL). L’objectiu principal de la primera és generar la xarxa (AC i/o DC), mentre que la segona suposa una xarxa estable (AC i/o DC) amb la qual intercanviar energia. L’estratègia de control aplicada per ser GFM o GFL no és única, i diferents arquitectures de control ja han estat proposades a la literatura. Per tant, és crucial estudiar l’efecte de combinar aquestes arquitectures de control en l’estabilitat i el rendiment del mateix sistema.L’objectiu principal és resoldre la qüestió de com assignar i combinar adequadament aquests rols en les xarxes MT-HVDC emergents per garantir l’estabilitat i una resposta adequada del sistema. Primerament, s’estudia l’estabilitat dels enlla¸cos punt a punt. Això inclou un estudi sobre la interacci´o entre els costats AC i DC quan els convertidors AC-GFM i AC-GFL es troben en el mateix enllaç punt a punt. Es veu com els diferents nivells de capacitat d’emmagatzematge d’energia afecten el nivell d’interaccions entre els costats AC i DC. Després, s’estudia l’extensió dels enllaços punt a punt als sistemes MT-HVDC. En aquest cas, el control DC-GFM tú un paper crucial. Així, s’estudia l’estabilitat dels sistemes HVDC quan s’apliquen dues estratègies de control DC-GFM diferents.En segon lloc, s’estudien els sistemes MT-HVDC. Aquests sistemes introdueixen complexitats addicionals. Un repte clau en aquests sistemes és l’assignació òptima de rols de control als IPCs. Un dels estudis presenta una nova metodologia per optimitzar l’assignació de rols de control dels IPCs tenint en compte tant l’estabilitat en petit senyal com el rendiment de control. Aquesta metodologia considera m´ultiples escenaris de flux d’energia i analitza les desviacions en estat estacionari i l’estabilitat en petit senyal després d’esdeveniments seleccionats. Els resultats d’aquest estudi destaquen la importància de l’assignació de rols de control per millorar l’estabilitat i el rendiment del sistema.A partir dels resultats extrets de l’estudi esmentat anteriorment, es proposa una assignació dinàmica de rols de control per resoldre els problemes identificats anteriorment. Tradicionalment, el rol de control dels IPCs ha estat estàtic, amb poca consideració per canviar dinàmicament el mode de control d’aquests convertidors en operacions en temps real. Tanmateix, aquest estudi defensa un enfocament dinàmic per a l’assignació de rols de control dels IPCs, suggerint que permetre als operadors del sistema de transmissió ajustar els rols de control en resposta a condicions variables pot conduir a un millor rendiment del sistema, una major estabilitat i una flexibilitat operativa superior.Finalment, la recerca també aborda els avantatges del control dual-port GFM en sistemes híbrids AC/DC. A diferència dels controls GFM i GFL tradicionals, que han de ser assignats acuradament a terminals IPC individuals, el control dual-port GFM imposa una tensió estable als terminals AC i DC.
  
• SALDAÑA GONZÁLEZ, ANTONIO EMMANUEL: Supervised Learning for Optimal Investment Planning in Active Distribution Networks
  
  Autor/a: SALDAÑA GONZÁLEZ, ANTONIO EMMANUEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELÈCTRICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Elèctrica (DEE)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/03/2025
  Data de FINAL de diposit: 10/04/2025
  Director/a de tesi: SUMPER, ANDREAS | ARAGÜÉS PEÑALBA, MÒNICA
  Resum de tesi: A causa del creixement exponencial dels vehicles elèctrics i de la generació distribuïda a les xarxes de distribució, s'espera que la congestió potencial en les línies elèctriques, els transformadors i les desviacions de tensió augmenti en els pròxims anys. Per aquest motiu, cal estudiar el desenvolupament d'estratègies de planificació de distribució modernes per reforçar la infraestructura de la xarxa, tenint en compte la seva dinàmica i els seus impactes.Aquesta tesi proposa un model d'optimització basat en simulació per a l'expansió de xarxes de distribució activa, capturant les complexitats no lineals a través de fluxos de potència en corrent altern (AC), estabilitat de tensió i restriccions operatives. La formulació inclou una funció objectiu, restriccions i accions de planificació tradicionals i flexibles, amb un enfocament en la determinació de la potència i la capacitat òptimes de les bateries en horitzons projectats per posposar inversions en infraestructures.Aquesta tesi també revisa i compara dispositius de mesura de xarxes intel·ligents segons les seves especificacions tècniques i les aplicacions potencials en l'operació i planificació de xarxes de distribució. A més, es presenta un model de xarxa neuronal recurrent per a la previsió de càrrega a mitjà i llarg termini, utilitzant dades històriques de consum d'estacions transformadores de mitjana tensió. Posteriorment, aquest model de previsió es va integrar amb un model de planificació d'inversions per comparar accions de reforç passives i flexibles en un cas d'estudi real a Espanya. Finalment, es van entrenar models d'aprenentatge supervisat (Random Forest, XGBoost, LSTM i SVM) amb el model d'optimització proposat per predir i minimitzar els costos d'inversió, identificant així l'enfocament més efectiu per a aplicacions de planificació de DSO. Aquesta metodologia es va provar en una xarxa CINELDI sota diversos escenaris d'expansió de càrrega de vehicles elèctrics i està destinada a ser utilitzada en aplicacions de sol·licitud de connexió.
  

ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA

• RABOST GARCIA, GENÍS: Microfluidics for sweat monitoring
  
  Autor/a: RABOST GARCIA, GENÍS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/03/2025
  Data de FINAL de diposit: 10/04/2025
  Director/a de tesi: CASALS TERRE, JASMINA | FARRÉ LLADÓS, JOSEP
  Resum de tesi: Aquesta tesi va començar amb l'objectiu de revolucionar el monitoratge continu mitjançant l'ús de la suor. Al llarg d'aquesta investigació, el camp de la mesura en suor ha evolucionat significativament, consolidant-se com l'alternativa no invasiva més convenient a l'ànalisi de sang. Aquesta tesi recull els coneixements adquirits durant aquests anys en diferents àmbits relacionats amb el disseny d'una plataforma microfluídica.Inicialment, es va desenvolupar un model de sudoració per un muntatge experimental in vitro que permeti provar plataformes de suor microfluídiques de forma ràpida i efectiva. S'han replicat les dimensions i estructures de les glàndules sudorípares mitjançant soft lithography en el pla, superant els reptes associats a la fabricació. Es va aconseguir operar un prototip funcional amb característiques adequades de la superfície de la pell, demostrant la seva viabilitat per a l'ús amb dispositius microfluídics adherits.Es va desenvolupar una plataforma microfluídica amb sensors electroquímics personalitzats per a la mesura del volum de suor, la conductivitat de la suor i el lactat en suor. Es va demostrar el monitoratge continu durant períodes prolongats (superiors a 1 hora) amb robustesa i reproductibilitat. Aquest sistema es va integrar en un dispositiu wearable complet amb comunicació remota i càlcul integrat, convertint-se en una eina innovadora per al monitoratge esportiu. El dispositiu es va validar en assajos in vivo per avaluar l'exactitud dels seus paràmetres de sortida, incloent-hi variables relacionades amb la suor (pèrdua de suor, concentració de sodi i pèrdua de sodi) i prediccions d'equivalència amb biomarcadors sanguinis (lactat).A més, es va explorar un nou disseny microfluídic per al mostreig cronològic de la suor in vitro. Aquest sistema combina una vàlvula i una bomba passives, que permeten la renovació cíclica del volum dins d'una cambra de detecció. Es va observar que el desajust entre la velocitat d'absorció de la bomba passiva i la generació de suor a l'entrada provocava una desconnexió temporal del líquid, restaurant la funció de la vàlvula passiva un cop superat el llindar. Les característiques del sistema es poden ajustar segons diferents requisits modificant l'amplada de la vàlvula i les propietats de la bomba passiva. No obstant això, la fabricació d'aquest disseny requereix una alta resolució, cosa que pot limitar el rendiment i dificultar les proves a gran escala en humans. Per solucionar-ho, es van explorar nous materials i tècniques de fabricació per reduir el temps de disseny a experiment i millorar la capacitat de producció.En resum, la idea inicial d'una nova plataforma microfluídica wearable capaç de proporcionar mesuraments no invasius i en temps real de diversos biomarcadors s'ha aconseguit amb èxit. A més, han sorgit diverses línies de recerca prometedores, incloent-hi millores en la modelització de la pell, el disseny microfluídic, l'escalabilitat de fabricació i el desenvolupament d'algoritmes. Finalment, aquesta investigació ha donat lloc a un producte comercialment disponible, demostrant que el monitoratge continu mitjançant la suor ja és una tecnologia llesta per al mercat.
  

ESTADÍSTICA I INVESTIGACIÓ OPERATIVA

• PACHÓN GARCIA, CRISTIAN: Contributions on dimensionality reduction and interpretable machine learning
  
  Autor/a: PACHÓN GARCIA, CRISTIAN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ESTADÍSTICA I INVESTIGACIÓ OPERATIVA
  Departament: Departament d'Estadística i Investigació Operativa (EIO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/03/2025
  Data de FINAL de diposit: 10/04/2025
  Director/a de tesi: DELICADO USEROS, PEDRO FRANCISCO
  Resum de tesi: Aquesta tesi es divideix en dues parts. La primera se centra en el camp de la reducció de la dimensió, mentre que la segona està dedicada a estudiar el camp de la interpretabilitat de models d’aprenentatge automàtic. Part del treball que es presenta s’ha publicat o bé en revistes o bé en publicacions derivades de congressos. Concretament, el text original del Capítol 1 està publicat a Delicado i Pachón-García (2024a). D’altra banda, el treball original en què està basat el Capítol 3 està publicat a Pachón-García et al. (2024), mentre que el text del Capítol 4 es pot trobar a Hernández-Pérez et al. (2024). Finalment, el Capítol 5 s’enviarà a una revista, però una versió preliminar es pot trobar a Delicado i Pachón-García (2024b).Aquesta tesi comença presentant un conjunt d’algorismes que implementen l’escalat multidimensional (MDS, per les seves inicials en anglès) per a conjunt de dades amb un elevat nombre d’observacions. L’MDS és una família de tècniques que usen com input una matriu de distàncies n × n, essent n el nombre d’individus, per obtenir una configuració de baixa dimensió: una nova matriu n × r, amb r << n. Quan n és elevat, els algorismes clàssics d’MDS no poden ser utilitzats perquè els recursos que necessiten (memòria i temps) són extremadament elevats. En aquest treball, comparem sis algorismes que estan dissenyats amb l’objectiu de solucionar aquests problemes. Tots ells estan basats en la idea de dividir el conjunt de dades en parts més petites de manera que els algorismes clàssics es poden usar. Dos d’aquests són propostes originals nostres. Per tal d’estudiar el comportament d’aquests algorismes, emprem un estudi basat en simulacions. A més a més, hem implementat una llibreria en obert basada en R que conté la implementació dels sis algorismes.En relació amb el camp de l’aprenentatge automàtic, presentem la llibreria SurvLIMEpy, un paquet en obert basat en Python que implementa l’algorisme de SurvLIME. Aquest mètode permet obtenir importància de covariables per models d’aprenentatge automàtic en el camp de l’anàlisi de supervivència. La implementació que presentem es basa en càlculs matricials, cosa que permet un guany en temps de computació. A més a més, SurvLIMEpy incorpora funcionalitats per visualitzar els resultats. El paquet s’integra molt fàcilment amb una àmplia varietat de models de supervivència, així pot gestionar des de models com el de Cox a models d’aprenentatge automàtic, com DeepHit o DeepSurv. Per tal d’estudiar el comportament de l’algorisme, realitzem un estudi de simulació.Amb la finalitat d’usar SurvLIMEpy en un cas pràctic, entrenem i comparem tres tipus de models d’aprenentatge automàtic per l’anàlisi de supervivència: Random Survival Forest, DeepSurv i DeepHit, on hem usat la base de dades en obert SEER. L’objectiu de l’estudi és estudiar el melanoma maligne cutani. El treball ajuda a obtenir coneixement sobre els aspectes més importants que estan relacionats amb aquest tipus de càncer.D’altra banda, ens situem en el camp de l’anàlisi de dades funcionals per tal de desenvolupar eines d’interpretabilitat dins aquest camp. Dissenyar mètodes d’interpretabilitat per dades funcionals implica treballar amb dades que viuen en un espai de dimensió infinita. En el context de regressor funcional i resposta escalar, proposem un mètode que es basa en el valor de Shapley, una teoria matemàtica que permet distribuir el guany en un joc en el qual juguen infinits jugadors. La proposta que fem s’estudia mitjançant un conjunt d’experiments basats en dades simulades així com en dades reals. A més a més, també es presenta ShapleyFDA, un paquet en obert de Python que implementa la nostra proposta.
  

FOTÒNICA

• HEITHOFF, MAXIMILIAN: Exciton engineering for quantum confinement in an electrostatically defined PN-junction
  
  Autor/a: HEITHOFF, MAXIMILIAN
  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: 26/03/2025
  Data de FINAL de diposit: 08/04/2025
  Director/a de tesi: KOPPENS, FRANK | RESERBAT-PLANTEY, ANTOINE
  Resum de tesi: En aquesta tesi investiguem la física dels excitons confinats a nivell quàntic en una unió PN definida electrostàticament. Aquesta unió PN es pot generar en una monocapa encapsulada de \MoSe{} al llarg de la vora de la porta superior d’un elèctrode que mostra un patró. L'aplicació d'un gradient de tensió entre les portes superior i inferior dóna lloc a la formació d'un gradient de camp elèctric al pla a la regió d'esgotament i forts gradients de dopatge a les regions dopades P i N de la unió PN. L'excitó experimenta una força atractiva dins del gradient del camp elèctric i la repulsió de les interaccions amb els portadors de càrrega. Els efectes combinats són prou forts per quantificar el nombre d'estats excitònics disponibles dins del potencial. En aquest treball mostrem mesures d'aquests excitons confinats al nivell quàntic en espectroscòpia de contrast de reflexió i de fotoluminescència. A més, demostrem com el confinament quàntic dona lloc a la divisió de l'estructura fina amb estats polaritzats linealment al llarg o perpendiculars a la vora de la porta superior. Els estats es poden ajustar gradualment entre la polarització lineal i circular mitjançant un camp magnètic fora del pla. La particularitat de la geometria de la nostra mostra, on la formació de la unió PN aïlla elèctricament la mostra de terra, ens permet investigar el model electroestàtic d'una unió PN foto-polaritzada, amb la tensió de polarització com a paràmetre d'ajust addicional del potencial de confinament. La tensió de polarització es modificat per la pròpia mesura i varia amb la ubicació de la mesura. Així demostrem com l'impacte combinat de la dissociació de l'excitó i el túnel de forat calent assistit per Auger modifica la tensió de polarització en una escala de temps de fins a $\qty{100}{\s}$. La tensió de polarització es pot controlar encara més mitjançant un segon làser, que permet ajustar l'energia dels estats quantificats en el rang de $\qty{15}{\meV}$.En última instància, aquestes troballes ens permeten simular la forma exacta del potencial de confinament i investigar com el camp elèctric en el pla modifica l'estructura interna de l'excitó, afectant la força, el temps de vida i la dissociació de l'excitó. Els resultats d'aquesta tesi il·lustren les possibilitats de dissenyar patrons personalitzats de potencials d'excitons per a tecnologies fotòniques i quàntiques.
  

GESTIÓ I VALORACIÓ URBANA I ARQUITECTÒNICA

• GARCÍA HARO, ALAN: Isla de frío de los parques urbanos: Hacia la definición de parámetros de composición para la optimización del efecto de enfriamiento en distintos contextos climáticos mediante análisis remoto
  
  Autor/a: GARCÍA HARO, ALAN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: GESTIÓ I VALORACIÓ URBANA I ARQUITECTÒNICA
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 02/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 15/04/2025
  Director/a de tesi: ROCA CLADERA, JOSE NICASIO | ARELLANO RAMOS, BLANCA ESMARAGDA
  Resum de tesi: A causa de la seva composició, caracteritzada generalment per una presència predominant de vegetació i sòls permeables, els parcs urbans presenten temperatures més baixes en comparació amb altres zones de la ciutat. En molts casos, aquesta disminució tèrmica s'estén cap a les àrees circumdants, generant el fenomen conegut com a "illa de fred dels parcs" (IFP). Aquest efecte converteix els parcs en elements essencials per a la regulació i mitigació de la calor urbana, un problema agreujat per l'illa de calor, l'augment global de les temperatures i la creixent freqüència i intensitat d'esdeveniments extrems associats al canvi climàtic, situacions que representen amenaces per a la salut pública, afectant de manera desproporcionada grups vulnerables i incrementant les taxes de mortalitat atribuïdes a la calor. Així mateix, la limitada disponibilitat de dades climàtiques actualitzades i detallades dificulta la planificació i el disseny d'estratègies de mitigació adequades i efectives a escala local.Aquesta investigació té com a objectiu establir paràmetres de disseny que optimitzin l'illa de fred dels parcs urbans (IFP) en diversos contextos climàtics, emprant tècniques de teledetecció. Per a això, es va desenvolupar una metodologia flexible basada en l'anàlisi de dades satel·litals i models estadístics, adaptable tant a la disponibilitat d'informació com a les particularitats de cada cas d'estudi. La metodologia es divideix en tres etapes principals: 1) quantificació de la intensitat i extensió espacial de l'efecte d'illa de fred generat pels parcs; 2) estimació de descriptors físics a partir d'informació de teledetecció; i 3) anàlisi estadística de la influència de les característiques físiques dels parcs i el seu entorn sobre els indicadors d'illa de fred.Aquest estudi desenvolupa els casos de Barcelona (clima mediterrani) i Mexicali (clima càlid àrid), seleccionats per les seves condicions climàtiques contrastants i diferents nivells de disponibilitat d'informació institucional. Els primers resultats permeten identificar que, en el cas de Barcelona, amb 86 parcs urbans, es registra una intensitat mitjana durant el dia d'estiu de 1,51 °C amb un abast de 78,02 m, mentre que a Mexicali, amb 435 parcs, s'assoleix una intensitat de 0,90 °C i un abast de 119,03 m. Destaca un contrast inicial amb aquests paràmetres, on a Barcelona dos casos no van registrar efecte d'illa de fred (2,3 %), mentre que a Mexicali aquesta xifra va ascendir a 133 parcs (30,6 %). Els resultats mostren que la vegetació és el principal factor regulador de la temperatura urbana a ambdues ciutats. A Mexicali, els models explicatius que van integrar variables derivades del NDVI i la classificació supervisada de cobertures del sòl mitjançant Random Forest van assolir valors de R² superiors al 90 % a la primavera i l'estiu. A Barcelona, tot i que el NDVI també va ser rellevant, l'anàlisi va identificar limitacions relacionades amb la proximitat al mar i zones forestals.En conclusió, aquesta investigació estableix una base metodològica per definir paràmetres de disseny de parcs urbans mitjançant informació remota, adaptats a les necessitats funcionals i temporals de cada context. Això representa un avanç cap a la construcció d'eines específiques per a la presa de decisions en la planificació urbana, integrant consideracions clau per a la regulació i mitigació de l'escalfament a les ciutats.
  

PATRIMONI ARQUITECTÒNIC, CIVIL, URBANÍSTIC I REHABILITACIÓ DE CONSTRUCCIONS EXISTENTS

• GORDILLO BEL, DIDAC: De la caponera al búnquer. Evolució de la fortificació des de mitjans del segle XIX a mitjans del segle XX a Catalunya.
  
  Autor/a: GORDILLO BEL, DIDAC
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: PATRIMONI ARQUITECTÒNIC, CIVIL, URBANÍSTIC I REHABILITACIÓ DE CONSTRUCCIONS EXISTENTS
  Departament: Departament de Representació Arquitectònica (RA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/03/2025
  Data de FINAL de diposit: 10/04/2025
  Director/a de tesi: ONECHA PEREZ, ANA BELEN | SÁNCHEZ RIERA, ALBERTO
  Resum de tesi: La tesi se composa, apart de la introducció general, de quatre capítols interconnectats però que podrien ser independents. El primer és una visió general sobre l’evolució de la fortificació des de l’antiguitat fins a mitjans del segle XX. El segon és el desenvolupament de la fortificació en recintes defensius des de mitjans del segle XIX, tenint en compte les cortines i els baluards que es van fent baixos fins a convertir-se en caponeres cobertes, baluards que en principi són petits forts que són part d’un conjunt però que podrien ser independitzables en forts aïllats, amb galeries espitllerades, troneres amb peces d’artilleria o plans protegits només per parapets per a situar canons per disparar a barbeta, i al darrere de tot la torre dividida en pisos on se situen les troneres amb les peces per tirar a llarga distància, tant en troneres a cobert com peces situades a barbeta en el punt més alt. Tortosa es pren com a excusa, perquè el seu cas es extrapolable a altres de Catalunya. La quarta part és la concreció de la figura del búnquer. Aquí sí hi ha prou casos perquè per desgràcia Catalunya, com la resta de l’Estat, va patir una guerra civil. Se veu en aquesta part com els búnquers se van preveure i com se van anar materialitzant amb uns models normalitzadors que ja venien d’abans. Finalment la darrera part és l’explicació concreta de l’evolució de la caponera en búnquer i com ha anat fent-se cada cop més camuflada i més blindada a l’augmentar el poder destructor de l’armament, com ha desaparegut la fortificació tradicional.
  

TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS

• PÉREZ PORTERO, ADRIÁN: Contributions to RFI detection, mitigation, and excision for GNSS receivers and spaceborne microwave radiometers
  
  Autor/a: PÉREZ PORTERO, ADRIÁN
  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: 24/03/2025
  Data de FINAL de diposit: 04/04/2025
  Director/a de tesi: CAMPS CARMONA, ADRIANO JOSE | PARK, HYUK
  Resum de tesi: La Interferència de Radiofreqüència (RFI) representa un repte significatiu per als sistemes de teledetecció, afectant particularment la Reflectometria del Sistema Global de Navegació per Satèl·lit (GNSS-R) i la radiometria de microones. Aquesta tesi avança en dues àrees interconnectades de la teledetecció: la recuperació de paràmetres geofísics utilitzant senyals d'oportunitat i l'avaluació de l'impacte RFI en els sistemes de Posicionament, Navegació i Temporització (PNT). La recerca desenvolupa nous algorismes per a la detecció, mitigació i excisió d'RFI en múltiples plataformes de teledetecció, amb èmfasi particular en sistemes qualificats per a l'espai.La primera part d'aquest treball avança en la instrumentació GNSS-R mitjançant el desenvolupament d'un banc de proves experimental i un simulador. Les mesures de laboratori en entorns controlats van proporcionar informació crítica sobre les característiques dels senyals GNSS-R, permetent la validació sistemàtica d'algorismes de processament de senyals. La recerca demostra la viabilitat de l'observació contínua de la Terra mitjançant plataformes oportunistes, específicament integrant instruments GNSS-R en l'aviació comercial per a aplicacions incloent la predicció meteorològica immediata i l'optimització de rutes marítimes. L'anàlisi de dades polarimètriques va revelar limitacions significatives en les arquitectures actuals dels receptors, particularment en el processament de senyals de Polarització Circular Esquerra (LHCP) i la reconstrucció dels paràmetres de Stokes. Això va continuar amb el treball realitzat al JPL el 2023, analitzant dades de la missió SMAP-R que va modificar la seva càrrega útil de radar per a la recepció GNSS-R. La capacitat dual per a mesures de dispersió cap endavant i cap enrere des de la mateixa plataforma va permetre l'anàlisi comparativa dels mecanismes de dispersió. Aprofitant les mesures de reflectometria completament polarimètriques de SMAP-R, vam investigar les característiques de dispersió radar bistàtica en diverses condicions superficials. L'anàlisi es va centrar en dos aspectes: comparar els comportaments del règim de dispersió en diferents terrenys i desenvolupar un model de predicció que deriva les característiques de retrodispersió a partir de mesures de dispersió cap endavant. Aquest treball amplia la comprensió teòrica dels mecanismes de dispersió bistàtica proporcionant validació mitjançant mesures espacials.La segona part aborda els reptes RFI mitjançant tres enfocaments complementaris: sistemes de monitoratge de l'espectre, algorismes eficients en hardware i mètodes de detecció polarimètrics. Una contribució clau és el desenvolupament d'un sistema automàtic de Detecció, Localització i Classificació RFI (RFIDLC) per a bandes GNSS, utilitzant un disseny d'array d'antenes de sis sectors per al processament en temps real entre 1525 i 1625 MHz. Per a aplicacions de Radar d'Obertura Sintètica (SAR), nous algorismes operant amb senyals quantificats d'1 bit van permetre la mitigació RFI malgrat els severs efectes de quantificació. La implementació en FPGA va aconseguir una reducció significativa de recursos mitjançant tècniques innovadores de sobreclocking i serialització, mantenint els requisits de qualificació espacial.Un avenç important és el desenvolupament del detector de Kurtosis Polarimètric per a radiometria de microones, estenent la detecció basada en kurtosis convencional al domini completament polarimètric mitjançant una mesura quadridimensional derivada dels paràmetres de Stokes. Aquesta tècnica demostra una sensibilitat millorada als senyals d'interferència polaritzats, particularment en escenaris on els mètodes de detecció convencionals mostren limitacions. La recerca valida aquests enfocaments mitjançant proves experimentals tant en plataformes terrestres com espacials, establint una base per a futurs sistemes de mitigació RFI en missions d'observació terrestre basades en l'espai.
  
• ROIG MARÍ, CARLOS: Instance-level Recognition for Image Understanding
  
  Autor/a: ROIG MARÍ, CARLOS
  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: 01/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 14/04/2025
  Director/a de tesi: MARQUES ACOSTA, FERNANDO | VARAS GONZÁLEZ, DAVID
  Resum de tesi: La comprensió d'imatges és una tasca fonamental en visió per computador, ja que el seu objectiu és permetre que les màquines comprenguin visualment el món real. En aquesta tesi, la tasca de comprensió s'aborda mitjançant la combinació de sistemes de reconeixement a nivell d'instància i Large Multimodal Models (LMMs). Per fer-ho, la tesi s'estructura en tres parts, començant amb un estudi de tècniques d'aprenentatge mètric profund per crear espais rics d'embeddings d'imatges. Tot seguit, la implementació de sistemes de reconeixement a nivell d'instància centrats específicament en el reconeixement de punts de referència utilitzant la recuperació d'imatges basades en contingut. I, finalment, millorar les capacitats dels LMM incorporant resultats de reconeixement a nivell d'instància per generar descripcions d'imatges millorades amb aquestes instàncies.La primera part d’aquesta tesi es centra en avançar els mètodes d'aprenentatge mètric profund. Es proposa la nova Smooth Proxy-Anchor Loss per abordar el problema de tenir etiquetes sorolloses a les dades d'entrenament. La proposta introdueix la ponderació de la mostra basada en un valor de confiança, l'assignació suau de proxis i els marges adaptatius per mitigar l'impacte negatiu de les mostres mal etiquetades, demostrant un rendiment superior en les dades del món real. Sobre aquesta base, la tesi extén la ponderació selectiva de mostres a una ponderació selectiva de característiques, a través del mètode de Generalized Local Attention Pooling (GLAP). GLAP pondera dinàmicament diferents regions de mapes de característiques d'acord amb el seu contingut informatiu, cosa que permet un millor aprenentatge de representacions alhora que redueix els requisits computacionals. Les avaluacions a múltiples conjunts de dades de referència mostren les millores significatives de l'ús de GLAP sobre els enfocaments d'avantguarda.La segona part introdueix el mètode de Multi-Scale Transformer-based Feature Combination (MSTFC) per al reconeixement de punts de referència a nivell d'instància. Aquest enfocament aplica mecanismes d’atenció basats en transformers per seleccionar i combinar informació rellevant de mapes de característiques. Aquests mapes de característiques s'extreuen de múltiples escales i tenen diferents resolucions espaials. La combinació d’aquests mapes de característiques de múltiples escales dóna com a resultat una representació global compacta que s’utilitza per a la recuperació d’imatges. El mètode MSTFC aconsegueix un rendiment superior en els desafiants conjunts de dades de recuperació de punts de referència, superant els enfocaments existents al conjunt de dades de Google Landmarks v2 i Revisiting Oxford and Paris.Finalment, la tesi explora la millora dels grans models multimodals mitjançant la incorporació de resultats de reconeixement a nivell d'instància per generar descripcions d'imatges més precises i detallades. En unir els sistemes especialitzats de reconeixement a nivell d'instància amb les capacitats de comprensió genèrica dels LMM, aquesta integració demostra com les tècniques de visió per computador específiques del domini es poden combinar amb tècniques multimodals per a una comprensió integral de la imatge.A través d'aquestes contribucions, la tesi avança en el camp de la comprensió de la imatge en múltiples nivells, des del sòlid aprenentatge de característiques en conjunts de dades sorolloses del món real, fins a tècniques efectives per combinar la informació de mapes de característiques en l'aprenentatge mètric profund, després expandit a la representació multiescalar per al reconeixement a nivell d'instància i, en última instància, a la integració de sistemes especialitzats a nivell d'instància amb marcs multimodals moderns.
  
• SARMIENTO CALDERÓ, MANUEL: Contextualization of Spatio-temporal Action Localization Systems and Media Content Applications
  
  Autor/a: SARMIENTO CALDERÓ, MANUEL
  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: 02/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 15/04/2025
  Director/a de tesi: MARQUES ACOSTA, FERNANDO | VARAS GONZÁLEZ, DAVID
  Resum de tesi: La localització espaciotemporal d'accions és un camp de la visió per ordinador que determina tant la ubicació espacial com temporal de les accions que tenen lloc en un vídeo. Aquesta tasca en particular és una de les pedres angulars de la comprensió de vídeo degut a la seva complexitat inherent. Els impressionants avanços científics en la indústria de la intel·ligència artificial i la visió per ordinador han donat lloc a un augment significatiu del rendiment.No obstant això, fins i tot els sistemes més avançats tenen dificultats per a reconèixer accions que impliquen algun tipus d'interacció entre persones, objectes o amb l'escena. Aquesta limitació es deu al fet que els models actuals de localització espaciotemporal d'accions no tenen en compte la informació contextual a l'hora d'identificar les accions d'una persona. La incorporació específica de pistes contextuals en aquests models pot ajudar a abordar aquest repte.A més, la integració de sistemes de localització espaciotemporal d'accions en aplicacions de continguts multimèdia presenta diversos reptes. Les principals dificultats resideixen a trobar casos d'ús ètics i pràctics i abordar els requisits computacionals per a executar aquests models en producció.L'objectiu d'aquest doctorat industrial és resoldre els problemes anteriors. La falta d'informació contextual s'aborda de diferents formes. Aquesta tesi se centra en dos enfocaments diferents. En primer lloc, es proposa un nou sistema per a modelar explícitament les relacions dels diferents actors i objectes d'una escena, que inclou una estructura nova per a modelar la informació temporal a llarg termini. En segon lloc, s'introdueix un innovador mètode multimodal per a combinar característiques específiques de la tasca amb la finalitat de millorar el reconeixement de l'acció. Aquests sistemes de contextualització desenvolupats s'avaluen en diferents conjunts de dades. Els resultats demostren l'eficàcia dels sistemes proposats. Quant a les aplicacions, aquest doctorat se centra en trobar, implementar i explotar aplicacions específiques del sistema de localització espaciotemporal per a continguts multimèdia. Les aplicacions desenvolupades consisteixen en un sistema millorat de cerca i recomanacions sobre continguts de vídeo, un mètode de retallada intel·ligent per a generar imatges i vídeos de qualsevol relació d'aspecte desitjada a partir d'un altre vídeo, i la millora d'un sistema per a generar fotogrames clau de destaqui de partits de futbol.
  
• WOODWARD RIQUELME, ALEJANDRO BENJAMÍN: Contextual Speech Recognition
  
  Autor/a: WOODWARD RIQUELME, ALEJANDRO BENJAMÍN
  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: 02/04/2025
  Data de FINAL de diposit: 15/04/2025
  Director/a de tesi: MARQUES ACOSTA, FERNANDO | VARAS GONZÁLEZ, DAVID
  Resum de tesi: Encara que la tecnologia de Reconeixement Automàtic de Parla (RAP) ha aconseguit millores remarcables en la precisió de la transcripció els darrers anys, encara té dificultats per transcriure correctament certes paraules. En particular, els noms propis sovint presenten una precisió més baixa a causa de les seves pronunciacions úniques i ortografies alternatives. Per adreçar aquests reptes, la contextualització s'integra habitualment en els models RAP per millorar la transcripció de noms propis rars i desambiguar entre noms propis que sonen semblant.Aquesta tesi de doctorat industrial es centra en el desenvolupament de sistemes de contextualització per a models RAP. La tecnologia RAP utilitzada en aquesta tesi s'utilitza per generar transcripcions automàtiques de contingut de podcasts. L'objectiu del sistema de contextualització és millorar la precisió dels noms propis; per exemple, els noms dels programs de podcasts, presentadors i convidats.El sistema de contextualització desenvolupat en aquesta tesi està composta de dues parts. Primer, un procés d'ingestió cerca noms propis rellevants per a l'episodi de podcast que s'ha de transcriure. Aquest procés d'ingestió té un component automatitzat que extreu noms propis de les metadades de cada episodi de podcast, com el títol i la descripció, utilitzant eines com un reconeixedor automàtic d'entitats. A més, s'ha desenvolupat un mòdul que permet afegir manualment noms propis a programes de podcasts concrets.La segona part, que representa la contribució més rellevant d'aquesta tesi, és un nou algoritme de contextualització RAP basat en xarxes neuronals profundes. El model RAP contextualitzat utilitza els noms propis, donant com a resultat una millora de la precisió en comparació amb el mateix model sense capacitats de contextualització.La precisió del sistema RAP desenvolupat en aquesta tesi s'avala i analitza utilitzant episodis de programes de podcasts públics populars. Aquesta avaluació compara la qualitat de les transcripcions del sistema del model RAP amb les que proporcionen públicament els creadors de contingut de podcasts. Els resultats mostren que el sistema desenvolupat en aquesta tesi produeix transcripcions que contenen quatre vegades menys errors que les transcripcions oferides pels proveïdors d'allotjament de podcasts.El mètode de contextualització també s'avala en un conjunt de dades públic i es compara amb els mètodes d'estat de l'art. Els resultats mostren que el mètode de contextualització proposat en aquesta tesi supera significativament els sistemes existents.