Tesis en dipòsit públic

AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ

• GIL VIYUELA, OSCAR: Robot Navigation Issues and Human-Robot Collaborative Search using Deep Learning Methods
  
  Autor/a: GIL VIYUELA, OSCAR
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (IRI)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/01/2025
  Data de FINAL de diposit: 24/01/2025
  Director/a de tesi:
  Resum de tesi: Actualment, la Robòtica Social i la Intel·ligència Artificial (IA)són dues àrees que estancomençant a explorar-se juntes gràcies al gran desenvolupament que hanexperimentat en l'última dècada. En concret, els models d'Aprenentatge Profund (DL), basatsen Xarxes Neuronals Artificials (RNA), han avançat enormement en els últims anys. Un avanç queha permès l'ús d'aquesta mena de models en un gran nombre d'aplicacions per a les persones,com a filtres despam, detecció i diagnòstic en medicina, traductors automàtics, mètodes deconversió de text a veu o models de generació d'imatges.En els últims anys, s'han desenvolupat diferents aplicacions de DL en la interacció humà-robot (HRI) ila col·laboració humà-robot (HRC) en diferents camps com la robòtica assistencial, la robòtica deservei, la robòtica industrial, la cerca i rescat (SAR), la robòtica educativa, la robòtica domèstica i altrescamps. La majoria d'aquestes aplicacions requereixen una navegació de robots robusta que tingui encompte als humans. Per aquesta raó, aquesta tesi explora diferents maneres d'aplicar mètodes de DLi Deep Reinforcement Learning (DRL) per a millorar aspectes de la navegació de robots en entorns ambhumans.Els principals aspectes que aquesta tesi explora són la predicció de trajectòria quefaran els humans i com un robot ha d'anticipar-se per a no haver-hi col·lisió. A més,s'estudia la cerca col·laborativa entre un humà i un robot tenint en compte lespreferències de les persones amb un model generatiu de DL. Les simulacions i elsexperiments duts a terme han servit per a testar els mètodes proposats, validar leshipòtesis i comprovar les seves limitacions.En resum, aquesta tesi doctoral proporciona diferents maneres d'aplicar mètodes de DL per a lanavegació de robots en entorns amb humans i la cerca col·laborativa humà-robot incloent-hiuna descripció de l'estat de l'art i explicacions dels mètodes proposats, les eines d'estudi quehan estat usades i les simulacions i experiments realitzats. Finalment, s'exposen les conclusionsde la tesi.
  
• ZHANG, SHUANG: STATE ESTIMATION, DIAGNOSIS AND CONTROL USING SET-BASED APPROACHES FOR LPV SYSTEMS
  
  Autor/a: ZHANG, SHUANG
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Institut d'Organització i Control de Sistemes Industrials (IOC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/01/2025
  Data de FINAL de diposit: 23/01/2025
  Director/a de tesi: PUIG CAYUELA, VICENÇ | IFQIR, SARA
  Resum de tesi: Tenint en compte que la tècnica de Sistemes Lineals amb Paràmetres Variables (LPV) ha demostrat ser una manera efectiva de representar sistemes no lineals, els resultats relacionats amb el disseny d’observadors i controladors en el marc LPV han estat àmpliament estudiats. Aquesta tesi contribueix a l’estat de l’art en el camp de l’estimació robusta d’estats, el diagnòstic de fallades i el control per a sistemes LPV, especialment en presència de pertorbacions i soroll de mesura.La recerca està motivada per sistemes de seguretat crítica, com els vehicles autònoms, que requereixen esquemes fiables de diagnòstic de fallades per detectar i identificar possibles fallades en actuadors i sensors sota incerteses, i estratègies de control que siguin capaces de gestionar tant les incerteses com les fallades per aconseguir un rendiment òptim i fiable.L’estimació d’estats juga un paper crucial tant en el diagnòstic de fallades com en el disseny de controladors. Per garantir un rendiment robust, es desenvolupa un mètode d’estimació d’estats per conjunts per a sistemes LPV subjectes a pertorbacions i sorolls de mesura. Es considera que aquestes incerteses són desconegudes però acotades per zonòtops. Les estimacions òptimes dels estats s’obtenen minimitzant el radi del zonòtop que acota els estats, formulat com un problema d’optimització en forma de desigualtats matricials lineals (LMIs). A més, el mètode proposat s’estén per gestionar la detecció i estimació de fallades en escenaris més complexos, incloent-hi sistemes LPV commutats i sistemes No Lineals amb Paràmetres Variables (NLPV). A més, es caracteritzen les Fallades Mínimament Detectables (MDF) i les Fallades Mínimament Aïllables (MIF) mitjançant un enfocament d’invariància de conjunts zonotòpics.En l’àrea de control, aquesta tesi desenvolupa un control Zonotòpic Lineal Quadrat (LQZ) per al problema de retroalimentació d’estats en presència d’incerteses, on el llaç de retroalimentació es tanca utilitzant les estimacions òptimes proporcionades per un Filtre de Kalman Zonotòpic (ZKF). El control LQZ proposat és menys conservador, ja que modela les incerteses utilitzant conjunts zonotòpics en lloc de distribucions de probabilitat gaussiana. Aquesta formulació estableix el control LQZ com una contrapart zonotòpica del ben conegut control Lineal Quadrat Gaussià (LQG). A més, en presència d'una fallada en l’actuador, es desenvolupa una estratègia de Control de Seguiment Tolerant a Fallades (FTTC). Aquesta estratègia inclou un ZKF per a l’estimació d’estats i fallades, un mecanisme de compensació de fallades i un controlador de retroalimentació d’estats dissenyat per aconseguir un rendiment $H_\infty$.Les contribucions esmentades anteriorment s’han aplicat a l’estimació d’estats, al diagnòstic de fallades i al control de seguiment de trajectòries en la dinàmica lateral del vehicle. L'aplicació a dades reals enregistrades amb un vehicle prototip equipat demostra la rellevància i eficiència dels enfocaments proposats.
  

CIÈNCIES DEL MAR

• GONZÁLEZ ÁVALOS, RAÚL ALEXIS: High-Fidelity Modelling of Aquaculture Net Cages in Waves and Currents Using Smoothed Particle Hydrodynamics
  
  Autor/a: GONZÁLEZ ÁVALOS, RAÚL ALEXIS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIES DEL MAR
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 13/01/2025
  Data de FINAL de diposit: 24/01/2025
  Director/a de tesi: ALTOMARE, CORRADO | GIRONELLA I COBOS, FRANCESC XAVIER
  Resum de tesi: A medida que la acuicultura se expande hacia áreas expuestas a condiciones climáticas desfavorables, se vuelve imprescindible desarrollar modelos numéricos capaces de predecir el comportamiento de estos sistemas bajo escenarios ambientales severos. La complejidad de los sistemas de acuicultura, que incluyen redes, estructuras flotantes y líneas de fondeo, representa un desafío significativo para los enfoques numéricos tradicionales de baja y media fidelidad. Estos métodos suelen basarse en suposiciones simplificadoras que no son aplicables en estos contextos. Modelar estos sistemas en mares energéticos requiere resolver problemas de cuerpos múltiples sujetos a cargas no lineales, en los cuales componentes como las redes experimentan deformaciones sustanciales y presentan un comportamiento no lineal. Por lo tanto, los modelos numéricos de alta fidelidad son esenciales para capturar con precisión las complejas interacciones entre el fluido y las estructuras.Esta tesis investiga el uso de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), basada en el método de Hidrodinámica de Partículas Suavizadas (SPH), como una herramienta de alta fidelidad para el modelado numérico de sistemas de acuicultura marina en entornos ambientales complejos. Una metodología se ha propuesto y desarrollado en la que la red es representada como un conjunto de elementos impulsados por el fluido, conectados a través de amarres dinámicos. En este esquema, las partículas que componen estos elementos interactúan directamente con las partículas que componen el fluido, estableciendo así la interacción fluido-estructura. Este enfoque se diferencia de otros avances recientes en el modelado numérico de estos sistemas al integrar los elementos de la red dentro del mismo dominio de simulación del fluido, lo cual representa un avance importante en el modelado numérico de estas estructuras. Esta tesis se presenta como un compendio de artículos científicos organizados en capítulos, que incluye conclusiones y recomendaciones para futuras investigaciones. En el Capítulo 1, se introduce el contexto y la relevancia del problema de investigación. En el Capítulo 2, se presenta el primer artículo del compendio, en el cual se describe la aplicación y validación de la metodología propuesta para el modelado numérico de redes de acuicultura en corrientes. El Capítulo 3 incluye el segundo artículo, que amplía el enfoque aplicado al modelado de una jaula de acuicultura con redes de aleación de cobre a escala 1:15, sometida a condiciones de corriente representativas de zonas de alta energía, y valida los resultados mediante comparación con datos experimentales. En el Capítulo 4, se presenta un manuscrito en revisión, en el cual se valida el modelado de la jaula de red bajo condiciones de oleaje regular y se extiende su aplicación a un sistema de acuicultura multicomponente (jaula y sistema de fondeo) sometido a la acción combinada de olas y corrientes. Finalmente, en el Capítulo 5, se exponen las discusiones y conclusiones de esta tesis. Los resultados obtenidos demuestran la eficacia del enfoque propuesto como una herramienta de alta fidelidad para el modelado de sistemas acuícolas en entornos marinos desafiantes.
  

ENGINYERIA DEL TERRENY

• MO, YANGYANG: Modelling Hydro-Mechanical Coupled Gas Injection in Low Permeability Clay Materials
  
  Autor/a: MO, YANGYANG
  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: 09/01/2025
  Data de FINAL de diposit: 22/01/2025
  Director/a de tesi: OLIVELLA PASTALLE, SEBASTIAN | RODRIGUEZ DONO, ALFONSO
  Resum de tesi: Aquesta tesi investiga els efectes acoblats hidro-mecànics (HM) en medis geològics durant la injecció de gas, amb un enfocament en diverses estratègies numèriques i enfocaments de modelització. Cal destacar que els diferents tipus d’elements i mètodes d’integració utilitzats en simulacions amb el mètode dels elements finits poden influir en els resultats obtinguts. El model Heat and Gas Fracking (HGFRAC), que consta de sis tipus diferents d'exercicis de referència, revela que els elements quadrilàters amb gradients bi-lineals produeixen camps de tensió més estables que els elements triangulars lineals. A més, l'ús del mètode d’integració selectiva en elements quadrilàters millora l'eficiència computacional en mitigar els problemes de convergència causats pels efectes de bloqueig. Es van dur a terme anàlisis de sensibilitat sobre el paràmetre de fluïdesa del material argilós, que controla les deformacions viscoplàstiques. Una altra anàlisi de la resposta dels elements quadrilàters, utilitzant el model GTPT axisimètric, mostra que el mètode d’integració en els punts de Gauss pot provocar problemes de convergència. Aquests problemes es poden resoldre introduint el mètode d’integració als punts nodals, el mètode d’integració selectiva o una combinació d’ambdós.A continuació, aquesta tesi presenta una comparació exhaustiva de tres estratègies numèriques: el mètode estàndard dels elements finits (SFEM), SFEM amb integració selectiva (SFEM+SI) i el mètode mixt dels elements finits (MFEM), per simular la injecció de gas en geomaterials basats en argiles. Els resultats indiquen que l'aplicació efectiva del SFEM depèn molt d’un malla d’alta precisió. Poden sorgir problemes de convergència amb malles relativament gruixudes. Tanmateix, aquests problemes de convergència es poden mitigar de manera efectiva incorporant el mètode d'integració selectiva o les formulacions MFEM. En termes d’eficiència computacional, és evident que el mètode SFEM+SI mostra una major eficiència que el SFEM i el MFEM. No obstant això, cal destacar que els patrons de flux de gas calculats amb SFEM i SFEM+SI poden veure’s afectats per l’alineació de la malla. Amb el MFEM, els desplaçaments i les deformacions es calculen com a variables independents, millorant l’exactitud dels resultats i assolint la independència de la malla.Finalment, aquesta tesi investiga els processos d’injecció de gas utilitzant un model acoblat HM tridimensional (3D) per millorar la comprensió del transport de gas en formacions geològiques de baixa permeabilitat. Realitzada com a part del projecte DECOVALEX 2023, la investigació se centra en assajos d’injecció de gas in situ en argila Callovo-Oxfordiana (COx), un material clau per a l’emmagatzematge de residus nuclears dins del concepte francès de disposició de residus d’alta activitat. L’estudi destaca les limitacions dels models 2D per capturar la complexitat dels processos d’injecció de gas, subratllant la importància d’utilitzar models 3D sota condicions acoblades HM per comprendre la pressió de trencament del gas i avaluar la seguretat dels dipòsits geològics per a l’emmagatzematge de residus nuclears. Es van aplicar diverses estratègies de simulació per modelar el procés d’injecció de gas, incloent-hi la introducció d’una zona de dany per excavació (EDZ) al voltant del forat, l’aplicació d’una contribució perfectament plàstica a l’argila i la incorporació de comportaments de suavització al medi argilós. També es van realitzar anàlisis de sensibilitat sobre la permeabilitat de l’EDZ, el volum d’interval de prova i l’espaiat de les fractures, juntament amb simulacions prolongades d’injecció de gas, per obtenir una comprensió més profunda dels mecanismes que governen el flux de gas i la pressió de trencament.
  

ENGINYERIA TÈRMICA

• VERA I FERNÁNDEZ, JORDI: Development of Algorithms for Enhancing Numerical Simulations in CFD & HT: Conjugate Heat Transfer, Moving Bodies, Indoor Air Quality, and Thermal Energy Storage
  
  Autor/a: VERA I FERNÁNDEZ, JORDI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA TÈRMICA
  Departament: Departament de Màquines i Motors Tèrmics (MMT)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 09/01/2025
  Data de FINAL de diposit: 22/01/2025
  Director/a de tesi: OLIVA LLENA, ASENSIO | PEREZ SEGARRA, CARLOS DAVID
  Resum de tesi: Aquesta tesi consisteix en la millora de simulacions numèriques en CFD i HT (Dinàmica de Fluids Computacional i Transferència de Calor). Els continguts es divideixen en tres blocs: mètodes numèrics per a CFD, qualitat de l'aire interior i emmagatzematge d'energia tèrmica (TES).El primer bloc se centra en els mètodes de simulació per a cossos en moviment. Es presenta un nou enfocament per millorar les simulacions de Transferència de Calor Conjugada (CHT) utilitzant el Immersed Boundary Method (IBM). Aquest algoritme fa servir un sistema de dues malles per eliminar errors numèrics en l'equació d'energia sòlida causats per esquemes convectius que transporten el camp de temperatura del sòlid quan s'utilitza una sola malla. Per a cossos rotatius, s'aplica el Mètode de Sliding Meshes (SMM) i es proposa una millora a l'algoritme d'intersecció de cares. A més, es fa una comparació entre l'IBM i el SMM utilitzant tant un cas de referència com un nou cas de prova proposat.El segon bloc estudia la probabilitat d'infecció i la qualitat de l'aire en espais interiors utilitzant eines de CFD. Es proposa una nova metodologia basada en el model de Wells-Riley per avaluar el risc d'infecció. Aquest nou enfocament avalua diversos escenaris realitzant una permutació de totes les possibles ubicacions tant d'individus infecciosos com susceptibles, generant una matriu de probabilitat d'infecció que ajuda a identificar patrons de flux d'aire amb impactes positius o negatius en les taxes d'infecció. Finalment, aquesta nova metodologia, juntament amb altres estudis de qualitat de l'aire, s'aplica a un cas pràctic en un autobús urbà.El tercer bloc presenta una simulació numèrica avançada d’un sistema d’emmagatzematge tèrmic estructurat amb termoclina integrat a plantes d’energia solar concentrada (CSP). Aquest sistema d’emmagatzematge utilitza una configuració de tanc únic amb un llit de farciment ceràmic estructurat amb canals per a la circulació del fluid de transferència tèrmica (HTF), una sal fosa, per reduir costos i millorar el rendiment tèrmic. Es desenvolupa un model matemàtic detallat per resoldre l’equació de calor 3D no estacionària dins del domini sòlid, combinada amb models 1D per al flux HTC. Aquest model numèric s’utilitza per a un estudi paramètric per avaluar els impactes de les configuracions geomètriques, les condicions operatives i la durada dels cicles en el rendiment del sistema.A més de les seccions esmentades, s'inclouen dos apèndixs. El primer apèndix està estretament relacionat amb el tercer bloc, centrant-se en el disseny d'una unitat experimental per validar els models numèrics presentats en aquesta secció. Proporciona una descripció detallada dels components necessaris, incloent-hi les seves condicions operatives i funcionals. Es realitzen proves experimentals preliminars per avaluar la compatibilitat dels materials de farciment i les propietats de les sals foses. Certs components, com l’intercanviador de calor, s’analitzen amb més detall utilitzant la metodologia descrita al segon apèndix. Aquest segon apèndix compara els resultats de diferents metodologies CHT, incloent-hi un model 1D acoblat i un enfoc CFD multidimensional, per avaluar el comportament dels intercanviadors de calor en condicions estacionàries i transitòries. Es proposa i analitza un nou disseny d’intercanviador de calor utilitzant aquesta metodologia. Finalment, s’ha desenvolupat i preparat un muntatge experimental per provar el disseny proposat.
  

FÍSICA COMPUTACIONAL I APLICADA

• BENADOUDA IVARS, SALIM: Exploring dissipative systems with non-Hermitian modulations
  
  Autor/a: BENADOUDA IVARS, SALIM
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FÍSICA COMPUTACIONAL I APLICADA
  Departament: Departament de Física (FIS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/01/2025
  Data de FINAL de diposit: 23/01/2025
  Director/a de tesi: HERRERO SIMON, RAMON | STALIUNAS, KESTUTIS
  Resum de tesi: L'objectiu d'aquesta tesi és explorar l'efecte de potencials no Hermítics en diferents sistemes no lineals. Concretament, els diferents treballs d'aquesta s'enfoquen en l'estabilització de diversos estats. En la tesi considerem bàsicament dos sistemes degut al seu caràcter universal: l'equació de Ginzburg-Landau i la de Lugiato-Lefever. Aquests dos models corresponen a generalitzacions de l'equació nolinear d'Schrödinger. El primer correspon a l'extensió dissipativa en sistemes amb medi actiu i ha estat extensament estudiada en part per la seua modelització de la turbulència, làsers o condensats de Bose-Einstein. El segon model s'enfoca en sistemes dissipatius amb un medi amb pèrdues, on l'energia és injectada. Recentment, aquest model ha tornat a prendre centralitat degut a la precisa descripció del camp en micro ressonadors i en l'avenç en els processos de la seua fabricació. Per mitjà d'un estudi analític i numèric, investiguem l'estabilització de diverses estructures coherents amb l'ajuda de la introducció de potencials no Hermítics. Pels sistemes de tipus làser que exhibeixen una forta turbulència això resulta en una estabilització i control efectius del sistema mentre que pel cas de microresonadors, aquesta estabilització d'estructures periòdiques porta a la llum un nou mecanisme híbrid de formació de solitons.
  

SOSTENIBILITAT

• YAZDIBAHRI, SEYEDEHSARA: Improving Thermal and Visual Comfort by Applying Parametric Design Panels on Adaptive Façade in Refurbishment Educational Building at Mediterranean Climate
  
  Autor/a: YAZDIBAHRI, SEYEDEHSARA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: SOSTENIBILITAT
  Departament: Institut Universitari de Recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat (IS.UPC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 14/01/2025
  Data de FINAL de diposit: 27/01/2025
  Director/a de tesi: ALIER FORMENT, MARC | SÁNCHEZ RIERA, ALBERTO
  Resum de tesi: Aquesta tesi investiga el paper de les Façanes de Doble Pell en la promoció de pràctiques constructives sostenibles, centrant-se en la seva influència sobre l'eficiència energètica, el confort tèrmic i visual, i les dinàmiques socials, particularment en entorns urbans. Atès que els edificis representen aproximadament el 40% del consum energètic global, les façanes impacten significativament en el rendiment energètic, convertint el seu disseny en una àrea crítica per millorar la sostenibilitat. Aquest estudi empra una combinació d'observacions empíriques, simulacions avançades i eines de disseny paramètric com Rhinoceros i Grasshopper per explorar com les Façanes de Doble Pell poden reduir el consum energètic mentre milloren el confort i el benestar dels ocupants.La investigació s'estructura al voltant d'indicadors clau de rendiment com la Intensitat d'Ús Energètic, el Nombre d'Hores en Confort Tèrmic i l'Autonomia Espacial de l'Enlluernament. Els resultats indiquen que les Façanes de Doble Pell adaptatives, quan estan optimitzades, milloren significativament el rendiment energètic de l'edifici, redueixen les càrregues de refrigeració i calefacció, i proporcionen un control efectiu de l'enlluernament, tot això mentre milloren el confort visual. A més, les Façanes de Doble Pell ajuden a crear entorns socialment dinàmics en millorar l'atractiu estètic de les façanes i fomentar les interaccions socials en àrees urbanes.Un cas d'estudi a Barcelona destaca l'aplicabilitat més àmplia d'aquestes troballes a climes mediterranis, amb implicacions tant per a nova construcció com per a projectes de rehabilitació. Mitjançant la integració d'eines computacionals avançades per a l'optimització multiobjectiu, l'estudi no només identifica configuracions de façana que equilibren l'eficiència energètica i el confort dels ocupants, sinó que també demostra com les façanes poden millorar la participació social en espais urbans densament poblats.En conclusió, la investigació proporciona als arquitectes i urbanistes coneixements pràctics sobre l'ús de Façanes de Doble Pell i eines paramètriques per al disseny sostenible d'edificis, oferint solucions que redueixen el consum energètic, milloren el confort dels ocupants i fomenten la interacció social, aspectes clau per desenvolupar entorns urbans més sostenibles.
  

TECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA I BIOTECNOLOGIA

• SALAS I BARENYS, BERNAT: Precision Agriculture in Fruit Orchards: Development and Evaluation of a Smart Sprayer for Variable Rate Pesticide Application in 3D crops
  
  Autor/a: SALAS I BARENYS, BERNAT
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA I BIOTECNOLOGIA
  Departament: Departament d'Enginyeria Agroalimentària i Biotecnologia (DEAB)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 09/01/2025
  Data de FINAL de diposit: 22/01/2025
  Director/a de tesi: GIL MOYA, EMILIO | SALCEDO CIDONCHA, RAMON
  Resum de tesi: En els últis anys s'han realitzat importants esforços de recerca a Europa centrats en el desenvolupament de tecnologia innovadora per a l'aplicació de PPP. Un exemple va ser el projecte OPTIMA de la UE en el marc del H2020 (Optimised Pest Integrated Management), que estableix el marc del treball de la present tesis doctoral. Més específicament, la part que defineix aquesta tesis, va ser l'adaptació d'un polvoritzador comercial perquè la seva aplicació de productes fitosanitaris s'ajustés a les característiques físiques del cultiu, fins i tot en les diferències presentades en una mateixa parcel·la. Aquest equip va ser dissenyat per tenir la capacitat d'ajustar la quantitat de líquid polvoritzat en funció de l'amplada i densitat de les copes de les pomeres objectiu, evitant així la sobre-dosificació de productes fitosanitaris en la vegetació objectiu. Per fer-ho, el sistema utilitza un conjunt de sensors d'ultrasons per a la detecció del cultiu i un conjunt de vàlvules motoritzades per regular el cabal que flueix a través dels broquets.Amb aquestes directrius, la present tesi engloba, en una primera part, la calibració d'un polvoritzador hidropneumàtic caracteritzant detalladament el seu comportament amb diferents configuracions de broquets i del ventilador. Després es detalla el disseny i la implementació de l'automatització del mateix polvoritzador. Aquest procés, inclou la descripció tant de la caracterització del conjunt de sensors i actuadors seleccionats, el muntatge dels mateixos en l'atomitzador, com la descripció del principi de funcionament de l'algoritme que dirigeix el comportament del prototip. Finalment, l'última part de la tesi realitza una validació amb uns assajos de camp del polvoritzador modificat, comparant-lo amb altres dos polvoritzadors convencionals. En aquests assajos s'avalua el recobriment, deposició i pèrdues dels tres polvoritzadors.Els resultats de la primera part de la tesi van concloure que, en augmentar el volum d'aire del polvoritzador, es marcava més l'asimetria del mateix. D'altra banda, es va veure que, utilitzant broquets de gota gran juntament amb les configuracions del ventilador de major cabal d'aire, la homogeneïtat del recobriment a la copa dels arbres augmenta. Aquests resultats van ajudar a definir la configuració establerta del prototip durant els assajos de validació, tant de l'equip d'aire com del tamany dels broquets utilitzats durant l'aplicació. Pel que fa als resultats de la segona part, es va poder comprovar la capacitat del prototip d'adaptar el cabal a les característiques del cultiu amb suficient rapidesa i bona precisió. Es va avaluar, amb èxit, l'eficiència i robustesa del prototip i els seus components. Cal destacar que es va fer una anàlisi en profunditat de les configuracions dels sensors d'ultrasons, donant unes diferències significatives a l'hora de caracteritzar la vegetació. Tot això va permetre seleccionar la configuració adequada tant dels sensors i actuadors com dels paràmetres introduïts a l'algoritme per poder realitzar l'última part de la tesi, la validació en camp. Els resultats obtinguts en aquesta tesi demostren l'èxit del sistema VRA en aconseguir els seus objectius fonamentals: reduir el volum de productes fitosanitaris i minimitzar l'impacte mediambiental. El sistema intel·ligent de polvorització va permetre una reducció significativa del 45% en l'ús de líquid en comparació amb els atomitzadors convencionals, mantenint nivells òptims de deposició foliar. Aquesta optimització no només millora l'eficiència dels tractaments fitosanitaris, sinó que també redueix les pèrdues directes de producte al sòl, disminuint el risc de contaminació ambiental. Així, la implementació d'aquesta tecnologia contribueix a una agricultura més sostenible, alineant-se amb els principis de la Directiva d'Ús Sostenible de Plaguicides de la Unió Europea i altres marcs normatius que promouen la reducció de la dependència de productes químics en la protecció de cultius.