Tesis en dipòsit públic

CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS

• GARCÍA DE ALBÉNIZ LÓPEZ DE ABERÁSTURI, NEREA: Engineering zirconia surfaces with cell instructive and antibacterial properties
  
  Autor/a: GARCÍA DE ALBÉNIZ LÓPEZ DE ABERÁSTURI, NEREA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS
  Departament: Departament de Ciència i Enginyeria de Materials (CEM)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 29/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 09/09/2025
  Director/a de tesi: JIMENEZ PIQUÉ, EMILIO | MAS MORUNO, CARLOS
  Resum de tesi: La zircona policristal·lina tetragonal dopada amb un 3% d’itria (3Y-TZP) s’ha convertit en una alternativa prometedora al titani per als implants dentals, gràcies a la seva excel·lent biocompatibilitat, alta resistència mecànica, resistència a la corrosió i bones propietats estètiques. Malgrat aquests avantatges, l’èxit clínic dels implants de zirconi encara depèn de la seva capacitat per afavorir l’osteointegració, minimitzant alhora el risc de colonització bacteriana, un procés competitiu conegut com a “race for the surface”. Les propietats superficials dels implants dentals, com la topografia, influeixen críticament en la resposta biològica a la interfície teixit-implant. En particular, les micro- i nanotopografies impacten directament en la interacció entre les cèl·lules i el material, i poden modular diverses funcions cel·lulars com l’adhesió, la migració, la proliferació i la diferenciació. Igualment, aquestes característiques topogràfiques també afecten la resposta bacteriana, afavorint o reduint la colonització mitjançant efectes antifouling o bactericides. Per aquest motiu, les modificacions superficials s’han convertit en una estratègia àmpliament explorada per millorar el rendiment biològic dels implants. No obstant això, el repte continua sent dissenyar superfícies que puguin afavorir alhora la osteointegració i evitar l’adhesió bacteriana.Aquesta tesi doctoral ha abordat aquest repte investigant diferents estratègies de modificació superficial per millorar el comportament biològic dels implants dentals de 3Y-TZP. L’objectiu ha estat crear topografies capaces de millorar simultàniament el comportament cel·lular i presentar propietats antibacterianes. Concretament, es van desenvolupar i caracteritzar diverses superfícies de zircona micro- i nanostructurades, i es va avaluar el seu comportament biològic tant en termes de resposta de cèl·lules mare mesenquimals humanes (hMSCs) com de l’adhesió bacteriana. Prèviament al treball experimental, es va dur a terme una revisió bibliogràfica exhaustiva sobre les estratègies de modificació topogràfica de 3Y-TZP (Capítol I), que va permetre identificar mancances i orientar la selecció dels tractaments superficials. A continuació, es van aplicar diferents tècniques de modificació, incloent l’atac amb àcid fluorhídric (HF) per generar nanotopografies (Capítol II) i el gravat làser amb làser de nanosegons (ns-) i femtosegons (fs-) per obtenir microestructures definides (Capítol III). També es van combinar aquestes tècniques per avaluar un possible efecte sinèrgic de les topografies jeràrquicament rugoses (Annex I). Els resultats obtinguts demostren que tant l’atac químic com el gravat làser van millorar amb èxit el comportament biològic de la zircona, millorant el comportament cel·lular i reduint l’adhesió bacteriana. No obstant això, la seva combinació no va produir una millora sinèrgica. Entre totes les superfícies analitzades, el patró lineal de 3 μm (L3), creat mitjançant làser de femtosegons, va oferir el millor balanç, millorant simultàniament l’adhesió, la migració i la diferenciació osteogènica de les hMSC, alhora que va reduir significativament l’adhesió de Staphylococcus aureus i Pseudomonas aeruginosa. També va conduir al millor resultat biològic en condicions de co-cultiu competitiu. A més, la biofuncionalització d’aquesta topografia amb un pèptid multifuncional amb propietats antimicrobianes i d’adhesió cel·lular va mostrar efectes sinèrgics prometedors (Annex II). Aquestes millores es van aconseguir sense comprometre la integritat mecànica de la superfície (Annex III).En conclusió, aquesta tesi doctoral ha demostrat que la modificació topogràfica de zircona ofereix estratègies prometedores per al desenvolupament d’implants amb un rendiment biològic millorat, afavorint tant la osteointegració com la resposta antibacteriana. Futures investigacions haurien d’incloure la integració de senyals bioquímiques, validació in vivo i anàlisi de la integritat mecànica.
  

ENGINYERIA CIVIL

• GAHIMA, STEPHAN: Data-Driven Patient-Specific Models Supporting Decision Making with Application to Atherosclerotic Plaque Analysis
  
  Autor/a: GAHIMA, STEPHAN
  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: 30/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 10/09/2025
  Director/a de tesi: DIEZ MEJIA, PEDRO | GARCIA GONZALEZ, ALBERTO
  Resum de tesi: Aquesta tesi avança en eines basades en elements finits per millorar l'anàlisi de l'aterosclerosi abordant les limitacions computacionals actuals. L'aterosclerosi, la principal causa d'atacs cardíacs isquèmics, imposa una càrrega social i econòmica important (estimada al voltant d'1 bilió de dòlars a tot el món el 2030). En aquesta malaltia, els pacients desenvolupen plaques per acumulació de lípids a les artèries i aquestes plaques poden ser propenses a trencar-se o estables. Diferenciar entre aquests tipus és essencial per a una gestió eficaç del risc clínic.Els mètodes computacionals ràpids, precisos i robustos poden agilitzar el pipeline clínic i, en última instància, poden ajudar a avaluar l'anàlisi ateroscleròtica. Utilitzem el mètode dels elements finits (FEM) per simular l'estrès en seccions ateroscleròtiques, ja que l'estrès màxim juga un paper clau en l'avaluació risc de ruptura. Els nostres mètodes es basen en FEM no ajustats, que simplifiquen la generació de malles, estalvien temps computacional i de preprocessament. És important destacar que aquests mètodes poden funcionar directament en dades voxelitzades, com ara imatges mèdiques. Els enfocaments no ajustats proposats aconsegueixen una precisió del 5% de la que aconsegueixen els enfocaments ajustats clàssics i el programari comercial, tant per a casos lineals com no lineals. A més, aquests mètodes incorporen condicions de contorn flexibles i realistes que expliquen la influència dels teixits circumdants.També hem desenvolupat una tècnica de reducció de models adaptatius (AMR) basada en una hipòtesi lineal, que serveix com a pas preliminar cap a la creació de models substituts ràpids per a simulacions gairebé en temps real. Els experiments de validació demostren que l'AMR disminueix l'ús de recursos computacionals en més d'un 70% mentre manté una precisió dins d'un marge d'error del 9% en comparació amb els models d'alta fidelitat. Finalment, els resultats preliminars indiquen que l'ús de l'anàlisi de dades topològiques (TDA) per construir models interpretables d'aprenentatge automàtic (ML) pot avaluar eficaçment el risc de ruptura de la placa. Els primers experiments produeixen una precisió de classificació d'aproximadament el 75%, un rendiment comparable als enfocaments radiòmics establerts.En general, aquest treball doctoral demostra que la combinació de FEM avançats amb ML interpretable pot proporcionar informació matisada sobre l'avaluació de la placa ateroscleròtica. La investigació futura hauria d'abordar les limitacions potencials com la variabilitat i l'escalabilitat de les dades per permetre una implementació més àmplia d'aquestes tècniques computacionals en la pràctica clínica.
  

ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ

• COLLAO LAZO, JORGE ALEJANDRO: Application of BIM visual programming algorithms for infrastructure projects
  
  Autor/a: COLLAO LAZO, JORGE ALEJANDRO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 29/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 09/09/2025
  Director/a de tesi: LOZANO GALANT, JOSE ANTONIO | TURMO CODERQUE, JOSE
  Resum de tesi: La digitalització BIM ha generat una creixent automatització dels processos tradicionals de desenvolupament de projectes AECO. Aquesta automatització, però, ha beneficiat principalment els projectes d'edificació, comparat amb els projectes d'infraestructura. Recentment, la indústria BIM ha incorporat a la programació informàtica convencional com una eina capaç de reduir parcialment aquesta manca dautomatització, desenvolupant algoritmes de codi lineal. Tot i això, tant la interfície de treball com les altes habilitats tècniques requerides per produir aquests scripts han estat poc amigables per als professionals de la indústria AECO. Per mitigar aquesta bretxa, les empreses de desenvolupament de programari BIM van generar una tècnica alternativa de creació d'algorismes anomenada Programació Visual (VP). Aquesta tècnica crea els seus scripts mitjançant expressions visuals, representades com a gràfics de processos en lloc de les línies de codi de la programació convencional, optimitzant la interfície de treball de les parts interessades dels projectes AECO. Tot i això, el desenvolupament d'algorismes VP per a projectes d'infraestructura encara és limitat.Per reduir aquestes bretxes, aquesta tesi cerca estudiar el potencial d'automatització que tenen els processos de projectes d'infraestructura, desenvolupant una plataforma integrada entre algorismes VP i models BIM.Des d'un enfocament general, la plataforma proposada per aquesta tesi desenvolupa els elements següents: (1) algorismes VP; Aquests scripts personalitzats tenen la funció específica de processar informació de les bases de dades externes i lliurar dades específiques com a sortides, i (2) models BIM; Aquests models d‟informació recolliran digitalment les dades de sortida dels algorismes VP i els associaran a famílies BIM específiques dels projectes d‟infraestructura en estudi. Aquesta tesi se centra en l'estudi de problemes transversals de l'Enginyeria Civil utilitzant eines VP-BIM a través del desenvolupament de les aplicacions següents:En primer lloc, aquesta tesi desenvolupa un mòdul de càlcul per estimar (1) Emissions de gasos amb efecte d'hivernacle (GEI); aquests contaminants contribueixen a l'escalfament global i al canvi climàtic en retenir la calor a l'atmosfera terrestre [1–3] i (2) l'empremta de carboni del trànsit de vehicles a carreteres específiques de qualsevol país, que tingui dades de trànsit i flota de vehicles, adequades. La novetat principal d'aquest mòdul és la integració automatitzada dels factors d'emissió de GEI recomanats pel nivell TIER 1 de l'Agència Europea de Medi Ambient (AEMA) amb dades específiques de la flota vehicular un país mitjançant un script VP personalitzat. Aquest mòdul proposat es va aplicar a una carretera de Barcelona (Espanya) i els resultats es van comparar amb un estudi similar realitzat per l'Agència de Transports de Barcelona. A més a més, es van desenvolupar mòduls de càlcul específics per mesurar l'impacte d'algunes estratègies de reducció d'emissions.La segona aplicació desenvolupada en aquesta tesi té com a objectiu utilitzar la programació visual com a eina educativa. Es fa servir un flux de treball de programació visual paramètrica per replicar el comportament estructural d'una biga dins un model BIM. Aquest enfocament permet als estudiants visualitzar i analitzar el rendiment estructural, fomentant una connexió més profunda entre la teoria a l'aula i l'experimentació pràctica. Aquest sistema té com a objectiu millorar la visualització i la comprensió de les dades estructurals per als professionals de la indústria AEC mitjançant la generació de models dinàmics 3D i 2D. L'impacte educatiu d'aquesta eina va ser avaluat a través d'una enquesta realitzada en un curs d'anàlisi estructural a la Universitat de La Serena (Xile), demostrant-ne l'eficàcia per millorar la comprensió i el compromís dels estudiants amb les pràctiques d'enginyeria modernes.
  
• DEL CARLO, FEDERICA: He.R.A. Heritage at Risk Assessment: Vulnerability Estimation of Masonry Churches for Multi-Layer Single Risk Analysis
  
  Autor/a: DEL CARLO, FEDERICA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 25/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 05/09/2025
  Director/a de tesi: ROCA FABREGAT, PEDRO | CAPRILI, SILVIA
  Resum de tesi: Aquesta recerca s’ha desenvolupat com a resposta a la necessitat creixent de metodologies coherents i integrades per avaluar els riscos complexos i multifacètics que amenacen el patrimoni cultural. Des de l’inici es van identificar tres qüestions crítiques. La inconsistència en la terminologia i l’absència de definicions estandarditzades en els marcs d’anàlisi de risc, que dificulten tant la comparabilitat entre estudis com el desenvolupament d’estratègies aplicables. L’escassetat de metodologies capaces d’abordar un gran nombre d’arquitectures patrimonials, fet que resulta en avaluacions de risc costoses i llargues en el temps, adaptades a contextos arquitectònics específics i difícils de transferir a altres àmbits. La preferència predominant per metodologies centrades en fenòmens perillosos aïllats, que sovint passen per alt el potencial d’esdeveniments en cascada o compostos, malgrat que les directrius actuals de gestió del risc promouen la integració d’informació multiamenaça en les estratègies de planificació i preparació. Per abordar aquestes mancances, la recerca proposa una metodologia quantitativa per a l’estimació de la vulnerabilitat física a escala regional, centrada específicament en la vulnerabilitat sísmica i per esllavissades en esglésies històriques. La metodologia adoptada es basa en un marc d’anàlisi de perill únic per capes múltiples (multilayer single-hazard), amb l’objectiu d’harmonitzar i estandarditzar els procediments d’anàlisi del risc. La vulnerabilitat física s’expressa mitjançant un enfocament basat en índexs que combina indicadors d’intensitat dels esdeveniments amb indicadors de resistència física de les esglésies. Tot i que els fenòmens sísmics i els despreniments s’analitzen de manera independent, ambdós s’avaluen dins un enfocament conceptual compartit, el qual permet la comparació directa i la priorització entre esdeveniments perillosos. Es poden identificar tres fases principals. En primer lloc, es defineix el context de risc mitjançant la identificació dels objectius, les característiques de l’àrea d’estudi i els tipus d’esdeveniments perillosos. Es dissenya un procés coherent i escalable de recollida de dades, que inclou la creació d’un formulari d’inspecció adaptat a esglésies de maçoneria. El formulari es fonamenta en indicadors extrets de la bibliografia i metodologies existents d’anàlisi de vulnerabilitat, i té per finalitat donar suport a una recollida de dades sistemàtica i estandarditzada sobre una mostra àmplia d’edificis. En segon lloc, es desenvolupen i validen índexs de vulnerabilitat física específics per a cada esdeveniment. L’índex de vulnerabilitat sísmica es basa en un model de regressió fonamentat en anàlisis estàtiques no lineals realitzades sobre arquetips derivats d’una classificació tipològica. Es fan servir Models Lineals Generalitzats (GLMs) per relacionar la probabilitat de fallada amb els principals atributs geomètrics de les esglésies. L’índex de vulnerabilitat sísmica resultant representa la tendència esperada de la vulnerabilitat al llarg d’un interval d’intensitats adequadament seleccionat. L’índex de vulnerabilitat per esllavissades s’adapta a partir d’un mètode existent i es recalibra emprant indicadors de resistència específicament seleccionats per a esglésies històriques. Ambdós índexs estan acotats entre 0 i 1, i permeten la comparabilitat dins de marcs de priorització i reducció del risc de desastres. Finalment, la metodologia s’amplia per estimar el risc basat en escenaris d’esllavissades provocades per terratrèmols, combinant l’índex de vulnerabilitat per esllavissades amb dades de susceptibilitat i una exposició uniforme. Aquest enfocament basat en escenaris permet estimar el risc sense requerir informació sobre la freqüència dels esdeveniments desencadenants.La metodologia completa s’aplica a un cas d’estudi al nord de la Toscana, una regió caracteritzada per una elevada sismicitat i una inestabilitat generalitzada de vessants.
  
• ELNAGGAR, OMAR AHMED MAHMOUD: Framework for Optimizing the Construction Process in Saudi Arabia: The Integration of Lean Construction, Building Information Modeling (BIM), and Emerging Technologies
  
  Autor/a: ELNAGGAR, OMAR AHMED MAHMOUD
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 05/09/2025
  Director/a de tesi: TURMO CODERQUE, JOSE | ATENCIO CASTILLO, EDISON PATRICIO
  Resum de tesi: El sector de la construcció a l’Aràbia Saudita està experimentant un ràpid creixement impulsat per la Visió 2030, però afronta desafiaments relacionats amb ineficiències, sobrecostos i retards. Aquesta recerca presenta un marc integral dissenyat per optimitzar el procés de construcció a l’Aràbia Saudita mitjançant la integració de Lean Construction, Modelatge de la Informació de Construcció (BIM) i Tecnologies Emergents. A través d’una revisió exhaustiva de 64 articles acadèmics, s’identifiquen les eines i metodologies clau de Lean, BIM i Tecnologies Emergents que s’han aplicat amb èxit en la gestió de la construcció. Tanmateix, també es destaca l’absència d’un marc integral que integri de manera estructurada aquests àmbits.La investigació s’ha desenvolupat seguint el Design Science Research Method (DSRM) i proposa un nou marc que classifica aquests elements en les quatre fases de la construcció: Planificació, Disseny, Construcció i Operació. Aquesta integració persegueix alinear funcionalitats, optimitzar processos i millorar l’eficiència al llarg del cicle de vida, alhora que aborda les limitacions dels enfocaments actuals. El marc es va avaluar inicialment mitjançant consens d’experts utilitzant el Mètode Delphi i, posteriorment, es va provar en un estudi de cas real durant la fase de Disseny d’un projecte megaescala confidencial a l’Aràbia Saudita. Mitjançant indicadors clau de rendiment (KPIs) predefinits —com ara eficiència de costos, eficiència de temps, productivitat, reducció de residus, qualitat i seguretat, satisfacció dels interessats i automatització de processos, l’estudi proporciona informació sobre l’impacte pràctic del marc en la millora dels resultats dels projectes.Les conclusions demostren el potencial del marc integrat per reduir residus, millorar la col·laboració i optimitzar el rendiment global dels projectes. Aquesta recerca contribueix a l’avanç de la gestió de projectes de construcció a l’Aràbia Saudita en proposar un enfocament transformador que integra Lean, BIM i Tecnologies Emergents, oferint recomanacions pràctiques a les parts interessades que busquen millorar els seus processos constructius. L’objectiu d’aquest marc és guiar el sector de la construcció saudita en la superació dels desafiaments existents i en l’assoliment de resultats més eficients, rendibles i d’alta qualitat.Les avaluacions d’experts i les aplicacions pràctiques validen l’eficàcia i rellevància del marc, destacant el seu potencial per revolucionar la gestió de la construcció a l’Aràbia Saudita i oferint un model sòlid per a altres regions que afrontin reptes similars.
  
• FARRE CHECA, JOSEP: Analysis of Cantilever Construction of Concrete Cable-Stayed Bridges with Time-Dependent Phenomena
  
  Autor/a: FARRE CHECA, 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 DE LA CONSTRUCCIÓ
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 08/09/2025
  Director/a de tesi: TURMO CODERQUE, JOSE | LOZANO GALANT, JOSE ANTONIO
  Resum de tesi: Aquest treball d'investigació presenta un estudi de l’anàlisi del procés constructiu de ponts atirantats construïts mitjançant el mètode de voladissos successius, amb un enfocament particular en els efectes dels fenòmens dependents del temps, com la fluència i la retracció. En el disseny d’aquestes estructures, l’anàlisi del procés constructiu és essencial, ja que els màxims esforços i deformacions solen produir-se durant la fase de construcció i no pas en servei. Per tant, simular amb precisió el procés constructiu del pont és necessari per garantir la seguretat estructural i la fiabilitat del disseny. Tanmateix, moltes eines d’anàlisi existents presenten limitacions, com ara dificultats per aïllar i avaluar individualment etapes constructives, elevats temps de càlcul i alts requisits d’emmagatzematge, així com la dependència de procediments iteratius per assolir l’estat final desitjat de l'estructura. Aquests reptes fan que la simulació del procés constructiu sigui complexa i costosa en termes de temps computacional.Per tal de superar aquestes limitacions, aquesta recerca proposa i desenvolupa mètodes computacionals eficients per simular el procés constructiu de ponts atirantats. Es presenta un primer mètode, anomenat Direct Algorithm, que s’aplica en casos en què no es consideren els efectes dependents del temps. Aquest algoritme permet simular cada etapa de construcció de manera independent, sense dependre del principi de superposició ni de la informació de les etapes anteriors o posteriors.Quan cal considerar els efectes dependents del temps, com la fluència i la retracció, es proposa el Forward-Direct Algorithm. Aquest mètode permet simular el procés constructiu tenint en compte el comportament del formigó a llarg termini, sense requerir procediments iteratius per ajustar les forces de tesat.Una de les principals contribucions d’aquest treball és la formulació de nous criteris per a definir l’Estat de Servei Objectiu (OSS), entès com la geometria i l’estat tensional desitjat del pont en un instant específic. Aquests criteris tenen en compte tant el procés constructiu per voladissos successius com la influència dels fenòmens dependents del temps. L’objectiu és establir una estratègia de tesat que només requereixi una única operació de pretensat per tirant, evitant així operacions d’ajust costoses i complexes tant al final de la construcció com durant la vida útil de l’estructura.Els algoritmes i criteris proposats es validen mitjançant un cas d’estudi basat en la geometria d’un pont real, analitzat sota diferents escenaris constructius. Els resultats confirmen la precisió i la fiabilitat del Direct Algorithm i del Forward-Direct Algorithm per predir el comportament estructural tant durant la construcció com en servei. Les comparacions amb mètodes d’anàlisi tradicionals trobats a la literatura posen de manifest els avantatges dels enfocaments proposats en termes de precisió i eficiència computacional. Aquesta recerca ofereix eines i estratègies pràctiques per millorar el disseny i la construcció de ponts atirantats, especialment aquells construïts amb formigó executat in situ i mitjançant el mètode de voladissos successius, on els efectes dependents del temps són significatius.
  

ENGINYERIA DEL TERRENY

• YAZDANI CHERATI, DAVOOD: Hydromechanical Simulation of Argillaceous Rocks for Radioactive Waste Disposal Applications
  
  Autor/a: YAZDANI CHERATI, DAVOOD
  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: 28/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 08/09/2025
  Director/a de tesi: VAUNAT, JEAN | GENS SOLE, ANTONIO
  Resum de tesi: Les argil·listes estan compostes principalment per partícules d’argila d’origen sedimentari i contenen una quantitat considerable de ciment precipitat químicament, sovint carbonat de calci, que actua com a agent aglutinant. Gràcies a les seves propietats favorables—com ara baixa permeabilitat, difusió molecular mínima, capacitat d’auto-segellat i elevada capacitat de retenció de radionúclids—es consideren geomaterials hostes adequats per a la disposició geològica profunda de residus radioactius. No obstant això, les fractures dins d’aquests geomaterials, induïdes per excavacions o processos posteriors a la disposició, poden crear vies preferents per a la migració de radionúclids, cosa que pot influir en el rendiment del sistema de disposició. Per aquest motiu, aquests problemes s’han d’avaluar numèricament. Tot i això, a causa del seu comportament complex, la modelització de les roques argiloses presenta un repte important. Sota esforços de cisalla, aquests geomaterials mostren anisotropia, fluència i una fallida quasi-fràgil caracteritzada per un marcat estovament post-pic i localització de deformacions. Aquest estudi té com a objectiu investigar la resposta hidromecànica de les argil·listes del Callovo-Oxfordià (COx) mitjançant assaigs de laboratori, excavacions de camp i processos posteriors a la disposició, emprant els models d’argilita implementats en el programa CODE-BRIGHT. S’adopten aquests models d’argilita perquè poden reproduir de manera eficaç les característiques clau dels materials argilosos. A més, al llarg d’aquesta tesi s’apliquen diversos altres models constitutius per simular el comportament dels materials que interactuen amb el COx, incloent-hi suports tous i rígids, així com materials expansius. Els resultats d’aquesta tesi proporcionen una visió significativa del comportament hidromecànic de les roques argiloses, contribuint així a una avaluació més precisa del procés de disposició.
  

ENGINYERIA ELÈCTRICA

• BADRI BARBERÁN, JOSÉ ANTONIO: Development of a methodology for optimizing transformers and devices with magnetic core
  
  Autor/a: BADRI BARBERÁN, JOSÉ ANTONIO
  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: 25/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 05/09/2025
  Director/a de tesi: RIBA RUIZ, JORDI ROGER | GARCIA ESPINOSA, ANTONIO
  Resum de tesi: Aquesta tesi contribueix al camp del disseny i l'optimització de dispositius amb nucli magnètic, específicament transformadors en l’àmbit de l’electrònica de potència. Per dur-la a terme, s'ha implementat un programari de càlcul per al disseny de transformadors, basat en un model geomètric, electromagnètic i tèrmic, de tipus analític-paramètric, dels components principals del transformador: el nucli i els debanats. S'han realitzat estudis experimentals per analitzar les pèrdues magnètiques als nuclis de transformadors, avaluant la contribució de les diferents parts constructives així com l'impacte dels harmònics de tensió en les pèrdues magnètiques del nucli. A més, s'han desenvolupat models d'histèresi i altres models de pèrdues per millorar la precisió en l'estimació de les pèrdues del nucli. Pel que fa als debanats, s'ha modelat els efectes electromagnètics (pel·licular i proximitat) i tèrmic. A través d'estudis experimentals i simulacions, s'ha analitzat la interacció entre aquests efectes dependents de la temperatura i la freqüència en la resistència dels debanats, demostrant que es poden calcular analíticament i de forma acurada les seves pèrdues. Un cop modelades les pèrdues del nucli i els debanats, aquestes s’introdueixen en un model tèrmic per tal de predir la temperatura d'operació del transformador. Un cop finalitzat el model analític-paramètric, s’ha implementat un sistema d'optimització orientat a aplicacions industrials reals, fent servir un algoritme genètic amb variables discretes. Aquest sistema permet optimitzacions, tant mono-objectiu com multi-objectiu, sobre qualsevol paràmetre del transformador que es desitgi, sempre assegurant el compliment dels requisits tècnics i operatius pertinents a través de restriccions. El sistema d'optimització ha estat validat mitjançant prototips reals optimitzats en cost, i els resultats obtinguts han estat comparats amb assaigs experimentals, demostrant la precisió i la fiabilitat del sistema de càlcul desenvolupat i permetent la seva aplicabilitat en processos de producció industrials reals.
  

ENGINYERIA ELECTRÒNICA

• FORNT MAS, JORDI: Designing Deep Learning Accelerators in the limits of Energy Efficiency
  
  Autor/a: FORNT MAS, 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 ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 05/09/2025
  Director/a de tesi: MOLL ECHETO, FRANCESC DE BORJA | ALTET SANAHUJES, JOSEP
  Resum de tesi: Els models de xarxes neuronals profundes són la base dels sistemes d'intel·ligència artificial actuals. La seva gran mida i elevat cost computacional han motivat que els acceleradors de hardware especialitzats siguin essencials per a l'execució d'aquests models en moltes aplicacions. Tanmateix, en l'estat de l'art, l'eficiència energètica dels acceleradors està lluny de la que requereix la intel·ligència artificial contemporània, especialment considerant que, encara que els models de xarxes neuronals continuen creixent en mida i complexitat, la Llei de Moore està arribant al seu final. Aquesta tesi se centra en la recerca de noves maneres d'optimitzar l'eficiència energètica dels acceleradors d'intel·ligència artificial mitjançant l'estudi i l'ús de diferents graus de llibertat en el càlcul de xarxes neuronals profundes. Més concretament, s'han explorat diverses tècniques d'optimització de l'eficiència energètica, incloent-hi el flux de dades en acceleradors, aproximacions funcionals de circuits, quantització en pocs bits, precisió mixta i infravoltatge; amb l'objectiu d'expandir els límits de l'eficiència energètica dels acceleradors d'intel·ligència artificial.
  

ENGINYERIA SÍSMICA I DINÀMICA ESTRUCTURAL

• CHAVEZ AGUIRRE, JEAN PIERS NICOLAS: Post-Earthquake Functional Recovery and Resilience of Seismically Isolated Hospitals and Large-Scale Building Portfolios
  
  Autor/a: CHAVEZ AGUIRRE, JEAN PIERS NICOLAS
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA SÍSMICA I DINÀMICA ESTRUCTURAL
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 05/09/2025
  Director/a de tesi: LOPEZ ALMANSA, FRANCISCO | MURCIA DELSO, JUAN
  Resum de tesi: Aquesta tesi doctoral presenta una contribució integral a l'avaluació i l'optimització de la resiliència funcional tant d'edificis hospitalaris individuals com de carteres d'edificis a escala urbana. La investigació aborda els desafiaments crítics de la recuperació postsisme combinant metodologies probabilístiques, algorismes d'optimització i tècniques d'aprenentatge automàtic per avaluar i millorar el rendiment de les instal·lacions hospitalàries, així com per avaluar grans carteres d'edificis amb una eficiència computacional sense precedents.La contribució principal d'aquest treball rau en el desenvolupament d'un marc probabilístic per avaluar la funcionalitat postsisme d'edificis hospitalaris aïllats sísmicament. Reconeixent que els mètodes tradicionals d'avaluació i les mètriques de resiliència passen per alt les complexes interdependències entre components no estructurals, equips mèdics i serveis públics, aquest estudi fa servir Xarxes Bayesianes (RB) per modelar aquestes dependències explícitament. El marc proposat quantifica el dany probabilístic de més de 60 tipus d'equips i components basant-se en paràmetres de moviment del terreny i en propaga l'impacte a través de departaments hospitalaris crítics. El marc permet el càlcul directe díndexs de funcionalitat utilitzant els resultats dels danys.Basant-se en el model de pèrdua de funcionalitat proposat, la investigació també introdueix un marc d'optimització multiobjectiu per a la planificació de la recuperació hospitalària mitjançant l'algorisme genètic NSGA-II. Aquest marc aborda el repte de l‟assignació òptima de mà d‟obra minimitzant tant el temps com el cost de les reparacions. Permet als responsables de la presa de decisions definir el nombre de treballadors per grup de reparació en funció de la importància de cada component, que es classifica segons la contribució a la pèrdua total de funcionalitat. L'espai de solucions s'explora mitjançant una recerca d'alta dimensió de l'assignació de l'esforç de treball i s'obtenen plans de reparació òptims en el sentit de Pareto. Els resultats indiquen que una assignació excessiva de mà dobra produeix rendiments decreixents en el temps de reparació, alhora que augmenta significativament el cost, amb diferències en el temps de reparació sota el sisme base de disseny i el sisme màxim considerat que es mantenen per sota del 13%.Per abordar l'escalabilitat de les avaluacions de resiliència a escala urbana, la tesi proposa el marc de Resiliència Sísmica de Clústers Urbans (UCER), que aprofita algoritmes d'aprenentatge automàtic no supervisat per a l'avaluació regional del risc sísmic i la resiliència. Aplicat a un conjunt de dades de 23420 edificis de formigó armat i maçoneria en un entorn urbà sintètic a Itàlia, el marc empra la incrustació estocàstica de veïns amb distribució t (t-SNE) per a la reducció de la dimensionalitat, HDBSCAN per a l'agrupació basada en la densitat i K-Medoides per a una representació. Aquest procés redueix la complexitat de l‟anàlisi de milers d‟edificis a 398 clústers representatius.Els resultats i les troballes d'aquesta tesi doctoral destaquen els beneficis dels enfocaments integrats i basats en dades per avaluar la resiliència sísmica. Combinant el modelatge probabilístic d'interdependència, la intel·ligència artificial i l'agrupació urbana, aquesta investigació escurça la distància entre les avaluacions detallades a nivell d'edifici i la planificació regional de la resiliència a gran escala. En definitiva, les troballes donen suport al desenvolupament d'infraestructures sanitàries i ciutats més resilients, en permetre que els responsables de la presa de decisions utilitzin eines amb base científica per preparar-se, respondre i recuperar-se eficaçment davant de desastres sísmics.
  

FOTÒNICA

• KARANIKOLAOU, TERESA DIMITRA: Heating and decoherence due to light scattering in atomic media
  
  Autor/a: KARANIKOLAOU, TERESA DIMITRA
  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: 25/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 05/09/2025
  Director/a de tesi: CHANG, DARRICK
  Resum de tesi: Les plataformes d’àtoms freds s’han situat al centre de les tecnologies quàntiques com ara el processament d’informació, la simulació i la metrologia. La seva versatilitat i el seu alt grau de control les fan especialment potents. Un dels avenços clau en aquest camp ha estat la capacitat de capturar àtoms individuals mitjançant llum. Les trampes òptiques dipolars fora de ressonància —com les pinces òptiques i les xarxes òptiques (lattices)— permeten posicionar àtoms amb gran precisió en una varietat de geometries, des d’arranjaments bidimensionals senzills fins a estructures tridimensionals complexes.Un altre gran avantatge dels àtoms freds és la seva capacitat de mediar interaccions entre fotons, que de manera natural no interaccionen en l’espai lliure. Els conjunts d’àtoms freds actuen com un medi no lineal, possibilitant interaccions fortes fins i tot a nivell d’un sol fotó. Mitjançant l’acoblament col·lectiu entre àtoms i fotons i les excitacions als estats de Rydberg, es poden implementar portes fotòniques i generar estats no clàssics de la llum. Aquestes dues característiques —no linealitats òptiques fortes i posicionament atòmic precís— fan dels àtoms freds una plataforma capdavantera per a xarxes quàntiques, simulacions quàntiques i l’estudi de la interacció llum-matèria.Un fenomen comú tant en les tècniques de captura d’àtoms com en l’òptica no lineal quàntica és la dispersió de fotons, que pot ser desitjada o no. Fins fa poc, les teories simples de dispersió eren suficients per a la comunitat. No obstant això, el desenvolupament de plataformes atòmiques més sofisticades exigeix teories més matisades i elaborades per entendre la dispersió i les seves conseqüències en les aplicacions. Aquest és el tema principal de la tesi.En el context de la captura d’àtoms, en moltes situacions pràctiques els àtoms poden experimentar potencials dependents de l’estat intern. Aquesta discrepància dels potencials pot generar escalfament excessiu i una reducció de la dispersió elàstica de la llum, en comparació amb límits ben coneguts com els que es troben en trampes de “longitud d’ona màgica” o en ions atrapats. En la primera part de la tesi, desenvolupem un model per analitzar aquests efectes, que tenen implicacions importants en òptica quàntica o en la imatge d’àtoms.En la segona part de la tesi, investiguem la decoherència en les ones d’espín de Rydberg en presència de la dispersió de la llum, en el context de la Transparència Induïda Electromagnèticament (EIT) amb Rydberg. En aquest esquema, un fotó inicial s’emmagatzema com una superposició coherent i estesa entre àtoms. Aquest fotó pot modificar fortament la propagació dels fotons posteriors, produint grans no linealitats, però la dispersió d’aquests fotons pot revelar informació sobre la localització del primer fotó, provocant la descoherència de l’estat de superposició inicial. Aquest és un mechanisme que pot reduir la possibilitat de recuperar el primer fotó. En aquest treball, es detalla la naturalesa d’aquesta descoherència, i per primera vegada es té en compte de manera completa la naturalesa tridimensional del conjunt atòmic i la dispersió múltiple de la llum. Identifiquem règims en què la dispersió múltiple pot oferir una protecció addicional contra la descoherència, en contrast amb les teories simplificades anteriors.En conjunt, aquesta tesi aporta nous avenços en la comprensió de les interaccions microscòpiques entre àtoms i llum, i connecta aquesta física fonamental amb conseqüències rellevants en aplicacions del món real.
  

INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL

• BAGHERZADE GHAZVINI, MINA: A Data-driven Intelligent Decision Support Framework for Process Operation Management. An Application to Gas Turbine Process.
  
  Autor/a: BAGHERZADE GHAZVINI, MINA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL
  Departament: Departament de Ciències de la Computació (CS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 25/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 05/09/2025
  Director/a de tesi: SANCHEZ MARRE, MIQUEL | ANGULO BAHON, CECILIO
  Resum de tesi: Aquesta tesi presenta un marc de treball basat en dades per millorar la gestió i el manteniment de processos industrials, exemplificat a través d’un cas d’estudi que involucra turbines de gas. La recerca se centra en diverses àrees clau: pre-processament de dades d’operació, identificació de modes d’operació, anàlisi de transicions entre aquests modes d’operació i detecció de patrons per manteniment predictiu. La proposta de recerca comença amb un pre-processament detallat de les dades per assegurar-ne la seva qualitat i usabilitat. A continuació, introdueix mètodes per reconèixer automàticament modes d’operació diferents utilitzant un conjunt de tècniques d’agrupament (“clustering”). La recerca també explora el modelatge de transicions entre aquests estats d’operació, tot i capturant la naturalesa dinàmica dels processos industrials. A més a més, es proposa el mètode del “Perfil de Matriu basat en Clústers” per detectar patrons d’operació significatius que indiquen problemes potencials o eficiències, essencial per desenvolupar estratègies de manteniment predictiu. En general, el marc desenvolupat en aquesta tesi ofereix un enfocament sistemàtic per millorar la presa de decisions, la fiabilitat i l’eficiència en la gestió de processos industrials. Encara que inicialment aplicat a turbines de gas, aquest marc té un ampli potencial d’aplicació a diversos sistemes industrials.
  

MATEMÀTICA APLICADA

• ABUASAKER, WALAA: A Contribution to Group Decision Aiding by means of Multi-Perceptual Unbalanced Linguistic Assessments.
  
  Autor/a: ABUASAKER, WALAA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: MATEMÀTICA APLICADA
  Departament: Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 08/09/2025
  Director/a de tesi: SANCHEZ SOLER, MONICA | AGELL JANÉ, NÚRIA
  Resum de tesi: En entorns d'ajuda a la presa de decisions sota incertesa, les avaluacions s’expressen sovint en termes lingüístics els significats dels quals poden variar notablement entre individus. En aquesta tesi, aquesta variació es modelitza mitjançant el concepte de mapa perceptual lingüístic, basat en l'estructura reticular del conjunt dels anomenats Hesitant fuzzy linguistic term sets (conjunts lingüístics difusos amb incertesa). Cada individu o grup d’individus s’associa a un mapa perceptual lingüístic únic que reflecteix la seva interpretació de les avaluacions lingüístiques. Aquesta investigació doctoral introdueix un nou marc per projectar i agregar avaluacions individuals en un mapa perceptual comú, permetent obtenir una opinió central i una mesura associada de consens. Aquesta tesi estudia exhaustivament les propietats matemàtiques de la funció de projecció. La tesi proporciona un teorema que demostra que la funció de projecció és un monomorfisme entre reticles. Així mateix, es demostra que aquesta funció de projecció preserva relacions crucials d'ordre. A més, aquesta tesi va més enllà de la investigació existent en introduir una funció d'interpretació que facilita la traducció del resultat agregat del mapa perceptual comú al mapa perceptual lingüístic original de cada individu. També s'analitzen les propietats de la funció d'interpretació, i es demostra que, encara que no és un morfisme entre reticles, preserva les relacions d'ordre prèvies. Aquesta investigació doctoral presenta una metodologia d'ajuda a la decisió col·lectiva basada en múltiples percepcions, que es fonamenta en els conceptes matemàtics introduïts en aquest treball. Finalment, per demostrar l'aplicabilitat de la metodologia proposada, s'aplica a tres casos d'estudi reals. El primer analitza dades de qualificacions de la plataforma Amazon Books; el segon, dades de la plataforma Too Good To Go per explorar l'interès públic en la reducció del malbaratament d'aliments; i el tercer, dades de la cobertura informativa a països europeus sobre la guerra entre Israel i Gaza.
  
• PARDO ARAUJO, MARTA: Understanding the Impact of Climate and Human Mobility on the Spread of Invasive Mosquito Vectors and Diseases
  
  Autor/a: PARDO ARAUJO, MARTA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: MATEMÀTICA APLICADA
  Departament: Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 08/09/2025
  Director/a de tesi: BARTUMEUS FERRÉ, FREDERIC | ALONSO GIMENEZ, DAVID
  Resum de tesi: El canvi global, impulsat per les alteracions climàtiques, la transformació dels hàbitats i l’activitat humana, ha accelerat l’expansió d’espècies invasores i patògens cap a regions fins ara no afectades. Un cop establertes, aquestes espècies poden alterar els ecosistemes, introduir malalties i amenaçar la salut pública i les economies. A Europa, això s’ha fet evident amb la pandèmia de la COVID-19 i els recents brots de dengue en països mediterranis. Aquests últims han estat impulsats per: l’arribada i establiment de vectors de mosquits, la posterior expansió regional d’aquests vectors, i la importació de persones infectades des de zones endèmiques de dengue. La combinació de les xarxes de transport global i de condicions cada cop més favorables per a les espècies invasores ha fet que el seu seguiment i prevenció siguin especialment difícils. Com a resposta, els avenços recents en tecnologia i modelatge matemàtic han millorat la nostra capacitat per comprendre i abordar aquests reptes. Aquesta tesi investiga com el clima i la mobilitat humana influeixen en l’expansió directa de malalties o de mosquits invasors que en són transmissors.Els mosquits del gènere Aedes són vectors invasors que estan colonitzant diverses regions d’Europa. En aquesta tesi ens centrem en les següents espècies: Aedes albopictus, Aedes aegypti, Aedes koreicus} i Aedes japonicus, amb un èmfasi especial en Ae. albopictus, el principal vector responsable dels recents brots de dengue a Europa. Com a organismes ectoterms, els mosquits són molt sensibles a les condicions ambientals; les seves taxes de desenvolupament i el temps necessari per esdevenir infecciosos depenen fortament de la temperatura. En aquest treball, examinem com els factors ambientals —incloent-hi la temperatura, la precipitació, la densitat de població humana i el tipus de paisatge— afecten la dinàmica poblacional d’aquestes espècies i com aquests factors es relacionen amb la seva distribució espacial actual. Hem calculat el nombre reproductiu dels mosquits, que hem utilitzat com a indicador de la idoneïtat de l’hàbitat. Els nostres resultats revelen que les quatre espècies tenen perfils tèrmics únics. Ae. aegypti mostra la temperatura òptima més alta, mentre que Ae. japonicus presenta la més baixa.També investiguem l’impacte de la mobilitat humana en l’expansió de Ae. albopictus a Espanya, utilitzant un model de metapoblacions enriquit amb dades d’alta resolució sobre la presència de mosquits i la mobilitat humana. Els nostres resultats mostren que el moviment humà és un factor clau en la dispersió dels mosquits, i que la dispersió tant natural com mediada per humans promou una propagació complexa i a múltiples escales d'aquesta espècie. Vam observar una influència menor del clima en la dinàmica d’expansió, destacant la dispersió com el factor principal que configura la distribució espacial de l’espècie. A més, hem identificat un llindar mínim de temperatura de -12°C que impedeix l’establiment de Ae. albopictus. Amb el canvi climàtic, aquest mínim serà cada cop menys frequent i deixarà de ser un frè per a l'expansió d'aquesta espècie a Espanya.Finalment, aquesta tesi examina com la mobilitat humana afecta la propagació de malalties dins d’un sistema connectat, considerant dos tipus de mobilitat: desplaçaments diaris (moviment de curta durada, d’anada i tornada) i migració (reubicació a llarg termini o permanent). Mitjançant la teoria de matrius aleatòries, hem derivat un llindar equivalent al nombre reproductiu bàsic i hem identificat els principals factors que impulsen la propagació de les malalties. Els nostres resultats mostren que la taxa mitjana de desplaçaments diaris té un paper clau en la distribució de les malalties dins del sistema. Aquest resultat s’alinea amb les nostres troballes sobre la dinàmica d’invasió de mosquits, on la mobilitat humana també determina la distribució dels focus colonitzats.
  

TECNOLOGIA DE L'ARQUITECTURA, DE L'EDIFICACIÓ I DE L'URBANISME

• GONZÁLEZ ESPINOSA, VANESSA: Diseño de materiales cementícios reforzados con fibras vegetales impregnadas con materiales de cambio de fase para mejorar el comportamiento térmico de las cubiertas de los edificios.
  
  Autor/a: GONZÁLEZ ESPINOSA, VANESSA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TECNOLOGIA DE L'ARQUITECTURA, DE L'EDIFICACIÓ I DE L'URBANISME
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 31/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 12/09/2025
  Director/a de tesi: CLARAMUNT BLANES, JOSE | LACASTA PALACIO, ANA MARIA
  Resum de tesi: En el context actual, la construcció sostenible prioritza materials innovadors que integrin eficiència energètica, resistència mecànica i seguretat enfront de condicions extremes, com el foc, per a abordar els desafiaments del canvi climàtic i les necessitats humanes. Els compostos cementicios reforçats amb fibres i materials de canvi de fase (PCM) es perfilen com una solució prometedora, en particular en paviments elevats de cobertes, on la regulació tèrmica és essencial.L'objectiu principal d'aquesta tesi és desenvolupar una placa de ciment reforçat amb fibres vegetals no teixides i PCM per a paviments elevats de cobertes, determinant el dosatge òptim de ciment, fibres i PCM que maximitzi la resistència mecànica i la capacitat de regulació tèrmica, a més d'analitzar la seva resposta al foc. La recerca busca avançar en la integració de PCM i fibres vegetals en matrius cementicias, proposant millores per a la seva aplicació pràctica en la construcció amb un enfocament mediambiental.La metodologia, de marcat caràcter experimental, es va estructurar en diverses etapes. Primer, es va revisar l'estat de l'art sobre compostos cementicios i PCM, identificant tendències i desafiaments. Posteriorment, es va dissenyar una campanya experimental que va abastar: selecció de materials (ciments comercials, fibres de no teixits i PCM pur i microencapsulados), formulació de mescles amb diferents proporcions de fibres i PCM enfront d'un control sense PCM, avaluació de propietats mecàniques (resistència a flexió), tèrmiques (conductivitat, emmagatzematge i retard tèrmic) i comportament al foc mitjançant assajos normalitzats, i anàlisi estadística per a determinar l'impacte de cada component.Els resultats mostren que la incorporació del PCM RT28 mitjançant impregnació directa en fibres de no teixit en compostos cementicios millora les propietats tèrmiques, aconseguint un retard en els canvis de temperatura comparable al del PCM microencapsulado barrejat en la matriu cementicia. No obstant això, el compost elaborat amb PCM RT28 presenta una resistència mecànica superior, amb un mòdul de ruptura (MOR) aproximadament tres vegades major que el de compost amb microencapsulado, encara que tots dos presenten una disminució en la resistència respecte a mostres sense PCM. Les fibres de no teixit, en impregnar el PCM de manera efectiva, reforcen la cohesió del compost i preserven l'enduriment per deformació, mitigant parcialment la pèrdua de resistència mecànica.Tot i que tant les fibres vegetals com el PCM emprat són d’origen orgànic i, per tant, combustibles, els compostos cimenticis van mostrar un bon comportament davant del foc, amb flames tènues i una elevada capacitat d’extinció en retirar la font de calor. En general, les mostres amb PCM incorporat mitjançant la impregnació de les fibres van presentar un millor comportament al foc que aquelles formulades amb PCM microencapsulat: si bé la ignició es va produir una mica abans, la quantitat total de calor alliberada (THR), mesurada en els assaigs amb calorímetre de con, va ser substancialment més baixa.Aquesta combinació, poc explorada, equilibra eficiència tèrmica i funcionalitat estructural, amb aplicacions directes en edificacions sostenibles. La recerca aporta una anàlisi detallada de la interacció entre fibres vegetals, PCM i la matriu cementicia, proposant dosatges òptims i estratègies per a mitigar riscos associats al foc. Els resultats estableixen les bases per a futures recerques i aplicacions pràctiques, promovent el desenvolupament de materials de construcció més eficients i sostenibles.
  
• ROODNESHIN, MARYAM: Strategies for urban progress toward higher renewable energy: a PV-centric approach with a clustering methodology. Case study in Barcelona
  
  Autor/a: ROODNESHIN, MARYAM
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TECNOLOGIA DE L'ARQUITECTURA, DE L'EDIFICACIÓ I DE L'URBANISME
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 28/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 08/09/2025
  Director/a de tesi: MUROS ALCOJOR, ADRIAN | MASSECK, TORSTEN ANDREAS
  Resum de tesi: Aquesta tesi presenta un estudi exhaustiu sobre la integració de sistemes fotovoltaics (PV) en entorns urbans, amb un enfocament en la ciutat de Barcelona com a cas d’estudi. Explora enfocaments innovadors per avançar cap a una major adopció d’energia renovable mitjançant una metodologia centrada en l’energia fotovoltaica, millorada amb estratègies de clustering. La recerca posa èmfasi en la interrelació entre el disseny arquitectònic, les tècniques de construcció i la planificació urbana per optimitzar l’eficiència i l’aprofitament energètic, abordant reptes ambientals crítics com les emissions de CO₂ i la contaminació de l’aire.Mitjançant la integració de simulacions per ordinador, revisions bibliogràfiques i anàlisis empíriques, l’estudi avalua el potencial solar de Barcelona i l’impacte d’indicadors morfològics —com la densitat, l’alçada dels edificis i l’orientació— sobre el rendiment energètic. Els resultats ofereixen recomanacions útils per a urbanistes i arquitectes, proposant dissenys avançats de xarxes solars que minimitzen la dependència dels combustibles fòssils i promouen un desenvolupament urbà sostenible.Un marc basat en SIG (Sistemes d’Informació Geogràfica) integra dades espacials urbanes per avaluar el potencial solar i la viabilitat financera, incorporant paràmetres com la densitat edificatòria, l’alçada i l’orientació en cinc barris representatius de Barcelona, amb una anàlisi detallada d’una zona específica dins de cada barri. Mitjançant la modelització de característiques específiques de cada districte i l’optimització de les trames urbanes, l’estudi identifica factors clau que influeixen en l’eficiència energètica, incloent-hi la forma urbana i la dinàmica de captació i dissipació d’energia. Una estratègia de clustering organitza les instal·lacions fotovoltaiques en funció de la proximitat i la uniformitat de l’energia solar utilitzant algoritmes com K-means i la proximitat 3D, equilibrant producció energètica, cost i impacte ambiental.S’avaluen diversos escenaris d’optimització per als paràmetres dels sistemes fotovoltaics —com les dimensions dels mòduls, la inclinació, l’orientació i l’espaiat— assumint tecnologia de silici multicristal·lí (mc-Si) amb una eficiència del 20%. Es tenen en compte limitacions clau com l’ocupació de cobertes, la cobertura màxima del sòl i la reducció d’ombres per tal de maximitzar la producció d’energia, l’eficiència i la rendibilitat. L’algoritme evolutiu del component Galapagos de Grasshopper perfecciona els dissenys analitzant mètriques com el Cost Nivellat de l’Energia (LCOE), la producció energètica i les emissions de CO₂.La recerca introdueix el concepte de “barris solars”, destacant la integració d’un consum energètic reduït i una producció energètica maximitzada mitjançant el disseny urbà estratègic. Els resultats subratllen el paper fonamental de la geometria, l’orientació i la compacitat del barri en l’optimització de la col·locació dels panells fotovoltaics i la millora del rendiment ambiental. En reduir la cobertura del sòl, millorar la producció d’energia i garantir la viabilitat financera, aquestes estratègies contribueixen al desenvolupament de paisatges urbans més sostenibles i resilients.Aquest estudi estableix un pont entre la recerca teòrica i les aplicacions pràctiques, oferint una guia per a urbanistes i responsables de polítiques públiques per integrar sistemes fotovoltaics i solucions d’energia renovable en el desenvolupament de la ciutat. Les recomanacions inclouen l’optimització de la disposició urbana, l’adaptació de les geometries edificatòries i la millora de l’exposició solar per fer front als reptes energètics i ambientals. En alinear consideracions financeres, ambientals i operatives, la recerca ofereix un marc integral per fomentar el desenvolupament urbà sostenible i la resiliència, traçant el camí cap a ciutats globals més verdes i eficients energèticament.
  

TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS

• FELGUEIRAS LUIS, DIANA ZAIDA: Magnetohydrodynamics enhanced radio blackout mitigation system for spacecraft during planetary entries
  
  Autor/a: FELGUEIRAS LUIS, DIANA ZAIDA
  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: 28/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 08/09/2025
  Director/a de tesi: CAMPS CARMONA, ADRIANO JOSE | CHAZOT, OLIVIER
  Resum de tesi: Les naus espacials que entren en atmosferes planetàries queden envoltades per una capa de plasma amb alts nivells d’ionització, generada per les temperatures extremes de la capa de xoc. Les partícules carregades del plasma interactuen amb les ones electromagnètiques emeses per les antenes de bord, fet que provoca dificultats en la comunicació i el seguiment durant el vol, causant apagades de les comunicacions per ràdio que poden durar diversos minuts. La tècnica d’atenuació per camp magnètic és una solució proposada per reduir els efectes de la capa de plasma en la propagació dels senyals de ràdio. Aquesta tècnica consisteix a superposar un camp magnètic al flux de plasma, convertint-lo en un medi anisòtrop i modificant-ne l’índex de refracció. Això permet generar una ona extraordinària capaç de propagar-se a freqüències de plasma superiors a la freqüència del senyal de ràdio.El projecte Horizon 2020 MEESST ha tingut com a objectiu dissenyar i provar un imant superconductor d’alta temperatura (HTS) per mitigar les apagades de les comunicacions per ràdio i reduir el flux de calor superficial. Aquesta recerca se centra en l’estudi experimental del fenomen de l’apagada de les comunicacions per ràdio i la seva mitigació mitjançant un camp magnètic aplicat, realitzat al túnel de vent de plasma. Per aquest motiu, s’ha dissenyat un sistema de comunicacions a mida, adaptat als nivells d’ionització observats en proves terrestres, i s’ha caracteritzat completament a la cambra anecoica.Els resultats es divideixen en tres parts, cadascuna abordant una qüestió de recerca específica. La primera part se centra en l’estudi de la propagació del senyal en un flux de plasma. Es caracteritzen fluxos de plasma d’aire i CO2 mitjançant espectroscòpia d’emissió. Els perfils radials de temperatura es determinen a partir de la intensitat d’una línia atòmica de l’oxigen, mentre que les densitats d’electrons s’obtenen a partir de l’eixamplament Stark de la línia Hβ. Els perfils de magnitud del senyal de ràdio es mesuren en diverses configuracions (banda a banda i estancament) en un interval de freqüències entre 33 GHz i 40 GHz, per a una àmplia gamma de condicions d’assaig. S’estimen l’atenuació i la rotació de Faraday causades pel plasma, i els resultats presenten una bona correlació amb les freqüències de plasma mesurades.La segona part analitza els efectes d’un camp magnètic aplicat sobre el flux de plasma i la propagació del senyal de ràdio. La sonda incorpora l’imant HTS, capaç de generar una densitat de flux magnètic màxima d’aproximadament 0,45 T a la part frontal de l’antena. La caracterització del flux de plasma d’aire magnetitzat revela un augment de la radiància, del flux de calor en el punt d’estancament, i de la temperatura i freqüència del plasma, a causa del camp magnètic aplicat. L’increment de les densitats d’electrons a les proximitats de l’antena i l’atenuació més gran de l’ona extraordinària generen diferències petites i difícils de detectar en els perfils d’atenuació del senyal, però sí que es produeix un canvi en el coeficient de reflexió, dependent de la intensitat magnètica, i en la rotació de Faraday, dependent de la direcció.La tercera part aborda diferents mètodes per reproduir una condició de vol en instal·lacions terrestres. Es selecciona una condició rellevant relacionada amb l’apagada de les comunicacions per ràdio durant el vol de reentrada de l’ARD, a una altitud de 60,6 km. La capa de xoc al voltant d’un model ARD es reprodueix al túnel de xoc HIEST. Aquesta condició es simula numèricament tant per al vol com per a les proves terrestres, posant en relleu les limitacions de la metodologia d’escalat binari. Per a la mateixa condició de vol, s’aplica la metodologia de simulació de transferència de calor local i es prova a la instal·lació Plasmatron, aconseguint reproduir amb èxit la capa límit de vol. Finalment, es comparen els perfils de densitat d’electrons obtinguts a les dues instal·lacions amb els del vol.
  
• RAJA KUMAR, DHEERAJ: AI-Driven Multi-Antenna Designs for Next Generations of Wireless Communication Systems
  
  Autor/a: RAJA KUMAR, DHEERAJ
  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: 25/07/2025
  Data de FINAL de diposit: 05/09/2025
  Director/a de tesi: ANTON HARO, CARLES | MESTRE PONS, FRANCESC XAVIER
  Resum de tesi: A mesura que les xarxes sense fils avancen cap a la sisena generació (6G), la integració de tecnologies com el MIMO massiu, la comunicació en bandes mil·limètriques, les superfícies reflectants intel·ligents i els esquemes d'accés múltiple massiu ha incrementat significativament la complexitat del sistema. Les tècniques tradicionals de processament del senyal i optimització, basades en models explícits i tractables matemàticament, esdevenen insuficients per afrontar entorns dinàmics, d’alta dimensió i sovint no lineals. Per superar aquesta limitació, els mètodes d’Intel·ligència Artificial i Aprenentatge Automàtic (AI/ML) emergeixen com a eines clau, capaces d’aprendre directament de les dades i adaptar-se a condicions incertes i complexes.Lluny de basar-se únicament en models clàssics o en solucions totalment orientades a dades, aquesta tesi defensa l’ús d’enfocs híbrids que combinen estructures modelitzades amb la flexibilitat de l’aprenentatge automàtic. Aquests mètodes permeten reduir la dependència de grans volums de dades, superar limitacions estructurals i millorar la robustesa en condicions reals difícils de modelitzar amb precisió.Aquest treball aplica aquests enfocaments híbrids a quatre tasques fonamentals en el processament de senyals sense fils: l’estimació de canal, la detecció de símbols, la precodificació digital i la formació híbrida de feixos. Tot i que cada una planteja reptes específics, totes contribueixen a un objectiu comú: fer possible comunicacions eficients, escalables i robustes en futures xarxes.L’estimació de canal és crítica en sistemes MIMO massius, on el rendiment depèn d’una informació precisa del canal. En entorns no lineals o d’alta mobilitat, els estimadors clàssics com LS o MMSE presenten limitacions. Aquesta tesi proposa arquitectures neuronals de baixa complexitat, com ara 1D-CNN i xarxes neuronals gràfiques (GNN), que actuen com a estimadors híbrids combinant estructures modelades amb capacitats d’aprenentatge, mostrant bons resultats en diversos escenaris.En sistemes RSMA (Rate-Splitting Multiple Access), la detecció de símbols requereix decodificar primer un missatge comú i després fluxos privats. Tot i que els receptors convencionals utilitzen cancel·lació successiva d’interferències (SIC), hi ha esquemes de detecció conjunta més precisos però inviables a gran escala pel seu alt cost computacional. Per equilibrar rendiment i complexitat, es proposen arquitectures profundes com RS-Net+, que combinen la lògica SIC amb la flexibilitat de les xarxes neuronals. Aquestes solucions híbrides mostren robustesa davant imperfeccions del canal i superen tant mètodes clàssics com enfocaments purament neuronals en diversos entorns.Els següents objectius se centren en la precodificació per a RSMA, tant en configuracions digitals com híbrides. Mètodes estàndard com WMMSE són efectius però intensius computacionalment. Aquesta tesi proposa marcs d’aprenentatge auto-supervisat, basats en arquitectures GNN i MLP, que aprenen directament de les dades del canal respectant l’estructura del sistema. Aquestes solucions s’estenen a configuracions híbrides, on els precodificadors digitals apresos operen junt amb xarxes analògiques fixes, aconseguint eficiència energètica i bona escalabilitat.En resum, aquesta tesi aposta pel desenvolupament de solucions híbrides basades en AI/ML per a tasques clau del processament de senyal en comunicacions sense fils. Combinant coneixement expert amb capacitats d’aprenentatge, es proposen arquitectures robustes, interpretables i preparades per als reptes de les xarxes 6G.