Tesis en dipòsit públic

ARQUITECTURA DE COMPUTADORS

• LATIF MARTINEZ, HAMID: Network Anomaly Detection with Graph Neural Networks
  
  Autor/a: LATIF MARTINEZ, HAMID
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: Departament d'Arquitectura de Computadors (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 18/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 02/07/2025
  Director/a de tesi: BARLET ROS, PERE | CABELLOS APARICIO, ALBERTO
  Resum de tesi: Les xarxes modernes donen suport a aplicacions crítiques amb requisits cada vegada més diversos, complexos i dinàmics. Garantir el seu funcionament correcte és fonamental per mantenir la fiabilitat i disponibilitat dels serveis que en depenen. La Detecció d’Anomalies (AD, per les seves sigles en anglès) juga un paper clau en la preservació del rendiment de la xarxa, ja que permet identificar ràpidament interrupcions o degradacions. En les xarxes de computadors, el comportament d’un node (per exemple, un encaminador) està fortament influenciat pels elements del seu entorn. No obstant això, molts mètodes tradicionals i basats en l’aprenentatge automàtic (ML) no aprofiten de manera efectiva aquestes correlacions estructurals i, en alguns casos, les ignoren completament.Tot i que alguns enfocaments existents intenten incorporar informació topològica a la tasca de detecció d’anomalies, sovint ho fan de manera subòptima, perdent informació relacional clau. Això provoca que aquests sistemes tinguin dificultats per assolir la robustesa i adaptabilitat necessàries per ser desplegats en entorns de producció dinàmics.Les Xarxes Neuronals Gràfiques (GNNs) han guanyat protagonisme recentment per a tasques de modelatge on les correlacions espacials són essencials. Tanmateix, la seva aplicació a la detecció d’anomalies en xarxes de computadors encara està poc explorada, tot i la seva adequació natural per a entorns estructurats. Aquesta tesi investiga nous usos de les GNNs per a la detecció d’anomalies en sistemes en xarxa, centrant-se en tres escenaris representatius: (i) detecció d’anomalies al protocol Border Gateway Protocol (BGP), on segrestos i errors de configuració provoquen canvis estructurals; (ii) detecció d’anomalies contextuals, on les anomalies depenen del comportament de les entitats veïnes; i (iii) modelatge espaciotemporal zero-shot, que permet fer prediccions en entorns amb escassetat de dades.En el primer escenari, s’utilitza la topologia BGP en brut per dissenyar un model capaç de generalitzar entre incidents mantenint una baixa taxa de falsos positius, un requisit essencial per al seu ús en entorns reals. El model s’avalua amb incidents BGP coneguts i dades extenses d’operació regular per validar-ne la robustesa.Per a la detecció d’anomalies contextuals, es proposen dos models basats en GNN que descobreixen relacions ocultes entre fluxos en una xarxa backbone. Aquests models s’avaluen amb conjunts de dades que contenen anomalies tant reals com sintètiques, i es demostra com els mecanismes d’atenció permeten generar visualitzacions interpretables de les dependències contextuals apreses.Finalment, s’introdueix un model espaciotemporal basat en GNN entrenat amb sèries temporals que no són de xarxes, capaç d’assolir un rendiment de predicció zero-shot sobre dades de monitoratge de xarxa. El model aprofita mecanismes d’atenció per aprendre i transferir correlacions espacials i temporals entre dominis, superant els mètodes de referència de l’estat de l’art. A més, els patrons d’atenció apresos suggereixen oportunitats per simplificar les representacions espaciotemporals, cosa que és crítica per escalar aquests models a xarxes de producció de gran escala. Aquestes prediccions es poden utilitzar posteriorment per dur a terme detecció d’anomalies, que és la nostra principal motivació per desenvolupar aquest enfocament.En conjunt, les contribucions d’aquesta tesi impulsen l’ús de Xarxes Neuronals Gràfiques per a la Detecció d’Anomalies en xarxes de computadors, aprofitant de manera sistemàtica la informació topològica per millorar tant el rendiment predictiu com la interpretabilitat. Així mateix, s’explora el paper dels mecanismes d’atenció com a eina per entendre millor les causes de les anomalies detectades i aportar més transparència a la dinàmica subjacent de les xarxes de computadors.
  
• MUNERA SÁNCHEZ, ADRIÁN: Towards a Safe and Efficient OpenMP
  
  Autor/a: MUNERA SÁNCHEZ, ADRIÁN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: Departament d'Arquitectura de Computadors (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 23/06/2025
  Director/a de tesi: ROYUELA ALCÁZAR, SARA | QUIÑONES MORENO, EDUARDO
  Resum de tesi: La creixent complexitat de les arquitectures contemporànies multinúcli i heterogènies exigeix models de programació paral·lela capaços d’aprofitar eficientment els recursos computacionals disponibles, garantint alhora el rendiment, la seguretat i la programabilitat. OpenMP s’ha consolidat com l’estàndard de facto per a la programació paral·lela amb memòria compartida, oferint un enfocament senzill i adaptable per a l’execució basada en tasques. No obstant això, malgrat la seva àmplia adopció, OpenMP no dona suport a aspectes clau com la localitat de memòria en la planificació de tasques en arquitectures estàndard (no-NUMA) ni l’adaptabilitat a condicions d’execució en l’àmbit de la computació d’alt rendiment i la tolerància a errors en sistemes en temps real, cosa que comporta un rendiment subòptim en diverses aplicacions.Com a resposta, aquesta tesi presenta un conjunt de tècniques orientades a abordar aquestes limitacions. La primera contribució és una tècnica de planificació conscient de l’afinitat, dissenyada per millorar la localitat de dades i l’ús de la memòria cau, minimitzant així la sobrecàrrega en l’accés a la memòria. La segona contribució introdueix un mecanisme de selecció dinàmica de variants que adapta l’execució de funcions a les condicions en temps d’execució, millorant l’adaptabilitat i la portabilitat del rendiment. La tercera contribució proposa un mecanisme de replicació de tasques per millorar la tolerància a errors, afavorint la fiabilitat del sistema en aplicacions crítiques per a la seguretat. Finalment, s’integra OpenMP en un entorn d’enginyeria dirigida per models per permetre la generació automatitzada de codi paral·lel en sistemes ciberfísics, escurçant la distància entre els sistemes d’alt rendiment i els sistemes empotrats.Amb aquests avenços, aquesta recerca eleva el model de programació OpenMP mitjançant la millora del rendiment, la seguretat i la programabilitat, fent-lo més adequat tant per a la computació d’alt rendiment com per als sistemes empotrats crítics en temps real.
  

AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ

• DOMINGUEZ VIDAL, JOSE ENRIQUE: Understanding Human Intention for Human-Robot Interaction
  
  Autor/a: DOMINGUEZ VIDAL, JOSE ENRIQUE
  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: 10/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 23/06/2025
  Director/a de tesi: SANFELIU CORTES, ALBERTO
  Resum de tesi: Aquesta tesi doctoral aprofundeix en el concepte d'intenció en robòtica, amb l'objectiu d'establir una definició exhaustiva i pràctica, alhora que explora les seves implicacions tècniques i socials. La investigació comença abordant una mancança significativa en el camp: l'absència d'una definició clara d'intenció en robòtica, on sovint es confon amb la predicció de moviment o d'objectius. Per abordar això, la tesi proposa una nova taxonomia de la intenció humana, sintetitzant coneixements de la psicologia i altres disciplines. Aquesta taxonomia proporciona un marc estructurat per comprendre la intenció, categoritzant-la en diversos tipus. Aquest treball fundacional sobre la intenció s'amplia encara més mitjançant el desenvolupament del cicle Percepció-Intenció-Acció (PIA), un marc teòric dissenyat per integrar la intenció humana en els processos de presa de decisions dels robots. El cicle PIA millora els models tradicionals de Percepció-Acció en incorporar la intenció com a component central, la qual cosa permet als robots exhibir comportaments anticipatoris i proactius, millorant així la interacció humà-robot (IHR) i la col·laboració humà-robot (CHR). A més, la tesi introdueix rols col·laboratius (Líder, Seguidor, Col·laboratiu, Neutral i Adversari), ampliant els marcs tradicionals i obrint noves vies per a la programació del comportament robòtic. La tesi s'estructura al voltant de tres casos d'ús: cerca col·laborativa, transport col·laboratiu d'objectes i tasques de lliurament. Cada cas d'estudi serveix com una demostració pràctica del cicle PIA o les seves implicacions, destacant la importància de la comunicació de la intenció, tant implícita com explícita, entre humans i robots. En la tasca de cerca col·laborativa, es va desenvolupar una aplicació mòbil per facilitar la comunicació explícita, i els experiments van mostrar que els usuaris estan disposats a comunicar les seves intencions per millorar el rendiment de l'equip. La tasca de transport col·laboratiu va implicar el desenvolupament d'un model basat en la força que integra la inferència de la intenció humana amb la comunicació explícita, juntament amb la creació de predictors de força/velocitat per millorar la inferència de la intenció. La tasca de lliurament va servir com a context per definir i explorar posteriorment els conceptes d'anticipació i proactivitat, demostrant que ambdós comportaments poden millorar la IHR, tot i que impacten en diferents aspectes de la interacció.La tesi realitza diverses contribucions tècniques, incloent-hi el desenvolupament de predictors de força/velocitat per a la inferència de la intenció i una nova generalització d'una arquitectura d'Aprenentatge Profund (DL) per al processament de vídeo. Aquestes eines no només milloren l'aplicació pràctica del cicle PIA, sinó que també ofereixen beneficis potencials per a altres àrees de recerca. Els principals descobriments de la investigació inclouen la identificació d'un llindar perceptual més enllà del qual les millores addicionals en la precisió de la predicció es tornen imperceptibles per als humans. Això suggereix que una vegada que s'assoleix un nivell de precisió "prou bo", les millores tècniques addicionals poden no generar beneficis notables. A més, la investigació va revelar una preferència entre els usuaris pels sistemes de comunicació naturals sobre les interfícies tècnicament robustes però menys intuïtives. Aquests coneixements indiquen la necessitat d'un canvi de paradigma en el desenvolupament de la IHR, allunyant-se de predictors i motors d'inferència cada vegada més complexos cap a sistemes que acceptin la fal·libilitat robòtica i prioritzin els mètodes de comunicació naturals. Aquest enfocament fomenta interaccions més semblants a companys en lloc d'interaccions basades en la utilitat, on els robots són vistos més com a socis en lloc de meres eines.
  

COMPUTACIÓ

• QUISHPI BETÚN, LUIS HERNÁN: Generación de Modelos de Procesos y Decisiones a partir de Documentos de Texto
  
  Autor/a: QUISHPI BETÚN, LUIS HERNÁN
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: COMPUTACIÓ
  Departament: Departament de Ciències de la Computació (CS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 27/06/2025
  Director/a de tesi: CARMONA VARGAS, JOSE | PADRO CIRERA, LLUIS
  Resum de tesi: Aquesta tesi aborda la importància dels models formals per a la gestió eficient dels processos de negoci (BPM) i la gestió de decisions empresarials (BDM) en un entorn empresarial en canvi constant. En el context de BPM, s’emfatitza la rellevància de Business Process Model and Notation (BPMN) com a llenguatge d’estandardització per a la representació coherent i comprensible dels processos empresarials. De la mateixa manera, en BDM, es destaca la utilitat del Decision Model and Notation (DMN) per a l’estandardització del modelatge i la documentació de decisions organitzatives.En aquesta recerca, s’identifica un repte comú a les organitzacions: la dependència de documents en formats diversos, incloent-hi descripcions textuals en llenguatge natural, per a la documentació de processos i decisions. Aquests documents presenten dificultats degudes a l’ambigüitat del llenguatge natural i la seva naturalesa no estructurada, fet que comporta una inversió de temps significativa en la seva interpretació i la necessitat de personal especialitzat per a la seva conversió en models formals com BPMN i DMN.La contribució principal d’aquesta tesi és la proposta d’una solució innovadora mitjançant el desenvolupament d’una tècnica automatitzada per a l’extracció i generació de models formals BPMN i DMN a partir de documents textuals. Es presenten dos enfocaments metodològics diferenciats:* Un enfocament basat en tècniques tradicionals de Processament del Llenguatge Natural (NLP) i patrons estructurats sobre arbres sintàctics (Tree-based patterns), que permet l’extracció precisa de fragments textuals clau (activitats, condicions, decisions, entre d’altres) i la seva transformació en models formals com BPMN i DMN.* Un enfocament basat en Grans Models de Llenguatge (LLM) que empra tècniques avançades de processament del llenguatge i aprofita capacitats sofisticades d’aprenentatge profund per interpretar descripcions textuals en llenguatge natural i transformar-les en representacions formals com BPMN i DMN. A través d’instructions prompt dissenyades estratègicament, es guia l’extracció de processos i decisions, permetent una generació més flexible i adaptable de models formals sense dependre de regles sintàctiques rígides.Ambdós enfocaments pretenen abordar les limitacions de les metodologies tradicionals reduint la càrrega cognitiva sobre els modeladors, minimitzant la intervenció humana en la conversió de textos a models formals i permetent la integració automatitzada d’aquests models en sistemes de gestió de processos empresarials (BPMS).L’enfocament d’aquesta tesi no es limita simplement a la revisió i comprensió dels models existents, sinó que pretén proposar millores substancials i pràctiques basades en l’experiència adquirida en la generació de models formals en entorns empresarials reals. S’exploren estratègies per generar representacions gràfiques de processos i decisions (exemple: BPMN, DMN).A través d’aquesta tesi doctoral es pretén oferir una contribució significativa al camp de la gestió de processos i decisions empresarials combinant la teoria establerta en BPMN i DMN amb enfocaments pràctics i solucions innovadores. La generació automàtica d’aquests models no només permetrà una representació més clara dels processos, sinó que també millorarà la capacitat de les organitzacions per prendre decisions eficients en un entorn empresarial dinàmic i competitiu.Paraules clau: Business Process Management, Business Decision Management, BPMN, DMN, Natural Language Processing, NLP, Large Language Models, LLM, Tree-based Patterns, Process Mining
  

ENGINYERIA CIVIL

• DINGLE PALMER, MONICA: Continuum and computational modelling of surface effects in flexoelectric materials
  
  Autor/a: DINGLE PALMER, MONICA
  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: 10/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 23/06/2025
  Director/a de tesi: ARIAS VICENTE, IRENE | CODONY GISBERT, DAVID
  Resum de tesi: L'auge de la nanotecnologia i la conseqüent miniaturització dels dispositius ha provocat que l'efecte flexoelèctric al bulk hagi guanyat molt interès per part dels investigadors d'arreu del món. De tota manera, actualment encara no s'ha arribat a cap consens sobre la quantificació d'aquest efecte. A petita escala, el ràtio entre superfície i volum és molt gran, fet que apunta a que els efectes de superfície siguin suficientment rellevants com per a afectar la resposta electromecànica del material. A aquesta tesi doctoral es presenta un model continu per a materials elàstics dielèctrics amb propietats flexoelèctriques al qual s'integren els efectes de superfície. Es deriven les equacions de govern i les condicions de contorn, i el problema de condicions de contorn es resol numèricament mitjançant una estratègia computacional basada en B-Splines, sense restriccions en condicions de contorn o geometria. Tot seguit, es quantifiquen els efectes de superfície a la resposta dels dispositius a través d'aproximacions analítiques i de simulacions numèriques. Els resultats mostren que els efectes de piezoelectricitat de superfície es comporten de manera anàloga als de flexoelectricitat del bulk, i que, a petita escala, poden ser igual de rellevants a les estructures on el ràtio entre superfície i volum és gran. Aquesta tesi inclou també els primers passos cap a una generalització del marc conceptual presentat, on es reformula el problema de condicions de contorn en unes coordenades diferents. D'aquesta manera, es permet calcular de manera eficient dispositius que presenten simetries intrínseques, com per exemple simetria helicoidal o simetria cilíndrica.
  
• GONZALEZ SUBIABRE, REINALDO GUIDO MOISES: Impact of Mixing-Driven Precipitation and Sharp Soil Interfaces on Solute Transport: From laboratory visualization to numerical modeling
  
  Autor/a: GONZALEZ SUBIABRE, REINALDO GUIDO MOISES
  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: 10/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 23/06/2025
  Director/a de tesi: FERNANDEZ GARCIA, DANIEL
  Resum de tesi: Entendre la dinàmica del transport de soluts en sistemes porosos altament heterogenis representa un repte inherent per avaluar activitats subterrànies com la captura de carboni i la remediació d’aigües subterrànies. Aquesta dificultat prové de la impossibilitat d'observar directament els processos del subsòl. Per millorar la comprensió de l’impacte de l’heterogeneïtat en el transport de soluts, és essencial visualitzar i avaluar aquests processos en entorns experimentals ben controlats. L’objectiu d’aquesta tesi és aprofundir en el coneixement sobre l’impacte de l’heterogeneïtat en la dinàmica del transport de soluts mitjançant experiments de laboratori i modelització numèrica. El treball aporta noves observacions experimentals sobre el transport, la barreja i les reaccions químiques en medis porosos altament heterogenis, amb èmfasi en el paper de la precipitació mineral i les interfícies marcades en la dinàmica del transport, per millorar tant la comprensió conceptual com la representació numèrica d’aquests processos complexos. La primera part analitza l’impacte de la precipitació de calcita induïda per barreja (MDP) en el transport de soluts. Es van dur a terme experiments en una cèl·lula Hele-Shaw a escala intermèdia, simulant un medi porós de sorra gruixuda, per observar l’evolució espaciotemporal de la precipitació de calcita. Es van observar heterogeneïtats autoorganitzades en l’estructura del precipitat, amb patrons simètrics alineats amb el flux principal, en contrast amb l’asimetria prevista pel model semianalític. Proves amb traçadors abans i després de la precipitació van mostrar impactes significatius en el transport, incloent-hi arribades anticipades, un doble pic i una cua molt marcada. La tesi continua amb un capítol que examina com caracteritzar un medi porós heterogeni autoorganitzat per reproduir el comportament de transport no Fickià. Es va analitzar la variabilitat espacial de la conductivitat hidràulica mitjançant diversos escenaris de permeabilitat en un model de seguiment de partícules. Els resultats subratllen la importància de capturar dues característiques clau: delimitar l’àrea total precipitada per representar la desviació de flux causada per la reducció de permeabilitat (explicant l’aparició del doble pic), i representar l’estructura interna de les zones amb alta precipitació per caracteritzar canals preferents de flux. La tesi conclou amb un estudi experimental sobre l’impacte de les interfícies abruptes en el transport de soluts reactius i conservatius. Experiments en un tanc horitzontal a escala intermèdia van permetre visualitzar l’evolució espaciotemporal de les plomes de solut. Els resultats mostren que el producte de reacció troba una resistència anòmala en creuar la interfície entre materials gruixuts i fins, menys pronunciada en la transició fi a gruixut (FC). Es va observar un augment inesperat de l’escampament transversal del producte de reacció en la transició gruixut a fi (CF), amb una alliberació més lenta dins del material fi. També es detecta una disminució sobtada en la concentració longitudinal a través de la interfície. Les mètriques de barreja revelen que, amb l’augment de la dispersivitat transversal aparent prop de la interfície durant la transició CF, augmenten tant la taxa de dissipació escalar com la massa total reaccionada, indicant una major reactivitat del solut en comparació amb la configuració FC.
  
• WALTER, LINUS CONRAD: Towards Seamless Integration of Data and Physics: Machine Learning Workflows for Subsurface Flow and Induced Seismicity Forecasting in Geo-Energy Applications
  
  Autor/a: WALTER, LINUS CONRAD
  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: 16/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 30/06/2025
  Director/a de tesi: VILARRASA RIAÑO, VÍCTOR | HANSON-HEDGECOCK, SARA
  Resum de tesi: Les aplicacions geo-energètiques, com l'energia geotèrmica, la captura i emmagatzematge de carboni geològic, i l'emmagatzematge subterrani d'hidrogen, tenen el potencial d'abordar el canvi climàtic antropogènic contribuint a la descarbonització del sector energètic i en les anomenades indústries difícils de matar. No obstant això, l'expansió a gran escala d'aquesta tecnologia es veu obstaculitzada pel problema de la sismicitat induïda pel sentiment.Això planteja un repte tècnic i social clau, ja que els actuals protocols de mitigació com el Sistema Lleuger de Trànsit (TLS) han provocat diverses fallades greus i cancel·lacions de projectes. Aquests contratemps subratllen la necessitat d'aproximacions més adaptatives i basades en la física en el camp del control de riscos sísmics.Aquesta tesi aborda aquest repte mitjançant el desenvolupament de fluxos de treball d'aprenentatge automàtic que combinen la modelització informada per la física i la predicció de la sismicitat basada en dades. Les següents contribucions clau de la tesi es van derivar d'aquest objectiu general.La revisió de la literatura realitzada analitza els esquemes de mitigació existents per al risc sísmic i proposa un canvi conceptual lluny dels protocols TLS reactius cap a la previsió adaptativa, basada en models i el control operatiu. Amb aquesta finalitat, aquest capítol analitza els últims desenvolupaments en l'aprenentatge automàtic respecte al processament de dades en temps real, la caracterització contínua de reservoris a través de la modelització de substituts basada en la física i la teoria de control.El primer estudi de modelatge de la tesi compara el rendiment de modelatge de xarxes neuronals basades en dades versus xarxes neuronals informades per la física per a la difusió de pressió de fluids en un medi porós heterogeni. El PINN supera l'ANN per a observacions espacials disperses i sorolloses, oferint una solució robusta per a contextos hidrogeològics on les dades són limitades. Posteriorment, el segon estudi de modelatge introdueix WellPINN, un flux de treball basat en xarxes neuronals informades per la física que representa amb precisió un pou de bombament en múltiples escales espacials en un domini de reservori 2D. Aquest model combina subxarxes entrenades seqüencialment per simular la difusió de la pressió des del pou fins a la frontera del reservori, establint les bases per a la futura modelització inversa de la permeabilitat del reservori.El treball final d'aquesta tesi presenta un nou flux de treball per a la predicció en temps real de la sismicitat induïda basat en un enfocament d'aprenentatge automàtic basat en dades. Pronostica taxes sísmiques d'esdeveniments i magnituds màximes a partir dels primers temps d'injecció, alhora que proporciona informació de rendiment mitjançant el seguiment de la importància de les característiques al llarg del temps. Apliquem el nostre flux de treball al catàleg sísmic del lloc d'emmagatzematge de carboni Decatur de la Conca d'Illinois.En general, aquesta tesi aborda la sismicitat induïda des de dos angles complementaris: els avenços en la modelització de reservoris basada en la física amb PINN i el desenvolupament de fluxos de treball de predicció adaptatius i basats en dades. Mitjançant la presentació d'un nou flux de treball basat en una revisió de la literatura i el desenvolupament de nous mètodes per combinar la modelització de reservoris basada en la física i la predicció de la sismicitat impulsada per dades, aquesta tesi contribueix a l'avanç de la propera generació de marcs de mitigació per al control del risc sísmic induït.
  

ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ

• MIAO, SEN: Contributions to the Assessment of Indoor Air Quality, Thermal Comfort and Ventilation in Educational Buildings
  
  Autor/a: MIAO, SEN
  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: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 13/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 27/06/2025
  Director/a de tesi: GANGOLELLS SOLANELLAS, MARTA | TEJEDOR HERRAN, BLANCA
  Resum de tesi: La qualitat de l'aire interior i el confort tèrmic en els edificis educatius tenen impactes significatius en la salut, el benestar, la productivitat i el rendiment d'aprenentatge dels estudiants. Les escoles, on els estudiants passen la major part del dia, sovint tenen dificultats per mantenir una bona qualitat de l'aire interior a causa de l'alta densitat d'ocupació i la llarga durada de l'ocupació. Els estudiants tenen sensacions tèrmiques diferents de les dels adults i tendeixen a adaptar-se passivament a l'ambient interior sense queixar-se. Això crea reptes per mantenir un ambient tèrmic confortable a les aules. A més, la qualitat de l'aire interior i el confort tèrmic sovint tenen interaccions complexes amb la ventilació, cosa que dificulta l'equilibri entre els dos aspectes. Per tant, l'avaluació de la qualitat de l'aire interior, el confort tèrmic i la ventilació dels edificis educatius sempre ha estat el focus de la comunitat educativa i científica.Aquesta investigació doctoral té com a objectiu avaluar la qualitat de l'aire interior, el confort tèrmic i la ventilació en edificis educatius en el clima mediterrani, contribuint a una sèrie de llacunes de recerca importants identificades sobre el tema. Els principals resultats inclouen: l'avaluació exhaustiva de la qualitat de l'aire interior i el confort tèrmic en edificis educatius, el desenvolupament d'un model predictiu basat en dades per a la qualitat de l'aire interior i el confort tèrmic en edificis educatius, la modelització del confort tèrmic dels estudiants i la millora de les dades d'enquestes de confort tèrmic de camp a les escoles.Aquesta tesi doctoral presenta el nucli d'aquesta recerca doctoral. Aquests resultats contribueixen al tema des de perspectives tant científiques com pràctiques i proporcionen referències útils per a la recerca pertinent.
  

ENGINYERIA TELEMÀTICA

• KELLERMANN, TIMO NICOLAS: Cellular IoT in Future Non-Terrestrial Networks
  
  Autor/a: KELLERMANN, TIMO 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 TELEMÀTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Telemàtica (ENTEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 27/06/2025
  Director/a de tesi: CALVERAS AUGE, ANA MARIA | PUEYO CENTELLES, ROGER
  Resum de tesi: Les xarxes cel·lulars terrestres cobreixen només el 15% de la superfície terrestre, deixant vastes regions sense connectivitat d'Internet de les coses (IoT). Tot i que les constel·lacions de satèl·lits en òrbita terrestre baixa (LEO) petites tenen el potencial d'oferir cobertura global, presenten una connectivitat discontínua, amb enllaços de servei (satèl·lit-dispositiu) i enllaços d'alimentació (satèl·lit-estació terrestre) intermitents i no concurrents. Això incompleix fonamentalment els protocols cel·lulars 3GPP, que pressuposen connectivitat contínua d'extrem a extrem, impedint la prestació fiable de serveis mitjançant arquitectures convencionals.Aquesta tesi desenvolupa una arquitectura integral d'emmagatzematge i reenviament de dades que permet l'operativa d'IoT cel·lular via satèŀlit malgrat la connectivitat discontínua, crea mecanismes per a operacions multi-satèl·lit fluides mitjançant una gestió eficient del context de l'equip de l'usuari (UE) i optimitza l'ús de recursos a través d'algorismes que equilibren la qualitat del servei amb les restriccions d'amplada de banda.La recerca introdueix una arquitectura d'emmagatzematge i reenviament en plataformes de satèl·lit regeneratives que executen components de xarxa de nucli (CN) a bord (MME/AMF) i funcions de servidor intermediari especialitzades. Dues innovacions clau permeten l'operació en aquest entorn desafiant: la Funció de gestió del pla de control, que facilita procediments de senyalització crítics malgrat la connectivitat intermitent, i la Funció de gestió del pla d'usuari, que assegura el lliurament fiable de dades mitjançant l'emmagatzematge en múltiples etapes. Els nous mecanismes de disseminació de context dels UEs en permeten la transferència fluida entre satèl·lits, abordant complexos reptes de sincronització, particularment per a paràmetres de seguretat com els comptadors NAS que evolucionen amb cada intercanvi de missatges.L'anàlisi de rendiment revela dependències geogràfiques significatives, requerint les regions equatorials més satèl·lits que les àrees polars per mantenir nivells de servei equivalents a causa de la dinàmica orbital. Els algoritmes de disseminació parcial desenvolupats exploten convenientment aquests patrons, optimitzant la distribució de context basant-se en la ubicació de l'UE i els requisits de l'aplicació.La validació mitjançant entorn de proves al laboratori i simulacions orbitals demostra la finalització satisfactòria dels procediments 3GPP en entorns amb connectivitat no concurrent, amb retards d'extrem a extrem mitjans d'1,63 hores per a trànsit originat per l'usuari, un estalvi del 56% en la càrrega de treball de disseminació de context mitjançant algorismes parcials, i la millora d'un ordre de magnitud en els retards del trànsit destinat a l'usuari mitjançant la selecció intel·ligent de satèl·lits (1,5 h vs. 15-16 h). Així, el sistema aconsegueix una operació multi-satèl·lit fluida sense requerir procediments de registre a la xarxa addicionals per part de l'UE.La tecnologia ha estat transferida amb èxit a la indústria, i els conceptes de la Funció de gestió del pla de control han estat implantats per Sateliot en la seva constel·lació operativa de satèl·lits NB-IoT, validant l'aplicabilitat pràctica d'aquestes innovacions.Aquesta tesi estableix el primer marc arquitectònic integral per a IoT cel·lular sobre constel·lacions LEO petites, abordant bretxes crítiques en l'estandardització actual de NTN en 3GPP. Els mecanismes d'emmagatzematge i reenviament de dades i els algoritmes de gestió de context permeten oferir una connectivitat global econòmicament rendible mentre que es manté la conformitat amb els estàndards, transformant la manca de connectivitat en una comunicació amb retards fitats per a aplicacions IoT remotes. El treball futur inclou la integració amb arquitectures 6G, la distribució de context millorada per IA i la incorporació en les especificacions 3GPP de la Versió 20 en endavant.
  

ENGINYERIA TÈRMICA

• LIU, JIANNAN: Numerical Simulation of Methane-Hydrogen Combustion: Validation and Applications of Reduced Chemical Mechanisms
  
  Autor/a: LIU, JIANNAN
  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: 13/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 27/06/2025
  Director/a de tesi: PEREZ SEGARRA, CARLOS DAVID | OLIVA LLENA, ASENSIO
  Resum de tesi: Títol: Simulació Numèrica de la Combustió de Metà-Hidrogen: Validació i Aplicacions de Mecanismes Químics Reduïts.Aquesta tesi doctoral estudia la combustió de mescles de metà i hidrogen mitjançant simulacions numèriques. L’objectiu principal és comprendre com la substitució d’hidrogen afecta la flama de metà, utilitzant mecanismes cinètics químics reduïts. El treball es divideix en quatre parts: validació del mecanisme reduït Z45, desenvolupament del mecanisme ampliat ZG81, estudi de l’addició d’hidrogen en flames premestes i no premestes, i aplicació en cremadores industrials. S'utilitzen Cantera i OpenFOAM per dur a terme les simulacions. L'estudi analitza l'eficiència computacional, la formació de contaminants (especialment NOx) i estratègies per compensar els efectes de l’hidrogen mantenint el rendiment. Els resultats contribueixen al desenvolupament de tecnologies de combustió més netes i eficients basades en l'hidrogen.
  

MATEMÀTICA APLICADA

• PÉREZ ESCUDERO, SERGI: Finite Element computational modeling of flexoelectricity and flexo-photovoltaics
  
  Autor/a: PÉREZ ESCUDERO, SERGI
  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: 10/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 23/06/2025
  Director/a de tesi: FERNANDEZ MENDEZ, SONIA | ARIAS VICENTE, IRENE
  Resum de tesi: Aquesta tesi es centra en la modelització numèrica de flexoelectricitat i en l'acoblament flexo-fotovoltaic, tant en petites com en grans deformacions, utilitzant aproximacions d'elements finits (EF) estàndard C0.D'una banda, es desenvolupa una formulació alternativa a les equacions de 'drift-diffusion' habituals per a la modelització de semiconductors, basada en magnituds logarítmiques adimensionalitzades. La solució amb EF d'ambdues formulacions en un codi MATLAB permet reproduir problemes clàssics, demostrant els avantatges de la formulació logarítmica en escenaris amb convecció dominant, on es poden obtenir solucions estables, lliures d'oscil·lacions numèriques, amb malles més grolleres que la formulació 'drift-diffusion'. Es compara a més l'eficiència i la robustesa del mètode de Newton-Raphson i del mètode de Gummel per a la solució del sistema no lineal amb les dues formulacions.D'altra banda, es centra l'atenció també en l'extensió de la formulació C0-IPM per a la solució de les Equacions en Derivades Parcials (EDP) que modelitzen flexoelectricitat lineal, incloent-hi efectes addicionals, i en el desenvolupament d'un mètode combinant C0-IPM amb Newton-Raphson per a la solució de les EDP no lineals que modelitzen flexoelectricitat en grans deformacions. La formulació C0-IPM proposada evita els inconvenients dels mètodes basats en aproximacions amb continuïtat C1 i de les formulacions mixtes, podent calcular aproximacions del sistema d'EDP de quart ordre amb EF estàndard C0. Els exemples numèrics mostren la convergència numèrica d'alt ordre dels mètodes desenvolupats i l'aplicació a problemes d'interès a l'enginyeria. El mètode C0-IPM proposat s'estén també per incorporar condicions de contorn de periodicitat generalitzada, per a la modelització numèrica de metamaterials flexoelèctrics amb piezoelectricitat aparent, en grans deformacions.Finalment, es resol numèricament el model acoblat per a flexoelectricitat en materials semiconductors, amb els mètodes numèrics basats en aproximacions d’EF proposats. Els resultats numèrics es comparen amb simulacions de dispositius fotovoltaics presents a la literatura. La tesi també inclou la proposta d'un model continu per a la simulació de fenòmens flexo-fotovoltaics en grans deformacions.
  

POLÍMERS I BIOPOLÍMERS

• GAMBOA RIVERA, JILLIAN TRICIA: Development of conducting materials as electrodes for biomedical sensors
  
  Autor/a: GAMBOA RIVERA, JILLIAN TRICIA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: POLÍMERS I BIOPOLÍMERS
  Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 27/06/2025
  Director/a de tesi: TORRAS COSTA, JUAN | ESTRANY CODA, FRANCISCO
  Resum de tesi: El cost de l’atenció sanitària és una preocupació creixent arreu del món, impulsada tant per l'aparició de noves malalties com per la progressió de patologies relacionades amb l'estil de vida. Per aquest motiu, s'espera que la despesa en investigació relacionada amb la salut augmenti durant la pròxima dècada. Una de les principals línies d'investigació són els biosensors, que han demostrat un gran potencial per millorar l'atenció als pacients, com ho demostra l'èxit de sensors com els glucòmetres. Els biosensors poden ajudar no només en la detecció de malalties, sinó també en el seguiment regular de l'estat dels pacients.En aquest treball es van desenvolupar nous materials basats en polímers conductors i punts quàntics de carboni per utilitzar com a elèctrodes en diversos biosensors. El treball es divideix en quatre parts diferents, cadascuna centrada en un material i aplicació diferents.En la primera part, es va desenvolupar un elèctrode de pel·lícula fina basat en la dopació de PEDOT amb punts quàntics de carboni, sintetitzat mitjançant electropolimerització. Es van dur a terme optimitzacions de la quantitat de dopatge, així com caracteritzacions químiques i morfològiques de les pel·lícules. Posteriorment, les pel·lícules es van depositar sobre un substrat i sobre un transistor orgànic electroquímic per a la detecció electroquímica de dopamina.En la segona part, els punts quàntics de carboni es van utilitzar en un immunosensor. Primer es van immobilitzar a la superfície d'un elèctrode de carboni per millorar-ne l'electroconductivitat i després es van funcionalitzar amb anticossos per obtenir un sensor altament selectiu. Es van realitzar caracteritzacions electroquímiques i químiques per a cada capa successiva. Finalment, l'immunosensor resultant es va provar contra l'antigen D-dímer mitjançant espectroscòpia d'impedància electroquímica.La tercera i quarta parts se centren en hidrogels de polímers conductors, on la matriu principal de l'hidrogel es va barrejar amb el polímer conductor PEDOT:PSS, juntament amb altres additius. En la tercera part, l'hidrogel principal utilitzat va ser PVA modificat amb àcid tànnic per augmentar-ne la resistència i amb punts quàntics de carboni per millorar-ne l'electroactivitat; mentre que en la quarta part es va utilitzar un hidrogel a base de GelMA modificat amb alginat. En ambdós treballs es va dur a terme l'optimització de les quantitats d'additius, així com l'estudi dels efectes individuals i sinèrgics dels components en diverses característiques, com les propietats mecàniques i electroquímiques. Finalment, l'hidrogel basat en PVA es va utilitzar com a sensor de pressió, mentre que l'hidrogel basat en GelMA es va emprar com a plataforma de cultiu cel·lular 3D per a un sistema de monitoratge cel·lular basat en impedància.En conjunt, aquesta tesi doctoral demostra l'aplicació de diverses tècniques i materials en el desenvolupament de nous biomaterials conductors per a sensors biomèdics. Aquests materials innovadors podrien servir com a base per als biosensors de pròxima generació, amb el potencial de millorar l'atenció als pacients i la qualitat de vida.
  

TECNOLOGIA AGROALIMENTÀRIA I BIOTECNOLOGIA

• CHE MUSTAPA, MUHAMMAD ADZRAN: Consumer Preferences and Acceptance for Sustainable Food Systems
  
  Autor/a: CHE MUSTAPA, MUHAMMAD ADZRAN
  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: 18/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 02/07/2025
  Director/a de tesi: KALLAS CALOT, ZEIN
  Resum de tesi: A mesura que els consumidors prenen consciència dels impactes en la salut, l’ètica i el medi ambient derivats de les seves eleccions alimentàries, s’està produint un gir cap a sistemes alimentaris sostenibles. Aquesta tesi explora les preferències dels consumidors, la seva disposició a pagar (DAP) i els factors que influeixen en l’acceptació de productes alimentaris innovadors i sostenibles a través de set estudis empírics.El primer estudi examina la disposició a consumir (DAC) productes d’origen animal alimentats amb insectes per part dels consumidors espanyols. Una enquesta a 1.260 individus, analitzada amb les proves de Kruskal–Wallis i Mann–Whitney U, revela una incertesa significativa, amb una major acceptació per part de les dones. Els factors clau que influeixen en la DAC són la situació financera, l’edat i el nivell educatiu.El segon estudi analitza l’efecte dels contextos informatius en la DAP per productes d’animals alimentats amb insectes mitjançant un model de Heckman amb 1.006 respostes. Els resultats indiquen primes de DAP del 21% al 31%, i mostren que un nivell educatiu més alt, l’hàbit de comprar en línia i fer compres als mercats municipals augmenten la probabilitat de DAC.El tercer estudi avalua la DAP per productes d’aqüicultura ecològica, centrant-se en el llobarro ecològic. Una enquesta a 1.300 consumidors, analitzada amb regressió logística binària, revela una prima de DAP de 2,26 € (25%). L’edat, l’estabilitat financera i atributs com el preu, l’origen i la frescor influeixen significativament en la DAP.El quart estudi examina l’acceptació sensorial dels productes d’origen vegetal per part dels consumidors espanyols. Les dades de 132 participants, analitzades amb SPSS i PLS-SEM, mostren que el control percebut del comportament, les percepcions sensorials, les actituds i el tast informat influeixen significativament en la intenció de compra.El cinquè estudi investiga l’acceptació i la DAP per gnocchi elaborats amb llegums mitjançant el mètode d’oferta BDM (Becker–DeGroot–Marschak). Una avaluació hedònica amb 127 consumidors revela actituds moderades cap als productes de llegums. El tast impacta negativament la DAP, mentre que el nivell educatiu, els ingressos, la percepció del suport governamental i els atributs sensorials la condicionen.El sisè estudi analitza els patrons de consum de substituts de carn a Europa utilitzant dades de Mintel de 5.000 consumidors en quatre països. Més de la meitat han reduït el consum de carn vermella, amb els alemanys mostrant el nivell més alt d’adherència vegana. Les dones consumeixen menys carn i tenen més predisposició a reduir-ne el consum. Les preocupacions econòmiques i de sostenibilitat motiven aquesta reducció, amb preferències per productes d’origen local, naturals i similars a la carn.El setè estudi realitza una metanàlisi sobre la DAP dels consumidors per productes de cadenes curtes de subministrament alimentari (CCSA) a partir de 47 estudis. Els resultats indiquen una prima mitjana del 34,5%, amb el gènere, l’educació, l’any de l’estudi, l’edat, la regió, la categoria del producte i els atributs de sostenibilitat com a factors influents. Els productes ecològics reben la DAP més alta, amb la carn, l’aviram, els lactis i la mel com a categories destacades.
  

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

• ZIFAN, MOHSEN: Complementing urban gray with blue-green infrastructure for water management in Tehran
  
  Autor/a: ZIFAN, MOHSEN
  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: 18/06/2025
  Data de FINAL de diposit: 02/07/2025
  Director/a de tesi: BOSCH GONZÁLEZ, MONTSERRAT | MARTI CASANOVAS, MIQUEL
  Resum de tesi: L’aigua sempre ha tingut un paper fonamental en el desenvolupament urbà, especialment en zones amb recursos abundants. Millora els espais urbans, creant entorns memorables per als ciutadans. No obstant això, en el clima de l’Iran, la importància de l’aigua sovint s’ha ignorat en la planificació urbana moderna. Històricament, l’aigua ha donat forma a l’estructura i al significat de les ciutats iranianes, però avui la seva rellevància no es reconeix ni en la teoria ni en la pràctica. La ràpida urbanització ha provocat la pèrdua del paper de l’aigua en les infraestructures urbanes. És essencial reavaluar-ne el rol en les ciutats iranianes contemporànies, tant a nivell físic com conceptual, aprofitant les lliçons històriques com a fonts valuoses d’inspiració. Aquesta recerca estudia la integració d’infraestructures blau-verdes dins de la infraestructura urbana grisa de Teheran per afrontar els reptes de la gestió de l’aigua, com l’escassetat, la contaminació i la mala gestió dels recursos, agreujats per la urbanització accelerada. Posarà èmfasi en la rellevància històrica dels sistemes tradicionals, com els qanats, i proposarà la seva recuperació juntament amb fonts alternatives, com l’aprofitament de l’aigua de pluja, per reforçar la resiliència i la sostenibilitat urbanes. S’analitzarà la gestió actual de les aigües superficials i la xarxa de séquies, identificant-ne ineficiències sistèmiques i el seu impacte en la dinàmica hidrològica. Mitjançant l’anàlisi dels marcs existents, la identificació d’ineficiències i l’ús de qüestionaris a experts, l’estudi oferirà recomanacions basades en evidències per a urbanistes i responsables polítics. En defensar la integració d’infraestructures blau-verdes amb els sistemes urbans actuals, aquesta investigació pretén millorar les pràctiques de gestió de l’aigua a Teheran, fomentant un enfocament equilibrat que millori la sostenibilitat ambiental i la qualitat de vida dels seus habitants. Aquest marc integral té com a objectiu crear un futur urbà resilient, barrejant la saviesa històrica amb solucions modernes.