Tesis en dipòsit públic

ARQUITECTURA DE COMPUTADORS

• ALCÓN DOGANOC, MIGUEL: Verification and Validation Solutions for the Safety Compliance of Autonomous Driving Frameworks Performance Aspects
  
  Autor/a: ALCÓN DOGANOC, MIGUEL
  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: 01/12/2025
  Data de FINAL de diposit: 15/12/2025
  Director/a de tesi: ABELLA FERRER, JAIME | MEZZETTI, ENRICO
  Resum de tesi: La Conducció Autònoma (CA) ha passat de ser un concepte de recerca a convertir-se en una realitat. Les creixents demandes computacionals dels vehicles autònoms han motivat l'ús de sistemes multiprocessador en xip, que ofereixen tant un alt rendiment com una gran eficiència energètica. Tot i això, garantir el compliment dels requisits de seguretat en sistemes tan complexos continua sent un gran repte. Els marcs de programari utilitzats per implementar les funcionalitats de CA, que sovint integren algoritmes d'Intel·ligència Artificial (IA), no es dissenyen seguint processos de desenvolupament orientats a la seguretat, i el seu comportament no determinista entra en conflicte amb el determinisme exigit pels estàndards de seguretat. Aquesta tesi aborda aquests reptes mitjançant el desenvolupament de solucions de Verificació i Validació (ViV) orientades a millorar el compliment dels requisits de seguretat en marcs de CA, amb un enfocament centrat en el rendiment.La tesi comença analitzant les principals fonts no deterministes en els sistemes de CA en tres nivells: algorísmic, arquitectura del programari i plataforma del maquinari. Tot i que la variabilitat és present en tots ells, identifiquem el nivell d'arquitectura del programari com un contribuent clau a la variabilitat global. Aquest nivell no només introdueix les seves pròpies fonts de variabilitat, sinó que també amplifica aquelles heretades de les altres capes. Per això, l'arquitectura del programari es presenta com un punt clau per millorar el determinisme del sistema i la garantia de seguretat.La tesi també aborda els reptes que aquest programari presenta en les proves unitàries definides als estàndards de seguretat. Per fer-ho, s'utilitza Apollo, un programari de CA de codi obert. A causa de les fortes dependències entre els seus mòduls, no és fàcil validar de manera independent cada mòdul. Per permetre una verificació adequada, la tesi proposa una metodologia per aïllar i reconfigurar els mòduls d'Apollo en unitats independents, cosa que permet dur a terme proves unitàries en un programari de CA complex.El treball avança per garantir la seguretat del sistema mitjançant el desenvolupament de vistes dinàmiques i d'execució d'Apollo. Les vistes dinàmiques descriuen les interaccions entre els components del programari, vinculant els requisits de seguretat amb la seva implementació i proves de validació. Per complementar aquestes vistes, la tesi introdueix les vistes d'execució, que afegeixen informació sobre el paral·lelisme i la concurrència de l'aplicació. Les vistes d'execució milloren l'observabilitat de l'ús de recursos, el comportament temporal i la concurrència, cosa que permet tant una millor verificació com una optimització de l'ús del maquinari.Finalment, la tesi aborda el comportament temporal i la variabilitat entre els components del programari. Identifica, formalitza i aplica un conjunt de mètriques temporals capaces de capturar les interaccions entre mòduls i les propietats de latència d'extrem a extrem en aplicacions de CA. Les mètriques temporals tradicionals no aconsegueixen reflectir les dependències entre components en sistemes com Apollo. Mitjançant l'adopció de mètriques complementàries, com ara el temps màxim de reacció i el desplaçament màxim en el temps, s'ofereix una visió més profunda de les dependències temporals, cosa que permet la detecció primerenca d'anomalies temporals.En resum, aquesta tesi proporciona un conjunt de metodologies i eines per millorar la ViV del programari de CA des d'un prisma de seguretat i rendiment. Les contribucions proposades redueixen l'escletxa entre el programari d'alt rendiment basat en IA i el determinisme requerit pels estàndards de seguretat. Aquests avenços donen suport a la garantia de la seguretat en els marcs de programari de CA, contribuint finalment al desplegament segur i certificable de vehicles autònoms sobre plataformes encastades d'alt rendiment.
  
• GIESEN LEÓN, JEREMY JENS: Modeling and Optimization of Timing Interference for Time Critical Systems on Multicore COTS Platforms
  
  Autor/a: GIESEN LEÓN, JEREMY JENS
  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: 27/11/2025
  Data de FINAL de diposit: 11/12/2025
  Director/a de tesi: MEZZETTI, ENRICO | CAZORLA ALMEIDA, FRANCISCO JAVIER
  Resum de tesi: Els sistemes empotrats de temps real crítics són essencials en sectors com l’automoció, l’aeronàutica, etc. Han de garantir un comportament determinista i certificable en les pitjors condicions. A mesura que la funcionalitat creix (fusió de sensors, IA, etc.), els uniprocessadors esdevenen insuficients, fet que impulsa l’adopció de multinuclis comercials. Tanmateix, els recursos compartits introdueixen interferències temporals que amenacen la previsibilitat i compliquen la certificació, especialment en dissenys heterogenis amb travessers, ponts i memòria jeràrquica.Aquesta tesi fa avançar la previsibilitat temporal en multinuclis complexos mitjançant tres pilars: observabilitat estandarditzada del maquinari, modelització de la contenció i optimització a nivell de sistema. Junts formen un camí coherent i auditable des de mesures de baix nivell fins a decisions de disseny.Primer, s’introdueixen marcs d’observabilitat que combinen comptadors locals amb traçat a nivell de sistema. Correlacionen esdeveniments de maquinari amb fases de tasques, reconstrueixen la planificació i la contenció entre nuclis i interconnexions, i estandarditzen configuració i interpretació entre dispositius heterogenis. Les mesures s’atribueixen a tasques (excloent l’activitat del sistema operatiu), tenen sobrecàrrega limitada i generen seqüències d’accés ordenades que conserven l’estructura temporal. Amb taules de latència per a memòries i ponts, aquests artefactes fan mesurables els fenòmens temporals i permeten calibrar models conservadors.Segon, es desenvolupen models de contenció basats en traces reals. Les tècniques tradicionals de recompte d’accessos són massa conservadores per a interconnexions paral·leles. Les tècniques sensibles a la seqüència aprofiten l’ordre de les peticions per eliminar solapaments inviables i ajustar marges. Es proposa ASCOM, un marc escalable que equilibra precisió i eficiència mitjançant aparellament compositiu i segmentació de traces llargues. Es deriven límits superiors i inferiors per quantificar marges, i s’hi afegeix consciència de pont per capturar travessies entre clústers i asimetries de memòria remota. En sistemes amb un o més travessers, l’anàlisi sensible a la seqüència ofereix límits més ajustats i fiables, mantenint-se viable a escala industrial.Tercer, s’analitza com la modelització orienta la col·locació de codi i dades en memòries heterogènies. La viabilitat considera capacitat i compatibilitat; la localitat i les latències no uniformes es capten amb models calibrats. L’exploració mostra gran sensibilitat a la col·locació: amb càrregues i calendaris idèntics, un canvi de mapeig pot duplicar la contenció del temps de referència per travessies de pont, asimetries o efectes de port. Els factors arquitectònics determinen la interferència en el pitjor cas, fent de la col·locació un paràmetre de disseny clau.Un flux de treball complet aplica aquestes idees. Les traces es capturen sobre maquinari industrial, es processen en seqüències d’accés ordenades i alimenten l’anàlisi sensible a la seqüència. Les campanyes empíriques construeixen taules de latència per a memòries i ponts. Amb aquestes dades calibrades, el model estima la contenció i el retard total per a diferents col·locacions.Els resultats mostren que una anàlisi de contenció robusta en multinuclis comercials és factible quan: (i) s’observen els senyals adequats amb instrumentació estandarditzada i poc intrusiva; (ii) els models tenen consciència de seqüència i pont amb marges explícits; i (iii) els resultats guien la col·locació amb coherència entre localitat i capacitat. Combinant instrumentació conscient del maquinari, modelatge realista i mapatge basat en contenció, la tesi ofereix un marc pràctic per millorar la previsibilitat temporal i reduir la bretxa entre les expectatives de certificació —traçabilitat, explicabilitat i repetibilitat— i el comportament de les interconnexions i memòries heterogènies en multinuclis actuals.
  

COMPUTACIÓ

• NJOKU, UCHECHUKWU FORTUNE: Towards Effective and Interpretable Many-Objective Feature Selection in Machine Learning
  
  Autor/a: NJOKU, UCHECHUKWU FORTUNE
  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: Conveni Cotutela
  Data de dipòsit: 04/12/2025
  Data de FINAL de diposit: 18/12/2025
  Director/a de tesi: ABELLO GAMAZO, ALBERTO | BILALLI, BESIM | BONTEMPI, GIANLUCA
  Resum de tesi: L’aprenentatge automàtic (ML) eficaç requereix més que models precisos; també requereix la consideració de factors com ara la complexitat del model, l’equitat i altres requisits específics de la tasca. El compliment d’aquests requisits s’ha de tenir en compte de bon principi, a nivell de dades, seleccionant les característiques que contribueixen a resoldre el nostre problema de forma adequada (FS). Això es pot beneficiar d’utilitzar un enfocament d’optimització multi-objectiu per a dur a terme aquesta selecció.Així, aquesta tesi estudia la selecció multi-objectiu de característiques (MOFS) i contribueix al desenvolupament de solucions de ML eficients i responsables. Tanmateix, comporta un nou repte d’interpretabilitat a causa del gran nombre de solucions que obtenim en aplicar MOFS i, per tant, també pretenem proposar una metodologia per fer front a aquesta complexitat de MOFS.Tot i que FS s’ha investigat durant molt de temps, els treballs anterior (tant sobre mètodes tipus filtre com d’embolcall) no han abordat aquest problema i s’han centrat només en un o com a màxim dos objectius. També per a la interpretabilitat dels resultats de FS, no s’ha proposat cap enfocament metodològic i més aviat s’ha utilitzat una representació tabular bàsica.Conseqüentment, proposem un marc de treball que utilitza algorismes genètics d’ordenació no dominada per balancejar objectius rellevants i sovint conflictius per a FS. En particular, amb aquest mètode es podrien considerar més de quatre i fins a quinze objectius. Per a facilitar la interpretabilitat dels resultats, la nostra metodologia consta de sis passos que consideren tres punts de vista: objectius, solucions i variables (és a dir, característiques).Per assolir l’objectiu de la recerca, seguim un enfocament estructurat: primer, una extensa revisió de la literatura per tal d’establir l’estat de l’art i identificar els reptes oberts. A continuació, es realitzen anàlisis empíriques de mètodes de tipus filtre i embolcall d’un sol objectiu, així com de mètodes d’embolcall multi-objectiu, per avaluar-ne els seus punts forts i febles. A continuació, es proposa i s’avalua el nostre marc de MOFS mitjançant múltiples experiments, inclosa la seva aplicació al problema de l’equitat en ML. Finalment, la metodologia d’interpretabilitat s’instancia com un quadre de comandament interactiu, que es valida mitjançant un estudi experimental amb 50 participants, i la conseqüent anàlisi estadísticaper avaluar-ne la seva eficàcia.Les troballes posen de manifest que cap mètode de FS aïllat és universalment òptim; en canvi, el millor enfocament depèn de les característiques del conjunt de dades, els requisits de la tasca i els objectius del problema. Tot i que els mètodes de filtre són computacionalment eficients i els mètodes d’embolcall milloren el rendiment del model en configuracions d’un sol objectiu, el marc de treball MOFS proposat equilibra amb èxit múltiples indicadors conflictius relacionats amb el rendiment, la complexitat i l’equitat. A més, la metodologia d’interpretabilitat va resultar essencial per ajudar els científics de dades a entendre millor els resultats MOFS, permetent la presa de decisions informades en FS.
  

ENGINYERIA CIVIL

• DEHGHANSOURAKI, DANIAL: Modeling Sediment Transport in Rivers and Reservoirs using an Accelerated Model
  
  Autor/a: DEHGHANSOURAKI, DANIAL
  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: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 04/12/2025
  Data de FINAL de diposit: 18/12/2025
  Director/a de tesi: BLADE CASTELLET, ERNEST | LARESE DE TETTO, ANTONIA
  Resum de tesi: La sedimentació als embassaments és un problema crític i continu en la gestió sostenible dels recursos hídrics. Encara que els models bidimensionals (2D) convencionals són computacionalment eficients, ometen processos tridimensionals clau, com ara l'estratificació tèrmica. Els models tridimensionals (3D) proporcionen una representació física més precisa, però requereixen extensos recursos computacionals, fet que els fa inviables per a aplicacions a gran escala. Aquesta recerca desenvolupa un marc computacional que combina Computació d'Alt Rendiment (HPC), Intel·ligència Artificial (IA) i simulació multifísica 3D avançada per a salvar aquesta escletxa.Un model hidromorfodinàmic bidimensional (R-Iber) es va reimplementar per a Unitats de Processament Gràfic (GPUs), aconseguint acceleracions computacionals d'un a dos ordres de magnitud. El model accelerat va permetre l'entrenament d'un model substitut (surrogate) basat en Xarxes Neuronals Profundes (DNN), possibilitant una anàlisi de Monte Carlo de 100.000 execucions per a una calibració robusta del model i la quantificació de la incertesa. En paral·lel, es va desenvolupar un model multifísic tridimensional complet en l'entorn Kratos per a per simular el problema fluid tèrmic tridimensional.L'enfocament integrat es va aplicar al sistema de l'embassament de Riba-roja. Es va avaluar com l'estratificació tèrmica afecta l'eficiència d'atrapament de sediments. Els resultats demostren que la combinació d'HPC, IA i modelatge multifísic condueix a mètodes pràctics i aplicables per a la gestió sostenible d'embassaments.
  

ENGINYERIA DE LA CONSTRUCCIÓ

• ROYANO GARCIA, VERÓNICA: A Function-Oriented Assessment Methodology (FOAM) for life-cycle monitoring of building functional condition
  
  Autor/a: ROYANO GARCIA, VERÓNICA
  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: 27/11/2025
  Data de FINAL de diposit: 11/12/2025
  Director/a de tesi: SERRAT PIE, CARLES | RAPINSKI, JACEK TOMASZ
  Resum de tesi: La gestió efectiva del parc edificat envellit afronta dues mancances crítiques: la falta d’un llenguatge comú estandarditzat i les limitacions dels paradigmes d’avaluació vigents. Les metodologies actuals resulten insuficients: els enfocaments basats en defectes prioritzen la integritat física per sobre de l’avaluació directa de la condició funcional, mentre que els models d’aptitud de servei (serviceability) depenen de requisits d’usuari variables i contextuals. Aquestes limitacions fan inadequats els enfocaments actuals per a una anàlisi objectiva i longitudinal del comportament funcional. Per superar aquests reptes, aquesta tesi presenta el desenvolupament i validació de la Function-Oriented Assessment Methodology (FOAM), un marc integral per al monitoratge objectiu de la condició funcional dels elements constructius al llarg del seu cicle de vida.La metodologia es fonamenta en quatre contribucions essencials: (i) l’adopció de l’estàndard ISO/IEC 81346 per assegurar una classificació rigorosa i interoperable; (ii) la conceptualització de la xarxa Element-Funció (E-F), l’estructura jeràrquica que vincula elements i funcions i en defineix els pesos d’agregació; (iii) la sistematització de la presa de dades mitjançant el Qüestionari d’Avaluació de la Condició Funcional (FCAQ), que transforma inspeccions subjectives en dades discretes estandarditzades; i (iv) el desenvolupament d’un motor matemàtic que tradueix aquestes dades en un Índex de Condició Funcional (FCI) continu i dependent del temps.El comportament estadístic de l’estimador proposat, (FCI) ̂(t), s’ha validat rigorosament mitjançant un estudi de simulació in silico que inclou 2.187 escenaris modelats amb Equacions d’Estimació Generalitzades (GEE). Els resultats confirmen la solidesa estadística de l’estimador, tot ratificant-ne el caràcter no esbiaixat i √n-consistent. L’anàlisi de sensibilitat demostra que la metodologia és altament robusta a la variabilitat aleatòria de l’inspector, però extremadament sensible al seu biaix sistemàtic. Això estableix que els protocols d’inspecció exempts de biaix constitueixen un prerequisit innegociable per a una estimació fiable. Així mateix, s’identifica el patró de degradació funcional i el temps d’avaluació com els factors dominants en la capacitat predictiva del model.Més enllà de la validació teòrica, l’aplicabilitat pràctica s’ha demostrat mitjançant el desenvolupament de la plataforma FastFoam (TRL 7). Aquesta tesi conclou que FOAM resol el paradigma d’avaluació, superant els enfocaments subjectius centrats en defectes cap a una metodologia objectiva basada en la funció, i proporciona una eina robusta per donar suport a la presa de decisions ben informada en la gestió d’actius i la preservació de l’entorn construït.
  

ENGINYERIA DEL TERRENY

• RODRÍGUEZ ROMERO, CARLOS EDUARDO: Analysis of coupled hydro-mechanical processes in double-structure geomaterials for nuclear waste storage
  
  Autor/a: RODRÍGUEZ ROMERO, CARLOS EDUARDO
  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: 04/12/2025
  Data de FINAL de diposit: 18/12/2025
  Director/a de tesi: VAUNAT, JEAN | GENS SOLE, ANTONIO
  Resum de tesi: L’aïllament segur i a llarg termini dels residus radioactius d’alta activitat requereix l’ús de barreres d’enginyeria capaces de mantenir una baixa permeabilitat i una estabilitat mecànica adequada sota condicions termo-hidro-mecàniques (THM) complexes. Entre els materials candidats, la bentonita compactada presenta un comportament característic de doble estructura, governat per la coexistència de dominis micro i macroporosos. Aquesta tesi se centra en l’anàlisi dels processos acoblats hidro-mecànics en geomaterials de doble estructura, amb especial atenció a les mescles de blocs i grànuls de bentonita emprades en els sistemes de barrera dels dipòsits geològics profunds.La recerca revisa primer les bases geomecàniques dels sòls de doble estructura i identifica l’evidència experimental que confirma la seva naturalesa de doble porositat. Posteriorment, es desenvolupa un marc constitutiu THM ampliat, que incorpora: (i) el paràmetre ακ per controlar la deformació microestructural; (ii) una llei d’estructuració dependent de la fàbrica del material per representar la memòria i degradació de compresió; i (iii) la resistència friccional a les interfícies bloc–grànul i bloc–paret.El model es va implementar i calibrar utilitzant dades experimentals de laboratori i de maquetes a escala reduïda provinents del projecte BEACON, incloent-hi els experiments MGR22, MGR23 i MGR27, els assaigs de trajectòries diferents de l’EPFL i l’assaig POSIVA. Les simulacions numèriques van reproduir amb èxit l’evolució de la pressió de dilatació, la relació de buits, la densitat seca, el contingut i l’entrada d’aigua observats experimentalment. Els resultats van confirmar que la fricció té un paper decisiu en la redistribució d’esforços entre blocs i grànuls, mentre que l’evolució microestructural governa el procés d’homogeneïtzació a llarg termini. La formulació millorada va captar la homogeneïtzació parcial de densitat i la persistència de la porositat microestructural, en coherència amb les observacions de laboratori.En conjunt, la tesi aporta una comprensió més profunda del comportament hidro-mecànic acoblat de les bentonites de doble estructura i proposa un marc constitutiu robust capaç de reproduir-ne les característiques essencials sota condicions representatives d’un dipòsit. El treball posa de manifest la necessitat de considerar tant l’evolució microestructural com els efectes de fricció en els models predictius de barreres de bentonita, contribuint així a la fiabilitat de les avaluacions de seguretat a llarg termini dels dipòsits geològics profunds.
  

ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA

• LU, YONGGANG: Research on Transient Flow Characteristics and Dynamic Behaviour of hydraulic Pumps in Support of Energy transition
  
  Autor/a: LU, YONGGANG
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 26/11/2025
  Data de FINAL de diposit: 10/12/2025
  Director/a de tesi: PRESAS BATLLÓ, ALEXANDRE
  Resum de tesi: Enmig de la transició global cap a una energia de baix carboni, els sistemes d'energia complementària multi-energia són clau per aconseguir la neutralitat de carboni. L'energia nuclear, la hidroelèctrica d'emmagatzematge per bombeig i la recuperació d'energia dels residus industrials milloren la flexibilitat del sistema energètic, però augmenten les demandes sobre la transferència d'energia i el transport de fluids. Les bombes hidràuliques, vitals per a la conversió d'energia, afronten reptes: les RCP en reactors de plom-refredats de la Generació IV pateixen corrosió i vibracions; les unitats d'emmagatzematge per bombeig tenen problemes de estabilitat; i la recuperació de pressió de residus industrials és ineficient en condicions variables. Aquest estudi se centra en tres dispositius clau—les RCP, les bombes-turbines i les PAT—mitjançant anàlisi, simulació i experiments per investigar la seva dinàmica i proposar optimitzacions.En primer lloc, es va estudiar la interacció transitoria fluid-estructura de les RCP de eutèctic plom-bismut durant l'arrencada. Es va desenvolupar un model matemàtic per al cabal i la velocitat de rotació sota diversos modes d'arrencada. L'anàlisi bidireccional de la interacció fluid-estructura va mostrar que l'estrès màxim es produeix a l'arrel de la pala del rotor i la màxima deformació a la unió entre la pala i el cub de la pala. Un parell d'arrencada més alt va augmentar l'acceleració i el xoc torsional, amb l'estrès màxim vinculat a la velocitat de rotació instantània. Aquests resultats informen sobre el disseny segur de l'arrencada de les RCP.En segon lloc, es van estudiar les característiques dinàmiques de les bombes-turbines reversibles durant el rebuig de càrrega mitjançant simulacions transitories en 3D i la teoria de producció d'entropia per analitzar la pèrdua d'energia. L'estudi va trobar que la unitat travessa repetidament la regió en forma de S durant el rebuig de càrrega, amb un flux complex sota condicions de bomba inversa. Quan la velocitat superava el 110%, es van observar fluctuacions importants en la força hidràulica axial i el parell, i les càrregues de pressió a les pales es van tornar asimètriques. Aquests resultats milloren la comprensió del comportament transitori de les bombes-turbines.Finalment, es va estudiar un sistema de PAT de dues etapes per a la recuperació d'energia a alta pressió en aplicacions petroquímiques, centrant-se en l'evolució del vòrtex i les pulsacions de pressió. Les pulsacions de pressió al difusor es van originar principalment per la interacció rotor-estator a prop de la llengua, amb una interferència entre etapes més forta al impulsor d'entrada. Es van detectar pulsacions de baixa freqüència per despreniment de vòrtex a altes velocitats de flux, amenaçant l'estabilitat del sistema. Els experiments combinats amb simulacions van aclarir la propagació de les pulsacions entre els impulsores, ajudant a l'ajust entre etapes i a millorar l'eficiència.Els resultats innovadors d'aquest estudi s'han publicat en revistes líders en mecànica de fluids i energia. Aquests avancen en la comprensió teòrica de la dinàmica de les bombes hidràuliques i proporcionen solucions pràctiques per a la seguretat nuclear, la flexibilitat de la xarxa i la conservació d'energia industrial. El cos principal de la tesi detalla cada component de la recerca, amb tres articles de suport en revistes JCR Q1 annexats.
  

FOTÒNICA

• ARRÉS CHILLÓN, JAVIER: Application to Sensing, Imaging, and Cooling of Ultra-Thin Metal Films and Derived Nanostructured Glass Surfaces
  
  Autor/a: ARRÉS CHILLÓN, JAVIER
  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: 04/12/2025
  Data de FINAL de diposit: 18/12/2025
  Director/a de tesi: PRUNERI, VALERIO
  Resum de tesi: La contínua evolució dels sistemes optoelectrònics respon a la demanda de més eficiència, rapidesa i sensibilitat. Una estratègia clau és modificar les dimensions dels materials a escala nanomètrica, fet que altera propietats òptiques, elèctriques i tèrmiques i permet noves funcionalitats. Un exemple destacat són les pel·lícules metàl·liques ultraprimes (UTMFs), amb gruixos <10 nm, que mostren propietats diferents de les capes de metall més gruixes. En aquesta tesi s’estudia l’ús d’UTMFs d’or (Au) sobre capes llavor (seed layers en anglès) d’òxid cúpric (CuO), fabricades amb tècniques industrials com la deposició física en fase vapor (PVD). Aquestes pel·lícules ultraprimes permeten obtenir superfícies contínues i ultrallises, així com propietats ajustables mitjançant processos òptics o elèctrics. En aquesta tesi, es demostra el potencial d’aquestes UTMFs en sensors electroquímics basats en monocapes autoensamblades (de l’anglès, SAMs). Es mostra que les pel·lícules més primes responen més ràpidament a la formació de SAMs, i que la funcionalització amb biotina permet detectar estreptavidina amb canvis de resistència mesurables.També s’analitza la interacció òptica entre UTMFs i fluoròfors, centrant-se en l’extinció de fluorescència per transferència d’energia no radiativa. Els experiments mostren la dependència amb el gruix de les UTMFs i la separació fluoròfor–metall, i confirmen que aquestes pel·lícules poden millorar la relació senyal/soroll en imatges de bacteris tenyits amb fluoròfors. Finalment, es treballa en la nanoestructuració de superfícies de vidre amb nanopilars (NP) generats mitjançant màscares metàl·liques obtingudes per dewetting d’UTMFs i gravat posterior. Aquestes superfícies mostren propietats òptiques úniques: recobriments antireflectants en el visible i emissivitat millorada a l’infraroig. A més, es combinen amb recobriments polimèrics per mantenir la transparència visible i potenciar l’eficiència de la refrigeració radiativa passiva (PRC). Els resultats confirmen que els vidres nanoestructurats poden dissipar més calor que superfícies llises, cosa que obre possibilitats en panells solars, pantalles i finestres. Aquesta tesi, per tant, demostra el potencial dels UTMFs d’Au i de les superfícies de vidre nanoestructurades per al desenvolupament de sensors químics, tècniques de microscòpia òptica avançada i aplicacions de refrigeració radiativa.
  
• TYULNEV, IGOR: Investigation and Control of Phase Transitions by Ultrafast Strong-field Techniques
  
  Autor/a: TYULNEV, IGOR
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 10/12/2025
  Data de FINAL de diposit: 24/12/2025
  Director/a de tesi: BIEGERT, JENS
  Resum de tesi: Aquest treball presenta els experiments i els resultats sobre l'aplicació de fonts làser de mitjà infraroig a sistemes de matèria condensada per a l'estudi i el control de les interaccions de molts cossos dins de les fases materials i als límits de fase. Mitjançant les dècades de coneixement i desenvolupament de formes d'ona de pocs cicles intenses a altes taxes freqüències de repetició, les aplicacions que es demostren aquí aprofiten les longituds d'ona del mitjà infraroig per a estudiar i controlar fenòmens de camp fort a escales de temps ultraràpides i a través de transicions de fase. Amb aquesta finalitat, s'utilitzen tècniques no lineals per ampliar les capacitats de la font cap a una varietat d'ones de longitud d'ona per a impulsar i sondar, alhora que es modifiquen feixos multicolor d'impuls angular de spin com a camps impulsadors amb patrons únics. Amb la dinàmica impulsada per un camp fort que té lloc a escales de temps subcicle, s'apliquen tècniques com la generació d'harmònics alts (HHG) a una varietat de materials que experimenten transicions electròniques i estructurals. Per als dicalcogenurs de transició de metall en bloc, com el MoS2 investigat, la ruptura de la simetria espacial i temporal induïda per un camp fort modelat en forma de trifoli va permetre la detecció de la polarització de vall, és a dir, un desequilibri de la població de portadors entre els extrems adjacents de la bretxa d'energia. El control específic de les bandes d'energia en aquests llocs, en primer lloc, permet la realització d'un commutador de vall per a la computació òptica i, en segon lloc, realitza un sistema híbrid de llum i matèria amb una topologia de banda similar al model de Haldane, que obre el camí cap a transicions de fase topològiques induïdes i controlades per camp en materials bidimensionals. A més, els corrents induïts pel camp i els harmònics emergents s'utilitzen per sondar el paisatge de potencials de la xarxa i, per tant, detectar simultàniament les signatures de l'estructura cristal·lina i de banda codificades en un espectre estàtic. La interferència dins dels espectres revela encara més la dinàmica i els temps subjacents d'electró-forat. En ceràmiques superconductores a alta temperatura com el YBCO, els canvis induïts per la temperatura en les propietats electròniques també es detecten de manera sensible mitjançant l'HHG, fins i tot en fases materials més elusives. Mentrestant, les transicions d'ordre superior, com la fase de ona de densitat de càrrega correlacionada (CDW), mostren una barreja de canvis electrònics i estructurals en la cristal·lografia de HHG, tal com s'ha investigat en TiSe2. L'enfocament macroscòpic i no lineal produeix canvis importants en els espectres harmònics fins i tot a partir de petits canvis, per exemple, en el desplaçament atòmic, i identifica anisotropies de fase que escapen a les tècniques convencionals o microscòpiques.
  

INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL

• GONZÁLEZ GUTIÉRREZ, CÉSAR: Analyzing and Leveraging the Structure of Pre-trained Embeddings
  
  Autor/a: GONZÁLEZ GUTIÉRREZ, CÉSAR
  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: 27/11/2025
  Data de FINAL de diposit: 11/12/2025
  Director/a de tesi: QUATTONI, ARIADNA JULIETA
  Resum de tesi: El desenvolupament de models amb pressupostos d'anotació limitats (aprenentatge amb pocs exemples o few-shot learning) és molt important a causa dels alts costos associats a l'anotació de dades.Els darrers avenços en classificació de text han demostrat que les representacions derivades de models de llenguatge preentrenats (espais embeguts o embeddings) tenen un paper crucial, especialment en contextos de baixa anotació. Aquests nous avenços ens porten naturalment a plantejar dues qüestions fonamentals:1) Quines propietats dels embedding preentrenats aconsegueixen explicar-ne l'eficàcia en escenaris de few-shot learning?2) Podem aprofitar aquestes propietats per millorar el rendiment dels classificadors en condicions d'anotació limitada?A la primera part d'aquest treball, abordem la primera qüestió i mostrem que l'efectivitat de les representacions preentrenades en escenaris de few-shot learning es pot explicar pel grau d'alineament entre les etiquetes de la tasca supervisada il'estructura jeràrquica de l'espai de representacions. A la segona part, proposem un mètode de propagació d'etiquetes dissenyat per explotar aquest alineament, fet que condueix a una millora del rendiment en tasques de classificació amb pocs exemples.
  

TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS

• GIL DÍAZ, CRISTINA: Characterization of cirrus clouds and dust aerosols with remote sensing: application of radiative transfer models for the study of their radiative effects
  
  Autor/a: GIL DÍAZ, CRISTINA
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
  Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 09/12/2025
  Data de FINAL de diposit: 22/12/2025
  Director/a de tesi: SICARD, MICHAEL
  Resum de tesi: Els núvols i els aerosols són moduladors clau del balanç radiatiu terrestre, tot i que les seves interaccions continuen essent una de les principals fonts d’incertesa en les projeccions climàtiques. Aquesta tesi doctoral investiga els processos d’interacció aerosol–núvol–radiació a latituds mitjanes, amb especial atenció als cirrus i a la pols mineral, mitjançant observacions lidar des de superfície i simulacions amb models de transferència radiativa i de clima regional.En primer lloc, s’analitzà un conjunt d’observacions lidar de MPLNET a Barcelona per caracteritzar les propietats geomètriques i òptiques dels cirrus i quantificar-ne l’efecte radiatiu directe. Es trobà una alta freqüència d’ocurrència, amb una marcada variabilitat estacional. S’identificaren comportaments radiatius diferenciats: a la nit, els cirrus escalfen tant l’atmosfera superior com la inferior, mentre que de dia escalfen l’atmosfera superior i refreden majoritàriament la inferior.En segon lloc, s’avaluaren els efectes radiatius semi-directes de la pols durant un episodi acoblat amb una onada de calor mitjançant un model climàtic regional sobre la Península Ibèrica. L’estudi demostrà la importància del spectral nudging per representar amb precisió l’esdeveniment i mostrà que l’absorció de la pols modifica els perfils termodinàmics, la nuvolositat i el balanç energètic en superfície, mitigant parcialment els efectes de l’onada de calor. Aquestes respostes foren espacialment heterogènies, reflectint la forta dependència de les interaccions pols–radiació amb la distribució de la pols i les condicions meteorològiques.En tercer lloc, s’examinà el paper del mode gegant de la pols i la seva influència en les concentracions de nuclis de condensació de núvols (CCN) i de partícules nucleadores de glaç (INP). La inclusió d’un mode gegant sintètic millorà la concordança amb les dades de referència per a l’efecte radiatiu directe, malgrat les incerteses i supòsits associats. A més, es derivaren factors de conversió de la pols a partir de dades d’AERONET i MPLNET lidar, demostrant el potencial del lidar per estudiar els efectes indirectes dels aerosols.