Vés al contingut (premeu Retorn)

Sou a: Inici / Tesi doctoral / Dipòsit i avaluació / Tesis en dipòsit públic

Tesis en dipòsit públic

Presentació d'al·legacions a una tesi doctoral en el termini d'exposició pública

D'acord amb la Normativa Acadèmica dels Estudis de Doctorat, els doctors i doctores poden sol·licitar l'accés a una tesi doctoral en dipòsit per consultar-la i, si n'hi ha, fer arribar a la Comissió Permanent de l'Escola de Doctorat les observacions i al·legacions que considerin oportunes sobre el contingut.

 

ARQUITECTURA DE COMPUTADORS

  • ALBUQUERQUE PORTELLA, FELIPE: A paradigm shift of HPC for geosciences: a novel HPC service model for geosciences applications
    Autor/a: ALBUQUERQUE PORTELLA, FELIPE
    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: (DAC)
    Modalitat: Normal
    Data de dipòsit: 25/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 09/04/2024
    Director/a de tesi: BERRAL GARCÍA, JOSEP LLUÍS | CARRERA PÉREZ, DAVID
    Tribunal:
         PRESIDENT: FONTOURA DE GUSMAO CERQUEIRA, RENATO
         SECRETARI: TOUS LIESA, RUBÉN
         VOCAL: DE MORAES, RAFAEL JESUS
    Resum de tesi: La industria del petróleo y gas (O&G) ocupa un lugar destacado entre los principales usuarios comerciales de potentes supercomputadoras en todo el mundo, como lo indican las listas de clasificación global de Computación de alto rendimiento (HPC), como TOP500 y Green500. Las aplicaciones de geociencia, en particular los simuladores geomecánicos y de flujo, plantean cargas de trabajo exigentes para HPC al abordar complejos desafíos de ingeniería en la industria del petróleo y gas, junto con el procesamiento sísmico.El auge de los entornos HPC híbridos bajo demanda y en la nube presenta nuevos desafíos para los usuarios finales. Más allá de la experiencia en sus campos, los usuarios deben explorar las complejidades de la arquitectura informática para seleccionar el hardware óptimo y la opción de paralelización. También deben considerar decisiones sobre el modelo de negocio de los proveedores de la nube, como la gestión de instancias puntuales, la selección de diferentes regiones de la nube o incluso diferentes proveedores de la nube. Además, los usuarios luchan con las complejidades de configurar su propio software de geociencia debido a la multitud de parámetros numéricos ajustables. Los valores predeterminados pueden no ser óptimos para modelos de yacimientos específicos, lo que requiere del usuario conocimiento fuera de su campo de especialización.Esta tesis tiene como objetivo cambiar el paradigma en la utilización de HPC para las geociencias al confiar las decisiones de arquitectura informática a algoritmos de optimización conscientes del dominio. Este enfoque no solo mejora la usabilidad para el usuario final, sino que también puede traducirse en reducciones sustanciales tanto de tiempo como de costos. Estos algoritmos podrían conducir a una mejor utilización de las supercomputadoras locales y a la optimización de costos de los recursos de la nube. Evaluamos la viabilidad de este enfoque a través de las contribuciones de tres algoritmos.El primer algoritmo de este trabajo se denominó TunaOil, que es una metodología novedosa que utiliza ejecuciones previas de simulación para entrenar un oráculo que propone parámetros numéricos casi óptimos para simulaciones posteriores dentro de un flujo de trabajo iterativo. Esto permite ajustar los parámetros de simulación sin ejecuciones adicionales, ahorrando un tiempo valioso. Los experimentos muestran que la contribución de este algoritmo mejora hasta un 31% el tiempo de ejecución general.El segundo algoritmo, denominado MScheduler, es un metaprogramador diseñado para simulaciones en la nube. El mismo ejecuta de manera eficiente trabajos SLURM mediante el uso de máquinas virtuales (VM) puntuales para minimizar los costos y garantizar la finalización del trabajo, incluso en caso de terminación de la VM. Las contribuciones clave incluyen una metodología novedosa para puntos de control de simulación de yacimientos, un programador basado en costos y una análisis de la estrategia utilizando trabajos de producción reales. MScheduler reduce significativamente los costos financieros (de 32 a 66%) con un ligero aumento en el makespan (de 8 a 19%). El tercer algoritmo utiliza algoritmos de aprendizaje automático (ML) para predecir los tiempos de ejecución de simulacion, mejorando la eficiencia de los recursos del clúster. El modelo desarrollado clasifica el intervalo de duración de los trabajos de simulación de yacimientos SLURM con una precisión de más de 70%, superando el rendimiento estándar descrito en la literatura sobre programación de trabajos, contribuyendo así a mejorar las decisiones de programación.Juntos, estos algoritmos marcan un cambio de paradigma en la utilización de HPC para aplicaciones de geociencia. Liberan a los usuarios finales de opciones complejas de arquitectura informática, contribuyendo para una mejor toma de decisiones con beneficios en tiempo y costes.
  • MATSUMURA, KAZUAKI: Advancing the state of the art of directive-based programming for GPUs: runtime and compilation
    Autor/a: MATSUMURA, KAZUAKI
    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: (DAC)
    Modalitat: Normal
    Data de dipòsit: 20/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 04/04/2024
    Director/a de tesi: PEÑA MONFERRER, ANTONIO JOSE
    Tribunal:
         PRESIDENT: CASTELLÓ GIMENO, ADRIÁN
         SECRETARI: AYGUADÉ PARRA, EDUARD
         VOCAL: EL HAJJ, IZZAT
    Resum de tesi: El desenvolupament ràpid de la tecnologia informàtica ha aplanat el camí perquè els models deprogramacióbasats endirectives exerceixin un paper principal en el manteniment de la portabilitat del programari d'aplicacions de rendimentcrític.Elsesforços en aquests models impliquen un cost d'enginyeria mínim per permetre l'acceleració computacional enmúltiplesarquitectures, mentre que als programadors només cal afegir metainformació al codi seqüencial. Tot i això, les optimitzacionsperobtenir la millor eficiència possible solen ser un desafiament. La inserció de directives per part del programador pot provocarefectes secundaris que limitin la possible optimització disponible del compilador, cosa que podria provocar unadegradaciódelrendiment. Això s'agreuja quan s'apunta a l'execució asincrònica o sistemes multi-GPU, ja que els pragmes no s'adaptenautomàticament a aquests mecanismes i requereixen ajustaments de codi costosos i que requereixen molt de temps per partdels programadors. A més, els models de programació basats en directives com OpenACC i OpenMP sovint impedeixen que elsprogramadors facin optimitzacions addicionals per aprofitar les característiques arquitectòniques avançadesde les GPUperquèel càlcul real generat és ocult per al desenvolupador de l'aplicació.Aquesta dissertació explora noves possibilitats per optimitzar el codi basat en directives tant des de la perspectiva del tempsdexecució com de la compilació. Primer presentem un marc d'execució per a OpenACC per facilitar l'anàlisi i lacompilaciódinàmica. Especialment, el nostre marc realitza una execució asincrònica automàtica i un ús demúltiplesGPU segons l'estatd'execució del nucli i la disponibilitat de dades, mentre aprofita un mecanisme sobre la marxa per a lacompilaciói l'optimitzaciódel programa. Agreguem un mètode versàtil de traducció de codi per a la utilització de múltiples dispositiusmitjançantel qual lesaplicacions optimitzades manualment es poden distribuir automàticament mantenint l'estructura i el paral·lelismedel codioriginal.En segon lloc, implementem una nova tècnica d'optimització flexible que opera inserint una fase d'emulador de codi al final delprocés de compilació. La nostra eina emula el codi generat mitjançant anàlisi simbòlica en substituir informació dinàmicaiaixípermetre que s'apliquin més optimitzacions de codi de baix nivell. Implementem la nostra eina per admetre les directives CUDA iOpenACC com a interfície del procés de compilació, cosa que permet optimitzacions de GPU de baix nivell per a OpenACC queabans no eren possibles. En tercer lloc, us proposem l'ús d'una tècnica d'optimització moderna, lasaturaciód'igualtat, peroptimitzar el codi seqüencial utilitzat a la programació basada en directives per a GPU. El nostre enfocament aconsegueixmenys computació, menys accés a la memòria i un alt rendiment de la memòria simultàniament. El nostre marc totalmentautomatitzat construeix la forma SSA a partir d'entrades que es reescriuran completament mantenint lesdependènciesi extraientcasos òptims. En general, cobrim tècniques de temps dexecució i mètodes doptimització basats eninformació dinàmica,operacions de baix nivell i oportunitats a nivell dusuari.
  • NESTOROV, ANNA MARIA: Optimizing serverless architectures for data-intensive analytics workloads
    Autor/a: NESTOROV, ANNA MARIA
    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: (DAC)
    Modalitat: Normal
    Data de dipòsit: 25/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 09/04/2024
    Director/a de tesi: CARRERA PÉREZ, DAVID | BERRAL GARCÍA, JOSEP LLUÍS
    Tribunal:
         PRESIDENT: SANCHEZ ARTIGAS, MARC
         SECRETARI: GUITART FERNANDEZ, JORDI
         VOCAL: TAHERKORDI, AMIRHOSEIN
    Resum de tesi: Recentment, la informàtica sense servidor ha captat l'atenció de l'acadèmia i la indústria pel seu aprovisionament de recursos a demanda, permetent als usuaris centrar-se exclusivament en la seva lògica de negoci principal descomponint les tasques en petites funcions sense estat.La informàtica sense servidor ofereix avantatges com un model de cost 'pagament segons l'ús', major flexibilitat i escalat automàtic transparent dels recursos.Los investigadors estan explorant cada vegada més el potencial de la informàtica sense servidor en anàlisis complexos i intensius en dades. Aquestes tasques, pesades en recursos i altament paralleles, involucren comunicacions significatives entre funcions. No obstant això, aquest canvi presenta reptes, requerint una alineació amb les necessitats i restriccions específiques d'aquestes aplicacions. Aquesta tesi demostra que és possible executar eficientment càrregues de treball modernes d'anàlisis intensius en dades, tradicionalment desplegades en clústers gestionats a la núvol, dins d'entorns d'informàtica sense servidor utilitzant comunicació directa entre funcions i polítiques d'assignació de recursos optimitzades en rendiment i costos. Per demostrar aquesta tesi, primerament construïm un model de rendiment per a càrregues de treball sense servidor, considerant el compartiment de dades, el volum i les tecnologies de comunicació. El model, amb un error relatiu del 5,52%, avalua el rendiment d'una càrrega de treball representativa en entorns sense servidor, analitzant la granularitat i la concurrencia de tasques, la localització de les dades, l'assignació de recursos i les polítiques de planificació. Els nostres resultats indiquen que el rendiment de les càrregues de treball d'anàlisis intensius en dades pot ser fins a 4,32x més ràpid depenent de com estiguin desplegats.A continuació, presentem Floki, un sistema de reenviament de dades que aborda el coll d'ampolla de l'emmagatzematge centralitzat. Permet la comunicació directa entre parelles de funcions productor-consumidor utilitzant mètodes de comunicació de mida fixa, permetent la transferència de dades transparent i reduint la còpia de dades de xarxa. Aquest enfocament orientat al flux de treball millora el rendiment i minimitza els requisits de recursos sense restringir la ubicació de les funcions. La avaluació experimental, realitzada en els patrons de comunicació principals en sistemes distribuïts, mostra que Floki redueix el temps de punta a punta fins a 74,95x, disminuint el temps més extens de compartició de dades de 12,55 a 4,33 minuts, estalviant gairebé dos terços del temps. A més a més, Floki aconsegueix fins a 50.738x d'estalvi de recursos, equivalent a una assignació de memòria d'aproximadament 1,9MB en lloc d'una assignació d'emmagatzematge d'objectes de 96GB.Finalment, investiguem com aconseguir una utilització eficient dels recursos en els entorns moderns sense servidor i proposem Dexter, un nou gestor d'assignació de recursos, aprofitant l'elasticitat de la informàtica sense servidor. Dexter monitoritza de manera contínua l'execució de l'aplicació, assignant dinàmicament recursos a un nivell de granularitat fina combinant estratègies predictives i reactives per garantir l'eficiència en rendiment-costos (optimitzant el cost total de temps d'execució). A diferència dels models de Machine Learning (ML) de caixa negra, Dexter arriba a una solució prou bona, prioritzant la simplicitat, la generalitat i la facilitat d'entendre. L'avaluació experimental demostra que la solució aconsegueix una reducció de costos significativa de fins a 4,65x, mentre millora l'eficiència dels recursos fins a 3,50x, en comparació amb l'assignació de recursos per defecte de Spark sense servidor. Dexter també permet fins a 5,71x de estalvis de recursos. Dexter és una solució robusta per a càrregues de treball noves , aconseguint una eficiència de rendiment-costos fins a 2,

AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ

  • MARTÍ SAUMELL, JOSEP: Agile aerial manipulation: an approach based on full-body dynamics and model predictive control
    Autor/a: MARTÍ SAUMELL, JOSEP
    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: 26/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 10/04/2024
    Director/a de tesi: SANTAMARIA NAVARRO, ANGEL | SOLÀ ORTEGA, JOAN
    Tribunal:
         PRESIDENT: MANSARD, NICOLAS
         SECRETARI: MORCEGO SEIX, BERNARDO
         VOCAL: LIPIELLO, VINCENZO
    Resum de tesi: Els manipuladors aeris, els quals normalment prenen la forma de multirotors amb extremitats robòtiques afegides, utilizen aquestes extremitats per tasques purament de manipulació i, en canvi, no les fan servir durant la locomoció aèria. A més, solen tenir un moviment lent. Aquesta tesi té per objectiu millorar l¿agilitat dels manipuladors aeris aprofitant la seva extremitat per afavorir el moviment del robot. Aquest objectiu implica investigar varis modes d¿utilitzar l¿extremitat: com una cua per locomoció aèria, com un braç per manipulació aèria, o com una cama per fer una locomoció híbrida aèria i per contactes. La present tesi contribueix en dos aspectes concrets: 1. Generació i control de trajectòries àgils per manipuladors aeris, 2. Disseny i construcció d¿un manipulador aeri especialitzat en executar moviment àgils.La generació de moviments àgils requereix la predicció del moviment del robot considerant la seva dinàmica, de tal manera que poguem utilitzar aquesta dinàmica per afavorir el seu moviment. Així, podem aconseguir maniobres complexes amb una relativa facilitat. El control òptim és una tècnica de generació de trajectòries que compleix amb aquests requirements i que és central en aquesta tesi. Codifiquem les tasques del robot mitjançant les funcions de cost del problema de control òptim i fem servir la dinàmica de cost complet com a restriccions dinàmiques. Pel que fa al control, fem servir tècniques de control predictiu basades en models (MPC). Per obtenir la comanda de control, un controlador MPC soluciona el problema de control òptim en el qual hem codificat la trajectòria àgil. Després, aplica la primera comanda de la trajectòria de control solució del problema. Un controlador MPC requereix solucionar el problema de control òptim a la freqüència de control, és a dir, en pocs milisegons. Aquest fet ens obliga a utilitzar solucionadors especialitzats i ràpids basats en el principi de la programació dinàmcia, com els solucionadors de programació dinàmica diferencials (DDP). En la seva forma original, aquests solucionadors no poden considerar els límits del control. Aquests límits son importants per poder crear trajectòries compatibles amb un robot real. Per afrontar aquest problema, proposem dos mètodes basats en DDP per tal de considerar els límits del control: un és basat en una sigmoide, i l¿altre es base en un mètode de projecció. Tot i usant aquests solucionadors especialitzats, encara tenim dificultats per aconseguir la freqüencia de solució desitjada i ens veiem obligats a reduir l¿horitzó de l¿MPC. Aquesta reducció afecta la capacitat de predicció del controlador i compromet l¿acompliment de les tasques, especialment aquelles que requereixen l¿elaboració d¿una maniobra complexa. Per superar aquest obstacle, en aquesta tesi, proposem d¿actualitzar la funció de cost terminal de l¿MPC amb una funció que codifica la part de la trajectòria que es manté fora de l¿horitzó del controlador. Referent al disseny del robot, executar moviments àgils esdevé complicat amb els manipuladors aeris existents, els quals són formats generalment per multirotors de grans dimensions, i amb extremitats rígides i amb elevades relacions de transimissió. En aquesta tesi, presentem el Borinot, una plataforma aèria d¿accés obert dissenyada per fer recerca en locomoció àgil i híbrida fent servir el vol i els contactes. Aquesta plataforma consta d¿un hexarotor àgil i potent que pot acomodar extremitats controlades per parell de diversa morfologia, permetent el control dinàmic de cos complet. A més, presentem experiments amb aquest robot demostrant diferents trajectòries àgils.A més de les contribucions esmentades, aquesta tesi contribueix en altres àrees que són necessàries per l¿operació del robot. Aquestes àrees inclouen la identificaió dels paràmetres dinàmics del model basada en l¿estimació per factor
  • MOLAVI, ALI: Control System Design and Implementation for PEMFC to Maximize the Efficiency and Minimize the Degradation in an Automotive Application
    Autor/a: MOLAVI, ALI
    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: 27/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 11/04/2024
    Director/a de tesi: SERRA PRAT, MARIA | HUSAR, ATTILA PETER
    Tribunal:
         PRESIDENT: VALIÑO GARCÍA, LUIS
         SECRETARI: COSTA CASTELLO, RAMON
         VOCAL: MORÉ, JERÓNIMO JOSÉ
    Resum de tesi: Els combustibles fòssils han jugat un paper clau en l¿impuls del desenvolupament econòmic global. No obstant això, el seu ús descontrolat ha comportat greus conseqüències ambientals, especialment la contaminació de l'aire i les emissions de gasos d'efecte hivernacle (GEH), la qual cosa representa amenaces substancials per a la salut humana i el benestar del planeta. Per abordar aquests problemes urgents, el desenvolupament de tecnologies eficients i sostenibles com les Cèl·les de Combustible de Membrana d'Intercanvi Protònic (PEMFC), alimentades amb hidrogen de fonts renovables, s'ha tornat primordial. Les PEMFC són una gran promesa com a solució viable per a la descarbonització i la mitigació de la contaminació de l'aire i les emissions de GEH associades amb el transport i els vehicles. No obstant això, superar els reptes relacionats amb la seva eficiència i longevitat roman un pas crucial cap endavant. Concretament, aquesta tesi explora l'aplicació de les PEMFC en un vehicle elèctric de pila de combustible per a automòbils. La longevitat i durabilitat d'un sistema de piles de combustible, juntament amb la seva eficiència, són factors clau en l'avanç dels vehicles de piles de combustible, ja que afecten significativament el cost i l'acceptació del consumidor d'aquests vehicles. En l'àmbit de les aplicacions automobilístiques, els principals factors de la degradació de les piles de combustible inclouen condicions operatives extremes (que involucren temperatura, humitat, pressió, velocitat de flux de massa, densitats de potència altes i baixes), perfils de càrrega dinàmics, manipulació inadequada durant els modes d'inici, aturada i inactivitat, i la presència de contaminants en els gasos reactants. Es presenta en aquesta tesi un model de paràmetres distribuïts de la pila, que representa amb precisió el comportament dinàmic intern de les PEMFC. A més, s'introdueixen i implementen en Simulink els models dels subsistemes de balanç de planta, incloent-hi els subsistemes d'ànode, càtode i tèrmic. Tots aquests models es validen experimentalment. Basant-se en aquests models, es dissenya una estratègia de control predictiu del model per obtenir les condicions operatives òptimes per a la pila i generar a partir d'aquestes els valors de referència dels subsistemes de balanç de planta. Es dissenya un controlador supervisor per a un sistema de piles de combustible. Aquest controlador supervisor consta de tres components clau: un generador de valors de referència, una màquina d'estats i un calculador de límits de potència. El controlador supervisor es sotmet a rigoroses proves de simulació utilitzant un cicle de conducció automobilístic estàndard. Aquestes metodologies i algoritmes de control sofisticats s'apliquen després al sistema automobilístic desenvolupat en el projecte europeu INN-BALANCE, que ha servit com a base per a aquesta tesi doctoral. Per tant, aquesta tesi presenta resultats experimentals obtinguts de la implementació del controlador proposat en un vehicle prototip a les instal·lacions de PCS i CEVT, incloent l'arrencada, apagada, seguiment dinàmic de càrrega i rendiment del controlador local dels subsistemes. Finalment, aquesta tesi proporciona una visió integral de les contribucions realitzades per la recerca i els seus resultats. La conclusió també proposa possibles vies per a futures investigacions, marcant el final del viatge investigatiu emprès en aquesta tesi.
  • ORTI NAVARRO, JOAN: The Surface Defect Identification Problem in The Industry: A Novel Approach with Semantic Segmentation and Generative Adversarial Networks
    Autor/a: ORTI NAVARRO, JOAN
    Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
    Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
    Departament: Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII)
    Modalitat: Normal
    Data de dipòsit: 18/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 02/04/2024
    Director/a de tesi: MORENO NOGUER, FRANCESC D'ASSIS | PUIG CAYUELA, VICENÇ
    Tribunal:
         PRESIDENT: SERRATOSA CASANELLES, FRANCESC ASSIS
         SECRETARI: GRAU SALDES, ANTONI
         VOCAL: VENTURA ROYO, CARLES
    Resum de tesi: L'inspecció superficial de les superfícies recobertes a la indústria automobilística, tradicionalment ha estat un procés manual a càrrec d'operadors amb ull avesat, responsables d'inspeccionar tot el cos del cotxe. No obstant això, com es pot deduir, les inspeccions manuals sovint manquen de repetitivitat i fiabilitat, molt desitjades en un sector tan estricte. La visió per ordinador ha abordat aquest problema amb els primers sistemes automatitzats de detecció de defectes, assenyalant els defectes en el cos del cotxe i la seva mida. Tanmateix, ja que aquests sistemes estan limitats només a la detecció, l'operador encara és responsable d'etiquetar adequadament els defectes per a la seva posterior reparació. A més, hi ha una manca de traçabilitat entre el procés i els propis defectes, el que retarda la identificació de les causes arrel de les instal·lacions defectuoses del taller de pintura.En aquesta tesi, abordem el problema multidisciplinari de la identificació de defectes en superfícies especulars, amb dues línies de recerca principals. En la primera, hem desenvolupat un nou enfocament d'il·luminació basat en lallum difusa indirecta, en contrast amb la reflexió especular convencional. Juntament amb una càmera d'alta resolució, hem demostrat una millora significativa en la identificació de defectes, en comparació amb els sistemes existents. Aquests resultats han estat avaluats amb auditors especialitzats de la fàbrica de SEAT Martorell.La segona línia de recerca, orientada a la visió per ordinador, explora les possibilitats d'implementar una solució d'aprenentatge profund per a la identificació de defectes industrials. Hem desenvolupat un model ràpid i fiable d'agregació de context, que presenta convolucions dilatades i connexions residuals entre capes oposades. Aquest model es complementa seguint una combinació de funcions de cost entre classificació i segmentació, per a un entrenament més adequat. A més, per fer front a les freqüents desigualtats de classes en els conjunts de dades industrials, hem desenvolupat una estratègia d'augmentació d'imatges amb un retallat guiat, basada en retallar defectes reals aleatòriament a imatges no defectuoses, per generar noves mostres sintètiques. Els resultats indiquen que la combinació d'aquest model amb aquesta estratègia d'augmentació supera models de segmentació ben coneguts.Finalment, en situacions de manca de dades, hem recorregut a mètodes de síntesi d'imatges per generar noves mostres falses. Models com Pix2pix han demostrat ser capaços de generar imatges gairebé reals, ajudant al model de segmentació a convergir més ràpidament que amb la tècnica d'augmentació d'imatges amb guia de retallada anterior. Més endavant, aquest mètode generatiu serà superat per un de més sofisticat, que incorpora capes de normalització adaptatives espacialment i ajuda a sintetitzar imatges fins i tot sense un codificador. En general, hem demostrat bones capacitats en múltiples conjunts de dades industrials.

CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS

  • JOHANSSON, LINH HA HUONG LOVISA: 3D-printed biomimetic bone grafts: Clinical validation and improvement strategies
    Autor/a: JOHANSSON, LINH HA HUONG LOVISA
    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: (CEM)
    Modalitat: Normal
    Data de dipòsit: 26/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 10/04/2024
    Director/a de tesi: GINEBRA MOLINS, MARIA PAU | RAYMOND LLORENS, SANTIAGO
    Tribunal:
         PRESIDENT: MONTERO MARTÍN, JAVIER
         SECRETARI: DÍEZ ESCUDERO, ANNA
         VOCAL: OLDE DAMINK, LEON
    Resum de tesi: Els defectes ossis suposen una càrrega assistencial i una despesa socioeconòmica important i, per tant, hi ha una clara necessitat de desenvolupar noves estratègies d'empelt ossi que tinguin en compte les propietats fisicoquímiques de l'os autòleg per aconseguir tractar els defectes ossis d'una manera més eficaç. Els autoempelts són considerats la opció de referència pel seu excel·lent rendiment biològic. Malgrat això, presenta greus inconvenients ja que requereixen d¿una cirurgia addicional per a obtenir- los. Per aquest motiu, les comunitats industrial i científica s'han centrat en el desenvolupament de d'empelts ossis sintètics, aprofitant la facilitat de control químic, estructural i geomètric. La present tesi doctoral es centra en el desenvolupament d'empelts ossis biomimètics personalitzats, incloent la validació clínica i el desenvolupament de noves formulacions de materials amb un millor comportament mecànic. El capítol 1 dóna una visió global de l¿estat de l¿art de la regeneració òssia i els materials utilitzats com a substituts ossis, posant èmfasi en la necessitat de desenvolupar empelts ossis sintètics personalitzats innovadors. Aquest capítol ofereix una revisió de les tècniques de fabricació additiva i els materials ceràmics utilitzats més freqüentment en l'enginyeria de teixits ossis i les seves estratègies de consolidació. Es presenta la seva transferència a l¿entorn clínic, focalitzant-se en els fosfats de calci i en MimetikOss® 3D. El capítol 2 es centra en avaluar el comportament clínic de l'empelt ossi ceràmic imprès en 3D MimetikOss® 3D en un augment vestibular horitzontal. Aquests empelts ossis permeten un encaix perfecte en el lloc quirúrgic sense cap necessitat de fresat addicional, la qual cosa redueix el temps de cirurgia en comparació amb altres tècniques de regeneració òssia (regeneració òssia guiada, blocs estandarditzats). L'empelt ossi està completament osteointegrat i els seus macropors són colonitzats per l'os 10 mesos després de la cirurgia sense signes d'encapsulació. S'aconsegueix una reconstrucció estable en volum, que resulta en una restauració completa del gruix original de la cresta òssia. Els implants dentals es col·loquen sense necessitat de reempeltar i es mantenen estables després d¿1 any, demostrant l¿eficàcia clínica d'aquests empelts ossis en reconstruccions òssies vestibulars. En el capítol 3 s¿estudien diferents maneres d¿incorporar PLGA, com a lligant o com a recobriment, a bastides impreses en 3D, aprofitant el seu enduriment a baixa temperatura, per tal de millorar el seu comportament mecànic. L¿addició de PLGA millora significativament la tenacitat de l¿estructura (increment de 2.6 i 4.2 vegades en flexió incorporant el PLGA com a lligant i com a recobriment, respectivament; i una millora de 8 i 1.6 vegades en compressió, respectivament), alhora que es conserva la viabilitat cel·lular in vitro que presenta el producte MimetikOss® 3D (amb cèl·lules MG-63 i hMSC). La configuració amb PLGA com a lligant és la millor opció pel que fa a la millora en el comportament mecànic i la diferenciació osteogènica (canvi de x2 en expressió d¿ALPL). Les proves de fixació per cargolament demostren que les propietats mecàniques millorades augmenten la fixació de les peces en una indicació de fixació complexa a la mandíbula. En el capítol 4 es discuteix l¿impacte, les limitacions i els reptes dels empelts biomimètics impresos en 3D. Es demostra que els avenços aconseguits durant aquesta tesi doctoral poden tenir un impacte positiu en cost, temps i rendiment de les futures estratègies basades en empelts ossis. Aquests resultats ajudaran a tractar defectes ossis complexos i de grans dimensions, de manera que beneficiï tant al clínic com al pacient i fomenti una atenció sanitària sostenible basada en biomaterials sintètics i en medicina personalitzada. Aquesta tecnologia ha estat

COMPUTACIÓ

  • ALONSO ALONSO, JESUS: Dynamic Terrain Modeling
    Autor/a: ALONSO ALONSO, JESUS
    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: 18/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 02/04/2024
    Director/a de tesi: JOAN ARINYO, ROBERT
    Tribunal:
         PRESIDENT: CHOVER, MIGUEL
         SECRETARI: ARGUDO MEDRANO, OSCAR
         VOCAL: BOSCH GELI, CARLES
    Resum de tesi: Aquest treball explora tècniques de modelatge de terrenys que proporcionen una experiència integral en termes de representació gràfica, interacció física i actualització dinàmica en temps real. En particular, el nostre focus gira entorn a la creació d'un sistema capaç de: 1) capturar qualsevol característica possible que trobem en els terrenys, 2) mantenir un precís nivell de detall, 3) oferir renderització i navegació en temps real, 4) incloure l'opció de realitzar actualitzacions dinàmiques en temps real, i 5) suportar interaccions físiques d'entitats també en temps real.Un cop revisats els models anteriors existents a l'estat de l'art, es proposen dos models que prenen un model digital d'elevació com a estructura base. El primer segueix una estratègia en la qual mimetitzem els esdeveniments geotectònics que trobem a la natura. El segon utilitza un enfocament d'escultura amb poliedres convexos com a eina de tall. Amb aquesta finalitat, es presenten diversos treballs.Mentre que la primera opció introdueix alguns avantatges amb limitacions, la segona opció és una proposta que compleix amb els cinc requisits requerits. D'una banda, pot modelar túnels, coves i voladissos, i les característiques del terreny es poden capturar amb una precisió a nivell de píxel. D'altra banda, no és demandant pel que fa a requisits de processament i emmagatzematge i ofereix escalabilitat. Finalment, la renderització, la interacció física i les actualitzacions dinàmiques es poden realitzar en temps real.Com a resultat, aquest treball representa una contribució significativa, oferint una solució integral capaç d'abordar els aspectes més desafiants del modelatge de terrenys dinàmics. El nostre enfocament introdueix un nou model de terreny que compren diverses estructures de dades i una sèrie d'algoritmes dissenyats per capturar una àmplia gamma de formacions de terreny amb precisió. Una escena composta per desenes de milions de triangles pot ser actualitzada contínuament fins al punt de simular un terreny completament devastat, renderitzat i sotmès a càlculs de física en temps real que involucren desenes de milers d'entitats físiques. El model proposat té un gran potencial per a aplicacions de gràfics per ordinador, particularment en escenaris com simuladors i jocs, on els paisatges dinàmics juguen un paper primordial.

ENGINYERIA AMBIENTAL

  • KILIÇ, EYLEM: Advancing the use of waste streams in plastic composites
    Autor/a: KILIÇ, EYLEM
    Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
    Programa: ENGINYERIA AMBIENTAL
    Departament: (DECA)
    Modalitat: Compendi de publicacions
    Data de dipòsit: 18/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 02/04/2024
    Director/a de tesi: PUIG VIDAL, RITA | FULLANA PALMER, PERE
    Tribunal:
         PRESIDENT: MÉNDEZ GONZÁLEZ, JOSÉ ALBERTO
         SECRETARI: GASSO DOMINGO, SANTIAGO
         VOCAL NO PRESENCIAL: EL BACHAWATI, MAKRAM
    Resum de tesi: L'indústria del cuir enfronta desafiaments globals relacionats amb les seves credencials de sostenibilitat a causa de l'important residu generat al llarg dels processos de producció del cuir. En el context de la política ambiental contemporània, que es centra cada vegada més en la producció i consum sostenibles, la necessitat d'entendre i mitigar els impactes ambientals associats amb el cuir s'ha convertit en un imperatiu estratègic i econòmic. En aquest respecte, es va realitzar una avaluació del cicle de vida (ACV) "de porta a porta" seguint les recentment publicades Regles de Categoria d'Empremta Ambiental de Producte de Cuir (PEFCR). L'anàlisi va tenir com a objectiu avaluar els impactes ambientals de la producció de cuir, amb un enfocament específic en la indústria de producció de cuir de Nova Zelanda, principalment a causa de la seva economia orientada a l'agricultura i a la gran mida del seu sector ramader. Aquesta tesi es basa en aquesta fundació abordant el problema dels residus sòlids en la indústria del cuir. Per tant, es va investigar una estratègia de valorització de residus per convertir els residus inevitables en recursos valuosos a través de la producció de nous compostos de valor afegit, que implica incorporar residus de cuir (BF) en polietilè d'alta densitat (HDPE) verge i reciclat. L'enfocament d'aquesta tesi és analitzar l'impacte ambiental d'aquests nous compostos, per millorar la implementació dels principis d'economia circular, en el context del seu ús en la producció de paraxocs automobilístics. L'impacte ambiental d'aquests nous compostos es va comparar amb els paraxocs convencionals de polipropilè (PP), realitzant una avaluació del cicle de vida de bressol a porta (ACV). La tesi també té com a objectiu proporcionar una contribució a la metodologia ACV aplicada a materials compostos, adoptant diverses unitats funcionals, com massa, volum i el volum de matèria primera que compleix amb un requisit específic de resistència a l'impacte. L'anàlisi detallat de les propietats mecàniques i tèrmiques dels compostos BF/HDPE destaca el potencial del compost per a aplicacions industrials que requereixen alta resistència mecànica i baixa conductivitat tèrmica. La incorporació de residus de cuir no només millora les propietats del material, sinó que també contribueix a la sostenibilitat ambiental convertint els residus inevitables en un producte de valor afegit. L'avaluació ambiental, adoptant una ACV de bressol a porta amb diverses unitats funcionals, indica que els compostos fets d'HDPE reciclat i residus de cuir tenen un impacte ambiental menor que els de materials verges. L'única excepció és quan la resistència a l'impacte del material és un factor clau en la unitat funcional, a causa de la major resistència a l'impacte dels compostos HDPE-BF. En tots els casos, augmentar el contingut de materials reciclats en els paraxocs augmenta el seu rendiment ambiental, donant suport a l'avanç dels principis d'economia circular en el sector automobilístic. La recerca destaca la importància de triar una unitat funcional apropiada, basada en aplicacions específiques com paraxocs automobilístics, en comparar l'empremta ambiental de materials compostos innovadors amb la de materials tradicionals. Ampliar l'abast de l'avaluació per incloure diverses funcions ofereix un escenari més realista, però també condueix a majors incerteses en els resultats.

ENGINYERIA CIVIL

  • RIVET FERNÁNDEZ, IVÁN: Computational Multiscale Analysis for Additive Manufacturing
    Autor/a: RIVET FERNÁNDEZ, IVÁN
    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: (DECA)
    Modalitat: Compendi de publicacions
    Data de dipòsit: 18/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 02/04/2024
    Director/a de tesi: CERVERA RUIZ, LUIS MIGUEL | DIALAMI SHABANKAREH, NARGES
    Tribunal:
         PRESIDENT: AURICCHIO, FERDINANDO
         SECRETARI: LLOBERAS VALLS, ORIOL
         VOCAL: DOMINGO-ESPIN, MIQUEL
    Resum de tesi: La present tesi té com a objectiu comprendre i optimitzar els components fabricats mitjançant Manufactura Additiva (MA) a través de simulacions computacionals multiescala.Els objectius principals del treball són: (1) desenvolupar un model de material ortòtrop multiescala adaptat per a components de Fabricació per Filament Fos (FFF), (2) formular una estratègia d'optimització del rendiment mecànic de les peces FFF, i (3) caracteritzar, modelar i validar els mecanismes de fallada d'aquestes peces.Per tal d'abordar el primer objectiu, es construeix un model de material ortòtrop basat en els diferents patrons d'impressió existents en peces FFF dins del marc de l'anàlisi multiescala. Aquest model considera les complexes interaccions a escala de filament i component FFF, proporcionant una modelització representativa del comportament del material. El fet de considerar totes dues escales permet al model adquirir una comprensió completa de la resposta mecànica de les peces FFF, el seu rendiment i els seus modes de fallada.El segon objectiu es centra en l'optimització del rendiment mecànic de les peces FFF. Aprofitant el model multiescala desenvolupat, es formula una estratègia d'optimització basada en un algoritme estadístic i un criteri de fallada ortòtrop. També s'aborda l'estratègia de generació del domini computacional, analitzant diferents enfocaments i utilitzant una estratègia d'adaptació de malla (AMR) per reduir el cost computacional de les simulacions. Aquesta metodologia s'integra completament en el flux de treball de MA.L'objectiu final implica la caracterització i el modelatge dels diferents mecanismes de fallada presents en les peces FFF. S'identifiquen els diferents modes de fallada exhibits per les peces FFF per a cada patró d'impressió, i es desenvolupa un criteri de dany basat en els mecanismes de fallada (MB) dels mateixos. A més, es presenta i valida mitjançant proves experimentals un model de fractura MB que considera la fragilitat ortòtropa de les peces FFF.La motivació principal d'aquesta tesi és reduir la dependència de la caracterització i modelització del comportament mecànic de les peces FFF amb els procediments experimentals, mitjançant simulacions multiescala d'alta fidelitat i baix cost computacional. Els resultats d'aquest estudi busquen millorar les actuals directrius de Disseny per a Manufactura Additiva (DfMA).

ENGINYERIA DE PROCESSOS QUÍMICS

  • NASR ESFAHANI, KOUROSH: Mathematical modeling of advanced oxidation processes for the efficient wastewater treatment: Integrated Management of advanced oxidation processes and conventional Bio-Processes for the removal of recalcitrant components
    Autor/a: NASR ESFAHANI, KOUROSH
    Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
    Programa: ENGINYERIA DE PROCESSOS QUÍMICS
    Departament: Departament d'Enginyeria Química (EQ)
    Modalitat: Normal
    Data de dipòsit: 28/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 12/04/2024
    Director/a de tesi: PEREZ MOYA, MONTSERRAT | GRAELLS SOBRE, MOISES
    Tribunal:
         PRESIDENT: PAIS VILAR, VÍTOR JORGE
         SECRETARI: SOLER TURU, LLUIS
         VOCAL: GARCIA MONTAÑO, JULIA
    Resum de tesi: L'objectiu d'aquesta tesi és contribuir al desenvolupament de la modelització matemàtica dels processos d'oxidació avançada (AOPs) emprats per tractar eficientment els compostos orgànics recalcitrants a les aigües residuals. En particular, la tesi de doctorat se centra primer en el desenvolupament de models matemàtics dels AOPs, la implementació d¿aquests models en eines informàtiques i l¿obtenció d¿una comprensió més profunda de la naturalesa complexa d'aquests processos mitjançant la simulació detallada per a escenaris diversos i inexplorats de l'evolució d'espècies químiques al llarg del temps de reacció. Aquests instruments s'utilitzen després per ajustar els models a les dades experimentals, tant les obtingudes al laboratori durant el desenvolupament la tesi com les documentades a la literatura. Els models ajustats sa¿ nalitzen i depuren mitjançant tècniques d'anàlisi de sensibilitat i, finalment, es validen i se n'avalua la seva precisió. Els models s'utilitzen principalment per abordar qüestions operatives, però també s'hi consideren aspectes de disseny pel que fa a la simulació de processos integrats que combinen AOPs i processos de tractament biològic convencionals.La tesi aborda específicament el desenvolupament d'un model per als AOPs, sobretot els processos de foto-Fenton, incloent un subministrament flexible de H2O2 donat com a funció del temps. El model aporta una eina pràctica destinada a proporcionar una simulació basada en models per resoldre el problema de la gestió del perfil de dosificació de H2O2 del procés de foto-Fenton.La tesi també aborda el problema de la dependència del pH del procés foto-Fenton mitjançant la modelització de la possibilitat de dur a terme el procés de foto-Fenton a un pH proper a la neutralitat. Això s'estudia considerant l'ús d'agents complexants de ferro com l'àcid etilendiamin disuccínic (EDDS). En una etapa posterior, com a avanç en la millora dels processos defoto-Fenton, es revisa i sa¿ mplia un model cinètic del procés foto-Fenton mitjançant Fe(3+)-EDDS ja reportat a la literatura per incloure les reaccions que ocorren en absència de H2O2, quan el radical EDDS(¿3- ) generat per la lisi del complexFe(3+)-EDDS causa la degradació de la matèria orgànica. Això s'aconsegueix adoptant una nova aproximació semiempírica basada en l¿agrupació d'espècies radicalàries.També s'estudia la ozonització de les aigües residuals com un cas diferent dels AOPs, i s¿aborda la modelització de la descomposició de l'ozó durant el tractament dels efluents secundaris que contenen matèria orgànica. Això es fa proposant un nou model, basat novament en l'ús de concentracions agregades. Es demostra que el model d'ozonització desenvolupat és capaç de descriure el complex perfil de la concentració d'ozó a diferents concentracions inicials i es demostra també la seva bona capacitat per descriure les dades experimentals obtingudes al laboratori, així com les dades obtigudes de la literatura. L'aproximació de modelització adoptada en aquesta tesi també s'ha utilitzat per explorar processos integrats que combinen AOPs amb altres processos, concretament processos de tractament biològic convencionals que tenen com a principal limitació reconeguda la incapacitat per eliminar compostos recalcitrants de les aigües residuals. L'estudi combina els models AOP desenvolupats amb models estàndard com l'ASM1 per determinar la correspondència entre les variables emprades en cada model i produir simulacions de diferents escenaris que combinen aquestes dues tecnologies.Finalment, la tesi també ha abordat el disseny i el desenvolupament de reactors químics, especialment prototips per als processos de foto-Fenton utilitzant la impressió 3D. Aquest darrer estudi aborda la selecció de materials d'acord amb diferents criteris per a la prototipació del reactor i la posterior prova de la idoneïtat química del reactor per

ENGINYERIA ELÈCTRICA

  • BAS CALOPA, PAU: Partial discharges in low-pressure atmosphere: an experimental approach to improving electrical protection
    Autor/a: BAS CALOPA, PAU
    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: (DEE)
    Modalitat: Compendi de publicacions
    Data de dipòsit: 21/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 05/04/2024
    Director/a de tesi: RIBA RUIZ, JORDI ROGER | MORENO EGUILAZ, JUAN MANUEL
    Tribunal:
         PRESIDENT: MONTAÑA PUIG, JUAN
         SECRETARI: ABOMAILEK RUBIO, BASEL CARLOS
         VOCAL: URRESTY BETANCOURT, JULIO CÉSAR
    Resum de tesi: Aquesta tesi contribueix al camp de les descàrregues parcials en ambients de baixa pressió, amb l'objectiu de millorar la protecció dels sistemes d'interconnexió de cables elèctrics (EWIS) en aplicacions aeroespacials. S'han dut a terme una sèrie d'estudis experimentals per avaluar el potencial de les descàrregues superficials i corona com a indicadors de la degradació de l'aïllament elèctric. Amb aquesta finalitat, s'ha examinat la influència de variables com la pressió, la variació dinàmica de pressió, la freqüència i la geometria en el comportament de les descàrregues de corona. A més, s'ha investigat i comparat el rendiment de diversos sensors, incloent sensors d'imatge CMOS, sensors UV fotoelèctrics i càmeres acústiques, en la detecció de descàrregues de corona. Addicionalment, mitjançant l'ús de tècniques de processament d'imatges RGB, aquesta tesi presenta un mètode nou per a la quantificació de les descàrregues de corona. Aquest mètode ha permès estudiar la correlació entre la intensitat lluminosa de les descàrregues elèctriques i l'energia elèctrica dissipada, amb un enfoc particular en com la variació de pressió i freqüència impacta en aquesta relació. També s'ha explorat la viabilitat d'utilitzar les descàrregues superficials i corona com a indicador de la degradació de l'aïllament dels cables, proporcionant coneixement fonamental per al desenvolupament futur d'eines de protecció elèctrica destinades al manteniment predictiu. Les troballes d'aquesta recerca contribueixen al progrés de les estratègies de manteniment predictiu, oferint potencial per a la detecció de fallades en l'aïllament, millorant així la seguretat i la fiabilitat dels sistemes elèctrics aeroespacials.

ENGINYERIA ELECTRÒNICA

  • ARNAIZ MARTÍNEZ, DAVID MARIANO: Bringing Self-Awareness to the Extreme Edge - A Distributed Approach for Adaptive Energy Management in WSNs Applied to Structural Health Monitoring
    Autor/a: ARNAIZ MARTÍNEZ, DAVID MARIANO
    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: 21/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 05/04/2024
    Director/a de tesi: ALARCON COT, EDUARDO JOSE | MOLL ECHETO, FRANCESC DE BORJA | VILAJOSANA GUILLEN, XAVIER
    Tribunal:
         PRESIDENT: CHOWDHURY, KAUSHIK ROY
         SECRETARI: ABADAL CAVALLÉ, SERGI
         VOCAL: DINI, PAOLO
    Resum de tesi: En el panorama actual, les dades esdevenen cada cop un recurs més valuós per millorar la presa de decisions, generar coneixements predictius, augmentar l'eficiència operativa, entre moltes altres aplicacions. En el context actual, els sensors sense fils juguen un paper facilitador, permetent la recopilació de dades d'una manera senzill, flexible i econòmica.Un dels reptes pendents de les tecnologies dels nodes sensors sense fils és la seva disponibilitat energètica limitada, especialment la seva vida útil de la bateria. Per allargar la vida de la bateria, els nodes sensors han d'utilitzar la seva energia de la manera més frugal possible. El comportament òptim d'un node sensor depèn en gran mesura de les condicions de funcionament variables. Per tant, per funcionar de manera òptima, els nodes sensors necessiten incorporar mecanismes adaptatius per ajustar dinàmicament el seu comportament en temps d'execució. Aquests mecanismes adaptatius s'anomenen habitualment Gestió Dinàmica d'Energia (DEM).Malgrat els progressos realitzats en DEM, els nodes sensors comercials continuen funcionant principalment amb comportaments estàtics, malgastant energia. La principal limitació que impedeix l'adopció generalitzada de DEM és que fa que el comportament del node depengui de les condicions de funcionament, fent que el comportament del node sigui imprevisible. En els últims anys, la consciència de si mateix s'ha plantejat com una solució prometedora a aquest repte. Els sistemes autoconscients ajusten autònomament el seu comportament en temps d'execució en funció de les seves condicions operatives internes i externes per assolir els seus objectius operacionals de la manera més eficient possible. En conseqüència, encara que el comportament d'un sistema autoconscient pugui no ser conegut en un moment donat, aquests sistemes proporcionen cert nivell de predictibilitat complint els seus objectius operacionals.Aquesta tesi s'endinsa en l'ús de la consciència de si mateix a nivell del node sensor per guiar el comportament adaptatiu del node. L'objectiu principal d'aquesta tesi és proporcionar una base sòlida per donar suport al progrés futur dels nodes sensors autoconscients. En persecució d'aquest objectiu, presenta una arquitectura de referència d'un node sensor autoconscient resolent la manca actual d'estandardització en el seu disseny. A més, proposa dos mètodes de monitorització autoconscient que permeten al node complir amb el seu objectiu de vida útil de la bateria optimitzant alhora la seva assignació d'energia per maximitzar la seva precisió de monitorització. Un altre aspecte clau que limita l'adopció de la consciència de si mateix a nivell del node sensor és la falta d'informació i capacitats de computació del node per modelar entorns complexos, com sol passar en les aplicacions de monitorització de la salut estructural (SHM). Aquesta tesi aborda aquest problema proposant un mètode de monitorització conscient d'anomalies adaptat per a aplicacions SHM, que modela els patrons de vibració local mesurats pel node per determinar els requisits de monitorització actuals del node. Finalment, la tesi acaba explorant com es pot ampliar el concepte de consciència de si mateix a través de la xarxa, permetent la interacció entre nodes sensors autoconscients i una aplicació de monitorització autogestionada que s'executa al núvol.

ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA

  • AZIZIAN, POOYA: MICROFLUIDICS FOR BIOSENSING WITH ADDITIVE MANUFACTURING:SIMULATION MODEL AND FABRICATION
    Autor/a: AZIZIAN, POOYA
    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: 26/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 10/04/2024
    Director/a de tesi: CASALS TERRE, JASMINA | CABOT CANYELLES, JOAN MARC | ORTEGA NOVILLO, ADRIAN | RICART CAMPOS, JORDI
    Tribunal:
         PRESIDENT: BENITO LÓPEZ, FERNANDO
         SECRETARI: RODRÍGUEZ VILLARREAL, ÁNGELES IVÓN
         VOCAL: BORTOLOTTI, CARLO AUGUSTO
    Resum de tesi: Durant l'última dècada, la biosensòrica ha avançat cap a proves Point-of-Care (POC) miniaturitzades i de baix cost. Tot i que la microfluídica s'ha convertit en una tecnologia clau per a les proves POC, la necessitat d'equips perifèrics robusts es un factor limitant per tal d¿ampliar la seva utilitat. Manipulant la geometria i les propietats superficials dels microcanals, la microfluídica impulsada per capil·laritat pot controlar els fluids de manera espontània, reduint la necessitat d'instrumentació perifèrica. Gràcies a les tecnologies de fabricació additiva, aquest avantatge és cada cop més accessible ja que s¿estan aconseguint uns nivell alts de maduresa que permeten una fabricació robusta i ràpida amb geometries tridimensionals (3D) dins l¿escala submilimètrica. Degut això, la microfluídica impulsada per capil·laritat està adquirint més maduresa tecnològica.Un component clau dins del camp de la microfluídica impulsada per capil·laritat és la vàlvula capil·lar. La vàlvula capil·lar pot aturar i accionar automàticament els fluxos de líquids en funció de les interaccions moleculars entre el propi líquid i les superfícies del microcanal. No obstant això, una de les principals preocupacions d'aquestes vàlvules és la presència de difusió i mescles no desitjades durant la utilització de la vàlvula, causant una contaminació creuada entre reactius o fins i tot amb la mostra. Aquesta tesi va estudiar diferents mètodes presents a la literatura per poder parar i accionar el flux, dos dels passos principals d'aquestes vàlvules. Després, sobrepassant l'estat de l¿art de la tècnica, es va desenvolupar una nova vàlvula capil·lar que evita la difusió: la vàlvula ¿. Aquesta vàlvula incorpora una cavitat d¿aire entre les solucions per eliminar el contacte i conseqüentment la difusió entre elles. Gràcies a la configuració distintiva de la vàlvula, la capil·laritat del circuit microfluídic desplaça el buit d'aire en un moment predefinit per accionar-se sense produir bombolles al circuit fluídic. Tan el disseny com l'estudi de la vàlvula ¿ proposada es van realitzar mitjançant simulació numèrica i assajos experimentals, mentre que la impressió 3D (3DP) es va utilitzar per fabricar dispositius microfluídics.La funcionalitat de la vàlvula ¿, sola i en paral·lel, es va provar i comparar amb les vàlvules capil·lars convencionals. Seguidament, es va aplicar pel control precís de solucions durant el procés de biosensòrica, específicament per dos immunoassajos competitius. La seqüència de passos són els següents: (i) post rentat d¿un dispositiu de flux lateral de cortisol; (ii) la matriu de 3 vàlvules per seqüenciar l¿enviament de mostra i tres reactius per detectar quantitativament les benzodiazepines. La sensibilitat es va millorar un 40% aproximadament, evitant la premescla difusa de reactius degut a la vàlvula ¿. Com a resultat, la vàlvula capil·lar proposada és un element prometedor per dur a terme immunoassajos automatitzats en proves POC.En conclusió, la nova vàlvula capil·lar soluciona un problema actual de sensibilitat dels biosensors que prové de la premescla difusa de reactius i, juntament amb altres components disruptius del circuit impulsat per capil·laritat, obre camí per miniaturitzar el diagnòstic en un xip sense requerir un laboratori al voltant del xip. En aquest sentit, la propera generació de dispositius microfluídics impulsats per capil·laritat oferiran eines prometedores com: (i) miniaturització de processos de laboratori que necessiten menys mostres i reactius, (ii) proves POC de baix cost sense instrumentació perifèrica, (iii) alt grau d¿automatització fent-lo útil d¿utilitzar per a usuaris no experts, així com (iv) incrementar sensibilitat, precisió i fiabilitat. Tot això es deu als recents avenços en la microfabricació basada en la fabricació additiva ja que amplia la llibertat de conformació

FOTÒNICA

  • HÖSCHELE, JONATAN: A strontium quantum-gas microscope
    Autor/a: HÖSCHELE, JONATAN
    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: 25/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 09/04/2024
    Director/a de tesi: TARRUELL PELLEGRIN, LETICIA
    Tribunal:
         PRESIDENT: SCHRECK, FLORIAN EBERHARD
         SECRETARI: DE RIEDMATTEN, HUGUES
         VOCAL: WEITENBERG, CHRISTOF
    Resum de tesi: El desenvolupament dels microscopis de gasos quàntics ha revolucionat el camp de la simulació quàntica amb àtoms ultrafreds. Més concretament, la capacitat d'observar i manipular gasos quàntics degenerats en xarxes òptiques a nivell d'una sola partícula ha aportat noves maneres d'explorar i dissenyar sistemes quàntics de molts cossos. Fins ara, la majoria d'aquests sistemes s'han centrat en els àtoms alcalins. La combinació de la microscòpia de gasos quàntics amb les propietats dels àtoms alcalinoterris, com l'estronci, dona lloc a interessants línies de recerca. En aquesta tesi, informem sobre el disseny i construcció d'un microscopi de gasos quàntics d'estronci. Els resultats d'aquesta tesi es poden dividir en tres parts. A la primera part, ens centrem en l'acumulació d'àtoms a la cel·la científica i desenvolupem una estratègia per augmentar el nombre d'àtoms en trampes magneto-òptiques d'àtoms d'estronci que operen en la transició de 461 nm. Aquesta estratègia pobla ressonantment un estat reservori de curta vida, blindant parcialment el núvol atòmic de les pèrdues al cicle de refredament. Demostrem un augment en un factor 2 en el nombre d'àtoms per als isòtops bosònics Sr-88 i Sr-84, i l'isòtop fermiònic Sr-87, mostrant la captura eficient d'aquests isòtops al nostre experiment. La nostra tècnic es pot implementar fàcilment a la majoria dels experiments amb estronci, atès que la transició de blindatge s'utilitza habitualment per al refredament posterior. En el nostre cas, l'estratègia de blindatge facilita la generació de condensats de Bose-Einstein. La segona part de la tesi presenta la generació de gasos quàntics degenerats de fins a 200000 àtoms. Després de resumir els passos de refredament necessaris, estudiem la formació de condensats de Bose-Einstein durant el refredament evaporatiu al nostre experiment. L'anàlisi de l'evolució de la mida horitzontal i vertical dels nostres núvols quàntics en caiguda lliure condueix a la característica expansió asimètrica que comparem amb la teoria per als nostres paràmetres experimentals. També mostrem la generació de condensats de Bose-Einstein més petits de menys de 20000 àtoms amb l'ajuda d'un potencial de fulla de llum. Amb aquest confinament altament anisòtrop podem considerar els nostres condensats de Bose-Einstein bidimensionals per a números d'àtoms de l'ordre de 1000. A la tercera part demostrem l'obtenció d'imatges amb resolució d'un sol node d'un gas quàntic bosònic de Sr-84 en un potencial de xarxa òptica en règim de Hubbard. Confinem el gas quàntic mitjançant una xarxa òptica bidimensional i el potencial de fulla de llum abans esmentat, tots dos operant a la longitud d'ona màgica del rellotge d'estronci. Un objectiu d'imatge d'alta obertura numèrica permet obtenir imatges de fluorescència amb una resolució de resoltes en un sol àtom i un sol node mitjançant la dispersió de fotons a l'àmplia transició de 461 nm de l'estronci, alhora que es realitza un refredament eficaç de Sísif atractiu dels àtoms en una transició més estreta. Reconstruïm l'ocupació atòmica dels nodes de la xarxa a partir de les imatges de fluorescència, obtenint fidelitats d'imatge superiors al 94%. Finalment, realitzem un superfluid de Sr-84 al règim de Bose-Hubbard i observem el seu patró d'interferència característic després de l'expansió lliure al full de llum amb resolució d'un sol àtom. El nostre microscopi de gasos quàntics d'estronci proporciona una nova plataforma per estudiar models Hubbard dissipatius i efectes cooperatius en la interacció àtom-llum a nivell microscòpic. A més, la capacitat de capturar també l'isòtop fermiònic Sr-87 aplana el camí per generar gasos de Fermi degenerats amb simetria SU(N) i estudiar el magnetisme quàntic SU(N).
  • RIVERA DEÁN, JAVIER: Non-classical states of light: generation via strong-field processes and applications in quantum key distribution
    Autor/a: RIVERA DEÁN, 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: 25/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 09/04/2024
    Director/a de tesi: ACÍN DAL MASCHIO, ANTONIO | CIAPPINA, MARCELO
    Tribunal:
         PRESIDENT: KAMINER, IDO
         SECRETARI: DE RIEDMATTEN, HUGUES
         VOCAL: AHUFINGER BRETO, VERÓNICA
    Resum de tesi: El començament del segle passat va ser el punt de partida de la primera revolució quàntica, un període caracteritzat per descobriments innovadors que van culminar amb l'establiment de la mecànica quàntica. Amb el pas del temps, aquests conceptes abstractes introduïts en aquesta nova branca de la física, van evolucionar cap a dispositius que s'han convertit en indispensables en el nostre dia a dia. Aquesta evolució tecnològica ha impulsat l'era en la qual vivim, centrada en l'intercanvi i l'adquisició d'informació, cimentant l'actual segona revolució quàntica. El seu objectiu és aprofitar la ciència de la informació quàntica, que utilitza les propietats de la mecànica quàntica per impulsar avanços en el processament de la informació, la comunicació i la computació, donant lloc a tecnologies quàntiques revolucionàries.Per l'avanç de les tecnologies quàntiques és primordial l'exploració dels ano-menats estats no clàssics, és a dir, manifestacions físiques que mostren comportaments diferents als predits per la física clàssica, i que requereixen la mecànica quàntica per a la seva explicació. La manipulació i generació d'aquests estats limita les capacitats de progrés de les tecnologies quàntiques. És, per tant, fonamental idear metodologies que tinguin com a objectiu generar i controlar estats no clàssics. En aquest context, el camp de la fotònica emergeix com una plataforma prometedora per la seva robustesa i excepcional maneig d'aquest tipus d'estats.En base als motius explicats anteriorment, aquesta Tesi adopta un enfocament dual. En primer lloc, ens endinsem en la generació d'estats no clàssics de la llum mitjançant processos que involucren camps intensos. Aquests processos involucren interaccions entre la llum i la matèria amb intensitats lluminoses capaces de competir amb les forces atòmiques que mantenen els electrons units als seus nuclis. El nostre anàlisi demostra la utilitat que aquests processos de camps intensos tenen sobre la generació d'estats no clàssics de la llum, els quals mostren característiques d'interès depenent dels processos particulars que tinguin lloc, així com de les característiques del material involucrat en l'excitació. En segon lloc, investiguem les limitacions i requisits de les fonts de llum generadores d'estats no clàssics, més enllà de les derivades de l'anàlisi de camps intensos, amb respecte als seus possibles avanços en el camp de la comunicació quàntica. En particular, analitzem la distribució quàntica de claus, amb l'objectiu de generar una clau secreta coneguda exclusivament per les parts comunicants per tal d'encriptar i desencriptar missatges.Així doncs, aquesta Tesi es pot entendre com un pas inicial per aprofitar la física de camps intensos com una eina potencial per a la ciència de la informació quàntica, així com una exploració sobre els avanços i limitacions de sistemes basats en la fotònica per a la criptografia quàntica.

PATRIMONI ARQUITECTÒNIC, CIVIL, URBANÍSTIC I REHABILITACIÓ DE CONSTRUCCIONS EXISTENTS

  • ZHANG, ZHIHUI: Linking architecture and emotions: sensory dynamics and methodological innovations
    Autor/a: ZHANG, ZHIHUI
    Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
    Programa: PATRIMONI ARQUITECTÒNIC, CIVIL, URBANÍSTIC I REHABILITACIÓ DE CONSTRUCCIONS EXISTENTS
    Departament: (RA)
    Modalitat: Compendi de publicacions
    Data de dipòsit: 25/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 09/04/2024
    Director/a de tesi: FORT MIR, JOSEP MARIA | GIMÉNEZ MATEU, LUIS
    Tribunal:
         PRESIDENT: FONSECA ESCUDERO, DAVID
         SECRETARI: NAVARRO DELGADO, ISIDRO
         VOCAL: VENTURA RODÀ, ORIOL
    Resum de tesi: Aquest estudi aprofundeix en la complexa relació entre el camp de l'arquitectura i les emocions humanes, amb l'objectiu de cobrir un buit significatiu en la investigació existent. Explora àmpliament l'impacte profund d'elements de disseny arquitectònic, com ara la il·luminació, els esquemes de colors i la integració de paisatges naturals, en les respostes emocionals. Aquesta recerca va més enllà dels enfocaments tradicionals en estètica i sostenibilitat, esforçant-se per innovar en mètodes per avaluar l'impacte emocional dels espais arquitectònics.En aquest estudi, s'adopta una ruta tecnològica que va des del laboratori fins a la realitat virtual i, finalment, a la intel·ligència artificial, combinant anàlisi teòric amb experiments pràctics i estudis de cas. La recerca principal inclou l'examen dels efectes de les variacions de la il·luminació i les dimensions espacials en les emocions de les persones, així com l'aplicació de la tecnologia de reconeixement facial d'emocions en entorns arquitectònics de realitat virtual, explorant les capacitats perceptives de la IA com a eina en el disseny arquitectònic. Aquests estudis busquen reduir la bretxa entre la recerca teòrica i l'aplicació pràctica, proporcionant noves perspectives i dades empíriques per al camp del disseny arquitectònic.L'estudi conclou amb una reflexió sobre les metodologies utilitzades i les seves implicacions més àmplies per a la pràctica del disseny arquitectònic. Ofereix estratègies específiques per a arquitectes i dissenyadors, destinades a crear espais que ressonin emocionalment i afegeixin un valor substancial a les experiències humanes. En prioritzar els factors emocionals en el procés de disseny, aquesta recerca busca millorar la qualitat general de vida i promoure el benestar en espais arquitectònics dissenyats amb cura.

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

  • NARVÁEZ MONTOYA, JOFFRE SANTIAGO: Desarrollo de técnicas acústicas como ensayo no destructivo para evaluar la adherencia de distintos revestimientos arquitectónicos alicatados a su soporte: casos de aplicación.
    Autor/a: NARVÁEZ MONTOYA, JOFFRE SANTIAGO
    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: 25/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 09/04/2024
    Director/a de tesi: ZAMORA MESTRE, JOAN LLUIS
    Tribunal:
         PRESIDENT NO PRESENCIAL: DELGADO MENDEZ, LUIS
         SECRETARI: DIAZ GOMEZ, CESAR
         VOCAL NO PRESENCIAL: CARDENAS HARO, XAVIER RICARDO
    Resum de tesi: Aquesta investigació va encaminada a aprofundir en l'avaluació de l'adherència als revestiments enrajolats arquitectònics al sector de l'edificació; malgrat la millora dels nous adhesius cimentosos i de les noves rajoles ceràmiques, encara es produeixen falles de despreniment en els revestiments enrajolats que poden ser: per forces externes (cops, sismes, vibracions, etc.), per la inadequada prescripció del adhesiu de ciment, per l'errònia posada en obra o per la manca de preparació del suport. Com reconèixer en una inspecció l'estat defectuós d'adherència d'un revestiment d'aquest tipus per prevenir el despreniment?En l'actualitat se sol fer l'avaluació d'aquesta adherència al laboratori mitjançant sistemes d'assajos destructius per tracció en superfície horitzontal descrits a la normativa vigent sobre adhesius de ciment. No s'han descrit sistemes no destructius per utilitzar a peu d'obra a qualsevol disposició. L´objectiu d´aquesta investigació està orientat a desenvolupar un procediment no destructiu d´avaluació de l´estat d´adherència d´un revestiment enrajolat arquitectònic que sigui d'ús pràctic a peu de l´obra.A la investigació s'han estudiat diverses tècniques alternatives ja existents, com la termografia o els ultrasons, però finalment s'ha optat per centrar-se en l'anàlisi del senyal acústic que s'obté en percudir de forma normalitzada un revestiment enrajolat a l'obra. Aquesta tècnica de percussió té antecedents a la pràctica tradicional de l'arquitecte experimentat que percudia manualment l'enrajolat amb els artells de la mà i que, a partir de la seva experiència, establia la manca d'adherència com un defecte associat a un so ¿a buit i més¿ vibrant¿, en comparació amb el de les rajoles ben adherides. L'anàlisi del registre digital de percussions és una tècnica que ja s'està desenvolupant a l'àmbit de la mecànica per avaluar l'estat de les fixacions.La metodologia que es desenvolupa en aquesta investigació es basa en successives campanyes experimentals en què l'arquitecte doctorand ha pogut participar evolucionant des de l'entesa dels diferents fenòmens de vibració d'una rajola lliure en funció dels vincles de suport, passant per l'avaluació de la freqüència principal de vibració d'un enrajolat percutit fins a l'anàlisi de la correlació existent entre diversos paràmetres proposats relacionats amb l'energia, el temps i la freqüència respecte dels valors assolits en assaigs normalitzats pull-off, abans i després de processos d'envelliment accelerat.Es conclou que els resultats assolits són molt prometedors encara que cal continuar avançant en la seva aprofundiment per centrar-se en com es modifica el senyal acústic emès per la percussió quan travessa no tan sols la rajola i l'adhesiu de ciment que l'uneix al suport, sinó especialment quan travessa la interfície de contacte entre tots dos.
  • RAKHSH MAHPOUR, ALI: Suitability of new lime nonwoven layered flax fiber composite as a reinforcement masonry historical structures system: Microstructural, mechanical, durability and sustainability assessment
    Autor/a: RAKHSH MAHPOUR, ALI
    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: Compendi de publicacions
    Data de dipòsit: 27/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 11/04/2024
    Director/a de tesi: CLARAMUNT BLANES, JOSE | ROSELL AMIGÓ, JUAN RAMON
    Tribunal:
         PRESIDENT: DE ANDRADE SILVA, FLAVIO
         SECRETARI: CORNADÓ BARDÓN, CÒSSIMA
         VOCAL: SANZ ARAUZ, DAVID
    Resum de tesi: Aquesta tesi investiga la viabilitat i les possibles aplicacions de morters de calç reforçats amb fibra de lli en la construcció de maçoneria, centrant-se especialment en la consolidació sísmica d'edificacions de maçoneria sense reforç (URM). El material compost, que presenta una estructura no teixida de capes de fibra de lli dins de la matriu de morter de calç, se sotmet a un examen exhaustiu amb un èmfasi particular a les propietats mecàniques, durabilitat i consistència.Estructurada com a col·lecció d'articles, la tesi abasta diverses dimensions per proporcionar una comprensió holística de les capacitats i aplicacions del material. El primer article se submergeix en la caracterització mecànica dels morters de calç reforçats amb fibra de lli. Això implica una avaluació rigorosa de propietats com a resistència a la tracció, resistència a la compressió, resistència a la flexió i tenacitat. Aquests atributs mecànics són crucials per determinar la integritat estructural del material i la seva potencial eficàcia en aplicacions de consolidació. A més de les propietats mecàniques, la tesi explora la durabilitat dels morters de calç reforçats amb fibra de lli. Les proves de durabilitat estan dissenyades per simular l'exposició a llarg termini a condicions ambientals, incloent-hi humitat, canvis de temperatura i altres factors d'estrès possibles. Avaluar la resistència del material a aquests factors és essencial per garantir-ne el rendiment i la longevitat en aplicacions del món real.Una part integral de la investigació implica investigar la configuració òptima de les capes de fibra de lli dins del morter de calç. Aquest aspecte busca optimitzar la flexibilitat, resistència a esquerdes i compatibilitat química del compost. La composició en capes és una consideració crítica per assolir millores estructurals desitjades alhora que es manté la compatibilitat del material amb estructures històriques. A més, la tesi contribueix a la comprensió de l'adhesió entre els morters de calç reforçats amb fibra de lli i els materials de maçoneria. Les característiques d'adhesió tenen un paper fonamental en la determinació de l'eficàcia del material com a solució de consolidació per a edificacions d'URM. L'estudi cerca proporcionar idees valuoses sobre les propietats mecàniques, durabilitat i adhesió per garantir una comprensió integral de la idoneïtat del material per a estructures històriques de maçoneria.En conclusió, aquesta investigació, presentada en una sèrie d'articles, ofereix una exploració exhaustiva dels morters de calç reforçats amb fibra de lli per a la construcció de maçoneria. L'èmfasi en propietats mecàniques, durabilitat i adhesió posiciona el material com a possible solució innovadora per a la consolidació d'edificacions URM. Això no sols s'alinea amb els objectius de sostenibilitat, sinó que també garanteix la preservació del patrimoni cultural. Mirant cap al futur, la tesi proporciona una base per a investigacions addicionals, suggerint enfocaments com la modelització numèrica i la fabricació additiva per a una comprensió més precisa i aplicacions pràctiques dels materials desenvolupats a la indústria de la construcció.

TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS

  • UDAONDO GUERRERO, CARLOS: Analysis of Q factor degradation mechanisms in BAW resonators
    Autor/a: UDAONDO GUERRERO, CARLOS
    Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
    Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
    Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
    Modalitat: Normal
    Data de dipòsit: 22/03/2024
    Data de FINAL de diposit: 08/04/2024
    Director/a de tesi: COLLADO GOMEZ, JUAN CARLOS | MATEU MATEU, JORDI
    Tribunal:
         PRESIDENT NO PRESENCIAL: AIGNER, ROBERT
         SECRETARI: VALENZUELA GONZALEZ, JOSE LUIS
         VOCAL NO PRESENCIAL: VILLANUEVA TORRIJO, LUIS GUILLERMO
    Resum de tesi: L'aparició dels telèfons intel·ligents no només va canviar la manera com la gent fa servir el seu telèfon, sinó que també va modificar la quantitat de trànsit que les xarxes han de manejar, augmentant la demanda de taxes de dades més altes. El resultat global va ser l'aparició de les xarxes 4G i, en l'actualitat, el desenvolupament actual de 5G, la qual cosa implica la necessitat de més bandes de freqüència i l'aplicació de noves tècniques com el Carrier Agragation (CA), antenes MIMO, entre d'altres. Totes aquestes necessitats impulsades pel mercat suposen un gran repte per a la indústria de radiofreqüència (RF), que ha hagut de fer front a la necessitat de miniaturització i coexistència de bandes en els seus dispositius des de l'inici de les comunicacions mòbils.Els filtres de microones basats en resonadors d'Onda Acústica de Volum (BAW, per les seves sigles en anglès) han aconseguit fins al dia d'avui superar aquestes limitacions. Aquests dispositius consisteixen en una fina capa piezoelèctrica composta per dos elèctrodes metàl·lics i un mètode de confinament acústic, que pot ser simplement aire o un reflector de Bragg. L'ús de tecnologia electroacústica permet reduir la mida del filtre fins a cinc ordres de magnitud, el que permet la integració de múltiples filtres en dispositius mòbils. Aquesta tesi es centra a modelar els diferents comportaments físics a nivell de resonador que afecten el rendiment dels filtres.La primera part d'aquesta tesi és la que es refereix a la resposta espúria dels resonadors BAW. Aquesta resposta és originada per ones acústiques que viatgen en la dimensió lateral del resonador. Aquestes ones s'acoplen electromecànicament, degradant la resposta del filtre. Els filtres BAW han estat capaços de superar aquesta limitació suprimint-los mitjançant l'ús de diferents geometries d'elèctrodes (Apodització), o envoltant l'elèctrode amb un marc reduït o augmentat (Border Ring). La naturalesa d'aquestes ones s'estudia al llarg de la tesi i es proposen diversos models equivalents per predir-les amb precisió i dissenyar les corresponents estructures de supressió.Una d'aquestes contribucions de la tesi és respecte a les resonàncies espúries laterals consisteix en utilitzar un model de Mason modificat per determinar l'origen de les resonàncies espúries addicionals generades per l'Anell de Vora. Aquestes resonàncies es poden atribuir a un mode acústic, diferent del fonamental, que es propaga a través del conjunt del resonador. Afegint fonts no lineals a aquest model, també s'estudien les emissions del segon harmònic (H2, per les seves sigles en anglès) i l'impacte de les resonàncies espúries en elles.Finalment, es proposa un nou model equivalent basat en el mètode de la Matriu de Línia de Transmissió (TLM, per les seves sigles en anglès) per a la cavitat acústica d'un resonador BAW. Aquest nou enfocament pot modelar resonadors amb diferents geometries d'elèctrodes de manera molt més ràpida que els mètodes tradicionalment utilitzats com el Mètode d'Elements Finit (FEM, per les seves sigles en anglès). A més, en determinar diferents regions de propagació, es pot utilitzar per modelar tant l'apodització com el Border Ring al mateix temps.La segona família de contribucions fa referència al comportament termoelàstic del resonador BAW. Un sòlid s'escalfa quan es comprimeix i viceversa. En una oscil·lació harmònica, quan el calor pot fluir a través de les regions del sòlid, aquest flux de regions més calentes a més fredes genera una relaxació de l'ona acústica. Això és l'amortiment termoelàstic. Es fa servir un model de Mason termo-electro-mecànic per quantificar aquesta font de pèrdues en els resonadors BAW. El model es compara amb dades experimentals preses a temperatures criogèniques i una anàlisi de pèrdues de les resonàncies espúries fora de banda originades al reflector de Bragg

Darrera actualització: 29/03/2024 05:30:27.