Escola de Doctorat

Data de lectura: 03/07/2024

• LEÓN OVIEDO, TAMARA ELIZABETH: Application of bipolar electrodialysis to the generation of alkaline and acidic solutions from concentrated seawater brines from saltworks
  
  Autor/a: LEÓN OVIEDO, TAMARA ELIZABETH
  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: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 08/05/2024
  Data de lectura: 03/07/2024
  Hora de lectura: 12:30
  Lloc de lectura: Defensa pública: EEBE (Escola d'Enginyeria Barcelona Est), Sala Polivalent de l'Edifici A, planta baixa, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesi: JOFRE CRUANYES, LLUÍS | CORTINA PALLAS, JOSE LUIS
  Tribunal:
       PRESIDENT: GIBERT AGULLO, ORIOL
       SECRETARI: LICON BERNAL, EDXON EDUARDO
       VOCAL: PAWLOWSKI, SYLWIN
  Resum de tesi: Les salmorres s'han de tractar com a residus i eliminar-se en consequencia. No obstant aixo, les salmorres solen abocar-se de nou a les masses d'aigua, cosa que afecta el medi marf, la qualitat del sol i les aigues subterranies. Tanmateix, val la pena continuar investigant els possibles beneficis i aplicacions d'aquestes salmorres. A mes de l'elevada concentració de sal (NaCl), es poden trobar alguns elements importants, com les Materies Primes Fonamentals (per exemple, Li, Sr, Ga, Ge). Aixo ha augmentat l'interes per utilitzar les salmorres com a font alternativa per recuperar elements estrategics, el gran contingut d'electrolits forts (per exemple, NaCl i Na2S04) ha obert la possibilitat d'utilitzar les salmorres com a font per produir materies primeres qufmiques (per exemple, acids i bases fortes). En concret, a causa de la naturalesa altament salina de les salmorres, són molt adequades per al seu us en processos d'electromembrana com l'electrodialisi amb membranes bipolars (EOBM) .L'EOBM permet generar substancies qufmiques a partir de les sals corresponents; els protons i els ions hidroxid generats a les membranes bipolars generen, juntament amb els cations i els anions eliminats de les sals, solucions acides i alcalines, respectivament. No obstant aixo, la tecnologia EOBM encara s'ha de millorar per reduir les elevades despeses energetiques i augmentar la concentraci6 dels productes. L'EOBM continua sent una tecnologia no escalable que requerei x mes investigació i estudi per poder competir amb tecnologies ben establertes per produir solucions acides/alcalines a partir de salmorres, inclosa la tecnologia cloro-alcalina. Per tant, cal investigar els processos de transferencia de massa en sistemes complexos com els que impliquen EOBM amb solucions d'alta composici6 salina. A mes, hi ha un nombre limitat de membranes bipolars i poca informaci6 sobre el comportament de les membranes en solucions concentrades.En aquest context, aquesta tesi preten dur a terme una avaluació extensa de la producció de solucions acides i alcalines emprant salmorres per mitja d'EOBM. Aixo va implicar des del plantejament de models teòrics basats en CFO fins a dur a terme una exhaustiva campanya experimental emprant solucions sintetiques de salmorres, en la qual nombres parametres operacionals van ser examinats. Es van introduir dos models CFO amb geometria bidimensional: un depenia del temps i l'altre. Tots dos models van buscar estudiar el transport de massa, la distribució de potencial i el fenomen de partició d'aigua.Els resultats, tant dels estudis teorics com dels experiments, van oferir valuoses perspectives sobre com millorar el rendiment d'EOBM i augmentar la seva competitivitat davant les tecnologies populars actuals, cosa que finalment va conduir al creixement i l'expansi6 d'aquesta tecnologia
  

• LOPEZ BLANCO, SAMUEL: Current-controlled flash sintering for ultra-fine control of the microstructure of lead-free ferroelectric perovskites.
  
  Autor/a: LOPEZ BLANCO, SAMUEL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: FÍSICA COMPUTACIONAL I APLICADA
  Departament: Departament de Física (FIS)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 09/05/2024
  Data de lectura: 03/07/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: Defensa pública a l'Aula 002, Edifici C4, Jordi Girona 1- 3, Campus Nord, Barcelona
  Director/a de tesi: GARCIA GARCIA, JOSE EDUARDO | OCHOA GUERRERO, DIEGO ALEJANDRO
  Tribunal:
       PRESIDENT: PEREZ MAQUEDA, LUIS ALLAN
       SECRETARI: JIMENEZ PIQUÉ, EMILIO
       VOCAL: BELTRAN MIR, HECTOR
  Resum de tesi: La crisi ambiental global imposa la necessitat de realitzar canvis en els sistemes de fabricació industrials moderns. En el context de les ceràmiques ferroelèctriques, és necessari avançar cap a mètodes de sinterització energèticament eficients i materials ecològics. La sinterització flash sorgeix com una alternativa potencial a causa de la seva densificació ràpida i al consum reduït d'energia. Aquesta tècnica s’ha investigat en profunditat des del seu descobriment el 2010, tot i que encara no es comprèn completament. En aquesta tesis s’usa la sinterització flash per obtenir ceràmiques feorrelèctriques denses amb composicions respectuoses amb el medi ambient. S'empra un control adequat dels paràmetres de sinterització per aconseguir microestructures altament controlades i propietats funcionals millorades per a aplicacions específiques. La tècnica flash es porta un pas més enllà amb l’exploració del mode de control de corrent, la qual cosa demostra que es possible aconseguir un major control de la microestructura. En aquest treball es realitza un estudi exhaustiu dels paràmetres de sinterització en múltiples materials ferroelèctrics, desde composicions conegudes fins a sistemes dopats complexos amb estructura perovskita, amb la finalitat d’aconseguir un ajust acurat de la microestructura. L’objectiu final va ser demostrar que la sinterització flash és un mètode eficient per obtenir policristalls ferroelèctrics amb propietats d’alta qualitat que puguin rivalitzar amb els seus homòlegs convencionals salvant les preocupacions mediambientals mencionades anteriorment.
  

• ROIG MAYORAL, ORIOL: Paràmetres definitoris de la façana ventilada i la seva influència sobre el funcionament energètic del sistema
  
  Autor/a: ROIG MAYORAL, ORIOL
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA, ENERGIA I MEDI AMBIENT
  Departament: Departament de Tecnologia de l'Arquitectura (TA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 05/06/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: PARDAL MARCH, CRISTINA | ISALGUE BUXEDA, ANTONIO
  Tribunal:
       PRESIDENT: BASTERRA OTERO, LUIS ALFONSO
       SECRETARI: COLL LOPEZ, JAIME
       VOCAL: LUNA NAVARRO, ALESSANDRA
  Resum de tesi: Les repercussions negatives del canvi climàtic i l’escalfament global són cada cop més evidents. Cal cercar estratègies per reduir el nostre impacte ambiental i alhora adaptar-nos a aquestes noves condicions. La façana ventilada és un sistema constructiu que pot ser útil per evitar el sobreescalfament dels edificis i millorar el confort dels usuaris.Els sistemes de càlcul energètic que estableixen les normatives i que s’utilitzen habitualment no tenen en compte molts dels paràmetres de la façana ventilada, cosa que pot condicionar la ventilació de la cambra i el comportament energètic del tancament. Per aquesta raó, pot ser que amb aquests sistemes no n’hi hagi prou per argumentar la presa de decisions en relació amb els aspectes implicats en el funcionament energètic del conjunt de la façana.En aquesta tesi es planteja la hipòtesi que els sistemes de càlcul simplificat no tenen en compte paràmetres de la façana ventilada que poden tenir molta influència en el funcionament energètic del conjunt. Per demostrar-ho, es desenvolupa un algoritme que relaciona els paràmetres definitoris de la façana ventilada i les variables que hi estan relacionades. Es tracta d’un algoritme que té en compte les característiques de la façana, del conjunt de l’edifici i de l’entorn proper, juntament amb les condicions meteorològiques. A partir d’aquesta informació, relaciona els fluxos d’energia basant-se en les equacions de transferència corresponents. La conducció transitòria es considera seguint el mètode explícit, amb elements finits superficials. El flux d’aire a través de les obertures i dins la cambra depèn de la pressió del vent i de l’efecte xemeneia, i les pèrdues dinàmiques i friccionals estan condicionades per la geometria i les característiques del canal. Aquest model s’incorpora en una eina de càlcul programada amb Python i es valida comparant-ne els resultats amb la mesura de les temperatures en cinc edificis. S’han escollit casos que donin resposta a situacions diferents, sobretot en els àmbits en què hi ha més dubtes, com ara la circulació de l’aire i la manera com està condicionada per la geometria de la cambra i les interrupcions i discontinuïtats.L’eina es valida en dos nivells: gràfic i numèric. El primer permet obtenir una imatge del seu funcionament i analitzar en quines situacions s’aproxima millor a la realitat; el segon permet obtenir uns valors estadístics objectius. L’eina es valida amb un coeficient de determinació (R²) mínim de 0,87 per a cada un dels períodes, xifra que comporta una molt bona correlació. Un cop validada, l’eina s’utilitza per analitzar la influència de diversos paràmetres sobre el funcionament energètic de l’envolupant: el color de la superfície exterior, les dimensions del canal de ventilació i el material del full exterior, els quals suposen una variació de la temperatura mitjana superficial exterior del full interior d’entre 0,64 °C i 7,97 °C, xifres que demostren la hipòtesi.En un futur es planteja estudiar en profunditat la influència de diversos paràmetres en diferents climes i situacions, de manera que aquesta informació es pugui extrapolar i utilitzar com a guia de disseny. D’aquesta manera, els arquitectes podran estimar raonadament com influeixen les seves propostes tècniques i projectuals en el funcionament energètic del tancament. Adequant la façana a les condicions d’entorn, climàtiques, d’edifici o de sistema es pot aconseguir una menor demanda energètica de climatització. A més, aquest coneixement es pot utilitzar per implementar propostes innovadores a la façana que en puguin millorar l’eficàcia i l’eficiència. Finalment, també es pot incidir en la normativa i els sistemes de càlcul simplificat, amb l’objectiu que reflecteixin amb més rigor el funcionament energètic real de la façana ventilada.
  

Data de lectura: 04/07/2024

• NÚÑEZ CORBACHO, MARC: Aerodynamic shape optimization under uncertainties using embedded methods and adjoint techniques
  
  Autor/a: NÚÑEZ CORBACHO, MARC
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA CIVIL
  Departament: Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 09/04/2024
  Data de lectura: 04/07/2024
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: ETSECCPB, C/Jordi Girona 1-3, edifici C1, sala 002, Campus Nord, Barcelona.
  Director/a de tesi: ROSSI BERNECOLI, RICCARDO | BAIGES AZNAR, JOAN
  Tribunal:
       PRESIDENT: LEHMKUHL BARBA, ORIOL
       SECRETARI: MARTINEZ FRUTOS, JESUS
       VOCAL NO PRESENCIAL: RICCHIUTO, MARIO
  Resum de tesi: Aquesta tesi es centra en el desenvolupament de mètodes numèrics per a la solució de problemes d'optimització de forma sota incerteses, per a cossos sota l'acció de forces aerodinàmiques. La solució del flux es realitza amb mètodes d'elements finits utilitzant les hipòtesis de flux potencial amb geometries embegudes, on la geometria es defineix de manera implícita. El problema d'optimització es resol combinant diferents eines de paquets de programari per a obtenir la solució del flux, avançar en el bucle d'optimització i quantificar les incerteses.La primera contribució de la tesi és el desenvolupament d'un enfocament totalment embegut per a la solució del flux potencial. Atès que el flux potencial assumeix la hipòtesi que el flux no és viscós, la solució d'aquesta mena de problemes requereix la definició d'una discontinuïtat en el domini per a poder modelar la sustentació que genera li geometria, que es correspon amb el deixant generat pel cos. Sobre la base de treballs previs on la discontinuïtat es defineix en el domini de manera implícita, aquest treball també considera la geometria com un cos embegut. Per a assegurar una bona representació de la geometria, la malla es refina amb mètodes adaptatius. La condició de Kutta es força amb termes numèrics. El mètode s'ha validat per a dues i tres dimensions per a fluxos tant subsònics com transsònics utilitzant diferents resultats de referència.Una altra de les contribucions de la tesi és el desenvolupament del problema adjunt per al flux subsònic potencial amb geometries embegudes en dues dimensions, amb la condició d'obtenir les sensitivitats d'una funció objectiu que depèn de la solució del flux potencial. Cada coordenada que defineix el cos d'estudi es considera un paràmetre de disseny en el problema adjunt. Les sensitivitats respecte als paràmetres de disseny es validen amb les sensitivitats obtingudes per diferències finites. Amb aquestes sensitivitats, es resol un problema d'optimització de forma, on el coeficient de sustentació es maximitza amb una sèrie de restriccions geomètriques.El problema d'optimització amb geometries embegudes s'estén per a la consideració d'incerteses en les condicions d'entrada del problema. El problema es reformula després de triar una mesura de risc que es desitja minimitzar. Les sensitivitats del problema adjunt s'adapten per al problema estocàstic, on es considera la contribució de la mesura de risc seleccionada, el Conditional Value-at-risk. L'estimació de la mesura de risc es realitza gràcies a una llibreria externa per a la quantificació d'incerteses, utilitzant un nous mètode de Montecarlo per a estimar el Conditional Value-at-risk. El cas estocàstic es resol en un supercomputador, on per a cada pas del problema d'optimització es desplega tota una jerarquia de mostres de Montecarlo per a estimar la funció objectiu i els seus gradients.
  

Data de lectura: 05/07/2024

• AGUILAR MORENO, MIGUEL: Liquid-Liquid membrane contactors for sustainable ammonia recovery and valorization: experimental insights, novel approaches and applications
  
  Autor/a: AGUILAR MORENO, MIGUEL
  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: 16/04/2024
  Data de lectura: 05/07/2024
  Hora de lectura: 10:00
  Lloc de lectura: EEBE (Escola d'Enginyeria Barcelona Est), Sala Polivalent de l'Edifici A, planta baixa, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesi: CORTINA PALLAS, JOSE LUIS | VALDERRAMA ANGEL, CESAR ALBERTO
  Tribunal:
       PRESIDENT: DOSTA PARRAS, JOAN
       SECRETARI: GIBERT AGULLO, ORIOL
       VOCAL NO PRESENCIAL: REZAKAZEMI, MASHALLAH
  Resum de tesi: Aquesta recerca exhaustiva representa un pas significatiu en l'exploració d'estratègies innovadores destinades a millorar la recuperació d'amoni en diversos corrents d'aigua residual. L'estudi està estructurat en distintes fases, cadascuna abordant aspectes crucials del procés de recuperació d'amoni. En la fase inicial, la recerca es centra en augmentar el rendiment del contactor de membrana, emprant la coagulació-floculació (C/F) i la aireació com a tractaments preliminars.Els resultats d'aquesta fase demostren augments substancials tant en el coeficient de transferència de massa com en l'eficiència global de la recuperació d'amoni, especialment notable quan es tracta el centrat de sidestream real. Una troballa clau subratlla l'eficàcia de la dosificació de sulfat d'alumini (Al2(SO4)3) a 30 mg Al+/L en el procés C/F, produint eficiències notables en la eliminació de la demanda química d'oxigen (DQO), la turbidesa i els sòlids suspesos totals (SST). A la segona fase, l'estudi s'endinsa en l'aplicació sostenible de contactors de membrana líquid-líquid (LLMC) per a la recuperació d'amoni. Es fan exploracions meticuloses d'una àmplia gamma de condicions experimentals, amb resultats que il·lustren l'impacte considerable de substituir el líquid de stripping àcid entre els passos en el rendiment global del LLMC. A més, l'estudi destaca la relació subtil entre la concentració inicial d'amoni i la recuperació posterior, proporcionant perspectives valuoses. Aquesta fase mostra de manera efectiva la versatilitat i eficiència potencial dels LLMCs en la valorització de l'amoni dins dels corrents d'aigua residual. La tercera i última fase presenta un contactor de membrana líquid-líquid de fibra buida asimètrica (HF-LLMC) amb una selectivitat distintiva per a l'amoni sobre l'aigua. La investigació inclou un examen exhaustiu de diversos paràmetres operatius, incloent-hi els caudals d'alimentació i àcid, els coeficients de transferència de massa i el consum d'àcid. Es destaca, especialment, la selectivitat elevada del HF-LLMC per a l'amoni, juntament amb una transferència d'aigua mínima. Això estableix el HF-LLMC com una tecnologia prometedora per a la recuperació i concentració de l'amoni en corrents urbans i industrials diluïts. La amalgama d'aquests resultats, abordada amb una perspectiva global, contribueix de manera significativa no només a l'avanç de les tecnologies de recuperació de nutrients sostenibles, sinó que també destaca la seva viabilitat pragmàtica per a la implementació dins dels marcs de l'economia circular i la gestió eficient de recursos.