Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 21/07/2025

• CONEJO BARCELO, CARLOS: Functional Safety for Highly Automated Vehicles
  
  Autor/a: CONEJO BARCELO, CARLOS
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: AUTOMÁTICA, ROBÓTICA Y VISIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería de Sistemas, Automática e Informática Industrial (ESAII)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 30/06/2025
  Fecha de lectura: 21/07/2025
  Hora de lectura: 10:00
  Lugar de lectura: Sala d'Actes de la Facultat de Matemàtiques i Estadística (FME) Campus Diagonal Sud, Edifici U. C. Pau Gargallo, 14 08028 Barcelona
  Director/a de tesis: PUIG CAYUELA, VICENÇ | MORCEGO SEIX, BERNARDO
  Resumen de tesis: El rápido avance de las tecnologías de vehículos autónomos ofrece importantes oportunidades para mejorar la seguridad vial, pero también plantea desafíos para garantizar el cumplimiento de los estándares de seguridad establecidos. Esta tesis se centra en garantizar la seguridad funcional en vehículos altamente automatizados (niveles de automatización SAE 4-5), asegurando la conformidad con la norma ISO~26262, que regula los riesgos de seguridad en los sistemas eléctricos y electrónicos.Para abordar estos desafíos, se presenta un supervisor basado en árboles de comportamiento que transforma los análisis estáticos de seguridad funcional en supervisión en tiempo de ejecución, asegurando el cumplimiento en tiempo real de los requisitos de seguridad. Este supervisor está verificado formalmente mediante lógica temporal, garantizando su corrección bajo todas las condiciones operativas. Además, se desarrolla un observador zonotópico LPV-EKF para la detección y aislamiento de fallos, mejorando la fiabilidad de la estimación del estado del vehículo basada en sensores bajo incertidumbres acotadas. Complementando estas contribuciones, se propone un marco de control predictivo zonotópico basado en datos, con garantías de seguridad funcional. Este marco integra el análisis de alcanzabilidad para guiar el vehículo hacia estados seguros predefinidos en presencia de anomalías a nivel del sistema y está verificado formalmente mediante especificaciones de lógica temporal.Las metodologías presentadas se validan en plataformas autónomas Renault Zoe y Mégane, demostrando su efectividad práctica para avanzar en la seguridad funcional de la conducción autónoma en escenarios del mundo real.
  

Fecha de lectura: 22/07/2025

• ROA TORRES, ALEXANDRA: Acidic Mining Waters as Resource Recovery for Sustainable Supply of Raw and Critical Materials
  
  Autor/a: ROA TORRES, ALEXANDRA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA DE PROCESOS QUÍMICOS
  Departamento: Departamento de Ingeniería Química (EQ)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 05/05/2025
  Fecha de lectura: 22/07/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Campus Diagonal Besòs, Edifici I - EEBE - Sala Polivalent - Edifici I https://meet.google.com/jpq-rjky-mff
  Director/a de tesis: CORTINA PALLAS, JOSE LUIS | LÓPEZ RODRÍGUEZ, JULIO
  Resumen de tesis: En los últimos años, el tratamiento de aguas ácidas de mina (AMW) ha ganado un nuevo interés ya que pueden usarse como una fuente secundaria de materias primas críticas y estratégicas (CRM y SRM, respectivamente). Esto, junto con el hecho de que la Unión Europea está promoviendo enfoques circulares para avanzar hacia una economía verde, ha desplazado la aplicación de tratamientos tradicionales hacia el desarrollo e implementación de un esquema circular para la valorización de AMW. El esquema de tratamiento propuesto consta de cuatro etapas principales. Una primera etapa de pretratamiento que consiste en la eliminación de metales de transición, la cual se basa en dos pasos, el primero centrado en la eliminación de Fe y Al como hidróxidos, seguido de otro para la eliminación de metales como sulfuros. Ambos lograron eliminaciones de metales >90% para Fe, Al, Zn, Cd y Cu. La segunda etapa se centra en la recuperación de elementos de tierras raras (REEs). Para extraerlos y concentrarlos selectivamente, se aplicó intercambio iónico (IX). En esta etapa se evaluaron dos resinas comerciales como la TP272 (impregnada) y la S930 (quelante) para el fraccionamiento de REEs en pesadas (HREEs) y ligeras (LREEs). Después de la regeneración, las REEs se recuperaron cristalizándolas como oxalatos para evitar la precipitación de otros metales alcalinos y de transición. Para ellos se utilizó ácido oxálico y NH3, logrando recuperaciones de >95% del eluato y los sólidos fueron una mezcla de REEs, con purezas >90%. Además, se realizó una optimización de la solución utilizada durante el proceso de regeneración de las resinas IX para mejorar los factores de concentración, y reducir el consumo de reactivos durante la cristalización. La tercera etapa se enfocó en la recuperación del agua. Para ello, se han utilizado diferentes membranas poliméricas de nanofiltración (NF) (dnF40 en configuración de fibra hueca y NF270, NFX y PRO-XS2 en configuración plana) para evaluar la recuperación de agua con diferentes niveles de eliminación de dureza. Esto consistió en la eliminación de Mn y Mg como hidróxidos, seguido de la eliminación de Ca como carbonato. Durante la eliminación de Mg, se realizaron esfuerzos para optimizar su cristalización utilizando diferentes concentraciones de NaOH. Los experimentos de NF mostraron rechazos >96%, excepto para la dnF40. Sin embargo, al trabajar en modo concentración, se observó la formación de incrustaciones durante las pruebas, que estaban relacionadas con la precipitación de sulfato de calcio. Se realizó un esfuerzo adicional para evaluar el uso de membranas de NF con diferentes propiedades químicas en la capa activa (por ejemplo, amidas semiaromáticas (Desal DL), sulfamida (Desal KH) y polisterosulfonadas (AMS3012 y AMS3014) para la recuperación de CRM de otras corrientes ácidas como los lixiviados de baterías de iones de litio (LIB). Para ello se evaluaron dos aspectos clave, el tipo de ácido de lixiviación (H2SO4 y HCl) y el álcali utilizado para neutralizar el exceso de acidez (NaOH versus Mg(OH)2(s)). Las pruebas mostraron un alto impacto de la química de la solución en los procesos NF para el reciclaje de LIBs, ya que cuando se utilizó Mg(OH)2(s) en medios de HCl, se lograron rechazos de Li de -77% mientras que estos rechazos fueron de -14% en medios de H2SO4. La última etapa del esquema propuesto para el tratamiento de AMW se centró en la valorización de salmueras residuales para producir ácidos y bases mediante Electrodiálisis con Membranas Bipolares (EDBM) que posteriormente podrían utilizarse en las otras etapas del tratamiento. A partir de esta etapa, se obtuvieron disoluciones de 0,5 mol/L de NaOH y 0,45 mol/L de H2SO4, así como una reducción de la salinidad del 58%. Estos ensayos destacaron la EDBM como un enfoque sostenible para la valorización de las aguas residuales, reduciendo el vertido de sulfatos y residuos peligrosos, a la vez que se proporciona un enfoque circular a las industrias mineras.
  

Fecha de lectura: 23/07/2025

• LI, SIYU: Urban Freight Distribution Management and Pricing with Tradable Mobility Credits
  
  Autor/a: LI, SIYU
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA CIVIL
  Departamento: Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona (ETSECCPB)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 03/07/2025
  Fecha de lectura: 23/07/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: UPC North CampusBarcelona School of Civil EngineeringC/ Jordi Girona 1-3Building B1, room 005Barcelona
  Director/a de tesis: ROBUSTÉ ANTÓN, FRANCESC
  Resumen de tesis: Las ciudades de todo el mundo continúan enfrentando crecientes problemas de congestión. Las demandas emergentes del comercio electrónico y otras actividades comerciales agravan esta situación. Las políticas de tarifas por congestión cuentan con poca aceptación pública debido a problemas de inequidad. En este trabajo presentamos un esquema alternativo de créditos de movilidad negociables, que incorpora explícitamente a los usuarios logísticos. Los créditos deberían asignarse a individuos con demanda demostrada de desplazamiento, como conductores licenciados, considerando también los comportamientos específicos y las externalidades generadas por los vehículos urbanos de reparto.Se desarrolla un novedoso esquema y modelo de créditos de movilidad negociables que integra tanto a usuarios individuales como logísticos. Se presta especial atención a las externalidades derivadas de actividades de reparto en la vía pública que no cumplen con la normativa, incluyendo la ocupación del espacio público y la interferencia en el tráfico. El esquema propuesto se evalúa mediante simulación. Los resultados indican que el marco propuesto permite que los usuarios logísticos internalicen externalidades relacionadas con la distribución, reduce la congestión general y fomenta cambios modales entre usuarios individuales. Un análisis comparativo de estrategias de asignación demuestra que la asignación basada en la demanda ofrece mayor eficiencia general y beneficios sociales netos, con impactos económicos manejables sobre el sector logístico. Entrevistas a ciudadanos, expertos y representantes del sector evalúan además la viabilidad política, técnica y social del esquema.Nuestros hallazgos sugieren un alto grado de preparación técnica y una aceptación social generalmente positiva si el esquema se percibe como justo y beneficioso. No obstante, persisten desafíos políticos, particularmente en lo referente a una posible resistencia del sector logístico.Esta investigación cubre vacíos críticos en la literatura al integrar usuarios logísticos dentro del esquema de créditos de movilidad negociables, aportando evidencias empíricas sobre el diseño y la viabilidad de políticas dirigidas a usuarios mixtos. El estudio concluye con recomendaciones para futuras investigaciones, incluyendo análisis cuantitativos sobre la selección de usuarios y la modelización del comportamiento adaptativo en logística.
  

Fecha de lectura: 24/07/2025

• EL MADAFRI BENNIS, ISMAIL: Confounding Factors-Aware Hierarchical Deep Learning for Sustainable Edge Wildfire Detection
  
  Autor/a: EL MADAFRI BENNIS, ISMAIL
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: SOSTENIBILIDAD
  Departamento: Instituto Universitario de Investigación en Ciencia y Tecnologías de la Sostenibilidad (IS.UPC)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 20/05/2025
  Fecha de lectura: 24/07/2025
  Hora de lectura: 12:00
  Lugar de lectura: DECA - D1-103
  Director/a de tesis: PEÑA CARRERA, MARTA | OLMEDO TORRE, NOELIA
  Resumen de tesis: Los incendios forestales representan una amenaza significativa para los ecosistemas, las propiedades y la vida humana, destacando la necesidad de sistemas de detección precisos, adaptables y eficientes. Esta tesis introduce un nuevo enfoque para la detección de incendios forestales, abordando limitaciones clave en términos de precisión, adaptabilidad y sostenibilidad, con un énfasis en la implementación práctica y el diseño eficiente de recursos. A través de tres estudios interrelacionados, la investigación desarrolla un marco estructurado y consciente de los factores de confusión, que avanza desde la creación de conjuntos de datos hasta soluciones de implementación en tiempo real.El primer estudio establece un conjunto de datos de incendios forestales consciente de los factores de confusión y un marco de aprendizaje multitarea para abordar los falsos positivos causados por elementos confusos, como las nubes, la niebla y los reflejos. Este enfoque reduce significativamente las alarmas falsas, mejorando la precisión del modelo en escenarios complejos de detección. El segundo estudio avanza este marco mediante la incorporación de un enfoque de aprendizaje jerárquico y adaptativo al dominio, que integra conjuntos de datos de zonas forestales y no forestales. Esta estrategia de doble conjunto de datos, con capas compartidas y especializadas, mejora la capacidad del modelo para generalizar en diversas condiciones ambientales, ofreciendo una solución más adaptable en distintos contextos forestales.Basándose en estas bases, el tercer estudio introduce la destilación de conocimiento para transferir los conocimientos de un modelo complejo y entrenado jerárquicamente a un modelo ligero optimizado para dispositivos de bajo consumo, como drones. Este enfoque mantiene una alta precisión en la detección al tiempo que minimiza las demandas computacionales, contribuyendo a una implementación sostenible. También se presenta una nueva métrica, la Especificidad de Elementos Confusos (CES), para evaluar la capacidad del modelo para gestionar estos elementos en entornos reales, facilitando un uso eficiente de los recursos y un monitoreo preciso.En conjunto, estos estudios proponen un marco estructurado y escalable para la detección de incendios forestales que combina rigor técnico con aplicaciones prácticas y sostenibles. Los resultados ofrecen modelos adaptables y de alta precisión para la implementación en entornos reales y proporcionan una base para futuras investigaciones en monitorización ambiental sostenible y gestión de incendios forestales impulsada por IA.
  

• HERNÁNDEZ BURGOS, SERGI: Development of Accelerated Fully Focused SAR Altimetry Algorithms
  
  Autor/a: HERNÁNDEZ BURGOS, SERGI
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: TEORÍA DE LA SEÑAL Y COMUNICACIONES
  Departamento: Departamento de Teoría de la Señal y Comunicaciones (TSC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 30/06/2025
  Fecha de lectura: 24/07/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Aula MERIT Dpt. TSC, D5-010, Campus Nord
  Director/a de tesis: BROQUETAS IBARS, ANTONI | GIBERT GUTIÉRREZ, FERRAN
  Resumen de tesis: La capacidad de medir la topografía de la superfície oceánica desde el espacio surgió en la década de 1970 con los altímetros radar satelitales. Desde entonces, esta técnica se ha vuelto esencial en la observación de la Tierra, apoyando diversas aplicaciones que van desde el monitoreo del nivel del agua en zonas costeras y la elevación del hielo en zonas polares, hasta la medición del aumento global del nivel del mar. Los avances en la altimetría radar han mejorado significativamente la resolución azimutal a lo largo de los años, progresando desde modos de baja resolución en el orden de kilómetros, hasta aproximadamente 300 metros gracias a las técnicas Radar de Apertura Sintética usando métodos Doppler (delay/Doppler altimetry o SAR altimetry en inglés), e incluso resoluciones del orden de metros con técnicas de Apertura Sintética Totalmente Enfocadas (Fully Focused SAR en inglés). Mientras que los modos de baja resolución y de enfocado Doppler están actualmente maduros operativamente, los algoritmos de enfoque total (FF-SAR) son relativamente nuevos y aún requieren de muchos recursos computacionales, lo que limita su uso operativo.Esta tesis presenta dos algoritmos novedosos diseñados para mejorar la eficiencia computacional del procesamiento FF-SAR, haciendo factible su uso en actuales y futuras misiones satelitales. El primer método es un algoritmo analítico frecuencial llamado 'FF-SAR Omega-K', que proporciona una mejora en la eficiencia computacional hasta 4000 veces en comparación con el algoritmo FF-SAR clásico, conocido como 'FF-SAR Back-projection'. El algoritmo se ha validado utilizando datos de blancos puntuales y del océano. Además, el algoritmo Omega-K se ha aplicado para estimar la longitud de onda de las olas del oceáno, una nueva aplicación en la altimetría que solo es posible gracias a los algoritmos de apertura totalmente enfocada.La segunda alternativa es un algoritmo acelerado para la versión 'FF-SAR Back-projection', llamado 'Accelerated Back-projection', que reduce significativamente el tiempo computacional del método clásico en arquitecturas basadas en CPU en un factor de 28, y hasta un factor de 13 en arquitecturas basadas en GPU. En comparación con el algoritmo clásico usado en CPU, la combinación del procesamiento en GPU con el algoritmo acelerado logra una mejora global de hasta 1500 veces en eficiencia computacional. Este método mantiene la precisión y permite un procesamiento casi en tiempo real, validado exhaustivamente con datos de transpondedores y del océano. Este algoritmo es más lento que el 'Omega-K', pero es más versátil, robusto, exacto y preciso.Además, se presenta una variación del algoritmo 'Back-projection', llamado 'Sub-looked Back-projection'. Este algoritmo genera ondas con una resolución azimutal de 300 metros comparables a las obtenidas mediante métodos convencionales 'delay/Doppler', pero no depende de las aproximaciones típicas empleadas por los procesadores 'delay/Doppler', que simplifican los cálculos. El algoritmo 'Sub-looked Back-projection' reduce los sesgos de la SWH en un 20% en comparación con el procesamiento convencional 'delay/Doppler'. Implementado en arquitecturas GPU, alcanza velocidades de procesamiento comparables a los procesadores 'delay/Doppler' operacionales actuales.En conjunto, estos métodos representan un avance sustancial hacia un procesamiento más rápido, lo más preciso posible y más versátil en la altimetría radar, abriendo camino para la próxima generación de misiones satelitales.