Escuela de Doctorado

Fecha de lectura: 06/10/2025

• MORTIMER, LUKE BAILEY: A Variety of Optimization Techniques Applied In the Context of Quantum Information Theory
  
  Autor/a: MORTIMER, LUKE BAILEY
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: FOTÓNICA
  Departamento: Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/09/2025
  Fecha de lectura: 06/10/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: ICFO Auditorium
  Director/a de tesis: ACÍN DAL MASCHIO, ANTONIO
  Resumen de tesis: La tesis considera varias técnicas de optimización aplicadas en el contexto de la teoría de la información cuántica. Luego de una introducción pedagógica a la teoría de la información cuántica y a la optimización, se abordan tres líneas principales de investigación. La primera es el afamado problema abierto fundamental de las bases mutuamente insesgadas, que consiste en encontrar conjuntos de bases ortonormales que sean iinsesgadas entre sí. Más específicamente, aún se desconoce si es posible encontrar un conjunto de 4 bases mutuamente insesgadas en dimensión 6. Se aplican diversas técnicas de optimización, incluyendo programación semidefinida no lineal, optimización see-saw, relajaciones de programación semidefinida, branch-and-cut, métodos de descenso de gradiente y el método de los multiplicadores de Lagrange, que ofrecen nuevas perspectivas sobre el problema. La segunda línea de investigación se centra en la no localidad de Bell, y más concretamente, en la simplificación de la jerarquía de programas semidefinidos conocida como jerarquía NPA (Navascués-Pironio-Acín), utilizada para encontrar cotas sobre la máxima violación cuántica  de las desigualdades de Bell. En el caso de un gran número de entradas por parte, se demuestra una ventaja tanto en memoria como en tiempo frente a los solucionadores más avanzados, combinando diversas técnicas de optimización. La tercera línea de investigación trata sobre la física cuántica de muchos cuerpos, un campo que abarca una amplia variedad de temas. La tesis considera los problemas de acotar los valores esperados de observables en los estados estacionarios de sistemas cuánticos abiertos, encontrar mejores mapeos de fermiones a cúbits y resolver el problema de coloreo de grafos mediante un novedoso algoritmo de optimización inspirado en qudits. En cada caso, se muestra una ventaja en comparación con métodos similares.
  

• POU MULET, BARTOMEU: Supervised and Reinforcement Learning for Extreme Adaptive Optics with Application to Exoplanet Imaging
  
  Autor/a: POU MULET, BARTOMEU
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INTELIGENCIA ARTIFICIAL
  Departamento: Departamento de Ciencias de la Computación (CS)
  Modalidad: Convenio Cotutela
  Fecha de depósito: 05/09/2025
  Fecha de lectura: 06/10/2025
  Hora de lectura: 15:00
  Lugar de lectura: Sala d'actes Marti Recover de la FIB
  Director/a de tesis: MARTÍN MUÑOZ, MARIO | GRATADOUR, DAMIEN | QUIÑONES MORENO, EDUARDO
  Resumen de tesis: Esta tesis demuestra que aplicar una combinación de modelos de aprendizaje profundo (AP) en el campo de óptica adaptativa (OA), cada uno dirigido a un tipo de error presente en la OA, puede incrementar significativamente el rendimiento, proporcionando a los telescopios una mejor resolución angular. La primera parte de esta tesis se centra en desarrollar modelos de AP para mitigar errores específicos dentro del circuito de OA. Estos incluyen un modelo de aprendizaje por refuerzo entrenado en línea para reducir el error temporal (causado por la evolución atmosférica y el retraso del sistema de control) y modelos de aprendizaje supervisado entrenados fuera de línea para corregir errores no lineales (que aparecen debido a las no linealidades de un sensor específico) y ruido. Cada capítulo proporciona un análisis exhaustivo para interpretar el comportamiento de estos modelos de AP y demuestra mejoras sobre los métodos de referencia seleccionados. Como conclusión de la primera parte, mostramos la aplicación de estos métodos a la observación directa de exoplanetas. En la segunda parte, cambiamos el foco a desplegar estos métodos en sistemas reales. Por ello, adaptamos el entorno de trabajo COSMIC para dar soporte a redes neuronales y optimizamos los tiempos de entrenamiento e inferencia con la introducción de librerías especializadas (como TensorRT) o reduciendo la precisión de punto flotante. En conjunto, la integración de modelos de aprendizaje profundo, cada uno enfocado en distintas fuentes de error dentro del bucle de óptica adaptativa, junto con la implementación en tiempo real, permite avanzar hacia una óptica adaptativa extrema, con prometedoras implicaciones para la obtención de imágenes de alto contraste y la detección directa de exoplanetas.
  

• SAVADKOOHI, MARJAN: Evaluating harmonized equivalent black carbon mass concentration and source apportionment for air quality assessment
  
  Autor/a: SAVADKOOHI, MARJAN
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE
  Departamento: Departamento de Ingeniería Minera, Industrial y TIC (EMIT)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 26/06/2025
  Fecha de lectura: 06/10/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Sala Multimèdia B3 - Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona
  Director/a de tesis: PANDOLFI, MARCO | ALASTUEY UROS, JOSE ANDRES
  Resumen de tesis: El carbono negro (BC), estimado de medidas de absorción óptica, se ha convertido en una métrica clave de calidad del aire (AQ) por su impacto en el clima y la salud. Dado que no puede medirse directamente, su estimación conlleva inconsistencias. La nueva directiva europea sobre AQ exige su control en supersitios de monitoreo y lo recomienda en zonas críticas de contaminación atmosférica, definiéndolo como aerosoles carbonosos medidos por absorción de luz. En ciencia atmosférica, el carbono negro equivalente (eBC) es la concentración de masa derivada de la atenuación de luz por partículas en filtros, medida mediante fotómetros de absorción (FAP). La atenuación se convierte en coeficiente de absorción (babs) y luego en eBC, usando valores predefinidos de absorción de masa (MAC), o calibradas con carbono elemental (EC). Aunque hay avances regulatorios, persisten retos para cuantificar eBC e identificar fuentes por la falta de un método de referencia y diferencias operativas entre ubicaciones. Esta tesis aborda esas limitaciones armonizando mediciones, refinando la estimación de eBC y mejorando métodos de contribución de fuentes, integrando herramientas computacionales avanzadas para mejorar la interpretabilidad de las medidas de eBC.Se analizaron datos de eBC ambiental de más de 50 sitios en Europa de fondo urbano (UB), tráfico (TR), suburbano (SUB) y fondo regional (RB) para estudiar variabilidad espacial y temporal. En la primera fase, las mediciones armonizadas mostraron una disminución clara de eBC: TR > UB > SUB > RB, con un gradiente norte consistente con otros contaminantes. Se observó gran variabilidad estacional, con picos en invierno en UB y SUB por el uso de calefacciones domésticas y mezcla atmosférica reducida. Esta metodología también se aplicó en EE.UU., donde redujeron las emisiones de gasolina y diésel, pero aumentó el eBC por incendios forestales. Se estimó eBC por fuentes líquidas (eBCLF) y sólidas (eBCSF) con datos del Aethalómetro (AE33) y el modelo común del Aethalómetro. Aunque tiene limitaciones, el método mostró dominio de eBCLF, mientras eBCSF se mantuvo estable. La tendencia decreciente de eBCLF se vinculó con la reducción del diésel, mientras que eBCSF se mantuvo o subió, indicando uso persistente de combustibles sólidos. En la segunda fase se exploró la variabilidad espacio-temporal de los MAC según sitio e instrumento, usando datos conjuntos de EC y absorción. El uso de MAC nominales sobreestimó el eBC hasta un 50%, mientras que los MAC específicos mejoraron la precisión. La fuerte dependencia estacional indicó necesidad de calibración continua. En la tercera fase, se refinaron las contribuciones de fuente derivando exponentes de absorción (AAE) específicos por sitio usando los datos del AE33. Un método percentil validado con trazadores químicos permitió estimar AAELF y AAESF. Los resultados mostraron que valores fijos de AAE no son aplicables universalmente, lo que refuerza el uso de valores específicos por sitio y estación. Finalmente, la integración de datos ópticos y químicos con análisis de factores mejoró la estimación de fuentes. Se desarrollaron modelos de aprendizaje automático como sensores virtuales de eBC, con buena transferencia entre sitios y utilidad para monitoreo AQ. Esta tesis sienta las bases para una estandarización del monitoreo de eBC, apoyando su inclusión como contaminante regulado y reforzando su papel en políticas de aire y clima.
  

• TUCI, FRANCESCA: Identification of Critical Issues and Development of Strategies to Increase the Environmental Sustainability of Textile Districts in Europe
  
  Autor/a: TUCI, FRANCESCA
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA AMBIENTAL
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 11/07/2025
  Fecha de lectura: 06/10/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Room 138 School of EngineeringVia S.Marta 3, Florence
  Director/a de tesis: LOPEZ GRIMAU, VICTOR | GORI, RICCARDO
  Resumen de tesis: La industria textil es intensiva en agua. Con un consumo de 200-400 litros de agua por kg de producto, es el 3º mayor consumidor de agua de la UE. El documento de referencia sobre las mejores técnicas disponibles para la industria textil (TXT Bref) destaca que el volumen y carga química del agua descargada son preocupaciones ambientales clave en la UE, incluidas Italia y España. Este estudio aborda los desafíos relacionados con el agua en los distritos textiles de Prato (Italia) y Cataluña (España), buscando desarrollar estrategias de sostenibilidad mediante la gestión innovadora de aguas residuales, el reciclaje de recursos y el tratamiento de lodos. Las conclusiones del TXT BAT introducen niveles de emisión asociados (BAT-AELs) para las descargas directas e indirectas de aguas residuales. Las empresas textiles con descargas indirectas deberán cumplir con estos niveles, a menos que una estación depuradora (EDAR) instalada aguas abajo pueda eliminar los contaminantes. En este estudio, se realizaron cálculos de balance de masa en dos EDAR de Prato para verificar que la eliminación de contaminantes originados en procesos textiles fuera el resultado de un tratamiento eficaz y no solo debido a la dilución. Los resultados confirmaron la eliminación de compuestos como DQO, BiAS, sulfuros, fenoles e hidrocarburos, y reducciones superiores al 50% de Zn, Cu, Ba, Crtot y Sb , aunque los resultados variaron según los procedimientos de muestreo. Las conclusiones del TXT BAT promueven la reutilización y reciclaje para reducir el uso de agua potable y la generación de aguas residuales. Prato, donde se encuentra la mayor planta de reciclaje de aguas residuales de Europa, se enfrenta a problemas relacionados con la elevada dureza de las aguas residuales procedentes de la planta de Baciacavallo. Se demostró que una planta piloto de ultrafiltración-nanofiltración (UF-NF) reduce la dureza del agua en más del 98%, independientemente de las condiciones operativas. Un modelo simplificado del ciclo del cloruro mostró que reemplazar la tecnología de resinas de intercambio iónico, utilizada en Prato para el ablandamiento del agua, por UF-NF reduce la concentración de cloruros, permitiendo el uso del agua reciclada para riego. La investigación también demostró que la NF puede tratar aguas residuales de tintura y reutilizar el permeado en el propio proceso de tintura, evitando el consumo de agua descalcificada y recuperando sales. En un piloto de NF, el tratamiento y reutilización de aguas residuales de la tintura de algodón con colorantes reactivos mostró un ahorro de hasta un 24% de NaCl y un 32% de Na2CO3 sin afectar la reproducibilidad del color. Además, se aplicó una oxidación electroquímica sobre el concentrado de NF, logrando una degradación del color superior al 95%, lo que sugiere la viabilidad de su reutilización y la recuperación de recursos. La disposición de lodos textiles (TXS) en vertederos o su incineración presenta desafíos ambientales. Se realizaron pruebas de potencial bioquímico de metano (BMP) en tres tipos de lodos (municipales, textiles y mixtos) para evaluar la digestión anaeróbica (AD) como tratamiento sostenible. Los resultados demostraron la viabilidad de la AD para la valorización de TXS, con la codigestión como enfoque prometedor para maximizar la producción de biogás. Finalmente, el estudio abordó la contaminación por microplásticos (MP), proponiendo un método para cuantificarlos en aguas residuales. Comprender la eficiencia de las EDAR en la eliminación de MPs es crucial para mitigar esta preocupación emergente. Este estudio propone estrategias para mejorar la sostenibilidad ambiental de los distritos textiles mediante tecnologías como la NF y la AD, reduciendo el uso de recursos, mejorando el tratamiento de aguas residuales y recuperando subproductos. También resalta la necesidad de abordar la presencia de microplásticos con monitoreo avanzado, promoviendo prácticas sostenibles en el sector textil europeo.
  

Fecha de lectura: 09/10/2025

• ROURA SALIETTI, MIREYA: Reuse of ICT devices as commons: A property rights governance model for collective access
  
  Autor/a: ROURA SALIETTI, MIREYA
  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: Normal
  Fecha de depósito: 15/07/2025
  Fecha de lectura: 09/10/2025
  Hora de lectura: 11:00
  Lugar de lectura: Campus Nord, C6-E106
  Director/a de tesis:
  Resumen de tesis: Comprender el papel de los derechos de propiedad en la gestión de los dispositivos de Tecnologías de la Información y la Comunicación, principalmente ordenadores, es fundamental para abordar el desperdicio de recursos y alcanzar los objetivos de inclusión digital y sostenibilidad. Aunque la adquisición, el uso y la disposición de los dispositivos TIC están predominantemente regidos por la propiedad individual, los ecosistemas de reutilización demuestran beneficios significativos. En dichos ecosistemas, diversos actores colaboran para recuperar dispositivos TIC descartados, reacondicionarlos, mantenerlos y entregarlos a poblaciones vulnerables a un costo ambiental y económico mínimo.Basada en la teoría de los Recursos de Uso Común, esta tesis introduce un modelo que aplica un enfoque de propiedad comunitaria para gobernar la reutilización de dispositivos TIC, utilizando el marco del paquete de derechos para organizar y gestionar los ecosistemas de reutilización. Basado en la iniciativa eReuse, desarrollada mediante investigación-acción por una comunidad multilateral involucrada en el reacondicionamiento de ordenadores para la inclusión social en España, el modelo captura patrones de acción colectiva, clasifica a los participantes según sus roles y mapea los derechos de propiedad que subyacen a sus interacciones, asegurando relaciones justas dentro del ecosistema. Para evaluar su idoneidad y aplicación en contextos iberoamericanos, el modelo fue evaluado en tres ecosistemas de reutilización en Argentina y Uruguay. Los resultados indican que, aunque a menudo es necesaria una adaptación local, el modelo funciona en la práctica y muestra un gran potencial para informar el diseño de gobernanza en ecosistemas de reutilización TIC culturalmente alineados.El modelo se operacionaliza a través de dos herramientas digitales, DeviceHub y Workbench, que facilitan la trazabilidad de los cambios de propiedad en los dispositivos a lo largo de su ciclo de vida, además de capturar métricas detalladas de uso y rendimiento. En eReuse, se encontró que aproximadamente el 46% de los dispositivos descartados y donados pudieron ser reutilizados, lo que pone de manifiesto el reciclaje prematuro de equipos funcionales debido a criterios como la obsolescencia contable o por software. Los datos recogidos a través de estas herramientas también permiten una medición más precisa de la estimación del impacto y apoyan la creación de indicadores para comparar estrategias de inclusión digital en diversas regiones y escenarios. Los resultados muestran que la eficiencia en términos de CO2 equivalente de la reutilización de dispositivos varía desde un 30% en áreas con una mayor proporción de energías renovables hasta un 5% en regiones dependientes de fuentes de energía fósil, en comparación con la adquisición de dispositivos nuevos. Esto subraya que la reutilización no es inherentemente eficiente, sino que depende de factores contextuales. Además, estos hallazgos resaltan la necesidad de contar con datos más granulares para afinar estas estimaciones y obtener una mejor comprensión del impacto de la reutilización de TIC en distintos contextos.Finalmente, este modelo de gobernanza fue evaluado a través de estudios de caso prácticos en contextos del mundo real. Nuestros resultados demuestran que el éxito o fracaso de la reutilización depende del contexto sociocultural y de barreras tales como asegurar el mantenimiento a largo plazo y la usabilidad, barreras que se mitigan más eficazmente en iniciativas de reutilización servitizadas, donde los mantenedores y agentes TIC aseguran el rendimiento de los dispositivos frente a los rápidos cambios tecnológicos. Estos hallazgos contribuyen a cerrar la brecha entre los objetivos de sostenibilidad y la gobernanza TIC, destacando el papel de los ecosistemas de reutilización habilitados digitalmente en la promoción de transiciones digitales equitativas y de bajo carbono, así como en la generación de oportunidades de empleo.