Tesis en depósito público

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

• ALCÓN DOGANOC, MIGUEL: Verification and Validation Solutions for the Safety Compliance of Autonomous Driving Frameworks Performance Aspects
  
  Autor/a: ALCÓN DOGANOC, MIGUEL
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 01/12/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 15/12/2025
  Director/a de tesis: ABELLA FERRER, JAIME | MEZZETTI, ENRICO
  Resumen de tesis: La Conducción Autónoma (CA) ha pasado de ser un concepto de investigación a convertirse en una realidad. Las crecientes demandas computacionales de los vehículos autónomos han motivado el uso de sistemas multiprocesador en chip, que ofrecen tanto alto rendimiento como eficiencia energética. Sin embargo, garantizar el cumplimiento de los requisitos de seguridad en sistemas tan complejos sigue siendo un gran desafío. Los marcos de software utilizados para implementar las funcionalidades de CA, que suelen integrar algoritmos de Inteligencia Artificial (IA), no se diseñan siguiendo procesos de desarrollo orientados a la seguridad, y su comportamiento no determinista entra en conflicto con el estricto determinismo exigido por los estándares de seguridad. Esta tesis aborda dichos desafíos mediante el desarrollo de soluciones de Verificación y Validación (VyV) orientadas a mejorar el cumplimiento de seguridad en marcos de CA, enfocadas al rendimiento.La tesis empieza analizando las principales fuentes de no determinismo en los sistemas de CA en tres niveles: algorítmico, arquitectura del software y plataforma hardware. Aunque la variabilidad está presente en todos ellos, identificamos el nivel de arquitectura de software como un contribuyente clave a la variabilidad global. Este nivel no solo introduce sus propias fuentes de variabilidad, sino que también amplifica aquellas heredadas de las demás capas. Por ello, la arquitectura de software se presenta como un punto clave para mejorar el determinismo del sistema y la garantía de seguridad.La tesis también aborda los desafíos que este software presenta en las pruebas unitarias definidas en los estándares de seguridad. Para ello, usamos Apollo, un software de CA de código abierto. Debido a las fuertes dependencias entre sus módulos, no es fácil validar de forma independiente cada módulo. Para permitir una verificación adecuada de estos, la tesis propone una metodología para aislar y reconfigurar los módulos de Apollo en unidades independientes, permitiendo así realizar las pruebas unitarias en un software de CA complejo.El trabajo avanza para garantizar la seguridad del sistema mediante el desarrollo de vistas dinámicas y de ejecución de Apollo. Las vistas dinámicas describen las interacciones entre los componentes de software, vinculando los requisitos de seguridad con su implementación y pruebas de validación. Para complementar estas vistas, la tesis introduce las vistas de ejecución, que añaden información sobre el paralelismo y la concurrencia de la aplicación. Las vistas de ejecución mejoran la observabilidad del uso de recursos, el comportamiento temporal y la concurrencia, permitiendo tanto una mejor verificación como una optimización del uso del hardware.Finalmente, la tesis aborda el comportamiento temporal y la variabilidad entre los componentes del software. Identifica, formaliza y aplica un conjunto integral de métricas de tiempo, capaces de capturar las interacciones entre módulos y las propiedades de latencia extremo a extremo en aplicaciones de CA. Las métricas temporales tradicionales no logran reflejar las dependencias entre componentes en sistemas como Apollo. Mediante la adopción de métricas complementarias, como el tiempo máximo de reacción y el desplazamiento máximo en el tiempo, se puede ofrecer una visión más profunda de las dependencias temporales, permitiendo la detección temprana de anomalías temporales.En resumen, esta tesis proporciona un conjunto de metodologías y herramientas para mejorar la VyV del software de CA desde una perspectiva de seguridad y rendimiento. Las contribuciones propuestas estrechan la brecha entre el software de alto rendimiento basado en IA y el determinismo estricto requerido por los estándares de seguridad. Estos avances respaldan la garantía de la seguridad en los marcos software de CA, contribuyendo finalmente al despliegue seguro y certificable de vehículos autónomos sobre plataformas embebidas de alto rendimiento.
  
• GIESEN LEÓN, JEREMY JENS: Modeling and Optimization of Timing Interference for Time Critical Systems on Multicore COTS Platforms
  
  Autor/a: GIESEN LEÓN, JEREMY JENS
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  Departamento: Departamento de Arquitectura de Computadores (DAC)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 27/11/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 11/12/2025
  Director/a de tesis: MEZZETTI, ENRICO | CAZORLA ALMEIDA, FRANCISCO JAVIER
  Resumen de tesis: Los sistemas empotrados de tiempo real críticos son esenciales en sectores como la automoción, la aeronáutica, etc. Deben garantizar un comportamiento determinista y certificable en las peores condiciones. A medida que aumentan las funciones (fusión de sensores, IA, etc), los uniprocesadores resultan insuficientes, lo que impulsa la adopción de COTS multicore. Sin embargo, los recursos compartidos generan interferencias temporales que amenazan la previsibilidad y complican la certificación, especialmente en diseños heterogéneos con crossbars, puentes y jerarquías de memoria.Esta tesis mejora la previsibilidad temporal en multicores mediante tres pilares: observabilidad del hardware, modelización de la contención y optimización a nivel de sistema. Forman un marco coherente y auditable desde las mediciones de bajo nivel hasta las decisiones de diseño.Primero, se presentan marcos de observabilidad que combinan contadores locales con trazado a nivel de sistema. Atribuye eventos de hardware a las tareas, reconstruyen el scheduling y la contención entre núcleos e interconexiones y unifican configuración e interpretación en systemas heterogéneos. Las mediciones se atribuyen a tareas (excluyendo la actividad del SO), limita el ruido de operación y generan secuencias de acceso ordenadas que conservan la temporalidad. Con tablas de latencia para memorias y puentes, estos datos permiten cuantificar fenómenos temporales y calibrar modelos conservadores.Segundo, se desarrollan modelos de contención basados en trazas reales. Las técnicas tradicionales de conteo de accesos son demasiado conservadoras para interconexiones paralelas. Las técnicas basadas en secuencias aprovechan el orden de las peticiones para eliminar solapamientos inviables y ajustar márgenes. Se propone ASCOM, un marco escalable que equilibra precisión y eficiencia mediante emparejamiento compositivo y segmentación de trazas largas. Se derivan cotas superiores e inferiores para acotar estimaciones y se añade la caracterización de puentes para capturar travesías entre clústeres y asimetrías entre memorias. En sistemas con uno o varios crossbars, el análisis sensible a la secuencia produce márgenes más ajustados y fiables manteniendo la viabilidad a escala industrial.Tercero, se analiza cómo la modelización orienta la asignación de regiones de código/datos en memorias heterogéneas. La viabilidad de los mapeos considera la capacidad y compatibilidad; la localidad y las latencias no uniformes se representan con modelos calibrados. La exploración muestra alta sensibilidad al mapeo: con cargas y scheduling iguales, cambiar el mapeo puede duplicar la contención por el uso de puentes, asimetrías o efectos de los puertos. Los factores de la arquitectura determinan la peor interferencia posible, haciendo de la asignación un parámetro de diseño clave.Un flujo de trabajo completo aplica estas ideas. Las trazas se capturan sobre hardware industrial, se procesan en secuencias ordenadas y alimentan el análisis sensible a la secuencia. Generamos empíricamente tablas de latencia para memorias y puentes. Con estos datos calibrados, el modelo estima la contención y el retardo total de distintos mapeos.Los resultados muestran que un análisis de contención fiable en multicores comerciales es viable cuando: (i) se observan las señales adecuadas con instrumentación poco intrusiva; (ii) los modelos integran secuencias y puentes con márgenes explícitos; y (iii) los resultados guían la asignación explotando localidad y capacidad. Al provenir las mediciones del propio hardware, las conclusiones son auditables y aplicables a casos reales. Combinando instrumentación del hardware, modelado realista y asignación informada, la tesis ofrece un marco práctico para mejorar la previsibilidad temporal y reducir la brecha entre las expectativas de certificación: trazabilidad, explicabilidad y repetibilidad y el comportamiento de interconexiones y memorias heterogéneas en multicores actuales.
  

COMPUTACIÓN

• NJOKU, UCHECHUKWU FORTUNE: Towards Effective and Interpretable Many-Objective Feature Selection in Machine Learning
  
  Autor/a: NJOKU, UCHECHUKWU FORTUNE
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: COMPUTACIÓN
  Departamento: Departamento de Ciencias de la Computación (CS)
  Modalidad: Convenio Cotutela
  Fecha de depósito: 04/12/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 18/12/2025
  Director/a de tesis: ABELLO GAMAZO, ALBERTO | BILALLI, BESIM | BONTEMPI, GIANLUCA
  Resumen de tesis: Un aprendizaje automático eficaz requiere más que modelos precisos; también exige la consideración de factores como la complejidad del modelo, la equidad y otros requisitos específicos de la tarea. El cumplimiento de estos requisitos debe considerarse desde un principio, a nivel de datos, mediante la selección de características (FS) que contribuyan a solucionar el problema de la forma más adecuada. Esto puede beneficiarse de un enfoque de optimización de múltiples objetivos para la selección de características.Por lo tanto, esta tesis estudia la selección multi-objetivo de características (MOFS) y contribuye al desarrollo de soluciones de aprendizaje automático eficientes y responsables. Sin embargo, conlleva un desafío de interpretabilidad debido a la gran cantidad de soluciones que genera MOFS y, por lo tanto, también proponemos una metodología para abordar esta complejidad añadida de MOFS.Aunque FS se ha investigado durante mucho tiempo, los trabajos previos (tanto en métodos de tipo filtro como de envoltorio) no han abordado este problema al centrarse únicamente en uno o como máximo dos objetivos. Además, para la interpretabilidad de los resultados de FS, no se ha propuesto ningún enfoque metodológico y se ha utilizado simplemente una representación tabular básica.Consecuentemente, proponemos un marco de trabajo que utiliza para llevar a cabo FS algoritmos genéticos de ordenación no dominada para equilibrar objetivos relevantes pero a menudo conflictivos. En particular, con este método se podrían considerar más de cuatro y hasta quince objetivos. Para facilitar la interpretabilidad, nuestra metodología consta de seis pasos que consideran tres puntos de vista: objetivos, soluciones y variables (es decir, características).Para lograr el objetivo de la investigación, seguimos un enfoque estructurado: primero, una revisión extensa de la literatura que establece el estado del arte e identifica los desafíos abiertos. A continuación, se realizan análisis empíricos de los métodos de tipo filtro y envoltorio de un solo objetivo, así como de los métodos de envoltorio multi-objetivo, para evaluar sus fortalezas y limitaciones. Luego, nuestro marco de MOFS se evalúa a través de múltiples experimentos, incluida su aplicación a la mejora de la equidad del modelo obtenido. Finalmente, la metodología de interpretabilidad de los resultados se instancia como un cuadro de mandos interactivo, que se valida a través de un estudio experimental que involucra a 50 participantes, con el consiguiente análisis estadístico para evaluar su efectividad.Los hallazgos concluyen que ningún método de FS es universalmente óptimo, y que el mejor enfoque depende de las características del conjunto de datos, los requisitos de la tarea y los objetivos del problema. Si bien los métodos de tipo filtro son computacionalmente eficientes y los métodos de envoltorio mejoran el rendimiento del modelo en entornos de un solo objetivo, el marco de trabajo MOFS propuesto equilibra con éxito múltiples indicadores conflictivos relacionados con el rendimiento, la complejidad y la equidad. Además, la metodología de interpretabilidad resultó esencial para ayudar a los científicos de datos a comprender mejor los resultados de MOFS, lo que permite una toma de decisiones informada en FS.
  

FOTÓNICA

• ARRÉS CHILLÓN, JAVIER: Application to Sensing, Imaging, and Cooling of Ultra-Thin Metal Films and Derived Nanostructured Glass Surfaces
  
  Autor/a: ARRÉS CHILLÓN, JAVIER
  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: 04/12/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 18/12/2025
  Director/a de tesis: PRUNERI, VALERIO
  Resumen de tesis: La continua evolución de los sistemas optoelectrónicos responde a la demanda de mayor eficiencia, rapidez y sensibilidad. Una estrategia clave es modificar las dimensiones de los materiales a escala nanométrica, lo que altera sus propiedades ópticas, eléctricas y térmicas y permite nuevas funcionalidades.Un ejemplo destacado son las películas metálicas ultrafinas (UTMFs), con grosores <10 nm, que muestran propiedades diferentes a las de capas metálicas más gruesas. En esta tesis se estudia el uso de UTMFs de oro (Au) sobre capas semilla (seed layers en inglés) de óxido cúprico (CuO), fabricadas con técnicas industriales como la deposición física en fase vapor (PVD). Estas películas ultrafinas permiten obtener superficies continuas y ultralisas, así como propiedades ajustables mediante procesos ópticos o eléctricos.Se demuestra el potencial de estas UTMFs en sensores electroquímicos basados en monocapas autoensambladas (self-assembled monolayers, SAMs). Los resultados muestran que las películas más delgadas responden más rápidamente a la formación de SAMs, y que la funcionalización con biotina permite detectar estreptavidina a través de cambios de resistencia medibles.También se analiza la interacción óptica entre UTMFs y fluoróforos, centrándose en la extinción de fluorescencia debida a la transferencia de energía no radiativa. Los experimentos muestran la dependencia con el grosor de las UTMFs y la separación fluoróforo–metal, confirmando que estas películas pueden mejorar la relación señal/ruido en imágenes de bacterias teñidas con fluoróforos.Finalmente, se trabaja en la nanoestructuración de superficies de vidrio con nanopilares (NP) generados mediante máscaras metálicas obtenidas por dewetting de UTMFs y grabado posterior. Estas superficies presentan propiedades ópticas únicas: recubrimientos antirreflectantes en el visible y emisividad mejorada en el infrarrojo. Además, se combinan con recubrimientos poliméricos para mantener la transparencia visible y potenciar la eficiencia de la refrigeración radiativa pasiva (PRC). Los resultados confirman que los vidrios nanoestructurados pueden disipar más calor que superficies lisas, lo que abre posibilidades en paneles solares, pantallas y ventanas.Esta tesis demuestra, por tanto, el potencial de las UTMFs de Au y de las superficies de vidrio nanoestructuradas para el desarrollo de sensores químicos, técnicas avanzadas de microscopía óptica y aplicaciones de refrigeración radiativa.
  
• TYULNEV, IGOR: Investigation and Control of Phase Transitions by Ultrafast Strong-field Techniques
  
  Autor/a: TYULNEV, IGOR
  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: 10/12/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 24/12/2025
  Director/a de tesis: BIEGERT, JENS
  Resumen de tesis: Este trabajo presenta los experimentos y resultados sobre la aplicación de fuentes láser de infrarrojo medio a sistemas de materia condensada para el estudio y control de interacciones de muchos cuerpos dentro de fases materiales y en límites de fase. Aprovechando décadas de experiencia y desarrollo de formas de onda intensas de pocos ciclos a altas frecuencias de repetición, las aplicaciones aquí demostradas utilizan las longitudes de onda del infrarrojo medio para estudiar y controlar fenómenos de campo fuerte a escalas de tiempo ultrarrápidas y a través de transiciones de fase. Para ello, se emplean técnicas no lineales para ampliar las capacidades de la fuente hacia una variedad de longitudes de onda de accionamiento y sondeo, al tiempo que se adaptan haces multicolores de momento angular de espín como campos de accionamiento con patrones únicos. Con la dinámica impulsada por campos intensos que se produce en escalas de tiempo subciclicas, se aplican técnicas como la generación de armónicos elevados (HHG) a una variedad de materiales que experimentan transiciones electrónicas y estructurales. En el caso de los dicalcogenuros de metales de transición a granel, como el MoS2 investigado, la ruptura de la simetría espacial y temporal inducida por un campo intenso en forma de trébol adaptado permitió la detección de la polarización del valle, es decir, un desequilibrio en la población de portadores entre los extremos vecinos del intervalo de banda. El control específico de las bandas de energía en estos sitios permite, en primer lugar, realizar un cambio de valle que se puede utilizar para la computación óptica y, en segundo lugar, crear un sistema híbrido de luz y materia con una topología de bandas similar al modelo de Haldane, lo que allana el camino hacia transiciones de fase topológicas inducidas y controladas por campos en materiales bidimensionales. Además, las corrientes inducidas por el campo y los armónicos emergentes se utilizan para sondear el paisaje potencial de la red y, por lo tanto, detectar simultáneamente las señales del cristal y la estructura de bandas codificadas en un espectro estático. La interferencia dentro de los espectros revela además la dinámica y los tiempos subyacentes de los electrones y los huecos. En cerámicas superconductoras de alta temperatura como el YBCO, los cambios inducidos por la temperatura en las propiedades electrónicas también se detectan con sensibilidad mediante HHG, incluso en fases de materiales más difíciles de detectar. Mientras tanto, las transiciones de orden superior, como la fase de onda de densidad de carga correlacionada (CDW), muestran una mezcla de cambios electrónicos y estructurales en la cristalografía HHG, tal y como se ha investigado en TiSe2. El enfoque macroscópico y no lineal produce cambios importantes en los espectros armónicos, incluso a partir de pequeños cambios, por ejemplo, en el desplazamiento de los átomos, e identifica anisotropías de fase que eludían las técnicas convencionales o microscópicas.
  

INGENIERÍA CIVIL

• DEHGHANSOURAKI, DANIAL: Modeling Sediment Transport in Rivers and Reservoirs using an Accelerated Model
  
  Autor/a: DEHGHANSOURAKI, DANIAL
  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: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 04/12/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 18/12/2025
  Director/a de tesis: BLADE CASTELLET, ERNEST | LARESE DE TETTO, ANTONIA
  Resumen de tesis: La sedimentación en embalses es un problema crítico y continuo en la gestión sostenible de los recursos hídricos. Aunque los modelos bidimensionales (2D) convencionales son computacionalmente eficientes, omiten procesos tridimensionales clave, como la estratificación térmica. Los modelos tridimensionales (3D) proporcionan una representación física más precisa, pero requieren extensos recursos computacionales, lo que los hace imprácticos para aplicaciones a gran escala. Esta investigación desarrolla un marco computacional que combina Computación de Alto Rendimiento (HPC), Inteligencia Artificial (IA) y simulación multifísica 3D avanzada para salvar esta brecha.Un modelo hidromorfodinámico bidimensional (R-Iber) fue reimplementado para Unidades de Procesamiento Gráfico (GPUs), logrando aceleraciones computacionales de uno a dos órdenes de magnitud. El modelo acelerado permitió el entrenamiento de un modelo sustituto (surrogate) basado en Redes Neuronales Profundas (DNN), posibilitando un análisis de Monte Carlo de 100.000 ejecuciones para una calibración robusta del modelo y la cuantificación de la incertidumbre. En paralelo, se desarrolló un modelo multifísico tridimensional completo en el entorno Kratos para para simular el problema fluido térmico tridimensional.El enfoque integrado se aplicó al sistema del embalse de Riba-roja. Se evaluó cómo la estratificación térmica afecta a la eficiencia de atrapamiento de sedimentos. Los resultados demuestran que la combinación de HPC, IA y modelado multifísico conduce a métodos prácticos y aplicables para la gestión sostenible de embalses.
  

INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN

• ROYANO GARCIA, VERÓNICA: A Function-Oriented Assessment Methodology (FOAM) for life-cycle monitoring of building functional condition
  
  Autor/a: ROYANO GARCIA, VERÓNICA
  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 LA CONSTRUCCIÓN
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 27/11/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 11/12/2025
  Director/a de tesis: SERRAT PIE, CARLES | RAPINSKI, JACEK TOMASZ
  Resumen de tesis: La gestión efectiva del parque edificado envejecido afronta dos carencias críticas: la falta de un lenguaje común estandarizado y las limitaciones de los paradigmas de evaluación vigentes. Las metodologías actuales resultan insuficientes: los enfoques basados en defectos priorizan la integridad física sobre la evaluación directa de la condición funcional, mientras que los modelos de aptitud de servicio (serviceability) dependen de requisitos de usuario variables y contextuales. Estas limitaciones inhabilitan los enfoques actuales para un análisis objetivo y longitudinal del desempeño funcional. Para superar estos desafíos, esta tesis presenta el desarrollo y validación de la Function-Oriented Assessment Methodology (FOAM), un marco integral para la monitorización objetiva de la condición funcional de los elementos constructivos a lo largo de su ciclo de vida.La metodología se sustenta en cuatro contribuciones esenciales: (i) la adopción del estándar ISO/IEC 81346 para asegurar una clasificación rigurosa e interoperable; (ii) la conceptualización de la red Elemento-Función (E-F), estructura jerárquica que vincula elementos y funciones definiendo sus pesos de agregación; (iii) la sistematización de la toma de datos mediante el Cuestionario de Evaluación de la Condición Funcional (FCAQ), transformando inspecciones subjetivas en datos discretos estandarizados; y (iv) el desarrollo de un motor matemático que traduce estos datos en un Índice de Condición Funcional (FCI) continuo y dependiente del tiempo.El comportamiento estadístico del estimador propuesto, (FCI) ̂(t), se ha validado rigurosamente mediante un estudio de simulación in silico abarcando 2.187 escenarios modelados con Ecuaciones de Estimación Generalizadas (GEE). Los resultados confirman la solidez estadística del estimador, ratificando su carácter insesgado y √n-consistente. El análisis de sensibilidad revela que la metodología es altamente robusta a la variabilidad aleatoria del inspector, pero extremadamente sensible a su sesgo sistemático. Esto establece que los protocolos de inspección exentos de sesgo constituyen un prerrequisito innegociable para una estimación fiable. Asimismo, se identifica el patrón de degradación funcional y el tiempo de evaluación como los factores dominantes en la capacidad predictiva del modelo.Más allá de la validación teórica, la aplicabilidad práctica se ha demostrado mediante el desarrollo de la plataforma FastFoam (TRL 7). Esta tesis concluye que FOAM resuelve el paradigma de evaluación, superando los enfoques subjetivos centrados en defectos hacia una metodología objetiva basada en la función, proporcionando una herramienta robusta para apoyar la toma de decisiones bien informada en la gestión de activos y la preservación del entorno construido.
  

INGENIERÍA DEL TERRENO

• RODRÍGUEZ ROMERO, CARLOS EDUARDO: Analysis of coupled hydro-mechanical processes in double-structure geomaterials for nuclear waste storage
  
  Autor/a: RODRÍGUEZ ROMERO, CARLOS EDUARDO
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA DEL TERRENO
  Departamento: Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental (DECA)
  Modalidad: Normal
  Fecha de depósito: 04/12/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 18/12/2025
  Director/a de tesis: VAUNAT, JEAN | GENS SOLE, ANTONIO
  Resumen de tesis: El aislamiento seguro y a largo plazo de los residuos radiactivos de alta actividad requiere el uso de barreras de ingeniería capaces de mantener una baja permeabilidad y una estabilidad mecánica adecuada bajo condiciones termo-hidro-mecánicas (THM) complejas. Entre los materiales candidatos, la bentonita compactada presenta un comportamiento característico de doble estructura, gobernado por la coexistencia de dominios micro y macroporosos. Esta tesis se centra en el análisis de los procesos acoplados hidro-mecánicos en geomateriales de doble estructura, con especial atención a las mezclas de bloques y gránulos de bentonita empleadas en los sistemas de barrera para los repositorios geológicos profundos.La investigación revisa en primer lugar las bases geomecánicas de los suelos de doble estructura e identifica la evidencia experimental que respalda su naturaleza de doble porosidad. Posteriormente, se desarrolla un marco constitutivo THM ampliado, que incorpora: (i) el parámetro ακ para controlar la deformación microestructural; (ii) una ley de estructuración dependiente de la fábrica del material para representar la memoria y degradación por compresión; y (iii) la resistencia friccional en las interfaces bloque–gránulo y bloque–pared.El modelo se implementó y calibró utilizando datos experimentales de laboratorio y de maquetas a escala reducida procedentes del proyecto BEACON, incluyendo los experimentos MGR22, MGR23 y MGR27, los ensayos de diferentes trayectorias de EPFL y el ensayo POSIVA. Las simulaciones numéricas reprodujeron con éxito la evolución de la presión de hinchamiento, la relación de vacíos, la densidad seca, el contenido y la entrada de agua observados experimentalmente. Los resultados confirmaron que la fricción desempeña un papel decisivo en la redistribución de esfuerzos entre bloques y gránulos, mientras que la evolución microestructural gobierna el proceso de homogeneización a largo plazo. La formulación mejorada capturó la homogeneización parcial de densidad y la persistencia de la porosidad microestructural, en consonancia con las observaciones de laboratorio.En conjunto, la tesis proporciona una comprensión más profunda del comportamiento hidro-mecánico acoplado de las bentonitas de doble estructura y propone un marco constitutivo robusto capaz de reproducir sus características esenciales bajo condiciones representativas de un repositorio. El trabajo pone de manifiesto la necesidad de considerar tanto la evolución microestructural como los efectos de fricción en los modelos predictivos de barreras de bentonita, contribuyendo así a la fiabilidad de las evaluaciones de seguridad a largo plazo de los almacenes geológicos profundos.
  

INGENIERÍA MECÁNICA, FLUIDOS Y AERONÁUTICA

• LU, YONGGANG: Research on Transient Flow Characteristics and Dynamic Behaviour of hydraulic Pumps in Support of Energy transition
  
  Autor/a: LU, YONGGANG
  Tesis completa: (contacta con la Escuela de Doctorado para confirmar que eres un doctor acreditado y obtener el enlace a la tesis)
  Programa: INGENIERÍA MECÁNICA, FLUIDOS Y AERONÁUTICA
  Departamento: Departamento de Ingeniería Mecánica (EM)
  Modalidad: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 26/11/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 10/12/2025
  Director/a de tesis: PRESAS BATLLÓ, ALEXANDRE
  Resumen de tesis: En medio de la transición global hacia una energía de bajo carbono, los sistemas de energía complementaria multi-energía son clave para lograr la neutralidad de carbono. La energía nuclear, la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo y la recuperación de energía de desechos industriales mejoran la flexibilidad del sistema energético, pero aumentan las demandas sobre la transferencia de energía y el transporte de fluidos. Las bombas hidráulicas, esenciales para la conversión de energía, enfrentan desafíos: las bombas de refrigerante del reactor (RCP) en los reactores de enfriamiento por plomo de la Generación IV sufren de corrosión y vibración; las unidades de almacenamiento por bombeo enfrentan problemas de estabilidad; y la recuperación de presión de desechos industriales es ineficiente bajo condiciones variables. Este estudio se enfoca en tres dispositivos clave: RCPs, bombas-turbinas y PATs, utilizando análisis, simulación y experimentos para investigar su dinámica y proponer optimizaciones.En primer lugar, se estudió la interacción fluido-estructura transitoria de las RCPs de eutéctico de plomo-bismuto durante el arranque. Se desarrolló un modelo matemático para el caudal y la velocidad de rotación bajo varios modos de arranque. El análisis bidireccional de interacción fluido-estructura mostró que el máximo estrés ocurre en la raíz de la pala del impulsor y la máxima deformación en la unión entre la pala y el cubo/carenado. Un mayor par de arranque aumentó la aceleración y el choque torsional, con el estrés máximo vinculado a la velocidad de rotación instantánea. Estos hallazgos informan el diseño más seguro del arranque de las RCPs.En segundo lugar, se estudiaron las características dinámicas de las bombas-turbinas reversibles bajo condiciones de rechazo de carga utilizando simulaciones transitorias en 3D y la teoría de producción de entropía para analizar la pérdida de energía. El estudio encontró que la unidad cruza repetidamente la región en forma de S durante el rechazo de carga, con un flujo complejo bajo condiciones de bomba inversa. Cuando la velocidad superó el 110% de la velocidad nominal, se observaron fluctuaciones significativas en la fuerza hidráulica axial y el par de torsión, y las cargas de presión en las palas se volvieron asimétricas. Estos hallazgos mejoran la comprensión del comportamiento transitorio de las bombas-turbinas.Finalmente, se estudió un sistema de PAT de dos etapas para la recuperación de energía a alta presión en aplicaciones petroquímicas, centrándose en la evolución del vórtice y las pulsaciones de presión. Las pulsaciones en el difusor provienen de la interacción rotor-estator cerca de la lengua, con una interferencia entre etapas más fuerte en el impulsor de entrada. Se detectaron pulsaciones de baja frecuencia debido a la expulsión de vórtices a altas velocidades de flujo, lo que amenaza la estabilidad del sistema. Los experimentos y simulaciones combinados aclararon la propagación de las pulsaciones, lo que ayudó al ajuste entre etapas y mejoró la eficiencia.Los resultados innovadores de este estudio han sido publicados en revistas líderes de mecánica de fluidos y energía. Avanzan la comprensión teórica de la dinámica de las bombas hidráulicas y ofrecen soluciones prácticas para la seguridad nuclear, la flexibilidad de la red y la conservación de energía industrial. El cuerpo principal de la tesis detalla cada componente de la investigación, con tres artículos de apoyo en revistas JCR Q1 adjuntos.
  

INTELIGENCIA ARTIFICIAL

• GONZÁLEZ GUTIÉRREZ, CÉSAR: Analyzing and Leveraging the Structure of Pre-trained Embeddings
  
  Autor/a: GONZÁLEZ GUTIÉRREZ, CÉSAR
  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: Normal
  Fecha de depósito: 27/11/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 11/12/2025
  Director/a de tesis: QUATTONI, ARIADNA JULIETA
  Resumen de tesis: El desarrollo de modelos con presupuestos de anotación limitados (aprendizaje con pocos ejemplos o few-shot learning) es de gran importancia debido a los altos costes asociados a la anotación de datos.Los últimos avances en clasificación de texto han demostrado que las representaciones derivadas de modelos de lenguaje preentrenados (espacios embebidos o embeddings) desempeñan un papel crucial, especialmente en contextos de baja anotación. Estos nuevos avances nos llevan naturalmente a plantear dos cuestiones fundamentales:1) ¿Qué propiedades de los embedding preentrenados logran explicar su eficacia en escenarios de few-shot learning?2) ¿Podemos aprovechar dichas propiedades para mejorar el rendimiento de los clasificadores en condiciones de anotación limitada?En la primera parte de este trabajo, abordamos la primera cuestión y mostramos que la efectividad de las representaciones preentrenadas en escenarios de few-shot learning puede explicarse por el grado de alineamiento entre las etiquetas de la tarea supervisada y la estructura jerárquica del espacio de representaciones. En la segunda parte, proponemos un método de propagación de etiquetas diseñado para explotar dicho alineamiento, lo que conduce a una mejora del rendimiento en tareas de clasificación con pocos ejemplos.
  

TEORÍA DE LA SEÑAL Y COMUNICACIONES

• GIL DÍAZ, CRISTINA: Characterization of cirrus clouds and dust aerosols with remote sensing: application of radiative transfer models for the study of their radiative effects
  
  Autor/a: GIL DÍAZ, CRISTINA
  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: Compendio de publicaciones
  Fecha de depósito: 09/12/2025
  Fecha de FINAL de depósito: 22/12/2025
  Director/a de tesis: SICARD, MICHAEL
  Resumen de tesis: Las nubes y los aerosoles son moduladores clave del balance radiativo terrestre, aunque sus interacciones siguen siendo una de las principales fuentes de incertidumbre en las proyecciones climáticas. Esta tesis doctoral investiga los procesos de interacción aerosol–nube–radiación en latitudes medias, con especial atención a los cirros y al polvo mineral, mediante observaciones lidar desde superficie y simulaciones de modelos de transferencia radiativa y de clima regional.En primer lugar, se analizó un conjunto de observaciones lidar de MPLNET en Barcelona para caracterizar las propiedades geométricas y ópticas de los cirros y cuantificar su efecto radiativo directo. Se encontró una alta ocurrencia, con una marcada variabilidad estacional. Se identificaron comportamientos radiativos diferenciados: por la noche, los cirros calientan tanto la atmósfera superior como la inferior, mientras que por el día calientan la atmósfera superior y, enfrían la inferior.En segundo lugar, se evaluaron los efectos radiativos semi-directos del polvo durante un episodio acoplado con una ola de calor mediante un modelo climático regional sobre la Península Ibérica. El estudio demostró la importancia del \textit{spectral nudging} para representar con precisión el evento y mostró que la absorción del polvo modifica los perfiles termodinámicos, la nubosidad y el balance energético en superficie, mitigando parcialmente los efectos de la ola de calor. Estas respuestas fueron espacialmente heterogéneas, reflejando la fuerte dependencia de las interacciones polvo-radiación con la distribución de polvo y las condiciones meteorológicas.En tercer lugar, se examinó el papel del modo gigante del polvo y su influencia en las concentraciones de núcleos de condensación de nubes y de partículas nucleadoras de hielo. La inclusión de un modo gigante sintético mejoró la concordancia con los datos de referencia para el efecto radiativo directo, pese a las incertidumbres y suposiciones asociadas. Además, se derivaron factores de conversión del polvo a partir de datos de AERONET y MPLNET lidar, demostrando el potencial del lidar para estudiar efectos indirectos de los aerosoles.