Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Artificial Intelligence (AI) Strategies For Metabolite Identification Based On Tandem Mass Spectrometry Data
No full textAquesta tesi aborda reptes fonamentals en la identificació de petites molècules en metabolòmica mitjançant dades d’espectrometria de masses en tàndem (MS/MS). Tot i els avenços en tècniques analítiques, la identificació de metabòlits desconeguts continua limitada per la diversitat química i les biblioteques espectrals incompletes. Per superar aquests obstacles, aquesta recerca presenta un conjunt de mètodes basats en aprenentatge automàtic per millorar l'anotació i la predicció estructural de metabòlits. Les contribucions principals inclouen: (1) ChemEmbed, un model basat en CNN que combina espectres MS/MS amb embeddings moleculars per millorar la precisió; (2) un metamodel que integra diverses tècniques predictives per reforçar el rànquing de candidats; i (3) un sistema híbrid CNN-JTVAE capaç de reconstruir estructures moleculars a partir de dades espectrals. Aquests mètodes mostren un rendiment elevat en benchmarks com CASMI 2022 i en conjunts de dades com ARUS. En conjunt, la tesi ofereix solucions escalables i precises per a la identificació metabolòmica, contribuint al progrés de la biologia de sistemes i la quimioinformàtica.Esta tesis aborda desafíos clave en la identificación de pequeñas moléculas en metabolómica utilizando datos de espectrometría de masas en tándem (MS/MS). A pesar de los avances en técnicas analíticas, la identificación de metabolitos desconocidos sigue siendo difícil debido a la gran diversidad química y la falta de bibliotecas espectrales completas. Para superar estos desafíos, esta investigación presenta un conjunto de métodos basados en aprendizaje automático para mejorar la anotación y predicción estructural de metabolitos. Las contribuciones principales incluyen: (1) ChemEmbed, un modelo basado en CNN que fusiona espectros MS/MS con representaciones moleculares para mejorar la precisión; (2) un metamodelo que combina múltiples técnicas predictivas para optimizar la clasificación de candidatos; y (3) un sistema híbrido CNN-JTVAE capaz de reconstruir estructuras moleculares directamente desde datos espectrales. Estas herramientas demuestran un alto rendimiento en evaluaciones como CASMI 2022 y en conjuntos de datos como ARUS. En resumen, la tesis ofrece soluciones precisas y escalables que impulsan los avances en biología de sistemas, quimioinformática y medicina de precisión.This thesis addresses critical challenges in the identification of small molecules in metabolomics using tandem mass spectrometry (MS/MS) data. Despite advances in analytical techniques, the identification of unknown metabolites remains limited due to the vast chemical diversity and incomplete spectral libraries. To overcome these issues, this research presents a suite of machine learning-based methods for improved metabolite annotation and molecular structure prediction. The core contributions include: (1) ChemEmbed, a CNN-based model that merges MS/MS spectra with molecular embeddings to enhance annotation accuracy; (2) a metamodel approach that integrates multiple prediction techniques to boost candidate ranking performance; and (3) a CNN-JTVAE hybrid system capable of reconstructing molecular structures directly from spectral data. These tools show strong performance across benchmarks such as CASMI 2022 and large-scale datasets like ARUS. Overall, the thesis delivers scalable, accurate, and generalizable solutions for metabolomics, advancing the fields of systems biology, cheminformatics, and data-driven molecular discovery."Universitat Rovira i Virgili. Programa de doctorat en Bioinformàtica
Non-intellectual Factor and Language Learning Motivation. A study based on L2 Spanish learners
No full textPrograma de Doctorat en Estudis Lingüísitics, Literaris i Culturals[eng] This thesis examines the factors that influence the language learning performance of Chinese undergraduates studying Spanish as a foreign language. Drawing on my personal teaching experiences, the study aims to improve understanding of L2 motivation in the Chinese educational context and to support the teaching of Spanish and other languages other than English (LOTE) in China. Through a detailed review of existing research, the thesis identifies motivation as a key factor affecting learning performance in second language acquisition. To explore this, the study applies the L2 Motivational Self System (L2MSS) as a theoretical framework to investigate the features of Spanish learning motivation among Chinese undergraduates.
The research is guided by five questions: (1) Can the L2MSS framework be validated for language learners other than English in China? (2) Among the three key components of the L2MSS, which best predicts L2 learning motivation of Chinese university graduates studying Spanish? (3) How are the “Ideal L2 Self” and “Instrumentality-promotion” interconnected among Chinese undergraduate learners of Spanish? (4) What is the relationship between “Attitudes toward L2 Learning” and the “Ideal L2 Self” among Chinese undergraduate learners of Spanish? (5) How do the motivations of Chinese undergraduates for learning Spanish differ between genders?
Quantitative data were collected from 86 undergraduate Spanish majors using a revised questionnaire, and qualitative data were obtained through interviews. The data were analyzed using descriptive statistics, correlation and regression analysis, and Structural Equation Modeling (SEM). The findings support using the L2MSS framework for Chinese learners of Spanish. They show that “Attitudes toward L2 Learning” and the “Ideal L2 Self” are the strongest predictors of learning motivation. Moreover, in terms of ex- plaining “Criterion Measures,” regression analysis suggests that the “Ideal L2 Self” has a more substantial influence. At the same time, SEM results point to “Instrumentality- promotion” as having a more direct causal role. Interestingly, female students showed
lower levels of “Ideal L2 Self” but higher levels of “Ought-to L2 Self” than male students. This difference may be linked to cultural influences and the impact of the COVID-19 pandemic.
The research findings offer valuable insights into improving language teaching practices. Teachers can use these insights to design interventions that support the development of students’ 'Ideal L2 Self' and enhance their motivation. The study also underscores the importance of cultural content and interaction with native speakers in strengthening motivation and fostering a clear identity as Spanish users. The discussion of limitations and suggestions for future research further equips the audience with a roadmap for continued exploration in this field.[cat] Aquesta tesi examina els factors que influeixen en el rendiment en l'aprenentatge d'idiomes dels estudiants xinesos de grau que estudien espanyol com a llengua estrangera. Basant-se en les meves experiències docents personals, l'estudi pretén millorar la comprensió de la motivació de la segona llengua (L2) en el context de l'educació terciària xinesa i donar suport a l'ensenyament de "l'espanyol com a llengua estrangera (español como lengua extranjera, ELE)" a la Xina. Mitjançant una revisió detallada de la recerca existent, la tesi identifica la motivació com un factor clau que afecta el rendiment de l'aprenentatge en l'adquisició de segones llengües. Per explorar això, l'estudi aplica el “L2 Motivational Self System” (L2MSS, Dörnyei, 2006) com a base teòrica per investigar les característiques de la motivació per a l'aprenentatge del castellà entre estudiants universitaris xinesos. La recerca es guia per cinc preguntes: (1) Es pot validar el marc L2MSS per a aprenents d'idiomes diferents de l'anglès a la Xina? (2) Entre els tres constructes clau (“Attitudes toward L2 learning,” “Ideal L2 self” and “Ought-to L2 self”) del L2MSS, que millor prediu la motivació per a l'aprenentatge de L2 dels graduats universitaris xinesos (3) Com s'interconnecten el "Ideal L2 self" i la "Instrumentality-promotion" entre estudiants xinesos de grau universitari d'espanyol? (4) Quina és la relació entre les “Attitudes toward L2 Learning” i el “Ideal L2 self” entre els estudiants xinesos de castellà de grau universitari? (5) Com difereixen les motivacions dels estudiants universitaris xinesos per aprendre espanyol entre els sexes? Es van recollir dades quantitatives de 86 estudiants de grau en espanyol mitjançant un qüestionari revisat, i les dades qualitatives es van obtenir mitjançant entrevistes. Les dades es van analitzar mitjançant estadística descriptiva, anàlisi de correlació i regressió i modelització d'equacions estructurals (Structural Equation Modelling, SEM). Els resultats donen suport a l'ús del marc L2MSS per a estudiants xinesos d'espanyol. Demostren que les “Attitudes toward L2 Learning” i el “Ideal L2 self” són els predictors més forts de la motivació per a l'aprenentatge. A més, pel que fa a l'explicació de les "Criterion Measures", l'anàlisi de regressió suggereix que el "Ideal L2 self" té una influència més crítica. Alhora, els resultats de les proves SEM apunten a la "Instrumentality-promotion" com a factor causal més directe. Curiosament, les estudiants dones van mostrar nivells més baixos de "Ideal L2 self" però nivells més alts de "Ought-to L2 self" que els estudiants homes. Aquesta diferència pot estar relacionada amb influències culturals i l'impacte de la pandèmia de la COVID-19. Els resultats de la recerca ofereixen informació valuosa per millorar les pràctiques d'ensenyament d'idiomes. Els professors poden utilitzar aquests coneixements per dissenyar intervencions que donin suport al desenvolupament del "Ideal L2 self" dels estudiants i millorin la seva motivació. L'estudi també subratlla la importància del contingut cultural i la interacció amb parlants nadius per enfortir la motivació i fomentar una identitat clara com a usuaris espanyols. La discussió de les limitacions i els suggeriments per a futures investigacions proporciona al públic una guia per a la continuació de l'exploració en aquest camp
Three essays on the role of gender in risk perception and behaviour in tourism: compendium of publications
No full textENG- This doctoral thesis explores how risk perception and gender influence the choice of tourist destinations, especially in a world increasingly marked by health, political, and environmental uncertainties. It offers an approach by examining both traditional risks (such as health and insecurity) and emerging risks like climate change.
The research includes three studies: a bibliometric analysis reviewing scientific production on tourism, risk, and gender; a quantitative study of 428 young Catalans analysing how gender and travel companions affect risk perception; and an experiment with Generation Z using facial recognition technology to capture emotional responses to climate change stimuli.
Findings reveal that traveling with others, especially with male companions or in groups, increases the willingness to travel, and prior travel experience plays a key role, particularly for women. The study also shows that emotions and visual language strongly influence environmental risk perception, with climate change impacting women’s travel decisions more than men’s.
This thesis provides empirical evidence highlighting the importance of integrating gender perspectives and emotional factors into risk communication in tourism. It offers valuable insights for designing more effective marketing strategies, inclusive safety policies, and sustainable destination management—especially critical during times of crisisCAT- Aquesta tesi investiga com la percepció del risc i el gènere influeixen en l’elecció de destinacions turístiques, especialment en un món on les incerteses sanitàries, polítiques i ambientals són cada cop més presents. Es tracta d’un estudi que analitza tant riscos tradicionals (com salut i inseguretat) com riscos emergents, com el canvi climàtic.
El treball es basa en un compendi de tres articles: una anàlisi bibliomètrica que revisa la producció científica sobre turisme, risc i gènere; un estudi quantitatiu sobre 428 joves catalans que explora com el gènere i la companyia en el viatge afecten la percepció del risc; i un experiment amb la generació Z que utilitza reconeixement facial per captar respostes emocionals a estímuls relacionats amb el canvi climàtic.
Els resultats mostren que viatjar acompanyat, sobretot amb homes o en grup, augmenta la disposició a viatjar, i que l’experiència prèvia és clau, especialment per a les dones. També evidencien que les emocions i el llenguatge visual són poderosos per influir en la percepció del risc ambiental, amb un impacte més fort del canvi climàtic en les decisions de viatge de les dones.
Aquesta tesi aporta evidències que suggereixen la importància d’incorporar la perspectiva de gènere i les emocions en la comunicació de riscos turístics, per a desenvolupar estratègies de màrqueting i polítiques de seguretat més efectives i inclusives. Així mateix, ofereix claus per millorar la sostenibilitat i la gestió de les destinacions turístiques, especialment en contextos de crisiPrograma de Doctorat Interuniversitari en Turism
Big Data and Social Media for Sustainability: Proposal for a framework and methodology to foster People Sustainable Behavior and to assess Corporate Sustainability
No full textCompendi d'articlesA large part of the population is not aware of the importance of sustainable behaviours and continues engaging in behaviours like failing to recycle, littering in natural settings, wasting water, overconsuming, etc. On the other hand, to know whether a company is behaving sustainably, stakeholders usually resort to the sustainability reports issued by the corporations themselves. However, this can lead to information bias or greenwashing. This PhD theses contribute to solve two research gaps regarding individuals' lack of awareness of the need for sustainable behaviours, and the lack of an independent procedure to assess Corporate Sustainability, by (1) Proposing a guiding framework on how to use Online Social Networks (OSNs) for Sustainability Awareness and Individuals’ Behaviour, as well developing a future research agenda in the field; and (2) Developing a method to assess Corporate Sustainability with an ESG approach (environmental, social and governance) using stakeholders’ opinions on the internet.Programa de Doctorat en Economia i Empres
Combinatorial Gene Editing in Human Cells to Model Deficiencies of DNA Repair in Cancer
No full textPrograma de Doctorat en Biomedicina / Tesi realitzada a l'Institut de Recerca en Biomedicina (IRB)[eng] DNA repair mechanisms are essential for maintaining genome stability, yet the intricate interactions between various repair pathways remain incompletely understood. Despite the growing recognition of genetic interactions in shaping cellular phenotypes, current combinatorial knockout strategies remain constrained by robustness, scalability, and flexibility, limiting their utility in high-throughput functional genomics. In this doctoral thesis we introduce two highly flexible and cost-efficient approaches for combinatorial knockout generation utilizing CRISPR/Cas12a technology as well as a modular approach for constructing pairwise combinatorial libraries that enable large-scale screening of gene interactions. We applied our method to generate isogenic cell line panels with combinatorial knockouts to systematically interrogate DNA repair genes related to MMR, BER and DR in a pairwise manner.
Our results demonstrate high specificity after library cloning, with sequencing validation showing an average of 89% of reads aligning to expected combinations among several library constructions. Despite some challenges in maintaining balanced representation of modules within the libraries, our strategy provides a scalable and efficient solution for multiplexed gene editing. Furthermore, the implementation of dual gene targeting (two distinct crRNAs targeting the same gene) significantly improved editing outcomes with single-gene knockouts achieving 89.87% efficiency and double knockouts reaching 79.08%.
Applying our double knockout CRISPR array with dual gene targeting to a human cancer cell line, we characterized the mutational signature profiles accumulated by the knockout clones over the course of two years. With the recovery of the over 1,000,000 mutations accumulated, we observed distinct mutational burdens that clarified the contributions of individual repair genes. Core MMR knockouts (MSH2, MSH6, MLH1, and PMS2) exhibited high mutation accumulation and microsatellite instability (MSI) signatures, consistent with known repair deficiencies. Interestingly, MSH6-deficient cells accrued fewer indels than other MMR knockouts, reinforcing findings that MSH6 loss can be partially compensated by MSH3-mediated repair. Furthermore, we identified a unique mutational signature (SigC) specifically associated with MLH1 deficiency, suggesting potential clinical applications in distinguishing MLH1- and MSH2-deficient tumors.
The loss of PMS2 resulted in a distinct mutational profile, which was further exacerbated by the combined loss of MLH3, suggesting compensatory roles of MutLβ (MLH1-MLH3) in MMR-deficient backgrounds. Additionally, we uncovered a potential role for MSH5 in somatic mutagenesis, as the MSH6-MSH5 double knockout displayed an increased mutation burden
distinct from either single-gene knockout. These findings challenge the traditional view of MSH5 as meiosis-specific and highlight its possible contribution to somatic DNA repair.
Our analysis of small insertions and deletions (indels) in microsatellite regions provides new insights into MSI stratification. We demonstrated that different MMR deficiencies result in distinct MSI profiles, with MSH6 knockouts displaying mononucleotide deletions, while PMS2 knockouts showed a bias toward insertions. Additionally, our results support the association of MSH3 deficiency with Elevated Mutagenic Alterations at Specific Tetranucleotide Repeats (EMAST), resolving an ongoing debate about the genomic presence of EMAST in human cells.
The study also revealed a strong interaction between MutSα (MSH2-MSH6) and oxidative damage repair pathways. Our OGG1 knockout data demonstrated a mutational pattern distinct from the known oxidative damage signature (COSMIC SBS18), suggesting that OGG1 deficiency produces a unique mutational footprint. Interestingly, MSH6-OGG1 double knockouts exhibited increased mutagenesis, indicating that MutSα may recognize oxidative damage in vivo, a hypothesis supported by previous in vitro studies, but lacking prior genomic validation. This finding has significant implications for understanding the interplay between mismatch repair and oxidative damage processing.
Our statistical framework identified significant epistasis between PMS2 and MLH1, reinforcing the hypothesis that loss of either gene does not completely abrogate MMR activity. Similarly, our model detected a functional interaction between MMR genes and the BER enzyme MUTYH, supporting the idea that MMR contributes to the repair of oxidative lesions, possibly through recruitment of translesion synthesis (TLS) polymerases.
This work provides an effective strategy to screen genetic interactions through the use of a flexible, high-throughput dual gene targeting CRISPR array. With this, we have uncovered novel insights into DNA repair pathways, their redundancies, and their mutational consequences. This not only advances our fundamental understanding of DNA repair but also establishes a robust methodological framework for future combinatorial screens.[cat] Els mecanismes de reparació de l’ADN són essencials per al manteniment de l’estabilitat del genoma, però les interaccions complexes entre les diverses vies de reparació encara no es comprenen completament. Tot i el reconeixement creixent de les interaccions genètiques en la configuració dels fenotips cel·lulars, les estratègies actuals d’eliminació combinatòria de gens (knockout) continuen limitades en termes de robustesa, escalabilitat i flexibilitat, restringint-ne la utilitat en estudis de genòmica funcional a gran escala. En aquesta tesi doctoral, introduïm dues estratègies altament flexibles i econòmiques per generar knockouts combinatoris utilitzant la tecnologia CRISPR/Cas12a, així com un enfocament modular per construir biblioteques combinatòries de gens per parelles que permetin l’anàlisi a gran escala d’interaccions genètiques. Vam aplicar aquesta metodologia per generar panells de línies cel·lulars isogèniques amb knockouts combinatoris, amb l’objectiu d’interrogar de manera sistemàtica els gens de reparació de l’ADN relacionats amb la reparació de discrepàncies (MMR), la reparació per excisió de bases (BER) i la reparació de trencaments de doble cadena (DR).
Els nostres resultats mostren una alta especificitat després de la clonació de les biblioteques, amb una validació per seqüenciació que indica que, de mitjana, el 89% de les lectures s’alineen amb les combinacions esperades entre diverses construccions de biblioteques. Tot i alguns desafiaments en el manteniment d’una representació equilibrada dels mòduls dins les biblioteques, la nostra estratègia proporciona una solució escalable i eficient per a l’edició multiplexada de gens. A més, la implementació d’un enfocament de doble orientació gènica (dos crRNAs diferents dirigits al mateix gen) va millorar significativament els resultats de l’edició, aconseguint una eficiència del 89,87% per a knockouts de gens individuals i del 79,08% per a knockouts dobles.
En aplicar la nostra estratègia de knockout doble amb CRISPR i doble orientació gènica en una línia cel·lular humana de càncer, vam caracteritzar els perfils de signatures mutacionals acumulats pels clons knockout al llarg de dos anys. Analitzant més d’1.000.000 de mutacions acumulades, vam observar càrregues mutacionals distintives que van permetre clarificar les contribucions individuals dels gens de reparació. Els knockouts dels gens clau de la via MMR (MSH2, MSH6, MLH1 i PMS2) van mostrar una acumulació elevada de mutacions i signatures de inestabilitat de microsatèl·lits (MSI), d'acord amb les deficiències de reparació conegudes. Curiosament, les cèl·lules amb dèficit de MSH6 van acumular menys indels que altres knockouts de la via MMR, reforçant l’evidència que la pèrdua de MSH6 pot ser parcialment compensada per la reparació mitjançada per MSH3. A més, vam identificar una signatura
mutacional única (SigC) associada específicament amb la deficiència de MLH1, suggerint possibles aplicacions clíniques per distingir tumors deficients en MLH1 i MSH2.
La pèrdua de PMS2 va donar lloc a un perfil mutacional distintiu, que es va agreujar encara més amb la pèrdua combinada de MLH3, suggerint un paper compensatori del complex MutLβ (MLH1-MLH3) en contextos deficients en MMR. A més, vam descobrir un possible paper de MSH5 en la mutagènesi somàtica, ja que el knockout doble MSH6-MSH5 va mostrar una càrrega mutacional elevada, diferent de la dels knockouts individuals. Aquests resultats desafien la visió tradicional de MSH5 com a específic de la meiosi i suggereixen una contribució potencial a la reparació de l’ADN somàtic.
L’anàlisi de petites insercions i delecions (indels) en regions de microsatèl·lits proporciona noves perspectives sobre l'estratificació de MSI. Vam demostrar que diferents deficiències en la via MMR donen lloc a perfils MSI diferenciats: els knockouts de MSH6 mostren delecions mononucleotídiques, mentre que els knockouts de PMS2 presenten un biaix cap a insercions. A més, els nostres resultats donen suport a l'associació entre la deficiència de MSH3 i l'augment de mutacions en repeticions tetranucleotídiques específiques (EMAST), resolent un debat sobre la presència genòmica d'EMAST en cèl·lules humanes.
L’estudi també va revelar una forta interacció entre el complex MutSα (MSH2-MSH6) i les vies de reparació del dany oxidatiu. Les dades del knockout d’OGG1 van mostrar un patró mutacional diferent de la signatura coneguda de dany oxidatiu (COSMIC SBS18), suggerint que la deficiència d’OGG1 genera una empremta mutacional única. Curiosament, els knockouts dobles MSH6-OGG1 van mostrar un augment de la mutagènesi, indicant que el complex MutSα podria reconèixer el dany oxidatiu in vivo, una hipòtesi recolzada per estudis in vitro anteriors però sense validació genòmica prèvia. Aquest descobriment té implicacions significatives per entendre la interacció entre la reparació de discrepàncies i el processament del dany oxidatiu.
El nostre marc estadístic va identificar una epístasi significativa entre PMS2 i MLH1, reforçant la hipòtesi que la pèrdua de qualsevol d’aquests gens no aboleix completament l’activitat MMR. De manera similar, el nostre model va detectar una interacció funcional entre els gens de la via MMR i l’enzim MUTYH de la via BER, donant suport a la idea que la via MMR contribueix a la reparació de lesions oxidatives, possiblement a través del reclutament de polimerases de síntesi translesió (TLS).
Aquesta investigació proporciona una estratègia efectiva per estudiar interaccions genètiques mitjançant l’ús d’un sistema flexible i d’alt rendiment basat en la tecnologia CRISPR amb
knockout dual. Amb això, hem descobert noves perspectives sobre les vies de reparació de l’ADN, les seves redundàncies i les seves conseqüències mutacionals. Això no només aprofundeix en la comprensió fonamental de la reparació de l’ADN, sinó que també estableix un marc metodològic robust per a futurs estudis combinatori
Numerical modelling of unsaturated soils with the material point method
No full text(English) The Material Point Method (MPM) is presented as an advanced numerical method used to simulate geotechnical problems subjected to large deformations and soil-structure interaction problems, such as landslides, penetration issues, and collapse of geotechnical structures. Its main advantage is the ability to simulate large movements without the mesh-related problems typical of the standard Finite Element Method (FEM).
Simulating different material states and external conditions is a challenging aspect in geotechnical engineering. This process requires a detailed analysis of how to address phenomena such as rainfall and water flow through the soil. Additionally, it is crucial to incorporate material constitutive relationships to properly replicate or predict stress-strain behavior.
The modelling of unsaturated soils is necessary in various fields, especially in geotechnical works employing compacted materials such as embankments, dams, fills, and natural slopes. The study and analysis of these soils requires modelling the entire process of the work, from its construction, if applicable, to post-failure behavior.
Until now, simulating the unsaturated state of materials has mainly relied on FEM, assuming small deformations at a theoretical level. This involves developing coupled mechanical and hydraulic constitutive models and utilizing advanced numerical tools.
This Thesis presents advancements in modelling unsaturated soils in large deformation problems through the development of the MPM. The formulation of a single-point, multi-phases has been used, showing its potential for improving the accuracy and reliability of geotechnical simulations involving large deformations.
Firstly, the developments for simulating boundary conditions for unsaturated soils (imposed flow and seepage condition) are presented. These conditions are complex, particularly since the boundary where they are applied is not fixed and must be determined during the calculations. Validation of these conditions is consistently performed using a soil column subjected to infiltration flow. The results are compared with those obtained from a widely used finite element code, giving similar results.
Next, for the first time, the modelling of wetting collapse in MPM is proposed. A constitutive model is implemented to capture the key characteristics of unsaturated material behavior. This model is based on critical state theory and employs two alternative formulations, depending on whether Bishop's stress or net stress is used, along with suction. Validation is conducted through conventional laboratory tests.
The loss of volume due to wetting is analysed, a characteristic associated with unsaturated soils with an open structure. The loss of suction in the material leads to a loss of strength and, consequently, the possibility of failure. This is illustrated by a physical test conducted in a centrifuge on a slope subjected to a rising water table from the base, which results in the evolution of the saturation front, collapse-induced deformations, and ultimately a landslide when critical saturation conditions are reached.
Finally, one of the objectives of this Thesis is to model the entire process of a geotechnical project. To achieve this, a numerical scheme was implemented to simulate construction stages, representing a significant advancement in the application of the MPM for analysing material behavior during the pre-failure stage.
Modelling of the construction process is crucial because it not only represents the construction process and the displacements occurring during it, but also establishes the initial state of the structure for subsequent analysis stages. The proposed scheme effectively captures deformations and failure processes during construction, unlike conventional methods based on Eulerian formulations, which cannot accommodate large material displacements during construction(Català) El Mètode de Punt Material (MPM) es presenta com un mètode numèric avançat emprat per simular problemes geotècnics sotmesos a grans deformacions i problemes d'interacció sòl-estructura, com esllavissades, problemes de penetració i de col·lapse d'estructures geotècniques. El seu avantatge és la capacitat per simular grans moviments sense els problemes relacionats amb el mallat dels models, típics del Mètode d'Elements Finits (FEM) estàndard.
La simulació de diferents estats dels materials i condicions externes és un aspecte desafiador en l'enginyeria geotècnica. Aquest procés requereix una anàlisi detallada sobre com abordar fenòmens com la pluja i el flux d'aigua a través del sòl. A més, és fonamental incorporar de manera precisa les relacions constitutives del material per replicar o predir adequadament el comportament esforç-deformació.
La modelització de sòls no saturats és necessària en diversos camps, especialment en obres geotècniques que utilitzin materials compactats, com terraplens, preses i rebliments, així com en vessants naturals. L'estudi i anàlisi d'aquests sòls requereix la modelització de tot el procés de l'obra, des de la seva construcció, si escau, fins al comportament post-ruptura.
Fins a la data, la simulació de l'estat no saturat del material s'ha realitzat principalment emprant FEM, sota la hipòtesi de petites deformacions a nivell teòric. Això inclou el desenvolupament de models constitutius tant mecànics com hidràulics de forma acoblada i la implementació d'eines numèriques avançades.
En aquesta tesi es presenten avanços en la modelització de sòls no saturats en problemes de grans deformacions mitjançant el desenvolupament del MPM. S'ha aplicat la formulació d'un únic punt i múltiples fases, demostrant el seu potencial per millorar la precisió i la fiabilitat de les simulacions amb grans deformacions.
Primer, es presenten els desenvolupaments per simular condicions de contorn per sòls no saturats (flux imposat i condició de rebuf). Són condicions complexes especialment si es té en compte que el contorn on s'apliquen no es manté fix i ha de determinar-se durant els càlculs. La validació de les condicions es realitza per al cas d'una columna de sòl sotmesa a flux per infiltració. Els resultats es comparen amb els obtinguts a partir d'un codi d'elements finits extensament utilitzat, donant resultats similars.
Després, es proposa la modelització, del col·lapse per mullat en MPM. Per a això s'implementa un model constitutiu que permet modelar les principals característiques del comportament de materials no saturats. El model està basat en la teoria de l'estat crític i treballa amb dues formulacions alternatives; la tensió de Bishop o la tensió neta, juntament amb la succió. La validació es duu a terme mitjançant assaigs de laboratori convencionals.
A continuació, s'analitza la pèrdua de volum per mullat, una característica associada a sòls no saturats amb estructura oberta. La pèrdua de succió del material comporta una pèrdua de resistència i, en conseqüència, la possibilitat de ruptura. Aquest és el cas d'un assaig físic realitzat en centrífuga d'un talús sotmès a un procés d'augment del nivell freàtic des de la base, el que genera l'evolució del front de saturació, deformacions induïdes per col·lapse i, finalment, un desplaçament en assolir condicions crítiques de saturació.
Finalment, es va implementar un esquema numèric que simula la construcció per etapes, la qual cosa representa un avenç significatiu en l'aplicació del MPM per analitzar el comportament dels materials durant l'etapa de pre-fallada.
La modelització de la construcció és rellevant ja que la seva simulació no només representa el procés de construcció i els desplaçaments ocorreguts durant aquest, sinó que també estableix l'estat inicial de l'estructura per a les etapes posteriors d'anàlisi(Español) El Método de Punto Material (MPM) se presenta como un método numérico avanzado empleado para simular problemas geotécnicos sometidos a grandes deformaciones y problemas de interacción suelo-estructura, como deslizamientos, problemas de penetración y de colapso de estructuras geotécnicas. Su ventaja es la capacidad para simular grandes movimientos sin los problemas relacionados con el mallado de los modelos, típicos del Método de Elementos Finitos (FEM) estándar.
La simulación de diferentes estados de los materiales y condiciones externas es un aspecto desafiante en la ingeniería geotécnica. Este proceso requiere un análisis detallado sobre cómo abordar fenómenos como la lluvia y el flujo de agua a través del suelo. Además, es fundamental incorporar de manera precisa las relaciones constitutivas del material para replicar o predecir adecuadamente el comportamiento esfuerzo-deformación.
La modelación de suelos no saturados es necesaria en varios campos, especialmente en obras geotécnicas que utilicen materiales compactados, como terraplenes, presas y rellenos, así como en laderas naturales. El estudio y análisis de estos suelos requiere la modelación de todo el proceso de la obra, desde su construcción, si corresponde, hasta el comportamiento post-rotura.
Hasta la fecha, la simulación del estado no saturado del material se ha realizado principalmente empleando FEM, bajo la hipótesis de pequeñas deformaciones a nivel teórico. Esto incluye el desarrollo de modelos constitutivos tanto mecánicos como hidráulicos de forma acoplada y la implementación de herramientas numéricas avanzadas.
En esta tesis se presentan avances en la modelación de suelos no saturados en problemas de grandes deformaciones mediante el desarrollo del MPM. Se ha aplicado la formulación de un único punto y múltiples fases, demostrando su potencial para mejorar la precisión y la fiabilidad de las simulaciones con grandes deformaciones.
Primero, se presentan los desarrollos para simular condiciones de contorno para suelos no saturados (flujo impuesto y condición de rezume). Son condiciones complejas especialmente si se tiene en cuenta que el contorno donde se aplican no se mantiene fijo y debe determinarse durante los cálculos. La validación de las condiciones se realiza para el caso de una columna de suelo sometida a flujo por infiltración. Los resultados se comparan con los obtenidos a partir de un código de elementos finitos extensamente usado, arrojando resultados similares.
Luego, se propone la modelización, del colapso por mojado en MPM. Para esto se implementa un modelo constitutivo que permite modelar las principales características del comportamiento de materiales no saturados. El modelo está basado en la teoría del estado crítico y trabaja con dos formulaciones alternativas; la tensión de Bishop o la tensión neta, junto a la succión. La validación se lleva a cabo mediante ensayos de laboratorio convencionales.
A continuación, se analiza la perdida de volumen por mojado, una característica asociada a suelos no saturados con estructura abierta. La pérdida de succión del material conlleva una pérdida de resistencia y, en consecuencia, la posibilidad de rotura. Este es el caso de un ensayo físico realizado en centrífuga de un talud sometido a un proceso de aumento del nivel freático desde la base, lo que genera la evolución del frente de saturación, deformaciones inducidas por colapso y, finalmente, un deslizamiento al alcanzar condiciones críticas de saturación.
Finalmente, se implementó un esquema numérico que simula la construcción por etapas, lo cual representa un avance significativo en la aplicación del MPM para analizar el comportamiento de los materiales durante la etapa de pre-falla.
La modelización de la construcción es relevante en tanto que su simulación no solo representa el proceso de construcción y los desplazamientos ocurridos durante este, sino que también establece el estado inicial de la estructura para las etapas posteriores de análisisDOCTORAT EN ENGINYERIA DEL TERRENY (Pla 2012
Pushing the Design of Metal-catalysts (Rh, Ir and Zn) for Reactions of Industrial Interest
No full textL'augment de la demanda de compostos complexos i rellevants en les indústries químiques, com les farmacèutiques i agroquímiques, ha impulsat un desenvolupament creixent de mètodes sostenibles per a la seva producció. Entre les diverses estratègies, la catàlisi continua sent una de les eines més importants. Aquesta tesi se centra en dues transformacions catalítiques clau. La primera és la hidrogenació asimètrica d'olefines catalitzada per Rh i Ir, en la qual desenvolupem dissenys de lligands quirals amb un enfocament en la seva aplicabilitat industrial. Aquests lligands són fàcils de sintetitzar a partir de materials de partida fàcilment disponibles. Apliquem les biblioteques de lligands quirals a la hidrogenació asimètrica de diverses olefines, estudiant tant alquens quelants com no quelants, amb especial atenció en substrats que històricament han estat difícils de reduir selectivament, com β-enamides cícliques, alquens benzofusionats exocíclics i alquens endocíclics. Aquests substrats estan presents en diversos esquelets orgànics rellevants, i aconseguim obtenir altes enantioselectivitats comparables o superiors a les reportades a la literatura.
La segona transformació estudiada és la reordenació de Meinwald/cicloaddició formal [4+2] catalitzada per àcids de Lewis entre epòxids de vinil i barbiturats 5-alquilide. Utilitzant aquests nous reactius, avancem l'estat de l'art en aquesta transformació. Sintetitzem una àmplia gamma de compostos barbitúrics espirocíclics d'alta rellevància, amb alts rendiments i completa diastereoselectivitat, utilitzant ZnCl2, un catalitzador barat i de fàcil accés, en condicions suaus. L'estructura i el diastereòmer dels compostos han estat confirmats mitjançant anàlisis de RMN i XRD.La creciente demanda de compuestos complejos y relevantes en las industrias químicas, como las farmacéuticas y agroquímicas, ha llevado al desarrollo cada vez mayor de métodos sostenibles para su preparación. Entre las diversas estrategias, la catálisis sigue siendo una de las herramientas más importantes. Esta tesis se centra en dos transformaciones catalíticas clave. La primera es la hidrogenación asimétrica de olefinas catalizada por Rh e Ir, donde desarrollamos diseños de ligandos quirales teniendo en cuenta su aplicabilidad industrial. Estos ligandos son fáciles de sintetizar a partir de materiales de partida fácilmente disponibles. Aplicamos las bibliotecas de ligandos quirales en la hidrogenación asimétrica de diversas olefinas, estudiando tanto alquenos quelantes como no quelantes. Se hizo especial énfasis en sustratos que históricamente han sido difíciles de reducir selectivamente, como β-enamidas cíclicas, alquenos benzofusionados exocíclicos y alquenos endocíclicos. Estos sustratos están presentes en varios esqueletos orgánicos relevantes, y logramos obtener altas enantioselectividades comparables o superiores a las reportadas en la literatura. La segunda transformación estudiada es la reordenación de Meinwald/cicloaddición formal [4+2] catalizada por ácidos de Lewis entre epóxidos de vinilo y barbituratos 5-alquilideno. Utilizando estos novedosos reactivos, avanzamos el estado del arte en esta transformación. Sintetizamos una amplia gama de compuestos barbitúricos espirocíclicos de alta relevancia, con altos rendimientos y completa diastereoselectividad, utilizando ZnCl2, un catalizador barato y de fácil acceso, en condiciones suaves. La estructura y el diastereómero de los compuestos fueron confirmados mediante análisis de RMN y XRD.The growing demand for more complex relevant compounds in chemical industries, such as pharmaceuticals and agrochemicals, has led to the increased development of sustainable methods for their preparation. Among various strategies, catalysis remains one of the most important tools. This thesis focuses on two key catalytic transformations. The first is the Rh- and Ir-catalysed asymmetric hydrogenation of olefins, where we developed chiral ligand designs with industrial applicability in mind. These ligands are easy to synthesise from readily available starting materials. We applied the chiral ligand libraries in the asymmetric hydrogenation of various olefins, studying both chelating and non-chelating alkenes. Particular emphasis was placed on substrates that have historically been challenging to selectively reduce, such as cyclic β-enamides, exocyclic benzofused alkenes, and endocyclic alkenes. These substrates are present in various relevant organic scaffolds, and we successfully obtained high enantioselectivities comparable to or better than those reported in the literature. The second transformation studied is the Lewis acid-catalysed Meinwald rearrangement/formal [4+2] cycloaddition between vinyl epoxides and 5-alkylidene barbiturates. Using these novel reactant partners, we advanced the state of the art in this transformation. We synthesised a wide range of highly relevant spirocyclic barbiturate compounds in high yields and with complete diastereoselectivity, using inexpensive and readily accessible ZnCl2 under mild conditions. The structure and diastereomer of the compounds were confirmed by NMR and XRD analysis
Solution-processing of organic semiconductors for achieving high mobility and reproducibility
No full textLa tesi explora diverses facetes dels transistors orgànics d'efecte de camp (OFETs) que van des de la seva fabricació, caracterització elèctrica i aplicacions dins del camp de l'electrònica orgànica. La secció inicial posa de manifest l'interès actual en l'electrònica orgànica per les seves aplicacions en dispositius de de baix cost i gran àrea, destacant les avantatges dels semiconductors orgànics (OSC) depositats mitjançant tècniques de processat en dissolució compatibles amb processos de “roll-to-roll”. Es destaca la influència de la morfologia i l'estructura cristal·lina de les pel·lícules de OSC en el rendiment dels dispositius i es mostra com els OFETs són plataformes ideals per estudiar les propietats de transport dels OSC.
Les contribucions més destacades de la tesi es basen en la fabricació d'OFETs utilitzant la tècnica de cisalla per menisc assistit per una barra (BAMS) per depositar el OSC. Es tracta d'un mètode d'impressió econòmic compatible amb l'escalat i que pot proporcionar pel·lícules cristal·lines de OSC recubrint grans àrees. En particular, el Capítol 2 es basa en l'ús de complexes de transferència de càrrega d’un derivat de benzotienobenzotiofè com a capa activa en OFETs, mentre que el Capítol 3 explora el processament de derivats de dinafto[2,3-b:2′,3′-f]tieno[3,2-b]tiofè. En ambdós casos, els OSCs s'han barrejat amb poliestirè per millorar la processabilitat en solució, reduir les trampes de càrrega i augmentar la mobilitat del dispositiu.
Finalment, el Capítol 4 aprofundeix en la investigació de la morfologia i l'estructura de pel·lícules primes del OSC asimètric 2-decil-7-fenil[1]benzotieno[3,2-b][1]benzotiofè, tant evaporades com processades en solució. A través de modificacions en els paràmetres de recobriment, les formulacions de la solució i els tractaments tèrmics post-processat, es va aconseguir controlar la formació de polimorfs cinètics o termodinàmics, millorant el rendiment dels OFETs.Esta tesis explora varias facetas de los transistores orgánicos de efecto de campo (OFETs) centrándose en su fabricación, caracterización eléctrica y aplicaciones dentro del campo de la electrónica orgánica. En el primer capítulo se destaca el amplio interés que existe en la electrónica orgánica por su potencial en aplicaciones de bajo costo y gran área, enfatizando las ventajas de los semiconductores orgánicos (OSC) depositados mediante técnicas basadas en soluciones compatibles con procesos de “roll-to-roll”. Se remarca la influencia de la morfología y la estructura cristalina de las películas de OSC en el rendimiento de los dispositivos y se muestra como los OFETs son plataformas ideales para estudiar las propiedades de transporte de los OSC.
Las contribuciones más destacadas de la tesis se basan en la fabricación de OFETs utilizando la técnica de cizallamiento por menisco asistido por barra (BAMS) para depositar los OSC. Este es un método de impresión económico compatible con el escalado que puede proporcionar películas cristalinas de OSC recubrimiento grandes áreas. En particular, el Capítulo 2 se basa en la utilización de complejos de transferencia de carga de un derivado de benzotienobenzotiofeno como capa activa en OFETs, mientras que el Capítulo 3 explora el procesamiento de derivados de dinafto[2,3-b:2′,3′-f]tieno[3,2-b]tiofeno. En ambos casos, los OSC se han mezclado con poliestireno para mejorar la procesabilidad en solución, reducir las trampas de carga y aumentar la movilidad del dispositivo.
Finalmente, el Capítulo 4 profundiza en la investigación de la morfología y la estructura de películas delgadas del OSC asimétrico 2-decil-7-fenil[1]benzotieno[3,2-b][1]benzotiofeno evaporadas y procesadas en solución. A través de modificaciones en los parámetros de recubrimiento, las formulaciones de la solución y los tratamientos térmicos posteriores al procesado, se logró controlar la formación de polimorfos cinéticos o termodinámicos, dando lugar a OFETs con un mejor rendimiento.This thesis explores various facets of organic field-effect transistors (OFETs) with a focus on their fabrication, electrical characterization, and applications within the field of organic electronics. The initial section highlights the widespread interest in organic electronics for its potential in low-cost and large-area applications, emphasizing the advantages of organic semiconductors (OSCs) deposited through solution-based techniques compatible with roll-to-roll processes. The significance of OSC film morphology and structure for device performance is underscored and OFETs have been identified as promising platforms for studying OSC transport properties.
Transitioning to the specific contributions of the thesis, the fabrication of OFETs using the bar-assisted meniscus shearing (BAMS) technique to deposit the OSCs has been the main focus of interest. This is a cost-effective printing method compatible with up-scaling that can provide large area crystalline films. In particular, Chapter 2 is based on the utilization of charge transfer complexes of a benzothienobenzothiophene derivative as active layer in OFETs, while Chapter 3 explores the processing of dinaphtho[2,3-b:2′,3′-f]thieno[3,2-b]thiophene (DNTT) derivatives. In both cases, the OSCs have been blended with polystyrene to enhance the solution processability, reduce charge traps and improve device mobility.
Moving forward, Chapter 4 delves into the investigation of the morphology and structure of evaporated and solution-processed thin films of the asymmetric OSC 2-decyl-7-phenyl[1] benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene. Through modifications in coating parameters, solution formulations, and post-annealing treatments, a controlled formation of kinetic or thermodynamic polymorphs was achieved, resulting in an enhanced OFET performance.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència de Material
A Systems Approach in Ocean Governance: Values & Visions for Marine Planning - Case Studies in the Arctic and Mediterranean
No full textLes zones marines a tot el món són espais cada cop més disputats on es desenvolupen diversos interessos i activitats que requereixen marcs de govern i planificació sòlids que incorporin diversos valors i visions per a un futur sostenible. Aquesta tesi aborda les complexitats de la planificació marina i costanera mitjançant estudis de casos en una comunitat costanera remota al nord-est d'Islàndia i un santuari transfronterer per a mamífers marins al Mediterrani entre Itàlia, França i el Principat de Mònaco. La investigació posa de manifest les pluralitats de valors i els horitzons de gestió per a una planificació marina eficaç, especialment en els contextos del turisme global i la conservació de mamífers marins amb un focus en els cetacis. Els objectius principals de la investigació se centren a identificar i definir els valors que els actors locals consideren importants per a la futura planificació marina i costanera, explorar com els valors dels turistes internacionals i els coneixements de comportament poden informar la gestió ètica del turisme i dilucidar els valors dels actors institucionals i empresarials implicats en el mar. activitats. Abordar aquests aspectes emfatitza la necessitat d'un marc de valoració que advoqui per un enfocament holístic que inclogui aspectes socioculturals i ecològics, així com dimensions contextualment destacades. Els resultats empírics d'entrevistes qualitatives revelen un espectre divers de valors, com ara el valor d'un ecosistema saludable, la sostenibilitat turística, el benestar de les balenes i la cooperació i la gestió coordinada a través de les fronteres. Això s'alinea amb les demandes contemporànies de règims de gestió més inclusius i equitatius, sobretot tenint en compte la recent legislació de planificació marina d'Islàndia i les discussions en curs sobre les eines de gestió basades en l'àrea. La investigació posa de manifest el paper crític de la justícia processal en la MSP, especialment a l'Àrtic, on encara estan sorgint iniciatives de planificació marina. En examinar els valors de les comunitats locals i els turistes a Húsavík, aquest estudi contribueix tant als àmbits teòric com pràctic de MSP, posant èmfasi en la interconnexió de les dimensions humanes i no humanes dins dels sistemes socioecològics. L'estudi del Santuari Pelagos per a mamífers marins emfatitza encara més la importància dels valors i pràctiques institucionals i empresarials en règims marins. Aquesta tesi avança vies per a sistemes de governança transformadors que donen suport a la preservació i regeneració dels hàbitats marins i un enfocament que inclou valors essencials per aconseguir resultats sostenibles i justos en la governança marina.Las áreas marinas en todo el mundo son espacios cada vez más disputados donde tienen lugar diversos intereses y actividades que requieren marcos sólidos de gobernanza y planificación que incorporen diversos valores y visiones para futuros sostenibles. Esta disertación aborda las complejidades de la planificación marina y costera a través de estudios de caso en una comunidad costera remota en el noreste de Islandia y un santuario transfronterizo para mamíferos marinos en el Mediterráneo entre Italia, Francia y el Principado de Mónaco. La investigación destaca las pluralidades de valor y los horizontes de gestión para una planificación marina eficaz, especialmente en los contextos del turismo global y la conservación de los mamíferos marinos con especial atención a los cetáceos. Los principales objetivos de la investigación se centran en identificar y definir los valores que los actores locales consideran importantes para la futura planificación marina y costera, explorar cómo los valores y las ideas de comportamiento de los turistas internacionales pueden informar la gestión ética del turismo y dilucidar los valores de las partes interesadas institucionales y comerciales involucradas en el turismo marino. actividades. Abordar estos aspectos enfatiza la necesidad de un marco de valoración que abogue por un enfoque holístico que incluya aspectos socioculturales y ecológicos, así como dimensiones contextualmente destacadas. Los hallazgos empíricos de entrevistas cualitativas revelan un espectro diverso de valores, incluido el valor de un ecosistema saludable, la sostenibilidad del turismo, el bienestar de las ballenas y la cooperación y la gestión coordinada a través de fronteras. Esto se alinea con los llamados contemporáneos para regímenes de gestión más inclusivos y equitativos, particularmente considerando la reciente legislación de planificación marina de Islandia y las discusiones en curso sobre herramientas de gestión basadas en áreas. La investigación destaca el papel fundamental de la justicia procesal en la PEM, especialmente en el Ártico, donde aún están surgiendo iniciativas de planificación marina. Al examinar los valores de las comunidades locales y de los turistas en Húsavík, este estudio contribuye tanto al ámbito teórico como al práctico de la PEM, enfatizando la interconexión de las dimensiones humanas y no humanas dentro de los sistemas socioecológicos. El estudio del Santuario de Mamíferos Marinos de Pelagos enfatiza aún más la importancia de los valores y prácticas institucionales y comerciales en los regímenes marinos. Esta tesis avanza vías para sistemas de gobernanza transformadores que apoyen la preservación y regeneración de los hábitats marinos y un enfoque inclusivo de valores esencial para lograr resultados sostenibles y justos en la gobernanza marina.Marine areas worldwide are increasingly contested spaces where various interests and activities take place necessitating robust governance and planning frameworks that incorporate diverse values and visions for sustainable futures. This dissertation addresses the complexities of marine and coastal planning through case studies in a remote coastal community in Northeastern Iceland and a transboundary sanctuary for marine mammals in the Mediterranean between Italy, France and the Principality of Monaco. The research highlights value pluralities and management horizons for effective marine planning, especially in the contexts of global tourism and marine mammal conservation with a focus on cetaceans. The primary research objectives focus on identifying and defining the values that local actors consider important for future marine and coastal planning, exploring how international tourists' values and behavioral insights can inform ethical tourism management, and elucidating the values of institutional and business stakeholders involved in marine activities. Addressing these aspects emphasizes the need for a valuation framework that advocates for a holistic approach including socio-cultural and ecological aspects as well as contextually salient dimensions. Empirical findings from qualitative interviews reveal a diverse spectrum of values, including the value of a healthy ecosystem, tourism sustainability, the well-being of whales, and cooperation and coordinated management across borders. This aligns with contemporary calls for more inclusive and equitable management regimes, particularly considering Iceland's recent marine planning legislation and ongoing discussions about area-based management tools. The research highlights the critical role of procedural justice in MSP, especially in the Arctic, where marine planning initiatives are still emerging. By examining the values of local communities and tourists in Húsavík, this study contributes to both the theoretical and practical realms of MSP, emphasizing the interconnectedness of human and nonhuman dimensions within socio-ecological systems. The study of the Pelagos Sanctuary for Marine Mammals further emphasizes the importance of institutional and business values and practices in marine regimes. This dissertation advances avenues for transformative governance systems that support the preservation and regeneration of marine habitats and value-inclusive approach essential for achieving sustainable and just outcomes in marine governance.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Geografi
Amine-free Ionic Liquid Materials for Carbon Dioxide Capture
No full textAquesta tesi doctoral investiga l'impacte de les Comunitats d'Energia (ECs) i els Sistemes de Calefacció Distrital
(DHS) en la reducció substancial d'emissions de gasos d'efecte hivernacle i en la promoció de pràctiques d'energia
sostenible en àrees residencials. Davant un canvi global cap a fonts d'energia de baixa emissió de carboni per
preocupacions ambientals creixents i demandes energètiques, aquesta investigació proposa solucions innovadores.
Comença amb una revisió de literatura detallada utilitzant tècniques bibliomètriques i eines avançades d'anàlisi de
dades en R, identificant tendències i desafiaments en la integració d'energia renovable. Introdueix un model
d'optimització multiobjectiu per minimitzar els costos del cicle de vida i els impactes ambientals, maximitzant l'ús
d'energia verda. Aquest model es complementa amb un marc de decisió multicriteri que facilita la selecció de
solucions òptimes per a les comunitats energètiques. Addicionalment, integra aprenentatge automàtic amb
avaluacions de cicle de vida per avançar en el disseny de sistemes energètics renovables, enfocant-se en
l'optimització de sistemes fotovoltaics, turbines eòliques i emmagatzematge de bateries.proporciona eines per dissenyar i operar comunitats energètiques i sistemes de calefacció distrital, donant
suport a les decisions cap als objectius de sostenibilitat de la UE.
Esta tesis doctoral examina el impacto de las Comunidades de Energía (ECs) y los Sistemas de Calefacción Distrital
(DHS) en la reducción significativa de emisiones de gases de efecto invernadero y la promoción de prácticas
energéticas sostenibles en áreas residenciales. Ante un cambio global hacia fuentes de baja emisión de carbono por
crecientes preocupaciones ambientales y demandas energéticas, esta investigación propone soluciones innovadoras.
Inicia con una revisión de literatura detallada usando técnicas bibliométricas y herramientas avanzadas de análisis de
datos en R, identificando tendencias y desafíos en la integración de energía renovable. Introduce un modelo de
optimización multiobjetivo para minimizar costos de ciclo de vida e impactos ambientales, maximizando el uso de
energía verde. Este modelo se complementa con un marco de decisión multicriterio que facilita la selección de
soluciones óptimas para las comunidades energéticas. Adicionalmente, integra aprendizaje automático con
evaluaciones de ciclo de vida para avanzar en el diseño de sistemas energéticos renovables, enfocándose en la
optimización de sistemas fotovoltaicos, turbinas eólicas y almacenamiento de baterías.optimizados. En resumen, proporciona herramientas para diseñar y operar comunidades energéticas y sistemas de
calefacción distrital, apoyando las decisiones hacia los objetivos de sostenibilidad de la UE.
This PhD thesis investigates the pivotal roles of Energy Communities (ECs) and District Heating Systems (DHS) in
significantly reducing greenhouse gas emissions and enhancing sustainable energy practices within residential areas.
As the global energy landscape shifts towards low-carbon sources in response to growing environmental concerns and
escalating energy demands, this research addresses urgent needs for innovative solutions. The research commences
with an extensive literature review utilizing bibliometric techniques and science mapping, enabled by a sophisticated
data analysis tool developed in the R programming language. This foundational phase discerns emerging trends and
obstacles in the integration of renewable energy, providing a basis for subsequent inquiries. Following this, the thesis
introduces a multi-objective optimization model designed to minimize life cycle costs and environmental impacts while
maximizing the adoption of green energy. This model is enhanced by a multi-criteria decision-making framework
employing the Weighted Sum Model (WSM), which facilitates stakeholders in overcoming traditional barriers by
selecting optimal solutions for energy communities. Moreover, the study integrates machine learning with life cycle
assessment (LCA) and life cycle cost (LCC) analyses to advance the design of renewable energy systems