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Aquesta tesi aborda el desenvolupament d'un sistema automatitzat per a la detecció de patologies estructurals en infraestructures mitjançant tècniques de visió per ordinador i aprenentatge profund. Utilitzant el model YOLO com a base, s'entrenen xarxes neuronals capaces d'identificar múltiples tipus de defectes, com fissures, corrosió i desconxaments, a partir d'imatges capturades per càmeres i drons durant processos d'inspecció. La metodologia implementada combina la recopilació exhaustiva de dades, el seu etiquetatge detallat i l'entrenament de models optimitzats, destacant l'efectivitat del sistema enfront dels mètodes tradicionals d'inspecció visual en termes de precisió i eficiència.

Esta tesis aborda el desarrollo de un sistema automatizado para la detección de patologías estructurales en infraestructuras mediante técnicas de visión por computadora y aprendizaje profundo. Utilizando el modelo YOLO como base, se entrenan redes neuronales capaces de identificar múltiples tipos de defectos, como fisuras, corrosión y desconchones, a partir de imágenes capturadas por cámaras y drones durante procesos de inspección. La metodología implementada combina la recopilación exhaustiva de datos, su etiquetado detallado y el entrenamiento de modelos optimizados, destacando la efectividad del sistema frente a los métodos tradicionales de inspección visual en términos de precisión y eficiencia. El sistema propuesto no solo mejora la exactitud y rapidez de las inspecciones visuales, sino que también supone un avance crucial en la reducción de riesgos asociados al trabajo manual en altura y en entornos peligrosos. Además, se plantea un modelo modular y escalable que permite la integración de múltiples algoritmos para abordar diversas patologías

This thesis addresses the development of an automated system for the detection of structural pathologies in infrastructures using computer vision and deep learning techniques. Based on the YOLO model, neural networks were trained to identify multiple types of defects, such as cracks, corrosion, and spalling, from images captured by cameras and drones during inspection processes. The implemented methodology combines exhaustive data collection, detailed labeling, and optimized model training, highlighting the system's effectiveness over traditional visual inspection methods in terms of precision and efficiency.

Análisis de la viabilidad de la implantación de plantas de placas fotovoltaicas en la comunidad autónoma de Aragón

Master thesis

Arnau Castel, Xavier

Tutor / Supervisor: Lazzarini, Boris

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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El desenvolupament de l'energia solar a Espanya és ja una realitat, gràcies a les mesures que s'estan impulsant per combatre el canvi climàtic i a les condicions òptimes de radiació solar que hi ha en el país. En el treball es fa especial èmfasi a com una central fotovoltaica pot afectar a aquells municipis de menys de 500 habitants que es troben en un espai rural i que viu els afectes del despoblament rural. Per tal de poder acotar les dades i poder fer un plantejament més pràctic, l'estudi es farà en els municipis de Sanui i Alins i Peralta i Calassanç. La hipòtesi del treball es si la implantació de plantes de plaques fotovoltaiques pot afectar negativament a escala local, és per això que es comprovarà quins impactes generen aquestes infraestructures en els àmbits ambiental, social i econòmic. A través de la recopilació de dades sobre plaques fotovoltaiques, despoblament rural i micropobles, la comprovació de plans o iniciatives de desenvolupament local, l'estudi de dos casos pràctics de PFV, entrevistes a agents del territori i la simulació d'un nou projecte de PFV, s'han pogut extreure un conjunt de conclusions. La zona d'estudi és un clar exemple de municipis amb una població envellida, falta de serveis bàsics i que el seu model econòmic està basat en l'agricultura, factors els quals es poden veure agreujats pel desenvolupament de centres fotovoltaics, ja que aquests provoquen un rebuig en la població de la zona, una degradació del territori i amenaça l'economia del municipi. Tot i això, hi ha impactes positius com la creació de nous llocs de treball de persones amb estudis superiors i ser un negoci molt rentable al mitjà i llarg termini.

El desarrollo de la energía solar en España es ya una realidad, gracias a las medidas que se están impulsando para combatir el cambio climático y las condiciones óptimas de radiación solar existentes en el país. En el trabajo se hace especial énfasis en cómo una central fotovoltaica puede afectar a aquellos municipios de menos de 500 habitantes que se encuentran en un espacio rural y que vive los afectos del despoblamiento rural. Para poder acotar los datos y poder hacer un planteamiento más práctico, el estudio se realizará en los municipios de Azanuy-Alins y Peralta de Calasanz. La hipótesis del trabajo es si la implantación de plantas de placas fotovoltaicas puede afectar negativamente a escala local, por lo que se comprobará qué impactos generan estas infraestructuras en los ámbitos ambiental, social y económico. A través de la recopilación de datos sobre placas fotovoltaicas, despoblamiento rural y micropueblos, la comprobación de planes o iniciativas de desarrollo local, el estudio de dos casos prácticos de PFV, entrevistas a agentes del territorio y la simulación de un nuevo proyecto de PFV, se ha podido extraer un conjunto de conclusiones. La zona de estudio es un claro ejemplo de municipios con una población envejecida, falta de servicios básicos y cuyo modelo económico está basado en la agricultura, factores que se pueden ver agravados por el desarrollo de centros fotovoltaicos, ya que éstos provocan un rechazo a la población de la zona, una degradación del territorio y amenaza la economía del municipio. Sin embargo, existen impactos positivos como la creación de nuevos puestos de trabajo de personas con estudios superiores y ser un negocio muy rentable a medio y largo plazo.

The development of solar energy in Spain is already a reality, thanks to the measures that are being promoted to combat climate change and the optimal conditions of solar radiation existing in the country. The project makes special emphasis on how a photovoltaic plant can affect those municipalities with less than 500 inhabitants that are in a rural area and that are affected by rural depopulation. In order to narrow down the data and make a more practical approach, the study will be carried out in the municipalities of Azanuy-Alins and Peralta de Calasanz. The hypothesis of the work is whether the implementation of photovoltaic panel plants can have a negative impact on a local scale, so it will be verified what impacts these infrastructures generate in the environmental, social and economic spheres. Through the collection of data on photovoltaic panels, rural depopulation and micro-villages, the verification of local development plans or initiatives, the study of two practical cases of PV, interviews with agents in the territory and the simulation of a new PV project, a set of conclusions have been drawn. The study area is a clear example of municipalities with an ageing population, a lack of basic services and whose economic model is based on agriculture, factors that can be aggravated by the development of photovoltaic centres, since these cause a rejection by the population of the area, a degradation of the territory and threaten the economy of the municipality. However, there are positive impacts such as the creation of new jobs for people with higher education and being a very profitable business in the medium and long term.

Propuesta del coeficiente de sensibilidad a la deriva para pórticos de acero inoxidable bajo acciones sísmicas

Master thesis

Delgado Beltrán, Fernando

Tutor / Supervisor: Arrayago Luquin, Itsaso; González de León, Isabel

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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El acero inoxidable ha ganado relevancia en la ingeniería estructural por su resistencia a la corrosión, durabilidad y propiedades mecánicas, entre las que destacan la ductilidad y capacidad de disipación de energía, lo que lo convierten en una opción ideal para estructuras en ambientes agresivos y regiones con alta actividad sísmica. Sin embargo, su aplicación en diseño sísmico sigue siendo limitada debido a la falta de directrices específicas que consideren sus particularidades, especialmente frente a efectos de segundo orden, por falta de estudios que permitan desarrollar directrices normativas propias. Con el objetivo de contribuir al desarrollo de normativas sismoresistentes específicas para el acero inoxidable estructural, en esta tesis se analiza el comportamiento sísmico de pórticos resistentes a momentos fabricados en acero inoxidable austenítico, ferrítico y dúplex bajo la normativa prEN 1998-1-1 (2021). La metodología incluye simulaciones numéricas avanzadas mediante análisis no lineales geométricos y de material con imperfecciones (GMNIA, por sus siglas en inglés: Geometrically and Materially Nonlinear Analysis with Imperfections) como referencia, complementadas con cálculos iterativos para evaluar factores de amplificación y coeficientes de sensibilidad a la deriva θ, y analizar la precisión de las expresiones existentes para estructuras de acero al carbono cuando se aplican a los pórticos analizados. Los resultados demuestran que el acero inoxidable dúplex ofrece mayor rigidez y estabilidad frente a los efectos de segundo orden, seguido del ferrítico y, finalmente, el austenítico, que destaca por su mayor flexibilidad y sensibilidad. También se evalúan variaciones en altura y carga, destacando el impacto de los factores de comportamiento ajustados para cada material. El análisis estadístico de los coeficientes de sensibilidad de los pórticos de acero inoxidable analizados θss permitió identificar configuraciones críticas.

Consideration of prospective passenger increases in rail transport in the planning phase (using the example of the Neckar-Alb light rail system)

Master thesis

Wiest, Florian Seraph

Tutor / Supervisor: Grande Andrade, Zacarias

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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La inversió en transport públic requereix finançament públic. No obstant això, per rebre diners dels pressupostos estatals, cada inversió ha de demostrar que els beneficis implicats superen els costos. L'element central de la determinació del benefici és un pronòstic del nombre esperat de passat-gers. Una anàlisi estadística de casos passats mostra que les previsions constantment no arriben a la demanda real un cop les mesures entren en funcionament i que s'esperen taxes de creixement anual constants entre l'1% i el 5%. Això es tradueix en una infraestructura ferroviària poc dissenyada que no està dimensionada per a aquesta demanda creixent, creant així efectes negatius per a l'ús net del transport públic proporcionat. Aquesta tesi pretén mostrar com de depenen dels resultats de la previsió de la demanda de passatgers i l'ACB en el context del procediment d'avaluació estandarditzat utilitzat en la planificació ferroviària regional alemanya i quins reptes imposen les seves limitacions. En el cas del sistema de tren lleuger Neckar-Alb, es realitza un examen de la robustesa d'aquesta xarxa per fer front a l'augment de passatgers prospectiu no planificat. Es determi-nen els límits d'aforament, els segments crítics i els colls d'ampolla relle-vants. Sempre que sigui necessari, es desenvolupen i proposen solucions per resoldre aquestes limitacions rellevants. Els resultats mostren les limitacions de les eines CBA, però també confir-men el seu ús per a la presa de decisions en processos de planificació pública. Mitjançant l'adaptació i la reforma dels procediments es poden aconse-guir resultats més precisos que representin la valoració socioeconòmica i crear sistemes de transport robustos per gestionar l'augment realista de passatgers. L'estudi de cas mostra que les mesures d'expansió comparati-vament econòmiques sovint són suficients per proporcionar un augment significatiu de la capacitat si es prenen mesures preliminars a temps. No obstant això, les possibilitats

La inversión en transporte público requiere financiación pública. Sin embargo, para recibir dinero de los presupuestos del Estado, cada inversión debe demostrar que los beneficios superan los costes. El elemento central para determinar los beneficios es un pronóstico del número de usuarios previsto. Un análisis estadístico de casos anteriores muestra que las previ-siones se quedan constantemente por debajo de la demanda real una vez que las medidas entran en funcionamiento y que cabe esperar tasas de cre-cimiento anual constante del número de usuarios de entre el 1% y el 5%. Esto da lugar a una tendencia a infradiseñar la infraestructura ferroviaria, que no está dimensionada para esta demanda creciente, creando así efectos negativos para el uso neto del transporte público proporcionado. Esta tesis pretende mostrar hasta qué punto dependen los resultados del ACB y de la previsión de la demanda de pasajeros en el contexto del «Procedimiento de evaluación normalizado» utilizado en la planificación ferroviaria regional alemana y qué retos imponen sus limitaciones. En el caso del sistema de metro ligero Neckar-Alb, se examina la capacidad de esta red para hacer frente a un aumento imprevisto de pasajeros. Se determinan los límites de capacidad, los segmentos críticos y los cuellos de botella relevan-tes. En caso necesario, se desarrollan y proponen soluciones para resolver estos problemas. Los resultados muestran las limitaciones de las herramientas de ACB, pero también confirman su utilidad para la toma de decisiones en los procesos de planificación pública. Adaptando y reformando los procedimientos se pueden obtener resultados más precisos que representen la valoración socioeconómica y crear sistemas de transporte sólidos para gestionar un aumento realista del número de pasajeros. El estudio de caso muestra que unas medidas de ampliación comparativamente baratas bastan a menudo para proporcionar un aumento significativo de la capacidad si las medidas preli-mina

Public transport investment requires public funding. However, to receive money from the state budgets every investment must provide proof that the involved benefits surpass the costs. Core element of the benefit determination is a prognosis of the expected ridership. A statistical analysis of past cases shows that the forecasts constantly fall short of the actual demand once the measures take up operation and that constant annual ridership growth rates between 1% and 5% are to be expected. This results in a tendency to under design rail infrastructure that is then not dimensioned for this growing demand, thereby creating negative effects for the net use of the provided public transport. This thesis aims to show how reliant CBA and passenger demand forecasting results are in the context of the ‘Standardised Evaluation Procedure' used in German regional railway planning and what challenges their limitations impose. At the case of the Neckar-Alb light rail system an examination is performed of how robust this network is, to face unplanned prospective passenger increase. The capacity limits, critical segments and relevant bottlenecks are determined. Wherever necessary, solutions are developed and proposed to resolve these relevant constraints. The results show the limitations of CBA-tools, but also confirm their use for decision making in public planning processes. By adapting and reforming the procedures more accurate results can be reached representing the socioeconomic validation and create robust transport systems to manage realistic passenger increase. The case study shows that comparably cheap expansion measures are often sufficient to provide a significant increase in capacity if preliminary measures were taken in due time. However, the funding possibilities for these far-sighted investments remain difficult and require additional refurbishment.

Analysis of the metro passenger safety during flood events: the Paral·lel metro station case study

Bachelor thesis

Guadamud Calderón, Maria Stefania

Tutor / Supervisor: Russo, Beniamino; Martínez Gomariz, Eduardo

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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L'expansió contínua dels grans nuclis urbans ha contribuït a la urbanització i la construcció d'infraestructures que, amb el temps, han alterat en molts casos la morfologia de les conques naturals de les ciutats. Davant d'aquesta problemàtica, i en un escenari en què són cada cop més freqüents els episodis de pluges extremes, degudes al canvi climàtic, es fa evident la incapacitat del sistema de drenatge actual per afrontar aquestes situacions, donant lloc a inundacions en espais urbans, com les viscudes el passat mes d'octubre amb la DANA (Depressió Aïllada en Nivells Alts). Són les àrees subterrànies, com ara els aparcaments i les estacions de metro, les que resulten més vulnerables davant la manca d'estudis i estratègies que permetin garantir l'evacuació segura de persones en aquests espais. Aquest treball final de grau té com a objectiu estudiar les zones de risc on la seguretat dels usuaris es veu compromesa durant l'evacuació d'espais subterranis, aplicat al vestíbul Est de l'estació de Paral·lel (sortida Nou de la Rambla). S'ha dissenyat un model bidimensional del vestíbul capaç de simular el flux en làmina lliure a IBER, un programa de simulació hidràulica desenvolupat a la UPC basat en elements finits, amb la finalitat d'aplicar paràmetres de seguretat extrets d'estudis d'evacuació en espais subterranis inundats i elaborar mapes de perillositat que permetin definir possibles rutes d'evacuació en futurs estudis. Els resultats obtinguts mostren satisfactòriament la propagació de la làmina d'aigua al llarg del vestíbul i ofereixen valors consistents per als quatre escenaris de cabal aplicats durant tot el temps de simulació L'addició dels pendents i rampes del vestíbul al model, permeten caracteritzar el passadís que comunica a L3 (direcció Trinitat Nova) i la rampa central com els més susceptibles d'esdevenir zona potencialment de risc per l'estabilitat i la seguretat dels evacuants.

La continua expansión en grandes núcleos urbanos ha contribuido en la urbanización y construcción de infraestructuras que, con el tiempo, han alterado en muchos casos la morfología de las cuencas naturales en las ciudades. Ante esta problemática, y en un escenario en el cual cada vez son más frecuentes los episodios de lluvia extrema, debidos al cambio climático, se hace presente la incapacidad del sistema actual de drenaje para afrontar estas situaciones, dando lugar a inundaciones en espacios urbanos como las vividas el pasado mes de octubre por la DANA. Son las áreas subterráneas, como los garajes y las estaciones de metro, las que resultan en este caso más vulnerable ante la falta de estudios y estrategias que permitan la evacuación segura de personas en espacios urbanos subterráneos. De esta manera, con este trabajo final de grado se pretende estudiar las zonas de riesgo en las que la seguridad de los usuarios se ve comprometida a la hora de evacuar zonas subterráneas aplicada al vestíbulo Este de la estación de Paral·lel (Nou de la Rambla). Se ha diseñado un modelo bidimensional del vestíbulo capaz de simular el flujo en lámina libre en IBER, un programa de simulación hidráulica diseñado en la UPC basado en elementos finitos, con el fin de aplicar parámetros de seguridad, extraídos de estudios de evacuación en espacios subterráneos inundados, y elaborar mapas de peligrosidad que permitirán la definición de posibles rutas de evacuación en futuros estudios. Los resultados obtenidos muestran satisfactoriamente la propagación de la lámina de agua a lo largo del vestíbulo y se muestran valores consistentes para los cuatro escenarios de caudal durante el tiempo de simulación. La adición de pendientes y rampas al modelo, permiten caracterizar al pasillo que comunica a la L3 (dirección Trinitat Nova) y la rampa del pasillo central como las más susceptibles de convertirse en áreas que potencialmente ponga en riesgo la estabilidad y seguridad de los evacuantes.

The continuous expansion of large urban centres has contributed to urbanisation and the construction of infrastructures that, over time, have often altered the morphology of natural catchments in cities. This issue, combined with a scenario in which extreme rainfall events are increasingly frequent due to climate change, highlights the incapacity of the current drainage system to cope with such situations, leading to urban flooding, as experienced last October during the DANA (Isolated High-Level Depression). Underground areas, such as car parks and metro stations, are particularly vulnerable in this context due to the lack of studies and strategies addressing the safe evacuation of people in urban underground spaces. In this context, this final degree project aims to study risk areas where user safety is compromised during the evacuation of underground spaces, applied to the Eastern concourse of the Paral·lel station (Nou de la Rambla). A two-dimensional model of the concourse has been designed, capable of simulating free-surface flow using IBER, a hydraulic simulation software developed at UPC based on finite element method. This model applies safety parameters derived from evacuation studies in flooded underground spaces and produces hazard maps that may support the definition of evacuation routes in future studies. The results successfully demonstrate the propagation of the water flow across the concourse and yield consistent values for the four discharge scenarios throughout the simulation period. The inclusion of the slopes and ramps of the concourse in the characterises the that access the stairs to L3 (Trinitat Nova direction) and the central ramp as the most likely areas to become a potential risks to the stability and safety of evacuees.

Anàlisi econòmica i social de la implementació d'un sistema públic de lloguer de bicicletes a Sant Joan Despí

Bachelor thesis

Lehner Mas, André

Tutor / Supervisor: Macias Arau, Pere; Garola Crespo, Àlvar

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Aquest treball es centra en l'anàlisi de la viabilitat d'implementar un sistema de Bike Sharing exclusiu a la ciutat de Sant Joan Despí, dins del marc de la xarxa de transport metropolità. Es realitza un estudi exhaustiu de les condicions de mobilitat local, avaluant factors com la demanda, la infraestructura existent i tots els factors que afecten la caracterització del nou sistema de Bike Sharing. A través d'un enfocament comparatiu, s'exploren diverses opcions per a determinar quina d'elles ofereix la millor solució per a millorar la connectivitat interna i la integració amb el transport metropolità. L'objectiu és crear un sistema de bicicletes compartides que fomenti una mobilitat més sostenible, accessible i equitativa per als ciutadans, contribuint a més a la reducció de la congestió vehicular i les emissions de CO₂. La proposta resultant cerca oferir una solució que no sols respongui a les necessitats actuals de la ciutat, sinó que també tingui un impacte positiu, ecològic i durador en el seu futur.

Este trabajo se centra en el análisis de la viabilidad de implementar un sistema de Bike Sharing exclusivo en la ciudad de Sant Joan Despí, dentro del marco de la red de transporte metropolitano. Se realiza un estudio exhaustivo de las condiciones de movilidad local, evaluando factores como la demanda, la infraestructura existente y todos los factores que afectan a la caracterización del nuevo sistema de Bike Sharing. A través de un enfoque comparativo, se exploran varias opciones para determinar cuál de ellas ofrece la mejor solución para mejorar la conectividad interna y la integración con el transporte metropolitano. El objetivo es crear un sistema de bicicletas compartidas que fomente una movilidad más sostenible, accesible y equitativa para los ciudadanos, contribuyendo además a la reducción de la congestión vehicular y las emisiones de CO₂. La propuesta resultante busca ofrecer una solución que no solo responda a las necesidades actuales de la ciudad, sino que también tenga un impacto positivo, ecológico y duradero en su futuro.

This work focuses on the analysis of the feasibility of implementing an exclusive Bike Sharing system in the city of Sant Joan Despí, within the framework of the metropolitan transport network. An exhaustive study of the local mobility conditions is carried out, evaluating factors such as demand, existing infrastructure and all the factors that affect the characterization of the new Bike Sharing system. Through a comparative approach, several options are explored to determine which one offers the best solution to improve internal connectivity and integration with metropolitan transportation. The objective is to create a bike sharing system that promotes more sustainable, accessible and equitable mobility for citizens, while also contributing to the reduction of vehicular congestion and CO₂ emissions. The resulting proposal seeks to offer a solution that not only responds to the city's current needs, but also has a positive, ecological and lasting impact on its future.

Influence of recycled aggregate on the properties of concrete

Bachelor thesis

Ajayi, Mayokun Joseph

Tutor / Supervisor: Etxeberria Larrañaga, Miren; Saavedra Sáenz, Ruth Danni

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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El projecte se centra en l'ús d'àrids de formigó reciclat (AFR) i àrids de formigó reciclat carbonatats (AFRC) com a alternatives als àrids naturals al formigó, amb l'objectiu d'abordar la sostenibilitat de la construcció. La fabricació de ciment representa el 8% de les emissions de gasos d'efecte hivernacle a tot el món, per la qual cosa cal alternatives ambientalment acceptables. Aquest estudi investiga diferents composicions de formigó que combinen AFR i AFRC, utilitzant ciment Portland ordinari amb una relació aigua-ciment de 0,49. Les propietats d'aquestes barreges es van comparar amb el formigó normal quan es van exposar a l'entorn XC4. Les troballes de lestudi mostren que la carbonatació millora les característiques dels AFR en reduir la porositat i augmentar la resistència a la compressió. Després de 28 dies, els FARC van mostrar fins a un 0,97% més de resistència a la compressió que el formigó convencional, cosa que indica el seu potencial per al seu ús com a alternatives sostenibles. Les barreges (FARC-G60) han mostrat bons resultats, conservant la integritat estructural alhora que promouen la sostenibilitat. Les proves van demostrar que el FAR i el FARC compleixen les propietats físiques, mecàniques i de durabilitat establertes pel codi estructural espanyol. Entre les característiques millorades hi ha una menor absorció d'aigua, més densitat i més resistència a la tracció i la compressió. S'ha demostrat que la carbonatació augmenta la durabilitat en reduir la penetració de clorurs i la contracció per assecat. L'estudi destaca el potencial dels AFRC a la fabricació de formigó amb baixes emissions de carboni i respectuós amb el medi ambient que s'alinea amb els objectius de sostenibilitat globals. Els estudis futurs haurien d'apuntar a millorar els processos de carbonatació i investigar nous usos a formigons estructurals i no estructurals.

El proyecto se centra en el uso de áridos de hormigón reciclado (AHR) y áridos de hormigón reciclado carbonatados (AHRC) como alternativas a los áridos naturales en el hormigón, con el objetivo de abordar la sostenibilidad de la construcción. La fabricación de cemento representa el 8% de las emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo, por lo que se necesitan alternativas ambientalmente aceptables. Este estudio investiga diferentes composiciones de hormigón que combinan AHR y AHRC, utilizando cemento Portland ordinario con una relación agua-cemento de 0,49. Las propiedades de estas mezclas se compararon con el hormigón normal cuando se expusieron al entorno XC4. Los hallazgos del estudio muestran que la carbonatación mejora las características de los AHR al reducir la porosidad y aumentar la resistencia a la compresión. Después de 28 días, los HARCs mostraron hasta un 0,97% más de resistencia a la compresión que el hormigón convencional, lo que indica su potencial para su uso como alternativas sostenibles. Las mezclas (HARC-G60) han mostrado buenos resultados, conservando la integridad estructural al tiempo que promueven la sostenibilidad. Las pruebas demostraron que el HAR y el HARC cumplen con las propiedades físicas, mecánicas y de durabilidad establecidas por el código estructural español. Entre las características mejoradas se encuentran una menor absorción de agua, una mayor densidad y una mayor resistencia a la tracción y la compresión. Se ha demostrado que la carbonatación aumenta la durabilidad al reducir la penetración de cloruros y la contracción por secado. El estudio destaca el potencial de los AHRC en la fabricación de hormigón con bajas emisiones de carbono y respetuoso con el medio ambiente que se alinea con los objetivos de sostenibilidad globales. Los estudios futuros deberían apuntar a mejorar los procesos de carbonatación e investigar nuevos usos en hormigones estructurales y no estructurales.

The project focuses on the use of recycled concrete aggregates (RCA) and carbonated recycled concrete aggregates (CRCA) as alternatives to natural aggregates in concrete, with the goal of addressing construction sustainability. Cement manufacturing accounts for 8% of worldwide greenhouse gas emissions, needing environmentally acceptable alternatives. This study investigates different concrete compositions combining RCAs and CRCAs, utilizing ordinary portland cement with a water-to-cement ratio of 0.49. The properties of these mixtures were compared to normal concrete when exposed to the XC4 environment. The study's findings show that carbonation improves RCA characteristics by reducing porosity and boosting compressive strength. After 28 days, CRACs displayed up to 0.97% better compressive strength than conventional concrete, indicating their potential for usage as sustainable alternatives. Mixtures including 60% coarse recycled aggregate (CRAC-G60) have shown good results, retaining structural integrity while promoting sustainability. Tests proved that RAC and CRAC satisfied physical, mechanical, and durability properties set by the Spanish structural code. Reduced water absorption, greater density, and higher tensile and compressive strength are among the enhanced features. Carbonation has been shown to increase durability by lowering chloride penetration and drying shrinkage. The study emphasizes the potential of CRCAs in manufacturing low-carbon, environmentally friendly concrete that aligns with global sustainability goals. Future studies should aim to improve carbonation processes and investigate new uses in structural and non-structural concretes.

Exploring the hydrological dynamics of a high-mountain fluvial network in the Aigüestortes National Park, Central Pyrenees

Master thesis

Cambras Casas, Eloi

Tutor / Supervisor: Gonçalves Ageitos, María; Gómez Gener, Lluís

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Les muntanyes són les torres d'aigua del món, els proveïdors més importants per satisfer la demanda d'aigua tant dels ecosistemes aigües avall com de la societat. De mitjana, el canvi climàtic està afectant els ecosistemes de muntanya de manera més severa que la resta del món, provocant pertorbacions hidrològiques recurrents que afecten el flux d'aigua i el transport de compostos químics aigües avall. Aquest estudi explora les dinàmiques hidrològiques d'una xarxa fluvial d'alta muntanya situada al Parc Nacional d'Aigüestortes, als Pirineus Centrals. La investigació té com a objectiu entendre els patrons i processos del flux d'aigua en aquest entorn alpí únic, basant-se en la recopilació de dades, mitjançant monitorització avançada amb data-loggers, i en anàlisis estadístiques i geoespacials posteriors. Les troballes contribueixen a una comprensió més àmplia dels ecosistemes d'aigua dolça en regions de muntanya i orienten estratègies de gestió sostenible dels recursos hídrics.

Las montañas son las torres de agua del mundo, los proveedores más importantes para satisfacer la demanda de agua tanto de los ecosistemas aguas abajo como de la sociedad. En promedio, el cambio climático está afectando a los ecosistemas de montaña de manera más severa que al resto del mundo, provocando perturbaciones hidrológicas recurrentes que afectan el flujo de agua y el transporte de compuestos químicos aguas abajo. Este estudio explora las dinámicas hidrológicas de una red fluvial de alta montaña ubicada en el Parque Nacional de Aigüestortes, en los Pirineos Centrales. La investigación tiene como objetivo comprender los patrones y procesos del flujo de agua en este entorno alpino único, basándose en la recopilación de datos, mediante monitorización avanzada con data-loggers, y análisis estadísticos y geoespaciales posteriores. Los hallazgos contribuyen a una comprensión más amplia de los ecosistemas de agua dulce en regiones montañosas y orientan estrategias de gestión sostenible de los recursos hídricos

Mountains are the water towers of the world, the most important providers of water demand for both downstream ecosystems and society. On average, Climate Change is affecting mountain ecosystems more severely than the rest of the world, causing recurrent hydrological disturbances affecting downstream water and chemical compounds transport. This study explores the hydrological dynamics of a high-mountain fluvial network within the Aigüestortes National Park in the Central Pyrenees. Research aims to understand the patterns and processes of water flow in this unique alpine environment based on data collection, through advanced data-logger monitorization, and subsequent statistical and geospatial analysis. The findings contribute to the broader understanding of freshwater ecosystems in mountainous regions and inform sustainable water resource management strategies.

Catalitzadores para la reacción entre etanol y CO2

Master thesis

Hodiak, Katarzyna Janina

Tutor / Supervisor: Llorca Piqué, Jordi

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Nueve catalizadores, soportados en CeO2, fueron preparados mediante dos métodos de preparación: incipient wetness impregnation (IWI) y ball milling (BM). Los catalizadores fueron empleados para la reacción de reformado seco de etanol, con el fin de ensayar y analizar su rendimiento. Se evaluaron en función de la conversión de reactivos, la selectividad del los productos, la producción de gas de síntesis y la estabilidad. El método de ball milling ha producido resultados mucho mejores para el catalizador basado en Ir que el método de incipient wetness impregnation. Sin embargo, los resultados fueron contrarios para los catalizadores basados en Rh, donde el catalizador de ball milling tuvo un rendimiento significativamente peor. Los catalizadores bimetálicos, con contenido de ambos metales (Rh e Ir), mostraron el mejor rendimiento y estabilidad. Se probó la estabilidad de dos catalizadores de buen rendimiento (Rh + Ir IWI y Rh + Ir BM) durante una prueba de estabilidad de 50 horas. Ambos catalizadores mostraron una buena estabilidad, una conversión de etanol del 100 %, una conversión de CO2 superior al 96 %, además de un aumento de la selectividad y la producción de gas de síntesis con el tiempo. Los catalizadores se caracterizaron mediante TGA y XPS. Los resultados del TGA muestran el menor contenido de carbono para los catalizadores Rh IWI y Rh + Ir IWI, lo que es coherente con su rendimiento superior. El análisis XPS del catalizador Rh + Ir IWI proporciona información sobre los estados químicos de sus componentes: Rh, Ir y el soporte CeO2. El soporte de CeO2 contiene átomos de Ce en dos estados de oxidación: Ce3+ y Ce4+. Las partículas de Rh están presentes como Rh3+. Ir se puede ver en dos estados de oxidación distintos y la ubicación de sus picos proporciona información sobre las interacciones complejas formadas entre el metal y el soporte.

Nine catalysts, supported on CeO2, were prepared by two different preparation methods: incipient wetness impregna9on (IWI) and ball milling (BM). The catalysts were employed for the ethanol dry reforming reaction, in order to test their performance. They were evaluated based on the reactant conversion, syngas selectivity, syngas production and stability. The ball milling method produced much better results for the Ir-based catalyst than the incipient wetness impregnation method. However, the results are contrary for the Rh- based catalysts, where the ball milling catalyst performed significantly worse. The bimetallic catalysts, with both Rh and Ir content, showed the best performance and stability. The stability of two well-performing catalysts (Rh + Ir IWI and Rh + Ir BM) was tested for 50 hours on stream. Both catalysts showed good stability, 100% ethanol conversion, above 96% CO2 conversion and increase in selectivity and syngas production over time. The spent catalysts were characterized by TGA and XPS. The TGA results show the least carbon content for the Rh IWI and Rh + Ir IWI catalysts, which is consistent with their superior performance. XPS analysis of the Rh + Ir IWI catalyst provides insights into the chemical states of its components: Rh, Ir and CeO2 support. The CeO2 support contains Ce atoms in both Ce3+ and Ce4+ oxidation states. The Rh particles are present as Rh3+. Ir can be seen in two distinct oxidation states and higher binding energy of its peaks gives insights into complex interactions formed between the metal and support.

Anàlisi integrada de models alternatius a una planta de biogàs a la Sentiu de Sió (La Noguera)

Bachelor thesis

Rodríguez Fernández, Arnau

Tutor / Supervisor: Roca Bosch, Elisabet; Garfi, Marianna

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Aquest treball té com a objectiu analitzar la viabilitat de la construcció d'una planta de biogàs al municipi de la Sentiu de Sió, a Catalunya, a través d'un estudi multicriteri que integra aspectes ambientals, socials i econòmics. Es presenta un anàlisi detallat de tres alternatives de plantes de biogàs de diferents mides i s'avalua els seus impactes en el territori. El treball destaca la importància de promoure la participació ciutadana en la presa de decisions i la necessitat de considerar les inquietuds dels veïns que poden sorgir en entorns rurals. A través d'aquest estudi, es conclou que la solució més adequada és una planta de dimensions petites o mitjanes, ja que aporta una independència energètica parcial i minimitza els impactes negatius vers la població, com les males olors o l'increment del trànsit en les carreteres locals. Finalment, es proposen línies futures de recerca per poder obtenir resultats més precisos i detallats, especialment quant a l'optimització dels processos de consulta i participació pública en projectes d'energies renovables.

Este trabajo tiene como objetivo analizar la viabilidad de la construcción de una planta de biogás en el municipio de la Sentiu de Sió, en Cataluña, a través de un estudio multicriterio que integra aspectos ambientales, sociales y económicos. Se presenta un análisis detallado de tres alternativas de plantas de biogás de diferentes tamaños y se evalúan sus impactos en el territorio. El trabajo destaca la importancia de promover la participación ciudadana en la toma de decisiones y la necesidad de considerar las inquietudes de los vecinos que pueden surgir en entornos rurales. A través de este estudio, se concluye que la solución más adecuada es una planta de dimensiones pequeñas o medianas, ya que aporta una independencia energética parcial y minimiza los impactos negativos sobre la población, como las malas olores o el incremento del tráfico en las carreteras locales. Finalmente, se proponen líneas futuras de investigación para poder obtener resultados más precisos y detallados, especialmente en cuanto a la optimización de los procesos de consulta y participación pública en proyectos de energías renovables.

The objective of this work is to analyze the feasibility of building a biogas plant in the municipality of Sentiu de Sió, Catalonia, through a multicriteria study that integrates environmental, social and economic aspects. A detailed analysis of three biogas plant alternatives of different sizes is presented, and their impacts on the territory are evaluated. The work highlights the importance of promoting citizen participation in decision making and the need to consider citizen concerns that may arise in rural environments. Through this study, it is concluded that the most appropriate solution is a small or medium-sized plant, since it provides partial energy independence and minimizes the negative impacts on the population, such as bad odours or increased traffic on local roads. Finally, future lines of research are proposed in order to obtain more precise and detailed results, especially regarding the optimization of the consultation and public participation processes in renewable energy projects.

Proyecto hidráulico para la gestión y prevención de inundaciones en el municipio Deltebre

Bachelor thesis

Espinosa Martinez, Juan Esteban

Tutor / Supervisor: Fernández González, Mario

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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El projecte se centra en la canalització del desguàs del Préstec a Deltebre, una zona del Delta de l'Ebre afectada per inundacions recurrents a causa de les cotes baixes del terreny i la insuficiència dels sistemes de drenatge actuals. La intervenció abasta les àrees de la carretera TV-3454 i els carrers Ntra. Sra. Esperança, Estació i Pescadors, proposant un sistema de canalització mitjançant calaixos de secció 4x1 metres, reduïts a 3x1 metres en trams estratègics. Aquest sistema es complementa amb arquetes de transició, dipòsits de laminació i mecanismes de bombament, dissenyats per a regular els períodes de cabal pico i garantir un flux continu cap als canals de suport, com el Nassos i el Talòs. A més, el projecte considera la integració d'accessos de manteniment i l'optimització de les infraestructures existents per a minimitzar l'impacte ambiental i social. Aquesta solució no sols millora la capacitat hidràulica i redueix els riscos d'inundació en les zones urbanes i agrícoles, sinó que també protegeix els cultius d'arròs, fonamentals per a l'economia local, i evita problemes de salubritat derivats de l'estancament d'aigües. Amb un enfocament integral, el projecte inclou estudis de sostenibilitat, anàlisi d'alternatives i gestió de serveis afectats, assegurant funcionalitat a llarg termini. La solució adoptada reforça el compromís de l'enginyeria civil amb el desenvolupament sostenible, garantint el benestar comunitari i la protecció de l'entorn natural.

El proyecto se centra en la canalización del desagüe del Préstamo en Deltebre, una zona del Delta del Ebro afectada por inundaciones recurrentes debido a las cotas bajas del terreno y la insuficiencia de los sistemas de drenaje actuales. La intervención abarca las áreas de la carretera TV-3454 y las calles Ntra. Sra. Esperança, Estació y Pescadors, proponiendo un sistema de canalización mediante cajones de sección 4x1 metros, reducidos a 3x1 metros en tramos estratégicos. Este sistema se complementa con arquetas de transición, depósitos de laminación y mecanismos de bombeo, diseñados para regular los periodos de caudal pico y garantizar un flujo continuo hacia los canales de apoyo, como el Nassos y el Tarugo. Además, el proyecto considera la integración de accesos de mantenimiento y la optimización de las infraestructuras existentes para minimizar el impacto ambiental y social. Esta solución no solo mejora la capacidad hidráulica y reduce los riesgos de inundación en las zonas urbanas y agrícolas, sino que también protege los cultivos de arroz, fundamentales para la economía local, y evita problemas de salubridad derivados del estancamiento de aguas. Con un enfoque integral, el proyecto incluye estudios de sostenibilidad, análisis de alternativas y gestión de servicios afectados, asegurando funcionalidad a largo plazo. La solución adoptada refuerza el compromiso de la ingeniería civil con el desarrollo sostenible, garantizando el bienestar comunitario y la protección del entorno natural.

The project is focused on the channeling of a drainage of the “Préstamo en Deltebre”, a region in the Ebro River delta that is recurrently affected by flooding due to the low-lying terrain and the insufficiency of the current drainage systems. The intervention covers the areas of the “TV-3454” road and the streets “Ntra. Sra. Esperança”, “Estació”, and “Pescadors”, and proposes a channeling system using box caissons with a cross-section of 4x1 meters, reduced to 3x1 meters in strategic sections.This system is complemented by transitional manholes, detention tanks, and pumping mechanisms designed to regulate peak flow periods and ensure continuous flow toward support channels such as the “Nassos” and the “Tarugo” Additionally, the project considers the integration of maintenance access points and the optimization of existing infrastructure to minimize environmental and social impacts. This solution not only improves hydraulic capacity and reduces flood risks in urban and agricultural areas but also protects rice crops, which are essential to the local economy, and it also prevents health issues that may arise as a result of stagnant water. With a comprehensive approach, the project includes sustainability studies, alternative analyses, and management of affected services, ensuring long-term functionality. The adopted solution reinforces civil engineering's commitment to sustainable development, guaranteeing the well-being of the community while protecting the natural environment.

Anàlisi de la funció real de transferència del sistema de generació del canal d'onatge CIEMito

Bachelor thesis

Rifà Terricabras, Maria

Tutor / Supervisor: Gironella Cobos, Xavier; Altomare, Corrado; Sospedra Iglesias, Joaquim

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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La funció de transferència d'un generador d'onatge expressa la relació entre la ràtio de Stroke (H/S) i el número d'ona no dimensional (kd), cosa que permet conèixer la configuració necessària per establir la relació entre les condicions d'onatge desitjades i l'acció requerida del generador per obtenir-les. Aquest treball té com a objectiu definir la funció real de transferència del canal CIEMito, un canal desenvolupat íntegrament al Laboratori d'Enginyeria Marítima (LIM) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Amb aquesta finalitat, s'han realitzat diversos assaigs amb el canal per mesurar el període i l'alçada d'ona generats, comparant aquests valors amb les dades introduïdes al sistema. L'anàlisi dels resultats ha revelat desajustos, donats bàsicament per les alçades d'ona registrades en relació amb les teòriques. Aquest error afecta directament el càlcul de la funció real de transferència del generador d'onatge del CIEMito. Es considera que la principal font d'aquest desfasament pot ser deguda a la manca d'estanquitat de la placa generadora, la qual provoca pèrdues d'aigua durant el moviment d'empenta, reduint així el volum impulsat i, en conseqüència, el volum de la cresta de l'ona. A partir de l'anàlisi elaborada, s'ha obtingut una funció de transferència per a cadascuna de les profunditats estudiades de 25 i 30 centímetres, que corresponen a les profunditats més utilitzades en aquest canal.

La función de transferencia de un generador de oleaje expresa la relación entre el ratio de Stroke (H/S) y el número de onda no dimensional (kd), lo que permite conocer la configuración necesaria para establecer la relacion entre las condiciones de oleaje deseadas y la acción requerida del generador para obtenerlas. Este trabajo tiene como objetivo definir la función real de transferencia del generador de pistón del canal CIEMito, un canal desarrollado íntegramente en el Laboratorio de Ingeniería Marítima (LIM) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Con este propósito, se han realizado diversos ensayos con el canal para medir el período y la altura de ola generados, comparando estos valores con los datos introducidos en el sistema. El análisis de los resultados ha revelado desajustes, debidos principalmente a las alturas de ola registradas en comparación con las teóricas. Este error afecta directamente el cálculo de la función real de transferencia del generador de oleaje del CIEMito. Se considera que la principal fuente de este desfase podría deberse a la falta de estanqueidad de la placa generadora, que provoca pérdidas de agua durante el movimiento de empuje, reduciendo así el volumen impulsado y, en consecuencia, el volumen de la cresta de la ola. A partir del análisis realizado, se ha obtenido una función de transferencia para cada una de las profundidades estudiadas, de 25 y 30 centímetros, que corresponden a las profundidades más utilizadas para este canal.

The transfer function of a wave generator expresses the relationship between the Stroke ratio (H/S) and the non-dimensional wave number (kd), allowing for the determination of the necessary configuration to establish the correspondence between the desired wave conditions and the required generator action to achieve them. This study aims to define the actual transfer function of the piston generator in the CIEMito channel, a channel entirely developed at the Maritime Engineering Laboratory (LIM) of the Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). To this end, several tests were conducted with the channel to measure the generated wave period and height, comparing these values with the data input into the system. The analysis of the results revealed discrepancies, mainly in the recorded wave heights compared to the theoretical values. This error directly impacts the calculation of the actual transfer function of the CIEMito wave generator. The primary source of this discrepancy is believed to stem from the lack of sealing in the generator plate, which causes water losses during the pushing movement, thereby reducing the displaced volume and, consequently, the wave crest volume. Based on the conducted analysis, a transfer function has been obtained for each of the studied depths, 25 and 30 centimeters, which correspond to the most commonly used depths for this channel.

Font - Rubí (TM Camprodon): Diagnosis of the current situation and study of proposals for improving the services and the public space

Bachelor thesis

Álvaro Fortuny, Laia

Tutor / Supervisor: Villares Junyent, Míriam

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Aquest projecte se centra en abordar els reptes urbanístics i les deficiències d'infraestructura de Font Rubí, un barri residencial situat al municipi de Camprodon. Desenvolupat inicialment com una àrea de segones residencies, Font Rubí pateix una urbanització incompleta i una planificació inconsistent, cosa que ha resultat en espais públics deteriorats, una connectivitat deficient i serveis insuficients. L'estudi adopta una metodologia integral que combina treball de camp, anàlisi de documents i recerca teòrica sobre urbanisme sostenible per tal d'avaluar l'estat actual del la urbanització i proposar solucions pràctiques. A través d'un diagnòstic detallat de l'estat dels carrers, les voreres i les zones verdes de Font Rubí, l'estudi identifica problemes clau com la manca d'una xarxa per a vianants apropiada, trànsit de vehicles no adequat i espais públics abandonats. Les intervencions proposades tenen com a objectiu revitalitzar Font Rubí creant una infraestructura coherent i accessible que prioritzi les rutes per a vianants i ciclistes, millorant alhora la seguretat i l'ús dels espais públics. Les zones verdes es repensen com a espais actius per a la interacció comunitària, i la connectivitat es millora a través de la integració de xarxes de mobilitat eficients i sostenibles. Les propostes integren els principis moderns de l'urbanisme sostenible, fent èmfasi en la mobilitat activa, la cohesió social i la conservació ambiental, mentre es dissenyen per alinear-se amb el caràcter rural de la urbanització. Mitjançant l'aplicació de principis d'urbanisme sostenible, aquest estudi demostra el potencial de transformar un barri rural deteriorat en un espai resilient, inclusiu i ambientalment harmònic. Contribueix a una comprensió més àmplia de com els conceptes de planificació sostenible es poden adaptar a contextos rurals, promovent un estil de vida més saludable i una comunitat més cohesionada.

Este proyecto se centra en abordar los desafíos urbanísticos y las deficiencias de infraestructura de Font Rubí, una urbanización residencial ubicado en el municipio de Camprodon. Desarrollada inicialmente como un área de segundas residencias, Font Rubí sufre una urbanización incompleta y una planificación inconsistente, lo que ha resultado en espacios públicos deteriorados, una conectividad deficiente y servicios insuficientes. El estudio adopta una metodología integral que combina trabajo de campo, análisis documental e investigación teórica sobre urbanismo sostenible para evaluar el estado actual del barrio y proponer soluciones prácticas. A través de un diagnóstico detallado de las calles, las aceras y los espacios verdes de Font Rubí, el estudio identifica problemas clave como la insuficiencia de redes peatonales apropiadas, el tráfico vehicular no adecuado y los espacios públicos abandonados. Las intervenciones propuestas buscan revitalizar Font Rubí mediante la creación de una infraestructura coherente y accesible que priorice las rutas para peatones y ciclistas, mejorando al mismo tiempo la seguridad y el uso de los espacios públicos. Las zonas verdes se reinventan como centros activos para la interacción comunitaria, y la conectividad se potencia a través de la integración de redes de movilidad eficientes y sostenibles. Las propuestas integran principios modernos de urbanismo sostenible, enfatizando la movilidad activa, la cohesión social y la conservación ambiental, mientras se diseñan para alinearse con el carácter rural de la urbanización. Al aplicar los principios del urbanismo sostenible, este estudio demuestra el potencial para transformar un barrio rural deteriorado en un espacio resiliente, inclusivo y ambientalmente armónico. Contribuye a una comprensión más amplia de cómo los conceptos de planificación sostenible pueden adaptarse a contextos rurales, fomentando un estilo de vida más saludable y una comunidad más cohesionada.

This project focuses on addressing the urban challenges and infrastructural deficiencies of Font Rubí, a residential neighbourhood within the municipality of Camprodon. Originally developed as a secondary residential area, Font Rubí suffers from incomplete urbanization and inconsistent planning, which have resulted in deteriorated public spaces, poor connectivity, and insufficient services. The study adopts a comprehensive methodology that combines fieldwork, document analysis, and theoretical research on sustainable urbanism to evaluate the current state of the neighbourhood and propose actionable solutions. Through a detailed diagnosis of Font Rubí's roads, sidewalks, and green spaces, the study identifies key issues such as inadequate pedestrian networks, inappropriate vehicle traffic, and neglected public areas. The proposed interventions aim to revitalize Font Rubí by creating a cohesive and accessible infrastructure that prioritizes pedestrian and cycling routes while improving the safety and usability of public spaces. Green areas are reimagined as active hubs for community interaction, and connectivity is enhanced through the integration of efficient and sustainable mobility networks. The proposalsintegrate modern principles of sustainable urban planning, emphasizing active mobility, social cohesion, and environmental conservation while designed to align with the neighbourhood's rural character. By applying sustainable urbanism principles, this study demonstrates the potential for transforming a deteriorated rural neighbourhood into a resilient, inclusive, and environmentally harmonious space. It contributes to a wider understanding of how sustainable planning concepts can be adapted to rural contexts and enhance a healthier lifestyle and a more cohesive community.

Evaluación del uso de minería de datos en la predicción de caudales en ríos de alta montaña. Aplicación a la cuenca del Rio Garona en el Val d?Aran (Pirineo Central)

Master thesis

Nieto Torres, Francisco

Tutor / Supervisor: Hurlimann Ziegler, Marcel; Medina Iglesias, Vicente César de

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Aquest Treball de Fi de Màster (TFM) aborda el desenvolupament d'un model predictiu basat en intel·ligència artificial (IA) per a la predicció de cabals en conques de muntanya, amb aplicació a la conca del riu Garona al Vall d'Aran. La investigació sorgeix de la necessitat d'eines innovadores que complementin els enfocaments hidrològics tradicionals, permetent una gestió més eficient dels riscos hídrics davant els desafiaments del canvi climàtic. Com a primer pas, s'ha dut a terme una anàlisi exploratòria del conjunt de dades, avaluant la correlació entre variables i seleccionant les més rellevants per al model. A més, s'ha realitzat una anàlisi de les causes de la crescuda del 2013 a la conca del riu Garona, amb l'objectiu d'entendre els factors que van contribuir a aquest esdeveniment extrem i la seva possible reproducció en el model. El model desenvolupat utilitza dades meteorològiques, geogràfiques i de sensors IoT, recopilades a la regió, on s'ha ampliat la infraestructura de monitoratge per millorar la cobertura i la qualitat de les dades. A més de la construcció del model, s'ha proposat i desenvolupat una implementació en un sistema d'alerta primerenca (EWS), amb l'objectiu de millorar la capacitat de resposta davant d'esdeveniments hidrològics extrems. Tot i que els resultats obtinguts fins al moment no han assolit la precisió esperada, el treball ha permès identificar les principals limitacions del model i establir les bases per a futures millores en la integració de dades i l'optimització dels algorismes utilitzats.

Este Trabajo de Fin de Máster (TFM) aborda el desarrollo de un modelo predictivo basado en inteligencia artificial (IA) para la predicción de caudales en cuencas de montaña, con aplicación en la cuenca del río Garona en el Valle de Arán. La investigación surge de la necesidad de herramientas innovadoras que complementen los enfoques hidrológicos tradicionales, permitiendo una gestión más eficiente de los riesgos hídricos frente a los desafíos del cambio climático. Como primer paso, se ha llevado a cabo un análisis exploratorio del conjunto de datos, evaluando la correlación entre variables y seleccionando las más relevantes para el modelo. Además, se ha realizado un análisis de las causas de la riada de 2013 en la cuenca del río Garona, con el fin de comprender los factores que contribuyeron a este evento extremo y su posible reproducción en el modelo. El modelo desarrollado emplea datos meteorológicos, geográficos y de sensores IoT, recopilados en la región, donde se ha ampliado la infraestructura de monitoreo para mejorar la cobertura y calidad de los datos. Además de la construcción del modelo, se ha propuesto y desarrollado una implementación en un sistema de alerta temprana (EWS), con el objetivo de mejorar la capacidad de respuesta ante eventos hidrológicos extremos. Si bien los resultados obtenidos hasta el momento no han alcanzado la precisión esperada, el trabajo ha permitido identificar las principales limitaciones del modelo y sentar las bases para futuras mejoras en la integración de datos y la optimización de los algoritmos utilizados.

This Master's Thesis (TFM) focuses on the development of an artificial intelligence (AI)-based predictive model for streamflow forecasting in mountain catchments, applied to the Garona River basin in the Val d'Aran. This research arises from the need for innovative tools that complement traditional hydrological approaches, enabling a more efficient management of hydrological risks in the face of the challenges posed by climate change. As a first step, an exploratory data analysis was conducted, evaluating the correlation between variables and selecting the most relevant ones for the model. Additionally, an analysis of the causes of the 2013 flood in the Garona River basin was carried out to better understand the factors contributing to this extreme event and assess their representation in the predictive model. The model utilizes meteorological, geographical, and IoT sensor data collected in the region, where the monitoring infrastructure has been expanded to improve data coverage and quality. In addition to model development, a proposal for implementing the model in an Early Warning System (EWS) has been designed and developed, aiming to enhance response capacity to extreme hydrological events. Although the results obtained so far have not achieved the expected accuracy, this study has helped identify the main limitations of the model and establish a foundation for future improvements in data integration and algorithm optimization.

Numerical modeling of reinforced concrete beam-column and beam-wall joints subjected to cyclic loading

Master thesis

García Aceves, Juan Pablo

Tutor / Supervisor: Murcia Delso, Juan; Bairán García, Jesús Miguel

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Les estructures de formigó armat són una solució molt atractiva per a la construcció en zones sísmicas. Un dels elements clau d'aquestes estructures són les unions entre els elements horitzontals i verticals, que durant un esdeveniment sísmic estaran sotmeses a grans forces i deformacions. El seu fallament pot provocar el col·lapse total de l'estructura; per tant, és fonamental conèixer el seu comportament sota càrregues cícliques. Aquest estudi es centra en el comportament de les unions viga-columnes i viga-murs sota càrregues cícliques. Per a això, es desenvolupen i validen models tridimensionals d'elements finits utilitzant el programari DIANA 10, tenint en compte la no linealitat dels materials constituents (formigó i acer) i la interacció entre ells. El procés de validació implica tres proves experimentals d'unions viga-columnes i dues proves experimentals d'unions viga-murs, comparant les corbes força-deformació i els danys observats en les mostres. A més, es desenvolupa el model d'un programa experimental en curs per a la resposta d'una unió viga-lloseta-mur com a part del projecte ERIES-NOBLE.

Las estructuras de concreto reforzado son una solución muy atractiva para la construcción en zonas sísmicas. Uno de los elementos clave en estas estructuras son las uniones entre los elementos horizontales y verticales, que durante un evento sísmico estarán sometidas a grandes fuerzas y deformaciones. Su fallo puede llevar al colapso total de la estructura; por lo tanto, es fundamental conocer su comportamiento bajo cargas cíclicas. Este estudio se centra en el comportamiento de las uniones viga-columna y viga-muro bajo cargas cíclicas. Para ello, se desarrollan y validan modelos tridimensionales de elementos finitos utilizando el software DIANA 10, considerando la no linealidad de los materiales constituyentes (concreto y acero) y la interfaz entre ellos. El proceso de validación involucra tres pruebas experimentales de uniones viga-columna y dos pruebas experimentales de uniones viga-muro, comparando las curvas fuerza-deformación y los daños observados en los especímenes. Además, se desarrolla el modelo de un programa experimental en curso para la respuesta de una unión viga-loseta-muro como parte del proyecto ERIES-NOBLE.

Reinforced concrete structures offer an attractive solution for construction in seismic zones. One of the key elements in these structures are the joints between horizontal and vertical elements, which during a seismic event are subjected to significant forces and deformations. Their failure can lead to a total collapse of the structure; thus, it is crucial to understand their behavior under cyclic loads. This study focuses on the behavior of beam-column and beam-wall connections under cyclic loads. To achieve this, three-dimensional finite element models are developed and validated using DIANA 10 software, considering the nonlinearity of the constituent materials (concrete and steel) and the interaction between them. The validation process involves three experimental tests of beam-column connections and two experimental tests of beam-wall connections, comparing the force-deformation curves and the damage observed in the specimens. Additionally, the model of an ongoing experimental program for the response of a beam-slab-wall connection is developed as part of the ERIES-NOBLE project.

EL Túnel del Cadí : una evaluació ex-post

Master thesis

Zanon i Fernandez, Marta

Tutor / Supervisor: Garola Crespo, Àlvar

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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El túnel del Cadí, inaugurat el 1984, és una infraestructura estratègica que connecta el Pirineu català amb l'àrea metropolitana de Barcelona i la frontera amb França. Després de quaranta anys en funcionament, resulta essencial dur a terme avaluacions ex-post per entendre l'impacte real d'aquestes infraestructures, no només des d'un punt de vista econòmic, sinó especialment pel seu efecte social. Aquest tipus d'anàlisi permet valorar si les inversions realitzades han complert els seus objectius inicials, així com contribuir al disseny de polítiques públiques més eficients i sostenibles en el futur. El present treball se centra en l'anàlisi cost-benefici social del túnel del Cadí mitjançant la metodologia del Sistema d'Anàlisi d'Impacte Territorial (SAIT). S'ha posat èmfasi en els beneficis generats per l'estalvi de temps, la reducció d'accidents, la disminució de costos d'operació i els impactes ambientals positius com la reducció d'emissions contaminats i de sorolls, especialment en les rutes alternatives. A més, s'ha realitzat una avaluació de l'impacte socioeconòmic, aprofundint en com aquesta infraestructura ha transformat l'estructura productiva i les dinàmiques territorials d'ambdues comarques. Finalment, el treball també inclou una anàlisi financer per posar en perspectiva els costos i beneficis des d'un punt de vista purament econòmic. Els resultats d'aquest estudi remarquen la importància del component social en la valoració de grans obres públiques i aporten una visió global sobre l'eficiència i sostenibilitat d'inversions que han marcat profundament el territori.

El túnel del Cadí, inaugurado en 1984, es una infraestructura estratégica que conecta el Pirineo catalán con el área metropolitana de Barcelona y la frontera con Francia. Tras cuarenta años en funcionamiento, resulta esencial realizar evaluaciones ex post para entender el impacto real de estas infraestructuras, no solo desde un punto de vista económico, sino especialmente por su efecto social. Este tipo de análisis permite valorar si las inversiones realizadas han cumplido sus objetivos iniciales, así como contribuir al diseño de políticas públicas más eficientes y sostenibles en el futuro. El presente trabajo se centra en el análisis coste-beneficio social del túnel del Cadí mediante la metodología del Sistema de Análisis de Impacto Territorial (SAIT). Se ha puesto énfasis en los beneficios generados por el ahorro de tiempo, la reducción de accidentes, la disminución de los costes operativos y los impactos ambientales positivos, como la reducción de emisiones contaminantes y de ruidos, especialmente en las rutas alternativas. Además, se ha realizado una evaluación del impacto socioeconómico, profundizando en cómo esta infraestructura ha transformado la estructura productiva y las dinámicas territoriales de ambas comarcas. Finalmente, el trabajo también incluye un análisis financiero para poner en perspectiva los costes y beneficios desde un punto de vista puramente económico. Los resultados de este estudio remarcan la importancia del componente social en la valoración de grandes obras públicas y aportan una visión global sobre la eficiencia y sostenibilidad de inversiones que han marcado profundamente el territorio.

The Cadí tunnel, first opened in 1984, is a strategic infrastructure connecting the Catalan Pyrenees with the metropolitan area of Barcelona and the border with France. After forty years in operation, it is essential to carry out ex post evaluations in order to understand the real impact of these infrastructures, not only from an economic point of view, but especially in terms of their social effect. This type of analysis makes it possible to assess whether the investments made have fulfilled their initial objectives, and also to contribute to the design of more efficient and sustainable public policies in the future. This work focuses on the social cost-benefit analysis of the Cadí tunnel using the methodology of the Territorial Impact Analysis System (SAIT). The emphasis has been placed on the benefits generated by the time savings, the reduction of accidents, the reduction of operating costs and the positive environmental impacts, such as the reduction of pollutant emissions and noise, especially on the alternative routes. In addition, an evaluation of the socio-economic impact has been carried out, examining in depth how this infrastructure has transformed the productive structure and territorial dynamics of both regions. Finally, the work also includes a financial analysis to put into perspective the costs and benefits from a purely economic point of view. The results of this study highlight the importance of the social component in the evaluation of large public works and provide a global vision of the efficiency and sustainability of investments that have deeply shaped the territory.

Reliability analysis of beaches as defenses against storm impacts under present and future climate change scenarios

Bachelor thesis

Bevia Brey, Blanca

Tutor / Supervisor: Gracia García, Vicente; Gironella Cobos, Xavier

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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This research evaluates the reliability of natural coastal protection systems against flooding under climate change conditions. The study focuses on two morphologically distinct beaches in Spain's Ebro Delta: The Marquesa and The Trabucador. It assesses their protective capacity and reliability during storm events by analysing how their unique geometric characteristics influence their effectiveness as flood barriers. The methodology implements a probabilistic framework using Monte Carlo simulation. This approach integrates astronomical tides, meteorological conditions, and wave dynamics to assess storm impact scenarios. The analysis spans multiple time horizons (2025, 2050, and 2100) across various climate change scenarios (Current, RCP4.5, and RCP8.5), and includes the effect of land subsidence in the Ebro Delta, evaluating both immediate and long-term coastal protection capabilities. The comparative analysis reveals distinct sea-level rise response patterns between the sites. The Marquesa beach currently contributes to effective coastal protection at higher elevations (2.2m), though this reliability diminishes under projected climate change scenarios. The Trabucador demonstrates greater sensitivity to environmental conditions, with its protective function (2.1m) showing accelerated deterioration. Both locations exhibit significant vulnerability in their lower sections (1.3m and 1.2m respectively), with analysis indicating substantial degradation of protective capacity by 2100, particularly under RCP8.5 scenarios. The research provides crucial quantitative evidence for coastal defence planning by emphasizing that preserving beach geometric characteristics through maintenance programs is essential for sustained protective capacity, action particularly critical as climate change continues to reshape coastlines and intensify storm impacts.

Esta investigación evalúa la fiabilidad de los sistemas naturales de protección costera contra inundaciones bajo condiciones de cambio climático. El estudio se centra en dos playas morfológicamente distintas en el Delta del Ebro: La Marquesa y El Trabucador. En las cuales se evalúa su capacidad protectora y fiabilidad durante eventos de tormenta mediante el análisis de cómo sus características geométricas únicas influyen en su efectividad como barreras contra inundaciones. La metodología implementa un marco probabilístico utilizando simulaciones de Monte Carlo. Este enfoque integra mareas astronómicas, condiciones meteorológicas y dinámicas de olas para evaluar escenarios de impacto de tormentas. El análisis abarca varios horizontes temporales (2025, 2050 y 2100) en distintos escenarios de cambio climático (Actual, RCP4.5 y RCP8.5), e incluye el efecto de la subsidencia del terreno en el Delta del Ebro, evaluando tanto las capacidades de protección costera inmediatas como a largo plazo. El análisis comparativo revela patrones distintos de respuesta al aumento del nivel del mar entre los dos casos de estudio. La playa de la Marquesa actualmente ofrece una protección costera efectiva a mayores altitudes (2.2 m), aunque esta fiabilidad disminuye bajo los escenarios proyectados de cambio climático. El Trabucador demuestra una mayor sensibilidad a las condiciones ambientales, con su función protectora (2.1 m) mostrando un deterioro acelerado. Ambos lugares exhiben una vulnerabilidad significativa en sus secciones más bajas (1.3 m y 1.2 m respectivamente), indicando con convicción una degradación sustancial de la capacidad protectora hacia 2100, particularmente bajo los escenarios RCP8.5.

Aquesta investigació avalua la fiabilitat dels sistemes naturals de protecció costanera contra inundacions sota condicions de canvi climàtic. L'estudi se centra en dues platges morfològicament diferents al delta de l'Ebre: La Marquesa i El Trabucador. S'hi analitza la seva capacitat protectora i fiabilitat durant esdeveniments de tempesta mitjançant l'anàlisi de com les seves característiques geomètriques úniques influeixen en la seva efectivitat com a barreres contra inundacions. La metodologia implementa un marc probabilístic utilitzant simulacions de Monte Carlo. Aquest enfocament integra marees astronòmiques, condicions meteorològiques i dinàmiques d'onatge per avaluar escenaris d'impacte de tempestes. L'anàlisi abasta diversos horitzons temporals (2025, 2050 i 2100) en diferents escenaris de canvi climàtic (Actual, RCP4.5 i RCP8.5) i inclou l'efecte de la subsidència del terreny al delta de l'Ebre, avaluant tant les capacitats de protecció costanera immediates com a llarg termini. L'anàlisi comparatiu revela patrons diferents de resposta a l'augment del nivell del mar entre els dos casos d'estudi. La platja de La Marquesa actualment ofereix una protecció costanera efectiva a altures més grans (2,2 m), tot i que aquesta fiabilitat disminueix en els escenaris projectats de canvi climàtic. El Trabucador mostra una major sensibilitat a les condicions ambientals, amb la seva funció protectora (2,1 m) evidenciant un deteriorament accelerat. Ambdues localitzacions presenten una vulnerabilitat significativa a les seves seccions més baixes (1,3 m i 1,2 m respectivament), l'anàlisi indica amb convicció una degradació substancial de la capacitat protectora cap al 2100, especialment sota els escenaris RCP8.5.

Producción de biodiésel a partir de grasa animal: estudio del proceso, impacto ambiental y viabilidad práctica

Master thesis

Clua Vaquer, Maria

Tutor / Supervisor: García Serrano, Joan

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Projecte de depuradora pel tractament de purins d'una granja de porcs

Master thesis

Ferrer Orra, Roger

Tutor / Supervisor: García Serrano, Joan

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Recopilació de danys i evolució temporal al llarg del litoral català

Bachelor thesis

Sánchez Pagan, Daniel

Tutor / Supervisor: Altomare, Corrado; Gironella Cobos, Xavier

Publication date: 2025

Barcelona School of Civil Engineering (ETSECCPB)

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Aquest document avalua i recopila els danys causats al litoral català pels temporals durant els darrers anys, mitjançant consultes a notícies enregistrades a la web. La revisió realitzada engloba el període de temps que avarca des del 2014 fins a l'abril del 2024. La recerca de notícies que s'ha fet per a obtenir les dades ha estat principalment en el diari La Vanguardia, fent servir l'hemeroteca d'aquest. La informació obtinguda en aquest treball és comparada també amb un altre estudi anterior que va analitzar un període de temps diferent, en concret des del 2000 fins al 2013. Per tant, amb aquest treball s'amplia la base de dades amb un registre temporal més ampli. De la mateixa manera, la informació aconseguida amb aquest treball final de grau, són tots els danys notificats en el diari, e identificats segons si són produïts per erosió, inundació, acumulació de sorra i destrucció d'infraestructures. Posteriorment, aquests tipus de danys són classificats segons el grau de severitat dels mateixos seguint uns criteris definits prèviament. Finalment, es caracteritzen els temporals que han produït els incidents per a comprovar la relació entre la energia del temporal i el nivell dels danys.

Este documento es una evaluación y recopilación de tormentas marinas y los daños que han causado en la costa catalana, basándose en informes de noticias registrados. La revisión cubre un período desde 2014 hasta abril de 2024. La búsqueda de noticias para obtener los datos se realizó principalmente en el periódico La Vanguardia, utilizando su hemeroteca. La información obtenida en este trabajo se compara con otro estudio previo que analizó un período anterior, específicamente de 2000 a 2013. Por lo tanto, este trabajo amplía la base de datos con un registro temporal más amplio. La información obtenida en este proyecto de fin de grado incluye todos los daños reportados en el periódico, identificados según si fueron causados por erosión, inundación, acumulación de arena o destrucción de infraestructuras. Posteriormente, estos tipos de daños se clasifican según su severidad basada en criterios predefinidos. Finalmente, se estudiaron las tormentas que causaron los incidentes para probar la relación entre su energía y el nivel de daño.

This document is an evaluation and compilation of marine storms and the damage they have caused to the Catalan coast, based on recorded news reports. The review covers a period from 2014 to April 2024. The news search to obtain the data was primarily conducted in the newspaper “La Vanguardia,” using its archive. The information obtained in this work is also compared with another previous study that analysed an earlier period, specifically from 2000 to 2013. Therefore, this work expands the database with a broader temporal record. Similarly, the information obtained in this final degree project includes all the damages reported in the newspaper, identified according to whether they were caused by erosion, flooding, sand accumulation, or infrastructure destruction. Afterwards, these types of damages are classified according to their severity based on predefined criteria. Finally, the storms that caused the incidents were studied to test the relation between their energy and the damage level.