Portal del coneixement obert de la UPC

Enviaments recents

• Carregant...

  publication.page.values.text.en.actes.de.congrés Accés obert

  On the prediction skill of hot-dry compound extremes: real-world forecast vs. perfect model setup

  (Barcelona Supercomputing Center, 2026-05-08) Aranyossy, Alvise; De Luca, Paolo; Donat, Markus G.

  Més...

  Hot-dry compound extremes, a combination of hot and dry hazards, have recently gained increasing attention as a result of their potential impacts on environments and societies [1]. To anticipate and adapt to the occurrences of such events in the coming years, decadal predictions could provide useful information for their mitigation and management. Decadal predictions are a climate product that bridges the gap between short-term seasonal predictions and long-term climate projections. Unlike in long-term climate projections, the initial state of the climate system is prescribed to closely represent the observed climate state at the time of starting the prediction, a procedure known as model initialisation [2]. More specifically, multi-annual predictions, which focus on the first period of the decadal forecasts, show the potential for providing useful information for a variety of socio-economic sectors. However, previous analyses, despite showing potential for predicting hotdry compound extremes in certain areas, still struggle to represent much of the intra-annual variability, with most of the skill coming from long- term forcings. To better investigate the sources of this limitation in skill, we compare for hot-dry compound extremes (HDSPEI3), using the EC-Earth3 model, the skill of a multiannual forecasts (RealFor), against a so-called perfect model setup (PerfSet, [3], [4]). While RealFor is initialized through real world observations, and evaluated in its availability to predict observed climate (GPCC-BEST ) the PerfSet is initialised and evaluated against to a historical simulation (Hist) with the same model. This perfect-model set-up therefore ensures physical consistency between the prediction and the reference, and removes any uncertainty about the initial conditions of the predictions. By comparing the two setups, this study aims to understand how much applying real-world data to a climate model influences the limit of predictability of hot-dry compound extremes. The results for PerfSet show an increase in the skill in certain regions of the globe compared to RealFor (Figure 1 a,b), especially the one deriving from initialisation and representing the interannual variability (Figure 1 c,d). However, the skill for hot-dry compound extremes, even in the perfect model setup, is still confined to certain areas of the globe, showing the limits of predictability even in a controlled simulation. Further analysis highlights the limitation of hot-dry prediction skill in both setups as a lack in predictability of dry conditions. The results of this study point to the potential of predictability of hot-dry compound extremes at multi-annual scale. In addition, thanks to the controlled reference in the perfect model setup, it also highlights the limit of the current models to predict this specific category of climate extremes. Keywords: Climate Extremes, Predictability, Climate Modelling

  Més...
• Carregant...

  Projecte Final de Màster Oficial Accés obert

  Caracterización de los eventos de precipitación extrema en Barcelona en el pasado y en el futuro a partir de datos de modelos climáticos

  (Universitat Politècnica de Catalunya, 2026-05-26) Zhang, Ziyue; Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de Projectes i de la Construcció

  Més...

  Aquest estudi va fer una anàlisi integral de les característiques dels esdeveniments de precipitació extrema a la regió de Barcelona, ​​combinant la seva evolució històrica amb les projeccions sota diferents escenaris de canvi climàtic futur. Basant-se en dades observacionals d'estacions meteorològiques, dades de reanàlisi ERA5 i models climàtics CMIP6, aquest estudi va definir i calcular un conjunt d'índexs extrems estandarditzats per avaluar les tendències espacials i temporals en intensitat, freqüència i risc. Els resultats principals mostren que, en períodes històrics, la distribució espacial de les precipitacions extremes presenta un gradient significatiu de la costa a l'interior, principalment controlat per la interacció entre la ubicació terra-mar i la topografia. Tot i que no es van detectar tendència temporal lineals estadísticament significatives en la intensitat anual o estacional, es van observar canvis estructurals en els esdeveniments de pluja, caracteritzats per una freqüència d'ocurrència menor però un augment en la intensitat de cada esdeveniment. Les projeccions futures indiquen que la precipitació mitjana anual regional augmentarà de manera generalitzada, sent l'increment especialment notable a la tardor, mentre que la intensitat dels esdeveniments extrems també s'incrementarà i, espacialment, continuarà concentrant-se a les zones costaneres. Les conclusions d'aquest estudi sostenen que Barcelona enfronta un risc d'inundacions cada vegada més sever i complex, caracteritzat per l'augment de la intensitat d'esdeveniments individuals. Per fer front a aquest risc cal una estratègia d'adaptació integral, és a dir, consolidar la base de la resiliència urbana mitjançant la integració d'infraestructures verdes i grises i l'adopció d'un marc de planificació resilient capaç d'afrontar la incertesa climàtica.

  Més...
• Carregant...

  publication.page.values.text.en.actes.de.congrés Accés obert

  Main sources of variability and non-determinism in autonomous driving software: taxonomy and prospects to handle them

  (Barcelona Supercomputing Center, 2026-05-08) Alcón Doganoc, Miguel; Mezzetti, Enrico; Abella Ferrer, Jaume

  Més...

  Safety standards in domains like automotive and avionics seek for deterministic execution (lack of jittery behavior) as a stepping stone to build a certification argument on the correct timing behavior of the system. However, the use of artificial-intelligence (AI) software in safety-critical systems carries several built-in and derivative sources of nondeterminism that are at odds with safety standard determinism requirements. In this work, we analyze the main sources of non-determinism of autonomous driving (AD) software, as highly representative and compelling example of the use of AI software, deep neural networks (DNN) in particular, in critical embedded systems. Paradoxically, DNN-based software in its inference phase — once the NN structure and weights have been fixed — turns out to consist mainly in matrix multiplications, which are inherently quite time deterministic. Our work focuses on sources of variability and non-determinism in AD software, covering algorithmic elements of AD software, low-level software and hardware computing platform, and data-flow constraints among AD modules. The rise of more advanced AI-based functionalities, and the use of more aggressive MPSoCs to deliver the required computing performance capabilities, is relentless in critical systems. This is driven by the huge potential benefits of software-controlled functionalities from increased energy efficiency to reduce accidents and fatalities in the roads and skies. The other side of the coin is the challenge that AI-software and MPSoCs bring to well consolidated verification and validation (V&V) in critical systems. This work provides a taxonomy of the different sources of variability brought by the use of AI on critical systems through the analysis of a representative AD framework. Our work shows that variability stems from different sources spanning across (i) the intrinsic behavior of AI software, (ii) the software frameworks, such as AD ones, where AI software is integrated into, and (iii) the platform characteristics. We show that the behavior of these elements is hard to predict — if at all possible — and, in some cases, purely random. We also show that those sources of variability are not independent among them and can interrelate in arbitrary ways, further challenging predictability. Building on those observations, we show that usual metrics related to execution time fall short to analyze the timing behavior of AI-based systems. Instead, other metrics considering other type of information such as, for instance, message lost and freshness of data processed, emerge as complementary for a thorough analysis of AI-based systems and fair comparison of different design solutions.

  Més...
• Carregant...

  Projecte Final de Màster Oficial Accés obert

  The strategic role of ports in marine conservation: development of an operational framework for the restoration of Posidonia oceanica in the area of influence of the Port Authority of Barcelona

  (Universitat Politècnica de Catalunya, 2026-05-27) Serrano Cereijo, Hèctor; Autoritat Portuària de Barcelona; Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental

  Més...

  El present Treball Final de Màster (TFM), dut a terme dins el programa del Màster en Enginyeria Ambiental de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Camins, Canals i Ports de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), s'ha desenvolupat en col·laboració amb el Departament d'Innovació i Estratègia d'Economia Blava de l'Autoritat Portuària de Barcelona. La investigació examina l'estat actual del capital natural a escala global i la seva aplicació al sector marítim, parant especial atenció al paper dels crèdits basats en la natura i a la seva integració dins l'ecosistema logístic portuari. Sobre aquesta base conceptual, es proposa un marc operatiu dissenyat per avaluar el potencial de la protecció i restauració de les praderies de Posidonia oceanica a la costa catalana, analitzant-ne la viabilitat econòmica i l'impacte en la recuperació dels ecosistemes. L'estudi identifica una profunda dependència del capital natural per part de múltiples sectors econòmics, incloent-hi el sector marítim i portuari. Es demostra que les inversions en capital natural no són únicament una obligació ètica per revertir la pèrdua de patrimoni natural a escala mundial, sinó una necessitat estratègica per garantir la resiliència de les cadenes de valor i una oportunitat per incrementar l'eficiència operativa del sector. L'anàlisi comparativa de referència (benchmarking) evidencia la creixent implicació de la comunitat portuària internacional en el desenvolupament i implementació de tecnologies regeneratives. Paral·lelament, les normatives legislatives i els objectius globals marquen una clara tendència cap a l'assumpció de responsabilitats ambientals corporatives, amb la finalitat de mobilitzar les inversions necessàries per revertir la regressió ecològica i mitigar les conseqüències derivades de la pèrdua de serveis ecosistèmics. Davant d'aquesta situació, els crèdits basats en la natura sorgeixen com una eina financera fonamental per viabilitzar iniciatives de conservació. Aquests mecanismes generen resultats contrastables i sotmesos a estrictes protocols de mesura, report i verificació (MRV) , els quals es poden integrar directament en els informes de sostenibilitat corporativa i en els marcs de compliment normatiu, com ara la Directiva sobre Informes de Sostenibilitat Corporativa (CSRD) de la Unió Europea. Aquestes noves tendències, combinades amb l'evolució del sector portuari més enllà del seu caràcter exclusivament logístic, suposen una oportunitat per diversificar les seves operatives i incrementar el seu valor afegit intrínsec. En el context específic de Catalunya, s'ha determinat que la protecció i restauració de les praderies endèmiques de Posidonia oceanica, actualment sotmeses a processos de regressió, representa una oportunitat òptima perquè l'Autoritat Portuària regeneri el capital natural mitjançant un model autosostenible. L'anàlisi espacial de les praderies de Cambrils i l'Hospitalet de l'Infant , solapant la productivitat i els estocs de carboni amb la batimetria i l'estat de conservació obtingut a partir de mostrejos de camp , ha permès estimar, sota premisses conservadores, el potencial de generació de crèdits blaus. A partir d'aquestes dades, s'ha dissenyat un model operatiu de conservació que articula mesures d'exclusió d'impactes mecànics (mitjançant fondejos ecològics), monitoratge continu de la qualitat de l'aigua i restauració activa mitjançant tècniques validades de trasplantament. Aquest disseny integra una forta component social i divulgativa per fer partícip la comunitat local, garantint la coexistència d'aquestes mesures amb els usos tradicionals de la zona per evitar conflictes amb els grups d'interès i assegurar-ne l'acceptació. Els resultats derivats de l'anàlisi financera corroboren la viabilitat econòmica de la majoria dels escenaris projectats, fet que posa de manifest la rellevància estratègica d'establir un model col·laboratiu interportuari. En aquest marc d'actuació, l'Autoritat Portuària de Barcelona, en col·laboració amb diversos grups d'interès (stakeholders), entre els quals s'inclouen el Port de Tarragona, les administracions, la comunitat científica i altres actors locals, pot transformar la conservació ecològica en un actiu financerament sostenible, exportable i escalable.

  Més...
• Carregant...

  Projecte Final de Màster Oficial Accés obert

  Design and characterization of a composite panel to replace phenolic plywood in formwork fystems

  (Universitat Politècnica de Catalunya, 2026-05-27) Guerrero Martínez, Jaime; Alsina; Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental

  Més...

  Este Trabajo de Fin de Máster aborda el diseño y la evaluación de una superficie compuesta alternativa destinada a sustituir el contrachapado fenólico convencional utilizado en sistemas de encofrado para estructuras de hormigón. El estudio está motivado por las limitaciones actuales de este material en términos económicos, ambientales y de durabilidad, incluyendo el aumento de costes, su limitada reciclabilidad y su vida útil reducida. Se desarrolla un marco numérico basado en el Método de los Elementos Finitos (FEM) para reproducir con precisión el comportamiento mecánico de paneles de contrachapado fenólico laminado bajo condiciones reales de servicio. El modelo incorpora la teoría de placas de Mindlin–Reissner y formulaciones de laminados compuestos para capturar efectos de flexión, cortante y membrana. Este modelo numérico, previamente validado, se emplea como referencia para la comparación. Posteriormente, se propone un nuevo concepto de material compuesto, caracterizado mediante técnicas de homogeneización y aproximaciones basadas en la regla de mezclas. Se analizan y optimizan diferentes configuraciones de material y disposiciones de capas con el objetivo de alcanzar un comportamiento mecánico comparable o superior al de los paneles tradicionales. El criterio de evaluación se basa en los límites de deformación bajo una carga de diseño representativa de la presión del hormigón fresco.

  Més...