Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/10803/183
www.upc.edu/2024-03-29T05:01:10ZAssessment and characterization of subsidence in the Catalan potash basin
http://hdl.handle.net/10803/690446
Assessment and characterization of subsidence in the Catalan potash basin
Sidki Rius, Nor
(English) The importance of potash is inevitable to life on the planet earth as it is required by living mechanisms including plants,
animals and human beings. In Europe, this vital ore is produced mainly by Germany and Spain, which consists of up to 10%
of the global supply. As a matter of fact, higher demand for potash may be required due to population growth. This may lead
to increasing potash mining activities, which might create instability with regard to the geomechanical features of the mining
areas and potential environmental and social impacts.
The main objective of this research is to approach innovative models that can describe the geomechanical behavior of the
Catalan Potash Basin deposit. Including concern about surface subsidence, high deformations and collapses of
underground potash mining, with the ultimate goal of improving the present working conditions and mitigating the
environmental impacts. Four Specific objectives have been defined; (1) The creation of a model to predict subsidence based
on the geomechanical parameters of the ore deposit. (2) The Geochemical characterization of the pelitic and insoluble
phase detected between the saline beds and within them. (3) The characterization of the surface subsidence basin,
including boundary angle and distance of influence. (4) The assessment of the deformations in the underground mining
facilities. To achieve these objectives, a combination of FEM, InSAR, GPS, Laser Scanner and Geochemical techniques has
been used to predict the subsidence and achieve a better geomechanical behavior characterization of it, which have resulted
in two main outcomes. First, it has been established that numerical 2D modeling is a useful tool for planning land
management and mining operations, providing the flexibility and predictability needed to manage huge surfaces and reduce
environmental consequences. The approach is also adaptable to other subsurface infrastructure types. Second, the
subsidence basin has been successfully characterized. Third, pelitic layers with insoluble mineralogy within saline
lithologies have successfully undergone geochemical examination. However, to expand the study area to include the entire
active ore deposit mineralogy, additional examination will be required. Fourth, the laser scanner technique has been
satisfactorily assessed, it has given important insights into the displacements that occur during the early opening of an
underground mining drift affirming that it is a suitable technique to be implemented for routinely tracking deformations in the
geomechanical management of the ore deposit. However, it is necessary to perform a precise topographic control of the
targets used, in order to correctly georeference the point clouds produced by the laser scanner. Furthermore, characterization
of the subsidence has been successfully assessed in the eastern portion of the Catalan Potash Basin. With the help of the
methods mentioned, it was possible to evaluate a large dataset and identify four unique zones, one of which was
experiencing residual subsidence. Mining firms may choose to use this flexible and effective method and apply it to other
studies involving subsidence. In the end, based on the results and objectives achieved in the study, suggestions for further
research have been proposed, which can further advance the knowledge in this line of research.
The structure of the thesis is as follows: Chapter 1 introduces the case study and states the objectives and hypothesis
developed in the research. In chapter two, an extensive and precise bibliographic review is made. Chapter 3 describes the
methodologies followed in the different investigations developed. Chapter 4 presents the results and discusses them.
Finally, Chapter 5 presents the conclusions and proposes future research to improve and complement the knowledge
obtained.; (Català) La potassa és essencial per a la vida en el planeta Terra, ja que és necessària per a tots els éssers vius que hi habiten,
com les plantes, els animals o els éssers humans. A Europa, aquest mineral es produeix principalment a Alemanya i a
Espanya, la seva producció consisteix fins al 10% de l'oferta mundial. A causa de l'increment de la població mundial, és
possible que sigui necessària una major demanda de potassa, fet que podria conduir a què les activitats mineres
haguessin d'arribar a profunditats majors per tal d'extreure aquest recurs essencial, incrementant la inestabilitat d'aquestes
infraestructures així com la pos s ibilitat de generar impactes ambientals i socials, com és el cas de la s ubs idència
superficial. L'objectiu principal d'aquesta recerca és aproximar models innovadors que puguin descriure el comportament
geomecànic del dipòsit de la Conca Potàssica Catalana, així com, de la subsidència superficial, les altes deformacions que
actuen en la zona, amb l'objectiu final de millorar les condicions de treball actual i mitigar els impactes ambientals. S'han
definit quatre objectius específics; (1) La creació d'un model per predir la subsidència basada en els paràmetres
geomecànics del dipòsit de mineral. (2) La caracterització geoquímica de la fase pelítica i insoluble detectada entre els llits
salins i dins d'ells. (3) La caracterització de la conca de subsidència superficial, incloent-hi l'angle crític de subsidència i la
distància d'influència. (4) L'avaluació de les deformacions en les instal·lacions mineres subterrànies. Per aconseguir
aquests objectius, predir la subsidència i aconseguir una millor caracterització del comportament geomecànic, s'han utilitzat
una combinació de tècniques analítiques, anàlisis FEM, InSAR, GPS, làser escàner i algunes tècniques geoquímiques que
han donat lloc a quatre resultats principals. En primer lloc, s'ha establert un modelatge numèric 2D, aquesta és una eina útil
per a la planificació de la gestió del terreny i les operacions mineres, que proporciona la previsió i flexibilitat necessàries per
gestionar grans superfícies i reduir les conseqüències mediambientals. Aquest enfocament és adaptable a altres tipus
d'infraestructura subterrània. En segon lloc, les capes pelítiques amb mineralogia insoluble dins de les litologies salines
s'han examinat geoquímicament amb èxit. No obstant això, per ampliar l'àrea d'estudi, així incloure tota la mineralogia de
dipòsit, serà necessari un examen addicional. En tercer lloc, s'ha caracteritzat amb èxit la part oriental del dipòsit de la
Conca Potàssica Catalana, s'ha avaluat un conjunt extens de dades i identificat quatre zones úniques, incloent-hi una àrea
amb subsidència residual. En quart lloc, la tècnica de l'escàner làser ha estat aplicada satisfactòriament, ha donat
informació important sobre els desplaçaments que es produeixen durant l'obertura inicial d'una galeria minera subterrània,
confirmant que és una tècnica adequada per ser implementada per avaluar les deformacions que succeeixen en la
producció diària d'una mina subterrània. No obstant això, és necessari mantenir un control topogràfic precís de les
ubicacions on es localitzen les dianes necessàries per a georeferenciar correctament els núvols de punts produïts per
aquesta tècnica. Gràcies a la visió pràctica i precisió dels mètodes i resultats aconseguits, les empreses mineres poden
optar en utilitzar aquests mètodes flexibles i eficaços i aplicar-los a altres estudis de subsidència. Addicionalment, basantse
en els resultats i objectius assolits en l'estudi, s'han proposat suggeriments per continuar avançant en el coneixement
d'aquesta línia de recerca.
Tesi amb continguts retallats per motius de confidencialitat
2023-12-13T00:00:00ZComunicación corporativa y su influencia en la generación de capital social empresarial
http://hdl.handle.net/10803/690445
Comunicación corporativa y su influencia en la generación de capital social empresarial
Sánchez Arrieta, Natalia de Fátima
(English) Organisations use communication in the process of managing their commercial, institutional or social responsibility activities to form and maintain relationships with different audiences. Beyond being a way to achieve notoriety, corporate communication has become a tool to obtain added value that promotes the flow of mutual benefits. To this end, organisations make an effort to implement practices that encourage the participation and commitment of their audience, seeking to foster strong relationships. In other words, organisations invest in the creation of relationship structures by fostering collaborative alliances on virtual platforms. Platforms where they can generate greater added value both in terms of the types of interaction and the variety of attributes they can give to the content of the publications. With this effort, some organisations manage to generate added value in the form of social capital.
There is evidence that corporate communication promotes corporate social capital benefits. However, the current literature has commonly identified weaknesses. One of the weaknesses is the lack of description of which characteristics of publications best stimulate such benefits. Therefore, the purpose of this doctoral thesis is to identify the characteristics of corporate communication that generate social capital when companies in a cluster post on social networking sites, such as the Twitter platform.
The research methodology in this dissertation combines descriptive, exploratory and quantita-tive research methods. First, a review of the current literature on corporate communication and social capital was considered. Second, a description of the situation and characteristics of the object of study is presented. Third, a procedure is proposed together with an instrument to assess social capital and corporate communication on social networking sites. And finally, direct quantitative information is used to find out the effect of the independent variables on the dependent variables and to evaluate the research model.
In this doctoral thesis, the unit of analysis is composed of 79 Twitter profiles of the companies in the IS-Foretica cluster and the unit of observation is the publications that the companies made during the period from March 2021 to March 2022. The variables to be studied are attributes of the unit of observation (Blalock, 1979; Kenny, 1996). On the one hand, there are variables referring to the communication characteristics of the published content. On the other hand, there are variables referring to social capital based on the interactions in the virtual platform, which are represented by the mentions received or sent by each company. The communication and social capital variables were evaluated with two methods proposed in this doctoral thesis. In addition, the effect and predictive ability of the model were studied using PLS-SEM and PLSpredict.
The results have both academic and practical implications by contributing to the literature on the added value of corporate communication in terms of social capital. The results suggest the explanatory effect of significant relationships between communication variables and structural and cognitive social capital, which in turn have significant relationships with social capital. However, the communication variables have no significant relationship with relational social capital. Furthermore, the model suggests a high predictive power for the target dependent variable (i.e., social capital).
This work underscores the importance of creating robust strategies that enhance the generation of social capital on virtual platforms such as Twitter. As well, it highlights several opportunities for future research that could add value to marketing academics and practitioners in decision making.; (Español) Las organizaciones utilizan la comunicación en el proceso de gestión de sus actividades comerciales, institucionales o de responsabilidad social para formar y mantener relaciones con diferentes audiencias. Más allá de ser una vía para lograr
notoriedad, la comunicación corporativa se ha convertido en una herramienta para obtener valor agregado que promueva flujo de beneficios mutuos. Para ello, las organizaciones hacen un esfuerzo por implementar prácticas que incentiven la
participación y el compromiso de su audiencia buscando fomentar relaciones fuertes. Es decir, las organizaciones invierten en la creación de estructuras de relaciones fo-mentando alianzas de colaboración en plataformas virtuales. Plataformas
donde pueden generar mayor valor agregado tanto por los tipos de interacción como por la variedad de atributos que le pueden dar al contenido de las publicaciones. Con este esfuerzo, algunas organizaciones consiguen generar valor agregado
en forma de capital social. Existe evidencia que la comunicación corporativa promueve beneficios de capital social empresarial. Sin embargo, la literatura actual presenta debilidades comúnmente identificadas. Uno de los puntos débiles que se ha encontrado en la literatura es la falta de descripción sobre cuáles son las características de las publicaciones que mejor estimulan dichos beneficios. Por lo tanto, el propósito de esta tesis doctoral es identificar las características de comunicación corporativa que generan capital social cuando las empresas de un clúster publican en sitios de redes sociales, como por ejemplo la plataforma Twitter. La metodología de investigación en esta tesis doctoral combina métodos de investigación descriptiva, exploratoria y cuantitativa. Primero, se consideró una revisión de la literatura actual relativa a la comunicación corporativa y al capital social. Segundo, se presenta una descripción de la situación y de las características del objeto de estudio. Tercero, se propone un procedimiento junto a un instrumento para evaluar el capital social y la comunicación corporativa en sitios de redes sociales. Y, finalmente, se utiliza información cuantitativa directa para conocer el efecto de las variables independientes sobre las dependientes y evaluar el modelo de investigación.En esta tesis doctoral, la unidad de análisis está compuesta por 79 perfiles de Twitter de las empresas del clúster IS-Forética y la unidad de observación son las publicaciones que las empresas realizaron durante el periodo de marzo de 2021 a marzo de 2022. Las variables a estudiar son atributos de la unidad de observación (Blalock, 1979; Kenny, 1996). Por un lado, se tienen variables referentes a las características de comunicación del contenido publicado. Y, por otro lado, las variables referentes al capital social basadas en las interacciones en la plata-forma virtual, las cuales son representadas por las menciones recibidas o enviadas por cada empresa. Las variables de comunicación y del capital social fueron evaluados con dos métodos que se proponen en esta tesis doctoral. Además, el efecto y la capacidad predictiva del modelo se estudiaron mediante la técnica PLS-SEM y PLSpredict. Los resultados tienen implicaciones tanto académicas como prácticas contribuyendo a la literatura sobre el valor agregado de la comunicación corporativa en términos de capital social. Los resultados sugieren el efecto explicativo en las relaciones significativas entre las variables de la comunicación y el capital social estructural y cognitivo, las cuales a su vez tienen relaciones significativas con el capital social. Sin embargo, las variables de la comunicación no tienen relación directa significativa con el capital social relacional. Asimismo, el modelo sugiere un alto poder predictivo para la variable dependiente objetivo (i.e., capital social). Este trabajo subraya la importancia de crear estrategias sólidas que mejoren la generación de capital social en plataformas virtuales como Twitter.
2023-12-18T00:00:00ZMIPing complex multi-action management planning: models, algorithms, and variants
http://hdl.handle.net/10803/690444
MIPing complex multi-action management planning: models, algorithms, and variants
Salgado Rojas, José
(English) We are living in an era where the complexity of environmental challenges is unprecedented. Biodiversity loss, habitat degradation, and climate change are interconnected issues requiring a comprehensive and multifaceted approach. Conservation planning, a critical component in addressing these challenges, has evolved into a complex task. It requires the consideration of multiple actions, criteria, and spatial dependencies. The urgency of the environmental crisis necessitates effective tools for conservation planning capable of handling this complexity and delivering optimal solutions. This thesis tackles the complexity of spatial conservation planning by developing advanced decision-making tools and addressing computational challenges. It introduces novel contributions through the integration of Mixed Integer Programming (MIP) models, tailored to the Multi-Action Management Planning (MAMP) problem. These models incorporate temporal sequencing (DMAMP), threat spread simulations, and benefit diffusion (Db-MAMP), allowing for realistic and comprehensive conservation planning. Furthermore, the thesis presents the prioriactions package, a user-friendly tool developed using the R programming language. The integration of this package adds a valuable practical component to the thesis, offering users an effective and efficient solution for spatial conservation planning. Overall, this thesis provides valuable insights, novel methodologies, practical tools, and computational advancements that enhance decision-making in complex conservation planning scenarios. The thesis acknowledges the proposed model's limitations and suggests future research directions, ensuring these tools' continued evolution and improvement. It represents a significant stride towards developing more complex decision-making tools in conservation planning. The exploration and application of MIP demonstrate the potential of mathematical modelling in aiding complex decision-making processes. This work contributes to the field of conservation planning by providing a robust and efficient tool for decision-making, paving the way for future research in this area.; (Español) Nos encontramos en una era en la que la complejidad de los desafíos ambientales es sin precedentes. La pérdida de biodiversidad, la degradación del hábitat y el cambio climático son problemas interconectados que requieren un enfoque integral y multifacético. La planificación de la conservación, un componente fundamental para abordar estos desafíos, se ha convertido en una tarea compleja. Requiere la consideración de múltiples acciones, criterios y dependencias espaciales. La urgencia de la crisis ambiental hace necesario contar con herramientas efectivas para la planificación de la conservación capaces de manejar esta complejidad y ofrecer soluciones óptimas.
Esta tesis aborda la complejidad de la planificación espacial de la conservación mediante el desarrollo de herramientas avanzadas de toma de decisiones y la superación de desafíos computacionales. Introduce contribuciones novedosas a través de la integración de modelos de Programación Entera Mixta (Mixed Integer Programming, MIP) adaptados al problema de la Planificación de la Gestión de Múltiples Acciones (Multi-Action Management Planning, MAMP). Estos modelos incorporan la secuenciación temporal (DMAMP), simulaciones de propagación de amenazas y difusión de beneficios (Db-MAMP), lo que permite una planificación de la conservación realista y completa. Además, la tesis presenta el paquete \texttt{prioriactions}, una herramienta de fácil uso desarrollada con el lenguaje de programación \texttt{R}. La integración de este paquete añade un componente práctico valioso a la tesis, ofreciendo a los usuarios una solución efectiva y eficiente para la planificación espacial de la conservación. En general, esta tesis proporciona ideas valiosas, metodologías novedosas, herramientas prácticas y avances computacionales que mejoran la toma de decisiones en escenarios complejos de planificación de la conservación.
La tesis reconoce las limitaciones del modelo propuesto y sugiere futuras direcciones de investigación, asegurando la continua evolución y mejora de estas herramientas. Representa un avance significativo hacia el desarrollo de herramientas de toma de decisiones más complejas en la planificación de la conservación. La exploración y aplicación de la Programación Entera Mixta demuestran el potencial de los modelos matemáticos en la ayuda a los procesos de toma de decisiones complejas. Este trabajo contribuye al campo de la planificación de la conservación al proporcionar una herramienta sólida y eficiente para la toma de decisiones, abriendo el camino a futuras investigaciones en esta área.
2023-12-20T00:00:00ZA double full-stack architecture for multi-core quantum computers
http://hdl.handle.net/10803/690443
A double full-stack architecture for multi-core quantum computers
Rodrigo Muñoz, Santiago
(English) Despite its tremendous potential, it is still unclear how quantum computing will scale to satisfy the requirements of its most powerful applications. Continued progress in the fabrication and control of qubits is certainly required. However, there are hard limits to the number of qubits that can be integrated into a single chip. Multi-core quantum computing has been identified as a solution to the scalability problem of quantum computing, and included in the development roadmaps of the leading industry. Nevertheless, interconnecting quantum chips is not trivial, as quantum communications have their share of quantum weirdness. Quantum data cannot be copied, and decoherence is an unforgiving noise source for every qubit transfer, where every extra nanosecond counts and retransmission is physically impossible. Despite all these challenges, a comprehensive approach to quantum computer design based on multi-core architectures that leverages all the potential of quantum communications is crucial to unlocking the scalability issues.
In this context, the present thesis aims to lay the foundations of such a communications-enabled multi-core quantum computing architecture, as a proposed vision for the ultimate success of quantum computing. Our goal is to design a multi-core architecture that entangles computing and communication with a complete understanding of their intertwining requirements. In this way, while putting together dozens of quantum cores (i.e. thousands or millions of qubits collaborating), we alleviate the requirements for control circuits and improve qubit isolation.
In order to achieve this goal, we tackle three main tasks. First, we propose a layered approach for a double full-stack comms-enabled many-core quantum computer architecture (chapter 2), aligned with our vision. We aim to provide the basis for an architecture that may be technology-agnostic and intertwine quantum computing and communications.
Secondly, using design space exploration, we carry out a scalability and feasibility study of multi-core quantum architectures. The first approach used analytical formulations (chapter 4), while at the end of the thesis, leveraging all the acquired knowledge, code-base analysis, and fully-fledged network simulations are employed, run within a framework developed also for this work (chapter 7). The results of the exploration let us also compare different existing qubit and quantum communication technologies (section 4.4.2). This work might facilitate future work for providing design guidelines and optimal operation ranges for efficient and scalable multi-core quantum computers.
Finally, all this work needs to be backed by a study on short-range quantum communications. In particular, we have developed a model of quantum teleportation as a fitting candidate for inter-core communication technology (chapter 5). Moreover, we perform a thorough qubit traffic analysis on several algorithms and architectures that helps us see the bottlenecks and inefficiencies of such a network (sections 6.1 to 6.3). This leads to a latency and throughput analysis with real traffic together with the dimensioning of networking resources, completed by using a fully-fledged simulator developed for this thesis that models with high fidelity the different parts of a multi-core quantum computer (section 7.1). In addition, we have started the development of an efficient MAC protocol specific to our use case (section 6.4), which we believe will complete the architecture design and communications modeling.
With the results of this thesis, we hope to contribute with design guidelines that may enable multi-core quantum architectures to unleash the potential of quantum computing.; (Español) pesar de su gran potencial, es difícil de prever cómo escalará la computación cuántica para satisfacer los requisitos de sus aplicaciones más poderosas. Sin duda es necesaria la mejora en la fabricación y el control de qubits. Sin embargo, existen límites estrictos para la cantidad de qubits que se pueden integrar en un solo chip. Como solució, se ha propuesta la computación cuántica multinúcleo, que ya protagoniza las hojas de ruta de la industria puntera. Sin embargo, interconectar chips cuánticos no es trivial, al tener las comunicaciones cuánticas sus particularidades. Los datos cuánticos no se pueden copiar y la decoherencia es una fuente de ruido implacable: cada nanosegundo cuenta y la retransmisión es físicamente imposible. A pesar de todos estos desafíos, un enfoque integral para el diseño de computadoras cuánticas basado en arquitecturas multinúcleo que aproveche todo el potencial de las comunicaciones cuánticas es crucial para desbloquear los problemas de escalabilidad.
En este contexto, la presente tesis tiene como objetivo sentar las bases de tal arquitectura, en la que las comunicaciones juegan un papel fundamental. Nuestro objetivo es diseñar una arquitectura multinúcleo que combine la informática y la comunicación con una comprensión completa de sus requisitos entrelazados. De esta manera, uniendo decenas de núcleos cuánticos (es decir, miles o millones de qubits colaborando), aliviamos a su vez los requisitos de los circuitos de control y mejoramos el aislamiento de los qubits.
Para lograr este objetivo, abordamos tres tareas principales. En primer lugar, proponemos un enfoque en capas para una arquitectura de computadora cuántica multinúcleo que entrelaza computación y comunicación (capítulo 2), alineada con nuestra visión. Nuestro objetivo es proporcionar la base para una arquitectura que pueda ser independiente de la tecnología y entrelace la computación cuántica y las comunicaciones.
En segundo lugar, utilizando la técnica de exploración del espacio de diseño, llevamos a cabo un estudio de escalabilidad y viabilidad de arquitecturas cuánticas multinúcleo. En el primer estudio se han utilizado formulaciones analíticas (capítulo 4), mientras que al final de la tesis, aprovechando todo el conocimiento adquirido, se emplean análisis basados en código compilado y en simulaciones completas, ejecutadas dentro de un marco desarrollado también para este trabajo (capítulo 7). Los resultados de la exploración además nos han permitido comparar diferentes tecnologías de comunicación cuántica y qubit existentes (sección 4.4.2). Este trabajo podría facilitar el trabajo futuro para proporcionar pautas de diseño y rangos de operación óptimos para computadoras cuánticas multinúcleo eficientes y escalables.
Finalmente, todo este trabajo ha necesitado estar acompañado por un estudio sobre comunicaciones cuánticas de corto alcance. En particular, hemos desarrollado un modelo de teletransportación cuántica como candidato adecuado para la tecnología de comunicación entre núcleos (capítulo 5). Además, hemos realizado un análisis exhaustivo del tráfico de qubits en varios algoritmos y arquitecturas que nos ayuda a ver los cuellos de botella y las ineficiencias de dicha red (secciones 6.1 a 6.3). Esto nos ha conducido a un análisis de latencia y rendimiento con tráfico real junto con el dimensionamiento de los recursos de red, completado mediante el uso de un completo simulador -desarrollado para esta tesis- que modela con alta fidelidad las diferentes partes de un ordenador cuántico multinúcleo (apartado 7.1). Además, hemos dado los primeros pasos en el desarrollo de un protocolo MAC eficiente, específico para nuestro caso de uso (sección 6.4), que creemos completará el diseño de la arquitectura y el modelado de comunicaciones.
Con los resultados de esta tesis, esperamos contribuir con pautas de diseño que puede permitir que las arquitecturas cuánticas de múltiples núcleos liberen el potencial de la computación cuántica.
2023-12-18T00:00:00Z