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El objetivo de la tesis doctoral es evaluar la utilidad de las técnicas Modelado Basado en Agentes, algoritmos de optimización Swarm Intelligence y programación paralela sobre tarjeta gráfica en el campo de la Ingeniería de Sistemas y Automática. Se ha realizado un revisión bibliográfica y desarrollado un marco de desarrollo de la técnica de Modelado Basado en Agentes. Esta técnica se ha empleado para realizar un modelo de un reactor de fangos activados (que se engloba dentro del proceso de depuración de aguas residuales). Se ha desarrollado una notación complementaria para la descripción de modelos basados en agentes desde el punto de vista de la ingeniería de sistemas. Se ha presentado asimismo un algoritmo de optimización basado en agentes bajo la filosofía Swarm Intelligence. Se han trabajado con las técnicas de paralelización sobre tarjeta gráfica para reducir los tiempos de simulación de modelos y algoritmos. Se trata por lo tanto de un tesis de integración de varias tecnologías.