La Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) es dotarà, mitjançant el finançament que prové de la Convocatòria d'Equipament Científic i Tècnic de l'Agència Estatal d'Investigació, d'un microscopi electrònic de rastreig d'emissió de camp, un sistema d’assaig d’alta capacitat per a simulació híbrida de sistemes ciberfísics de construcció 4.0, equipament de Lightning Mapping Array per a la detecció de llamps en 3D i equips de prototipat ràpid de dispositius òptics i fotònics.

L'adquisició d'aquest material d'última generació permetrà intensificar una recerca especialitzada i eficient en diferents camps, així com una expansió del seu ús i accés generalitzat als serveis que ofereixen. De les 24 propostes presentades per la UPC a la convocatòria dels ajuts, que es financen amb fons Next Generation de la Comissió Europea, se n'han atorgat quatre, que suposen un finançament de 4,4 milions d'euros. 

Microscopi electrònic de rastreig d'emissió de camp
La inversió que rebrà més finançament, un total d'1,5 milions d'euros, és un microscopi electrònic de rastreig d'emissió de camp (alta resolució). Aquest microscopi equiparà el Laboratori de Microscopia Electrònica, coordinat per l'investigador José María Manero, i que està ubicat a l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial (ETSEIB) i vinculat al Departament de Ciència de Materials i Enginyeria Metal·lúrgica (CMEM). 

L'ampliació de l'oferta tecnològica d'aquest laboratori, creat l'any 1982, permetrà donar resposta a les demandes dels diversos usuaris del servei −tant grups de recerca interns i externs com entitats privades− i el posicionarà com a referent en el camp de la microscòpia electrònica en l'àmbit nacional i internacional.

En concret, l'equipament es renovarà amb un microscopi electrònic de rastreig d'emissió de camp (FESEM) d'última generació; un espectròmetre d'emissió de Raigs X Tous (SXES); un detector de difracció d'electrons per retrodispersió (EBSD); un nanoindentador SEM in situ per a estudis micromecànics, així com programari d'anàlisi quantitativa automatitzada per a mineralogia.

Segons explica l'investigador José María Manero, "l'adquisició de l'espectròmetre d'emissió de Raigs X Tous (SXES), conjuntament amb el nanoindentador SEM in situ per a estudis micromecànics, que seran dels primers a instal·lar-se a Espanya, convertiran el Laboratori de Microscopia Electrònica en un servei únic a l'Estat en l'àmbit de la caracterització de materials per a camps tan diversos com la nanotecnologia, els semiconductors, els polímers o l'anàlisi de traces i contaminants per al sector mediambiental. Aquests equips, per tant, obren la porta a noves àrees de recerca en camps que experimentaran un fort creixement els pròxims anys, com és el de les bateries elèctriques".

Tecnologia 4.0 per a models virtuals de sistemes estructurals 
El Laboratori de Tecnologia d'Estructures i Materials 'Lluís Agulló' (LATEM) , ubicat als edificis C1 i B1 del Campus Diagonal Nord i vinculat al Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental, implementarà un sistema ciberfísic de construcció 4.0, amb el finançament d'1,2 milions d'euros de la convocatòria d'Equipament Científic i Tècnic.

En concret, els equips que s'adquiriran són un sistema d'assaig d’alta capacitat per a simulació híbrida d’estructures, combinat amb un sistema de monitoratge amb fibra òptica distribuïda. A més, s’acondiciarà la xarxa d'instal·lació oleohidràulica, s’ampliaran els murs de càrrega i les estructures metàl·liques auxiliars.

Amb aquesta tecnologia, el laboratori, que desenvolupa activitats de recerca, assessorament i transferència de tecnologia en el camp de la construcció, podrà representar de forma virtual un sistema estructural complex, al mateix temps que duu a terme l'assaig físic d'un element estructural que ho compon. Així, s'integraran, en temps real, models virtuals de sistemes estructurals complexos −com ara edificis, ponts o infraestructures− amb l'experiment físic de subsistemes crítics −pòrtics, murs o elements−. D'altra banda, es podrà digitalitzar amb alta fidelitat la resposta física obtinguda al laboratori.

Segons explica l'investigador Luca Pelà, investigador del grup de recerca Anàlisi i Tecnologia d'Estructures i Materials (ATEM), “amb aquest nou equipament, que serà únic a l’Estat i que actualment està present només en un nombre reduït d'universitats internacionals, la recerca experimental al LATEM podrà superar les limitacions que presenten els assajos físics tradicionals d’estructures al laboratori, aprofitant les grans potencialitats que ens ofereix el món digital. La transformació 4.0 del LATEM permetrà contribuir de manera rellevant al desenvolupament de la quarta revolució industrial del sector de la construcció, impulsant noves línies de recerca i innovació. Alguns exemples són el desenvolupament de bessons digitals d’estructures reals, l’estudi del comportament de nous materials i processos de construcció (com per exemple els basats en fabricació additiva), el disseny d’infraestructures més segures i resilients davant dels riscos naturals i del canvi climàtic (terratrèmols, ràfegues de vent, etc.) o la promoció de la construcció sostenible”.

Amb més de 30 anys d'experiència, el LATEM és un referent nacional i internacional de la innovació i experimentació en estructures i materials, amb instal·lacions i tecnologies capdavanteres per a la caracterització dels materials de construcció (com ara el formigó armat, la fàbrica de maó, la maçoneria de pedra, l’acer, la fusta, els compòsits o els materials innovadors), la química dels materials, el disseny i assaig d'estructures a gran escala i el monitoratge estructural. També fomenta la sostenibilitat en la construcció, amb estudis relacionats amb l'impacte ambiental dels materials i la reutilització dels residus com a materials de construcció.

L'any 2011, la UPC va instal·lar el primer Lightning Mapping Array (LMA) a Europa, l'Ebro-LMA: eLMA. Aquest sistema és el referent mundial en la detecció de llamps en 3D, amb aplicacions en la recerca física de llamps, l'electrificació de les tempestes, la detecció i avís de temps violent, la protecció contra els llamps, el calibratge dels instruments òptics per a la detecció de llamps des de satèl·lits o la química atmosfèrica. Aquesta xarxa està ubicada a la Vall de l’Ebre, a la regió del Delta, i es farà servir, entre altres, per a la validació del Lightning Imager, que anirà a bord del MeteoSat de tercera generació. 

L'aprovació de la proposta presentada per l'investigador Joan Montanyà, del Grup de Recerca de Llamps i Alta Tensió (LRG), en el marc de la convocatòria d'Equipament Científic i Tècnic, permetrà disposar de 985.000 euros per renovar els sensors del sistema, incloent-hi l'instrument òptic d'observació de llamps i fenòmens lluminosos a l'alta atmosfera. En concret, s'adquirirà una xarxa de 15 sensors Lighnting Mapping Array i una càmera ràpida digital amb intensificador d'imatge. També s'actualitzaran els sensors actuals Lightning Mapping Array per realitzar campanyes arreu del món, com les que el grup ha dut a terme a Suïssa i Colòmbia i les que preveu fer a l’África els propers anys.

Tal com explica l'investigador Joan Montanyà, "amb aquesta nova tecnologia, s'ampliarà la cobertura actual, així com el nombre de deteccions de llamps, alhora que es millorarà la precisió de localització". D'altra banda, l'actualització de l'instrument òptic també "permetrà observar processos de descàrregues elèctriques atmosfèriques que fins ara no es podien estudiar".

Equips de prototipat ràpid de dispositius òptics i fotònics
El Centre de Desenvolupament de Sensors, Instrumentació i Sistemes (CD6), ubicat al Campus de Terrassa i dirigit per l'investigador Santiago Royo,  també podrà incorporar sistemes avançats de metrologia òptica, fotometria i fabricació, amb l'ampliació d'equipaments del seu laboratori de fotometria i un equip d'encapsulat de dispositius optoelectromecànics, que seran finançats amb 749.000 euros de la convocatòria estatal..

Les tecnologies òptiques i fotòniques són un element fonamental en el desenvolupament científic i tecnològic, per la transversalitat i el caràcter habilitador de les seves aplicacions. Aquest tipus de dispositius són utilitzats des de la investigació de frontera fins a la innovació, incidint en la pràctica totalitat d'àrees del coneixement. El seu procés de desenvolupament inclou el disseny òptic, la simulació fotomètrica, el disseny electrònic i el mecànic, el prototipatge, la integració de subsistemes i la validació d'especificacions, totes elles desenvolupades en el CD6.

En aquest camp, els nous equipaments del laboratori de fotometria amb què es dotarà el CD6 permetran estendre les capacitats del centre en caracterització òptica, mesures del color i la seva reproducció, i polarització de la llum, tant de fonts de llum com de detectors o components òptics, per a activitats de recerca i innovació. Això inclou activitats de recerca en una gran diversitat de camps, com la indústria 4.0, l'automoció, l'electrònica, la internet de les coses o la salut. L'equip d'encapsulat reforça les capacitats actuals de prototipatge del CD6 i farà possible el disseny i la fabricació de fonts d'il·luminació a mida, on l'encapsulat forma part del sistema òptic, de manera que permet construir dispositius òptics més compactes i precisos. 

Tal com explica l'investigador Santiago Royo, "aquests equips suposaran un salt qualitatiu molt important en el servei que es dona als grups de recerca de la UPC i a entitats i empreses externes, ja que permetran desenvolupar activitats de recerca innovadores que requereixen fer simulació i mesura del color, caracterització de materials amb llum polaritzada, propagació de la llum en mitjans tèrbols −com en situacions de boira o fum−, fabricació de nous dispositius optoelectrònics o imatge mèdica, entre altres".