Recerca

 

Estructura Multidisciplinària

El DEGD, com a departament multidisciplinari, programa i realitza aplicacions de component gràfica en pràcticament qualsevol de les branques industrials i especialment en les següents àrees: enginyeria multimèdia; aplicació de les tecnologies de la informació i la comunicació; creació d’espais a la xarxa; formació a distància; gestió del coneixement, producció de continguts multimèdia, disseny industrial, desenvolupament de producte, disseny de maquinària, prototipatge, impressió 3D i fotogrametria, sostenibilitat, així com recerca en enginyeria paperera. El DEGD es caracteritza per una activitat de recerca notablement variada i pluridisciplinària, i es manifesta a través de la participació activa dels seus membres en una diversitat de grups de recerca consolidats dins de la UPC. El DEGD actua en una gran varietat de projectes interdisciplinaris, aportant coneixements i eines clau en àrees com el modelatge geomètric avançat, la visualització de dades complexes, el disseny d’interfícies, la representació gràfica de conceptes científics i tècnics, i la comunicació visual. El DEGD ha desenvolupat projectes en col·laboració amb el CIDEM i la CIRIT, dins la Xarxa de Centres de Suport a la Innovació Tecnològica, a través del Laboratori d'Aplicacions Multimèdia. També col·labora amb d’altres entitats públiques i privades.

 

Principals línies de recerca

A. Disseny

El DEGD té un grup de recerca en disseny. Els seus principals objectius són:

• Fomentar la col·laboració entre dissenyadors, enginyers i arquitectes per tal de desenvolupar solucions innovadores que tractin reptes complexos des de múltiples perspectives i àmbits.
• Promoure la realització de projectes que combinin principis de disseny, enginyeria i arquitectura per crear solucions integrades i eficients socialment, econòmicament i ambientalment.
• Investigar i desenvolupar noves metodologies, eines i tecnologies que millorin els processos de disseny, optimitzant l'eficiència, la qualitat i la sostenibilitat dels projectes.
• Impulsar projectes que incorporin principis de cultura, innovació social i benestar de les persones, sostenibilitat, eficiència energètica, gestió de recursos, seguretat i accessibilitat amb l'objectiu de generar coneixement aplicable i solucions viables en temàtiques emergents.
• Establir aliances amb empreses i institucions per tal de desenvolupar projectes col·laboratius que responguin a necessitats reals i fomentin l'intercanvi de coneixements i experiències entre el sector productiu, l'acadèmia i la universitat.

El DEGD compta amb un programa de doctorat en disseny. Aquest programa de doctorat s’orienta a la recerca en l'àmbit del disseny, entès globalment des de la seva dimensió sistèmica, complexa i global. Configuren i impulsen conjuntament el programa, el Departament d'Enginyeria Gràfica i de Disseny (DEGD), el Departament de Representació Arquitectònica (RA) i el Centre de la Imatge i la Tecnologia Multimèdia (CITM), tots de la UPC. 

A més, es fa recerca sobre el desenvolupament d’un marc metodològic per a la integració de factors humans. Això indica una línia de treball en la interfície entre el disseny de sistemes o productes, l’enginyeria i l’ergonomia, buscant optimitzar la interacció humà-sistema.

 

B. Enginyeria Gràfica

Aquesta línia inclou la recerca sobre mètodes d’ensenyament i aprenentatge adaptats als nous requeriments educatius, com els derivats de l’Espai Europeu d’Educació Superior, i la integració d’eines tecnològiques avançades, destacant el modelatge geomètric 3D de tipus paramètric. També s’exploren metodologies per a la gestió integrada de materials i assignatures dins l’àrea d’enginyeria gràfica, buscant millorar l’eficiència i el seguiment de l’aprenentatge mitjançant indicadors.

La recerca s’estén a l’aplicació de tècniques d’expressió gràfica i visualització en diversos camps. Per exemple, l’anàlisi de la complexitat geomètrica i riquesa de detalls en estructures arquitectòniques complexes com els paraboloides hiperbòlics. L’assignatura d’Expressió Gràfica també és objecte de recerca incorporant tecnologies com la impressió 3D per a la creació de prototips i l’aprenentatge del procés de projecte en enginyeria.

El DEGD mostra una clara evolució cap a la incorporació i el desenvolupament d’eines digitals i computacionals avançades (modelatge paramètric, simulació, anàlisi òptica, fabricació additiva). 

 

C. Aplicacions Multimèdia, E-Learning i Pedagogia Digital

Una línia de recerca significativa del DEGD es desenvolupa en l’àmbit de les tecnologies multimèdia i la seva aplicació a l’educació, vinculada principalment a la participació del departament en el Laboratori d’Aplicacions Multimèdia (LAM). La recerca en aquest domini se centra en la innovació pedagògica recolzada en la tecnologia. Es treballa en el disseny i l’avaluació de metodologies per a activitats d’aprenentatge electrònic (e-activitats) realitzades fora de l’aula, utilitzant diverses eines de plataformes de gestió de l’aprenentatge (LMS), com Moodle, i recursos del Web 2.0.

El LAM ha desenvolupat models didàctics específics, com el model “híbrid” o semipresencial (Blended Learning), per a la producció i integració de continguts formatius i entorns virtuals d’aprenentatge, aplicats a la formació en el sector professional multimèdia.

 

D. Enginyeria Paperera, Biomaterials i Biotecnologia

La participació del DEGD en el grup de recerca CELBIOTECH introdueix una important vessant de recerca en ciència de materials, enginyeria química i biotecnologia, centrada fonamentalment en l’àmbit de l’enginyeria paperera i els materials cel·lulòsics.

L’àmbit d’actuació del Grup de Recerca CELBIOTECH abarca les temàtiques relacionades amb l’enginyeria i la biotecnologia de materials lignocel·lulòsics i paperers. En concret, el grup centra la seva activitat en la manipulació i modificació de compostos del sector de la cel·lulosa i del paper, així com en l’aprofitament i conversió de la biomassa per a l’obtenció de nous materials, fibres o productes amb propietats innovadores. Es posa un èmfasi especial en els aspectes mediambientals i energètics, amb la voluntat de contribuir als principis de l’economia circular, la biorefineria i la sostenibilitat dels processos. Entre els objectius principals de recerca del grup destaquen:

• El desenvolupament i aplicació de tecnologies biotecnològiques per a l’obtenció de productes cel·lulòsics d’alt valor afegit, com ara papers bioactius o altres materials capaços de substituir productes menys sostenibles ja presents al mercat.
• L’ obtenció de micro i/o nanofibres cel·lulòsiques mitjançant mètodes biotecnològics, amb un consum energètic reduït i un menor impacte ambiental.
• L’aprofitament integral de materials renovables —com la cel·lulosa, la lignina i les hemicel·luloses— o de subproductes derivats del tractament de materials lignocel·lulòsics, amb l’objectiu de generar bioproductes d’alt valor afegit.
• El desenvolupament de biomaterials cel·lulòsics orientats al sector de l’embalatge (BIOPACKAGING) d’aliments peribles, amb l’objectiu d’incrementar-ne la durabilitat tot mantenint-ne la qualitat, i així afavorir un processament i distribució més sostenibles i competitius dins del sector alimentari, entre d’altres.
• La creació de dispositius biodegradables i ecològics —com membranes i aerogels— per a l’eliminació de contaminants presents en l’aigua, mitjançant estratègies d’ecoinnovació.
• L’aplicació de la nanocel·lulosa en l’àmbit de la nanomedicina, amb l’objectiu de desenvolupar dispositius de diagnosi mèdica per a la detecció biològica (biosensat).

El Laboratori CELBIOTECH-Enginyeria Paperera és un laboratori qualificat per la CEPI (Confederation of European Paper Industry) per la verificació entre laboratoris de les metodologies d‘assaig del àmbit a nivell europeu. Els membres del grup CELBIOTECH participen en el Comité Técnico de Normalización (CTN 057 "CELULOSA Y PAPEL") i el CEN (Comité Européen de Normalisation) (TC 172) per l’actualització continua dels mètodes d’assaig de la indústria del paper.

 

E. Social Impact of STEM disciplines

El grup SOC-STEM té com a finalitat principal promoure les disciplines STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) des d’una mirada crítica i socialment compromesa. El seu objectiu és contextualitzar l’ensenyament de les ciències mitjançant aplicacions reals i tecnològiques, per tal de fer-les més properes i motivadores per a l’alumnat. També treballa per identificar i reduir els biaixos de gènere, raça, cultura i classe social que han marcat històricament aquestes disciplines.

A més, busca fomentar una educació més inclusiva, equitativa i arrelada al context social i històric. El grup dissenya recursos i eines pedagògiques per contribuir a la igualtat d’oportunitats, tot promovent la participació de col·lectius infrarepresentats.

 

F. Sostenibilitat, Economia Circular i Tecnologia Ambiental

La implicació del DEGD en el Grup de Recerca en Ciència i Tecnologia de la Sostenibilitat (CITES) connecta el departament amb la recerca sobre sostenibilitat des d’una perspectiva més àmplia i sistèmica. CITES és un grup multidisciplinari que aborda els principals desafiaments del desenvolupament sostenible, alineant la seva recerca amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS) promoguts per les Nacions Unides.

Les àrees de recerca de CITES són diverses i cobreixen aspectes crucials de la sostenibilitat:

• Canvi climàtic

• Economia circular i ecologia industrial

• Educació per a la sostenibilitat

• Sostenibilitat urbana i infraestructura verda

• Transició energètica

• Serveis ecosistèmics, planificació estratègica i resiliència

• Anàlisi de cicle de vida (ACV)

• Disseny sostenible

Per abordar aquests temes, CITES empra metodologies com el modelatge i la simulació de sistemes complexos i promou la recerca transdisciplinària.

 

G. Enginyeria Marítima, Dinàmica Costanera i Oceanografia

La col·laboració del DEGD amb el Laboratori d’Enginyeria Marítima (LIM-UPC) representa una altra important faceta interdisciplinària de la seva activitat de recerca. El LIM-UPC és un centre de recerca de referència especialitzat en l’estudi dels processos físics que ocorren a la zona costanera i a la plataforma continental.

Les línies de recerca del LIM-UPC abasten:

• Hidrodinàmica costanera i estuarina, oceanografia física i enginyeria oceanogràfica.

• Anàlisi funcional i estructural d’obres marítimes (ports, estructures costaneres).

• Qualitat físico-química de les aigües costaneres.

• Clima marítim, variabilitat climàtica i els seus impactes.

• Morfologia i dinàmica costanera (evolució de platges, deltes).

• Gestió integrada de zones costaneres (ICZM).

Per dur a terme aquesta recerca, el LIM-UPC utilitza una combinació d’eines avançades, incloent models numèrics propis i de la comunitat internacional (com XBeach, SWAN, DualSPHysics), àmplies campanyes de mesura sobre el terreny amb equips sofisticats, modelatge físic a gran escala a les seves instal·lacions (destacant el gran canal d’onatge CIEM), i enfocaments híbrids que combinen aquestes tècniques.

 

H. Micro i Nanotecnologies, Fotovoltaica i Materials Avançats

La col·laboració del DEGD amb el Grup de Micro i Nanotecnologies (MNT) obre una finestra a la recerca en la frontera de la ciència i l’enginyeria de materials a escales micro i nanomètriques. El grup MNT, que inclou un subgrup enfocat en energia solar (MNT-Solar), investiga el disseny, la fabricació i la caracterització de dispositius basats en micro i nanotecnologies, amb aplicacions principals en microelectrònica, sistemes microelectromecànics (MEMS), fotònica i, de manera destacada, en energia solar fotovoltaica (FV).

Una iniciativa estratègica rellevant és la Unitat de Recerca Conjunta (JRU) “Solar Powered Systems” establerta entre el grup SEMS de l’Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC) i el grup MNT de la UPC. Aquesta aliança busca potenciar l’R+D en el desenvolupament de noves tecnologies solars, amb èmfasi en:

• Tecnologies FV de pel·lícula prima emergents, sostenibles i de baix cost.

• Noves arquitectures de dispositius per a conceptes avançats d’integració fotovoltaica.

• Metodologies innovadores per a la caracterització avançada de dispositius i processos, incloent l’ús d’estratègies d’intel·ligència artificial i aprenentatge automàtic (IA/ML).

 

Grups de recerca amb participació del DEGD: