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 constitueix el nucli principal del DEGD. 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.

D’altra banda, la recerca s’estén a l’aplicació de tècniques d’expressió gràfica i visualització en diversos camps. S’hi troben exemples com 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, combinant enfocaments analògics i digitals i 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.

Una àrea destacada és la modificació de les propietats del paper i altres materials cel·lulòsics mitjançant l’ús d’eines biotecnològiques, principalment enzims. S’ha patentat un compost aquós basat en enzims naturals que permet funcionalitzar aquests materials (per exemple, per fer-los impermeables) de manera biodegradable, sense impacte ambiental i fàcilment aplicable en els processos productius existents, evitant l’ús de reactius químics tradicionals que dificulten el reciclatge. Aquesta tecnologia busca crear papers multifuncionals amb propietats com hidrofobicitat, capacitat antioxidant o de barrera.

La sostenibilitat és un eix central, com ho demostra la recerca en la valorització de residus de la indústria paperera, concretament llots de paper, com a font sostenible per a aplicacions d’embalatge (packaging). També es treballa en el tractament enzimàtic de fibres cel·lulòsiques (com el lli) utilitzant cel·lulases específiques (exocel·lulases Cel6D, endocel·lulases Cel9B) per a processos de biorefí, buscant millorar les propietats de les pastes. Altres línies inclouen el desenvolupament de seqüències biotecnològiques, utilitzant enzims com lacases, per decolorar paper acolorit en processos de reciclatge, reduint així l’impacte ambiental dels químics habitualment emprats, i la hidrofobització de substrats cel·lulòsics mitjançant la combinació de lacases i compostos hidrofòbics com el lauril galat. La rellevància d’aquesta línia de recerca es veu subratllada pel reconeixement extern, com la inclusió d’investigadores del grup CELBIOTECH en rànquings d’alta productivitat científica. Aquesta col·laboració situa el DEGD a l’avantguarda de la recerca sobre materials sostenibles i processos biotecnològics. L’èmfasi en substituir químics convencionals per alternatives enzimàtiques, valoritzar corrents residuals, i crear biomaterials amb funcionalitats avançades alinea aquesta àrea amb les prioritats globals d’economia circular i tecnologies verdes.

El Laboratori CELBIOTECH-Enginyeria Paperera és Qualified Laboratory de CEPI (Confederation of European Paper Industry) per la verificació entre laboratoris de les metodologies d‘assaig del àmbit a nivell europeu. Els membres de 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. Ciència de la 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.

 

F. 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.

 

G. 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: