Publicació a la revista “Molecules” Nanolàmines luminescents i magnètiques sobre silici

La professora Dra. Elena Bartolomé i el professor Dr. Pablo Sevilla acaben de publicar un article a la revista Molecules titulat “Luminiscent and magnètic Tb-MOF flakes on silicon”. Aquest treball forma part d’un nombre especial sobre “Materials Magnètics Moleculars 2D” que està editant la Dra. Bartolomé (EUSS) juntament amb la Dra. Arauzo (INMA-CSIC).

Aquest treball s’ha realitzat en col·laboració amb l’Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA-CSIC), el Departament de Química Inorgànica de la UB, el departament de Química Inorgànica de la Universitat de Saragossa i el Sincrotró de Berkeley (EUA). El treball es troba disponible en obert.

Els materials bidimensionals (2D) estan sent investigats intensament en els darrers anys pel seu enorme potencial d’aplicació en electrònica, emmagatzematge d’energia, catàlisi, sensors, biomedicina, etc. I la nova i fascinant nova física que apareix al límit 2D. Tot i que la majoria dels materials 2D ben estudiats són sòlids inorgànics, com ara el molt conegut grafè, els recents avenços en química de coordinació han permès la síntesi dels anomenats metall-orgànic frameworks (2D-MOFs), que es poden funcionaritzar de diferents maneres i, per tant, representen una alternativa flexible i versàtil. Una possibilitat molt interessant és la de preparar materials bifuncionals que incorporen múltiples propietats com el magnetisme i la luminescència. Tanmateix, la preparació de capes moleculars 2D a sobre de superfícies és un requisit previ indispensable per al desenvolupament de moltes aplicacions.

Figura: en el centre, Tb-MOF flakes (nanolàmines) dipositades sobre silici. Esquerra: anisotropia magnètica de les nanolàmines sobre el substrat. Dreta: Espectre d’emissió de les nanolàmines sobre silici (verd), d’un flake individual mesurat par Raman (vermell), comparat amb l’espectre d’emissió del material massiu (negre).

En el treball recentment publicat, s’ha presentat la preparació d’un nou 2D-MOF basat en el ió lantànid de terbi, que pot ser exfoliat fàcilment i dipositat en forma de nanolàmines a sobre de diferents substrats. En el treball s’han caracteritzat les propietats magnètiques i òptiques d’aquestes nanolàmines de Tb-MOF dipositades per spin-coating sobre substrat de silici. Les nanolàmines presenten luminescència en el rang visible i alhora anisotropia magnètica i relaxació magnètica d’espí. L’exfoliació de 2D MOFs de lantànids representa un mètode molt atractiu per al desenvolupament en el futur de materials bifuncionals per a diverses aplicacions.

AMFE aplicat en educació: millora dels processos d’aprenentatge actius

La Dra. Elena Bartolomé, professora de l’EUSS acaba de publicar un article titulat: “Failure mode and effect analysis (FMEA) to improve collaborative project-based learning: Case study of a Study and Research Path in mechanical engineering” en la revista indexada International Journal on Mechanical Engineering Education.

Aquest treball va estar realitzat amb la col·laboració de la Paula Benítez, recentment graduada a l’EUSS en Enginyeria Elèctrica i Organització Industrial.

Figura 1: Subfases del REI en TMM; Esquema de preguntes i respostes (Q-A map), i alguns exemples d’activitats d’estudi i recerca: discussió entre iguals, estudi de la teoria, construcció de maquetes, anàlisi i simulació de màquines.

L‘Anàlisi de Modes de Falla i Efectes (AMFE, o FMEA en anglès) és una eina àmpliament utilitzada a la indústria per identificar possibles modes de fallada, els seus efectes i causes. En aquest treball, es va investigar la utilitat de l’AMFE en l’àmbit educatiu com a eina per millorar els processos d’aprenentatge actius. En el cas de l’ estudi seleccionat, els principis de l’AMFE es van adaptar per avaluar el risc de fallades en un curs de segon del Grau d’Enginyeria de “Teoria de Màquines i Mecanismes” impartit mitjançant un “Recorregut d’Estudi i Investigació (REI)”, una metodologia col·laborativa basada en projectes. El REI és un format d’instrucció d’aprenentatge actiu que s’inicia mitjançant una pregunta generatriu que condueix a una seqüència de preguntes i respostes derivades, i combina moments d’estudi i investigació.

Mitjançant l’aplicació de l’AMFE, l’equip docent va ser capaç d’identificar els modes de fallada més crítics del procés, per així prioritzar i implementar accions correctives per millorar el REI el curs següent.

Figura 2: (a) Modes de fallada al llarg dels REIs 2018/19 (vermell) i 2019/20 (blau), i Risk Priority Number (RPN)=OxSxD, producte de la probabilitat d’ocurrència (O), severitat (S) i probabilitat de detecció de cada mode; (b) Diagrama de Pareto-RPN: la línia  representa el llindar per prendre accions correctives segons el principi de Pareto 80-20; (c) Distribució de modes de fallada amb un determinat RPN i mitjana.

Aquesta és una de les primeres experiències d’aplicació de l’anàlisi AMFE en Educació, en particular en el camp de l’Enginyeria. Cal destacar, però que l’enfocament sistemàtic que ofereix l‘AMFE es podria molt bé aplicar per millorar els processos d’aprenentatge en altres àrees.

En conclusió, FMEA representa una eina senzilla i potent d’avaluació de riscos molt útil per identificar passos crítics en un procés educatiu i millorar la qualitat de l’aprenentatge.

Projecte Europeu: Educació, Recerca i Activisme cap al Desenvolupament Sostenible

L’EUSS recentment ha sol·licitat un Projecte Europeu “Horizon 2020” de tres anys i de la convocatòria Green Call. Aquesta iniciativa està dirigida a “permetre als ciutadans i ciutadanes actuar sobre el canvi climàtic, per al desenvolupament sostenible i la protecció del medi ambient a través de l’educació, la ciència ciutadana, les iniciatives d’observació i el compromís cívic“.

El projecte integra 6 socis europeus: Misiones Salesianas, com a entitat coordinadora, l’EUSS School of Engineering, Don Bosco Youth Net (DBYN-Bèlgica), Volontoriato Internazionale per lo Sviluppo Associazione (VIS-Itàlia), ONGAWA (Espanya) i l’Istituto Superiore Internazionale Salesiano di Ricerca Educativa (ISRE-Itàlia).

Títol del Projecte Europeu “Horizon 2020” sol·licitat (gener 2021).

El títol del projecte demanat és “Foment de l’activisme juvenil ecològic: educació innovadora a través de nous paradigmes i narratives cap al desenvolupament de competències sostenibles“. L’EUSS lidera un dels Working Packages dedicat a l’“educació, participació i activisme a les universitats”. L’objectiu de l’EUSS dins d’aquest projecte és dissenyar i implantar a l’escola un pla per augmentar la consciència de l’alumnat cap al Desenvolupament Sostenible i el canvi climàtic a través de l’educació, la recerca i la participació dels joves en accions concretes. Es proposa sistematitzar la intervenció institucional, de manera que la metodologia es pugui extrapolar posteriorment a altres universitats.

La sol·licitud d’aquest projecte ha estat coordinada des del Departament de Recerca (IPs: Dra. Elena Bartolomé i el Sr. Joan Yebras). L’equip de treball està format a més per 21 docents de l’EUSS (M. À. Amer, K. Amirbagheri, A. Arjomendi, R. Arjones, F. Arrando, S. Bernadás, À. Borrell, J. Cruz, U. Diego, I. Florensa, I. Fraga, V. Gallardo, M. Jové, C. Luque, V. Martínez, A. Moreno, C. Ortega, J. Paris, C. Pellitero, J. M. Ruíz, Ll. Servera, P. Sevilla) i la Dra. M. P. Curós (UB) com a col·laboradora. Es preveu la  resolució d’aquest projecte en un termini de cinc mesos. 

Publicació a la revista IEEE Transactions on Power Electronics

El Dr. Àngel Borrell professor de l’EUSS, en col·laboració amb investigadors del Departament de Control Automàtic, i Enginyeria Electrònica de la UPC, acaben de publicar un article titulat “Collaborative Voltage Unbalance Elimination in Grid-Connected AC Microgrids with Grid-Feeding Inverters” a la revista indexada IEEE Transactions on Power Electronics.

El desequilibri de tensió en un sistema trifàsic es produeix quan les tensions de les tres fases no són idèntics en magnitud i/o les diferències de fase entre elles no són exactament de 120°. Les tensions desequilibrades poden provocar efectes adversos sobre el sistema d’energia, com ara més pèrdues i menys estabilitat. L’efecte també pot ser greu sobre els equipaments com ara els motors d’inducció, convertidors electrònics de potència, i variadors de velocitat ajustables.

Esquerra: esquema general d’una xarxa-ac tri-fàsica; dreta: dispositiu experimental.

En l’article publicat en presenta un nou esquema de control que aconsegueix un equilibri de tensió en qualsevol node d’una microxarxa AC independentment del valor d’impedància de la xarxa elèctrica. Mitjançant una col·laboració estratègica, s’aconsegueix establir un repartiment específic dels corrents d’equilibri, evitant així els efectes adversos de la compensació del desequilibri per un únic inversor. L’esquema de control utilitza una forma complexa d’un controlador ressonant proporcional i d’un enllaç de comunicació. L’article presenta l’anàlisi d’estabilitat i sensibilitat i pautes de disseny per als paràmetres de control.

Aquesta proposta de control s’ha provat amb èxit en un laboratori de microxarxes (Figura dreta). En l’article es presenten resultats experimentals seleccionats.

Article publicat: anàlisi crític dels PBLs aplicats en estadística

El Dr. Ignasi Florensa professor de l’EUSS, en col·laboració amb la Dra. M. Bosch i K. Markiulin (IQS School of Management, Universitat Ramon Llull), acaben de publicar un article titulat “Project-based learning in statistics: a critical analysis” en un número especial de la revista Caminhos de Educaçao Matemática, dedicat a la Teoria Antropològica del Didàctic (TAD).

Característiques de les organitzacions PBL en els articles de la literatura considerats.

Un important nombre d’investigacions sobre didàctica de l’estadística presenten propostes caracteritzades com a aprenentatge basat en projectes (project-based learning, PBL). En aquest article es presenta una revisió crítica d’aquests treballs a la llum de l’esquema herbartià per identificar aquells elements que es veuen més convocats en els projectes proposats, així com aquells que semblen menys considerats.