Capacidades



El IFCA cuenta con personal altamente cualificado con determinados conocimientos y habilidades que ha posibilitado el desarrollo de unas determinadas  capacidades técnicas. 

A continuación se presenta una breve descripción de  algunas de estas capacidades.



  Metereología

Experiencia: Estudio de la física y dinámica altamente no lineal de la atmósfera. Se analizaaspectos teóricos de la previsibilidad y predicción de sistemas espacio-temporales así como estudiar aspectos asociados con la predicción de probabilidad moderna a escala de estaciones y cambio climático, incluyendo los problemas de la asimilación, de predicción de conjunto y predicción local (downscaling local).

El grupo ya tiene experiencia en transferencia del conocimiento como resultado de diferentes contratos con sectores tanto públicos como privados. A raíz de esta actividad se ha creado una empresa de base tecnológica en 2008, PREDICTIA Intelligent Data Solutions, S. L. que desarrolla soluciones personalizadas de minería de datos basadas en la web, mediante la integración de tecnologías de bases de datos y avanzados algoritmos de aprendizaje automático. Su actividad principal se centra en los sectores climático y sanitario.

Proyectos: Análisis y predicción a medida, dirigidos a empresas y organismos que dispongan de datos brutos de su actividad, proporcionando herramientas avanzadas de análisis y predicción.

Servicios: 

  • MeteoLab: Herramienta para  aprendizaje automático en meteorología.
  • Prometeo: Sistema de predicción meteorológica local desde un modelo global.
  • Data Access and Downscaling: Proporciona observaciones climáticas y simulaciones además de escenarios de cambio climático.
  Superficies, Intercaras en fluidos y Sólidos
Experiencia: El centro cuenta con una amplia experiencia en el estudio teórico y experimental de superficies e intercaras que aparecen en diversos sistemas de interés actual, que van desde la ciencia de materiales a la dinámica de fluidos y los biosistemas, con particular hincapié en sistemas submicrométricos y el efecto de impurezas o desorden.

Proyectos:
 
  • Herramientas de caracterización de la rugosidad y estructura de superficies, membranas, intercaras, fracturas a todas las escalas.
  • Análisis de series temporales y modelización de sistemas con ruido y/o desorden.  

Algunas posibles aplicación pueden ser:
  • Dinámica de fracturas.
  • Epitaxia.
  • Electrodeposición.
  • Fluidos viscosos en medios porosos.
  • Micro-fluídica.
  • Bio-sensores. Las aplicaciones de estos dispositivos se dirigen fundamentalmente al campo medioambiental, genómica funcional, proteómica, control de procesos industriales y análisis clínicos.
  Ánalisis de Señales

Experiencia: EL IFCA es parte activa de varios proyectos científicos a la vanguardia de la astronomía moderna que por su complejidad y por el enorme volumen de datos que generan, requieren una especial atención al análisis estadístico de señales. Así el grupo tiene una dilatada experiencia en separación de componentes difusas, detección de señales y análisis estadístico de distribuciones con un amplio abanico de aplicaciones en
otros sectores al margen de la astronomía, como pueden ser la medicina, la seguridad, etc.

Entre las diversas técnicas de análisis usadas destacan:

Separación de componentes difusas: Desarrollo de algoritmos de separación de componentes basados en técnicas de Máxima Entropía. Otros métodos incluyen el método de componentes independientes (ICA) y Internal Linear Combination y Template Fitting.

Wavelets: Análisis multirresolución, compresión de datos y denoising.

Detección y estimación de señales compactas: Incluyen filtros adaptados, wavelets, filtros de tipo Neyman-Pearson basados en estadística de máximos, técnicas de fusión lineal y no lineal, aproximaciones de tipo sparse y métodos bayesianos.

Estimación espectral a partir de datos contaminados: Utilizando un algoritmo de tipo expectación-maximización (EM) se recupera el espectro angular de potencias desde imágenes contaminadas por otro tipo de fuentes no deseadas.

Estudio estadístico de distribuciones: Determinación de la no-Gaussianidad. Algunas de las técnicas desarrolladas incluyen: wavelets, goodness-of-fit, indicadores morfológicos y topológicos, funcionales de Minkowski  y estudio de la n-pdf. 

Aspectos innovadores:

  • Adaptación de técnicas ya existentes en la literatura de procesado de señales en condiciones no-ideales (ruido correlacionado, no Gaussiano, no estacionario) a problemas concretos.
  • Desarrollo de soluciones técnicas totalmente nuevas, específicamente adaptadas al tipo de imágenes problema. 

Aplicaciones: Salud humana y veterinaria, seguridad y defensa, telecomunicaciones e informática. La experiencia en el análisis de señales es fácilmente extrapolable a cualquier problema en el que aparezcan imágenes o grandes conjuntos de datos, desde imágenes médicas a teledetección.

  Comunicaciones en Microondas

Experiencia: Como resultado de la participación en varios proyectos en astrofísica observacional se han desarrollo instrumentación para el estudio del fondo cósmico en el rango de microondas. Con este objetivo el grupo trabaja en nuevos diseños de instrumentación con el fin de cubrir las necesidades de experimentos presentes y futuros tanto terrestres como embarcados en satélites. En particular, los campos de experiencia son:

Diseño y desarrollo de matrices de antenas planas tipo bow-tie, de banda ultra-ancha con frecuencias comprendidas entre 21.65 y 26 GHz y 76 a 81 GHz. Actualmente se está trabajando sobre diseños con diferentes substratos basados en termoplásticos, que se caracterizarán por su pequeño tamaño y  bajo coste.

Aplicaciones: Su forma plana junto con su pequeño tamaño y la posibilidad de ser manufacturados sobre una gran variedad de sustratos los hace especialmente adecuados para su integración en el cuerpo del automóvil, como sensores de puntos muertos y desvíos de trayectoria.

Técnicas de diseño y simulación a nivel de sistema de receptores radiométricos de ultra-bajo ruido. Se dispone de técnicas de modelado precisas con las que se obtienen modelos realistas en cuanto a su comportamiento pero eficientes en cuanto a tiempo de computación y consumo de recursos computacionales. Además se caracterizan, prueban y simulan el comportamiento de los sistemas mediante señales de excitación similares a las de su funcionamiento normal, obteniendo de este modo resultados precisos y concluyentes. Aplicaciones:  Las posibles aplicaciones son los sistemas de transporte inteligentes, comunicaciones entre móviles y satélite, etc.

  Sensores Semitransparentes
Experiencia: Desde 1995 el IFCA está a cargo el diseño, desarrollo y construcción del sistema de alineamiento del detector CMS (Solenoide de Muones Compacto) del laboratorio CERN. Una de sus responsabilidades es la coordinación de todos los sistemas de  alineación.  La tecnología desarrollada por el IFCA está basada en sensores de posición bidimensionales de a-SiC:H (ASPDs) semitransparentes de gran área activa en sistemas de alineamiento multipunto.

Aspectos innovadores:
  • Ultraprecisos:  resolución típica en la medida de la posición menor o igual de micras.
  • Los sensores no solo detectan haces luminosos y proporcionan información extremadamente precisa del centro de estos haces sino que además transmiten el haz láser sin refracción ni deflexión manteniendo la rectitud del haz de referencia. Los sensores pueden ser usados en todas aquellas aplicaciones metrológicas que usen láseres como referencia de alineamiento.
  • Otro aspecto innovador de ésta tecnología es que estos sensores pueden trabajar en entornos de campos magnéticos y gradientes fuertes de campo sin deterioro de su linealidad.
  • Capacidad de trabajar en entornos de fondo luminoso no nulo, así como en entornos hostiles de alta radiación.
Aplicaciones:  Los sistemas de alineación engloban un espectro extremadamente amplio de aplicaciones desde monitoreo en maquinas industriales, pasando por medidas de amplitud y vibración de estructuras, al control de deformaciones de aceleradores de kilómetros de longitud.
  Sensores de Fibra Óptica
Experiencia: Desde 2009 el IFCA colabora con  el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en el desarrollo de soportes inteligentes para los detectores del experimento LHC del Laboratorio Europeo para la Física de Partícula (CERN). Estos soportes hechos en material compuestos de fibra de carbono van instrumentados con sensores de fibra empotrados en la matriz del material de manera que proporcionan información en tiempo real de la forma, temperatura y tensiones soportadas por los mismos. El IFCA colabora con el Instituto Tecnológico de Aragón (ITA) en el desarrollo de estos sensores en tecnologías de bajo ruido electromagnético.

Aspectos innovadores:  Estos sensores son una solución muy  atractiva, pues la información está codificada en la longitud de onda, su respuesta es lineal y poseen una gran sensibilidad y versatilidad, con un amplio rango de posibles parámetros a medir como temperatura, deformación, concentraciones gaseosas (Hidrógeno, H20), dosimetría, etc. Especialmente relevante es su larga estabilidad y duración debida a su alta resistencia en entornos de trabajo hostiles:
  • Intensos campos electromagnéticos y altos voltajes , y Altas dosis de radiación nuclear.–
  • Medios corrosivos.
  • Temperaturas extremas.
Otras características:
  • Muy ligeros, de reducido tamaño y fácilmente multiplexables.
    Tiene una vida útil muy superior a cualquier dispositivo electrónico comparable.
    Bajas pérdidas, lo que permite transmitir la señal a largas distancias. – Amplio rango de medida tanto en temperatura (hasta 900 ºC) como en deformación (5-6%)
    Empotrables en material compuestos (fibra de carbono, vidrio) para la fabricación de estructuras “inteligentes”.
Aplicaciones:  Uno de los principales campos de aplicación de esta tecnología se encuentra en la industria aeroespacial, por su reducida masa, pequeñas
dimensiones e inmunidad a los campos electromagnéticos. También destaca su aplicación en la industria nuclear para la monitorización de instrumentos bajo altos campos de radiación y en la obra civil por su capacidad de multiplexación y fácil instalación en la medida de diferentes magnitudes en grandes
estructuras. Otras posibles aplicaciones son las de su uso como dosímetros, sensores de temperatura, deformación o medidas de la concentración de hidrógeno en ambientes hostiles.


  • Instituto de Física de Cantabria
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    Avenida de los Castros, s/n
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