Los Laboratorios Federales Suizos de Ciencia y Tecnología de Materiales ( Empa ; alemán: Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt , [2] francés: Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche , italiano: Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca , romanche: Institut federal da controlla da material e da perscrutaziun, ) es una institución de investigación suiza para la ciencia y tecnología de materiales orientada a aplicaciones . Tiene tres sedes: Dübendorf , St. Gallen y Thun . Como parte del dominio ETH , está asignado al Departamento Federal de Asuntos Económicos, Educación e Investigación (EAER). Durante más de 100 años desde su fundación en 1880, Empa ha sido un instituto de pruebas de materiales. Desde fines de la década de 1980, se ha transformado cada vez más en un instituto de investigación interdisciplinario para materiales y tecnologías. [3]
En el marco de la visión “Materiales y tecnologías para un futuro sostenible”, Empa se ha marcado como objetivo desarrollar soluciones para los problemas prioritarios que afrontan la industria y la sociedad, por ejemplo en los ámbitos de la energía, el medio ambiente, la movilidad, la salud y la seguridad. Para ello, se guía por los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas y las necesidades de la industria y la sociedad suizas. Sus áreas de investigación se centran en los materiales y tecnologías nanoestructurados, el entorno construido, la energía, los recursos y las emisiones, y la salud y el rendimiento. [4]
El cambio de centro de ensayos de materiales a centro de investigación se refleja también en el nombre: desde 1988, Empa se llama oficialmente Laboratorio Federal Suizo de Ensayos e Investigación de Materiales . Desde 2001, el cambio de estrategia se ha hecho cada vez más visible: el número de publicaciones científicas aumentó de 67 en 2001 a alrededor de 870 en 2022. El número de proyectos financiados por la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia (SNSF) aumentó de 5 a más de 100 durante el mismo período, el número de estudiantes de doctorado de 16 a más de 280; además, hay más de 230 estudiantes de grado y máster y pasantes. La financiación de terceros también aumentó, de 34 millones de francos suizos en 2000 a más de 60 millones de francos suizos (2022), de los cuales 49 millones de francos suizos se obtuvieron a través de propuestas de investigación y casi 11 millones de francos suizos a través de servicios y consultoría. Actualmente, Empa participa en 76 proyectos en curso de los programas marco de la UE y en casi 90 proyectos de Innosuisse, la agencia suiza de fomento de la innovación. El presupuesto anual en 2022 fue de alrededor de 107 millones de CHF en financiación federal directa y más de 60 millones de CHF en financiación de terceros adquirida. [5]
Las actividades de Empa se centran en la investigación y el desarrollo orientados a la aplicación, a menudo en estrecha colaboración con socios industriales. Esto también se refleja en su lema: "Empa - The Place where Innovation Starts". Empa sigue un enfoque multidisciplinario: científicos e ingenieros de numerosas disciplinas trabajan juntos en la mayoría de los proyectos. Además, apoya a los dos Institutos Federales Suizos (ETH) en Zúrich y la EPFL en Lausana , así como a las universidades suizas y las escuelas superiores de ciencias aplicadas, en sus actividades docentes y participa en la organización de congresos científicos y eventos de formación y perfeccionamiento a través de la Academia Empa. Los congresos, ciclos de conferencias, seminarios y eventos docentes están dirigidos a científicos, expertos de la industria y la economía, pero también al público en general, por ejemplo en la serie de eventos wissen2go.
En 1880, el Instituto de Ensayos de Materiales de Construcción inició sus actividades. Ludwig von Tetmajer , catedrático de ciencia de materiales de construcción, fue su primer director. Su sede está en la Politécnica de Zúrich (actualmente ETH de Zúrich). [7]
En 1891, Tetmajer recibió el encargo de esclarecer la causa del derrumbe del puente ferroviario de Münchenstein construido por Gustave Eiffel . En poco tiempo logró demostrar que la hipérbola de Euler, utilizada hasta entonces, sólo podía emplearse en el rango elástico del acero en cuestión.
En 1895 se utilizó por primera vez el nombre de Laboratorio Federal Suizo de Ensayos de Materiales .
En 1937 se inauguró el Instituto Suizo de Ensayos Textiles de St. Gallen, ampliado en 1911. Empa recibió un nuevo nombre: Laboratorio Federal Suizo de Ensayos e Investigación de Materiales para la Industria, la Construcción y el Comercio.
En 1962, Empa se trasladó de Zúrich al suburbio de Dübendorf . Allí, sus actividades se centran en la ingeniería estructural y civil, la ingeniería de seguridad, la tecnología de superficies, los materiales metálicos, los materiales compuestos, los ensayos no destructivos, los análisis químicos, los ensayos de gases de escape y del aire exterior, los servicios de construcción, la física de la construcción, la acústica y la reducción del ruido. [8]
En 1988 se produjo un cambio de rumbo en la investigación. A partir de ese momento, Empa pasó a llamarse Laboratorio Federal Suizo de Ensayos e Investigación de Materiales.
En 1996, Empa se trasladó al nuevo edificio Im Moos en la sede de St. Gallen . Sus actividades se centran en la fisiología de la indumentaria, los sistemas de protección personal, las fibras y los textiles funcionales, los materiales biocompatibles, el modelado de materiales e imágenes y la evaluación de riesgos tecnológicos.
En 2001, Empa se centró aún más en la investigación y los desarrollos innovadores, pero la transferencia de conocimientos y los servicios siguieron siendo una parte importante de su cartera. Se creó una comisión internacional de investigación para evaluar periódicamente las actividades de investigación de Empa.
En 2003 la nanotecnología llegó a Empa. El nuevo laboratorio nanotech@surfaces trabaja en nanoestructuras, nanotubos como fuentes de electrones y capas cuasicristalinas. En Dübendorf se creó el departamento de polímeros funcionales .
En 2004 se creó en Dübendorf otro nuevo laboratorio: Nanoscale Materials Science , que se centra en el desarrollo y análisis de superficies y recubrimientos nanoestructurados.
En 2005, Empa fundó la Escuela Internacional de Doctorado Suiza-Polonia [9] junto con la Universidad Tecnológica de Varsovia y la Universidad de Ciencia y Tecnología AGH de Cracovia. Esta cooperación con los nuevos Estados miembros de la UE se ha intensificado en el marco del llamado “billete de cohesión”, la contribución de Suiza a la expansión de la UE hacia el este, por ejemplo a través de numerosos proyectos de investigación conjuntos y eventos conjuntos como las Jornadas Suiza-Polacas de Ciencia y Tecnología , que se celebraron en Varsovia por primera vez en 2010.
También en 2005, Empa celebró su 125 aniversario junto a 13.000 visitantes bajo el lema “Investigación que inspira”.
En 2008, Empa fundó la incubadora de empresas glaTec en Dübendorf, cuyo objetivo es promover y apoyar la creación de empresas innovadoras de nueva creación en el entorno de Empa. [10] Es el homólogo de “tebo”, que existe en Empa en St. Gallen desde 1996. Empa también amplió significativamente sus actividades en energía fotovoltaica . Además, se amplió la cooperación internacional con los principales institutos de investigación de materiales del mundo mediante la creación del WMRIF (Foro Mundial de Institutos de Investigación de Materiales), incluido el Instituto Nacional Japonés de Ciencia de Materiales (NIMS), los Laboratorios Nacionales de EE. UU. y varios laboratorios de investigación de materiales de la UE.
En 2010, Empa firmó nuevos acuerdos de colaboración con diversos socios industriales en las áreas de pilas de combustible, aplicaciones de tecnología médica y conceptos de movilidad sostenible. Además, las actividades en el marco de cinco “Áreas de investigación prioritarias” se alinearon aún más estrictamente con la tarea principal de Empa de traducir la investigación y la tecnología en innovaciones comercializables.
En 2011 y 2012, Empa participó con gran éxito con casi 25 proyectos en las medidas especiales contra la fortaleza del franco suizo financiadas por la Comisión de Tecnología e Innovación (CTI) –actualmente Innosuisse– que pretenden reforzar la capacidad innovadora y, con ello, la competitividad de las empresas suizas.
En 2014, el gobierno suizo inició un programa prioritario para promover la investigación energética; ocho centros de competencia diferentes ( Swiss Competence Centers for Energy Research , SCCER) tienen como objetivo mejorar la interconexión de universidades e instituciones de investigación suizas en el campo de la investigación energética y promover sinergias. Empa ha asumido el liderazgo de uno de estos ocho centros como "Leading House" en el campo de Future Energy-Efficient Buildings & Districts (FEEB&D), con el objetivo de reducir el consumo de energía del parque inmobiliario suizo en un factor de cinco para el año 2050.
En 2014 se celebró la ceremonia de inauguración de NEST , un concepto de edificio diseñado para acelerar la transferencia de nuevos materiales y tecnologías y llevar más rápidamente al mercado productos de los sectores de la construcción y la energía. Empa opera el edificio de investigación e innovación conjuntamente con Eawag. NEST consta de una columna vertebral central y tres plataformas abiertas en las que se instalan módulos individuales de investigación e innovación, las llamadas "unidades", según un principio plug and play . Después de la creación de la "columna vertebral" de NEST en 2015, pudo comenzar la construcción de los primeros módulos. El 23 de mayo de 2016, el edificio se inauguró con dos módulos ya instalados. [11] [12] En los años siguientes, se agregaron unidades adicionales de manera constante; a fines de 2022, ocho módulos estaban en funcionamiento. Cada uno de estos módulos de construcción se realizó junto con socios de investigación e industria. En el ámbito de la investigación, por ejemplo, la ETH de Zúrich, la EPF de Lausana, la Universidad de Ciencias Aplicadas y Artes de Lucerna y el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) han utilizado hasta ahora la plataforma NEST. El enfoque temático de la mayoría de las unidades se centra en la eficiencia energética y de los recursos, ya sea con conceptos y materiales compatibles con el ciclo, con nuevos conceptos energéticos (inteligentes) o con nuevos métodos de planificación y construcción digitales que optimizan el uso de materiales.
En 2015 se presentó otra plataforma de demostración y transferencia de tecnología en el sector de la movilidad: move. Esta permite desarrollar conceptos de movilidad sin combustibles fósiles y probarlos en la práctica, desde la electromovilidad hasta el hidrógeno y los combustibles sintéticos . La fuente de energía es la electricidad procedente de sistemas fotovoltaicos o centrales hidroeléctricas, que fluctúa mucho a lo largo del tiempo y no se necesita en la red. Esta electricidad se convierte mediante la electrólisis del agua, primero en hidrógeno y, en un paso posterior, en metano ( concepto Power-to-Gas ).
En el marco de la inauguración de NEST, en 2016 se puso en funcionamiento una tercera plataforma de demostración, el ehub (Energy Hub). Como una especie de centro de control, el ehub coordina y controla los flujos de energía entre NEST y move con los distintos usuarios y fuentes de energía y, de este modo, conecta simultáneamente el sector de la movilidad con el sector de la construcción (el llamado acoplamiento sectorial). El ehub pretende garantizar un suministro energético optimizado, especialmente en el caso de fuentes de energía con fuertes fluctuaciones temporales, como la solar y la eólica. Por ello, la plataforma también dispone de tecnologías intermedias de almacenamiento y conversión para las distintas fuentes de energía.
En 2016, Empa inauguró su Centro de Competencia de Recubrimientos , donde las tecnologías de superficies a medida y los procesos de fabricación avanzada (AM) se abrirán camino desde los laboratorios de investigación hasta las aplicaciones industriales comercializables. El centro alberga diversas instalaciones de recubrimiento para recubrimientos duros, energía fotovoltaica flexible y electrónica orgánica, así como impresoras 3D para materiales metálicos y biocompuestos. Las instalaciones están cerca de la industria en términos de tecnología de procesos, pero tienen modificaciones que permiten a los investigadores realizar análisis detallados de los procesos. El objetivo es facilitar así la ampliación de nuevas tecnologías y procesos para la industria suiza.
Con objetivos muy similares, el Dominio ETH lanzó en 2017 el área de investigación estratégica “fabricación avanzada (AM)” bajo el liderazgo de Empa, que tiene como objetivo apoyar a la industria suiza en la explotación específica del potencial de la digitalización y el desarrollo de tecnologías de AM. Esto dio lugar en 2019 a la AM-TTC Alliance , la organización paraguas de centros suizos de transferencia de tecnología en el campo de la AM. El primero de estos centros que surgió en 2019 fue el Centro suizo m4m en Bettlach, que desarrolla procesos para la fabricación de implantes impresos en 3D en colaboración con el sector de la tecnología médica. A principios de 2023, la red comprendía tres centros TT más.
También en 2019, Empa intensificó sus actividades de investigación en el sector de las baterías y, entre otras cosas, firmó una asociación estratégica con la Sociedad Fraunhofer para crear la base para una próxima generación de baterías de tracción listas para la producción para automóviles eléctricos.
Ese mismo año se creó en Empa, en Dübendorf, el Laboratorio de Robótica Sostenible, en colaboración con el Imperial College de Londres, con el fin de desarrollar nuevos materiales para sistemas robóticos utilizados en la monitorización medioambiental y en el mantenimiento de infraestructuras de difícil acceso.
En 2021, la plataforma nacional de innovación Switzerland Innovation incorporó a su red el Innovation Park East, situado justo al lado de la sede de Empa en St. Gallen. En 2022, la incubadora de empresas emergentes de Empa, Startfeld, se fusionó con Innovation Park East. En Dübendorf, Empa ha sentado las bases de su nuevo campus de investigación co-operative [13] , que está orientado de forma constante a minimizar las emisiones de gases de efecto invernadero .
También en 2022, Empa reforzó y amplió sus actividades de investigación en el campo de la tecnología cuántica , incluida una subvención de 15 millones de francos suizos de la Fundación Werner Siemens para desarrollar más nanomateriales de carbono para futuras tecnologías cuánticas. También en 2022, Empa decidió concentrar sus actividades de investigación en cuatro áreas de investigación principales en el futuro.
47°24′08″N 8°36′41″E / 47.4022°N 8.6113°E / 47.4022; 8.6113