Este laboratorio se ha desarrollado gracias al proyecto "Desarrollo de Tecnología avanzada para ALBA II" (Ref. ALBA01 Next Generation funding - Mecanismo de Recuperación y Resiliencia), que da apoyo a los avances tecnológicos necesarios para convertir el Sincrotrón ALBA en una instalación de 4a generación.

Muchos de los experimentos que se realizan en las fuentes de luz de sincrotrón dependen del posicionamiento de las muestras y de los componentes ópticos con una precisión nanométrica. Lograr este nivel de estabilidad es esencial para técnicas como la microscopía de rayos X, la difracción y las nanosondas, donde el haz de rayos X puede tener tan solo unos pocos micrómetros, o incluso nanómetros, de ancho.

El nuevo 'Nanomotion Lab' en el Sincrotrón ALBA proporciona un entorno controlado para desarrollar, ensamblar y probar sistemas mecatrónicos de alta precisión, garantizando que la instrumentación cumpla con los exigentes requisitos de posicionamiento de los experimentos de sincrotrón más avanzados.

Permite desarrollar instrumentación para recopilar datos de forma más rápida y precisa, mejorando el control de movimiento y la sincronización entre los componentes de la línea de luz, con el objetivo de obtener mejores resultados científicos. Sus actividades incluyen el diseño mecatrónico, la metrología de movimiento, la optimización del control de movimiento, las pruebas de prototipos y la puesta en marcha de instrumentación.

El laboratorio también permite investigar en mecatrónica de precisión, incluyendo nuevos algoritmos de control, sistemas de sincronización y tecnologías de retroalimentación basados en interferómetros y otro tipo de sensores.

Más allá del ámbito del sincrotrón, este tipo de desarrollo tecnológico tienen un gran potencial para la innovación industrial, ya que los mismos conceptos de ingeniería de precisión pueden transferirse a sectores como el de la fabricación avanzada, la óptica o los semiconductores.

Los responsables del 'Nanomotion Lab' son Nilson Bernardo Pereira y Juan Luis Frieiro Castro, miembros de la sección de ciencia interdisciplinaria y multimodal de la división de Experimentos.

Una sala blanca con estabilidad a nivel nanométrico

El laboratorio ha sido construido como un sala blanca de 100 m2 ubicada directamente sobre la losa principal de la zona experimental del Sincrotrón ALBA, lo que le proporciona una excelente estabilidad térmica y mecánica.

Está dividido en tres áreas: una sala blanca de trabajo, una sala de aislamiento acústico para mediciones extremadamente sensibles y una sala de control para el montaje, pruebas y el control remoto de los sistemas.

El laboratorio mantiene una estricta estabilidad ambiental e incluye control de temperatura, humedad, flujo de aire y niveles de partículas. Los filtros HEPA de alta eficiencia eliminan el 99,995 % de las partículas de más de 0,3 micrómetros, mientras que una red de sensores monitoriza continuamente la temperatura, la humedad y las vibraciones.

La sala de aislamiento acústico proporciona un entorno aún más estable al reducir el ruido acústico y otras perturbaciones externas. Su temperatura se mantiene estable con una precisión de ±0,01 °C. Estas condiciones son cruciales para los sistemas de prueba, los sensores de retroalimentación interferométrica y las plataformas de movimiento de precisión, que requieren entornos extremadamente estables para alcanzar su máximo rendimiento.

Preparando las tecnologías para ALBA II

ALBA II es el proyecto de renovación que transformará el Sincrotrón ALBA en un instalación de 4a generación, proporcionando una luz de sincrotrón aún más brillante y coherente con mayor resolución. El proyecto, aprobado formalmente en 2025, prevé estar listo para la comunidad de usuarios en 2032.

La creación del 'Nanomotion Lab' supone un paso importante en la preparación de la infraestructura tecnológica para ALBA II, ya que proporciona niveles sin precedentes de estabilidad mecánica y precisión de posicionamiento, necesarios para las futuras líneas de luz extralargas.

Mediante el desarrollo y la validación de estas tecnologías, el nuevo laboratorio garantiza que la instrumentación de ALBA estará lista para aprovechar al máximo las capacidades de ALBA II.