martes, 16 de enero de 2018

Yo quiero ser Ingeniera de Materiales - Mercedes Pérez de la Parte

Y yo quiero ser...Ingeniera de Materiales
(Por Mercedes Pérez de la Parte)

Escucha música mientras lees, vete al final.

Yo quiero ser Ingeniera de Materiales, y es lo que soy, bueno, en realidad es en lo que trabajo, en enseñar ciencia y tecnología de materiales, pues mis estudios son en Ingeniería de Telecomunicaciones y mi doctorado en control automático. Con esta breve presentación quiero animar a las chicas a que se decanten por las ingenierías, que afortunadamente es lo que ya ocurre, pero que apenas estábamos representadas cuando yo estudiaba, y también animo a las ingenieras e ingenieros a que busquen la disciplina de la ingeniería que de verdad les apasiona, aunque su formación inicial fuese otra (los ingenieros valemos para todo, como se suele decir, lo mismo planchamos un huevo que freímos una corbata).

En mi caso concreto, por si os sirve de inspiración a alguna o alguno, como experta en control y en automática lideraba un proyecto de investigación multidiscipliar con especialistas en varios tipos de ingeniería, orientado a determinar errores en la soldadura mediante técnicas de emisión acústica (es decir, con sensores que “escuchaban” el ruido de la soldadura). El proyecto era apasionante: un sistema automático realizaba soldadura, y se iba captando todos los sonidos producidos; cuando se detectaban errores en la soldadura se relacionaban con el sonido que se escuchaba en ese momento, y se empleaba esa información para entrenar un sistema de inteligencia artificial (en nuestro caso basado en redes neuronales) que iba aprendiendo a detectar los sonidos que correspondían a los errores. Así una vez entrenado el sistema, ya se podía emplear en sistemas reales de soldadura, y cuando el sonido era interpretado por nuestro sistema como correspondiente a un error, se verificaba que realmente existía ese error (lo que ocurría prácticamente siempre, pues nuestro sistema experto funcionaba muy bien) y se desechaba la pieza soldada. Y aunque en ese equipo yo era la responsable de las señales acústicas, me “enamoré” de la soldadura a lo largo de ese proyecto, y cuando pude me dediqué a la ciencia y tecnología de materiales, que es lo que enseño en la actualidad en la Universidad de La Rioja.

La Wikipedia nos cuenta de manera muy concisa qué es la ingeniería de materiales y cuáles son sus objetivos: “La ingeniería de materiales es una rama de la ingeniería que se fundamenta en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de propiedades. Esta ingeniería está muy relacionada con la mecánica y la fabricación. Los objetivos del ingeniero de materiales son dominar al máximo nivel las técnicas avanzadas de producción y transformación de los materiales y ser capaz de contribuir al desarrollo de materiales nuevos y de nuevos procesos de producción. En el mundo cambiante de las nuevas tecnologías del siglo XXI, el Ingeniero de Materiales va a ser un agente imprescindible en la selección de materiales para todas las áreas de la ingeniería y en particular en el mundo del diseño”.

Un buen profesor de electrónica que tuve nos comentaba que por mucho que se avance en electrónica, o en computación, la ciencia y tecnología de materiales siempre será fundamental, porque TODO, ya sea un transistor, un microchip, o una memoria de estado sólido, se produce con materiales, y los nuevos materiales están presentes en prácticamente todos los avances de la ingeniería.

Los sectores industriales más importantes en los que podréis trabajar si os dedicáis a la Ingeniería de Materiales son, entre otros, los siguientes:
-Construcción
-Obra civil
-Industria automovilística
-Transporte ferroviario, aeronáutico y aeroespacial.
-Ingeniería de productos.
-Control y garantía de calidad y fiabilidad de materias primas, procesos industriales y productos.
-Producción de la energía.
-Electrónica y Telecomunicaciones.
-Salud

Los materiales se clasifican en un primer lugar en metales, materiales cerámicos y polímeros, pues cualquier material puede clasificarse en uno de esos grupos, si bien las clasificaciones pueden ser mucho más complejas. Por ejemplo es habitual considerar junto a esos 3 grupos los semiconductores (pese a que pertenecen a los materiales cerámicos) y los materiales compuestos (pese a que son simplemente mezclas de materiales pertenecientes a las otras categorías). Las características principales de esos grupos son:
-Metales: Son buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio), y sus sales forman iones electropositivos en disolución.
-Materiales cerámicos: En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas, aunque el uso moderno de este término incluye a todos los materiales inorgánicos no metálicos que se forman por acción del calor (por sinterización).
-Polímeros: son macromoléculas, generalmente orgánicas (como el almidón, la celulosa, la seda y el ADN) aunque también sintéticas (como el nailon, el polietileno y la baquelita) formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros, que forman largas cadenas que se unen entre sí, consiguiendo elevadas masas moleculares, que pueden alcanzar (incluso millones de unidades de masa atómica).
-Compuestos: se forman por la unión de dos o más materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales.
-Semiconductores: se comportan como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, tales como el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación, o la temperatura.

Tras esa breve descripción sobre cada uno de esos tipos de materiales (por desgracia no puedo extenderme más) creo que es muy importante para los actuales estudiantes o quienes se plantean serlo, y por tanto futuros profesionales, las competencias de esta profesión, entre las que destacaría las siguientes (entre muchísimas otras, por supuesto):
-Análisis y selección de materiales para aplicaciones específicas
-Diseño, desarrollo de materiales específicos
-Caracterización, evaluación y certificación de materiales según sus aplicaciones
-Diseño y desarrollo de procesos de producción y trasformación de materiales
-Inspección y control de calidad de materiales
-Procesos de producción y transformación de materiales
-Determinación de productos y procesos idóneos para cada material
-Definición, desarrollo, y elaboración de normativas y especificaciones de los materiales y sus aplicaciones
-Diseño, cálculo y modelizado de elementos, componentes mecánicos, estructuras y equipos
-Evaluación de la seguridad, durabilidad y vida útil de materiales
-Diseño, desarrollo y control de procesos de recuperación, reutilización y reciclado de materiales
-Dirección o gestión de industrias relacionadas con los puntos anteriores
-Dictámenes, peritaciones e informes en relación con los puntos anteriores
-Y por supuesto, docencia e investigación en ciencia y tecnología de materiales (que es mi profesión :-)

Por ejemplo, en mi grupo de investigación hemos trabajado con caracterización de procesos de soldadura de elementos diferentes (como cobre y aluminio) por fricción-agitación (es decir, metiendo una herramienta giratoria que gira tan rápido que “derrite” y mezcla los materiales a medida que va avanzando por ellos), o también caracterización de diferentes materiales al incluir ciertas cantidades de ese novedoso y prometedor material, grafeno. Y empleando esos estudios hemos sido capaces de desarrollar y patentar pinturas que cambian totalmente sus propiedades eléctricas (conductividad eléctrica) en contacto con humedad, lo que las hace ideales para aplicaciones como pintura de carretera o de tejados en zonas con peligros por hielo.

Por último quería hacer notar la importancia que en la Ingeniería de Materiales actual tiene la simulación por computación. Hoy en día muchísimos de los ensayos que se realizaban en laboratorio se realizan en el computador. Por ejemplo para determinar el comportamiento de ciertas piezas en función del tipo de material (pongamos una pieza de avión que queramos ver su comportamiento con acero, aluminio o titanio) se emplea un modelo que se simula mediante el método de elementos finitos y nos permite no sólo conocer el comportamiento, sino poder variar parámetros estructurales, de tamaño o de material para buscar la solución óptima.

A modo de ejemplo de los avances que la Ingeniería de Materiales ha permitido, presento una fotografía, Fig.1, (perteneciente a Wikipedia) del primer puente de hierro, el famoso Iron Bridge de Coalbrookdale, de 1777, de 60 m de longitud hecho en hierro fundido, y dos fotografías, Fig. 2 y 3, (también de Wikipedia) del viaducto sobre el río Almonte.


Fig. 1. Iron Bridge de Coalbrookdale.


Fig. 2. Construcción del viaducto sobre el río Almonte.


Fig. 3. Viaducto sobre el rio Almonte.

Mercedes Pérez de la Parte
Doctora Ingeniera de Telecomunicaciones
Universidad de la Rioja

Escucha música mientras lees.


No hay comentarios:

Publicar un comentario

Capítulos más populares