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.
Mercedes Pérez de la Parte
Doctora
Ingeniera de Telecomunicaciones
Universidad de la Rioja
Escucha música mientras lees.
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