Desde la fundación en 1984 del Instituto Tecnológico de Aragón, el equipo de de Materiales ha destacado por sus esfuerzos en desplegar tecnologías que combinan el diseño, desarrollo, caracterización y modelado de los materiales, sus procesos de transformación en componentes y sistemas, así como el diseño y verificación del comportamiento de estos sistemas.
La visión del equipo es el desarrollo de materiales avanzados y de nuevas técnicas de caracterización y modelado multi-escala para su aplicación a la Ingeniería y Ciencia de Materiales va a permitir incorporar de forma sencilla y rigurosa los efectos sociales y ambientales, permitiendo desarrollos climáticamente neutros por diseño.
El grupo de Integridad Estructural y Modelado Multifísico tiene como principal objetivo ofrecer a la sociedad y al tejido productivo aragonés, nacional y europeo soluciones para el diseño, desarrollo y validación funcional de productos y sistemas. Para ello utiliza de manera intensiva herramientas computacionales (elementos finitos, CFD, DEM) unidas sinérgicamente con tecnologías experimentales de validación (bancos de ensayo, sensorización avanzada, correlación digital de imágenes, monitorización de la salud estructural de los sistemas).
Desde el grupo abordamos la predicción propiedades de materiales de forma virtual a través de la simulación multiescala para desarrollar y aplicar herramientas y técnicas que permitan entender y predecir las relaciones entre el proceso, la estructura, las propiedades y la función de los materiales. Trabajamos principalmente con polímeros técnicos, adhesivos, elastómeros, papel y cartón, materiales compuestos y materiales metálicos (sin limitación de otro tipo de materiales – cerámica, vidrio, …) y con orientación industrial al estudio de productos donde comportamientos complejos del material puedan ser de especial relevancia para el diseño y optimización de componentes; la aplicación/selección de materiales alternativos para aplicaciones específicas; la determinación de especificaciones de material para nuevos productos climáticamente neutros y el diagnóstico de fallos en producto relacionados con el comportamiento del material.
Trabajamos para dar respuesta a las necesidades del entorno industrial en el uso y desarrollo de materiales base polimérica, papel, materiales compuestos, entre otros adaptando y mejorando las propiedades de los mismos a las necesidades de los clientes. Mediante la selección de materiales y aditivos se busca dar respuesta a las necesidades de uso, tratando a la vez de mantener y mejorar la circularidad y sostenibilidad. Trabajamos en el aprovechamiento de los recursos mediante la obtención del mayor rendimiento posible y su reutilización e incorporación en la cadena circular mediante las distintas opciones de reciclado (reutilización, reciclado mecánico, químico o valorización). Desarrollamos nuestra actividad tanto en proyectos de investigación y desarrollo como aquellas actividades de innovación o servicio tecnológico que complementan y dan servicio a la investigación. Dentro de estas actividades están incluidos los estudios que se llevan a cabo para la determinación de las causas de fallo de materiales y componentes en servicio.
De las once líneas que componen el Plan Científico-Tecnológico del Instituto, estas seis son las que están relacionadas con la actividad del equipo de Materiales y Componentes:
Aplicación de materiales biobasados y materiales reciclados a la industria mediante la adaptación de las propiedades finales a los requisitos de utilización finales de los productos, incluyendo tiempo de vida y condiciones de reciclabilidad y/o biodegradablidad. El foco durante este PT estará centrado en la aplicación de la circularidad a los materiales así como en el conocimiento básico de los procesos de degradación y su control sin pérdida de propiedades.
Desarrollo de herramientas y estrategias numérico-experimentales para acelerar el escalado e industrialización de procesos de valorización de residuos y reciclado de materiales. Aplicación tanto a operaciones unitarias de sólidos y fluidos como a procesos termoquímicos, electroquímicos y biológicos. El énfasis en el corto plazo estará en la puesta en marcha de un laboratorio colaborativo para hacer llegar a las empresas las tecnologías que permitan reconvertir/desarrollar procesos climáticamente neutros.
Desarrollar y aplicar herramientas y técnicas para entender y predecir virtualmente las relaciones entre el proceso, la estructura, las propiedades y la función de los materiales. El foco actual es contribuir al diseño de materiales avanzados climáticamente neutros, de forma más rápida y a una fracción de coste.
Integración de técnicas de prototipado digital y métodos experimentales, para predecir el comportamiento funcional y la vida útil de componentes y sistemas y mejorar las prestaciones finales de los productos y extender su vida útil. El foco durante el PT será contribuir a la competitividad del sector productivo y a la sostenibilidad medioambiental haciendo un uso eficiente de los materiales y de la energía.
Potenciar a través de actividades de I+D+i la sostenibilidad de los procesos de transformación de materiales (procesos existentes y transformación de nuevos materiales emergentes). El foco es la mejora de la productividad y la calidad, reduciendo los desechos y el consumo energético, avanzando hacia la digitalización de las fábricas y las tecnologías disruptivas como la fabricación aditiva.
Soluciones tecnológicas para el diseño, desarrollo e implementación de materiales innovadores incorporando nuevas/múltiples funcionalidades y características ‘smart’. El foco durante este PT serán materiales capaces de responder en forma controlada ante ciertos estímulos (deformación, campos magnéticos, temperatura…), materiales auto-sensorizados y/o auto-reparables, materiales con graduación funcional y/o ofreciendo mejoras en ciertas propiedades específicas, uniones adhesivas avanzadas y texturizado superficial y recubrimientos.
Adicionalmente, remarcar la existencia de dos Grupos de Investigación Aplicada (GIA) reconocidos por parte del Gobierno de Aragón, con un total de 58 investigadores efectivos (31 de ellos, Doctores):
