“Hoy somos una referencia mundial en aleaciones con memoria de forma”

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José María San Juan, director del Grupo de Metalurgia Física de la UPV-EHU

Lehenengo argitaratze data: 2018/11/21

El Catedrático José María San Juan dirige el Grupo de Investigación de Metalurgia Física de la Universidad del País Vasco. Hemos hablado con él para conocer cuál es la labor de su equipo de investigadores.

 

Entrevista realizada por: "EL MUNDO ESPECIAL"

 

¿Cuáles fueron los orígenes del grupo que dirige?
El Grupo nace en el año 1988 en el seno de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU). Lo hizo con la voluntad incorporar la visión científica moderna de la Metalurgia Física, como algo regenerador en un país inmerso en una profunda reconversión industrial, donde hablar de metalurgia era sinónimo de empresa en quiebra.Tras leer la Tesis Doctoral en Francia y obtener la plaza de Profesor Titular, consigo los primeros proyectos financiados por el MEC y el GV y se comienzan las primeras Tesis. Mi Cátedra de Metalurgia Física, en 1995, supuso la consolidación del Grupo.

¿Con qué recursos humanos y técnicos cuentan?
En realidad el Grupo se consolida poco después, cuando se incorporaron otros cuatro Catedráticos y otra Profesora Titular, y actualmente es un Grupo de Excelencia gracias a la participación de muchos investigadores. Aquí se han leído 22 tesis doctorales y 8 investigadores post-doctorales han pasado por el equipo, todo ello en el marco de una fuerte colaboración internacional, en nuestras 180 publicaciones firman más de 100 coautores de 30 instituciones de más de 12 países. En cuanto a medios técnicos, destacaría tres que son singulares del Grupo y que le dan un perfil específico: la microscopía electrónica, la espectroscopía mecánica y los ensayos nanomecánicos e in situ dentro de los microscopios electrónicos.

Sus líneas de investigación se enmarcan dentro de los llamados materiales inteligentes...
Tenemos varias líneas de investigación pero, en efecto, las principales son sobre las Aleaciones con Memoria de Forma, SMA, (Shape Me-mory Alloys), que son “Materiales Inteligentes”. Una SMA es una aleación que presenta una transformación de fase martensítica en la que unos átomos cambian sus posiciones relativas con respecto a otros, y eso produce un gran cambio de forma a escala macroscópica. En las SMA, este proceso es reversible y puede tener lugar miles o millones de veces; en unos casos se produce con una pequeña variación de temperatura (entre 10ºC y 50ºC) y se denomina Memoria de Forma, y en otros casos, al aplicar una pequeña fuerza, se produce una gran deformación (hasta el 24% ) que luego se recupera completamente, por lo que se habla de Superelasticidad.

¿Trabajan en otras áreas?
Así es. Otra de nuestras líneas de investigación se centra en los materiales intermetálicos de titanio y aluminio (Ti-Al) para la aeronáutica. Debido a que su densidad es la mitad que la de las superaleaciones de base níquel, las están sustituyendo en las turbinas de baja presión de las nuevas generaciones de motores a reacción, como en los nuevos motores de Pratt & Whitney que equipan el Airbus A320 Neo.
Otro hito del grupo fue la organización en 2014 de la “International Conference on Martensititc Transformations”, ICOMAT,que es el mayor foro científico sobre las SMA. El congreso fue un éxito, desde todos los puntos de vista, y nos puso como grupo de referencia en el escaparate mundial de las SMA.

¿Puede poner un ejemplo de material con memoria de forma?
La SMA más empleada es el Ti-Ni, originalmente conocido como NITINOL, pero solo trabaja por debajo de 90ºC y actualmente hay una gran demanda industrial de SMA que presenten sus propiedades hasta 300ºC. Nosotros somos especialistas en Cu-Al-Ni que trabaja muy bien hasta 200ºC.

¿Qué diferentes aplicaciones tienen las aleaciones con memoria de forma?
Estas dos propiedades hacen que las SMA tengan miles de aplicaciones. Por ejemplo, sensores y actuadores, válvulas inteligentes y uniones desmontables, en los sectores de aeronáutica, automoción y electrodomésticos, así como músculos artificiales en robótica. En el sector biomédico, las SMA tienen numerosas aplicaciones, hilos de corrección dentales, stents para arterias, grapas para fracturas, válvulas de corazón y filtros para aneurismas cerebrales entre otras.

¿En qué proyectos están inmersos?
Actualmente estamos llevando a cabo un proyecto, financiado por el MEC, sobre las SMA a micro y nano escala. ¿Hasta que dimensión, a escala de la estructura atómica, se pueden obtener la superelasticidad y la memoria? Esta es una de las preguntas que pretendemos responder en este proyecto, absolutamente innovador, y que constituye una de nuestras principales apuestas de futuro.
Por otra parte, estamos en la fase final del proyecto EUropeo H2020, React-Space, que tiene como objetivo realizar un actuador espacial cuya parte activa está basada en una fibra de SMA monocristalina, diseñada y producida en nuestro laboratorio. Funciona muy bien y esta previsto probarlo en la Estación Espacial Internacional (ISS). En el proyecto, liderado por una empresa de ingeniería de Madrid, participan cuatro empresas Europeas productoras de satélites, siendo un buen ejemplo de nuestra colaboración con el mundo empresarial.

¿Cuáles son sus proyectos de futuro?
En el año 2005 nos planteamos una idea innovadora: Investigar las SMA a micro y nano escala, con vistas a sus aplicaciones en MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems). El Grupo realizó un gran esfuerzo para lanzar dicha línea y en 2017 publicamos un trabajo en Nature Nanotechnology, la revista más importante en este área. Hoy somos una referencia mundial en este campo, y estamos investigando las propiedades de Superelasticidad y Memoria de Forma, en nanopiezas de menos de una micra de diámetro (50 veces más finas que un cabello, diez veces más pequeñas que un glóbulo rojo de la sangre), con vistas a incorporar las SMA en micro/nano dispositivos inteligentes que serán la próxima revolución tecnológica. Cualquier coche, teléfono móvil o los “Lab-on-a-Chip” de la industria médica incorporan diversos MEMS; con las SMA queremos aportar un grado más de inteligencia a dichos dispositivos.
Pese a todo, la continuidad de estos proyectos puede quedar en el aire por falta de financiación por parte de los organismos públicos. O se invierte esta situación o se producirá un deterioro notable de la estructura investigadora en España. Los políticos debieran escuchar algo más, o al menos algo, a los científicos.