El contrato Ramón y Cajal se encuadra en el área científica de los materiales metálicos estructurales. Estos impulsan el progreso tecnológico, la innovación y el crecimiento económico debido a las múltiples aplicaciones que hacen realidad en los campos de la energía, el transporte, la construcción, las comunicaciones, la salud, la seguridad y las infraestructuras. Algunos ejemplos son las aleaciones para la reducción de peso en el sector del transporte, turbinas para la generación de energía y para los motores de aviones, implantes biomédicos, componentes para maquinaria, o estructuras para la construcción de edificios. El mercado mundial de los metales es de unos 3.000 millones de euros al año. Los metales son materiales fascinantes debido a sus propiedades versátiles como resistencia, dureza, conformabilidad, soldabilidad, ductilidad y tenacidad combinadas con resistencia a la corrosión, magnetismo y conductividad térmica y eléctrica.

Mi línea de investigación tiene como objetivo desarrollar estrategias de fabricación avanzada que permitan mejorar la funcionalidad y el procesamiento sostenible de componentes metálicos para nuevas aplicaciones tecnológicas. Esto implica proporcionar soluciones para la impresión 3D de metal, la cual puede crear geometrías complejas para nuevos usos que no se pueden lograr con las limitaciones de diseño de la fabricación tradicional. Por otro lado, y con ánimo de promover una economía circular, esta línea de investigación considera el desarrollo de rutas de procesamiento alternativas que utilizan mínima de energía y el reciclaje de materiales.

Uno de los principales obstáculos que actualmente impiden la instauración de estas estrategias es la pérdida de control de las propiedades de los materiales durante la fabricación. Esto deriva a un rendimiento estructural deficiente, y por lo tanto a una situación crítica para la certificación de componentes tecnológicos y su aceptación en el mercado. En este sentido, la industria requiere rutas de procesamiento que satisfagan los requerimientos de aplicación y que sean al mismo tiempo rentables y tengan una huella ambientalmente sostenible.

Mi línea de investigación dentro del contrato Ramón y Cajal es una respuesta directa a estas necesidades, ya que tratará de descubrir los vínculos existentes entre las variables de fabricación y la estructura interna de las aleaciones metálicas (microestructura), para identificar la ventana óptima de procesamiento que permite controlar el comportamiento estructural del material. Estos estudios no solo se basarán en metodologías de laboratorio como la microscopia, sino también en técnicas punteras de caracterización sincrotrón que hacen posible el estudio en tiempo real de los materiales durante condiciones de fabricación y servicio.

El futuro de la sociedad va a requerir de nuevos productos sostenibles que contribuyan a una economía circular y sean competitivos con los actuales. Esto es un desafío enorme para los metales estructurales, debido a que es necesario desarrollar nuevos conceptos de materiales con propiedades que garanticen condiciones de seguridad. Por ejemplo, en el transporte, con aplicaciones que protejan a los ocupantes de un vehículo en una colisión.

Las soluciones para crear metales más sostenibles requieren una visión crítica de muchos factores relacionados con su ciclo de vida. Estos incluyen su fabricación y la contaminación generada, una comprensión de la estructura interna del material y sus propiedades, la eficiencia de los recursos, la dinámica del mercado, la acción gubernamental, así como también la economía y el impacto social.

Por ejemplo, substituir la extracción primaria de minerales por material reciclado para producir nuevos metales podría evitar millones de toneladas de emisiones de gases de efecto invernadero en todo el mundo. Por otro lado, nuevos métodos de fabricación como la fabricación aditiva o impresión 3D, dónde las piezas se imprimen con una forma cercana a la forma final, podrían abrir oportunidades para reducir pérdidas de material durante la fabricación. En el futuro, la aplicación de nuevas medidas sostenibles romperá con las tradiciones de la práctica industrial actual.