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1 Informe Anual 2008 Annual Report

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3 Índice Index Breve historia Misión y valores Presentación Resumen del ejercicio 2008 Ingeniería de tejidos y biomateriales Patronato Departamentos Actividad científica Informe económico y científico Spin-offs Brief history Mission and values President s foreword 2008 Review Tissue engineering and biomaterials Advisory board Departments Scientific output Financial and scientific report Spin-off Companies 3

4 Plantilla del CEIT en la sede de Ibaeta. Staff of CEIT on the Ibaeta Campus. Breve historia del CEIT El Centro de Estudios e Investigaciones Técnicas de Gipuzkoa (CEIT) fue creado el 11 de abril de 1982 gracias al apoyo económico e institucional del Gobierno Vasco que auspició la creación de centros tecnológicos promovidos desde la iniciativa privada. El CEIT es un centro de investigación sin ánimo de lucro cuya tarea principal consiste en llevar a cabo trabajos de investigación aplicada contratada con empresas, convirtiéndose, en muchos casos, en el departamento de I+D+i de las mismas. El antecedente del CEIT fue el CIT (Centro de Investigaciones Técnicas de Gipuzkoa), puesto en marcha por impulso de la Escuela de Ingenieros de la Universidad de Navarra (TECNUN) con el fin de canalizar las actividades de estudios y proyectos para las empresas. El CEIT está destinado a la provisión de servicios a la industria en aras a mejorar su competitividad en el ámbito industrial, por medio del desarrollo de proyectos de investigación y de formación de estudiantes de doctorado. Brief history of CEIT The Gipuzkoa Center for Studies and Technical Research (CEIT) was set up on 11 April 1982 thanks to the financial and institutional backing of the Basque Government, in the context of its policy of fostering the creation of R&D centers by private institutions. CEIT is a non-profit research center whose main activity consists of contract research work for industry. In many cases it effectively becomes the R&D-plus-Innovation department of its client companies. The forerunner of CEIT was CIT (Gipuzkoa Center for Technical Research), set up by the School of Engineering of Universidad de Navarra (currently known as Tecnun) in order to provide an outlet for the research and project work it carried out for industry. CEIT s work is aimed at improving industry s competitiveness, by means of research projects and by giving students the opportunity to complete PhD s. 4

5 Plantilla del CEIT en la sede del Parque Tecnológico de Miramón. Staff of CEIT on the Miramon Technolgy Park. Misión y valores del CEIT El CEIT es un centro sin ánimo de lucro cuya principal misión es servir a la industria realizando proyectos de investigación aplicada y de desarrollo tecnológico. Asimismo, el CEIT pretende servir a la sociedad mediante la formación de jóvenes investigadores que, al incorporarse a la empresa, lideren los cambios necesarios para conducir a las empresas al primer nivel de la competitividad internacional. El CEIT desea mantener los máximos estándares de investigación y realizar una continua actualización de su bagaje científico y tecnológico. Asimismo, desea comprometerse con las necesidades de sus clientes, dar respuesta a los desafíos del mercado y alcanzar la mayor eficacia en el tratamiento y solución de problemas multidisciplinares complejos. Mission and values of CEIT CEIT is a non-profit institute whose main mission is to provide a service to industry by carrying out contract applied research and technological development. In addition, CEIT endeavours to serve society by training young researchers who will move on to industry, where they will in turn generate innovative changes that will make their companies competitive in the world arena. CEIT aims at maintaining the highest research standards and at constantly adding to its wealth of knowledge and expertise. CEIT is committed to finding better ways of satisfying client needs, to giving effective solutions to market challenges and to solving complex multidisciplinary problems. Estoy convencido de que, personas cuya fe sea suficientemente sólida para no diluirse en la indiferencia predominante y suficientemente abiertas para promover un verdadero diálogo entre la fe y la cultura, son una aportación inestimable a la comunidad humana y a la comunidad cristiana. D. Juan Mª Uriarte, Obispo de San Sebastián. Palabras pronunciadas el 16 de marzo de 2006 durante la bendición del edificio del CEIT en el Parque Tecnológico de San Sebastián. I am convinced that, persons whose faith is sufficiently strong to avoid dilution in the prevailing indifference and sufficiently open to promote a true dialogue between faith and culture, are an invaluable contribution to the human community and to the Christian community. Msgr. Juan Maria Uriarte, Bishop of San Sebastian. Excerpt from the words given on March 16th 2006, during the blessing of CEIT s site at San Sebastian s Technology Park. 5

6 Dr. José María Aguirre González, Presidente del Patronato del CEIT Chairman of the Advisory Board of CEIT Presentación 6 Un año más me cabe el honor de redactar la presentación de este informe anual. Forzosamente tendré que repetir algunos conceptos ya expuestos en ocasiones anteriores. Cada año todos los centros de investigación incorporamos un gran número de doctores dedicados a la investigación a la vez que atraemos ingenieros y licenciados en ciencias para realizar su doctorado. Incorporar los mejores talentos supone para el CEIT una competición dentro del mundo científico. Estos jóvenes investigadores deben analizar los datos de los problemas planteados para obtener las correspondientes soluciones. Pero ya no se trata de dar soluciones pensando en el día de hoy sino también en el día de mañana. Por poner un ejemplo si proyectamos un puente deberíamos considerar cuál es el coste de su demolición al final de su vida útil. Otro reto que podríamos calificar de crítico se deriva del carácter multidisciplinar de los proyectos que emprende CEIT. Entraña una alianza de intereses entre los investigadores de los más diversos departamentos (Materiales, Electrónica, Comunicación, Mecánica y Medio ambiente) que representan un amplio abanico de diferentes disciplinas. Esta alianza se plasma al final en el trabajo conjunto que todos realizan para alcanzar el mismo objetivo. Podrían ser: i) el desarrollo para la posterior comunicación en un mercado global de proyectos innovadores; ii) la mejora de las tecnologías existentes; iii) la concepción y diseño de sistemas más eficientes. Son muchos los proyectos multiciplinares que hemos llevado a cabo en 2008 y son muy variadas las líneas de investigación que se adoptaron. Me voy a centrar en un par de ellos, uno relacionado con la energía y otro con la bioingeniería. - Es indudable que el gran avance de las sociedades industriales se ha conseguido con el uso de combustibles fósiles. Carbón, petróleo y gas natural han suministrado la energía precisa tanto a la industria como al transporte. Ahora ha surgido la demanda de países como India y China que se encuentran en un proceso de reciente industrialización. El mantenimiento de su crecimiento económico repercute sin duda en las reservas de esas fuentes naturales de energía. Por tanto pensando en una economía sostenible debemos intentar que la energía se utilice del modo más eficiente posible. Gas, petróleo y carbón pueden ser reemplazados como fuentes de energía por las que denominamos renovables. Se trata de un reto tecnológico para lograr una posición aventajada en un mundo globalizado que abra nuevas posibilidades científicas y económicas tanto a las empresas como a los países. Debemos desarrollar tecnologías que respeten el medio ambiente para poder neutralizar los efectos nocivos que conlleva el excesivo consumo de combustibles fósiles y así evitar que su impacto en el planeta no tenga solución. - La otra línea que quiero destacar es la bioingeniería donde estamos invirtiendo importantes recursos. Podemos decir que su marcha se inició en 2005 y su gran desarrollo en el bienio 2007/2008 y que ha precisado inversiones estratégicas tanto en personal como en economía. Como antes exponía, hay que destacar la colaboración ejemplar de biólogos con físicos, químicos e ingenieros que intervienen conjuntamente en todas las áreas de la bioingeniería. Podría citar la utilización del láser en cirugía. La interpretación computacional de la tomografía. El tratamiento de imágenes en la resonancia magnética. Todos estos adelantos surgen de una sinergia en la colaboración de físicos, químicos y biólogos. Como hemos repetido muchas veces, para CEIT resulta indispensable realizar una investigación básica que mantenga el equilibrio que deseamos entre la investigación fundamental y la aplicada que tiene siempre carácter comercial. Somos conscientes de que el mejor activo del balance de un país es contar con gran número de excelentes científicos. Por ello CEIT mantiene su compromiso histórico de formación de investigadores a través del programa doctoral de la Universidad de Navarra en su Campus Tecnológico (TECNUN) en Donostia San Sebastián. Este programa pone especial acento en el emprendizaje entre los jóvenes ingenieros y científicos que lo cursan. No puedo terminar esta presentación sin hacer llegar mi felicitación personal y la de todos los miembros del Patronato a nuestros equipos de investigación por los resultados obtenidos el último año. Tanto desde el punto de vista científico como tecnológico hemos conseguido resultados excelentes que se pueden medir por el número y calidad de las publicaciones y por los proyectos de I + D financiados por la Unión Europea, las administraciones públicas tanto nacionales como autonómicas y por la industria privada. CEIT sigue consolidando su posición de liderazgo entre los centros tecnológicos de investigación y seguirá aportando un valor añadido muy positivo para el futuro de nuestra sociedad.

7 President s foreword As a research institution with a long history of attracting a significant number of postdoctoral researchers and a consistently high number of science and engineering graduates into our Ph.D. program, CEIT now finds itself engaged in a world-wide competition for talented people. This talent bank of researchers will have to produce and analyse data that not only provides the solution for today but more critically, for tomorrow (i.e. the design of a bridge must take into account a cost-effective take down operation at the end of its life). The sustained growth and increased number of multi disciplinary research projects currently being carried out at the Centre provide a further challenge for CEIT. Teams of researchers across many different departmental areas (Materials, Mechanics, Electronics, Communications and Environment), and representing a wide range of disciplines, must work seamlessly together to reach a common goal. Project goals may differ i) the development and subsequent commercialisation of an innovative product in today s global competitive market, ii) the up-grading of existing technologies or iii) the design of new more efficient one, but ultimately it is teams working together for a greater good. Research projects of an interdisciplinary nature carried out in the 2008 fiscal year are numerous and cross a variety of research lines, however, two topics of paramount importance are to be singled out, namely energy and bioengineering. - Most industrial societies principally owe their advancement to the use of fossil fuels. Oil, coal and gas provide the energy that drives industry and transport and newly industrialised countries like India and China need fossil fuels to maintain their economical growth thus straining the declining reserves of these natural resources. The transition to a sustainable energy economy where energy will have to be used more efficiently and oil, natural gas and coal replaced by renewable energy resources, raises major research challenges. At the same time this energy question offers great opportunities for those countries and companies determined to accomplish a key position in a promising global market for environmentally friendly technologies. These advanced friendly technologies are critically needed to neutralise the noxious effects of an unmitigated consumption of fossil fuels and the irredeemable impact that this will have on the planet if unchecked. - CEIT is increasingly focusing resources on its emerging research line of bioengineering. Set up in 20xx and its subsequent development over the past 2 years has involved a significant fiscal investment in research facilities and a strategic investment in personnel to take the new research line to phase 2. Within this context, it is worth mentioning the continued exemplary engagement of its researchers committed to tackling the challenging convergence of the physical, engineering and biological sciences that underpin most bioengineering problems. As was the case with the most advanced medical technologies such as laser surgery, computer-aided tomography and magnetic resonance imaging which emerged from basic physics, chemistry and molecular structure research, the pursuit of fundamental research is vital to redress CEIT s balance between fundamental and commercial research, presently outweighed by the latter. Aware that a country s most strategic resource is the strength of its scientific community, CEIT continuously up-dates its Ph.D. educational programme. This core principle has been traditionally pursued by CEIT as part of the programme shared with its former parent institution the Universidad de Navarra at its technology campus (TECNUN) in Donostia-San Sebastián. Historically it is geared to promote entrepreneurial characteristics in young scientists and engineers that crown their Ph.D. training. I can not conclude this brief presentation without congratulating CEIT s staff for the most positive results obtained in 2008 s fiscal year. Both its scientific and technological outputs as measured by the number and quality of the scientific publications and the R&D projects financed by industry or the European (EU), National and Regional Administrations can only be judged as outstanding. 7

8 Dr. Alejo Avello Director General del CEIT Director General of CEIT Resumen del ejercicio Review 8 Desde su fundación en 1982, el CEIT ha venido centrando su actividad en la investigación aplicada -contratada con la industria o financiada por las administraciones, regional y nacional o europea (programas marco de la UE)- así como en la formación de estudiantes de doctorado, dos objetivos que conforman el quehacer de su plantilla científica. Los datos, de carácter económico y científico, que a continuación se reseñan proporcionan una visión sintética de los resultados del ejercicio gresado durante el año 2008 la cantidad de 14,5 millones de euros, lo que representa un 11% más que el año anterior. El beneficio final del ejercicio ha alcanzado los euros. Cabe destacar que el 42% de los ingresos de explotación proviene de contratos con la industria, y que un 11% proviene de la Unión Europea. composición de la plantilla del centro, así como al número y perfil del colectivo de doctorandos adscritos al programa educativo que conjuntamente realizan el CEIT y la Escuela de Ingenieros de la Universidad de Navarra en su campus de Donostia/San Sebastián, procede señalar que a finales de 2008 el CEIT contaba con 294 personas entre contratados y becarios, de entre los cuales 103 son doctores y 100 son titulados superiores que se encuentran realizando su tesis doctoral. se han defendido 19 tesis doctorales, se han publicado 67 artículos en revistas científicas y se han presentado 102 comunicaciones en congresos nacionales e internacionales. Asimismo, se han solicitado 12 nuevas patentes. Durante el año 2008 se constituyeron dos nuevas spin-offs: Likuid Nanotek, S.L., dedicada a la fabricación y comercialización de membranas para tratamiento de aguas residuales y Farsens Solutions, S.L. dedicada a sensores digitales de ultra-bajo consumo y RFID sin batería de largo alcance. Since its foundation in 1982, CEIT has focused its activities on applied research. CEIT is in receipt of funds from research partnerships with private industry or from Regional, National or European (EU Framework Program) research budgets. Research, in conjunction with focused training and development of doctorate students, form two core objectives for CEIT s scientific staff. The data listed below outlines a summary of results for 2008: Euros, which represents an increase of 11% compared with the previous year. Net profit was Euros. It should be noted that 42% of the operating income is derived from industry contracts, and 11% comes from the European Union. worked for CEIT. This number represented administration, management, scholarship holders and 100 PhD students. The number also includes 103 existing PhD degrees on staff. in journals and 102 presentations at technical conferences around the world. By years end 81 doctoral Theses were in progress. Furthermore, our researchers have applied for 12 new patents. Two new spin-off companies were created in 2008: Likuid Nanotek, S.L. dedicated to the fabrication and commercialisation of membranes for waste water treatments and Farsens Solutions, S.L. geared to the development of ultra-low power digital sensors and long range RFID passive sensors.

9 Ingeniería de tejidos y biomateriales Tissue engineering and biomaterials El Área de Ingeniería de Tejidos y Biomateriales del CEIT ha apostado por impulsar la Medicina Regenerativa, que dirige sus esfuerzos a la investigación con células madre adultas y al desarrollo de nuevos biomateriales que les sirvan de guía y anclaje y que controlen su proliferación y diferenciación hasta lograr la regeneración de tejido humano dañado. La principal línea de investigación del Área se centra en el estudio de las interacciones de las células con su microambiente circundante, que incluye otras células, los componentes de la matriz extracelular con sus características mecánicas propias y determinados factores del crecimiento. El objetivo que se busca es conocer y entender en profundidad el microambiente celular nativo sano de las células madre para poder recrearlo de modo artificial en organismos dañados, donde la regeneración tisular espontánea es defectuosa debido a una enfermedad o al propio envejecimiento. Otra línea prioritaria del Área se centra en el estudio del cáncer desde el punto de vista mecánico: conociendo los mecanismos que controlan la rigidización del ambiente en que se expande el tumor y los que rigen su movimiento celular, se busca la identificación de nuevas dianas terapéuticas contra esta peligrosa enfermedad. Para todo ello, se trabaja interdisciplinarmente en estrecha colaboración con otras áreas del CEIT, con el Área de Terapia Celular de la Clínica Universidad de Navarra y con varios laboratorios del CIMA, y se ha puesto en marcha un nuevo laboratorio de bioingeniería en Miramón. Este nuevo laboratorio cuenta con una sala destinada a la preparación y caracterización de muestras y a estudios de biología molecular y microbiología clásicos, otra sala específica para cultivo celular y una tercera para microscopía dotada de incubación, donde se realizan estudios con células vivas en tiempo real. En la actualidad, el grupo está constituido por 3 doctoras ingenieras, una bióloga responsable técnica del laboratorio, 3 doctorandos y una ingeniera. The Unit of Tissue Engineering and Biomaterials of CEIT is impelling in Regenerative Medicine, directing its efforts to research on adult stem cells and the development of new biomaterials, that are used as a guide and anchorage to cells and control their proliferation and differentiation, until obtaining the regeneration of the damaged human tissue. The main research line of the Unit is focused on the study of the interaction between cells and the surrounding microenvironment, which includes other cells, the components of the extracellular matrix with its own mechanical characteristics and certain growth factors. The main objective is to get to know and understand in depth the healthy naive microenvironment of the stem cells in order to mimic it, in an artificial way, in damaged organisms, where the spontaneous tissue regeneration is defective due to a disease or the aging itself. Another relevant line of the Unit is centered on cancer research from a mechanical point of view: knowing the mechanisms that control the rigidation of the environment where the tumor expands and those that govern cellular movement, the identification of new therapeutical targets against this dangerous disease are pursued. In this context, interdisciplinary work is carried out in collaboration with other Units of CEIT, with the Cell Therapy Unit of the Clinic of the University of Navarra and with certain laboratories of CIMA. In addition, a new Bioengineering Laboratory has been built in Miramon. This new laboratory consists of a room used for sample preparation and characterization and classical studies of molecular biology and microbiology; another specific room for cell culture, and a third room for microscopy, equipped with incubation, where time-lapse analyses are performed on live cells. Currently, the team is composed of 3 PhDs, 1 Biologist as the technician responsible of the laboratory, 3 PhD students and an Engineer. 9

10 Junta Rectora del CEIT Governing Board Miembros/Members José Ramón Arruebarrena Alonso Alejo Avello Iturriagagoitia Carlos Bastero de Eleizalde Director Financiero del CEIT Financial Director of CEIT Director General del CEIT Director General of CEIT Presidente del CEIT President of CEIT Mª Pilar Civeira Murillo Decana de la Facultad de Medicina de la Universidad de Navarra Dean of the Medical School, University of Navarra José Ignacio de Carlos Gandasegui Joaquín de Nó Lengaran Francisco Errasti Goenaga Antonio González Prada Subdirector General del CEIT Deputy Director General of CEIT Subdirector de Tecnun (Universidad de Navarra) Vice-Dean of Tecnun (University of Navarra) Director General del CIMA Director General of CIMA Director de Spin-offs y Propiedad Intelectual del CEIT Director of Spin-offs and Intellectual Property of CEIT Patronato Presidente/President José María Aguirre González Vicepresidente/Vicepresident Manuel Fuentes Pérez Miembros/Members Jesús Alberdi Areizaga José María Aldecoa Sagastasoloa Alberto Ansuategi Cobo Andrés Arizkorreta García Juan José Aroztegi Urteaga José Antonio de Urquizu Iturrarte Alberto Fernández González José Ramón Guridi Urrejola Presidente del Consejo de Administración del Banco Guipuzcoano Chairman of the Board of Banco Guipuzcoano Vicepresidente Ejecutivo del Patronato del CEIT Executive Vice-President of CEIT s Advisory Board Consejero Delegado de la Sociedad de Garantía Recíproca Elkargi Chief Executive Officer of Elkargi Presidente del Consejo General de MCC President of the General Council of MCC Director de Política Científica del Gobierno Vasco Director of Scientific Policy of the Basque Government Consejero Delegado de CAF, S.A. Member of the Board of Directors of CAF, S.A. Consejero de ArcelorMittal España Member of the Board of Directors of ArcelorMittal Spain Consejero del Banco Guipuzcoano Member of the Board of Directors of Banco Guipuzcoano Director de Tecnología y Sociedad de la Información del Gobierno Vasco Director of Technology and Information Society of the Basque Government Diputado Foral de Gipuzkoa de Innovación y Sociedad del Conocimiento Councilor for Innovation of the Gipuzkoan Provincial Council 10

11 Advisory Board Jorge Ibáñez Villarejo Xabier Iturbe Otaegi José Antonio Maiz Jorge Unda Malcorra Pedro Luis Uriarte Santamarina José María Vázquez Eguzkiza Joaquín Villa Martínez Secretario/Secretary Antonio González Prada Socio de Garrigues Partner of Garrigues Presidente de Kutxa President of Kutxa Director de Logic Technology Quality and Reliability de INTEL Corp. Director of Logic Technology Quality and Reliability of INTEL Corp. Director General de SENER Ingeniería y Sistemas S.A. Managing Director of SENER Ingeniería y Sistemas S.A. Presidente de Innobasque Innobasque s Chairperson Presidente de la Confederación Empresarial de Bizkaia (CEBEK) Chairman of the Confederación Empresarial de Bizkaia (CEBEK) Asesor del Titular del Departamento de Innovación y Sociedad del Conocimiento Advisor of the Head of the Department of Innovation of the Gipuzkoan Provincial Council Director de Spin-offs y Propiedad Intelectual del CEIT Director of Spin-offs and Intellectual Property of CEIT Los miembros de la Junta Rectora del CEIT son miembros natos del Patronato The members of the Governing Board of CEIT are also members of the Advisory Board 11 Centro de Estudios de Investigaciones Técnicas de Gipuzkoa

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13 Departamento de Materiales Departamento de Mecánica Aplicada Departamento de Electrónica y Comunicaciones Área de Microelectrónica y Microsistemas Área de Ingeniería Medioambiental Materials Department Applied Mechanics Department Electronics and Communications Department Microelectronics and Microsystems Unit Environmental Engineering Unit 13

14 Departamento de Materiales Área de Tratamientos Termomecánicos El Área de Tratamientos Termomecánicos centra su actividad investigadora en proyectos con empresas de la industria del acero. Dichos proyectos van dirigidos a ampliar conocimientos, promover avances técnicos y mejoras de proceso que puedan contribuir a la obtención de productos avanzados (planos, largos, tubos, piezas de forja, etc.) capaces de satisfacer a medida las características más exigentes en un amplio rango de aplicaciones y a la expansión del acero a nuevos mercados. La oferta de investigación del Área es de carácter global, orientada a mejorar las características finales del producto, y abarca dentro de un mismo proyecto algunos de los aspectos siguientes: Nuevas rutas de procesamiento: Formas semi-acabadas, colada de planchones delgados, laminación directa. Nuevos tratamientos térmicos/termomecánicos. Optimización de la composición. Producción sin defectos. Diseño a medida de nuevas gamas de aceros con propiedades mejoradas para aplicaciones específicas: Nuevos grados de aceros de alta resistencia. Nuevos aceros microaleados. Aceros inoxidables y superaleaciones. Aceros de alta conformabilidad. Aceros de elevada maquinabilidad. Los proyectos se desarrollan con técnicas avanzadas de caracterización, ensayo, simulación y modelización: Herramientas de simulación y caracterización: Modelos de evolución y control microestructural. Relación entre microestructura y comportamiento mecánico. Caracterización de microestructuras complejas en aceros. Tratamientos térmicos y recocido. Modelización de procesos: Modelización por elementos finitos de conformado en caliente: Laminación (productos planos y largos), extrusión, etc. La parte más básica de la investigación realizada por el Área contribuye a la formación de jóvenes investigadores. Los resultados obtenidos en estos proyectos de investigación de carácter fundamentalmente básico representan el punto de partida para la resolución de problemas específicos planteados en los proyectos con un carácter predominantemente tecnológico. 14

15 Materials Department Thermomechanical Treatments Unit The Unit focuses its research activity in the framework of joint research projects with companies in the steel industry. All of these objectives contribute towards the development of advanced tailor-made products (sheets, plates, long-tubes, forgings, etc.) that meet the most demanding requirements for a broad range of applications and also to promote the expansion of steel use to new markets. The Unit s activities are oriented toward the improvement of the performance of the final product, offering a broad experience in aspects like: Novel Processing Routes: Near Net Shape, Thin Slab Casting, Direct Rolling. New thermal/thermomechanical treatments. Composition optimization. Defect free production. Tailored steel grades with improved properties for particular applications: New high-strength grades. New microalloyed steel grades. Stainless steels and superalloys. High formability steels. Improved machinability steel grades. The projects are developed using advanced characterization, testing, simulation and modeling techniques: Simulation and characterization tools: Microstructure evolution and control models. Microstructure-mechanical behavior relationships. Characterization of complex microstructures in steels. Thermal treatments and annealing. Process modeling: Finite element modeling of hot working: rolling (flat and long products), extrusion etc. The most basic part of the research carried out by the Unit contributes to the training of young researchers. The results obtained within these basic research projects become the starting point for the resolution of specific problems addressed by other projects which are of a predominantly technological nature. 15

16 Departamento de Materiales Área de Mecánica y Modelización de Materiales y Procesos El grupo M3P desarrolla sus actividades de investigación en el campo de las propiedades mecánicas de los materiales y sus procesos, tanto a escala macroscópica como meso/micro/nanoscópica, a través de tres líneas de trabajo: Propiedades mecánicas, integridad estructural y procesos de conformado - Deformación plástica y fractura: experimentación y análisis basados en mecánica del continuo, plasticidad cristalina con dislocaciones y modelización atomística. - Predicción de vida en condiciones de fatiga-fluencia y fatiga termomecánica. Materiales para micro- y nanotecnologías - Equipamiento y métodos de análisis específicos para estas escalas: nanoindentación, nanoscratching, FIB. - Desarrollo de técnicas y metodologías originales de caracterización experimental y análisis mecánico a micro- y nanoescala. - Influencia de los efectos de tamaño en el comportamiento mecánico. Materiales para aplicaciones en condiciones extremas - Materiales sometidos a intensas presiones, temperaturas o condiciones ambientales. - Diseño y desarrollo de materiales grafíticos. - Desarrollo, caracterización y modelización de materiales compuestos cerámicos y metálicos y de sus intercaras. El grupo combina herramientas comerciales de modelización con modelos propios que describen la evolución microestructural y el comportamiento frente a plasticidad y fractura de los materiales y sus intercaras a diferentes escalas. El personal del grupo M3P aporta una experiencia equilibrada en los campos experimental, teórico y numérico. 16

17 Materials Department Mechanics and Modelling of Materials and Processes Unit The M3P group focuses on the mechanical properties of materials and their processes, at the macroscopic and meso/micro/nanoscopic levels, through three lines of research: Mechanical properties, structural integrity and forming processes - Plastic deformation and fracture: experiments and modelling from the continuum, incorporating dislocation crystal plasticity, to atomistics. - Life assessment under creep-fatigue and thermomechanical fatigue conditions. Materials for micro-nanotechnologies - Specific equipment and capabilities for these scales: nanoindentation, nanoscratching, FIB. - Novel experimental methodologies and analysis techniques for assessment of mechanical reliability at the micro-nanoscale. - Size effects in materials behaviour. Materials for extreme conditions - Materials subject to extreme pressure, temperature or environmental conditions. - Design and development of graphitic materials. - Development, characterisation and modelling of ceramic and metal matrix composites and their interfaces. The group combines standard simulation tools with in-house modelling techniques to describe the microstructural evolution and the plasticity and fracture properties of the materials and their interfaces at different scales. The M3P group has a well rounded expertise that encompasses experimental, theoretical and numerical aspects of materials behaviour. 17

18 Departamento de Materiales Área de Consolidación de Polvos Metálicos y Cerámicos El Área centra su investigación en el procesamiento de materia prima a partir de polvos con objeto de desarrollar materiales con microestructura y propiedades específicamente diseñadas para aplicaciones concretas. La gama de materiales abarca desde los materiales cerámicos para aplicaciones biomédicas, tribológicas y estructurales, hasta los materiales metálicos porosos y densos para la industria pulvimetalúrgica. Además de los aceros rápidos con elevada resistencia al desgaste, la investigación de materiales híbridos cerámicometal como los cermets, carburos cementados y herramientas diamantadas constituyen otro renglón con importante dedicación. Dada la gran versatilidad de la tecnología de polvos, los materiales obtenidos pueden ser tanto micro como nanoestructurados, líneas en las que actualmente se realizan desarrollos para aplicaciones en SOFCs, y materiales para células solares fotovoltaicas. La conjunción entre la metalurgia, la ciencia de materiales y la termodinámica permite atacar problemas relacionados con la optimización de procesos industriales ya existentes así como también la generación de nuevos procesos y diseño de nuevas aleaciones. A modo de ejemplo, los estudios relacionados con la interacción sólido-gas durante la consolidación de diversas aleaciones permite tomar en cuenta la influencia de la atmósfera de sinterización para el control de las reacciones de óxido-reducción; alternativamente investigar los procesos de tratamientos térmicos superficiales o incluso la determinación de cinéticas de oxidación de materiales en diversas aplicaciones. Por otra parte, el diseño de aleaciones por ordenador, conjuntamente con el manejo de materia prima en forma de polvo, permite obtener microestructuras específicas y adecuadas expresamente de acuerdo a las propiedades requeridas de cada aleación. En el campo de los metales la actuación de este grupo de investigación y por tanto su oferta tecnológica se extiende a toda la línea de procesamiento de polvos, partiendo desde la producción de las partículas mediante atomización (por gas o agua), pasando por compactación, sinterización, etc, hasta la caracterización de las propiedades tanto estáticas como dinámicas del material sinterizado con o sin tratamiento térmico posterior. 18

19 Materials Department Consolidation of Metallic and Ceramic Powders Unit The Unit focuses on the processing of metallic and ceramic powders, aiming at the development of materials whose microstructures and properties are especially tailored for specific applications. The materials under study in this area range from technical ceramics for biomedical, tribological and structural applications to porous and dense metals for the PM industry. Between these extremes and apart from HSS with high wear resistance, research on composite materials like CerMets, cemented carbides and diamond tools constitutes another important area of activities. Given the versatility of powder technology the materials can be micro or nanostructured, thus gaining opportunities to adapt to the new applications according to technological trends. To this end, present developments are in progress in the fields of SOFC, and materials for solar cells. The synergy between metallurgy, materials science and thermodynamics makes it possible to tackle problems related to the optimisation of existing industrial processes as well as the development of new processing routes and the design of new alloys. The study of solid-gas interactions allows, for instance, to take into account the influence of sintering atmospheres for: controlling oxidation-reduction reactions; studying gas surface treatments; or even determining the oxidation kinetics of materials in diverse applications. Additionally, the computer aided alloy design capabilities in this group along with the handling of raw materials in powder form also allows tailoring microstructures specifically for every required application. In the field of Powder Metallurgy the capabilities of this research Group and hence its technological offer runs from the manufacturing of the Metallic powder by gas/ water atomisation, passing through zapping, sintering, etc, to the characterisation of mechanical properties (static and dynamic) for the material in the as-sintered condition or after thermal treatment. 19

20 Departamento de Mecánica Aplicada Área de Dinámica Experimental y Diseño La investigación del Área se centra en cuatro líneas principales: Haptics Interfaces multiodales: Se desarrollan nuevos interfaces multimodales, con especial énfasis en dispositivos mecatrónicos, que posibilitan la interacción del usuario con un entorno simulado a través de los sentidos de la vista, el tacto y el oído. Ferrocarriles Esta línea aborda temas de dinámica ferroviaria que incluyen aspectos de modelización, simulación y experimentación (en banco de ensayos y en vía). En particular, se estudian la modelización y simulación dinámica de vehículos ferroviarios completos y componentes (amortiguadores, y otros elementos de suspensión), así como la interacción rueda-carril incluyendo el tema de contacto rueda/carril, con aplicación a alta velocidad con bogies de ancho variable. Ruido y Vibraciones Se estudian los problemas que afectan a varios sectores industriales realización de análisis modales, detección de fuentes de ruido, amortiguamiento de vibraciones, caracterización y optimización de soportes antivibratorios, etc. Esta labor requiere un tratamiento experimental (mediciones en laboratorio e in situ ) y teórico (desarrollo de modelos). También el estudio del ruido aerodinámico generado por el flujo turbulento. Biorrobótica Se diseñan nuevos instrumentales médicos robotizados que ayuden al cirujano en la operación. Un instrumental de este tipo (activo o pasivo) puede aumentar la precisión y habilidad del cirujano. En el caso de instrumentales activos el área de investigación cubre dispositivos tipo cobot, teleoperación y dispositivos hápticos para simuladores quirúrgicos. En este último tema, existe una especial colaboración con el Área de Simulación combinando el diseño y control de dispositivos hápticos con el modelado y simulación de tejidos para el desarrollo de simuladores quirúrgicos. 20

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