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IK4 Doctorados

 

GAIKER

Investigación Aplicada en las Áreas de Biotecnología, Medio Ambiente y Reciclado y Plásticos y Composites.

 
DOCTORADOS

GAIKER

Monitorización remota de variables de proceso y de comportamiento en uso de producto, mediante la integración de sensores y electrónica embebidos en composites poliméricos

GAIKER

INICIO: 09/2018

ABIERTO

OBTENCIÓN GRADO DOCTOR/A: 09/2021

Descripción

La necesidad de monitorización de estructuras de composite, en el proceso de su fabricación y a lo largo de todo su periodo de vida de uso, está dirigiendo la atención de la investigación en materiales poliméricos hacia los composites multifuncionales que incluyen sensores y electrónica  en su composición. En sectores como el aeronáutico, el eolíco, el de automoción o en la construcción es estratégico poseer información sobre el comportamiento en uso de sus productos. Por otro lado, el desarrollo de la industria 4.0 necesita de materiales capaces de comunicarse con su entorno en todas las etapas involucradas en los procesos de fabricación.

 

Cada alternativa de sensorización tiene distinto potencial de utilización industrial y carencias. Los sensores que monitorizan propiedades eléctricas (DEA, DC ) tienen limitaciones para ser utilizados cuando los composites se refuerzan con fibras de carbono (conductoras). Los métodos basados ​​en la utilización de fibra óptica (OFI, OFR, OFS) necesitan de una instalación laboriosa embebida dentro del composite, la diferencia de diámetros de la fibra óptica y las fibras de refuerzo de los composites, inducen fallos en el material, lo que disminuye sus propiedades mecánicas y la fiabilidad del sensor, además la fibra óptica es frágil, por lo que la probabilidad de la destrucción del sensor es elevada, lo cual debe tenerse en cuenta por razones de coste y eficiencia.  En el caso de la monitorización sin sensores embebidos, cuando se emplean transductores de ultrasonidos, estos deben fijarse firmemente a las superficies y compensar posibles contracciones que aparezcan en el moldeo para conseguir el acoplamiento acústico, o con la termografía infarroja las mediciones se limitan al espectro visible. La investigación en nuevos sistemas de sensorización de materiales busca la superación de las limitaciones.

 

El reto y el enfoque de la tesis doctoral se dirige hacia el diseño de composites funcionales que monitoricen remotamente tanto las variables del proceso de fabricación como la integridad estructural de las piezas a lo largo de su vida. Para lo cual es necesario que la integración en el composite de sensores y electrónica  (RFID, tarjetas de circuitos impresos,…)  no encarezca el producto, no alteren las propiedades mecánicas del material, la  señal generada sea medible e interpretada remotamente y que ésta permanezca inalterada durante el periodo de vida del producto. Entre los candidatos prometedores para cumplir estos requerimientos se encuentran los microhilos magnéticos con propiedades magnetoelásticas y magnetostrictivas, recubiertas de vidrio de bajo coste y la electrónica basada en sensores piezoelécticos. En el caso de las fibras ferromagnéticas, estas pueden ser formuladas con indistintas características de impedancia inducida e integradas en el composite junto con las fibras de refuerzo. Las fibras ferromagnéticas tienen potencial para transmitir una señal en el rango de radiofrecuencia, proporcional a la deformación inducida en un composites como efecto de una carga aplicada, además las fibras ferromagnéticas pueden ser diseñadas para facilitar la monitorización de temperaturas en el rango (50 - 200ºC,) que abarca el rango de procesado de los composites termoestables, por lo que pueden ser utilizadas para el control online de variables de proceso como la temperatura y tiempo de curado.

Departamento o Unidad del Centro Tecnológico Asociado

Area de Materiales Plásticos y Composites

Línea de investigación

Composites 4.0

Fecha inicio prevista

09/2018

Fecha obtención grado doctor/a

09/2021

Requisitos necesarios

Ingeniería en automática y electrónica industrial
Ingeniería en Telecomunicaciones
Máster en sistemas embebidos
Máster o ingenierías equivalentes

Se exige tener realizado el Máster para poder acceder directamente a la matriculación en el Programa de doctorado correspondiente al año 2018-2019

Dominio del inglés hablado y escrito
Capacidad de relación y trabajo en equipo.
Proactividad, responsabilidad y compromiso.
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