Ingeniería Computacional de Materiales Integrada

PRINCIPALES LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

Descubrimiento virtual de materiales para aplicaciones funcionales a través del uso de DFT, cluster expansion y aproximaciones atomísticas combinadas con inteligencia artificial.
Procesado virtual: Integración de herramientas de simulación (atomística, termodinámica y cinética computacional, campo de fase) para simular el desarrollo microestructural de materiales durante el procesado.
Ensayo virtual de aleaciones metálicas: Desarrollo, calibración e implementación numérica de modelos constitutivos basados en microestructura para predecir el comportamiento mecánico de cristales. Simulación de la respuesta mecánica de materiales policristalinos metálicos mediante homogeneización policristalina basada en FFT y FEM.
Ensayo virtual de materiales compuestos: Implementación de modelos constitutivos en códigos de elementos finitos para simular el comportamiento mecánico de componentes estructurales.
Fabricación avanzada: Modelos multifísicos de procesos de curado de materiales compuestos dentro y fuera de autoclave, evaluando la evolución de la porosidad durante el proceso.
Procesos de fabricación inteligentes asistidos por simulación. Sensorización y control de proceso.
Estas aproximaciones son aplicadas a distintos materiales, en particular:
- Aleaciones metálicas ligeras (Al, Mg y Ti) y sus composites.
- Ni-based superaleaciones.
- Materiales y estructuras basadas en compuestos multifuncionales.
- Materiales para catálisis.

Métodos bottom-up (enlace entre escalas).
Desarrollo de herramientas modulares multiescala.
Integración de técnicas de selección rápida.
Modelos concurrentes.
Teoría de homogeneización.
Homogeneización computacional incluyendo solvers basados en FEM y Fast Fourier Transform (FFT).
Modelado y simulación de fenómenos de transporte multiescala (aplicación a materiales avanzados para baterías).

Modelado multiescala del crecimiento de dendritas (aproximación de red de agujas dendríticas).
Métodos numéricos para sólidos (aproximaciones basadas en elementos finitos y FFT).
Mecánica y micro-mecánica computacional.
Informática de materiales para el análisis de grandes conjuntos de datos.
Modelado y simulación de fragilización por H₂ en tanques y tuberías metálicas.
Estudio de mecanismos de diffusion de H₂en metales.
Descubrimiento de nuevos catalizadores para producción de H₂ y celdas de combustible.
Descubrimiento de nuevos catalizadores para la reacción de reducción de CO2.
Diseño y ensayo virtual de metamateriales para aplicaciones mecánicas.
Simulación de procesos de fabricación aditiva en metales incluyendo la simulación macroscópica de procesos termo-mecánicos mediante modelos multifísicos de elementos finitos, evolución de microestructura mediante campo de fase y predicción de respuesta mecánica utilizando homogeneización computacional de policristales.

Descubrimiento de materiales porosos para aplicaciones de energía (captura y almacenamiento de CO₂, almacenamiento de metano).
Diseño de líquidos iónicos.
Descubrimiento de materiales: estructuras con alta capacidad de adsorción y desorción de H₂.
Diseño de materiales porosos para captura y almacenamiento de CO₂.
Diseño de Metal Organic Frameworks para separación de gases para anestesia (Xe/Kr).