Materiales y matemáticas valiosas
Por Gustavo R. Plaza (Universidad Politécnica de Madrid)
El objetivo de este post es hacer algunos comentarios breves sobre la belleza y utilidad de las matemáticas en el ámbito científico y técnico de los materiales. Está inspirado en una de las ideas presentes en el blog desde un primer momento: nos pareció claro que, entre los lectores, encontraríamos estudiantes y también posibles futuros estudiantes del campo de la ciencia e ingeniería de materiales. Por ello, uno de los temas fundamentales es la formación.
Las ciencias físicas nos permiten describir el mundo en el lenguaje de las matemáticas. Por un lado las matemáticas permiten caracterizar y describir el comportamiento de los materiales, y por otro lado, las matemáticas permiten predecir cómo funcionarán los dispositivos que fabricamos con materiales bien caracterizados. Por ejemplo, podemos medir cómo se deforma y cual es la fuerza necesaria para romper un material en diferentes condiciones y, con estos datos, decidir el espesor de dicho material necesario para construir por ejemplo un automóvil, o un vehículo tan especial como un submarino o incluso un satélite.
Sin embargo, caracterizar materiales y emplearlos apoyándose en las matemáticas es algo que físicos, ingenieros y químicos han hecho desde hace mucho tiempo, sin necesidad en realidad de las extraordinarias posibilidades que aporta la ciencia e ingeniería de materiales (físicos, ingenieros y químicos han desarrollado conjuntamente esta disciplina). Porque la ciencia de materiales intenta explicar las propiedades de los materiales a partir de su composición, de cómo se procesan y de cual es su microestructura íntima. Con este conocimiento se pueden ingeniar nuevos materiales, que den respuesta a necesidades antiguas y a necesidades nuevas. Incluso a necesidades futuristas que sólo se han imaginado cuando nuestros conocimientos y nuestra tecnología las han hecho imaginables. Por ejemplo, materiales con memoria de forma que se utilizan en aplicaciones médicas, materiales que curan sus propias heridas (sus fisuras) o materiales que ya no nos sorprenden, pero que siguen siendo maravillosos, como los LEDs, que emiten luz a partir de una corriente eléctrica.
Detrás de estos materiales están las matemáticas, y los cálculos que ayudan a obtener un material con ciertas propiedades, indicando cómo debe ser su composición y su procesado. A la belleza de la descripción matemática de los materiales a nivel atómico, y a nivel molecular, y a nivel nanométrico, o microscópico, o a escala de metros… se une la utilidad de las matemáticas para el diseño de nuevos materiales.
Por estas razones, parecerá claro a los estudiantes y a los futuros estudiantes de ciencia e ingeniería de materiales el atractivo y la utilidad de estudiar materias que incluyen matemáticas como contenido primordial. Por estas razones, las matemáticas son tan importantes y tan apreciadas en la formación en ingeniería de materiales y en los demás estudios relacionados con este campo. Un profesional de este campo incluye a las matemáticas como una de sus herramientas más valiosas.
Soy estudiante de Ingeniería de Materiales aquí en la UPM y este artículo me parece que mueve un contexto vital, la importancia de las matemáticas y la motivación que la brindais; os felicito por el pots.
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Las matemáticas son platónicas, y como defendía Pitágoras, son bellas por sí mismas y no tienen porqué tener utilidad. Aveces, resulta que objetos del mundo real coinciden con modelos del mundo matemático, pero en caso contrario esto no significa que no estudiemos objetos del mundo matemático que por si solos no valen para nada, aunque podrían valerlo en el futuro. Recordemos que Einstein descubrio más rápido su famosa ecuación de la relatividad, gracias a que Leibniz y Newton ya habían desarrollado el cálculo diferencial. En cualquier caso me alegro que sirva para descubrir materiales maravillosos. Un saludo compañeros del cielo nocturno.
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Vuestra información es lógica, actualizada y científica. Felicitaciones, sigan adelante; son Ingeniero Quimico en Perú y me encanta mezclar diferentes materiales a fin de obtener uno nuevo. Valoro la naturaleza que nos brinda innumerables productos para procesarlos en otros nuevos, que satsfagan las necesidades de los humanos. A ello intento «unir» la tecnología de ordenadores para simular nuevos productos. Ojala podamos trabajar.
Me parece fascinante el mundo de los materiales, yo como electrónico, considero de vital importancia la física y los materiales.