 |
|
|
|
| |
ESTUDI TREBALL INFORMACIÓ |
| |
| | ESTUDI | |
| | Què és? | |
L'Enginyer/a de Materials és el responsable últim del disseny i el bon funcionament d'una gran quantitat de productes que contribueixen a la qualitat de vida dels ciutadans de la nostra societat.
El concepte de Ciència i Tecnologia de Materials i, en concret, el concepte de nous materials, va aparèixer als Estats Units als anys seixanta i es va estendre a tot Europa. Així, les titulacions d'Enginyeria de Materials estaven ben establertes a tots els països avançats durant la dècada dels setanta. Tanmateix, aquesta titulació no va arribar a Espanya i, en concret, a Catalunya, fins als anys noranta. Una sèrie de factors entre els quals hi ha l'augment de la demanda de productes i serveis en les societats del benestar i les exigències de reducció de costos i de consum energètic van portar el sector industrial a requerir nous materials per a poder-hi donar resposta. Això va fer que en paral·lel a la demanda de nous materials apareixés un nou àmbit científic i tecnològic al voltant dels materials, que agrupa de forma multidisciplinària àmbits clàssics com la Física (sobretot de l'estat sòlid), la Química (sobretot orgànica i inorgànica) i les Enginyeries Química, Metal·lúrgia, Mecànica, Electrònica i també molts altres àmbits amb un pes menor com poden ser, entre d'altres, la Biologia o la Mecànica de Fluids.
El paper que juguen i han jugat els materials en l'evolució humana és extraordinari, no només perquè les diferents etapes prehistòriques s'anomenen segons els principals materials emprats, com ara l'Edat de Pedra, l'Edat del Bronze o bé l'Edat del Ferro, sinó perquè darrere de cada gran avenç tecnològic hi trobem un material que n'és clau i que el fa possible. Així, la primera gran revolució de la informació es produeix perquè hi ha un material, el paper, que permet editar llibres en grans quantitats i a preus assequibles.
La segona gran revolució de la informació vé de la mà del silici, que permet fabricar els xips. Podem pensar també en la revolució industrial i la màquina de vapor, que haguessin estat impossibles sense disposar d'acer en grans quantitats i a preus econòmics. Com a últim exemple pensem en el transport i, en particular, en l'aeroespaial. Aquest no hagués estat possible sense el desenvolupament dels aliatges d'alumini, de titani i de les ceràmiques tecnològiques.
Els materials no s'han de confondre amb la matèria. Quan estudiem la matèria pensem en àtoms, enllaços químics i estructures cristal·lines. Tanmateix, en parlar de materials hem d'introduir el concepte del procés d'obtenció, que configura la seva estructura o microestructura i que, per tant, acaba controlant les seves propietats. En altres paraules, les propietats d'un material, que són definitives a l'hora de seleccionar-lo per a una determinada aplicació, depenen de la seva microestructura, entesa com l'arquitectura interna, i la forma de controlar la microestructura està en el procés d'obtenció del material. Això vol dir que el moldeig o la forja, en el cas dels metalls, la injecció o l'extrusió, en el cas del polímers, i, finalment, la sinterització o el moldeig en barbotina, en el cas dels ceràmics, produeixen diferents microestructures en cada tipus de material, en consequència, diferents propietats i, per tant, diferents aplicacions industrials. L'enginyer de materials és el titulat capacitat per entendre, controlar i decidir la conveniència d'un determinat material i d'un determinat procés. D'aquí la transcendència de la seva posició en l'estructura industrial en els països més avançats.
Quan es mira al voltant, resulta fàcil d'entendre que, malgrat la complexitat científica i tecnològica que podem trobar en el làser d'un reproductor de CD, en el xip d'una targeta de crèdit, en l'aleró de cua o la porta d'un Airbus o en una pròtesi de vàlvula cardíaca, tots aquests productes són d'ús generalitzat en la nostra societat i que podem trobar exemples similars en tots els àmbits industrials. L'Enginyeria de Materials es troba, doncs, en qualsevol dels àmbits del sector productiu i els seus titulats són els responsables últims del disseny i el bon funcionament d'una gran quantitat de productes que contribueixen a la qualitat de vida dels ciutadans de la nostra societat.
| | |
| |
| | Els estudis | |
Les assignatures troncals de les titulacions de materials s'agrupen en realitat al voltant de set grans àmbits o matèries generals.
El primer gran àmbit és el de l'estructura dels materials. Les seves assignatures revisen conceptes tals com enllaços químics, estructura cristal·lina, defectes cristal·lins i sòlids no cristal·lins, però també tracten aspectes de la termodinàmica dels sòlids per introduir els diagrames de fase i les transformacions de fases.
Els següents dos àmbits fan referència al comportament electrònic, tèrmic i òptic dels materials i al comportament mecànic dels materials respectivament. En el primer s'estudien les propietats electròniques, tèrmiques, magnètiques i òptiques dels materials en funció de la seva naturalesa i de la seva microestructura. En el segon les diferents assignatures estudien les equacions constitutives dels materials i per tant la elasticitat, la viscoelasticitat, la plasticitat, la fractura i la fatiga.
Un quart àmbit de matèries inclou les assignatures relatives a l'obtenció, la selecció, el processament i la utilització dels materials. Dintre d'aquest gran àmbit s'estudien els processos i això inclou l'extracció dels metalls dels seus minerals, la síntesi de compostos químics i la polimerització. En un altre estadi s'estudien els processos des del punt de vista de la transformació dels materials i això inclou la conformació, els tractaments superficials, els tractaments tèrmics i les tècniques d'unió. Dintre d'aquest mateix àmbit s'estudien els possibles defectes, les tècniques d'assaig i control, el comportament en servei i el deteriorament que inclou envelliment, fragilització, corrosió i desgast. La qualitat i el manteniment són també aspectes considerats i, finalment, s'aborden temes relacionats amb el reciclatge, l'enginyeria ambiental i la seguretat.
El cinquè àmbit de matèries està relacionat amb l'economia i l'organització. S'estudia l'economia dels processos industrials, els sistemes integrats de producció i disseny i, finalment, el modelatge i la simulació dels processos i sistemes industrials.
El sisè àmbit de matèries fa referència als projectes en l'enginyeria. Els aspectes més relevants fan referència a la metodologia, l'organització i la gestió de projectes i les seves normatives.
Finalment, el setè àmbit fa referència a la tecnologia i aplicacions dels materials. Aquí les assignatures aborden les característiques específiques de les relacions entre estructures i propietats, introdueixen criteris de selecció i processament per, finalment, descriure la utilització i normativa dels diferents materials: metalls, polímers, ceràmics, compòsits i altres materials.
Aquest conjunt de matèries troncals abasten tots els àmbits bàsics de la ciència i la tecnologia dels materials. Seguint les assignatures que desenvolupen aquestes matèries, és possible adquirir uns sòlids fonaments que permetin entendre i dominar les relacions existents entre estructura o microestructura i propietats i entre elles amb el processament i a la inversa, és a dir com el processament afecta les altres dues. Aquest bagatge permet entrar amb èxit a dissenyar materials i a dissenyar amb materials i, per tant, ser útil en enginyeria en allò que fa referència a la previsió de la vida en servei d'un producte o component.
A part de les assignatures toncals, cada universitat i, fins i tot, cada centre en cada universitat que imparteixi la titulació d'Enginyeria de Materials, pot incloure un conjunt d'assignatures optatives i l'estudiant pot escollir un conjunt d'assignatures de lliure elecció. A part de les assignatures optatives cal incloure-hi el projecte de final de carrera. En funció de la universitat que imparteixi la titulació és possible trobar blocs d'optatives que representin un bloc d'intensificació d'algunes matèries. És a dir, que les optatives poden estar organitzades al voltant, per exemple, dels materials funcionals o bé dels materials estructurals. L'estudiant podria, així, reforçar la seva formació en l'àmbit dels materials funcionals (semiconductors, optoelectrònics, magnètics, etc.) o bé en l'àmbit dels materials estructurals (d'interès per les seves propietats mecàniques).
| | |
| |
| | Competències que es desenvolupen amb l'estudi | | Les competències bàsiques que s'adquireixen en aquest estudi estan relacionades amb la seva pròpia multidisciplinarietat. L'obtenció, extracció o síntesi dels materials està relacionada amb la llicenciatura de Química i l'Enginyeria Química, mentre que la caracterització de les diferents propietats està relacionada amb els estudis de Física i les Enginyeries Mecànica, Elèctrica o Electrònica. Finalment, molts aspectes del processament estan relacionats amb diferents enginyeries, d'entre les quals hi ha la Mecànica, la Química, la Mecànica de Fluids o l'Electrònica.
La capacitat per relacionar aquestes diferents disciplines amb la finalitat d'obtenir el material més idoni per a una aplicació específica és probablement la competència més notable que proporciona aquesta titulació. Cal tenir en compte, per exemple, que si la física estudia la matèria i, en particular, les posicions atòmiques i els seus enllaços a partir d'equacions de mecànica quàntica, l'Enginyeria de Materials ha de partir de les seves solucions per tal de resoldre la microestructura i l'efecte sobre les propietats. Així mateix, mentre l'Enginyeria Mecànica estudia i descriu els útils i la maquinària necessaris per a la conformació de materials, en processos tals com la forja, la laminació o l'extrusió, l'Enginyeria de Materials s'ocupa del que li passa al material durant el procés per tal d'entendre la relació que es produirà entre la microestructura final i les propietats que s'obtinguin.
Per assolir aquests coneixements i experteses fan falta competències bàsiques o eines que permetin treballar els nous conceptes i descriure les tecnologies. Per això, més que recomanable, és exigible tenir una sòlida formació bàsica en elasticitat i, a ser possible, resistència de materials.
Per tal d'estudiar conceptes de propietats mecàniques, és imprescindible dominar eines matemàtiques que permetin descriure les equacions del comportament mecànic dels materials. Les eines matemàtiques bàsiques són també de gran utilitat a l'hora de descriure el comportament físic (electrònic, tèrmic o magnètic) dels materials, o bé la seva termodinàmica. És també necessari que l'estudiant tingui una bona base química, no només per entendre les reaccions químiques sinó també per entendre la formulació. Resulta força evident que en el camp dels polímers, en ser compostos orgànics, cal treballar amb formulacions que cal entendre, reconèixer i recordar. Finalment, és fortament recomanable que l'estudiant tingui una visió prèvia i àmplia del camp dels materials i, per tant, ajuda molt que s'hagi cursat prèviament una assignatura de fonaments dels materials abans d'entrar a la titulació. Finalment, estudis previs de termodinàmica, electrònica, mecànica o bé mecànica de fluids seran sempre benvinguts.
|
|
| | |
| | Activitats complementàries durant els estudis | | Entre les activitats complementàries recomanables durant la realització dels estudis cal esmentar, en primer lloc, el domini d'idiomes i, en particular, de l'idioma anglès. En l'actualitat, pensar en ser enginyer i no dominar l'anglès és absurd. De fet, s'hauria de desaconsellar de seguir els estudis a qui no sàpiga o estudiï anglès.
Així mateix, una altra activitat altament recomanable és la de tenir una bona formació informàtica, no només ofimàtica o fins i tot de gestió, sinó de coneixement de sistemes com UNIX i de programes de càlcul mitjançant el mètode dels elements finits. Cada cop més, en el disseny dels processos industrials i especialment en la conformació de materials es fan estudis de simulació que redueixen temps i costos. Aquests mètodes permeten arribar molt més ràpidament i amb èxit al prototip final.
Finalment, resulta molt aconsellable la realització de pràctiques en empreses en algun moment dels estudis. Actualment, hi ha força centres que tenen programes que permeten als estudiants prendre aquest tipus d'opcions.
|
|
| | |
| | TREBALL |  |
| | Quina feina fan els titulats en aquests estudis? | | Els titulats en aquests estudis poden treballar com a enginyers en moltes posicions de la cadena productiva. La seva incorporació a l'empresa pot anar des de departaments de recerca i desenvolupament de productes fins a departaments de control de qualitat. Atès que els materials, el seu processat i el control de la qualitat són els eixos fonamentals de la seva formació, la versatilitat d'aquests titulats és notable.
Com a feines específiques es pot dir que poden intervenir en processos de disseny de producte i selecció de materials. En aquesta àrea poden intervenir en tasques de modelització per ordinador de processos o de productes. Es poden utilitzar criteris de vida en servei per a la selecció dels materials i els enginyers/es de materials han rebut formació en aquest àmbit.
En l'àrea de fabricació, l'enginyer/a de materials intervindrà en aspectes de control de la producció i de la seva qualitat. En l'àrea de qualitat, són els enginyers/eres de materials els tècnics més qualificats.
La formació específica en obtenció de materials dóna a aquests enginyers/eres la possibilitat de treballar en aspectes relacionats amb el reciclatge de materials i, en general, en temàtiques que tinguin a veure amb l'impacte ambiental d'una determinada tecnologia. L'anàlisi de fallades de components o productes, el que es coneix com a enginyeria forènsica, és també una de les àrees en què els enginyers/es de materials poden contribuir de forma molt significativa gràcies a la seva formació. Finalment, els titulats poden portar a terme perfectament tasques de gestió en l'empresa. Sense poder considerar que són especialistes, la seva formació els ha donat els fonaments necessaris d'organització d'empreses i economia que els ha de permetre abordar aquestes responsabilitats. |
|
| | |
| | Sortides professionals | | Aquesta és una titulació nova entre les enginyeries clàssiques. El fet que fins ara no tingui atribucions professionals es deu a què fins ara ningú no ha demanat a un jutge que dictamini quines són. El dia que això arribi, l'Enginyeria de Materials tindrà atribucions pròpies i els seus titulats es pondran col·legiar. Pel que fa a les perspectives laborals dels titulats dintre de les empreses, són similars a les de la resta d'enginyeries clàssiques. L'empresa demana persones que sàpiguen resoldre problemes i això és la raó per la qual es formen els enginyers/es de materials.
L'experiència durant aquests últims anys és que els titulats no han tingut més problemes que la resta de titulats d'enginyeries per trobar feina. Val a dir, tanmateix, que hi ha sectors industrials on les possibilitats de trobar feina són més elevades: automoció, aviació i aeronàutica, transport en general, construcció civil, sector de la indústria química, que inclou transformació de plàstics, medi ambient i reciclatge, i sector metal·lúrgic. Això no vol dir que els enginyers de materials no puguin trobar feina en altres sectors, atès que, com en altres enginyeries, la seva polivalència els permet treballar en àrees molt diverses: des d'oficines de patents fins a llocs tècnics en restauració i rehabilitació de béns culturals, per posar dos exemples extrems.
|
|
| | |
| | Àmbits de treball | | Pel que fa als àmbits en què es pot desenvolupar la professió, la diversitat és encara més amplia.
El fet que tot el món que ens envolta sigui material, malgrat que això pugui semblar una broma, fa que l'Enginyeria de Materials estigui involucrada en qualsevol procés industrial.
Tal com s'ha dit abans, la varietat de sectors industrials on pot treballar un enginyer/era de materials és molt àmplia.
Així, poden haver-hi àmbits relacionats amb materials funcionals, per a indústria electrònica i de noves tecnologies, i àmbits relacionats amb materials estructurals, tals com els de l'automoció i el transport.
Tanmateix, àmbits com l'art, la cosmètica, la farmàcia o la sanitat no són estranys a les habilitats i coneixements que pot aportar l'Enginyeria de Materials.
Els aliatges de titani dels implants dentals o bé els polímers biodegradables per a la dispensació "in situ" de fàrmacs demostren les aportacions decisives de l'Enginyeria de Materials.
La fibra de vidre per a les comunicacions i la transmissió de la informació o bé les fibres de grafit per a les noves perxes que usen els atletes per saltar són demostració de la complexitat dels nous materials i del seu processament per tal d'optimitzar-ne les prestacions. |
|
| | |
| | Observacions | | Hi ha camps tecnològics que arriben a una certa saturació al cap d'uns anys, atès que després d'un gran desenvolupament inicial, els salts qualitatius realment importants dintre d'aquell àmbit s'espaien en el temps.
Tanmateix, la tecnologia de materials es manté sempre en primera línia, atès que l'avenç en nous materials està a la base del desenvolupament de qualsevol tecnologia innovadora.
Els nous camps de recerca que es presenten en aquest inici de segle, com són les nanotecnologies i la bioenginyeria entesa sobretot a nivell cel·lular, són terrenys en els quals l'Enginyeria de Materials hi haurà de jugar un paper protagonista. Val a dir que probablement en el futur la tecnologia de materials acabarà sent més i més especialitzada dintre de cada àmbit, atesa l'especificitat de les aplicacions i la progressiva complexitat de les demandes a les quals ha de respondre el material per a poder portar a terme una determinada vida en servei. Així, els materials per a aplicacions aeroespacials i les demandes sobre ells són i seran molt diferents a les dels biomaterials, o materials implantables en el cos humà. Per tant, malgrat que la demanda de nous materials amb característiques cada cop més sofisticades no sembla tenir fi, sembla també que un cert grau creixent d'especialització per àmbits acabarà sent amb el temps cada cop més justificable.
|
|
| | |
| | INFORMACIÓ | |
| | Informació acadèmica de l'estudi: | |
| | |
| | Centres docents de les universitats catalanes on s'imparteix l'estudi | | |
| |
| | Reconeixement de crèdits entre cicles formatius de grau superior de la formació professional específica i els estudis universitaris | | | Les universitats catalanes validaran com a assignatures ja cursades els crèdits que s’hagin determinat en els diferents acords de reconeixement, entre cicles formatius de grau superior i estudis universitaris. Per accedir al contingut dels acords cliqueu aquí. |
|
|
| |
| | Perspectives | | Les perspectives de futur, de forma molt general, semblen esplèndides, atès que no hi ha indicis que la demanda de nous materials per a diferents aplicacions industrials s'hagi d'aturar.
Tanmateix, dintre de l'entorn industrial català, la situació pot venir amb un cert retard, igual que ha arribat amb retard la titulació, atesa la diferent cultura industrial i tecnològica dins les empreses en relació amb altres països avançats.
Hi ha necessitats explícites, com ara el reciclatge de productes o la realització periòdica de controls de qualitat de productes, així com la creixent demanda de modelització i simulació per ordinador de processos i productes prèvies a la producció en cadena, que fan que el paper de l'enginyer/a de materials hagi de jugar cada cop un paper més important en la indústria del futur. |
|
|
| |
| | Institucions d'interès | |
|
| |
| |
