In memoriam Prof. Tsutomu Mori

A finales del año pasado el Profesor Tsutomu Mori dejó este mundo. Siempre le estaré agradecido por múltiples razones que recordaré en este breve pero respetuoso texto.

Fui muy afortunado al haber coincidido con el Profesor Mori en el tiempo en el que estuve en la Universidad de Manchester. En ese tiempo (entre 2005 y 2010) el Prof. Mori se encontraba semi-retirado después de una larga carrera en Japón. Su prestigio le permitió ser contratado como profesor visitante y disfrutaba de mantenerse activo sin la presión de trabajar para mantener una cierta productividad. Literalmente había alcanzado el punto en que podía investigar lo que quisiera y le pagarían por hacerlo. Fue una de las primeras personas que me dio la bienvenida al grupo y me comentó que había pasado un tiempo corto visitando el IPN y que le había impresionado el tamaño de la Ciudad de México.

Al Profesor Mori le gustaba que le llamáramos Ben, lo cual escandalizaba a nuestros compañeros estudiantes japoneses. Para ellos él era Mori Sensei y era una absoluta falta de respeto que nos dirigiéramos a él con tanta naturalidad. Él, sin embargo, nos había permitido esa libertad y nos mencionaba a menudo que no le gustaba tanto el estilo tan estricto y jerárquico de la academia japonesa.

El respeto lo tenía bien ganado sin duda alguna. Su artículo titulado: “Average stress in matrix and average elastic energy of materials with misfitting inclusions” publicado en 1973 tiene más de 9000 citas de acuerdo a Google Scholar. Este éxito es debido a que definió uno de los formalismos (conocido como Mori-Tanaka) más usados para determinar la respuesta elástica de materiales compuestos. Se ha demostrado su eficacia en múltiples tipos de materiales compuestos, incluyendo matriz metálica, matriz cerámica e incluso textiles.

Foto del autor con el Prof. Mori, meses antes de dejar Manchester
Foto del autor con el Prof. Mori, meses antes de dejar Manchester

Al Profesor Mori le debo varias cosas. La primera es algo que siempre me trae una sonrisa. Cuando me estaba explicando la matriz de transformación entre sistemas cristalinos me insistió en que usara lápices japoneses. “Los mejores en el mundo”, recuerdo que dijo. Tuvo el gran detalle de regalarme una caja y recientemente encontré todavía dos de ellos. La verdad es que es una delicia usarlos y me devolvieron el gusto por escribir con lápiz.

Todavía encontré los lápices Tombow que me regaló el Profesor.
Todavía encontré los lápices Tombow que me regaló el Profesor.

Ahora que menciono la matriz de transformación, esa es precisamente otra de las cosas por las que siempre estaré agradecido. Recuerdo que mi asesor (Michael Preuss) me pidió que preparara un modelo que calculara la reorientación de la red cristalina del intermetálico TiAl como resultado de un maclaje mecánico. El Prof. Mori me explicó con detalle la transformación entre sistemas cristalinos, efectivamente sistemas coordenados no ortogonales ni unitarios, y gracias a ello pude hacer tal modelo. A la fecha mantengo las hojas donde me lo explicó y su método de transformación es el que sigo enseñando en las clases que imparto.

Por último, siempre recordaré el consejo que me dio cuando tenía la opción de regresar a México o irme a trabajar a Estados Unidos. Recuerdo con claridad que me dijo que en México podría hacer una auténtica carrera de investigación y tener un grupo. También insistió en que era algo que le debía a mi país después de haber pagado por mi educación. Su consejo fue uno de los factores que motivó mi decisión de regresar, algo de lo que no me he arrepentido una sola vez.

Descanse en paz, Prof Tsutomu “Ben” Mori.

Investigación en tiempos de Covid

A mediados de marzo, estábamos planeando las actividades del resto del año. Teníamos los procesos de deformación plástica severa funcionando adecuadamente y por fin habíamos conseguido un buen método para la caracterización de la textura cristalográfica resultante. Entonces llegó el 13 de marzo y comenzaron los cierres. Primero los estudiantes de asignatura, para mediados de semana los tesistas y el 20 de marzo las instalaciones completas.

Tengo que decir que me equivoqué en mi apreciación de la gravedad de la pandemia. Mi única referencia era la gripe porcina del 2009 y pensé que no pasaría de eso. A medida que los días pasaban, sin embargo, era claro que éste era un virus diferente y más peligroso. Creo que en Coahuila nos encerramos a tiempo y aunque los nuevos contagios (y las muertes) continúan, no estamos tan mal. Ahora que se han reabierto las plantas industriales, esperemos que las medidas de prevención funcionen.

En términos de continuidad académica, conseguimos cerrar adecuadamente el semestre mediante clases en línea usando Microsoft Teams. También tuvimos los avances correspondientes a los tesistas actuales y se asignaron nuevos temas. En general, siento que he cumplido con mi labor como Coordinador Académico y hemos asegurado que los estudiantes continúen con sus actividades.

Mientras tanto, con el grupo de investigación, tenía la confianza de que pronto regresaríamos y que estaríamos en condiciones de retomar el trabajo experimental. Pero ahora que tenemos 3 meses de cuarentena y no se ve fácil o pronto el regreso, estamos trabajando para hacer todo lo posible con lo que tenemos.

Captura (desenfocada) de la reunión de grupo de investigación de esta semana

Tenemos buenos resultados de textura y de correlación digital de imágenes. Así que estaremos trabajando con su análisis. Adicionalmente, vamos a centrarnos en aplicar el modelo visco-plástico autoconsistente (VPSC) para estudiar por qué se forman las texturas que estamos midiendo. Si el cierre se extiende al fin de año, tendremos al menos modelos que describen cómo se deforma el material y podremos comparar ODFs medidas y calculadas.

Todavía quiero creer que regresaremos antes de que termine el verano, pero como suele decirse: hay que esperar lo mejor y prepararse para lo peor.

Oferta académica de Cinvestav

Desde los tiempos en que era estudiante de posgrado (hace casi 20 años) me sentí muy orgullos de pertenecer a Cinvestav. Ahora que tengo el gusto y el privilegio de ser investigador de este centro, me siento muy feliz de compartir el catálogo de posgrados que se ofrecen en nuestras unidades. Confieso que también me siento particularmente orgulloso de aparecer ahí como Coordinador Académico de la Maestría en Ingeniería Metalúrgica. A lo largo de 30 años, esta maestría ha graduado a 300 profesionales de la metalurgia. Este año tenemos 24 aspirantes de prácticamente todo el país, además de un extranjero. Han sido dos años de mucho trabajo en la Coordinación, pero todo ha valido la pena.

Oportunidad de doctorado en el grupo

El año pasado conseguimos recursos de parte del fondo SEP-Cinvestav para la realización de un proyecto en conjunto con el Dr. Mario Castelán del grupo de Robótica y Manufactura Avanzada. En este esfuerzo estudiaremos la deformación heterogénea de aceros de fase dual (DP). Este tipo de aceros tienen una gran resistencia mecánica, pero durante su formado para la fabricación de postes de la jaula de seguridad de automóviles presentan un fenómeno de recuperación elástica, comúnmente conocido como springback. Hay varias investigaciones donde se ha encontrado que durante la carga y descarga cíclica de estos aceros se presentan ciclos de histéresis y que el ancho de estos ciclos está relacionado con la gravedad del fenómeno de springback.

En este proyecto el objetivo es utilizar técnicas avanzas de análisis como la correlación digital de imágenes acoplada con deformación a escala reducida para estudiar el efecto de los husos de histéresis en el fenómeno de springback. La experiencia del Dr. Mario Castelán permitirá que el estudiante desarrolle habilidades avanzadas de análisis de imágenes para mejorar el entendimiento de este fenómeno.

La fecha límite para enviar información es el 16 de agosto de 2019, por lo que invito a que los interesados envíen su información a la brevedad posible. El proyecto es ideal para maestros en ciencias en Ingeniería Metalúrgica, Ciencia de Materiales e Ingeniería Mecánica, así como otras carreras afines. El correo de contacto es francisco.garcia@cinvestav.edu.mx

ECAP capabilities

La semana pasada por fin pudimos arrancar con el sistema de ECAP (Equal channel angular pressing, prensado angular por canales iguales) en el laboratorio. Han sido 9 meses, desde el inicio del año, donde le dedicamos mucho tiempo al diseño de los dados y el cálculo de la presión necesaria para formar materiales de aproximadamente 800 GPa de resistencia.

Por fin, el jueves pasado, teníamos casi todo listo y pudimos comenzar con la primera prueba. Por supuesto que encontramos problemas como la expansión térmica (que aunque fue considerada, nos provocó más problemas de los esperados) y todavía nos falta el sistema de calentamiento del molde. Pero a pesar de ello, pudimos formar una pieza de sección cuadrada de aleación Al-7075.

Encontramos algunos problemas ampliamente reportados en la literatura, como la fractura del material debido a una baja temperatura de formado y todavía tenemos que encontrar el mejor lubricante. Sin embargo, los resultados son alentadores.

Con estos resultados, tenemos ahora la capacidad de procesar materiales por las dos rutas principales de deformación plástica severa: ECAP y ARB. Podemos acelerar el procesamiento y comenzar a explorar las opciones de caracterización.

Líneas de flujo a escala microestructural. La barra de escala es de 200 micrómetros

Destinar el 1% del PIB a Ciencia y Tecnología

Desde que he estado relacionado con la investigación en México, se ha manejado la cifra del 1% a del Producto Interno Bruto como el paso necesario para poder mejorar nuestra producción científica. La mayoría de la gente considera que esto es algo que puede ocurrir por decreto y que destinar fondos federales para esta actividad es relativamente simple. También había escuchado muchas veces que en los países desarrollados se invertía hasta 7% del PIB en esta área. No me quise quedar con la duda y me puse a investigar sobre los porcentajes reales y encontré varias cosas interesantes.

En realidad, casi ningún país destina más del 0.8% de su PIB a CyT desde fondos gubernamentales. Además, los países que más invierten están en el orden de 3% de su PIB. La mayor proporción de fondos destinados a la investigación en estos países viene de fuentes privadas. En el caso de Alemania y Estados Unidos, cerca del 2% del PIB destinado a CyT proviene del sector privado.

Esto cobra mucha importancia en nuestro país, en particular ahora que se acerca la elección presidencial. Los candidatos acaban de discutir en el debate sobre sus planes para mejorar la inversión en ciencia. Ninguno, me parece, tiene claro que se requiere de la participación privada para alcanzar el famoso 1%.

Estas ideas las presento con más detalle en un artículo que recientemente publicó la Revista C2. Espero que el muy somero análisis que presente arroje algo de claridad sobre este tema.

We’ve only just begun

Es muy difícil estimar el tiempo necesario para la maduración de un grupo de investigación. En particular, mi percepción es que se requiere que varios aspectos se acomoden del modo y en el tiempo correcto. El que casi con seguridad es el más importante es la existencia de recursos financieros. En México nunca ha sido fácil hacer investigación, pero me da la impresión de que al haber crecido el ecosistema la competición por recursos es cada vez más cruenta. En segundo lugar, está la atracción de talento. No quiero decir con esto que los estudiantes sean menos importantes que los recursos. Sin embargo, sin dinero no es posible ofrecer un tema de tesis que sea realizable en el tiempo otorgado por Conacyt. Además, es menos probable atraer estudiantes destacados si uno no tiene la posibilidad de adquirir los materiales necesarios para su tesis. Por último, se necesita encontrar el tema de investigación en el cual se puedan concentrar los esfuerzos. Un tema que seainteresante desde el punto de vista científico y, preferentemente, con aplicaciones reales a mediano plazo.

 

Forja al estilo antiguo. Photo by Jonathan Bean on Unsplash

En mi caso particular, he tomado la ruta larga para encontrar estas condiciones. En los primeros años de mi trabajo, me concentré en realizar proyectos vinculados con la industria que me permitieran hacerme de recursos, mientras resolvíamos problemas reales. Como resultado, tuve la oportunidad de realizar adquisiciones importantes para el desarrollo de los temas de investigación más científicos, como el sistema de deformación a escala reducida, el molino de laminación y el software de correlación digital de imágenes. Sin embargo, esto limitó mi producción de artículos indizados, poniendo en riesgo mi productividad científica. Lo anterior ocurrió porque en general lo desarrollado en el marco de un proyecto industrial no es fácilmente publicable.

Fractura de Mg ZK60 durante el rolado.

Adicionalmente a lo anterior, la formación que obtuve del doctorado es del área de caracterización de las propiedades mecánicas de materiales a nivel micromecánico. El verso de Jeremías 6:27 lo resume mejor:
I have made you a tester of metals and my people the ore, that you may observe and test their ways
(Te he vuelto un probador de metales y a mi gente el mineral, para que puedas probar y observar su desempeño)
Por este motivo, necesité de un buen tiempo para hacerme de los equipos de prueba, pero también de los equipos de procesamiento necesarios para poder producir materiales con propiedades interesantes a nivel micromecánico. Mientras esto ocurría, seguí dirigiendo tesis de maestría y doctorado en temas interesantes, pero relativamente alejados del área de deformación en la microescala.
Ahora, siete años después de haber regresado a México, veo con muchísimo gusto que en el grupo de investigación tenemos una línea de investigación bien definida, con los equipos necesarios para explorar dicha línea y con recursos humanos de muy alta calidad que están obteniendo resultados interesantes. Hay muchos artículos que están por someterse y los temas no han dejado de ser de interés industrial.
Los siguientes años serán sin duda muy interesantes. Todo es cuestión de no perder el rumbo.

De regreso a lo básico

Tras haber intentado mantener una página estática y una comunidad activa en Facebook, he decidido regresar al blog. Sin duda WordPress ofrece la posibilidad de presentar una buena página y durante muchos años disfruté de mantener un blog.

Todavía faltan muchos ajustes, pero el sitio ya es funcional. Espero en estas vacaciones poder adelantar con la información que necesito subir y actualizar. Los invito a subscribirse al blog mediante RSS o algún otro sistema similar.

 

 

Ciclos

En diciembre de 2009 defendí mi tesis doctoral. Era el cierre de un viaje que me había tomado un poco más de 4 años en concretar. Como en la mayoría de las aventuras, si bien el alcanzar el destino es el objetivo, el mayor aprendizaje ocurre durante la travesía. Y en verdad, me siento muy afortunado de haber podido vivir todo lo que me tocó pasar en esos años. Todas esas experiencias me ayudaron a crecer en lo personal y en lo académico.

Hoy se gradúa mi primer estudiante de doctorado. De hecho, es el primer estudiante que tuvo la confianza de comenzar a trabajar conmigo en febrero de 2011. En ese entonces no tenía todavía una oficina, ni un laboratorio, ni proyectos y ni un sillón viejo de cuero (como diría el poeta). El inicio de su doctorado fue difícil, con proyectos que iniciaron muy prometedores y que después se malograron. Sin embargo, él nunca dejó de trabajar con esfuerzo y seguridad en que el resultado al final lo favorecería. Fue aprobando uno por uno los requisitos: Examen de inglés, artículo en revista indizada, manuscrito de tesis. Y hoy cumple con el último. La presentación de su examen de grado.

Con toda franqueza, me siento emocionado, orgulloso y satisfecho. Emocionado porque es la conclusión de su viaje de posgrado y me trae tantos recuerdos del mío. Orgulloso porque es un ejemplo de trabajo, dedicación y compañerismo, lo cual se puso de manifiesto con el apoyo que sus compañeros de grupo le brindaron cuando tuvo que imprimir los juegos de tesis. Y satisfecho porque a pesar de los problemas y, sobre todo, mi inexperiencia, está a un paso de conseguir su objetivo.

El aprendizaje que me ha dejado el dirigir esta tesis es invaluable. La situación ahora es muy distinta, el grupo tiene 8 integrantes y hemos conseguido ser exitosos en la búsqueda de recursos. Pero sobre todo, ahora sé lo que es llevar una tesis de doctorado hasta su conclusión como estudiante y como asesor. Es un gran compromiso y un gran esfuerzo, pero el resultado es en verdad satisfactorio.

Primeras pruebas del molino de laminación

Ha sido un inicio de semestre muy atareado. El nuevo molino de laminación ha sido instalado exitosamente y hemos comenzado con las primeras pruebas del mismo. Hasta el momento sólo se han rolado muestras de cobre y latón, pero esperamos muy pronto estar obteniendo los primeros materiales compuestos de Nb y Cu.