Investigadores de Getafe crean una herramienta para predecir cuándo se romperán los materiales industriales
El estudio, liderado por Miguel Castillón y los profesores Javier Segurado e Ignacio Romero, permite calcular la vida útil de un material sometido a esfuerzos constantes mediante una única simulación, lo que reduce drásticamente el tiempo y el coste computacional respecto a los modelos tradicionales.
GETAFE/28 DICIEMBRE 2025.- Investigadores del Instituto IMDEA Materiales, situado en Getafe, han desarrollado un innovador método matemático para predecir con gran exactitud la formación y el crecimiento de grietas en componentes de ingeniería. El estudio, liderado por Miguel Castillón y los profesores Javier Segurado e Ignacio Romero, permite calcular la vida útil de un material sometido a esfuerzos constantes mediante una única simulación, lo que reduce drásticamente el tiempo y el coste computacional respecto a los modelos tradicionales.
El avance tecnológico, presentado el 15 de diciembre de 2025, se centra en resolver el problema de la «fatiga» de los materiales. Este fenómeno ocurre cuando un componente se somete a cargas cíclicas —esfuerzos repetidos— que acaban provocando su fractura. Hasta ahora, los modelos convencionales necesitaban simular cada ciclo de carga uno a uno para estimar cuándo fallaría una pieza, un proceso extremadamente lento si la grieta tardaba millones de ciclos en aparecer.
La clave de este nuevo sistema reside en el uso de «solucionadores controlados por energía». Según explican los autores del trabajo, publicado recientemente en la revista International Journal of Fatigue, esta técnica es capaz de seguir toda la trayectoria de la grieta en una sola simulación de principio a fin. El método evalúa numéricamente cómo cambia la flexibilidad del material a medida que la grieta crece, utilizando estos datos junto a la denominada Ley de Paris, una regla estándar en ingeniería, para determinar el avance del daño en el tiempo.
Una de las principales ventajas de esta herramienta desarrollada en Getafe es su versatilidad. Al no requerir una calibración extensa ni repetir simulaciones complejas para cada tipo de componente, puede aplicarse directamente a diferentes materiales y geometrías. Esto la hace especialmente útil para evaluar problemas de fatiga a muy largo plazo, incluso en casos donde las piezas soportan un número ultra alto de ciclos de carga, sin generar costes adicionales de computación.
Para garantizar la transparencia y permitir que otros científicos utilicen este avance, los investigadores han puesto a disposición pública todos los archivos y el software utilizado, denominado PhaseFieldX, a través de la plataforma GitHub. El marco de trabajo ya ha sido validado con éxito tanto con soluciones teóricas como con datos de pruebas reales en materiales con grietas de trayectorias curvas y complejas.
