Ingeniariak Eskolan

Non egiten duzu lan?
Ingeniaritza Elektrikoko Sailean lan egiten dut, zehazki, linea eta sare elektrikoei buruzko Elektriker taldean. Doktoretza egiten ari naiz Javier Mazón doktorearen eta Agurtzane Etxegarai doktorearen zuzendaritzapean. Agurtzane Etxegarai.

Zergatik ari zara tesi bat egiten? Zein izan da zure ibilbidea?
Duela urte batzuk, Energia Berriztagarriak Sistema Elektrikoan Integratzeko Masterrean hasi nintzen Euskal Herrian Garai hartan, Masterreko azken lana Arruti Subestaciones enpresak goi-tentsioko konektoreen kasuan hainbat altueratako koroa-efektuaren garapenari buruz zuen industria-premian zentratuta zegoen.
Elementu finituen analisiaren bidez koroa-efektuaren izaera iragarlea konpontzeko moduari buruzko lehen hurbilketa planteatu ondoren, interesgarria iruditu zitzaidan doktorego-eremuko nire ikerketari norabide horretan jarraitzea. Aldi berean, arazoa doktoretza mailan garatzeak master amaierako hainbat lan eta gradu amaierako lan paraleloak sortu zituen. Lan horiek ikasle parte-hartzaileen garapen profesionala hedatu dute, baita dagokion ikerketa-ildoan egindako aurrerapenena eta hainbat argitalpenena ere.
2020an, Mungiako Electrotécnica Arteche enpresan sartu nintzen doktoretza-prestakuntzaren barruan. Bertan, sare elektrikoan sorkuntza berriztagarria integratzeko azterlanen esparruan hainbat lan egin nituen urte batean, egungo Global Services Managerraren jarraibideen arabera. Praktika horretan, tentsioa neurtzeko transformadore gaituen modelaketan ere lagundu nuen, sare elektrikoan harmonikoak zehazteko.
Uste dut I+Gko industria-ariketa garrantzitsua dela, tokiko garapen teknologikoak indartzen dituelako nazioarteko merkatu gero eta lehiakorrago baten barruan. Horrez gain, prestakuntza egokia behar da ikerketan aritzeko, eta prestakuntza hori unibertsitateak ematen du, doktorego-prestakuntzaren bidez. Era berean, esan dezaket Euskal Herrian berrikuntza eta bultzada teknologiko eta zientifiko handiko eskualdea dela; beraz, hazkunde akademiko eta profesionalerako aukera bikaina da, eta ezin nuen alferrik galdu.

Azal diezagukezu zertan datzan zure doktore-tesia?
Koroa efektua gas-ingurune isolatzailearen ionizazioari dagokio, adibidez, airea, ingurunean libre dauden karga elektrikoen ondorioz. Azalpenik sinpleenean, “elur-jausi efektua” da, ikusmen-eredu bereizgarri bat sortzen duena, eta hortik datorkio izena: “koroa”.
Fenomeno elektriko hau nahi gabekoa da galera elektrikoak, zarata kaltetutako elementuen inguruan, interferentzia elektrikoa, eta kasurik okerrenean, arku elektriko baten eraketa dela eta. Beraz, garrantzitsua da iragartzea zer baldintzatan gerta daitekeen edo ez. Horrez gain, ekipo elektriko guztiek bete behar dituzte diseinu-baldintza jakin batzuk saiakuntzaren bidez, eta koroa efektua ez da egon behar ohiko eragiketa-baldintzetan.
Nire doktorego-tesia azpiestazio elektriko metalikoetako elementuetan koroa efektua agertzeko aurresateko metodoen garapenean eta egiaztapenean kokatzen da. Metodo horiek deskarga-prozesuaren portaera fisikoan oinarritzen dira, bai eta aztergai den objektuaren geometrian, beste elementu batzuekiko hurbiltasunean eta ingurumen-baldintzetan ere. Nire lanean ezarritako esparrua industria-saiakuntzetara bideratzen da.
Koroa-efektua moduetan garatu ohi dela ere uste du, hau da, polaritatearen arabera (piezari aplikatutako tentsio-maila) goi-tentsioko elementu metalikoetatik gertu eboluzionatzen duten egitura emergenteak daude, hala nola aldizkako deskargak (pultsuak) edo distira jarraitua. Nire lanak modu horien ezaugarri fisikoen eta iragarpen-irizpide gehigarrien arteko lotura eskaintzen du.

1. a. Lehenengo argazkian azpiestazio elektriko baten gainazaleko eremu elektrikoaren magnitudea ikusten da, saiakuntza-baldintzetan, elementu finituen programa baten bidez kalkulatuta. Eremu elektrikoaren magnitudea aldatu egiten da konektorearen azalera osoan, oinarrizko bi arau fisikoren arabera. Karga elektrikoa konektorean banatzen da, energia kontserbatzeagatik azalera ekipotentzial bat osatuz; beraz, eremu elektrikoa konektorearen kurbadura lokalaren mende dago kasu idealean. Koroa efektua hasteko, beharrezkoa da eremu elektrikoak gutxieneko balio bat izatea, eta hortik fenomenoaren garapena aztertzeko lehen urratsa izatea.
2. b. Goi-tentsioko laborategi bateko konektore baten baldintza normaletako saiakuntza. Koroa efektuaren hasiera harrapatu ahal izateko, beharrezkoa da entsegua iluntasun osoz egitea, eta denbora behar da giza begiak bere sentikortasuna egokitzeko. Kasu horretan, kamera profesional batek erosoago erregistra ditzake puntuak koroa efektua ikusten den entsegu-elementuaren barruan. Horrez gain, garrantzitsua da kontuan hartzea ingurumen-baldintzak erregistratu egin behar direla, faktore garrantzitsua baitira koroa efektua garatzeko.
3. Irudi honetan, saiakuntza batean, helburu horrekin diseinatutako elektrodoan behatutako koroa efektuaren mota desberdinen garapena ikusten da, CCD kamera bat erabiliz. Jarduera optiko handieneko eremuak bereizteko erabiltzen den tonalitatea logaritmikoa da, MATLABen “inverse hot” kolore-eskala erabiliz. Ikusten den formazio filamentosoa “streamer” izenez ezagutzen da, eta puntatik gertu intentsitate handieneko zonari “distira” deitzen zaio. Aplikatutako tentsioaren polaritateak eta magnitudeak definitzen dute zer modu-mota ikus daitekeen elektrodoan.

Zer aplikazio praktiko ditu? Argitalpenik egin duzu?
Nire ikerketaren industria-aplikazio nagusietako bat gailu elektrikoen diseinua eta garapena hobetzea izan da, hala nola koroa efekturik gabeko metalezko estaldurak dituzten konektoreak eta sentsoreak. Koroaren aurkako gailuak ere sortu ditu, eta UPV/EHU patente-prozesuan dago.
JCRn indexatutako argitalpen bat egin dut, eta une honetan beste bitan ari gara lanean: goi-tentsioko berezko diseinuko elektrodoetan iragarpen-irizpideak aplikatzeari buruzkoa, eta aurrez aipatutako koroaren aurkako gailuen diseinua murrizteari buruzkoa.
Horrez gain, beste gai batzuekin lotutako hainbat hitzalditan parte hartu dut Arteche Elektroteknikan. Adibidez, Finlandian antolatutako International Conference on Smart Energy Systems and Technologies (SEST) delakoan, non tentsio-transformadorearen hainbat muga konpondu ziren parke berriztagarriak sare elektrikora konektatzeko azterketetan beharrezkoak diren harmonikoak neurtzeko. Lan honen emaitza den artikulua ere indexatuta dago.
Enpresa horretan praktikak amaitu ondoren, Electrotécnica Arteche-ko langileekin batera lan egin nuen berriro, CIGRE Paris 2022n argitaratzeko prozesuan dagoen konferentzia-artikulu bat garatzeko. Artikulu hori parke berriztagarrietako harmoniko-iragazkien konexioen kasuan gaintentsioaren, gainkorrentearen eta finkatze-denboraren parametroei buruzkoa da, eta parametro horiek iragazkien dimentsionamenduarekin nola lotzen diren azaltzen du.
Iragarpen-irizpideen azterketari buruzko beste argitalpen batzuk “COMSOL Conference 2020” n egin dira. Lan hau nire doktoretzan erabilitako koroa efektuaren iragarpen konparatiboetako batean zentratzen zen, COMSOL 5.6 aplikazioan inplementatutako tresna berriekin alderatuta.

Enpresa batekin kolaboratzen duzu? Egonaldirik egin duzu atzerrian?
Nire ikerketa-ildoarekin zuzenean lotuta, Arruti Subestaciones eta CLARA bezalako enpresekin lan egin dut, nire doktorego-gaiarekin ildo zuzenean, eta, aldi berean, Tecnaliak eta nazioarteko laborategiek egindako saiakuntzetan bere taldeen emaitza esperimentalak ikasi ditut. Proiektu alternatiboetan ere parte hartu dut Arteche elektroteknikan. Bestalde, nazioarteko doktoregoaren aipamena lortzeko, hainbat egonaldi egin ditut Alemaniako Rostock Unibertsitatean. Hasieran, koroa efektuaren hainbat modu behatzeko elektrodo egoki bat diseinatu eta garatu zen, eta hori Artetxen egin nuen praktika profesionalarekin batera egin zen. Ondoren, egonaldiaren zati bat egin dut. Bertan, elektrodo espezifikoaren diseinuari buruzko saiakuntzak egin ditugu zure goi-tentsioko laborategietan, eta emaitza horiek Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation aldizkarian argitaratzeko lanean ari gara. Gaur egun, bigarren egonaldira bidean nago, entseguetan gailu sofistikatuagoak ezartzera, iragarpen-metodologia berri bat balidatu nahian.

Zer gustatzen zaizu gehien zure lanetik? Zer uste duzu ematen zaizula ondo?
Nire lanetik gehien gustatzen zaidana munduari buruzko sortzetiko jakin-mina garatzea da. Jakin-mina da erregaietako bat, eszeptizismoaz eta pertseberantziaz gain, beharrezkoa doktorego-lan bat egiteko. Harriduraren eta zorroztasunaren arteko nahasketa egon behar du. Ikerketa-arloak izaera aldakorra du, eszeptikoa, ezer ez da iraunkorra eta, hala ere, teoria bikainak eskaintzen dizkigu mundua ulertzeko.
Horrez gain, ezagutza hori gizartearentzat baliagarriak diren elementuen ekoizpenean inplementatzeak doktoretza batean egindako ahalegin guztiak sendotzen ditu, nahiz eta, behin betiko, pazientzia izan behar duzun, zure ideiak ikerketa-esparrutik industriara inplementatuta ikusteko funtsezko denbora itxaron behar duzulako, nahiz eta horrek ez dion prozesuari gogobetetzen.
Uste dut asko gustatzen zaidan eta, aldi berean, produktiboa naizen zerbait fenomeno fisikoen portaerak irudikatzeko zenbakizko ereduen garapenean dela, eta alderdi hori gero eta gehiago hobetu da doktoretza osoan zehar. Jasotzen dudan informazioa iragazi eta sailkatu ahal izatea ere bada nire trebetasun nagusia jardueretan, argudio koherente bat sortzeko helburuarekin. Horri esker, erabaki hobeak har ditzaket, eta esparru asko hartzen ditu barnean, ez soilik profesionala.

Non lan egin nahiko zenuke tesia amaitzen duzunean?
Nire esperientzia dela eta, ikuspegi integrala dut ikerketa-eremuaren eta industria-aplikazioaren artean. Enpresa batean profesionalki garatu nahi dut sistema elektrikoari buruzko ekonomia hobeto ezagutzeko, bereziki I+G+b arloan. Gai hori Euskadiko enpresa askoren portaeraren osagarri da. Epe luzean, nire esperientziak enpresa-esparruan aholkulari izateko trantsizioa egiteko aukera eman diezadala nahi dut. Hori ondo egokitzen zitzaion erronka berriei aurre egiteko eta ezagutza arazo berrietan ezartzeko nuen nahiari.

Argitalpenak:
https://orcid.org/0000-0002-8098-0445

Non egiten duzu lan?
Ingeniaritza Mekanikoko Sailean egiten dut lan, zehazki, Errendimendu Handiko Fabrikazio Taldean, Laser Prozesatuaren adarrean. Doktoretza egiten ari naiz Jon Iñaki Arrizubieta eta Aitzol Lamikizen zuzendaritzapean. Aldi berean, talde horretako ikertzaile gisa kontratatuta nago Elkartek IMAGINE (KK-2021/00120) proiektuarekin.

Zergatik ari zara tesi bat egiten? Zein izan da zure ibilbidea?
Industria Teknologiako Ingeniaritza Gradua Bilboko Ingeniaritza Eskolan amaitu nuen 2016an. Graduko azken hilabeteetan eta masterreko lehen urtean Eskolako Fabrikazio Tailerrean borondatezko praktikak egiteko aukera sortu zitzaidan, zehazki, Hilo bidezko Elektrohigadura adarrean. Fabrikazioaren arloa interesatzen hasi zitzaidan, eta ikerketaren sektorea pixka bat gehiago ezagutzeko modu egokia iruditu zitzaidan. Ikerketa-taldean egiten zuten lanarekin ohitzeko aukera izan nuen, eta metalezko fabrikazio gehigarriaren adarrak atentzioa eman zidan.
Orduan erabaki nuen nire prestakuntza teknologia horretara bideratzea, eta masterreko azken urtean atzerrira joan nintzen, Cranfieldeko Unibertsitatera hain zuzen ere. Han,Fabrikazio Aeronautikoko masterra egin nuen, eta master amaierako lana egiten aritu nintzen soldadura-laborategian, non fabrikazio gehigarri metalikoko prozesuak ere ikertzen baitzituzten. Eskolako ikerketa-taldearekin harremana mantendu nuen, eta 2018an taldean sartzeko aukera izan nuen, ikertzaile kontratatu gisa.
Ikerketa-mundua izugarri gustatzen zitzaidan, eta 2019an doktorego-ikasketak hastea erabaki nuen. Uste dut doktorego-tesia egitea urrats logikoa dela I+Gn aritu nahi baduzu, metodo zientifikoaren oinarriak ezartzeko eta oso modu didaktikoan ikertzen ikasteko aukera ematen baitizu.

Azal diezagukezu zertan datzan zure doktore-tesia?
Nire doktorego-tesia fabrikazio aditibo metalikoko edo 3D inprimaketako teknologietan kokatzen da, zehazki, laser eta hautsarekin Fokatutako Energia Deposizioan. Zehazki, material anitzeko ekarpenera bideratu dugu, eta bertan, aldi berean, izaera desberdineko materialak uzten ditugu, zeramikak eta metalak, adibidez.

La fabricación in-situ de estructuras multi-material dota al proceso de mayor flexibilidad y amplía notablemente las capacidades del proceso. Adibidez, gradiente konposizionalak eraiki ditzakegu, non materialen propietateak pixkanaka aldatzen diren. Hala ere, badira aurre egin beharreko erronka batzuk. Alde batetik, prozesuaren alderdiak, adibidez, hauts-partikulen portaera fluidodinamikoa ekarpen-ahoaren bidez, propietate inertzial desberdineko materialekin lan egiten dugunean. Bestalde, alderdi metalurgikoak; izan ere, prozesu termikoa denez, materialek elkarren artean erreakzionatuko dute, ekarpenen propietate mekanikoak eta osotasun metalurgikoa aldatuz.

Zer aplikazio praktiko ditu? Argitalpenik egin duzu?
Nire ikerketaren aplikazio industrial nagusietako bat errendimendu handiko estaldurak ekoiztea da, baldintza oso zorrotzak dituzten eta tenperatura altuetan lan egiten duten gainazalen higadurarekiko erresistentzia hobetzeko. Estaldura mota horiek bereziki interesgarriak dira moldearen eta matrizearen industrian, baita Oil & Gas sektorean ere. Gaur egungo industria-paradigma eta jasangarritasuna, iraunkortasuna eta fidagarritasuna bezalako funtsezko kontzeptuak kontuan hartuta, interes handia du balio erantsi handiko osagaien bizitza baliagarria hedatzeak. Moldearen eta matrizearen industriaren kasuan, tresnak ekoizpen-kostuen % 50 izan daitezke, batez ere higadura goiztiarra jasaten dutenean. Gainazaleko propietateak hobetzeko teknikak ezarriz, balio erantsi handiko tresna horien balio-bizitza luza daiteke, haien ordezkapena atzeratuz eta ekoizpen-kostuak nabarmen murriztuz.

A. Metalezko hauts-fluxua ekarpen-pita baten irteeran, laser-sortarekin irradiatzeko, urtu eta substratu baten gainean utzi arte: ezk.) Benetako hauts-fluxua. Esk.) CFD simulazioa.
B. Metalezko matrizeko konposite baten konposizio-mapak, laser bidezko ekarpenaren bidez fabrikatua. Zeramikazko partikula tungsteno karburoa da (errefortzua), Stellite 6ren metalezko matrizean sartuta dagoena, kobalto oinarriko aleazio batean. Partikularen inguruan tungsteno ugariko dendritak sortzen dira, benetan tungsteno karburoak direnak. Interakzio hori laser bidezko ekarpen-prozesuan jasandako ziklo termikoaren ondorio da, eta, neurri batean, prozesu-parametroen bidez kontrola daiteke.
c. Bi probetaren deformazioa indazio batean. Lehenengoa monolitikoa da, hau da, aleazio metalikoak soilik osatzen du (Stellite 6). igarrenak % 40ko errefortzua du tungsteno karburoaren pisuan. Karakterizazio mekaniko hori Rockwell C gogortasun-saiakuntza simulatzen duen eta materialaren plastifikazioa kontuan hartzen duen elementu finituen eredu baten bidez egin da.
Orain arte, bi argitalpen ditut JCRn indexatutako aldizkarietan. Era berean, nazioarteko kongresuetan parte hartzeko aukera izan dut, hala nola LANE 2020 Alemanian eta MESIC 2021 Espainian, eta kongresu nazionaletan, CNIM 2020 esaterako. JCR aldizkari indexatuetan beste bi artikulu zientifiko argitaratzen ere parte hartu dut, egilekide gisa.

Enpresa batekin kolaboratzen duzu? Egonaldirik egin duzu atzerrian?
Taldearen ikerketa-proiektuen bidez, hainbat enpresarekin, teknologia-zentrorekin eta unibertsitaterekin lan egiten dugu. Zehazki, askotan lan egin dugu Tecnalia, Azterlan edo IMHrekin. Gainera, doktorego-tesiaren barruan, gaur egun Arrasateko Unibertsitatearekin elkarlanean ari gara estalduren higaduraren karakterizazioan. Bestalde, nazioarteko doktoretza aipamena lortzeko, egonaldi bat egin dut Finlandiako Tampere Unibertsitatean. Egonaldiko hiru hilabeteetan material anitzeko ekarpenen karakterizazio metalurgiko eta mekanikoari dagokion tesiaren zatia lantzen aritu naiz, eta orain lortutako emaitzak argitaratzeko prozesuan gaude.

Zer gustatzen zaizu gehien zure lanetik? Zer uste duzu ematen zaizula ondo?
UIkerketan gehien gustatzen zaidan ataletako bat da beti dela interesgarria. Erronka berriei aurre egiten eta gauza berriak ikasten etengabe egoteko aukera duzu. Gainera, zenbat eta gehiago sakondu gai batean, orduan eta errazagoa da bertan ikertzen jarraitzea, eta oso atsegina da. Etengabeko motibazio hori iruditzen zait onena.
Bestalde, taldean dugun giroa oso positiboa eta aberasgarria dela uste dut. Oso ekosistema berezia da! Gure ikerketa batez ere esperimentazioan oinarritzen denez, lan asko egiten dugu elkarrekin. Ideiak eta emaitzak partekatzen ari gara, eta, askotan, bateratze hori da gertatzen dena ulertzeko eta aurrera jarraitzeko gakoa.
Emaitzak aztertzea ondo iruditzen zaidala esango nuke, ikasitako bertute bat da. Uste dut daukadan antolatzeko gaitasunak nire alde jokatzen duela, eta aukera ematen dit modu eraginkorrean ikusteko saiakuntza esperimentalen bataila baten emaitzak; joerak eta korrelazioak bilatzeko. Era berean, asko gustatzen zait literaturan lortutako emaitzak justifikatzen eta/edo babesten dituzten azalpenak bilatzea.
Ikasitako bertute bat dela esan dut, erronka horiei behin eta berriz aurre eginez garatzen dugun gaitasun bat dela uste dut. Nolabait, irakurtzen eta ikusten dugunaren arabera kontzeptuak barneratzeko eta geure ikerketan aplikatzeko gaitasuna lortzen ari gara. Uste dut, halaber, nire alde jokatzen duela Eskolako graduan eta masterrean jaso dugun prestakuntzak. Zentzu horretan, uste dut jasotzen dugun hezkuntza oso osatua dela eta ingeniaritza-oinarri oso finkatuekin ateratzen garela. Horrek asko errazten du benetako arazoei arin eta eraginkortasunez aurre egitea.

Non lan egin nahiko zenuke tesia amaitzen duzunean?
Argi daukat ikertzen jarraitu nahiko nukeela. Uste dut asko geratzen zaidala ikasteko eta hobetzeko tarte handia dudala. Fabrikazio gehigarri metalikora bideratuta jarraitu nahi nuke, industrian aukerak amaigabeak direla iruditzen zait. Une honetan goraldian dagoen teknologia da, eta uste dut ez dagoela hainbesteko jende espezializaturik. Industriara jauzi egitea gustatuko litzaidake, enpresa pribatu bateko I+G departamentu indartsu baten bidez edo zentro teknologiko batean lan eginez. Irakaskuntza ere gustatzen zait, eta ez dut baztertzen etorkizunean unibertsitatera itzultzea, baina oraintxe bertan asko deitzen dit industrian lan egitea. Izan ere, enpresa pribatu eta publikoetan ikertzeko modua erabat desberdina dela uste dut, eta esperientzia hori ere bizi nahi nuke.

Argitalpenak:
Influence of process parameters on the particle–matrix interaction of WC-Co metal matrix composites produced by laser-directed energy deposition, Materials & Design 2022, 223, 111172 https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111172

Functionally Graded AISI 316L and AISI H13 Manufactured by L-DED for Die and Mould Applications, AppliedSciences 2021, 11(2), 771 https://doi.org/10.3390/app11020771

Enhancement of tribological properties by laser metal deposition of AISI H13 and WC coatings, Dyna 2020, 95, 430-435 https://doi.org/10.6036/9623