Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

Control piezoeléctrico de sistemas con materiales polímeros electro-activos y elastómeros magneto-reológicos bajo incertidumbre

Nace en Cartagena en 1991. En 2014 obtiene la titulación en Ingeniería Industrial por la Universidad Politécnica de Cartagena, obteniendo a su vez el premio Ginés Huertas por su proyecto fin de carrera. Entre 2014 y 2018 desarrolló su proyecto de tesis doctoral en el departamento de Matemática Aplicada y Estadística de la facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad Politécnica de Cartagena, bajo la dirección del Dr. Francisco Periago Esparza y la codirección del Dr. Jesús Martínez-Frutos, obteniendo el grado de doctor en 2018 por la Universidad Politécnica de Cartagena. Realizó la tesis doctoral gracias a la ayuda con cargo al programa "Contratos predoctorales de formación del personal investigador" de la "Fundación Séneca - Agencia de Ciencia y Tecnologia de la Región de Murcia", con referencia 19744/FPI/15, de 4 años de duración . Mientras desarrolló la tesis doctoral realizó estancias investigadoras en la Université de Clermont-Auvergne (Clermont-Ferrand, Francia) en el año 2017 bajo la supervisión del Dr. Arnaud Münch.  Tras finalizar la tesis, continuó con 1 año de contrato posdoctoral incluido en la beca concedida por la Fundación Séneca, en la Universidad Politécnica de Cartagena, y realizó una estancia de investigación en la Universidad de Swansea en 2019. En el año 2019 obtuvo una beca de la Fundación Séneca para realizar una estancia posdoctoral investigado acerca de "Control piezoeléctrico de sistemas con materiales polímeros electro-activos y elastómeros magneto-reológicos bajo incertidumbre" en la Universidad de Swansea con el Dr. Antonio J. Gil. Paralelamente está asociado al desarrollo del proyecto "DIseño y Control ÓPtimo de la nueva generación de Materiales Activos (DICOPMA)", financiado por la Fundación Séneca-Agencia de Ciencia y Tecnología de la Región de Murcia.  Posee comunicaciones en congresos nacionales e internacionales, así como publicaciones científicas en revistas de carácter nacional e internacional. Domina la lengua inglesa y tiene conocimientos de la lengua francesa.


Resumen del proyecto de investigación

Durante su tesis doctoral y el período de formación predoctoral, Francisco Javier Marín Marín ha trabajado en problemas de control óptimo de sistemas vibratorios, modelados por ecuaciones en derivadas parciales (EDPs), con incertidumbre en sus parámetros de entrada. En estos sistemas se ha establecido la hipótesis de que los desplazamientos son pequeños, y se trabaja con ecuaciones lineales. Sin embargo, existen otros materiales que se deforman ampliamente, y para los cuales el comportamiento es no lineal y no se puede aplicar estas hipótesis de pequeñas deformaciones. Recientemente, se han realizado bastantes avances en el modelado y análisis numérico de elasticidad lineal y electro-elasticidad, con materiales polímeros electroactivos y elastómeros magneto-reológicos, en la Universidad de Swansea, por parte del grupo de investigación receptor. Estos materiales tienen una aplicación destacada como músculos artificiales y en robótica flexible. Estos dos años de desarrollo posdoctoral tratan de combinar lo trabajado en la tesis de Francisco Javier con los conocimientos del grupo receptor sobre el análisis numérico de estos novedosos materiales, planteando como línea de trabajo principal el desarrollo de una herramienta computacional que permita el control óptimo robusto en la elasticidad no lineal y la electro-elasticidad no lineal, con incertidumbre en los parámetros. Esta línea de trabajo es novedosa, pues no hay ningún trabajo sobre el control de este tipo de materiales tampoco en el caso determinista.

Área de conocimiento

Matemáticas, computación, informática, electrónica y comunicaciones

Centro de investigación

Swansea University

Investigadores o grupo de investigacion con el que colabora

El grupo de investigador tiene una amplia experiencia en producción de artículos de investigación, y he aprendido mucho de su método de trabajo.

Período de Actividad

01/04/2019 - 31/03/2021

Resultados más destacados del proyecto

Artículos de investigación:

• A Convex Multi-Variable based Framework for Multilayered Electro-Active Polymers. Francisco J. Marín, Jesús Martínez-Frutos, Rogelio Ortigosa  and Antonio J. Gil. (in the process of submission)

Principales 5 resultados

Artículos de investigación:

- A Convex Multi-Variable based Framework for Multilayered Electro-Active Polymers. Francisco J. Marín, Jesús Martínez-Frutos, Rogelio Ortigosa  and Antonio J. Gil. (in the process of submission)

- Marín FJ, Martínez-Frutos J, Periago F.: A polynomial chaos-based approach to risk-averse piezoelectric control of random vibrations of beams. Int J Numer Methods Eng. 1–18, 2018. https://doi.org/10.1002/nme.5823

- Marín FJ, Martínez-Frutos J, Periago F.: Robust averaged control of vibrations for the Bernoulli-Euler beam equation. J. Optim. Theory Appl. 174(2), 428-454 (2017). https://doi.org/10.1007/s10957-017-1128-x

Objetivos científicos alcanzados hasta la fecha

Hemos conseguido elaborar un código de elementos finitos para resolver problemas de materiales composites laminados de rango-uno, sujetos a grandes deformaciones, y ya tenemos preparado un primer paper de investigación sobre ello. A su vez, estamos incoporando viscoelasticidad en el modelo, y también pensamos ampliarlo a laminados de mayor rango.

Estancias Anteriores

Entidad de realización: Université Clermont-Auvergne

Tipo de entidad: Universidad

Facultad, instituto, centro: Laboratoire de Mathématiques, Université Blaise-Pascal

Ciudad entidad realización: Clermont-Ferrand, Auvergne, Francia

Fecha de inicio-fin: 16/01/2017 - 20/04/2017 Duración: 3 meses - 5 días

Objetivos de la estancia: Doctorado/a

Temática: Técnicas de control óptimo de sistemas con incertidumbre.

Actualmente investiga en la linea

Control of Electroactive Polymer composite materials


Descríbenos tu día a día en el centro

En mi centro diariamente trabajo yo, y las reuniones con mi supervisor y el equipo son semanales. Sin embargo, cuando la situación lo requiere, tenemos contacto casi diario.

¿Qué tal es la experiencia, tanto desde un punto de vista científico como personal?

Desde un punto de vista científico es excelente, porque venía de una universidad pequeña como la UPCT, y el nivel de investigación que hay en esta universidad me ha sorprendido, y he podido asistir a muchas charlas científicas.

Desde un punto de vista personal, es una experiencia muy buena, puesto que vivir en el extranjero te enseña a desarrollarte como persona y resolver problemas. Además, me ha servido para perfeccionar el inglés.

Defíne el centro en una frase

Centro de investigación de Computational Mechanical Engineering

Dinos por qué elegistes este centro

El sistema de investigación en Reino Unido es muy bueno, y en particular este centro tiene muchos recursos y mucha gente dedicada a la investigación en Computational Mechanical Engineering, y la proyección de futuro despues de haber trabajado aquí, es muy buena.

Instalaciones

Zienkiewicz Centre for Computational Engineering

Investigadores relevantes del centro

¿Sigues un programa formativo en el centro?

Asistí a un curso de formación en elementos finitos la primera parte de la estancia. Mi supervisor se encarga de que cumplamos los objetivos de aprendizaje.

Háblanos de tu ciudad, aquello que desees resaltar de ella, que te ha llamado más la atención, lo esencial

Es una ciudad tranquila, y muy bonita si te gusta la naturaleza. El problema es que llueve muy frecuentemente, y hace mucho viento, pero si estás preparado para ello, adelante. Hay muchos paisajes bonitos que visitar, y también tiene su actividad juvenil por el centro los fines de semana.

A partir de que el Brexit se haga efectivo, imagino que habrá que pedir un visado. De momento, los ciudadanos europeos no lo hemos necesitado.

Y cuando no investigas, ¿qué te ofrece la ciudad para tu tiempo libre?

La ciudad ofrece el lugar perfecto para relajarte, pudiendo pasear a lo largo de su playa.

WEB del centro

https://www.swansea.ac.uk/

¿Cómo accediste al centro?

Un investigador de mi grupo de investigación había estado allí, con lo cual teníamos buenas referencias.

¿Por qué te admitieron, qué tramites seguiste para ello?

Me comuniqué con el investigador responsable, y accedió a que realizara allí la investigación. Él realizó los trámites necesarios para mi admisión allí.

¿Qué caracteriza el centro en el ámbito internacional?

El centro es un referente en ingeniería mecánica computacional a nivel internacional.

¿Qué consejos darías a otros jóvenes investigadores que quieran acudir a este centro?

Cualquiera que haya estudiado ingeniería, y le guste la programación, está en condiciones de abordar el trabajo que requiere, ya que la ingeniería en España tiene bastante nivel-

¿Qué destacarías, qué es lo que consideras más positivo?

Esta beca me ha permitido entrar en un grupo de investigación que trabaja a un alto nivel.

¿Que estas haciendo?

En esta estancia investigadora estoy aprendiendo a tratar con sistemas modelados por ecuaciones no lineales, como extensión a mi doctorado, en el que trabajaba con sistemas lineales. Gracias a mi aporte en el control óptimo e incertidumbre, junto con el gran trabajo previo del equipo en modelado de materiales polímeros electroactivos, estamos en capacidad de desarrollar un gran trabajo.

¿Qué resultados esperabas de la estancia? ¿Se están satisfaciendo tus expectativas?

Se esperaba adquirir:

- Ampliación del campo de trabajo (más multidisciplinar) y de las posibilidades de investigación, pues las técnicas aprendidas durante el doctorado son aplicadas a otros problemas, y se tiene que aprender nuevas herramientas propias de ellos.

- Mejora del nivel de programación y en mayor cantidad de lenguajes.

- Mejora de la capacidad de adaptación a nuevos entornos.

 

Se está cumpliendo, es una experiencia necesaria en la carrera de investigación.

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