IMDEA Materiales: la alquimia del siglo XXI para construir el futuro

GETAFE/Reportaje (29/03/2026) – Experimentan con compuestos que se pueden reabsorber por el cuerpo para sustituir huesos, o con materiales mas ligeros, más dúctiles y más resistentes para aeronáutica; su línea robótica realiza centenares de combinaciones de polímeros que resistan al calor o la tensión; explotan la impresión 3D con aplicaciones médicas y nuevos materiales más adaptables; o crean unas nuevas baterías que podrían resolver algunos de los problemas de carga y espacio de las actuales. En el IMDEA de Materiales, los alquimistas del siglo XXI vienen de todo el mundo a prestar su conocimiento en Getafe: el futuro ya es una realidad.

En las márgenes de la M-50, en TecnoGetafe, un imponente edificio se levanta indiferente a las miradas que ocasionalmente se posan en él. No es una zona de paso, quizá mucha gente no haya ni siquiera reparado en su presencia, pero en su corazón más de 170 investigadores trabajan en proyectos que pueden cambiar el futuro. Llegados de todo el mundo, y en constante rotación, el IMDEA de Materiales desarrolla hasta 17 líneas de investigación que deconstruyen el mundo que nos rodea para reinventar las posibilidades de futuro. “Somos una fundación pública de investigación”, explica Jon Molina, director e investigador principal del centro. “La Comunidad de Madrid decidió fundar institutos de investigación públicos a nivel regional en áreas que consideraba que eran de interés general”. Así nacieron los centros de Agua, Energía, Nanociencia, Software, Nutrición, Networks y Materiales, este último ubicado en Getafe. El resto repartidos por la Comunidad.
Elegir esta ciudad no era casual “tenía mucho que ver también con la actividad, muy centrada en el sector aeronáutico. De hecho, empezamos con mucha colaboración con Airbus”. La aeronáutica está muy ligada a los materiales y ahí comenzaron las primeras líneas de trabajo con fibra de carbono, plásticos o materiales estructurales. La premisa era “hacer ciencia y excelencia”. Pero a escala internacional, captando talento de cualquier parte del mundo.
Para determinar la dirección del trabajo cuentan con un comité asesor científico externo e investigadores de los mejores centros del mundo, como Oxford o Cambridge, que les evalúan anualmente. Ahora conviven más de una veintena de nacionalidades. “Asiáticos de China principalmente, India, Irán o Turquía, además de europeos: italianos, franceses, alemanes. También de EEUU o de Latinoamérica. Más de la mitad de los investigadores es extranjero”. La movilidad es de doble dirección, puesto que promueven que los investigadores españoles puedan salir también fuera.
Mientras GETAFE CAPITAL visita el IMDEA, en el hall del edificio se está celebrando un speed dating entre los investigadores: citas rápidas en las que rotan para conocerse. No hay intención romántica en estos encuentros (o no a priori), sino que buscan intercambiar experiencias y conocer los proyectos en los que trabajan. Son 170 investigadores, con una rotación muy alta, y nuevas líneas de investigación constantes, por lo que es común no saber en qué se trabaja en el laboratorio de al lado. La sinergia entre equipos es también un valor añadido.
Con la llegada de Juan José de Vilatela, que lidera el grupo de Nanocompuestos se dio un salto sustancial en Materiales para la Energía y del trabajo de su equipo ha nacido una spin-off, Floatech que puede revolucionar el mundo de las baterías. Otro grupo estudia materiales resistentes al fuego, nuevos electrolitos. “Muchos de los procesos de generación de energía, procesos de producción de hidrógeno verde, son reacciones químicas que están catalizadas, aceleradas, por catalizadores que actualmente son un cuello de botella, materiales críticos como el platino: si puedes descubrir un nuevo catalizador más accesible y económico sería una revolución”. Y hace cinco años vieron la necesidad de dar el salto al sector salud, donde se abría una ventana de oportunidad para nuevos proyectos.
Ingenieros mecánicos, aeronáuticos, de materiales, biomédicos, e incluso algún biólogo se dan cita en esta fundación que tiene vinculación con múltiples universidades: la Politécnica, la Carlos III, la Autónoma, la Rey Juan Carlos… “Hacen aquí la investigación de su doctorado. Otros cuando acaban el doctorado vienen aquí a investigar”. La movilidad es fundamental para la investigación, así como la excelencia en los proyectos que se desarrollan.
Por eso, cuentan con equipamiento de última generación y una de las joyas de la corona es el laboratorio donde pueden contemplar la estructura interna de los materiales sin métodos invasivos. Un enorme aparato de rayos X, que es capaz de visualizar los átomos. En el family day que organizan periódicamente ‘jugaron’ con estos aparatos con los niños para ver a tamaño aumentado unas simples hormigas. “Hay muy pocos sitios en el mundo que tengan la capacidad de hacer esos ensayos in situ para ver procesos en tiempo real dentro de los microscopios”, explica Jon Molina. “Somos referencia en ese campo”. Pueden analizar hasta los átomos de los materiales.
La financiación proviene en un 30% de la Comunidad de Madrid y el resto “proviene de proyectos competitivos bien en convocatorias públicas competitivas a nivel nacional o europeo (sobre todo). También por contratos directos con empresas”.
Llevan con orgullo el nombre de Getafe, una ciudad que les ha acogido y con la que mantienen una gran relación. Muchos de los investigadores que vienen al IMDEA de Materiales reside en el municipio.

BIOMATERIALES PARA LA SALUD

Mónica Echeverry, lidera el grupo de Biometales, Recubrimientos y Dispositivos, centrado en el desarrollo de materiales avanzados para aplicaciones en salud. “La ingeniería de tejidos, la medicina regenerativa, el uso de biomateriales y el diseño de dispositivos médicos”, son algunas de las líneas principales a las que miran. Las impresiones 3D con metales y/o polímeros, son una de las vías de actuación. Para comprobar la seguridad de un material lo someten a condiciones similares, por ejemplo “si va a estar en sangre. Muy poca gente sabe que hay metales que se pueden degradar en el cuerpo, para reemplazar hueso, por ejemplo”. O imitando un vaso sanguíneo a través de un polímero. Mónica trabaja en chequear la biocompatibilidad de los materiales: “Tenemos incubadoras con células de diferentes tipos: de hueso, músculo…”. Saber cómo reaccionan los materiales en un ambiente similar a un cuerpo humano. “Poder estimular mecánicamente para que las células respondan a ese estímulo y se pueda cerrar más rápidamente la herida”, en materiales para curar heridas en diabéticos. Proyectan ideas y las ponen sobre la mesa.

FLOATECH, UNA SPIN-OFF QUE REVOLUCIONA LAS BATERÍAS

“Nos dedicamos a desarrollar métodos para aprovechar los nanomateriales a una escala macroscópica y tangible en el día a día”. Así introduce Juan José Vilatela el trabajo que desarrolla su grupo de nanocompuestos multifuncionales. Y la línea en la que indagan y en la que han tenido éxito es en aplicarlos a baterías, “por ejemplo de ion litio. Descubrimos un proceso para que un componente clave de las baterías, poder hacerlo de silicio. Es extremadamente importante en Europa para la transición energética. Se usa actualmente grafito que se extrae de minas y está controlado en un 96% por China: es un material crítico a reemplazar urgentemente”. Poder sustituir el grafito por silicio es de una importancia fundamental, porque “es muy abundante en Europa y tenemos capacidad industrial para fabricarlo para otras aplicaciones Y además permite aumentar enormemente la rapidez de carga de una batería y el rango de un vehículo eléctrico”.
Un desarrollo que cristalizó en la creación de una empresa de base tecnológica, “una spin-off que se llama Floatech, que está alojada en TecnoGetafe y que está industrializando este proceso”. Las posibilidades son inmensas para una tecnología que permitiría duplicar el rango y disminuir la velocidad de carga. “La estrategia es primero lograr la integración en baterías para electrónica y utilizarlo como base para posteriormente integrarlo en vehículos eléctricos, que requieren mayor capacidad de producción”. Están ya trabajando con fabricantes en Europa, Corea y Japón y los prototipos podrían estar en comercialización en dos o tres años. Ya han registrado la patente que permitiría explotar esta tecnología, preferiblemente en España.

IMPRIMIENDO EL FUTURO

Las impresoras 3D se han popularizado, pero en IMDEA han llevado su uso a otro nivel. “Con piezas funcionales que van a tener una responsabilidad crítica. Estamos trabajando en el desarrollo de nuevos materiales que sean más fácilmente imprimibles, metálicos, estructurales”, explica Jon Molina, que dirige algunos de los proyectos. Por ejemplo, una estructura en una aleación de níquel que soporta temperaturas de 800 o 900 grados y que se puede imprimir con una porosidad interna del 50%. “La densidad baja muchísimo y podrías conseguir reducir el peso de componentes críticos del avión, con una reducción de consumo de combustible y una aviación más sostenible”.
También en el ámbito de la biomedicina desarrollan nuevos componentes e impresiones. “Esto es magnesio, es otra estructura porosa que queremos que pueda actuar como un andamio para regeneración de tejidos, por ejemplo, óseos”. Poder utilizar este material para una fractura de hueso crítica, diseñada a medida del paciente y que se reabsorba según el hueso se regenera. “Esa es nuestra idea, todavía no se está haciendo”. Sería decirles adiós a los clavos que luego hay que quitar.
Diseñan también nuevos stent para cirugías cardiovasculares. “Tiene que ser un metal con memoria de forma, con una elasticidad muy grande, para deformarlo mucho, pero que luego se libere y pueda recuperar la forma”. El nitinol es el compuesto que les está dando buenos resultados y que podría derivar en otra empresa que lo comercialice para fines médicos.

UN LABORATORIO ROBÓTICO A LA VANGUARDIA

El espacio del edificio de IMDEA ya se les ha quedado pequeño y han alquilado uno de los edificios de la vecina Politécnica donde se ubica uno de sus últimos desarrollos aplicado a la digitalización y el uso de algoritmos de IA para descubrir nuevos materiales. “En el mundo de los materiales hay un problema de disponibilidad de datos y hemos planteado hacer un laboratorio robótico que pueda ir fabricando y ensayando nuevos materiales dirigido por una IA. Hace la selección de qué experimento tiene que hacer y lo hace automáticamente”, explica Jon Molina, sobre uno de los proyectos implantados hace poco más de un año y que les ha convertido en referencia. Trabajan sobre polímeros, pero se podrá aplicar a otros materiales. Materiales que se autoapaguen por ejemplo y que se puedan usar en vehículos, aviones o también la construcción, vistos los problemas que han dado algunos revestimientos de fechada.
Ángela García, Burcu Ozdemir, Miguel Hernández y Petronela Chovancova forman parte del grupo de Descubrimiento Acerlerado de Materiales que explota las potencialidades de este laboratorio robótico. “Aquí puedes ver dos experimentos de degradación de materiales: metemos las muestras en los baños de agua y lo ponemos a una temperatura, y programamos el robot para que cada 12 horas saque x muestras, las pesa en la balanza para ver si ha cambiado de peso y las pone en una bandeja para que luego se analicen las propiedades mecánicas. Todo automáticamente”. Resulta hipnótico ver como un brazo robótico coge la muestra la traslada, la coloca y luego continua con su labor. Mezcla tipos de plásticos, la extrusora los funde, se transforman en muestras y con las probetas se ensaya sobre los materiales. Pruebas de impactos, de tracción, estiramiento, resistencia mecánica… “Todo este ciclo lo tenemos robotizado”. Y el objetivo es que todos los pasos se realicen de forma autónoma. Incluso ‘inventando’ prototipos sobre una Roomba que les servirá para trasladar muestras de un sitio a otro. Estudian la conductividad, que cambia con la temperatura, de hidrogeles para sensores de fuego. “Se prueban diferentes composiciones que luego pueden ir situadas en circuitos electrónicos”.

SOPORTANDO UN IMPACTO DE BALA

El doctor Davide Mocerino es el investigador postdoctoral del grupo de Materiales Compuestos Estructurales, que estudian nuevas combinaciones para aeronáutica o vehículos. La IA se asentado en este ámbito (en todos, en realidad) y les permite analizar en tiempo real los defectos que se producen en diferentes situaciones de presión y variando mínimamente las proporciones de los materiales, la fibra de carbono y la resina. “Presión, temperatura y simulamos un golpe”. Y trabajan también en la optimización del material. “Hacemos simulación de procesos, le ponemos una carga y vemos si resiste o no”. Tienen una parte en la que prueban “con impactos reales para ver cuánto aguanta”. Disparan a los materiales para ver la respuesta. “Simulamos la prueba del pájaro, el impacto de un ave congelada contra un avión”. Combinan fibra de carbono, de vidrio, de basalto, de carbono, resinas… para descubrir nuevas propiedades de resistencia, ignífugas… “la combinación perfecta para la aplicación que queremos”.
Uno de los proyectos en los que trabajan es la monitorización en tiempo real de los impactos que pueda tener, por ejemplo un avión, y sus consecuencias: “Si es necesario reparar o puede seguir. También para monitorizar la vida útil de un avión”.

PROCESOS INDUSTRIALES LLEVADOS AL MICROSCOPIO

En otro de los proyectos, el de Simulación Física “traemos a pequeña escala de laboratorio procesos que ocurren a nivel industrial”, explica la investigadora Paula Chonillo. “Forja, fundición, soldadura… segmentos pequeños de los materiales que se quieren estudiar”. Por ejemplo, aunque el cordón de soldadura suele ser muy resistente, las partes de que lo rodean suelen sufrir por los cambios de temperatura. “Prevenir cuándo puede fallar en el ámbito microestructural”. En otros de los estudios aplican al acero diferentes temperaturas, placas, tensión, presión… dependiendo del objetivo. Los estudios pueden ser a iniciativa de empresas que quieren comprobar la calidad de diferentes proveedores de material.