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  Economía  La revolución de los materiales con propiedades imposibles se hace realidad
Economía

La revolución de los materiales con propiedades imposibles se hace realidad

julio 21, 2026
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Los metamateriales son materiales artificiales diseñados para poseer propiedades ópticas, electromagnéticas o acústicas únicas, no existentes en la naturaleza (que no dependen, en general, de las propiedades intrínsecas del material base). Este diseño de su estructura geométrica interna (a escalas microscópica o nanométrica) permite todo tipo de aplicaciones , gracias a su especial idoneidad para manipular y controlar los diversos tipos de ondas (luz, sonido, sísmicas, etc.).Estas metamorfosis en laboratorio permiten significativos avances en ámbitos como el de la óptica y el electromagnetismo (‘superlentes’ y antenas ultraeficientes), aeroespacial y defensa (estructuras ligeras y ultrarresistentes o efecto invisible en la tecnología ‘stealth’), acústica y control de sonido (aislamientos), telecomunicaciones, etc. Índices de refracción negativos, absorción acústica perfecta, manipulación de ondas electromagnéticas… un despliegue de hitos que se enfrenta al desafío de una mayor y mejor escalabilidad de la producción.En pleno siglo XXI, España destaca con avances aupados por la investigación de vanguardia, con ejemplos como Imdea Materiales, instituto adscrito a la Comunidad de Madrid. Como destaca el profesor Johan Christensen, investigador principal y responsable del grupo de investigación de Metamateriales Acústicos y Mecánicos: «Al crear estructuras con dimensiones comparables a los fenómenos físicos que pretenden controlar, los investigadores pueden desarrollar materiales con comportamientos imposibles de conseguir en sólidos convencionales. Durante las dos últimas décadas, los metamateriales han transformado nuestra comprensión de cómo las ondas, las fuerzas, el calor y otras formas de energía interactúan con la materias».Pura vanguardia«Sus arquitecturas diseñadas con gran precisión (añade Christensen) permiten recrear y estudiar fenómenos físicos de otro modo difíciles, incluso imposibles, de observar en materiales naturales. Conceptos desarrollados originalmente en la física de la materia condensada, la mecánica cuántica, la topología o la dinámica no lineal pueden trasladarse a sistemas acústicos, mecánicos, fotónicos y térmicos altamente controlables, proporcionando nuevos conocimientos sobre comportamientos físicos complejos». Esta estrecha interacción entre teoría y experimentación ha convertido a los metamateriales «en puente único entre la física fundamental y la ciencia de materiales, donde nuevas ideas pueden concebirse, validarse y visualizarse con rapidez».En el caso de Daniel García González (profesor de la Universidad Carlos III de Madrid y cofundador de la reconocida startup 60Nd) y Carlos Pérez García (doctor UC3M) señalan cómo «los metamateriales suelen asociarse a estructuras con propiedades ópticas o mecánicas extraordinarias, pero su potencial va mucho más allá. Nuestra visión es convertirlos en sistemas multifuncionales cuyo comportamiento no dependa solo del material del que están hechos, sino también de su geometría interna y de cómo interactúan sus distintos componentes. Una misma metaestructura puede combinar respuestas estructurales, mecánicas, magnéticas e incluso eléctricas, y modificar sus funciones sin necesidad de sustituirla o reconstruirla».«Estas capacidades (destacan) abren posibilidades en campos muy diversos. En biomedicina, la actuación magnética permite aplicar fuerzas y provocar cambios de forma a distancia, incluso en lugares del organismo de difícil acceso (base para nuevos dispositivos médicos, sistemas de estimulación o estructuras mínimamente invasivas). También existen aplicaciones en protección frente a impactos, exoesqueletos, componentes adaptativos y robótica blanda. En esta línea trabajamos con la empresa 60Nd para trasladar el conocimiento sobre materiales magnetoactivos y control magnetomecánico hacia soluciones biomédicas y tecnológicas».Ejemplo de disrupciónOtro ejemplo de investigación de primera línea es el realizado en la Universidad Politécnica de Madrid, que cuenta con el grupo Gamosinos de la Etsiae (Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio), dirigido por el profesor José María Benítez junto al profesor Miguel Ángel Sanz al frente de su laboratorio computacional, en colaboración con el laboratorio Elciamit y el grupo de fabricación aditiva metálica AddiAero (capitaneado por el profesor Daniel Barba), en tecnologías clave para la industria aeroespacial.Como explica el profesor Francisco J. Montans: «La escala inferior funciona, digamos, como los píxeles individuales de una pantalla (inadvertidos en el conjunto, pero con forma y organización muy precisas), mientras que la escala superior es la imagen que finalmente percibimos. Gracias a la manipulación geométrica de esta escala, se pueden inducir macropropiedades como bloquear la propagación de frecuencias de luz, sonido u ondas mecánicas (vibraciones), concebir estructuras extremadamente ligeras o de rigidez variable, o fabricar materiales auxéticos (ensanchados transversalmente al ser estirados en lugar de contraerse lateralmente».Montans destaca, además, la importancia de la fabricación aditiva (vía fabricación 3D), que está alcanzando resoluciones incluso a escala nanométrica, en un presente del futuro en el que la IA, el aprendizaje automático, contribuyen a impulsar nuevos avances. Y así lo hacen en la UPM, con proyectos europeos como XS-Meta o Brisas, la patente de una celda de metamaterial configurable, una potencial aplicación para el soporte para los sensores de cámaras digitales (CCD) del telescopio SXI de la misión SMILE de la ESA (diseñado para mitigar las severas fuerzas del lanzamiento espacial), etc.’Lab to fab’Otra valiosa aportación es la del Centro Internacional de Métodos Numéricos en la Ingeniería (Cinme), dependiente de la Universitat Politècnica de Catalunya, que pilota el modelado multiescala para predecir el comportamiento de estos materiales compuestos. Entre las spinoffs que han partido de su desempeño científico se halla Metamaterials Solutions S.L. , parte de un ecosistema europeo en el que destacan casos como la italiana Phononic Vibes, especializada en el control de ruido y vibraciones mediante metamateriales.Escalando en tamaño, Navantia es un claro ejemplo de gran compañía (como sucede con Indra, Gestamp, Hispasat o Grupo Oesía) en la que se apoya la investigación en metamateriales para propiciar su aportación a la eficiencia industrial. Trabaja en este campo a través de distintas capacidades de innovación y centros especializados de su ecosistema tecnológico, principalmente mediante Monodon (el área de innovación abierta de la compañía) y el Navantia COEX Advanced Manufacturing (el centro de excelencia en fabricación avanzada de Navantia).Óptica, biomedicina, acústica, defensa o telecomunicaciones son sectores muy beneficiados por los metamaterialesPatricia Sierra, directora de Monodon (donde, precisamente, colaboran, entre otros especialistas, los profesores de la UC3M), resume la esencia de su aportación a los metamateriales del siglo XXI: «Desarrollamos una nueva generación de materiales avanzados con aplicaciones en defensa y en el ámbito civil, centrados especialmente en entornos marinos exigentes. Nuestras líneas de trabajo incluyen materiales inteligentes magnetoactivos para robótica blanda y sistemas autónomos, recubrimientos bioinspirados y biodegradables para prevenir el ‘biofouling’ (acumulación indeseada de microorganismos, algas, plantas y animales marinos sobre superficies artificiales sumergidas) en buques e infraestructuras marinas, así como nanomateriales con capacidades funcionales avanzadas que permiten sensado, adaptación al entorno y nuevas formas de actuación mecánica».Miriam Montenegro, responsable del Navantia COEX Advanced Manufacturing, añade: «Navantia lidera el proyecto europeo Admirable (Additive Manufacturing of Composite Based Fire Resistant Materials for Stealth, Ballistic Lightweight Armored Structures), para desarrollar metamateriales multifuncionales mediante técnicas avanzadas de fabricación aditiva. Gracias a su diseño multicapa y a la combinación de diferentes materiales en una misma estructura, los metamateriales desarrollados podrán ser capaces de reducir la firma radar, infrarroja y visual de los buques, aumentar su resistencia frente al fuego, altas temperaturas, impactos balísticos y ‘blast’, y mejorar su capacidad de supervivencia en condiciones operativas y de combate».Aumento de eficiencia energética, reducción de los costes de mantenimiento, mejora de la sostenibilidad ambiental , nuevas capacidades para plataformas autónomas, sistemas submarinos y dispositivos de alto valor tecnológico… toda una propuesta de valor que permitirá producir piezas complejas de forma más rápida, flexible y sostenible, todo un ejemplo de la (beneficiosa) intromisión científica en el orden natural. Los metamateriales son materiales artificiales diseñados para poseer propiedades ópticas, electromagnéticas o acústicas únicas, no existentes en la naturaleza (que no dependen, en general, de las propiedades intrínsecas del material base). Este diseño de su estructura geométrica interna (a escalas microscópica o nanométrica) permite todo tipo de aplicaciones , gracias a su especial idoneidad para manipular y controlar los diversos tipos de ondas (luz, sonido, sísmicas, etc.).Estas metamorfosis en laboratorio permiten significativos avances en ámbitos como el de la óptica y el electromagnetismo (‘superlentes’ y antenas ultraeficientes), aeroespacial y defensa (estructuras ligeras y ultrarresistentes o efecto invisible en la tecnología ‘stealth’), acústica y control de sonido (aislamientos), telecomunicaciones, etc. Índices de refracción negativos, absorción acústica perfecta, manipulación de ondas electromagnéticas… un despliegue de hitos que se enfrenta al desafío de una mayor y mejor escalabilidad de la producción.En pleno siglo XXI, España destaca con avances aupados por la investigación de vanguardia, con ejemplos como Imdea Materiales, instituto adscrito a la Comunidad de Madrid. Como destaca el profesor Johan Christensen, investigador principal y responsable del grupo de investigación de Metamateriales Acústicos y Mecánicos: «Al crear estructuras con dimensiones comparables a los fenómenos físicos que pretenden controlar, los investigadores pueden desarrollar materiales con comportamientos imposibles de conseguir en sólidos convencionales. Durante las dos últimas décadas, los metamateriales han transformado nuestra comprensión de cómo las ondas, las fuerzas, el calor y otras formas de energía interactúan con la materias».Pura vanguardia«Sus arquitecturas diseñadas con gran precisión (añade Christensen) permiten recrear y estudiar fenómenos físicos de otro modo difíciles, incluso imposibles, de observar en materiales naturales. Conceptos desarrollados originalmente en la física de la materia condensada, la mecánica cuántica, la topología o la dinámica no lineal pueden trasladarse a sistemas acústicos, mecánicos, fotónicos y térmicos altamente controlables, proporcionando nuevos conocimientos sobre comportamientos físicos complejos». Esta estrecha interacción entre teoría y experimentación ha convertido a los metamateriales «en puente único entre la física fundamental y la ciencia de materiales, donde nuevas ideas pueden concebirse, validarse y visualizarse con rapidez».En el caso de Daniel García González (profesor de la Universidad Carlos III de Madrid y cofundador de la reconocida startup 60Nd) y Carlos Pérez García (doctor UC3M) señalan cómo «los metamateriales suelen asociarse a estructuras con propiedades ópticas o mecánicas extraordinarias, pero su potencial va mucho más allá. Nuestra visión es convertirlos en sistemas multifuncionales cuyo comportamiento no dependa solo del material del que están hechos, sino también de su geometría interna y de cómo interactúan sus distintos componentes. Una misma metaestructura puede combinar respuestas estructurales, mecánicas, magnéticas e incluso eléctricas, y modificar sus funciones sin necesidad de sustituirla o reconstruirla».«Estas capacidades (destacan) abren posibilidades en campos muy diversos. En biomedicina, la actuación magnética permite aplicar fuerzas y provocar cambios de forma a distancia, incluso en lugares del organismo de difícil acceso (base para nuevos dispositivos médicos, sistemas de estimulación o estructuras mínimamente invasivas). También existen aplicaciones en protección frente a impactos, exoesqueletos, componentes adaptativos y robótica blanda. En esta línea trabajamos con la empresa 60Nd para trasladar el conocimiento sobre materiales magnetoactivos y control magnetomecánico hacia soluciones biomédicas y tecnológicas».Ejemplo de disrupciónOtro ejemplo de investigación de primera línea es el realizado en la Universidad Politécnica de Madrid, que cuenta con el grupo Gamosinos de la Etsiae (Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio), dirigido por el profesor José María Benítez junto al profesor Miguel Ángel Sanz al frente de su laboratorio computacional, en colaboración con el laboratorio Elciamit y el grupo de fabricación aditiva metálica AddiAero (capitaneado por el profesor Daniel Barba), en tecnologías clave para la industria aeroespacial.Como explica el profesor Francisco J. Montans: «La escala inferior funciona, digamos, como los píxeles individuales de una pantalla (inadvertidos en el conjunto, pero con forma y organización muy precisas), mientras que la escala superior es la imagen que finalmente percibimos. Gracias a la manipulación geométrica de esta escala, se pueden inducir macropropiedades como bloquear la propagación de frecuencias de luz, sonido u ondas mecánicas (vibraciones), concebir estructuras extremadamente ligeras o de rigidez variable, o fabricar materiales auxéticos (ensanchados transversalmente al ser estirados en lugar de contraerse lateralmente».Montans destaca, además, la importancia de la fabricación aditiva (vía fabricación 3D), que está alcanzando resoluciones incluso a escala nanométrica, en un presente del futuro en el que la IA, el aprendizaje automático, contribuyen a impulsar nuevos avances. Y así lo hacen en la UPM, con proyectos europeos como XS-Meta o Brisas, la patente de una celda de metamaterial configurable, una potencial aplicación para el soporte para los sensores de cámaras digitales (CCD) del telescopio SXI de la misión SMILE de la ESA (diseñado para mitigar las severas fuerzas del lanzamiento espacial), etc.’Lab to fab’Otra valiosa aportación es la del Centro Internacional de Métodos Numéricos en la Ingeniería (Cinme), dependiente de la Universitat Politècnica de Catalunya, que pilota el modelado multiescala para predecir el comportamiento de estos materiales compuestos. Entre las spinoffs que han partido de su desempeño científico se halla Metamaterials Solutions S.L. , parte de un ecosistema europeo en el que destacan casos como la italiana Phononic Vibes, especializada en el control de ruido y vibraciones mediante metamateriales.Escalando en tamaño, Navantia es un claro ejemplo de gran compañía (como sucede con Indra, Gestamp, Hispasat o Grupo Oesía) en la que se apoya la investigación en metamateriales para propiciar su aportación a la eficiencia industrial. Trabaja en este campo a través de distintas capacidades de innovación y centros especializados de su ecosistema tecnológico, principalmente mediante Monodon (el área de innovación abierta de la compañía) y el Navantia COEX Advanced Manufacturing (el centro de excelencia en fabricación avanzada de Navantia).Óptica, biomedicina, acústica, defensa o telecomunicaciones son sectores muy beneficiados por los metamaterialesPatricia Sierra, directora de Monodon (donde, precisamente, colaboran, entre otros especialistas, los profesores de la UC3M), resume la esencia de su aportación a los metamateriales del siglo XXI: «Desarrollamos una nueva generación de materiales avanzados con aplicaciones en defensa y en el ámbito civil, centrados especialmente en entornos marinos exigentes. Nuestras líneas de trabajo incluyen materiales inteligentes magnetoactivos para robótica blanda y sistemas autónomos, recubrimientos bioinspirados y biodegradables para prevenir el ‘biofouling’ (acumulación indeseada de microorganismos, algas, plantas y animales marinos sobre superficies artificiales sumergidas) en buques e infraestructuras marinas, así como nanomateriales con capacidades funcionales avanzadas que permiten sensado, adaptación al entorno y nuevas formas de actuación mecánica».Miriam Montenegro, responsable del Navantia COEX Advanced Manufacturing, añade: «Navantia lidera el proyecto europeo Admirable (Additive Manufacturing of Composite Based Fire Resistant Materials for Stealth, Ballistic Lightweight Armored Structures), para desarrollar metamateriales multifuncionales mediante técnicas avanzadas de fabricación aditiva. Gracias a su diseño multicapa y a la combinación de diferentes materiales en una misma estructura, los metamateriales desarrollados podrán ser capaces de reducir la firma radar, infrarroja y visual de los buques, aumentar su resistencia frente al fuego, altas temperaturas, impactos balísticos y ‘blast’, y mejorar su capacidad de supervivencia en condiciones operativas y de combate».Aumento de eficiencia energética, reducción de los costes de mantenimiento, mejora de la sostenibilidad ambiental , nuevas capacidades para plataformas autónomas, sistemas submarinos y dispositivos de alto valor tecnológico… toda una propuesta de valor que permitirá producir piezas complejas de forma más rápida, flexible y sostenible, todo un ejemplo de la (beneficiosa) intromisión científica en el orden natural.  

Los metamateriales son materiales artificiales diseñados para poseer propiedades ópticas, electromagnéticas o acústicas únicas, no existentes en la naturaleza (que no dependen, en general, de las propiedades intrínsecas del material base). Este diseño de su estructura geométrica interna (a escalas microscópica o nanométrica) permite todo … tipo de aplicaciones, gracias a su especial idoneidad para manipular y controlar los diversos tipos de ondas (luz, sonido, sísmicas, etc.).

Estas metamorfosis en laboratorio permiten significativos avances en ámbitos como el de la óptica y el electromagnetismo (‘superlentes’ y antenas ultraeficientes), aeroespacial y defensa (estructuras ligeras y ultrarresistentes o efecto invisible en la tecnología ‘stealth’), acústica y control de sonido (aislamientos), telecomunicaciones, etc. Índices de refracción negativos, absorción acústica perfecta, manipulación de ondas electromagnéticas… un despliegue de hitos que se enfrenta al desafío de una mayor y mejor escalabilidad de la producción.

En pleno siglo XXI, España destaca con avances aupados por la investigación de vanguardia, con ejemplos como Imdea Materiales, instituto adscrito a la Comunidad de Madrid. Como destaca el profesor Johan Christensen, investigador principal y responsable del grupo de investigación de Metamateriales Acústicos y Mecánicos: «Al crear estructuras con dimensiones comparables a los fenómenos físicos que pretenden controlar, los investigadores pueden desarrollar materiales con comportamientos imposibles de conseguir en sólidos convencionales. Durante las dos últimas décadas, los metamateriales han transformado nuestra comprensión de cómo las ondas, las fuerzas, el calor y otras formas de energía interactúan con la materias».

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«Estas capacidades (destacan) abren posibilidades en campos muy diversos. En biomedicina, la actuación magnética permite aplicar fuerzas y provocar cambios de forma a distancia, incluso en lugares del organismo de difícil acceso (base para nuevos dispositivos médicos, sistemas de estimulación o estructuras mínimamente invasivas). También existen aplicaciones en protección frente a impactos, exoesqueletos, componentes adaptativos y robótica blanda. En esta línea trabajamos con la empresa 60Nd para trasladar el conocimiento sobre materiales magnetoactivos y control magnetomecánico hacia soluciones biomédicas y tecnológicas».

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Otro ejemplo de investigación de primera línea es el realizado en la Universidad Politécnica de Madrid, que cuenta con el grupo Gamosinos de la Etsiae (Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio), dirigido por el profesor José María Benítez junto al profesor Miguel Ángel Sanz al frente de su laboratorio computacional, en colaboración con el laboratorio Elciamit y el grupo de fabricación aditiva metálica AddiAero (capitaneado por el profesor Daniel Barba), en tecnologías clave para la industria aeroespacial.

Como explica el profesor Francisco J. Montans: «La escala inferior funciona, digamos, como los píxeles individuales de una pantalla (inadvertidos en el conjunto, pero con forma y organización muy precisas), mientras que la escala superior es la imagen que finalmente percibimos. Gracias a la manipulación geométrica de esta escala, se pueden inducir macropropiedades como bloquear la propagación de frecuencias de luz, sonido u ondas mecánicas (vibraciones), concebir estructuras extremadamente ligeras o de rigidez variable, o fabricar materiales auxéticos (ensanchados transversalmente al ser estirados en lugar de contraerse lateralmente».

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