Skip to content

Origamis aeroespaciales

Francisco García García

Francisco García García

AERTEC / Aerospace Industry - Manufacturing Engineering

A pesar de lo que se pueda pensar, hace ya muchos años que los origamis surcan el espacio. Este antiguo arte de plegado, que tanto hemos usado para crear aviones de papel y jugar con ellos, surgió entre China y Japón hace unos 1400 años. Hasta hace relativamente poco tiempo sólo había unos cientos de diseños, pero hoy en día existen decenas de miles, gracias especialmente a Akira Yoshizawa, un gran maestro que ya en el siglo XX aportó miles de diseños a este arte, generando un renacimiento de creatividad en todo el mundo.

El origami no es tan solo una técnica de entretenimiento, sino una filosofía de diseño que puede ayudar significativamente en el desarrollo aeroespacial.

Pero los origamis van más allá de la vertiente de ocio que todos conocemos. Existen empresas que se dedican exclusivamente al estudio y creación de diseños para múltiples sectores tecnológicos, consiguiendo dar cualquier forma a una hoja usando patrones de pliegues.

La técnica inicial consiste en transformar una hoja de papel plana en una forma con volumen, con relativamente poco procesamiento, sólo usando técnicas de plegado sobre un patrón de líneas previamente marcado en una hoja, pero hay más de lo que parece.

Además de líneas, aparecen, segmentos, ángulos, puntos comunes, polígonos, figuras planas y figuras tridimensionales, sistemas de coordenadas, números y longitudes. Se trata de un entorno de diseño que une a ingenieros, físicos y matemáticos, para desarrollar patrones con los que se consiguen crear cualquier forma de objetos. Se puede esbozar desde el típico avión de papel, barcos, figuras de animales, o diseños más complejos como figuras geométricas, estructuras móviles, diseños de plegado e incluso mecanismos estables. Todo ello sin necesidad de uniones, tuercas o conexiones, simplemente con el doblado.

Con estas técnicas aplicadas, por ejemplo, al campo de la medicina, se han conseguido crear herramientas increíbles, como una pinza para operaciones por laparoscopia capaz reducir las piezas de su antecesora en un 75%, que además son capaces de cambiar de forma y adaptarse mejor al entorno sin tener que cambiar de herramienta en el proceso. También se hacen elementos con tamaño más reducido, con lo que se reduce el tamaño del espacio necesario para la intervención. También se ha conseguido crear un fuelle, que cubre un catéter intracorporal, que se estira y contrae sin reducir el orificio interior, permitiendo así proteger el catéter que se introduce en el cuerpo, sin dejarlo al descubierto en ningún momento, sin presionarlo en el proceso y dándole soporte en todo el recorrido.

El simple plegado de una hoja hace que ésta sea más rígida. Esto aplicado a la ingeniería consigue reducir el volumen de material que se necesita para crear cualquier diseño. Aunque el reto mayor en ingeniería es el plegado de materiales rígidos y gruesos para reducir el tamaño. Estas técnicas se están aplicando a materiales como el polipropileno, el acero, grafito, aluminio, fibras sintéticas, tejidos, y a cualquier material que pueda fabricarse en una hoja.

En el ámbito de la electrónica, se usa para crear pequeños mecanismos de plegado automático en placas electrónicas o en la fabricación de nanoinyectores.

Aplicado al entorno aeroespacial, podemos constatar cómo estas técnicas se vienen usando desde hace años en muchos procesos. Por ejemplo, la disciplina del origami se aplica desde el plegado de la balsas salvavidas de los aviones (capaces de estar recogidas en un pequeño espacio y desplegarse completamente en pocos segundos), en las rampas de evacuación de emergencia, o incluso en novedosos diseños tecnológicos, (como es el caso de las toberas de salida de los motores de aviones a reacción, que son capaces de orientarse rápidamente hacia diferentes direcciones, expandirse y contraerse de manera controlada dándole al avión una gran capacidad de maniobrabilidad).

También hay implementadas técnicas de origami en el espacio, entre las que nos sonarán más las utilizadas para plegar y desplegar de forma segura paneles solares en los satélites. En 1995 se lanzo el primer origami con la técnica llamada Miura-ori, y consistía en un panel solar plegado en un espacio reducido y capaz de ser desplegado rápidamente para dar energía al satélite.

Actualmente se trabaja con un diseño aún más efectivo que se llama Origami flasher, es un patrón de plegado que permite que los paneles solares de gran tamaño sean aún más compactos en el lanzamiento y que aumenta la fiabilidad en el despliegue. Esta técnica está mejorando para conseguir reducir el tamaño final de los paneles hasta diez veces desde su extensión original.

Las técnicas origami son parte ya de los desarrollos de los telescopios espaciales. Es el caso del telescopio espacial James Webb, en el que 18 espejos plegables, compuesto por partes hexagonales de berilio, son plegados para ser enviados al espacio.

Estos 18 espejos forman una superficie total colectora de 6,5 m de diámetro, lo que significa un aumento considerable respecto al espejo principal del Hubble, de una sola pieza de 2,4 m de diámetro. Dado que actualmente no hay un cohete capaz de transportar un artefacto de estas dimensiones de una sola pieza, los ingenieros, usando técnicas y patrones de origami, han conseguido plegar estos espejos de forma que les permiten realizar el transporte y el desplegado de forma segura. Para la NASA, conseguir esta hazaña es todo un hito que abre camino para el desarrollo de otros artefactos mayores y más complejos que vayan mejorando el estudio del universo.

Con los estudios científicos y los avances que las matemáticas están consiguiendo incorporar en este arte convertido en ciencia, se podrá crear en el espacio cualquier forma que se necesite, sin apenas necesidad de montajes y herramientas, solamente usando el plegado. En la práctica, ya se está usando en el diseño de las futuras expediciones de exploración a Marte para el despliegue de bases estables en este planeta o en los diseños de velas solares. Ingenieros y arquitectos investigan la forma de plegar distintos materiales o paneles metálicos destinados a la construcción de estructuras y el diseño de edificios y carpas, que puedan albergar los espacios necesarios para los futuros expedicionarios.

Todos estos desarrollos e investigaciones hacen del origami una posibilidad técnica a tener en cuenta que abre todo un mundo de imaginación y una infinidad de aplicaciones prácticas en un entorno en el que el espacio y la necesidad de maximizar los recursos materiales al alcance serán un gran reto al que enfrentarse.

En efecto, el origami no es tan solo una técnica de entretenimiento, sino una filosofía de diseño que puede ayudar significativamente en el desarrollo aeroespacial.

 

Origamis aeroespaciales / Foto NASA

 

Comparte este artículo

Share on linkedin
Share on twitter
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on pinterest