Construir en la luna como en un enjambre

Teresa Ovalles Márquez / Fotos Yrleana Gómez

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Rogelio Morales García, ingeniero e investigador de la Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE), y profesor de posgrado de la Universidad Central de Venezuela (UCV), siempre se ha planteado retos y sueños con los que puede, literalmente, llegar a la luna. Por lo pronto, desde la Universidad de Bremen, en Alemania, hace un experimento de soldadura de tungsteno con aluminio, para que esa aleación soporte estructuras metálicas que en un futuro puedan ser construidas por robots bajo las condiciones de microgravedad del espacio y en nuestro único astro satélite.

Como líder de este proyecto, hace pruebas en Alemania con los ingenieros metalúrgicos, estudiantes del posgrado en Física de los Ensayos No Destructivos de la UCV, Eleazar Retamozo y Diana Usuga; y como cursante del pregrado en ingeniería civil, María Alejandra Moreno. Rómulo Millán, un experto del Centro Venezolano de Soldadura, ubicado en la Escuela de Metalurgia y Ciencias de los Materiales de la UCV, fue soporte y aliado clave para el grupo de investigadores.

La historia de este proyecto, titulado “Comportamiento microestructural de la aleación de aluminio aeroespacial durante un procedimiento de soldadura en condiciones de microgravedad” comienza con la participación en la convocatoria que hizo en 2023 la Oficina de Asuntos del Espacio Ultraterrestre de Naciones Unidas (UNOOSA, por sus siglas en inglés) en la novena edición del Programa DropTES para experimentos en microgravedad, junto con el Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad (ZARM) de la Universidad de Bremen, que a su vez cuenta con el apoyo de la Agencia Espacial del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y la Agencia Espacial Europea (ESA).

A 146 metros de altura

En el marco del programa de microgravedad e hipergravedad de la iniciativa Acceso al Espacio para Todos, DropTES permite a los equipos seleccionados desarrollar experimentos de microgravedad de hasta 9,3 segundos en la torre de caída libre de Bremen (Drop Tower) de 146 metros de altura y en la GraviTower Bremen Pro del ZARM, de 16 metros de altura, durante 2,5 segundos.

Alemania, con ambas instalaciones, ofrece el mayor tiempo y la mayor repetición de condiciones de microgravedad, lo que permite llevar adelante la propuesta de soldadura de piezas metálicas en tales condiciones. En este caso, se está trabajando con una aleación de aluminio 6063-T5 con la técnica de soldadura TIG, tungsteno y gas argón. En la torre de simulación, los investigadores tendrán 2,5 segundos para hacer la soldadura de cada placa de aluminio.

El grupo investigador dispone de dos semanas y 100 pares de pletinas para las pruebas. La Drop Tower de Bremen funciona bajo el principio físico de una parábola vertical, explica Morales.

Esta es la primera vez que Venezuela realiza un experimento de este tipo. Naves y piezas tecnológicas espaciales tendrían componentes construidos con esta aleación que soportaría la microgravedad. En Venezuela harán los estudios de microscopía electrónica de barrido, metalografía, microdureza y microscopía óptica, que permitirán ver zonas de afectación por el calor y determinar si hubo disminución de las propiedades del mineral, una vez que regresen, a finales de noviembre 2024, de Alemania. “Necesitamos probar que lo que pasó es una norma”, precisa el profesor Morales García.

El aluminio

Es de la serie 6000 con silicio y magnesio, que lo hace bastante rígido y muy útil para partes estructurales. “Es tan interesante que se utiliza como material refractario para contener cosas que estén muy calientes. Se usa el electrodo de tungsteno para producir un arco que alcance una temperatura que permita romper la casi inexpugnable capa de óxido de aluminio (que se produce al contacto con el oxígeno) y así poder convertirlo en metal líquido”.

Este mineral siempre quiere vincularse con el oxígeno, porque son elementos muy afines y “esto se evita con una especie de flujo de gas inerte, que es el gas argón”. Así se impide el maridaje entre estos dos elementos porque, de lo contario, se debilita la fusión de las placas de aluminio.

“Nos hubiera gustado usar una serie de aluminio con litio, por ejemplo, por el tema espacial, pero es una inversión costosa”, precisa Morales. “El aluminio con litio tiene la propiedad de que es bastante ligero y para ir al espacio debe haber poco peso. Si lo que viene es construir en el espacio, es idóneo enviar en un cohete, en vez de un origami (todo plegado, como los satélites), componentes y módulos para ser ensamblados en órbita con soldadura”.

–¿No se ha hecho ese experimento antes?

–Se hizo, en la época de la Guerra Fría. Durante la primera etapa de la exploración espacial, cuando teníamos dos fuertes: la Unión Soviética y Estados Unidos. La Unión Soviética fue el primer país que hizo soldadura en microgravedad. Probaron varias técnicas. Usaron lo que llaman chorro de electrones. En condiciones normales es complicado, porque los electrodos van a chocar con el aire de la atmósfera terrestre. En el espacio no chocan con nada. Pero ellos hicieron pruebas.

Construir en el espacio ultraterrestre

Para este profesor del posgrado en Física de los Ensayos no Destructivos de la UCV, no hay límites. Sostiene que este conocimiento que se está generando, más los que vengan, darán oportunidad para afirmar que podemos construir en el espacio. “Es decir, nos llevamos todos los materiales, unimos eso allá arriba y podemos plantearnos cosas que antes no podíamos”.

–¿Y cómo se haría para llegar a la etapa de construcción en órbita?

– Eso requiere financiamiento, cuesta mucho dinero. Y también habría que convencer a muchas personas. Pero cuando un país como Alemania, que es el que nos está permitiendo hacer la investigación, ve que el experimento tiene éxito, ellos pueden adoptar esa tecnología.

–¿Cómo llegó usted a plantearse la idea de soldar aluminio sin gravedad?

–De ser una idea, una propuesta, pudimos consolidarla con el grupo de estudiantes, con Diana Usuga y con Eleazar Retamozo. Dentro de la clase que tenía que darles a ellos de “Introducción a los ensayos no destructivos”, yo sembré esa semillita. Les hice el planteamiento de cómo pudiéramos participar en el Programa DropTES. A mí se me ocurre que puede ser soldadura y como ellos son ingenieros metalúrgicos hay más afinidad para plantearse cuestiones vinculadas con esa área. Y poco a poco fue madurando la idea, debatimos e hicimos una propuesta sólida.

–¿Qué harán con el experimento al regresar de Alemania?

–En Venezuela, uno de los estudiantes quiere continuar investigando, porque está muy interesado en el tema de termografía. Pero son varios los objetivos que nosotros perseguimos y que se desarrollarán una vez que tengamos todo ese registro de Alemania. Tiene que venir un proceso de análisis, hay que hacer microscopía electrónica, metalografía, etcétera, y desarrollar trabajos de investigación y tesis de grado, porque una sola persona o un solo grupo no puede con todo lo que nosotros vamos a traer. Y a pesar de que somos los que viajamos, traeremos suficientes insumos para que otro estudiante o cualquier otro profesional que quieran indagar en ese tema, tenga material para hacerlo.

El valor de atreverse y el regolito

Rogelio se define como un ser “incómodo”, porque cuando ve las cosas tuertas empieza a buscar cómo enderezarlas. Es un inconforme. En sus tareas de estudios en la Cátedra de Ensayos no Destructivos de la UCV y en la ABAE, se plantea sueños muy retadores y hasta casi, casi imposibles, como fabricar en la luna y en el espacio ultraterrestre. Con ese afán, se ganó dos reconocimientos muy significativos. Uno en la NASA, por el diseño de un brazo o pinza para un robot, y el otro con la propuesta de fabricar en la luna y cómo descargar allí los implementos que se requieren para ello. También se ha planteado construir en el satélite a punta de regolito o polvo lunar como elemento autóctono o recurso in situ. En esto ya los chinos se han adelantado.

“Con un trabajo en el que casi aplicamos, propusimos el uso del regolito como material de construcción. Destacamos para un programa similar al de Alemania, pero en Holanda. No logramos ganar, pero sí quedamos dentro de ese grupo que ellos posteriormente contactan para decirnos dónde corregir y cuál fue el punto fuerte. Nosotros ahí salimos muy bien y eso me hizo sentir envalentonado”.

–¿Hasta dónde quisiere llegar con sus investigaciones?

–A la exploración espacial del Sistema Solar. Pero para eso se necesitan plataformas que sean más sencillas, que sean confiables y más cómodas. Ahorita lo que lanzamos al espacio son Rolls Royces. Y creo que por ahí no va la cosa, no sé, no lo veo sostenible. La idea es mandar cosas que sean más simples, en grandes cantidades.

–¿Y cómo llegar a un procedimiento que no sea un Rolls Royce, que sea algo más sencillo?

–Hay experiencias previas, o por lo menos así es el debate que hemos tenido con el profesor, ingeniero en informática, de la Unidad de Gestión Energética del Mincyt, José Zambrano. Pensamos que la idea sería verlo como en los celulares. Estos aparatos son muy robustos, confiables, tienen muchas bondades. Quizás tú puedas tomar una foto con un teléfono que no sea como la de un fotógrafo profesional, pero es una muy buena foto. El proyecto a futuro es crear una tecnología muy sencilla, muy simple, y masificarla.

Otra de las ideas en la que está pensando Rogelio tiene que ver con la capacidad de trabajo que puedan desarrollar los robots a partir de la «robótica de enjambre». Que consiste en tomar el concepto de organismos que tenemos en la naturaleza, como es el caso de las hormigas y las abejas. «Que aunque son seres simples y sencillos, cuando están en colectivo desarrollan comportamientos que consideramos inteligentes. Y son resilientes, por ejemplo, si tú les tiras agua a unas hormigas, ellas buscan los mecanismos para continuar en lo suyo, igual pasa con las abejas. Yo veo a los robots trabajando de esa manera, haciendo lo que a nosotros nos interesa que ellos hagan bajo estas características de los enjambres. Nadie se pone ahí a darles órdenes: mira, abeja número uno, muévete para acá; mira, no hiciste suficiente miel este día, no, ellas hacen su tarea”.