Welding Journal en Espanol

Toda una vida de ingeniería espacial convenció a Wernher von Braun de que la soldadura era uno de los aspectos más críticos de su trabajo. Tenía conversaciones frecuentes con sus colegas en las que hablaban sobre el impacto de la soldadura en la metalurgia, el equipo, el herramental, el control de calidad y la administración. Sesenta años después, los soldadores, gerentes de planta, científicos e ingenieros siguen teniendo las mismas conversaciones que tenía von Braun en la NASA. En todos los sectores de la industria, con el desarrollo de nuevos materiales y aplicaciones, necesitan avanzarse otra vez las ciencias y tecnologías de la soldadura y las juntas. Se desarrollaron las superaleaciones que soportaran los ambientes extremos de los motores de turbina, pero muchas eran insoldables con tecnologías de fusión tradicionales, por lo que se desarrollaron tecnologías de estado sólido. La falta actual de tecnologías de soldadura en el espacio está obstaculizando seriamente la nueva carrera espacial industrial.

La NASA, la U.S. Air Force (Fuerza Aérea de Estados Unidos), la U.S. Space Force (Fuerza Espacial de Estados Unidos), e infinidad de compañías establecidas y emergentes, están participando en la nueva fiebre del oro de la industria espacial moderna. ¿Por qué el interés? Materias primas, energía, y espacio para vivir si podemos hacerlo habitable. ¿Las limitaciones? Todo lo que usamos en el espacio se produjo en la tierra. Esto significa que sólo podemos llevar al espacio lo que podamos meter en un cohete químico y transportar en el mismo. Si las estructuras pudieran ensamblarse con soldadura en el espacio, entonces los componentes podrían enviarse en varios cohetes y ensamblarse para crear una estructura mucho más grande de lo que se tiene actualmente. La soldadura además permitiría reparaciones de emergencia y mantenimiento programado de los hábitats y del equipo.

Tenemos mucho camino que recorrer y poco tiempo para llegar. El único experimento de soldadura en el espacio reportado por Estados Unidos se hizo en el Skylab en 1973 (ntrs.nasa.gov/citations/20230012815). Hay muchos retos importantes para soldar en el espacio, y los factores principales incluyen una variedad de atmósferas, temperaturas, radiación y gravedades. Los adhesivos son actualmente la única tecnología usada para reparar fugas en la estación espacial, pero como toda la comunidad de soldadura y juntas sabe, los adhesivos están limitados en resistencia y confiabilidad en comparación con los procesos de unión metalúrgica. Muchos procesos de estado sólido requieren grandes fuerzas provistas por motores que no operan bien o que no operan en absoluto en el espacio; sin embargo, vale la pena investigar estas tecnologías debido a la simplicidad de no trabajar con metal fundido. Afortunadamente, los nuevos avances en soldadura de impacto desarrollada en la Universidad Estatal de Ohio se ven prometedores para aplicaciones de soldadura en el espacio. Las tecnologías de soldadura de fusión que requieren gas, como por ejemplo la soldadura por arco, serían muy costosas por el transporte de los cilindros de gas y requerirían soluciones a la medida para operar en un vacío. Otros procesos de soldadura por fusión, como por ejemplo la soldadura de resistencia por puntos, requieren fuerzas mecánicas, las cuales tendrían problemas relacionados con los motores, los sistemas hidráulicos o los sistemas neumáticos que no funcionarían en el espacio. Un análisis detallado de todas las tecnologías reveló que las tecnologías más prometedoras para su implementación a corto plazo como soluciones para soldadura en el espacio incluyen la soldadura láser y la soldadura por haz de electrones.

Soy parte del primer equipo académico en Estados Unidos creado para desarrollar tecnologías de soldadura en el espacio. Este equipo es dirigido por el profesor Antonio Ramirez del Welding Engineering Program (Programa de Ingeniería en Soldadura) en el Department of Materials Science and Engineering (Departamento de Ciencia e Ingeniería de los Materiales) en la Ohio State University (Universidad Estatal de Ohio). Estamos asociados con el Center for Design and Manufacturing Engineering, el George Washington Carver Space Park, el University of Dayton Research Institute (Instituto de Investigación de la Universidad de Dayton), la Central State University, NASA Marshall, NASA Langley, NASA Glenn, el Air Force Research Lab, el Estado de Ohio, y socios de la industria, que incluyen Starlab, Voyager, Nanoracks, la Lincoln Electric Co., IPG Photonics, Agile Ultrasonics, y Xiris. Éste es un emocionante inicio para una nueva área de investigación, desarrollo y comercialización que tiene el potencial de cambiar el mundo.