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Si hace unos años nos hubieran contado que la misma técnica que usábamos para hacer aviones de papel con nuestros hijos sería la base para que la NASA diseñara el telescopio más importante de la historia, seguramente lo habríamos considerado una fantasía propia de la ciencia ficción. Sin embargo, la manera en que el origami —o la papiroflexia, entendida como el arte de doblar papel para crear figuras— aprovecha patrones de pliegue es la base de principios matemáticos perfectamente aplicables a la ciencia y la tecnología.
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Desde bolsas de aire para automóviles hasta robots quirúrgicos, protecciones contra terremotos, biología estructural, paneles solares y telescopios espaciales, el arte tradicional japonés de doblar papel ha trascendido su origen artístico para convertirse en una fuente de inspiración infinita para la ciencia, dando paso a que ingenieros y físicos diseñen soluciones innovadoras en campos complejos, como la exploración espacial, la robótica, la industria automotriz, la biología y la medicina.
El origami, cuya práctica se remonta a más de 400 años en Japón, comenzó como una forma de arte y expresión cultural. En sus primeras etapas, los modelos creados eran bastante simples, como mariposas o figuras geométricas utilizadas principalmente en celebraciones y rituales. A medida que los precios del papel bajaron y la disponibilidad aumentó, el origami comenzó a difundirse en otros ámbitos, como la educación matemática y el entretenimiento.
Durante el siglo XX, Akira Yoshizawa revolucionó esta disciplina al transformarla en un arte más complejo, creando figuras más detalladas y animalísticas. Fue también durante este período que los matemáticos y científicos comenzaron a notar las similitudes entre los patrones de pliegue de esta disciplina y las estructuras geométricas y físicas que aparecen en la naturaleza.
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Una odisea en el espacio
El vínculo entre el origami y la ciencia radica en que los pliegues del arte en papel permiten transformar una superficie plana en una estructura tridimensional, lo cual es de gran utilidad en áreas como la ingeniería y la física. En particular, el origami ofrece una manera de crear formas compactas y funcionales que pueden ser desplegadas o ajustadas de manera controlada, convirtiéndose en una herramienta poderosa en aplicaciones en las que el espacio, la ligereza y la adaptabilidad son cruciales.
En una industria como la ingeniería aeroespacial, el principal desafío radica en las limitaciones de espacio durante el lanzamiento de satélites, telescopios, paneles solares y antenas, entre otras estructuras que deben ser lo más compactas posible para ajustarse a los cohetes y, una vez en órbita, ser capaces de desplegarse para adquirir su configuración funcional completa.
Es aquí donde las estructuras basadas en el origami juegan un papel esencial. La capacidad del arte japonés de crear estructuras livianas, compactas y flexibles que pueden ser transportadas fácilmente en el lugar limitado de un cohete es una de las principales ventajas del arte japonés.
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Global news
Este tipo de diseño también ayuda a reducir los costos de producción y las dificultades logísticas, lo que resulta en una mayor eficiencia y sostenibilidad en las misiones espaciales.
Los ingenieros utilizan simulaciones de computación que se inspiran en los principios del origami para predecir cómo se comportarán estas estructuras bajo diversas condiciones antes de ser fabricadas.
Sin embargo, también existen algunos retos asociados con el uso del origami en esta industria. Las estructuras plegables deben ser extremadamente confiables y funcionar de manera precisa una vez desplegadas. Los actuadores y las partes móviles deben garantizar que la geometría final de la estructura sea correcta y que todas las piezas se ensamblen de forma adecuada.
Uno de los ejemplos más destacados de la aplicación del origami en la ingeniería aeroespacial es el telescopio James Webb, el observatorio científico más grande y complejo jamás colocado en el espacio, cien veces más potente que el telescopio Hubble. Dada su enorme envergadura, especialmente en lo que respecta a su espejo principal, el Webb tuvo que ser diseñado con una estructura plegable inspirada en el origami para poder ser transportado en su cohete.
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Una vez lanzado al espacio, el telescopio se desplegó lentamente en una serie de etapas. Este proceso de despliegue no solo fue un desafío técnico, sino también una hazaña de ingeniería, ya que debía mantener una alta fiabilidad y precisión para funcionar correctamente.
Otras aplicaciones de la NASA basadas en principios del origami demuestran la relevancia de este arte en la exploración aeroespacial. Los paneles solares, esenciales para alimentar los satélites y otras naves espaciales, suelen ser de gran tamaño y peso, por lo que al seguir patrones de origami pueden ser transportados más fácilmente. Del mismo modo, las antenas necesarias para comunicarse con la Tierra se vuelven más ligeras y flexibles.
El robot explorador autónomo A-Puffer es otro ejemplo de la papiroflexia al servicio de la ciencia. Desarrollado para explorar regiones de la Luna y obtener información sobre lugares difíciles de investigar a pie para los astronautas, el robot forma parte del proyecto Puffer (Pop-Up Flat Folding Explore Robot), impulsado por la NASA en 2017.
