Petronilo Martín Iglesias (Cáceres, 1980), ingeniero de telecomunicación que trabaja en la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés), ha defendido su tesis doctoral en la Universidad Pública de Navarra en la que analiza cómo aplicar tecnologías de impresión 3D al diseño y fabricación de componentes empleados en sistemas espaciales como los utilizados en satélites de telecomunicaciones o misiones de observación de la Tierra, que transmiten o reciben señales de radio de alta potencia. Estas son ondas electromagnéticas que transmiten información a largas distancias y que, al emitirse con gran intensidad, requieren de componentes especialmente resistentes para evitar daños y asegurar que la información llega correctamente.
Su investigación combina conocimientos de telecomunicación, electrónica y fabricación avanzada para estudiar la manera en que aspectos como la forma interna de las piezas o la textura de su superficie influyen en su comportamiento eléctrico, especialmente, en contextos que exigen alta precisión y fiabilidad técnica bajo condiciones extremas.
La investigación se ha centrado en adaptar la fabricación aditiva (más conocida como impresión 3D) a las necesidades del sector espacial, donde el ahorro de peso, el aprovechamiento del espacio y la fiabilidad son requisitos clave. “En el espacio, donde todo debe ser ligero, compacto y resistente, la fabricación aditiva abre nuevas posibilidades para crear piezas complejas que antes eran imposibles o muy costosas de producir”, explica Martín Iglesias.
La importancia de la superficie
Una parte fundamental de la investigación ha sido el desarrollo de herramientas que permiten predecir cómo se comportará una pieza según su diseño y su superficie. En componentes que trabajan con señales de radio, una mala conductividad o una pequeña imperfección pueden generar pérdidas de energía o interferencias. “No basta con que las piezas tengan la forma correcta: su comportamiento eléctrico también debe ser óptimo. Por eso, un aspecto tan simple como la rugosidad o la suavidad de una superficie resulta fundamental”, señala el autor de la tesis, dirigida por Miguel Ángel Gómez Laso, profesor e investigador del Instituto de Smart Cities (ISC) de la UPNA, y Vicente Boria Esvert, catedrático de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV).
En uno de los ensayos realizados, se compararon filtros que seleccionan determinadas frecuencias, fabricados con diferentes formas internas. El diseño con transiciones suaves ofreció mejor rendimiento, incluso cuando su superficie era algo más rugosa. Este resultado pone de manifiesto que la forma de las piezas puede ser tan importante como su acabado superficial.
Métodos de fabricación
El investigador también evaluó el uso de impresión 3D para fabricar absorbentes de señales de alta potencia (componentes que protegen los sistemas espaciales absorbiendo el exceso de energía). Asimismo, analizó distintos materiales y métodos de fabricación. Uno de ellos, la técnica conocida como Metal Binder Jetting (inyección de aglutinante en metal), una técnica de impresión 3D que fabrica piezas metálicas depositando capas de polvo y un aglutinante líquido, que luego se solidifican mediante un proceso de horneado. Este método permite imprimir estructuras complejas en una sola pieza con superficies más suaves, aunque presenta dificultades como la contracción tras el horneado o la limpieza de zonas internas.
Finalmente, el investigador probó una aleación especial de aluminio cuyo tamaño cambió muy poco frente a las oscilaciones de temperatura, una propiedad fundamental para el espacio. Los resultados mostraron que, una vez recubierto con plata, este material conserva un buen comportamiento eléctrico.
“En resumen, esta tesis muestra cómo la impresión 3D puede transformar el diseño y la fabricación de componentes espaciales, siempre que se comprendan bien sus efectos sobre el rendimiento eléctrico. Ofrece herramientas para mejorar el diseño de futuras piezas y abre el camino para nuevas investigaciones, como combinar técnicas de impresión para un mayor control y seguir probando materiales innovadores”, concluye el investigador.
Breve currículum
Antes de doctorarse en la UPNA, Petronilo Martín se tituló en Ingeniería de Telecomunicación en la Universidad Politécnica de Madrid en 2002 para, posteriormente, cursar un máster en Electrónica de Microondas en la Universidad de Leeds (Reino Unido).
El nuevo doctor por la UPNA cuenta con una amplia trayectoria profesional como ingeniero especialista en microondas y actualmente desarrolla su labor en la Agencia Espacial Europea, concretamente, en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC, por sus siglas en inglés), ubicado en Noordwijk (Países Bajos). Su actividad se orienta al desarrollo de misiones de observación de la Tierra, especialmente, en las etapas iniciales de definición técnica y en la interlocución con la comunidad científica.
