Convierten tubos planos en materiales de construcción resistentes, inspirándose en el origami

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Ingenieros de la Universidad RMIT han diseñado un innovador sistema estructural tubular que se puede plegar en forma plana para facilitar su transporte y desplegarse para convertirse en materiales de construcción resistentes.

Este avance es posible gracias a un sistema de autobloqueo inspirado en el origami de pliegues curvos, una técnica que utiliza líneas de pliegues curvas en el plegado de papel.

Los investigadores principales, el Dr. Jeff (Ting-Uei) Lee y el distinguido profesor Mike (Yi Min) Xie, dijeron que el bambú, que tiene estructuras internas que proporcionan un refuerzo natural, inspiró el diseño del tubo.

“Este sistema de autobloqueo es el resultado de un diseño geométrico inteligente“, dijo Lee, de la Escuela de Ingeniería de RMIT.

“Nuestra invención es adecuada para un uso a gran escala: un panel, que pesa solo 1,3 kg, hecho de múltiples tubos puede soportar fácilmente a una persona de 75 kg“.

Los tubos planos ya se utilizan ampliamente en aplicaciones científicas y de ingeniería, como en dispositivos biomédicos, estructuras aeroespaciales, robótica y construcción civil, incluidos edificios emergentes como parte de los esfuerzos de recuperación de desastres.

El nuevo sistema hace que estos tubos sean más rápidos y fáciles de ensamblar, con la capacidad de transformarse automáticamente en un estado fuerte y autobloqueado.

“Nuestra investigación no solo abre nuevas posibilidades para diseños estructurales innovadores y multifuncionales, sino que también puede mejorar significativamente los sistemas desplegables existentes“, dijo Xie, de la Escuela de Ingeniería.

“Cuando la NASA despliega paneles solares, por ejemplo, los brazos utilizados son tubos que se empaquetaron planos antes de desplegarse en el espacio“, dijo Lee.

“Sin embargo, estos tubos son huecos, por lo que podrían deformarse bajo ciertas fuerzas en el espacio. Con nuestro nuevo diseño, estos tubos podrían ser una estructura más fuerte”.

Xie explicó que su algoritmo inteligente permitió controlar cómo se comportaba la estructura bajo fuerzas al cambiar las orientaciones de los tubos.

“Con nuestra innovación inspirada en el origami, los tubos planos no solo son fáciles de transportar, sino que también se vuelven lo suficientemente fuertes como para soportar fuerzas externas cuando están en uso“, dijo Xie.

“El tubo también es autoblocante, lo que significa que su forma fuerte se bloquea de forma segura en su lugar sin la necesidad de mecanismos adicionales o intervención humana”.

El equipo continuará mejorando el diseño y explorando nuevas posibilidades para su desarrollo.

“Nuestro objetivo es extender la función de autobloqueo a diferentes formas de tubos y probar cómo se comportan los tubos bajo diversas fuerzas, como doblarse y torcerse”, dijo Lee.

“También estamos explorando nuevos materiales y métodos de fabricación para crear tubos más pequeños y precisos”.

El equipo está desarrollando tubos que pueden desplegarse por sí solos para una variedad de aplicaciones sin necesidad de mucho esfuerzo manual.

“Planeamos mejorar nuestro algoritmo inteligente para hacer que los tubos sean aún más adaptables y eficientes para diferentes situaciones del mundo real“, dijo Xie.

Fuente: RMIT University