Desde el envío y la construcción hasta el espacio exterior, el origami podría darle un giro a la ingeniería estructural.
Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, el Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad de Tokio han desarrollado una nueva configuración de "tubo con cremallera" que hace que las estructuras de papel que sean lo suficientemente rígidas como para sostener el peso pero se puedan plegar para facilitar el envíoy almacenamiento. Su método podría aplicarse a otros materiales delgados, como plástico o metal, para transformar estructuras de muebles a edificios en robots microscópicos.
el investigador graduado de Illinois Evgueni Filipov, el profesor de Georgia Tech Glaucio Paulino y el profesor de la Universidad de Tokio Tomohiro Tachi publicaron su trabajo en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Las estructuras de origami serían útiles en muchas aplicaciones de ingeniería y cotidianas, como un brazo robótico que podría estirarse y arrugarse, una grúa de construcción que podría plegarse para levantar o entregar una carga, o muebles emergentes. Paulino ve particularpotencial para el montaje rápido de refugios de emergencia, puentes y otra infraestructura a raíz de un desastre natural.
"Origami se convirtió más en un objetivo para la ingeniería y la ciencia en los últimos cinco años más o menos", dijo Filipov. "Mucho de esto fue impulsado por la exploración espacial, para poder lanzar estructuras de forma compacta y desplegarlas en el espacio. Pero estamos empezando a ver cómo tiene potencial para muchos campos diferentes de ingeniería. Podría prefabricar algo en una fábrica, enviarlo de forma compacta e implementarlo en el sitio ".
Los investigadores usan una técnica particular de origami llamada plegado Miura-ori. Hacen tiras de papel precisas dobladas en zigzag, luego pegan dos tiras juntas para formar un tubo. Si bien la única tira de papel es muy flexible, el tubo es más rígidoy no se pliega en tantas direcciones.
Los investigadores intentaron acoplar tubos en diferentes configuraciones para ver si eso aumentaba la rigidez estructural de las estructuras de papel. Descubrieron que el enclavamiento de dos tubos en forma de cremallera los hacía mucho más rígidos y difíciles de torcer o doblar. La estructura se pliegaplano, pero se expande rápida y fácilmente a la configuración de tubo rígido.
"La geometría realmente juega un papel", dijo Paulino, ex profesor de ingeniería civil y ambiental de Illinois. "Estamos poniendo dos tubos juntos de una manera extraña. Lo que queremos es una estructura que sea flexible y rígida al mismo tiempotiempo. Esto es solo papel, pero tiene una gran rigidez "
La configuración de la cremallera funciona incluso con tubos que tienen diferentes ángulos de plegado. Al combinar los tubos con diferentes geometrías, los investigadores pueden hacer muchas estructuras tridimensionales diferentes, como un puente, un dosel o una torre.
"La capacidad de cambiar la funcionalidad en tiempo real es una ventaja real en el origami", dijo Filipov. "Al tener estas estructuras transformables, puede cambiar su funcionalidad y hacerlas adaptables. Son reconfigurables. Puede cambiar las características del material:Puede hacerlos más rígidos o más blandos según el uso previsto "
El equipo utiliza prototipos de papel para demostrar cómo se puede plegar una lámina delgada y flexible en estructuras funcionales, pero sus técnicas podrían aplicarse a otros materiales delgados, dijo Filipov. Las aplicaciones a mayor escala podrían combinar paneles de metal o plástico con bisagras.
Luego, los investigadores planean explorar nuevas combinaciones de tubos con diferentes ángulos de plegado para construir nuevas estructuras. También esperan aplicar sus técnicas a otros materiales y explorar aplicaciones desde la construcción a gran escala hasta estructuras microscópicas para dispositivos biomédicos o robótica.
"Todas estas ideas se aplican desde la nanoescala y la microescala hasta grandes escalas e incluso estructuras que la NASA desplegaría en el espacio", dijo Paulino. "Dependiendo de su interés, las aplicaciones son infinitas. Acabamos de arañar la superficie. Una veztiene un concepto poderoso, que creemos que es el acoplamiento de cremallera, puede explorar aplicaciones en muchas áreas diferentes ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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