Por Canuto  

Investigadores del MIT diseñaron un sistema modular de piezas plegables que, según sus simulaciones, puede crear estructuras unas 3,5 veces más rígidas que otras soluciones basadas en origami y usar cerca de dos tercios del material. Una escultura de aluminio de 23 pies instalada en la Biblioteca Pública de Boston llevó la propuesta fuera del laboratorio y mostró cómo podría ensamblarse sin soldadura de gran escala.
***

  • El método combina celdas plegables individuales en una red estructural rígida, sin columnas de soporte interiores.
  • Las simulaciones indican una rigidez aproximadamente 3,5 veces mayor que la de otras técnicas de origami estructural, con cerca de dos tercios del material.
  • El equipo montó una escultura de aluminio de 23 pies en la Biblioteca Pública de Boston usando herramientas manuales.

El MIT lleva el origami estructural a piezas capaces de soportar cargas

Una técnica inspirada en el origami busca trasladar los pliegues del papel a estructuras arquitectónicas ligeras y resistentes. Investigadores del MIT desarrollaron un sistema modular que combina piezas plegadas para formar cascarones de carga, con posibles usos en refugios de emergencia, componentes aeroespaciales y elementos para edificios.

La propuesta no consiste en doblar una sola lámina hasta obtener una forma completa, sino en fabricar celdas individuales y conectarlas entre sí. El equipo presentó una escultura de aluminio de 23 pies en la Biblioteca Pública de Boston, una demostración a escala real que, según explicó a MIT News el autor principal, Alfonso Parra Rubio, permite mostrar el origami estructural más allá de los prototipos pequeños.

De celdas plegables a una estructura rígida

El punto de partida fueron los teselados plegados del artista y científico Ron Resch, quien desarrolló patrones repetitivos de polígonos en la década de 1960 para producir formas tridimensionales complejas. En vez de construir una pieza continua a partir de una lámina única, el equipo fabrica bloques de construcción por separado y después los ensambla en una red. Esa decisión permite diseñar componentes modulares y, de acuerdo con los investigadores, facilita la fabricación de configuraciones complejas.

Parra Rubio trabajó en el laboratorio de Tomohiro Tachi, profesor de la Universidad de Tokio, donde combinó dos celdas unitarias con forma de trípode basadas en los teselados de Resch. El bloque resultante tiene cero grados de libertad: una vez plegado, queda bloqueado en una posición y no puede moverse libremente. Al conectarse con otros bloques, forma una red de vigas entrelazadas que aporta rigidez y estabilidad sin depender de un gran volumen de material.

La estructura final funciona como un cascarón resistente que puede soportar cargas y no requiere columnas interiores, según la descripción del equipo. Esa característica podría abrir opciones para espacios donde convenga mantener despejada el área central, aunque la fuente no presenta una construcción habitable ni una certificación para edificios. Parra Rubio resumió la lógica del diseño al señalar que la geometría ayuda a construir estructuras fuertes mientras se minimiza el material utilizado.

El equipo reportó en simulaciones que sus estructuras alcanzan una rigidez aproximadamente 3,5 veces superior a la de otras técnicas basadas en origami estructural. También indicó que el método necesita alrededor de dos tercios del material, una comparación que los investigadores vinculan con una posible reducción del consumo de recursos. Son resultados computacionales comparativos, no una medición de desempeño de un edificio terminado bajo condiciones reales de uso.

Diseño digital y montaje con herramientas manuales

Diseñar a mano cada componente poligonal sería complejo, porque las celdas deben encajar y responder a las restricciones de la estructura solicitada. Para abordar esa dificultad, Parra Rubio colaboró con Erik Strand, estudiante de posgrado del Center for Bits and Atoms, en el desarrollo de un solucionador automatizado. El programa divide el problema general en unidades menores y calcula celdas plegables que luego se ensamblan en el diseño completo.

Una vez generados, los archivos de diseño pueden enviarse a una máquina de fresado CNC, que corta los bloques desde láminas planas de materiales como el aluminio. El proceso conecta así el diseño digital con la fabricación de las piezas, sin exigir que cada módulo se produzca mediante una secuencia artesanal. Strand explicó que el equipo resuelve cada celda por separado para comprobar que pueda plegarse y después las organiza en el conjunto deseado.

En el sitio de montaje, los trabajadores pliegan las unidades y las conectan con herramientas manuales, como destornilladores. El procedimiento no requiere equipos de soldadura de gran escala, lo que podría simplificar y acelerar la construcción frente a algunos métodos convencionales, aunque la fuente no ofrece una comparación de costos o tiempos para obras equivalentes. La conexión es uniforme en toda la estructura, incluso cuando las celdas individuales no son idénticas.

Según Parra Rubio, la geometría de las unidades hace que estas tiendan a adoptar su forma correcta mientras se arma la estructura, y la conexión solo permite una configuración. Esa característica busca reducir errores de ensamblaje y vuelve el proceso más directo para los equipos de trabajo. El enfoque no elimina la necesidad de diseño ni de planificación: incorpora parte de esas instrucciones en la forma de los módulos y en su sistema de unión.

Una demostración en Boston y posibles usos futuros

Para demostrar que el método puede escalar, los investigadores ensamblaron una escultura de aluminio plegado de 23 pies que quedó suspendida en el atrio de la Biblioteca Pública de Boston. La instalación, identificada por la biblioteca como LEXICON, formó parte de una exposición inaugurada para la conferencia y el simposio anual del Fab Lab. Parra Rubio afirmó que un equipo sin experiencia profesional en construcción montó la estructura en cuestión de días, un ejemplo que ilustra la viabilidad del ensamblaje fuera del laboratorio, aunque no equivale a una prueba de edificio habitado.

El equipo plantea que los paneles planos podrían enviarse de manera eficiente y convertirse en refugios de emergencia después de terremotos o inundaciones. La posibilidad se apoya en la fabricación modular y en un montaje que usa herramientas sencillas, pero los investigadores todavía quieren probar el enfoque en estructuras arquitectónicas más grandes. La fuente no informa que ya se hayan desplegado refugios construidos con este sistema ni que exista un proyecto de instalación de ese tipo.

Entre las aplicaciones que el grupo considera están los componentes fuertes y ligeros para aviones, los robots modulares y algunos elementos arquitectónicos, como paneles para amortiguar el sonido o fachadas. La investigación también podría interesar a equipos que necesitan producir geometrías complejas sin recurrir a procesos de fabricación y unión a gran escala. Esos usos son posibilidades planteadas por los investigadores, no productos comerciales ni aplicaciones que el trabajo haya validado en campo.

El estudio, publicado en la International Journal of Solids and Structures, también contó con Riccardo Foschi, de la Universidad de Bolonia; Rupert Maleczek, de la Universidad de Innsbruck; Tachi, y Neil Gershenfeld, profesor del MIT y director del Center for Bits and Atoms. La financiación provino en parte de los consorcios de investigación del Center for Bits and Atoms, la Universidad de Bolonia y la Agencia de Investigación Austriaca. Los próximos pasos incluyen ensayar estructuras mayores, estudiar celdas con geometrías más complejas y desarrollar una interfaz de diseño accesible.

James Coleman, cofundador de SumPoint y ajeno a la investigación, destacó que incorporar criterios geométricos, estructurales y de montaje en cada módulo podría mantener la continuidad entre diseño, fabricación y construcción. Su valoración apunta a una ventaja potencial para coordinar proyectos complejos, pero no reemplaza las pruebas adicionales que el equipo todavía planea realizar. Por ahora, la escultura en Boston sirve como demostración tangible de que las piezas plegadas pueden pasar de la escala de prototipo a una instalación de tamaño arquitectónico.


ADVERTENCIA: DiarioBitcoin ofrece contenido informativo y educativo sobre diversos temas, incluyendo criptomonedas, IA, tecnología y regulaciones. No brindamos asesoramiento financiero. Las inversiones en criptoactivos son de alto riesgo y pueden no ser adecuadas para todos. Investigue, consulte a un experto y verifique la legislación aplicable antes de invertir. Podría perder todo su capital.

Suscríbete a nuestro boletín

Artículos Relacionados