El origami tradicionalmente implica la creación de estructuras de papel extremadamente delicadas, pero los principios subyacentes de esta forma de arte pronto podrían adaptarse para ayudar a navegar en situaciones de construcción difíciles. Esa es la teoría detrás de una nueva serie de componentes plegables diseñados por un equipo de profesores de ingeniería de la Universidad de Michigan. Cuando se despliegan y ensamblan mediante bisagras y cerraduras, las piezas de los investigadores se combinan para convertirse en estructuras modulares extremadamente resistentes. Dada la impresionante durabilidad y economía espacial de su diseño, las nuevas construcciones inspiradas en el origami podrían implementarse en zonas de desastres naturales o incluso en el espacio exterior.
Los colaboradores tienen detalló su trabajo en un nuevo estudio publicado el 15 de marzo en Comunicaciones de la naturaleza. Si bien los creadores utilizaron marcos de tableros de fibra de densidad media junto con bisagras de aluminio y mecanismos de bloqueo en sus primeras pruebas, creen que materiales como el plástico, el vidrio revestido o el metal podrían funcionar en versiones futuras.
En un ejemplo de laboratorio, los ingenieros utilizaron un solo pie cuadrado de sus piezas de tablero de fibra triangulares repetidas en forma de celosía y bisagras de metal. A pesar de pesar en total apenas 16 libras, las piezas podrían combinarse en una columna de 3,3 pies de altura capaz de soportar más de 2 toneladas de peso. En otro escenario, las piezas de origami de un cubo de 1,6 pies de ancho podrían desplegarse y ensamblarse en múltiples estructuras, como una “parada de autobús” de 6,5 pies de alto, una columna de edificio vertical de 13 pies de alto, o lo mismo. Puente peatonal de gran tamaño.
Para lograr su diseño de construcción mejorado, los ingenieros se dieron cuenta de que la uniformidad vencía a los refuerzos selectivos.
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Mientras que otros ingenieros en el pasado intentaron engrosar estratégicamente ciertas regiones de sus materiales de construcción de origami, los investigadores crearon sus componentes con un espesor estandarizado para permitir cargas de peso distribuidas de manera más uniforme. El resultado, el sistema de estructura modular y uniformemente gruesa inspirada en el origami (MUTOIS), no solo resuelve este problema de distribución de tensiones de larga data, sino que permite una inmensa personalización según las necesidades del usuario, como el tamaño, el propósito y los materiales.
Ciertas partes pueden ser completamente sólidas o contener aberturas parciales dentro del marco triangular repetido. El puente peatonal, por ejemplo, empleó paneles sólidos para su base junto con paneles de armadura a ambos lados para un “transporte de carga eficiente”, según el papel del equipo. Estos módulos también permiten reemplazar y reparar piezas individuales según sea necesario.
Actualmente, el sistema MUTOIS se basa en conectores simples en lugar de diseños más especializados con cierre automático. Como tal, las estructuras requieren que las personas construyan manualmente los proyectos previstos, a diferencia del ensamblaje asistido por robots o en fábrica. Dicho esto, sin embargo, el equipo cree que más investigaciones podrían continuar expandiendo la utilidad potencial del sistema MUTOIS para ayudar a construir “sistemas aeroespaciales, hábitats extraterrestres, robótica, dispositivos mecánicos y más”.