Con un solo tirón de una cuerda basta para desplegar estas complejas estructuras
Buenos Aires-(Nomyc)-Lo que a primera vista parece un truco ingenioso de ingeniería es, en realidad, una reflexión profunda sobre cómo diseñar mejor con menos: convertir una estructura tridimensional compleja en una superficie plana, transportable, ligera y estable y lograr que vuelva a su forma original con un único gesto, no es solo un logro técnico, es una forma distinta de pensar el despliegue, el uso de materiales y la logística en contextos donde el tiempo, la energía y los recursos cuentan.
Ahora, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), desarrollaron un método de diseño que permite que estructuras tridimensionales complejas pasen de estar completamente planas a adoptar su forma final con un solo tirón de una cuerda, sin motores, sin actuadores eléctricos, sin secuencias complicadas.
La implicación práctica es clara: en un escenario de emergencia como luego de un tsunami o un terremoto, poder desplegar un hospital de campaña, un refugio o un dispositivo médico de manera rápida, puede marcar la diferencia entre llegar a tiempo o no. Menos montaje, menos errores, menos dependencia de personal especializado.
El sistema convierte un diseño 3D definido por el usuario en una configuración plana compuesta por baldosas interconectadas y un algoritmo, calcula el recorrido óptimo de una cuerda que, al tensarse, activa toda la estructura de forma suave y controlada, minimizando la fricción y los puntos de bloqueo en un proceso reversible, ya que al soltar la cuerda, la estructura vuelve a su estado plano, en un proceso simple y poco habitual.
Esa reversibilidad, tiene un valor enorme desde el punto de vista ambiental, ya que su almacenamiento compacto, transporte más eficiente, menos voluminoso y menos costos en energía, asociado a la logística no es un detalle menor.
El sistema, además, es independiente del método de fabricación, ya que las piezas pueden producirse mediante impresión 3D, fresado CNC, moldeo u otras técnicas industriales, lo que abre la puerta a una adopción mucho más amplia, sin obligar a cambiar infraestructuras productivas ya existentes.
Este enfoque, no se limita a refugios o mobiliario, puede der aplicado a dispositivos médicos portátiles, robots plegables capaces de acceder a espacios difíciles o incluso a hábitats modulares para exploración espacial, donde cada gramo lanzado importa y cada fallo se paga caro.
“La simplicidad del mecanismo es clave. El usuario define la forma, el sistema optimiza el diseño y la estructura se despliega con un solo gesto”, explica Akib Zaman, investigador principal del proyecto. Una frase sencilla, pero cargada de intención.
El trabajo contó con la colaboración de investigadores del laboratorio CSAIL y se presentó en la conferencia SIGGRAPH Asia, organizada por la Association for Computing Machinery, uno de los foros más relevantes en gráficos por ordenador y diseño computacional. El grupo pertenece al CSAIL, conocido por cruzar ingeniería dura con diseño centrado en el uso real. Y se nota.
Del arte ancestral al algoritmo: la inspiración no surge de la nada, ya que el sistema, se basa en principios del Kirigami, una técnica tradicional japonesa que, mediante cortes estratégicos, permite dotar a superficies planas de propiedades mecánicas complejas y aquí, esa lógica se traduce en una red de baldosas cuadriláteras unidas por bisagras rotatorias.
El resultado es una Estructura Auxética, un tipo de geometría poco común que se expande perpendicularmente cuando se estira y se contrae cuando se comprime, lo que permite controlar con precisión cómo y dónde aparece el volumen, algo esencial para que la forma final sea estable y la clave está en el algoritmo, que primero, determina los puntos mínimos que deben elevarse para que la estructura se forme por completo.
Después, calcula el recorrido más corto de la cuerda que conecta esos puntos, asegurando que también guía correctamente los bordes y todo ello se optimiza, para reducir la fricción, un detalle que suele ignorarse en modelos teóricos pero que aquí se trata con realismo físico.
El usuario, no tiene que resolver nada de esto, solo introduce el diseño, fabrica las piezas tal como indica el sistema y listo, sin ajustes finos posteriores. Sin ensayo y error interminable.
Un método independiente de la escala: uno de los aspectos más interesantes es que el método no depende de la escala, ya que funciona igual para objetos diminutos que para estructuras arquitectónicas.
El equipo, probó el sistema en aplicaciones tan distintas como férulas médicas personalizadas, correctores posturales, pequeñas estructuras tipo iglú y una silla a escala humana que puede montar y desmontar una sola persona y todas, comparten la misma lógica: plano, compacto, desplegable.
En teoría, el mismo principio podría utilizarse para dispositivos médicos implantables que se despliegan dentro del cuerpo, o para elementos estructurales de edificios que se montan in situ con grúas, reduciendo tiempos de obra y riesgos laborales.
Quedan retos por resolver: la resistencia de las bisagras, el grosor óptimo de los cables, el comportamiento a largo plazo de los materiales y también, la posibilidad de lograr auto-despliegue, sin intervención humana ni robótica directa, por lo que hay que ir paso a paso, sin promesas vacías.
Potencial: este tipo de diseño apunta a una idea poderosa, la de hacer más con menos materia, menos energía y menos complejidad.
Además, en logística humanitaria, podría reducir de manera drástica el número de camiones necesarios para transportar refugios o equipamiento médico y en construcción temporal, permitir estructuras reutilizables que se montan y desmontan sin residuos, mientras que en salud, generarían dispositivos personalizados que ocupan poco espacio y se adaptan mejor al usuario.
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