MIT desarrolla software inspirado en origami para lograr construcciones más resistentes

Investigadores del MIT diseñaron un sistema de construcción modular basado en origami que permite erigir estructuras tridimensionales livianas y extremadamente rígidas sin necesidad de columnas de soporte interior ni equipos pesados de soldadura. El método utiliza bloques de construcción doblados a partir de láminas metálicas planas y un software que traduce diseños arquitectónicos complejos en piezas fáciles de cortar y ensamblar con herramientas manuales básicas.

“Este trabajo demuestra que doblar metal es un método listo para utilizarse en la construcción de estructuras. Podemos hacerlo lo suficientemente grande y resistente como para sacarlo del laboratorio y llevarlo al sitio de obra”, afirmó Neil Gershenfeld, director del Centro de Bits y Átomos del MIT.

El origami tradicional carece de resistencia estructural

El origami en papel es delicado. Hasta ahora, el origami aplicado a la arquitectura tampoco había logrado superar esa fragilidad. Los pliegues convencionales realizados sobre una sola lámina tienden a generar estructuras inestables, incapaces de soportar el peso que exige una construcción real.

El autor principal del estudio, Alfonso Parra Rubio, y su equipo retomaron patrones de teselado desarrollados en la década de 1960 por el artista Ron Resch. En lugar de trabajar con una única lámina de grandes dimensiones y difícil manejo, el equipo del MIT dividió el problema en bloques de construcción individuales más pequeños.

La unión de celdas tripié elimina el movimiento estructural

La clave del sistema radica en la combinación de dos celdas con forma de trípode en un solo bloque modular. Esa unión genera una unidad estructural con cero grados de libertad, es decir, que queda completamente fija y sin posibilidad de movimiento.

Cuando estos bloques se conectan entre sí formando una red entrelazada, dan lugar a una estructura tridimensional hueca de gran tamaño. El sistema no requiere columnas centrales de soporte, reduce en un tercio el uso de material y ofrece 3,5 veces más rigidez que los métodos de origami desarrollados previamente.

Un software traduce diseños complejos en piezas planas

La construcción de geometrías complejas suele generar fallas de comunicación entre arquitectos, ingenieros estructurales y trabajadores de obra. El equipo del MIT resolvió ese problema mediante el desarrollo de un software que funciona como solucionador automático: descompone visiones arquitectónicas complejas en archivos de diseño individuales y plegables.

Una fresadora de control numérico por computadora (CNC) corta estas formas precisas a partir de láminas metálicas planas. Las piezas resultantes pueden apilarse de manera compacta en camiones de plataforma o trasladarse por aire directamente a zonas de crisis.

El ensamblaje no requiere mano de obra especializada

El proceso de montaje en el terreno fue diseñado para ser simple. Las celdas modulares encajan en una única orientación correcta, lo cual elimina errores de posicionamiento durante la construcción.

Los trabajadores solo necesitan destornilladores manuales básicos para unir las piezas, sin requerir equipos pesados de soldadura ni herramientas especializadas. Este enfoque hace que la construcción sea más rápida, silenciosa y considerablemente más económica que los métodos convencionales.

Para comprobar la viabilidad del sistema fuera del laboratorio, el equipo construyó una escultura de aluminio plegado de 23 pies (siete metros) de longitud, suspendida del techo de la Biblioteca Pública de Boston. Un grupo de trabajadores sin formación formal en construcción levantó la estructura, del tamaño de una habitación, en apenas unos días.

Las aplicaciones se extienden a la industria aeroespacial

Aunque los refugios de emergencia de despliegue rápido representan la aplicación más inmediata, las implicancias del sistema abarcan otros sectores. Ingenieros aeroespaciales podrían adaptar la técnica para fabricar cascos de aviones y naves espaciales más livianos, dado que el sistema produce componentes excepcionalmente livianos y a la vez rígidos.

Arquitectos urbanos también evalúan el método para el desarrollo de paneles interiores con propiedades de aislamiento acústico, robótica modular y fachadas de edificios que reduzcan la huella de carbono asociada a su fabricación.