Tubos de papel de origami replantean la ingeniería estructural

   MADRID, 8 (EUROPA PRESS)

   Desde el transporte pasando por la construcción hasta el espacio exterior, el origami -el arte japonés de plegado de papel para hacer figuras-- podría dar un impulso a la ingeniería estructural.

   Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y el Instituto de Tecnología de Georgia, en Estados Unidos, y la Universidad de Tokio, en Japón, han desarrollado una nueva configuración de un "tubo de cremallera" que hace que las estructuras de papel sean lo suficientemente rígidas para soportar peso pero puedan también plegarse hasta una forma plana para facilitar el transporte y el almacenamiento.

   Su método, descrito en un artículo que se publica en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', se podría aplicar a otros materiales delgados, tales como plástico o metal, para transformar desde estructuras de los muebles hasta edificios o robots microscópicos. Estas estructuras origami serían útiles en muchas aplicaciones de ingeniería y cotidianas, como un brazo robótico que pueda extender la mano o una grúa de la construcción que se doble para recoger o entregar una carga.

   "El origami se ha convertido en más que un objetivo para la ingeniería y la ciencia sólo en los últimos cinco años más o menos --relata Filipov--. Mucho de esto se debió a la exploración del espacio, con la capacidad de llevar estructuras de forma compacta y desplegarlas en el espacio. Pero estamos empezando a ver su potencial para una gran cantidad de diferentes campos de la ingeniería. Se podría prefabricar algo en un fábrica, enviarlo de forma compacta y desplegarlo en el sitio de destino".

   Los investigadores de este estudio utilizan una técnica de origami particular llamada plegado Miura-ori. En concreto, los autores hacen tiras precisas de papel plegado en zigzag para, a continuación, pegar dos tiras juntas para formar un tubo. Aunque una única tira de papel es muy flexible, el tubo es más rígido y no se pliega en todas las direcciones.

   Los investigadores trataron de acoplar los tubos en diferentes configuraciones para ver si añadía rigidez estructural a las estructuras de papel y vieron que colocar dos tubos en forma de cremallera hizo a las estructuras mucho más rígidas y más difíciles de torcer o doblar. No obstante, la estructura se pliega plana y se expande rápidamente y fácilmente hasta configurar el tubo rígido.

   "La geometría realmente juega un importante papel --apunta Glaucio Paulino, exprofesor de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Tecnología de Georgia--. Estamos poniendo dos tubos juntos de una manera extraña. Lo que queremos es una estructura que sea flexible y rígida al mismo tiempo. Es sólo papel, pero tiene gran rigidez".

   La configuración de la cremallera funciona incluso con tubos que tienen diferentes ángulos de plegado. Mediante la combinación de tubos con diferentes geometrías, los investigadores pueden hacer muchas estructuras tridimensionales diferentes, como un puente, un toldo o una torre.

   "La capacidad de cambiar la funcionalidad en tiempo real es una ventaja en el origami -señala Evgueni Filipov, de la Universidad de Illinois--. Al tener estas estructuras transformables, se puede cambiar su funcionalidad y hacerlas adaptables. Son reconfigurables. Se pueden modificar las características del material: es posible hacerlas más rígidas o más suaves dependiendo del uso previsto".

   El equipo empleó prototipos de papel para demostrar cómo una hoja delgada y flexible se puede plegar en estructuras funcionales, pero sus técnicas se podrían aplicar a otros materiales delgados, subraya Filipov. Algunas aplicaciones de mayor escala podrían ser combinar paneles de metal o de plástico con bisagras.

   A partir de ahora, los científicos planean explorar nuevas combinaciones de tubos con diferentes ángulos de plegado para construir nuevas estructuras. También quieren aplicar sus técnicas a otros materiales e investigar aplicaciones desde construcciones a gran escala a estructuras microscópicas para dispositivos médicos o robóticos.

   "Todas estas ideas se aplican desde la nanoescala y microescala hasta la gran escala e incluso estructuras que la NASA podría desplegar en el espacio --augura Paulino--. En función de su interés, las aplicaciones son infinitas. Tan sólo hemos arañado la superficie. Una vez que se tiene un concepto poderoso, como creemos que es el acoplamiento de la cremallera, se pueden explorar aplicaciones en muchas áreas diferentes".