Los ingenieros de la Universidad RMIT han diseñado un innovador sistema estructural tubular que se puede empaquetar en forma plana para facilitar el transporte y convertirse en materiales de construcción resistentes.Este avance es posible gracias a un sistema de autobloqueo inspirado en el origami de pliegue curvo, una técnica que utiliza líneas de pliegue curvo en el plegado de papel.

Los investigadores principales, el Dr. Jeff (Ting-Uei) Lee y el distinguido profesor Mike (Yi Min) Xie, dijeron que el bambú, que tieneestructuras internasproporcionando refuerzo natural, inspiró el tubodiseño.

"Este sistema de autobloqueo es el resultado de un diseño geométrico inteligente", dijo Lee, de la Escuela de Ingeniería de RMIT."Nuestro invento es adecuado para uso a gran escala: un panel, que pesa sólo 1,3 kg, hecho de múltiplestubosPuede soportar fácilmente a una persona de 75 kg."

Los tubos planos ya se utilizan ampliamente en aplicaciones científicas y de ingeniería, como en dispositivos biomédicos, estructuras aeroespaciales, robótica y construcción civil, incluidos edificios emergentes como parte de los esfuerzos de recuperación de desastres.

El nuevo sistema hace que estos tubos sean más rápidos y fáciles de ensamblar, con la capacidad de transformarse automáticamente en un estado fuerte y autobloqueado.

La investigación espublicadoenActas de la Academia Nacional de Ciencias.Otros contribuyentes a este trabajo incluyen a los doctores Hongjia Lu, Jiaming Ma y Ngoc San Ha de la Escuela de Ingeniería de RMIT y al profesor asociado Joseph Gattas de la Universidad de Queensland.

"Nuestra investigación no sólo abre nuevas posibilidades para diseños estructurales innovadores y multifuncionales, sino que también puede mejorar significativamente los sistemas desplegables existentes", afirmó Xie, de la Escuela de Ingeniería.

"Cuando la NASA despliegapaneles solares"Por ejemplo, los brazos utilizados son tubos que se empaquetaron planos antes de desplegarlos en el espacio", dijo Lee. "Sin embargo, estos tubos son huecos, por lo que podrían deformarse bajo ciertas fuerzas en el espacio.Con nuestro nuevo diseño, estas barreras podrían ser una estructura más fuerte".

Xie explicó que su algoritmo inteligente permitió controlar cómo se comportaba la estructura bajo fuerzas cambiando las orientaciones de los tubos.

"Con nuestra innovación inspirada en el origami, los tubos planos no sólo son fáciles de transportar, sino que también se vuelven lo suficientemente fuertes como para soportar fuerzas externas cuando están en uso", afirmó Xie."El tubo también es autoblocante, lo que significa que su forma fuerte queda firmemente bloqueada en su lugar sin necesidad de mecanismos adicionales o intervención humana".

Próximos pasos

El equipo continuará mejorando el diseño y explorando nuevas posibilidades para su desarrollo.

"Nuestro objetivo es ampliar la función de autobloqueo a diferentes formas de tubos y probar cómo funcionan los tubos bajo diversas fuerzas, como flexión y torsión", dijo Lee."También estamos explorando nuevos materiales y métodos de fabricación para crear tubos más pequeños y precisos".

El equipo está desarrollando tubos que pueden implementarse por sí solos para una variedad de aplicaciones sin necesidad de mucho esfuerzo manual.

"Planeamos mejorar nuestro algoritmo inteligente para hacer que los tubos sean aún más adaptables y eficientes para diferentes situaciones del mundo real", dijo Xie.