GID2016-22 | Tensegridad
Tensegridades: ¡tensas pero estables!
¿Qué tienen en común un robot de la NASA, un juguete para bebés y la cubierta del Wanda Metropolitano?
Figura 1: Robot de la NASA, juguete para bebés y cubierta del Wanda Metropolitano.
Las estructuras tensegríticas tienen sus orígenes en el arte pero gracias a sus numerosas aplicaciones las encontramos en ingeniería, robótica, arquitectura, biología o medicina.
El término tensegridad (abreviatura de tensional integrity) fue acuñado por el arquitecto Richard Buckminster Fuller que, de una manera muy poética, definió como islas de compresión en un mar de tracción. Durante la primera mitad del siglo XX, el artista Karl Johansson, el escultor Kenneth D. Snelson o el arquitecto David Georges Emmerich trabajaron en este tipo de estructuras, quedando la autoría de éstas un poco difusa.
En una primera aproximación podríamos decir que una tensegridad está formada por un conjunto de barras (elemento que trabaja a compresión) unidas por cuerdas o cables (elemento que trabaja a tracción) de manera que todo el conjunto está en estado de auto-tensión. Las tensegridades se pueden modelar con ayuda de las matemáticas usando nociones básicas de grafos y vectores.
Algunas propiedades interesantes de estas estructuras son:
1. Están en equilibrio estable por lo que la estructura puede recuperar su posición inicial después de que alguna acción externa lo haya alejado de ella. No se necesita por tanto ninguna fijación para mantener su forma.
2. Ningún elementos sobra: si añadimos algún cable más es sólo para aportar mayor rigidez.
3. Tienen la capacidad de responder globalmente como un todo, por lo que cualquier carga puntual a la que se les someta es transmitida uniformemente y absorbida por toda la estructura.
4. Las estructuras pueden ser ensambladas para crear estructuras más complejas.
Referencias
1. Robert Connelly Tensegrities and Global Rigidity. En: Senechal M. (eds) Shaping Space. Springer, New York, NY (2013). Prueba matemática de cuándo una tensegridad es super-estable
2. Valentín Gómez Jáuregui: Tensegridad, estructuras de compresión flotante. http//www.tensegridad.es/Publications/Tensegridad-Estructuras_De_Compresión_ Flotante_by_GOMEZ-JAUREGUI.pdf El ingeniero español de las tensegridades
3. Robert E. Skelton: Dynamics and Control of Aerospace Systems. 2002. https://maeresearch.ucsd.edu/skelton/publications/pinaud_mechanics_CRC.pdf Tensegridad en Ingeniería
4. Kenneth Snelson: Kennet Snelson; Art and Ideas. https://kennethsnelson.net/KennethSnelson_Art_And_Ideas.pdf
5. Blog Naukas: Artículo de Clara Grima (2011). https://naukas.com/2011/11/01/ estoy-contraida-y-tensa-pero-todavia-estable/ Artículo de divulgación