Los investigadores de la Universidad Federal de Siberia (SFU) y de la Universidad de Granada (España) desarrollaron un software capaz de unir las formas finas de la naturaleza —hojas, conchas de los moluscos— con un enfoque ahorrativo en relación con la construcción. La información ha sido publicada en la revista Engineering Structures.
La creación de techos intermedios más fuertes y ligeros siempre fue uno de los objetivos de desarrollo de la arquitectura. La tarea principal en el proceso de su diseño consiste en reducir los llamados momentos de fuerza, es decir, partes de la construcción que se deforman en varias direcciones (se curvan, se extienden, se mueven). Se considera que las más seguras son bóvedas en las que los momentos de curvatura están reducidos al mínimo.
Los arquitectos del pasado conocieron tales estructuras, pero su uso no se extendió porque era complicado realizar los cálculos necesarios. Al llevar a cabo experimentos con nuevas formas, el famoso arquitecto español Antonio Gaudí hizo modelos colgantes de cuerdas y sacas de arena.
Las tecnologías actuales permiten dar un nuevo paso en esta dirección. Los científicos de la SFU y de la Universidad de Granada desarrollaron un software que abre una serie de posibilidades en el diseño de capas sin momento, una propiedad por la que una fuerza tiende a generar un movimiento de rotación.
«Lo extraordinario de nuestro diseño consiste en que es posible incluir en la capa elementos atirantados [cuerdas u obenques], lo que amplía las posibilidades de los ingenieros en el sentido económico y estético», comenta la coautora de la investigación, asesora del departamento de proyectos arquitectónicos del Instituto de Arquitectura y Diseño de la SFU, Anastasía Moscaliova.
Las formas curvilíneas se usan en la arquitectura moderna: el deconstructivismo, la arquitectura biónica y paramétrica. Mientras, los arquitectos crean una forma con cada vez más frecuencia a partir de su maginación sin tener en consideración cuestiones de ahorro y la eficacia del material.
Según los expertos de la SFU, el software permite crear capas con una larga vida útil y, encima, eficientes. Los cálculos se realizan partiendo de las características de los materiales usados y datos como el peso de la estructura y la ubicación de puntos de apoyo.
«El hormigón armado de paredes delgadas, la bóveda catalana de ladrillos y cemento y capas reticuladas de madera o metal: todos estos materiales son comprensibles. Queda agregar a estos estructuras atirantadas capaces de trabajar a tracción máxima, y esto será una nueva tendencia en la arquitectura y la construcción», destaca Moscaliova.
Como resultado del trabajo del grupo, se elaboraron dos catálogos de cúpulas y techos intermedios para los edificios públicos, formas pequeñas arquitectónicas (pérgolas y pabellones), estadios y terminales aeroportuarias.
En la etapa siguiente de la investigación se creará un modelo físico de la cúpula biónica, se llevarán a cabo ensayos de la nueva estructura y se elegirán los materiales más apropiados para mantener y desarrollar sus ventajas.
