Logo Studenta

La_tensegridad_Materiales_avanzados

¡Estudia con miles de materiales!

Vista previa del material en texto

La tensegridad
Materiales avanzados
Jorge Prieto Peinador
50622
¿Qué es la tansegridad?
La tensegridad es un principio estructural basado en el empleo de componentes aislados 
comprimidos por una red tensada continua. Los miembros comprimidos (generalmente
barras) no se tocan entre sí y están unidos únicamente por medio de componentes
traccionados (habitualmente cables) que son los que delimitan espacialmente dicho
sistema.
Origen
Se puede datar el origen de la Tensegridad en los años 50, pero su autoría está rodeada de
polémica. Se consideran tres autores para este término: Richard Buckminster Fuller, David
Georges Emmerich y Kenneth D. Snelson. 
Por un lado, el trabajo de los americanos Fuller y Snelson, maestro y pupilo
respectivamente, en modelos geométricos tridimensionales les llevó hasta este tipo de
estructura nunca antes concebida. Fuller llevaba años trabajando en geometría vectorial
multidimensional y en conceptos relacionados con la Tensegridad, pero sin llegar a la
síntesis de esta. Fue gracias a Snelson, alumno de artes plásticas en se momento, y a su
trabajo práctico en esculturas geométircas, cuando pudo sintetizar sus conocimientos en el
concepto de la tensegridad.
Al mismo tiempo pero independientemente,
el húngaro David Georges Emmerich
investigaba los diferentes tipos de
estructuras basadas en prismas tensados.
Sus estudios le llevaron a definir y patentar
sus “redes auto-pretensadas”, que eran
exactamente el mismo tipo de estructuras
que las descubrieron Snelson y Fuller.
En cualquier caso, el orden cronológico de
las patentes de los autores el siguiente:
1. Fuller: 13 Noviembre 1962.
2. Emmerich: 28 Septiembre 1964.
3. Snelson: 16 Febrero 1965.
Definición
Una estructura constituye un sistema de tensegridad si se
encuentra en un estado de autoequilibrio estable, formado
por elementos aisalados que soportan compresión (barras) y
elementos continuos que soportan tracción (cables). El
equilibrio entre esfuerzos de ambos tipos de elemento dotan
de forma y rigidez a la estructura. Los sistemas de
tensegridad permiten gran cantidad de diseños, tienen un
gran resistencia por el reparto de cargas en el total de la
estructura, son ligeros y requieren muy pocos materiales. 
La estructura tensegrítica más elemental es conocida con el
nombre de estructura Simplex. Consta de 6 nodos, los cuales
están unidos mediante 3 elementos a compresión (barras) y 9
elementos a tracción (cables).
Características
En 2003 el ingeniero francés René Montro hace la siguiente
definición extendida: “Un sistema tensegrítico es un sistema
que está en equilibrio, es estable por sí mismo y comprende
un conjunto discontinuo de componentes comprimidos
dentro de un conjunto de continuo de componentes
atirantados.” De esta definición se pueden desgranar las
características generales de estas estructuras:
 En equilibrio y estable por sí mismo: Equilibrio estable porque el sistema puede
recuperar su posición original después de una acción externa; y por sí mismo
porque dicho equilibrio es independiente de cualquier condición ajena al mismo, no
depende de fuerzas externas debido a su estado pretensado inicial. Es estable
incluso fuera de la acción de la gravedad. 
 Componentes: Aunque generalmente hace referencia a una barra o un cable,
también puede referirse a una membrana, un volumen, un átomo o un ensamblaje
de componentes elementales. De ahí la expansión del concepto a campos
relacionados con la biología, los materiales o el ser humano.
 Comprimidos o traccionados: La clave esta en que cada componente trabaja a
tracción o a compresión de forma exclusiva, nunca ambas o de forma mixta.
 Tensión continua y compresión discontinua: Los componentes comprimidos han de
estar aislados entre sí, mientras que los que están sometidos a tracción de forma
continua, sin discontinuidad entre nudos.
 Dentro: Un sistema es tensegrítico cuando todos sus componentes comprimidos
están dentro del propio sistema, es decir, cuando los componentes que forman los
bordes exteriores están sometidos a tracción.
Clasificación
Según algunos autores las estructuras tensegríticas se pueden ordenar en dos categorías.
Clasificación que reconoce algunas estructuras como tensegríticas que a ojos de los
críticos son una falsa tensegridad. 
1. Estructuras tensegríticas fieles a la definición de Montro. En estas estructuras los
elementos que trabajan en tracción son distintos de los que trabajan en
compresión. Dentro de la estructura, las barras rígidas en compresión ejercen una
fuerza de tracción sobre los elementos elásticos en tracción que a su vez
comprimen las barras rígidas. Estas fuerzas opuestas se equilibran en el conjunto de
la estructura y la estabilizan.
2. Estructuras tensegríticas con armadura. Constituidas por barras rígidas, donde cada
una puede trabajar en tracción y en compresión, y que son ensambladas en
triángulos, en pentágonos o en hexágonos. La orientación de las barras determina
la posición de cada junción y garantiza la estabilidad de la estructura. Los domos
geodésicos de Fuller son constituidos así.
En el fullereno
El fullereno es la tercera forma molecular más estable del
carbono detrás del grafito y del diamante. Se puede
encontrar en forma de esferas, elipsoides o cilindros. Reciben
el nombre en honor a Fuller por su trabajo con el domos
geodésicos.
El más conocido es el formado por 60 átomos de carbono
(C60) que se presenta en la naturaleza con forma de esfera
geodésica. Los 60 átomos de carbono forman 20 hexágonos
alternos con 12 pentágonos unidos por 90 enlaces carbono-
carbono que ejercen de elemento rígido (barra) de una esfera
tensegrítica.
En otros campos
La idea de las estructuras tensegríticas se ha expandido a distintos campos. Se pueden
encontrar teorías sobre como el cuerpo humano es considerado una estructura con
tensegridad en la que los hueso y músculos son los elementos fundamentales que dotan al
sistema de estabilidad y resistencia. También encontramos teorías acerca de como las
células se pueden considerar estructuras con tensegridad donde membranas y líquidos
internos son los elementos fundamentales. Así como los virus, las formas de vida más
pequeñas, utilizan proteínas para ensamblar envolturas geodésica que protegen el material
genético.

Continuar navegando