Ingenieros del MIT usan kirigami para fabricar estructuras ultrarresistentes y ligeras

Al observar la naturaleza, encontramos increíbles ejemplos de cómo lograr resistencia con poco peso. Tomemos, por ejemplo, los huesos, que aunque ligeros, brindan la resistencia y soporte necesarios para soportar el cuerpo. Los ingenieros del MIT se inspiraron en estructuras similares a estos y, usando la técnica de kirigami, han logrado crear estructuras metálicas tan ligeras que superan incluso al corcho en ligereza, manteniendo una resistencia formidable.

¿Qué es Kirigami?

El kirigami, un antiguo arte japonés de plegar y cortar papel, ha servido como la técnica clave para esta innovación. A través de ella, los investigadores del MIT han fabricado lo que se conoce como una estructura de rejilla de placa a una escala sorprendentemente grande. «Es como un corcho de acero. Más ligero que el corcho pero con una alta resistencia y rigidez,» explica el Profesor Neil Gershenfeld, líder del proyecto.

Fabricación plegable

El reto principal para estos ingenieros era cómo fabricar estas estructuras complejas en grandes escalas. Para superar este desafío, adaptaron un patrón de pliegue común, el patrón Miura-ori, transformando sus puntos afilados en facetas. Esto facilitó la unión de las placas, eliminando la necesidad de técnicas costosas y lentas como soldaduras.

Alfonso Parra Rubio, coautor del estudio, señala: «Las estructuras de placa superan a las de viga en resistencia y rigidez, manteniendo el mismo peso y estructura interna. Creemos que el plegado facilita el uso de esta estructura de placa fabricada a partir de metales.«

Propiedades personalizables

Uno de los logros más destacados de esta técnica es la capacidad de personalizar propiedades mecánicas específicas. Dependiendo del diseño de los pliegues, algunas áreas pueden resistir la compresión, mientras que otras pueden ser más flexibles. Esta personalización podría ser crucial para robots o aplicaciones dinámicas que requieren movimientos específicos.

Aplicaciones prácticas

Además de ser fuertes y livianas, estas estructuras son fáciles de producir a gran escala. Esto las convierte en candidatas ideales para la industria aeroespacial, automotriz y arquitectónica. James Coleman, cofundador de SumPoint, comenta sobre el potencial de estas estructuras en la construcción, imaginando un futuro donde las pesadas estructuras de acero y concreto son reemplazadas por livianas rejillas.

Además de sus aplicaciones industriales, esta técnica también ha sido utilizada para crear impresionantes obras de arte, demostrando la versatilidad y el poder estético de estos avances.

El futuro de la técnica Kirigami

Aunque el método ha demostrado ser revolucionario, todavía hay desafíos por enfrentar, como la modelización de las estructuras. Sin embargo, el equipo del MIT tiene planes de desarrollar herramientas de diseño CAD amigables y de explorar métodos para reducir los costos computacionales de simulación.

Con un equilibrio entre arte y ciencia, el equipo detrás de esta innovación espera no solo revolucionar diversas industrias, sino también deleitar visualmente al mundo con su trabajo.

Vía mit.edu