Nuevo sistema del MIT que usa las horquillas de los árboles descartadas para su uso en estructuras de carga

La madera se está convirtiendo en un material de construcción cada vez más popular, pero la madera se extrae principalmente de los troncos largos y rectos de los árboles. Con el objetivo de reducir los residuos, un equipo del MIT ha desarrollado un método para utilizar también las uniones de carga de los árboles.

Dirigidos por la profesora adjunta Caitlin Mueller, los investigadores empezaron por recoger secciones de madera de desecho de un grupo de árboles que ya habían sido talados en la ciudad de Somerville (Massachusetts).

Los científicos se interesaron específicamente por las horquillas en forma de Y en las que el tronco o una rama grande se divide en dos. Normalmente, estas partes se convierten en mantillo o se queman.

Las horquillas de los árboles son conexiones estructurales diseñadas de forma natural que funcionan como voladizos en los árboles, lo que significa que tienen el potencial de transferir la fuerza de forma muy eficiente gracias a su estructura de fibra interna.

Si tomamos una horquilla de árbol y la cortamos por la mitad, vemos una increíble red de fibras que se entrelazan para crear estos puntos de transferencia de carga, a menudo tridimensionales, en un árbol. Estamos empezando a hacer lo mismo con la impresión 3D, pero no estamos ni cerca de lo que hace la naturaleza.

Caitlin Mueller

Una vez que los científicos contaron con una buena colección de horquillas, procedieron a escanear en 3D cada una de ellas, para luego añadir su modelo digital a una base de datos.

Utilizando lo que se conoce como algoritmo húngaro, se pudo determinar posteriormente qué horquillas de esa base de datos cumplirían mejor los requisitos de carga de un nodo específico en forma de Y, donde dos piezas rectas de material se unen para soportar una carga, en una estructura concreta hecha por el hombre.

El sistema también podría funcionar a la inversa, mostrando cómo deberían alterarse otros aspectos de una estructura para utilizar una determinada horquilla de árbol para un nodo específico.

En el siguiente paso del proceso, se usó otro algoritmo para guiar el corte robótico de las horquillas seleccionadas, de modo que pudieran encajar mejor y soportar la carga de sus respectivos nodos. Por último, un modelo informático guiaba al equipo en el proceso de montaje, mostrando qué horquillas estaban destinadas a cada nodo.

Aunque es posible que pase algún tiempo antes de que veamos un edificio real construido con esta tecnología, Mueller y sus colegas construyeron una escultura de madera de prueba que se expuso en el campus del MIT.

Como la pandemia les retrasó, la pieza sigue siendo un trabajo en curso: actualmente incorpora 12 nodos de horquilla de árbol, pero al final debería incluir unos 40. Se instalará en Somerville, en el lugar donde crecían los árboles donantes.

Vía mit.edu