¿Pueden cambiar el futuro de la arquitectura los materiales autoensamblables?

¿Pueden cambiar el futuro de la arquitectura los materiales autoensamblables?

La arquitectura es una disciplina conservadora, entre otros motivos por las rigurosas normas de estabilidad y seguridad a las que debe adherirse toda construcción hecha por humanos. Las fuerzas que actúan sobre y dentro de cualquier estructura deben calcularse cuidadosamente y el diseño ha de modificarse en consecuencia. Poco puede dejarse en manos del azar.

O al menos esa es la perspectiva tradicional. Pero algunos diseñadores están jugueteando con otra idea: que existe otro modo de construir que se sirve del azar en lugar de evitarlo. Este tipo de construcciones dependerán de nuevos tipos de materiales granulados que cuando se colocan, se fusionan de manera que proporcionan estabilidad estructural. De esta forma, podrían construirse paredes, columnas y hasta las cúpulas a base de verter estos nuevos materiales que formarían estructuras complejas pero estables.

Eso puede sonar a ciencia ficción, pero Sean Keller del Instituto de Tecnología de Illinois en Chicago (EEUU) y Heinrich Jaeger de la Universidad de Chicago explican que este tipo de “arquitectura aleatoria” está por fin siendo posible. Afirman que las primeras estructuras aleatorias ya se están construyendo y que el enfoque introduce nuevas maneras de contemplar la arquitectura y el diseño en general.

Primero, algunos antecedentes. Los humanos han empleado materiales granulados como las piedras, la arena o la tierra para construir estructuras durante miles de años. Incluso hoy, esta técnica es común en la construcción de presas, rompeolas y camas de gravilla para las vías de ferrocarril.

Estas estructuras se benefician de las propiedades especiales de los materiales granulados: su naturaleza porosa que permite un drenaje rápido y el hecho de que pueden colocarse mediante su vertido rápido y barato.

Resulta más interesante la forma que tienen de soportar las cargas. Las estructuras convencionales requieren columnas o arcos especialmente diseñados para ellas. Pero los materiales granulares dependen de las cadenas de fuerzas entre partículas adyacentesque se forman en el propio material cuando éste queda bloqueado. Al mismo tiempo, el material puede fluir cuando finaliza el bloqueo.

No obstante, hay una desventaja. La forma de estas estructuras está gravemente limitada por el ángulo natural de reposo del material. Y eso también limita las aplicaciones.

Muchas de las propiedades de los materiales granulados están determinadas por la forma de las partículas de las que están hechos. En muchos casos esta forma es más o menos esférica. Pero en años recientes, los científicos de materiales han empezado a experimentar con partículas de formas más exóticas, como de estrella en 3D, de gancho y otras. Cuando se vierten estos materiales, estas partículas quedan bloqueadas con mayor facilidad y forman estructuras estables.

Esto ha dado paso a un modo completamente nuevo de pensar sobre el diseño. Tradicionalmente, los arquitectos han empezado con los componentes estructurales más pequeños como columnas, arcos, paredes, etc. y los han unido para formar estructuras más grandes como puentes, casas y rascacielos.

Pero las propiedades de estos nuevos materiales granulados le dan la vuelta a este enfoque. Con ellos, los arquitectos pueden pensar primero en la forma final y luego discernir cómo llegar a ella mediante el vertido del material granulado.

Un enfoque consiste en verter el material en un contenedor hermético que puede cerrarse al vacío. Esto genera la presión que causa que el material se bloquee y adquiera casi cualquier forma deseada. Hace un par de años, unos ingenieros de la Universidad Técnica de Delft (Países Bajos) construyeron un puente utilizando esta idea de material “desinflable” (abajo).

Un objetivo más ambicioso es definir la estructura final y trabajar hacia atrás para determinar la forma de las partículas que darían el resultado deseado al verterse. Estos gránulos entonces podrían ser impresos en 3D y colocados por vertido en un lugar donde se autoensamblarían o serían ensamblados por un robot.

Eso tendrá un efecto profundo sobre el proceso del diseño. “Como resultado, la preplanificación se libera de considerar el detalle estructural local”, dicen Keller y Jaeger. “En su lugar, la tarea principal se convierte en generar la forma de partículas adecuada además del límite y las condiciones de procesado para garantizar que la estructura deseada será mecánicamente estable al completarse”.

Los primeros pasos tentativos hacia este tipo de construcción ya se están dando con unos resultados fascinantes. ¿Podría ser que la próxima casa que habites haya sido vertida en lugar de construida? Probablemente no, pero quizás la siguiente, sí.

Fuente: technologyreview.es

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