Tensegridad

A propósito de resolver prototipos escala 1 a 1, he llegado a interesarme en la tensegridad. Pienso también en el segundo artículo de esta página, referido a ejemplos de sustentación y resistencia. A primera vista, surgen como expresiones espontáneas de equilibrio de esfuerzos, llamando la atención por lo liviano y transparente.
Confrontado a la idea en que he estado pensando, el de la arquitectura como cubrir, me pregunto si funcionará óptimamente cubriendo planos.

Un sistema de tensegridad puede definirse como un equilibrio de elementos a compresión (generalmente barras), y elementos a tracción, que completan un sistema de esfuerzos en elementos parciales rígidos que mantiene fijo un total.

Flexibilidad, estabilidad, sustentación

La estructura de las ramas de los árboles, bajo viento normal, o en temporales, se presenta como ejemplo de estabilidad y resistencia, donde los elementos tienden a volver al lugar inicial.

Aplicación
En cuanto a la disyuntiva de para qué pueden servir este tipo de sistemas, es posible imaginarlos aplicados en muebles, tipos de cubiertas, megaestructuras. El aspecto estructural se presta para funciones donde la simetría pueda ser un aporte: repeticiones de salas, módulos, grandes cubiertas.

Al cubrir estos sistemas, a mayor escala, la idea es que no deje de ser tensegridad, y a la vez procure cubierta, plano, transparencias y opacidad, llenos y vacíos.



La página de Kenneth Snelson contiene fundamentos detallados de comprensión de estos sistemas, que asocia al agarre helicoidal de un tejido, a la sujeción que éste produce, a las triangulaciones, y a los esfuerzos contrapuestos en aspas. Está en inglés, pero tiene gráficos claros.

http://www.kennethsnelson.net/icons/struc.htm
"El tejido, y la tensegridad, comparten el mismo principio, de alternar direcciones helicoidales".

Entre los trabajos presentados, llaman la atención estructuras de columnas que, según el mismo texto, comparten una identidad con la trenza, o el trenzado.
En estructuras de tensegridad la triangulación completa, en la red de tensión, es sumamente importante, decidiendo si la estructura es firme o fláccida. Sólo la cruz con sus dos puntales (y cuatro miembros de tensión), y el prisma de tres vías, entre estas figuras primarias, tienen la triangulación total (abajo). El cuadrado, el pentágono y el hexágono no lo logran. Estos pueden ser estabilizados con líneas adicionales, pero las líneas suplementarias necesariamente serán selectivas en las direcciones que deformarán la figura.

El sentido direccional de todas las fuerzas de estiramiento y empuje también puede ser reversible, implicando posibilidades de reflexión.
Elementos sólidos, tridimensionales, pueden ser interpretados con barras, como bordes, llevados a ser la generación geométrica.
La flexibilidad inherente en los sistemas de tensegridad es en sí misma helicoidal, y la estructura de torre entera se dobla ligeramente cuando es comprimida de arriba a abajo. De otra forma, si la flexión acumulativa es el objetivo, entonces todos los módulos deberían ser de una dirección helicoidal.

Así, sólo aquellas formas cuya red de tensión es compuesta completamente de triángulos son realmente estables. Si la red tiene cuadrados, pentágonos, etc., la estructura será deformable y fláccida.

En la figura, una red de tensegridad, graficada con triángulos. La flexibilidad elástica de una estructura de tensegridad, una columna por ejemplo, puede ser vista en las pequeñas rotaciones de las hélices derechas o izquierdas en coordinación con el estiramiento de las líneas de tensión. Una hélice diestra comprime con la rotación izquierda, y viceversa.
La torre mostrada arriba es un ejemplo. Todas las líneas de tensión - los bordes, cabestrillos dibujados - son de longitud igual, de modo que los triángulos, de color verde, en el cuadro, son equiláteros. Al hacer presión sobre la columna responde como un resorte, con flexibilidad. El nombre que recibe es "la torre equilátera que oscila" ("Equilateral Quivering Tower").

En torno a la relación con pliegues, esta columna doblada de papel (arriba) simula la geometría de una columna de tensegridad de tres vías. El tipo 1 de triángulos es rojo, y el tipo 2 está en verde. Así la concavidad y convexidad en los pliegues del papel llevan a una relación cercana a la tensión de tensegridad y al modelo de compresión de fuerzas.


El texto define tres clases de líneas de tensión: líneas "de borde" (en verde), que definen los lados de cada módulo (en la mayoría de los casos los bordes llevan menos tensión), líneas "de estiramiento" o arrastre (en azul), trazos que tiran los módulos uno hacia el otro, y líneas "de cabestrillo" (en rojo), que suspenden los módulos, como cadenas, o bandas. En las formas de marcos de cometa ("Kite frame"), por su parte, se producen construcciones a partir de cruces rígidos y tensión perimetral. Cuando uno de estos bordes se sustituye por otro elemento, rígido o modular, se presentan las múltiples variaciones de esta clasificación. Sustituir una barra o elemento rígido con un X-módulo (módulo en cruz), ya produce una variante. Esta nueva unión de dos módulos en cruz representa una primera etapa de proceso de construcción, que puede ser ampliado indefinidamente. Cada cuadrante abierto de cualquier módulo así ofrece un lugar para conectar otro.

Para observar estos movimientos, construyo prototipos personales.

Recurriendo al giro de módulos, descubro la suspensión vertical que plantean los tensores, y las distintas posiciones que admite una estructura. El grado en que se estiran marca la estabilidad de la figura.

Cuadrados girados, se presentan en una regularidad, o con perspectivas más complejas, así estas estructuras traen movimiento y expresión. La segunda imagen, de las últimas cuatro, recuerda la tensión y sujeción en deportes que requieren coordinación, y estabilidad, por ejemplo. Algunas cualidades así se acercan a una expresión dentro de las estructuras.

Como aplicación práctica reciente, es posible observar el uso de este sistema en puentes. El recién inaugurado Puente Kurilpa, se inspira en estos recursos, mientras que existe interesante información de la Pasarela Tor Vergata, basada en el módulo de un octaedro expandido.


http://www.uniroma2.it/ppg/ts/documents/LPthesis.pdf
http://www.uniroma2.it/ppg/ts/documents/TVFpaper.pdf
Este tipo de construcciones, así, combina posibilidades de incorporación en diseño, con amplias cualidades de resistencia, y con el uso de materiales livianos, y económicos. Procuraré ir avanzando en la comprensión de este tipo de sistemas, y su aplicación práctica.