Una viga de hormigón con molde de tela usa un tercio del material

Ingenieros del MIT colaron una viga de 3 metros en un molde de tela cosido. Comparada con una viga convencional diseñada para la misma carga, usó cerca de un tercio del hormigón y la mitad del acero de refuerzo. El trabajo salió en el Journal of Building Engineering.

La forma sale de dos métodos de cálculo. Uno traza el recorrido del acero. El otro, la optimización topológica, decide dónde hace falta hormigón y dónde se puede sacar. Un proceso automático convierte el diseño 3D en piezas planas de tela que se cortan y se cosen, con la deformación que va a tener la tela cuando reciba el hormigón mojado.

El equipo probó tres moldes del mismo diseño, de 36, 56 y 76 piezas. Más costuras daban más control de los detalles, pero no mejoraban la forma general. El de 56 piezas fue el mejor equilibrio.

En la prueba de carga apilaron 36 baldes con agua hasta cerca del 30 % de la carga de diseño. La flexión en el centro quedó a menos de 2 % de lo que predijo el modelo.

También compararon costos. En el Sur global, donde los materiales pesan más que la mano de obra, las tres versiones salieron entre 10 y 20 % más baratas. En el Norte global, con costura más cara, salieron entre 16 y 55 % más caras.

Para empezar, dice Josephine Carstensen, autora senior, alcanzan el patrón digital, una máquina de coser, tela y un marco simple de madera. Sirve sobre todo para piezas únicas o de pocas unidades. Para las vigas rectangulares repetidas, los moldes rígidos siguen conviniendo donde la mano de obra es cara.

La viga de 3 metros es una prueba de concepto. Una más larga necesitaría un diseño nuevo. El paso siguiente es llevar varias vigas hasta la rotura. Participaron también investigadores de la Universidad de Boston, y la National Science Foundation de EE.UU. financió parte del trabajo.