Como hielo roto: las tradicionales rejas de ventana chinas con forma de "rayo de hielo" no sólo tienen un aspecto impresionante, sino que también tienen propiedades estables especiales, como ha descubierto un investigador. Debido a que las geometrías de malla se generan de forma aleatoria y asimétrica, pueden soportar cargas elevadas. ¿Significa esto que el diseño histórico volverá en el futuro como marco básico para tejados y cúpulas?
Lo ideal es que la arquitectura sea estética y funcional. Para lograrlo, los arquitectos también recurren a diseños y estilos arquitectónicos del pasado. Por ejemplo, en algunos lugares se ha redescubierto la arcilla como material de construcción. Puede obtenerse y eliminarse de forma respetuosa con el medio ambiente y además alcanza buenos valores de aislamiento. Pero si prefiere algo más sutil y elegante, puede inspirarse en las tradicionales rejas chinas, las llamadas "Binglei" o rejas de rayos de hielo.
Las rejas de las ventanas están hechas de hielo derretido.
Como sugiere el nombre, las rejillas para limpieza criogénica deben recordar los intrincados patrones del hielo picado o las superficies de cerámica vidriada. Simboliza el derretimiento del hielo y el inminente comienzo de la primavera. A primera vista, las redes parecen caóticas y dispuestas al azar, pero se basan en reglas geométricas simples, como las define científicamente por primera vez Iasef Md Rian de la Universidad Xi'an Jiaotong-Liverpool.
A Ryan se le ocurrió la idea de su proyecto de investigación mientras caminaba por los parques de la ciudad china de Suzhou. "Los jardines chinos tienen un orden más natural en su disposición y diseño. El diseño de la ventana de rayos de hielo es una manifestación de eso", dice el ex profesor de arquitectura. "Así que inmediatamente me atrajo el estudio de los principios geométricos detrás de los patrones de los rayos de hielo. "
Estadísticas sorprendentemente buenas
El resultado: Ryan pudo identificar un total de cinco tipos diferentes de rejas de ventana tradicionales, cada una basada en sus propias reglas geométricas similares. El proceso de planificación siempre comienza con el cuadrado como forma básica, que luego se divide en cuadriláteros o triángulos cada vez más pequeños en los siguientes pasos. Sus proporciones son muy diferentes y de ninguna manera exactamente iguales.
Sin embargo, el patrón aleatorio finalmente generado no sólo es hermoso a la vista, sino que también tiene propiedades estables especiales, como descubrió Ryan. "La disposición aleatoria de las rejillas de limpieza de hielo crea conexiones de múltiples ángulos que transforman la ventana con una variedad de fuerzas resultantes y una distribución uniforme de la presión, logrando un nivel único de rigidez". Dado que los patrones servían como redes protectoras, había un alto nivel de rigidez. Incluso entonces la estabilidad fue útil.
También se puede ver qué tan bien se mantienen unidas las redes aleatorias en la naturaleza, incluida la estructura de nuestro tejido óseo interno. Al igual que las rejas de ventana tradicionales, no son en absoluto macizas, sino que están formadas por trabéculas óseas esponjosas dispuestas aleatoriamente, llamadas esponjosas. "Ofrece un equilibrio entre una alta rigidez, que contribuye a la flexibilidad, y una estructura sorprendentemente ligera", explica Ryan.
¿Pronto construiremos tejados con rayos de hielo?
Debido a sus características especiales, el patrón de rejilla de rayos de hielo podría regresar pronto, y no sólo como protección contra los ladrones y demás. "Estoy ampliando la aplicación de este patrón a superficies curvas", explica Ryan. Esto significa que las redes también podrían utilizarse en el futuro como estructura de soporte para las llamadas estructuras de rejilla, construcciones en forma de concha que forman, por ejemplo, las superficies de algunos estadios.
Actualmente, las estructuras reticulares tienen formas regulares y simétricas. Sin embargo, la "ingeniería del caos" de Ryan podría darles en el futuro una estabilidad mucho mayor que la que tienen actualmente. (Fronteras de la investigación arquitectónica, 2024; doi: 10.1016/j.foar.2023.12.009)
Fuente: Xi'an Jiaotong-Universidad de Liverpool (XJTLU)
4 de abril de 2024 – Anna Manz
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