La piel de serpiente puede inspirar edificios más seguros

A pesar de la creatividad y el ingenio humanos, todavía estamos a la zaga de las soluciones elegantes y eficaces forjadas por la naturaleza a lo largo de millones de años de evolución.

Esto también se aplica a los edificios donde los animales y las plantas han desarrollado métodos de excavación extremadamente efectivos, por ejemplo, mucho más eficientes energéticamente que las modernas tuneladoras, e incluso cimientos autocurativos que son extremadamente resistentes a la erosión y los terremotos (sí, estamos hablando de las raíces aquí.).

Por lo tanto, científicos de todo el mundo buscan inspiración en la naturaleza para desarrollar los edificios del futuro, y científicos de la Universidad de Aarhus y la Universidad de California Davis han publicado un artículo en una revista científica. Acta Geotechnica sobre la construcción de cimientos inspirados en las escamas de una serpiente.

“Estudios anteriores han demostrado que geometría de superficie La piel de serpiente inspirada puede resultar en diferentes resistencias al cizallamiento dependiendo de la dirección de la carga. Llevamos esta investigación un paso más allá y examinamos las interacciones entre diferentes tipos de suelo y superficies de piel de serpiente ”, dice el profesor asistente Hans Henning Stutz del Departamento de Ingeniería Civil y Arquitectura de la Universidad de Aarhus.

Los cimientos de pilotes modernos generalmente se realizan clavando, perforando o clavando los pilotes en el suelo para lograr una capacidad de carga suficiente del edificio.

Actualmente, los pilotes suelen estar prefabricados con una sección transversal cuadrada o circular y una capacidad portante isotrópica (idéntica en todas las direcciones de corte) debido a un perfil predominantemente simétrico y liso. superficie.

Sin embargo, en el estudio, los científicos experimentaron con características microestructurales asimétricas en la superficie, parecidas a escamas en la parte inferior de una serpiente. Estas llamadas escamas ventrales son de forma alargada, relativamente lisas y tienen una sección transversal en forma de triángulo rectángulo alargado.

“Experimentando con” escamas “de 0,5 mm de alto y 20-60 mm de largo, logramos, en condiciones de laboratorio, una capacidad de carga significativamente mayor del medio que probamos: más precisamente, diferentes tipos de arena Los resultados del proyecto muestran que los pilotes con tal patrón de superficie dan entre un 25 y un 50% menos de resistencia durante el ensamblaje en comparación con la presión que pueden soportar ”, dice Hans Henning Stutz.

Según el profesor asistente, la optimización de la construcción y los cimientos permanentes de la biología tendrán mucho más, y cree que la construcción futura encontrará mucha más inspiración en la biología.

“A lo largo de los siglos, la evolución ha producido soluciones bastante inspiradoras y hay mucho que ganar desde una perspectiva geotécnica. Estoy seguro de que en el futuro veremos avances significativos en soluciones bioinspiradas y altamente efectivas, especialmente en áreas como anclajes, túneles y estructuras marinas ”, dice.