COMPASS MAGAZINE #15

LA INGENIERÍA DEL ORIGAMI El arte milenario del origami ayuda a resolver problemas actuales de ingeniería

El ancestral arte del origami es más que un juego de niños. Sus principios nos permiten solucionar hoy en día numerosos problemas de ingeniería, desde doblar una superficie de paneles solares del tamaño de una pista de tenis para usarla en el espacio, hasta aprovechar al máximo el contenido de un tubo de pasta de dientes.

Para la gran mayoría, el origami es una afición, una forma de doblar el papel para crear objetos de escaso valor más allá de su atractivo estético. Pero Manu Prakash, profesor auxiliar de bioingeniería en la Universidad de Stanford en California (EE.UU.), utiliza esta forma de arte para crear algo que podría salvar millones de vidas.

El invento de Prakash es el Foldscope, un potente microscopio que sirve para detectar enfermedades de transmisión sanguínea como la malaria y la enfermedad del sueño. Se puede montar a partir de una hoja de papel; con un coste de fabricación de apenas 50 centavos, Foldscope puede llegar a revolucionar la asistencia sanitaria de los países en vías de desarrollo.

«El origami es perfecto para el Foldscope», afirma Prakash. «Permite una producción plana, lo que favorece los bajos costes de fabricación. Esto es fundamental a la hora de crear productos que puedan escalarse a un sector de población encuadrado en la parte inferior de la pirámide de nuestra estructura capitalista.»

Prakash no es el único que usa el origami para solucionar problemas complejos. Joe Gattas, ingeniero civil y profesor de la Universidad de Queensland (Australia), también recurre a este arte para desarrollar su concepto Plate House, un sistema estructural de cascarón plegado que, en el futuro, podría venir muy bien al Alto Comisionado de la ONU para los Refugiados (ACNUR) para albergar a personas desplazadas. El origami ofrece una gran resistencia estructural y aislamiento térmico, y se puede montar sin necesidad de herramientas ni conexiones.

La artista alemana Kristina Wissling sostiene que el origami aporta propiedades únicas a la construcción. «Los pliegues permiten aumentar la rigidez con el mínimo peso», explica. «Estos principios también se pueden aplicar al diseño de núcleos de paneles sándwich ligeros para el fuselaje de los aviones.»

EL ARTE SE DA CITA CON LA INGENIERÍA

Aunque son todos inventos impresionantes, solo son una pequeña muestra que ilustra la utilidad del origami para solucionar problemas de ingeniería. «La ingeniería del origami es única y muy eficaz, y ofrece más posibilidades que las técnicas de fabricación convencionales», argumenta Wissling.

«LA INGENIERÍA NO SON ECUACIONES, LA INGENIERÍA ES IMAGINACIÓN. Y EL ORIGAMI DA RIENDA SUELTA A LA IMAGINACIÓN.»

STAVROS GEORGAKOPOULOS PROFESOR ADJUNTO DEL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y COMPUTACIONAL, UNIVERSIDAD INTERNACIONAL DE FLORIDA

Robert Lang, que renunció a su carrera de físico y matemático en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Pasadena (California, EE. UU.), para dedicarse a proyectos de ingeniería relacionados con el origami, colabora con Brian Trease, un ingeniero mecánico del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en la creación de unas placas solares que podrían emplearse en futuras misiones en el espacio. «Los paneles solares de la estación espacial internacional actualmente proporcionan alrededor de 84 kilovatios de potencia», explica Trease. «Pero para instalarlos fue necesario realizar varios lanzamientos al espacio y paseos espaciales, lo que supuso una inversión enorme de dinero y esfuerzo.»

El prototipo de Trease parece una flor que se despliega de un paquete de 2,7 metros y se transforma en una superficie plana y circular del tamaño de tres pistas de tenis. «Usar pliegues de origami para hacer esto es una novedad, pero funciona perfectamente», señala Trease. «La cuestión es que podríamos duplicar la potencia actual de la estación espacial, pero esta vez con un solo vehículo de lanzamiento y un solo despliegue de paneles.»

ÉXITO EN AUMENTO

Las grandes posibilidades del origami se traducen en muchas otras aplicaciones en diversos sectores. Por ejemplo, Stavros Georgakopoulos, profesor adjunto del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computacional de la Universidad Internacional de Florida, en Miami (EE. UU.), ha recibido una subvención de dos millones dólares de la National Science Foundation para crear una antena de origami.

«Las antenas tradicionales son grandes y normalmente difíciles de transportar», afirma Georgakopulos. «Pero estos problemas se resuelven con antenas de origami. Podrían usarse en muchos equipos de comunicaciones, como por ejemplo en los teléfonos vía satélite. También podrían usarse en sensores inalámbricos, sensores de control sanitario, equipos médicos portátiles, etc.»

Mientras tanto, el dúo británico-nipón del Departamento de Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Oxford (Reino Unido), formado por Zhong You (profesor del Departamento de Ciencias e Ingeniería) y Kaori Kuribayashi-Shigetomi (actualmente, profesor auxiliar de proyectos de la Escuela de Ciencias de la Salud de la Universidad de Hokkaido, en Japón), ha utilizado el origami para crear un prototipo de endoprótesis vascular que puede reducirse a 12 mm.

Esta endoprótesis, producida en bioplástico, se puede alojar en un vaso sanguíneo, conducirla hasta la arteria bloqueada y abrirla a 23 mm para mantener la arteria abierta y permitir el riego sanguíneo. Estos científicos también han desarrollado una técnica denominada «origami celular», consistente en crear mediante pliegues unas microestructuras 3D en las propias células que permiten fabricar tejidos artificiales en formas huecas para crear dispositivos médicos biohíbridos, tales como endoprótesis e injertos, a partir de células humanas.

«LA INGENIERÍA DEL ORIGAMI ES ÚNICA Y MUY EFICAZ, Y OFRECE MÁS POSIBILIDADES QUE LAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN CONVENCIONALES.»

KRISTINA WISSLING ARTISTA DE ORIGAMI

APLICACIONES EN LA AUTOMOCIÓN

You también investiga la manera de trasladar las propiedades de absorción de la energía propias del origami al sector de la automoción. «Hasta ahora la investigación ha demostrado que muchas estructuras de origami presentan mejores propiedades de absorción de la energía que las estructuras y materiales existentes, incluso si están hechas de estos mismos materiales», explica. «He creado un crash box para coches que, en caso de colisión, puede absorber 50 % más de energía que los modelos actuales.»

Lang también está aplicando los principios del origami en la industria automotriz en colaboración con la empresa EASi Engineering de Hannover (Alemania) para simular con mayor precisión el despliegue de los airbags. «EASi quería saber dónde debían ir las líneas de plegado al prensar un determinado airbag», explica Lang. «Les mostré el algoritmo con el que podían determinar la posición de las líneas de plegado.» Esta técnica hace que los fabricantes necesiten realizar menos pruebas de colisión, con el consiguiente ahorro de tiempo y dinero.

CÓMO NOS AFECTA EN LA VIDA COTIDIANA

La ingeniería del origami se está haciendo hueco rápidamente en nuestra vida cotidiana. Pensemos en el cochecito de bebé autoplegable creado por cuatro madres de Pittsburgh (Pennsylvania), o las bombillas LED más eficientes del mundo creadas por Nanoleaf, una empresa de Hong Kong que emplea silicio doblado en lugar de vidrio.

El despacho de arquitectos Make, de Londres, ha desarrollado un quiosco prefabricado de origami. En el distrito Canary Wharf, en Londres, ya se han instalado dos de ellos. Cuando está cerrado es como una caja rectangular compacta, pero al abrirlo la estructura se transforma, con pliegues y bisagras en los paneles de acero que hacen que el quiosco se expanda y contraiga como un acordeón. El diseño es muy práctico, tanto por la noche mientras está cerrado como durante el día cuando está abierto al público, creando una especie de entoldado natural.

Con 22 años, Nicole Pannuzzo, estudiante de diseño de la Universidad Estatal de Arizona (Phoenix, EE. UU.), se ha servido de la técnica del origami para crear un diseño totalmente innovador del clásico tubo de pasta de dientes, con el que se derrocha mucho menos producto.

PLIEGUES CON FUTURO

Toda esta gran variedad de aplicaciones auguran un brillante futuro a la ingeniería del origami. «Estoy convencido de que en un futuro no muy lejano los métodos del origami se unirán a otras nuevas tecnologías, como la impresión 3D, y se convertirán en una herramienta de diseño más», vaticina Lang.
«La ingeniería del origami es una novedosa y prometedora parcela de conocimiento que evolucionará rápidamente en los próximos años, especialmente ahora, con tanta financiación e investigación», afirma. «Ingenieros y fabricantes se están dando cuenta de su enorme potencial. Tengo la impresión de que en los próximos años veremos estructuras y materiales totalmente nuevos.»

por Lindsay James Ir arriba