Influencia de la configuración topológica en el proceso de búsqueda de forma de estructuras tensegríticas

• Autores: Domench, Luisina; Villa, Edgardo Ignacio
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ingeniería; tensegridad; búsqueda de forma; densidad fuerza; estabilidad; meta-programa
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Uno de los aspectos más importantes que abarca el diseño de estructuras de tensegridad es el proceso de búsqueda de forma, también conocido como form-finding, en el cual sus dificultades surgen de pretender encontrar una configuración de autoequilibrio que satisfaga de manera eficiente todas las propiedades específicas requeridas. Este tipo de estructuras posee una gran cantidad de nudos y elementos acompañado de un comportamiento no lineal del sistema, lo cual deriva en la necesidad del uso de programas de análisis y simulación numérica diseñados específicamente para la resolución de la búsqueda de forma. Inicialmente, las estructuras tensegríticas fueron estudiadas por métodos puramente geométricos, que hicieron de las más importantes contribuciones para su desarrollo. Posteriormente, se implementaron métodos más refinados, que pueden subdividirse en cinemáticos y estáticos. En cuanto a los primeros, consisten en un análisis sistemático mediante métodos numéricos que minimizan o maximizan la longitud de uno de sus componentes mientras que el otro permanece invariable. Algunos ejemplos son la solución analítica de equilibrio de nudos y el método de relajación dinámica, sobre los cuales es importante destacar que presentan restricciones por cuestiones de simetría y escala, además de limitarse a estructuras que no están completamente definidas. Respecto a los métodos estáticos, se basan en la minimización de la energía potencial del sistema. Dentro de este grupo, el procedimiento más utilizado en la práctica es el método de densidades de fuerza. Esta solución, más allá de simplificar el análisis a un sistema de ecuaciones lineales de equilibrio, se encuentra atravesada por la dificultad del cálculo de los coeficientes de tensión, que se obtienen como el cociente entre la fuerza y la longitud de cada componente estructural. En la bibliografía se han encontrado procedimientos aplicados a la mayoría de las soluciones mencionadas en el párrafo anterior. Además, se ha notado que cada método se estudia de manera individual, careciendo de un análisis que englobe todas las posibilidades. En este trabajo se presentan los primeros resultados correspondientes al desarrollo de un metaprograma que optimice la elección del método de form-finding, en el cual la información de partida necesaria del procedimiento aplicable tienda a coincidir con las particularidades de la conformación espacial. Específicamente, se analiza cómo la influencia de las características de la configuración inicial de una estructura tensegrítica (ya sea condiciones de simetría o conectividad entre elementos, entre otras) pueden conducir a la utilización de algún método en particular, o por lo contrario presenten aspectos topológicos que tiendan a complejizar el proceso.
Facultad de Ingeniería