Hay un tipo de arquitectura que encontramos en la naturaleza que siempre me ha parecido fascinante, las telarañas, es decir, las estructuras construidas por las arañas mediante una seda que generan de manera natural y que les sirve como apoyo a sus desplazamientos, como adhesivo para la construcción de túneles, para cazar presas o para envolverlas. La seda producida por las arañas es uno de los materiales más resistentes que se conocen puesto que combina elasticidad (estiramiento y vuelta a su estado normal) y robustez. Sin embargo, según un estudio del MIT no son los únicos factores que hacen que una telaraña sea una de las estructuras más fuertes que se conocen puesto que, por ejemplo, la estructura que teje la araña también es un factor muy importante.
Markus Buehler, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental del MIT, ha estado trabajando en el estudio de la compleja estructura de las telarañas y su resistencia que, en comparación, sería más fuerte que el acero. El estudio realizado por el equipo de Buehler ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature y una de sus conclusiones es bastante interesante puesto que consideran uno de los factores clave para la robustez algo que, históricamente, se consideraba una debilidad: la propiedad que tienen las telarañas de estirarse y suavizarse cuando se les aplica una fuerza y volver a su posición original y endurecerse cuando la fuerza de tracción deja de aplicarse. Según el equipo de investigación, ésta es la clave que hace que este tipo de estructuras sea tan fuertes y, por tanto, una telaraña pueda resistir el daño.
¿Y cómo realizaron el estudio? Un estudio relativo a ingeniería de estructuras se suele apoyar, de manera importante, en las simulaciones y los modelos por ordenador pero, en este caso concreto, el equipo de investigación decidió salir al campo a buscar telarañas y a realizar los experimentos directamente con ellas puesto que, tras varias pruebas, el equipo llegó a la conclusión que la seda de la araña presentaba respuestas no lineales y, por tanto, las simulaciones por ordenador no son fiables.
Compararon otros materiales, que también se disponían en formas similares a las telarañas para verificar si la estructura también era capaz de adaptarse tan bien a la aplicación de una fuerza y, si bien la estructura podía resistir, la telaraña era mucho más resistente. De hecho, cuando un insecto queda atrapado por una telaraña, el impacto de éste sobre la misma tiene a deteriorar la estructura pero en una medida mucho más pequeña de lo que podríamos imaginar ya que solamente se vería afectada una zona muy localizada (la del impacto) que puede ser reparada por la propia araña sin que el resto de la estructura se resienta.
Incluso aunque tenga muchas zonas afectadas, la telaraña sigue funcionando mecánicamente de la misma forma. [...] Es una estructura muy tolerante a los fallos
Según Buehler, las propiedades no lineales de la seda de la araña son algo fascinante que puede abrir la puerta al desarrollo de nuevos materiales. Un material duro que es capaz de volverse elástico y, cuando cesa la perturbación vuelve a endurecerse es la clave que hace que este tipo de estructuras sean tan robustas y tolerante a fallos. De hecho, quizás ese sea el punto más importante de esta investigación, un defecto en la estructura no pone en riesgo a todo el conjunto y, además, es fácil de reparar, un principio que podría desarrollarse y trasladarse al mundo de la ingeniería civil para su aplicación en la construcción de edificios más resistentes a temblores y terremotos, por ejemplo.
Se abre un nuevo punto de vista para el diseño en el campo de la ingeniería
Imagen: Juan J. Velasco - Parque Nacional del Hohe Tauern (Austria)