Telaraña
Páginas: 7 (1571 palabras)
Publicado: 18 de junio de 2012
ELEMENTO NATURAL
La telaraña es un prodigio de Ingeniería que no deja de sorprendernos a medida que profundizamos en su estudio. Es una estructura optimizada para muchas funciones; para repartir eficazmente las fuerzas que debe soportar, para atrapar a las presas y para ser tolerante al daño.
La naturaleza nos ha proporcionado una hermosa y delicada estructura —la tela que fabrican lasarañas— que no deja de sorprendernos. Parece serque la evolución la ha orientado hacia una estructura destinada a resistir
eficazmente el impacto de las presas y, a la vez, minimizar los materiales utilizados y el tiempo de su construcción; un gran reto para cualquier ingeniero de nuestro tiempo. La naturaleza lo ha conseguido optimizando el diseño estructural y la fabricación de los materiales. Veamosambos aspectos con cierto detalle.
La telaraña es una estructura singular:
En una telaraña típica se pueden distinguir cuatro tipos de hilos; los que se usan como amarres, los que configuran el marco perimetral, los radiales, y los hilos circunferenciales que componen la espiral de captura. Los hilos están formados dos tipos de seda; la seda producida por la glándula mayor se usa para los hilosde amarre, del marco y de los radios y la sedaproducida por la glándula menor para los hilos de la espiral de captura.Para construir la tela, la araña tiende primero los hilos de amarre, los del marco y los radiales. La diferencia entre estos hilos depende del número de hebras que los componen; dos o cuatro en los radiales, cuatro u ocho en el marco y de ocho a diez en los amarres. Después,construye un entramadoprovisional sobre el que fabrica la tela espiral de captura a la vez que elimina el andamio temporal.
La estructura de la red está optimizada para diversas funciones, entre ellas: repartir eficientemente las acciones exteriores, atrapar las presas y ser tolerante al daño (un nuevo concepto que los ingenieros empiezan a tener en cuenta en el diseño de estructuras).
El repartoóptimo de las cargas debidas al impacto de una presa o al efecto del viento, se consigue variando la rigidez de los distintos componentes de la estructura y postensando los hilos. La telaraña se puede modelizar como una estructura formada por cables de distinta rigidez; los que configuran los amarres y el marco son más rígidos que los radiales y éstos más que los de la red espiral. En lasestructuras hiperestáticas donde la rigidez está jerarquizada los elementos más rígidos soportan una proporción mayor de la carga aplicada. Con esta distribución de rigideces se consigue que todas las hebras soporten una tensión similar y con ello se optimiza la capacidad resistente del material y se minimiza su consumo. Las tensiones todavía se pueden repartir mejor si los tendones se postensan —tarea querealiza la araña periódicamente— como han comprobado los ingenieros del Instituto para Estructuras Ligeras, en Stuttgart, y en las oficinas de Ove Arup, en Londres
1.Para atrapar una presa que choca contra la telaraña, las fibras de seda no pueden tener un comportamiento perfectamente elástico: la telaraña actuaría como un trampolín y la energía elástica almacenada sería devuelta a la presacatapultándola de nuevo. Afortunadamente para la araña, esto no ocurre. Durante el impacto se consume energía en la deformación de las fibras, porque éstas exhiben un comportamiento viscoelástico. Se estima que la energía disipada por esta causa puede ser superior a la mitad de la almacenada durante el impacto y frenado de la presa.
2. Todavía hay otro mecanismo que permite disipar energía; es elrozamiento de las fibras con el aire
3. La arquitectura de la telaraña saca provecho del amortiguamiento aerodinámico al fabricar la red de captura con el hilo más fino posible.
Otra característica notable de las telarañas es su capacidad de soportar pequeños daños en su estructura, podría decirse que están proyectadas siguiendo los modernos criterios del diseño con tolerancia al daño
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La telaraña es un prodigio de Ingeniería que no deja de sorprendernos a medida que profundizamos en su estudio. Es una estructura optimizada para muchas funciones; para repartir eficazmente las fuerzas que debe soportar, para atrapar a las presas y para ser tolerante al daño.
La naturaleza nos ha proporcionado una hermosa y delicada estructura —la tela que fabrican lasarañas— que no deja de sorprendernos. Parece serque la evolución la ha orientado hacia una estructura destinada a resistir
eficazmente el impacto de las presas y, a la vez, minimizar los materiales utilizados y el tiempo de su construcción; un gran reto para cualquier ingeniero de nuestro tiempo. La naturaleza lo ha conseguido optimizando el diseño estructural y la fabricación de los materiales. Veamosambos aspectos con cierto detalle.
La telaraña es una estructura singular:
En una telaraña típica se pueden distinguir cuatro tipos de hilos; los que se usan como amarres, los que configuran el marco perimetral, los radiales, y los hilos circunferenciales que componen la espiral de captura. Los hilos están formados dos tipos de seda; la seda producida por la glándula mayor se usa para los hilosde amarre, del marco y de los radios y la sedaproducida por la glándula menor para los hilos de la espiral de captura.Para construir la tela, la araña tiende primero los hilos de amarre, los del marco y los radiales. La diferencia entre estos hilos depende del número de hebras que los componen; dos o cuatro en los radiales, cuatro u ocho en el marco y de ocho a diez en los amarres. Después,construye un entramadoprovisional sobre el que fabrica la tela espiral de captura a la vez que elimina el andamio temporal.
La estructura de la red está optimizada para diversas funciones, entre ellas: repartir eficientemente las acciones exteriores, atrapar las presas y ser tolerante al daño (un nuevo concepto que los ingenieros empiezan a tener en cuenta en el diseño de estructuras).
El repartoóptimo de las cargas debidas al impacto de una presa o al efecto del viento, se consigue variando la rigidez de los distintos componentes de la estructura y postensando los hilos. La telaraña se puede modelizar como una estructura formada por cables de distinta rigidez; los que configuran los amarres y el marco son más rígidos que los radiales y éstos más que los de la red espiral. En lasestructuras hiperestáticas donde la rigidez está jerarquizada los elementos más rígidos soportan una proporción mayor de la carga aplicada. Con esta distribución de rigideces se consigue que todas las hebras soporten una tensión similar y con ello se optimiza la capacidad resistente del material y se minimiza su consumo. Las tensiones todavía se pueden repartir mejor si los tendones se postensan —tarea querealiza la araña periódicamente— como han comprobado los ingenieros del Instituto para Estructuras Ligeras, en Stuttgart, y en las oficinas de Ove Arup, en Londres
1.Para atrapar una presa que choca contra la telaraña, las fibras de seda no pueden tener un comportamiento perfectamente elástico: la telaraña actuaría como un trampolín y la energía elástica almacenada sería devuelta a la presacatapultándola de nuevo. Afortunadamente para la araña, esto no ocurre. Durante el impacto se consume energía en la deformación de las fibras, porque éstas exhiben un comportamiento viscoelástico. Se estima que la energía disipada por esta causa puede ser superior a la mitad de la almacenada durante el impacto y frenado de la presa.
2. Todavía hay otro mecanismo que permite disipar energía; es elrozamiento de las fibras con el aire
3. La arquitectura de la telaraña saca provecho del amortiguamiento aerodinámico al fabricar la red de captura con el hilo más fino posible.
Otra característica notable de las telarañas es su capacidad de soportar pequeños daños en su estructura, podría decirse que están proyectadas siguiendo los modernos criterios del diseño con tolerancia al daño
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