Tensegridad - Burgos

Tensegridad

Ismael Camarero

Espinosa de los monteros 25 de abril - 2025

Scientix Ambassador

https://bit.ly/tensegridadburgos

Fuerzas

Equilibrio

Tensegridad

“No luches contra las fuerzas; úsalas.” Richard Buckminster Fuller

Tensión

Estabilidad

La palabra TENSEGRIDAD viene de tensional integrity, término acuñado por Fuller: “La tensegridad es un sistema estructural constituido por elementos de compresión discontinuos (barras) conectados por elementos de tensión continuos (gomas, tensores)".

Tensegridad

Barras que están flotando en el aire, tan sólo sujetas mediante cables a otras barras que, curiosamente, también flotan en el aire. Dos partes comprimidas (barras) NO pueden estar unidas, ni existir contacto entre ellas.

La Tensegridad es un principio estructural basado en el empleo de componentes aislados comprimidos que se encuentran dentro de una red tensada continua, de tal modo que los miembros comprimidos (generalmente barras) no se tocan entre sí y están unidos únicamente por medio de componentes traccionados (habitualmente cables) que son los que delimitan espacialmente dicho sistema.

Tensión

Compresión

Equilibrio (I)

• El equilibrio en tensegridad se produce cuando las fuerzas de tensión y compresión de los elementos de la estructura se compensan entre sí. Esto permite que la estructura mantenga su integridad y estabilidad, sin depender de fuerzas externas como la gravedad.

• La estabilidad de la estructura radica en el comportamiento global, continuo y cerrado de los elementos sometidos a las fuerzas de tensión y compresión, lo que garantiza el equilibrio de fuerzas.

• El aumento/disminución de tensión en un área repercute en el conjunto.

Equilibrio (II)

Tensegridad y Física

• Mecánica y Estructuras
• Equilibrio de fuerzas: La tensegridad ilustra cómo se distribuyen las fuerzas de tensión y compresión en una estructura, un tema clave en estática.

• Leyes de Newton: Permite analizar cómo las fuerzas se anulan mutuamente para mantener la estabilidad (3ª Ley de Newton).

• Energía potencial elástica: Los tensores almacenan energía cuando se estiran, relacionándose con la ley de Hooke.

Tensegridad y Química (I)

• Química: Estructuras Moleculares
• Modelos de moléculas: Algunas macromoléculas (como proteínas o virus) tienen estructuras similares a sistemas de tensegridad, donde enlaces mantienen su forma.
• Nanotecnología: Se usan principios de tensegridad para diseñar materiales autorensamblantes o estructuras a escala nanométrica.

Tensegridad y Química (II)

• Nanotecnología y Materiales Autorensamblantes

• La tensegridad inspira el diseño de nanomateriales y sistemas moleculares artificiales:
• Estructuras Metal-Orgánicas (MOFs): Algunos MOFs usan ligandos rígidos y enlaces coordinados flexibles para crear materiales porosos con aplicaciones en almacenamiento de gases o catálisis.
• Nanomáquinas y Robots Moleculares:
• Sistemas de tensegridad a escala nanométrica para crear mecanismos que respondan a estímulos (luz, pH), útiles en liberación controlada de fármacos.

Simuladores de Tensegridad (I)

• Nanotecnología y Materiales Autorensamblantes

• La tensegridad inspira el diseño de nanomateriales y sistemas moleculares artificiales:
• Estructuras Metal-Orgánicas (MOFs): Algunos MOFs usan ligandos rígidos y enlaces coordinados flexibles para crear materiales porosos con aplicaciones en almacenamiento de gases o catálisis.
• Nanomáquinas y Robots Moleculares:
• Sistemas de tensegridad a escala nanométrica para crear mecanismos que respondan a estímulos (luz, pH), útiles en liberación controlada de fármacos.

Simuladores de Tensegridad (II)

• Simuladores Físicos y de Ingeniería Estructural
• ANSYS / ABAQUS:

• Usados en ingeniería para analizar estructuras de tensegridad bajo diferentes cargas.
• Permiten modelar fuerzas de tensión-compresión y deformaciones.

• Karamba3D (Grasshopper para Rhino)
• Plugin para diseño paramétrico que permite simular estructuras de tensegridad en arquitectura.
• Ideal para prototipos 3D.

Simuladores de Tensegridad (III)

• SOFA (Simulation Open Framework Architecture) Framework:
• Opensource para simulaciones biomecánicas, útil para estudiar tensegridad en tejidos celulares o robots blandos.
• AlgodooSoftware

Simuladores de Tensegridad (III)

• Simuladores para Química y Biología Molecular
• VMD (Visual Molecular Dynamics)
• Usado para visualizar proteínas y virus cuyas estructuras siguen principios de tensegridad.
• Permite simular dinámicas moleculares (ej.: cápsides virales).
• PyMOL / ChimeraX

• Software para modelar macromoléculas con representaciones de tensión en enlaces (útil para proteínas grandes).

• Nanohub (Tools for Nanotechnology)
• Plataforma con simuladores de autoensamblaje molecular, con tensegridad.🔗 nanohub.org

Simuladores para el aula (I)

• Simuladores Interactivos para Educación
• PhET Interactive Simulations (University of Colorado Boulder). Aunque no tiene un simulador específico de tensegridad, herramientas como "Forces and Motion" o "Energy Forms" permiten experimentar con fuerzas y elasticidad.

• Tensegrity Toy Simulators (WebApps)
• "Tensegrity Physics Simulator" (Unity/WebGL):
• Simulador básico donde puedes arrastrar nodos y ver cómo se redistribuyen las fuerzas.Experiments
• Experiments with Google: https://experiments.withgoogle.com/

Simuladores para el aula (II)

• Tensegrity Builder" (OpenSource):
• Herramienta para diseñar estructuras simples de tensegridad.

• Algodoo Software de física 2D:
• Puedes crear estructuras de tensegridad con elementos rígidos y elásticos.Ideal para estudiantes.

• Simuladores para Química y Biología Molecular:
• VMD (Visual Molecular Dynamics): Usado para visualizar proteínas y virus cuyas estructuras siguen principios de tensegridad.Permite simular dinámicas moleculares (ej.: cápsides virales).

Simuladores para el aula (III)

• Juegos y Apps para Aprender Jugando"Bridge Constructor" (Steam/Mobile):Aunque no es específico de tensegridad, ayuda a entender equilibrio de fuerzas en estructuras.
• Fantastic Contraption :
• Permite construir mecanismos con tensores y barras.
• Código para Simulaciones Personalizadas: Si sabes programar, puedes crear tus propios simuladores con:
• Processing (para visualizaciones simples en 2D).
• Blender + Physics Engine (para modelos 3D).
• MATLAB/Python (usando librerías como PyBullet o MDAnalysis para dinámicas moleculares).(University of Colorado Boulder).

Biotensegridad (I)

• En el organismo, los elementos de compresión

( huesos ) flotan de una forma estable en una red tensora formada por fascias y ligamentos.

• La fascia, o tejido miofascial, es un tejido conectivo fino y resistente que envuelve la mayoría de las estructuras del cuerpo, incluyendo los músculos.

Biotensegridad (II)

• En un ser vivo, la tensión se transmite continuamente en el organismo..

• La continuidad fascial sugiere que la miofascia actúa como una tensegridad ajustable alrededor del esqueleto: una red tensional de tracción continua hacia adentro como los elásticos, con los huesos actuando como puntales en el modelo de tensegridad.
• Efecto "dominó" en el modelo de biotensegridad:
• La continuidad de los tejidos explica cómo podemos sentir dolor en una región diferente a donde está el origen que desencadena ese dolor.
• Cualquier movimiento individual del cuerpo humano tendrá un efecto sobre el cuerpo como un todo debido a la tensegridad. Cuando una articulación se pone en movimiento, se produce un efecto dominó en el cuerpo donde la tensión o la fuerza se trasladan instantáneamente a otras áreas del cuerpo.

Biotensegridad (III)

• Cuando hay tensión en una parte, todo el cuerpo se ve afectado. Por eso, hay ocasiones en que tenemos dolor en zonas donde aparentemente no nos ha sucedido nada.

• En el modelo de biotensegridad humana, por su continuidad total, la organización fascial se produce a todos los niveles: superficial, profundo e interno (nivel visceral). Cualquier alteración miofascial, altera la forma y la función del sistema, tanto desde un punto de vista morfológico como fisiológico. Así, entendemos que cualquier alteración va afectar al resto de estructuras del sistema. En un ser vivo, la tensión se transmite continuamente en el organismo.
• EL mantenimiento de posturas corporales repetitivas a lo largo del tiempo, adquiere importancia vital en la tercera edad.

Biotensegridad (IV)

El cuerpo humano como estructura tensegrítica Las estructuras biológicas vivas y móviles responden a este sistema cerrado e independiente y capaz de conservar la unión: Frente a la concepción clásica del modelo compresivo discontinuo en el que el esqueleto es el soporte principal y se mantiene unido por compresión mientras que las partes blandas se encuentran suspendidas o actuando como compresores locales, en el modelo tensegrítico del cuerpo humano los huesos son los componentes comprimidos y la fascia conforma la red de componentes traccionados. Desde este nuevo punto de vista, los huesos flotando en una red elástica, surge una nueva perspectiva de estrategias terapéuticas y de movimiento entre las que se incluye la terapia miofascial.

Biotensegridad (V)

• Proteínas y Citoesqueleto:
• El citoesqueleto celular (microtúbulos, filamentos de actina) funciona como una estructura de tensegridad, donde fuerzas de tensión y compresión mantienen la forma celular.
• Virus:
• La cápside de algunos virus (como el VIH o el virus de la hepatitis B) tiene una geometría basada en principios de tensegridad, donde subunidades proteicas se ensamblan mediante equilibrios tensionales.

Construcciones Tensegríticas

Ventajas de la Tensegridad (I)

• Formadas por elementos discontinuos.

• Tensión omnipresente en toda la estructura.
• Su estabilidad no depende de fuerzas externas.
• Las estructuras han de ser autosustentables.
• Independientes del tipo de anclaje al terreno: libres, tierra, hielo.
• Cables, gomas, tensados siempre (no solo al aplicar fuerza externa).
• Volumen limitado por vértices extremos.
• Transporte, por piezas, económico.
• Resilientes: Sus componentes se reorientan inmediatamente cuando la estructura se deforma, y lo hacen de forma reversible y sin romperse.

Ventajas de la Tensegridad (II)

• Estructuras ligeras de peso
• No presenta puntos de debilidad local.

• Resulta factible el empleo de materiales de forma económica y rentable.
• Las tensegridades no sufren a torsión y el pandeo es un fenómeno raramente presente en ellas.
• Se tiene la capacidad de crear sistemas más complejos mediante el ensamblaje de otros más simples.
• Para estructuras a gran escala, el proceso constructivo se vería facilitado al no necesitar de andamiajes adicionales. La propia estructura sirve de andamio para sí misma.

Tensegridad en Física

• Equilibrio de fuerzas: La tensegridad ilustra cómo se distribuyen las fuerzas de tensión y compresión en una estructura, un tema clave en estática.

• Leyes de Newton: Permite analizar cómo las fuerzas se anulan mutuamente para mantener la estabilidad (3ª Ley de Newton).

• Energía potencial elástica: Los tensores almacenan energía cuando se estiran, relacionándose con la ley de Hooke.

• .

Tensegridad en Química (I)

• Estructuras Moleculares
• Algunas macromoléculas (como proteínas o virus) tienen estructuras similares a sistemas de tensegridad, donde enlaces covalentes (rígidos) e interacciones no covalentes (flexibles) mantienen su forma.

• Nanotecnología: Se usan principios de tensegridad para diseñar materiales autorensamblantes o estructuras a escala nanométrica.
• ADN: doble hélice por fuerzas de Van del Waals.
• Fulerenos y Nanotubos: El C60 (fullereno) o los nanotubos de carbono pueden analizarse bajo este principio, donde la tensión superficial y la rigidez definen su forma.

Ventajas de la Tensegridad (III)

No se producen torsión ni pandeo

Torsión

Pandeo

Tensegridad en el aula

• Construcción de modelos: Los alumnos pueden crear estructuras de tensegridad con palillos y gomas para entender equilibrio y fuerzas.

• Simulaciones: Programas como PhET Interactive Simulations permiten visualizar fuerzas en sistemas similares.

Tensegridad e IA

Jugando con Tensegridad

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Aplicaciones sencillas, ornamentales

Más construcciones

Para saber más

Para saber más

https://www.pictolic.com/es/article/que-es-la-tensegridad-y-por-que-siempre-es-genial

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