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Edifici con strutture flat-pack costruiti grazie a tubi pieghevoli ispirati agli origami

Il nuovo sistema ispirato agli origami permette di trasformare tubi piatti in strutture flat-pack autobloccanti ed incredibilmente resistenti

Struttura flat-pack super resistenti con tubi pieghevoli ispirati agli origami
credits: Will Wright, RMIT University

Il sistema tubolare ricorda la configurazione naturale del bambù

L’impiego delle strutture flat-pack per l’edilizia non è una novità, ma attualmente la loro applicazione è limitata a costruzioni di piccole dimensioni, solitamente utili nel caso di disastri. Si tratta di edifici “pop-up” facilmente assemblabili e trasportabili in luoghi talvolta difficili da raggiungere. Ma le applicazioni biomediche e le applicazioni aerospaziali hanno portato questa tipologia di strutture ad un livello decisamente più alto, grazie ad applicazioni che “cambiano” forma una volta collocate nelle destinazione finale. 

Partendo da questo presupposto, gli ingegneri della RMIT University sono riusciti ad elaborare un sistema tubolare autobloccante ad alta resistenza, ispirato all’arte degli origami ed alla struttura biologica del bambù.

Costruire una casa partendo da una serie di tubi piatti

I ricercatori a capo dello studio, il dott. Jeff Ting-Uei Lee e il professor Mike Yi Min Xie, si sono ispirati alla struttura naturale del bambù per realizzare un elemento ad alta resistenza. Il passaggio successivo è poi stato quello di individuare la soluzione ottimale per “piegare” la struttura tubolare affinchè potesse assumere una determinata forma e design una volta collocata.

Il risultato è una struttura flat-pack composta da tubi appiattiti in 2D, ma che con estrema semplicità, possono cambiare forma e tornare all’originale struttura cilindrica senza compromettere la resistenza complessiva del manufatto. “La nostra invenzione è adatta per un uso su larga scala: un pannello del peso di soli 1,3 kg, realizzato con più tubi, può facilmente sostenere una persona di 75 kg, sottolineano i ricercatori. 

Facile da assemblare ed autobloccante

Il nuovo sistema permette di velocizzare il sistema di assemblaggio dei tubi che assumono una forma autobloccante grazie alla struttura flat-pack.
“La nostra ricerca non solo apre nuove possibilità per progetti strutturali innovativi e multifunzionali, ma può anche migliorare significativamente i sistemi implementabili esistenti“, prosegue Xie della Facoltà di Ingegneria. 

Ad esempio, la soluzione potrebbe aiutare la NASA a migliorare la resistenza delle strutture già oggi impiegate per l’installazione dei pannelli solari. In questo caso i tubi di collegamento sono spediti nello spazio “impacchettati” e appiattiti, ma la struttura finale è un tubo cavo facilmente soggetto a deformazione. Con il nuovo sistema brevettato dalla RMIT University ed ispirato agli origami, la struttura potrebbe garantire una resistenza inaspettata

La ricerca “Self-locking and stiffening deployable tubular structures” sarà disponibile dal 27 settembre sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) . 

Un potenziale futuro 

Il professor Xie ha sottolineato che l’algoritmo intelligente elaborato per sviluppare le strutture flat-pack tubolari, ha consentito di controllare il comportamento della struttura sottoposta a forze modificando l’orientamento dei tubi. Gli sviluppi futuri sono molteplici. 

“Il nostro obiettivo è estendere la funzionalità autobloccante a diverse forme di tubi e testare il comportamento dei tubi sottoposti a varie forze, come piegatura e torsione”, ha sottolineato Lee  impegnato a testare nuovi materiali e nuove forme per le strutture tubolari.

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About Author / Alessia Bardi

Si è laureata al Politecnico di Milano inaugurando il primo corso di Architettura Ambientale della Facoltà. L’interesse verso la sostenibilità in tutte le sue forme è poi proseguito portandola per la tesi fino in India, Uganda e Galizia. Parallelamente alla carriera di Architetto ha avuto l’opportunità di collaborare con il quotidiano Rinnovabili scrivendo proprio di ciò che più l’appassiona. Una collaborazione che dura tutt’oggi come coordinatrice delle sezioni Greenbuilding e Smart City. Portando avanti la sua passione per l’arte, l’innovazione ed il disegno ha inoltre collaborato con un team creativo realizzando una linea di gioielli stampati in 3D.