Diseño y verificación normativa de estructuras de papel
Y al principio, tenemos que admitir que este fue el desafío más difícil al que nos hemos enfrentado en nuestra historia. ¡Pero nos encantan los desafíos! Así que, después de años de desarrollo y exhaustivas pruebas y verificaciones, ¡la función más deseada está finalmente aquí!
Con la nueva versión IDEA StatiCa F00I, podemos afirmar con orgullo que IDEA StatiCa puede diseñar, analizar y realizar la verificación normativa de varios tipos de estructuras de papel.
¿Por qué papel?
La historia del papel se remonta al antiguo Egipto. Desde entonces, se han producido, utilizado y escrito billones de toneladas de papel. Las ventajas de este material son bien conocidas:
- ecológico
- totalmente reciclable
- asequible
- accesible en todo el mundo
- coloreable
- comestible (en algunos casos)
A pesar de su larga historia, el papel es sin duda el material de construcción más prometedor del futuro. Probablemente habéis notado la primera catedral de cartón diseñada por una leyenda de la arquitectura, Shigaru Ban, en Christchurch, Nueva Zelanda.
Y no es la única. Podemos seguir múltiples usos del papel para diversos trabajos de ingeniería, como puentes,
refugios o construcciones de entretenimiento para niños en todo el mundo. Y creemos que todos los niños deberían jugar en un entorno seguro.
Pero vuestra imaginación no tiene límites aquí. Todo lo que se os ocurra puede crearse con papel, puede ser diseñado y analizado por IDEA StatiCa.
Además, todo ingeniero o arquitecto comenzó su carrera creando modelos de papel o cartón para proyectos escolares, ¿verdad? Y la única forma de probar la estabilidad y seguridad de estos proyectos escolares era la prueba práctica (las más utilizadas eran pruebas de aplastamiento, pruebas de impacto, pruebas de resistencia al fuego y pruebas de resistencia al agua y otras bebidas).
Con la nueva aplicación IDEA StatiCa Paper, ahora también podéis analizar incluso elementos de construcción en miniatura en cuestión de minutos.
Presentamos IDEA StatiCa Paper
Gracias a la nueva aplicación IDEA StatiCa Paper, añadimos otro tipo de material de construcción al portfolio de productos de IDEA StatiCa. Junto a las uniones y elementos de acero, incluidas las uniones acero-hormigón y acero-madera, y nuestras aplicaciones de hormigón, ahora podéis diseñar y realizar la verificación normativa de un nuevo tipo de material: estructuras de papel.
La intención principal es minimizar las limitaciones de uso, por lo que, en cooperación con nuestros socios de investigación, desarrollamos un método fresco e innovador para evaluar el comportamiento del modelo de papel: CPFEM (Cellulose Paper Finite Element Method).
El diagrama tensión-deformación del CPFEM:
Para sorpresa de todos nuestros investigadores, el método matemático completo más allá del solver fue inventado hace miles de años y se basa en una fórmula muy simple y bien conocida:
Cualquier tipo de estructura
El método CPFEM permite al usuario utilizar CUALQUIER tipo de papel para sus propósitos constructivos:
- pilas de papel de oficina
- cartón
- tubos de papel higiénico
- y muchos otros.
Cualquier tipo de unión
Gracias al núcleo tecnológico CPFEM de IDEA StatiCa Paper mencionado anteriormente, sus usuarios tampoco están limitados en el diseño de uniones papel con papel. No importa si conectáis vuestros papeles con pegamento, grapas, clips o apilándolos (lo llamamos internamente el "método origami"), siempre os cubrimos las espaldas.
Análisis y verificación normativa
Como podéis predecir, el principal desafío cuando se trata del papel es la parte del análisis. Nuestros ingenieros de investigación pasaron años en laboratorios para cubrir al menos los principales tipos de análisis y pruebas. Basándonos en los atributos del papel, nos enfrentamos a tres desafíos principales:
- resistencia al agua (fusión)
- resistencia al fuego
- carga de viento (pandeo, arrastre)
Afortunadamente, los últimos avances en la industria de producción de papel nos ayudaron y las últimas pruebas de papel ignífugo y resistente al agua son prometedoras para el futuro del papel en la industria de la construcción.
Tenemos que admitir que tuvimos muchas más dificultades para superar la prueba de resistencia al viento con la pila de papel de oficina. Como podéis ver en uno de los vídeos de verificación, el trabajo de investigación no siempre sale como se espera.
Verificaciones y pruebas
La fiabilidad es el núcleo de cualquiera de las aplicaciones de IDEA StatiCa y Paper no es una excepción. La fase de investigación y verificación fue llevada a cabo por la reconocida Universidad Ramsés III de Papiro en El Cairo, Egipto.
El equipo universitario pasó más de 5 años realizando numerosas pruebas de laboratorio. Los resultados se alinearon con los requisitos normativos. El CPFEM supera el límite de las posibilidades de cálculo en el diseño de estructuras de papel, manteniendo a los ingenieros en el lado seguro.
En las imágenes a continuación, podéis seguir una de las pruebas de un puente de papel bajo carga. Todas las uniones de papel fueron analizadas posteriormente mediante CPFEM.
Dale una oportunidad al papel
En IDEA StatiCa creemos que el futuro del papel es amplio y prometedor. Por eso invertimos nuestro dinero, tiempo y capacidades de investigación para encontrar una manera de utilizar eficientemente este material de construcción bien conocido, ecológico pero aún subestimado, y proporcionar a los ingenieros estructurales así como a otros profesionales de la construcción un nuevo material con el que trabajar y diferenciarse en el mercado.
La nueva aplicación IDEA StatiCa Paper es parte de la versión F00I recién lanzada, que está disponible exclusivamente el 1 de abril de 2021 en este enlace.
Y si no os hemos convencido, esperamos al menos haberos entretenido por un momento y haberos hecho reír.
¡Feliz Día de los Inocentes!
Imágenes con derechos de autor: shigerubanarchitects.com, myonebeautifulthing.com, SimScale, ScienceDirect.com, Brandon Tran, Eugene Choo
