tela de araña

MASTER EN REHABILITACIÓN ARQUITECTONICAEscuela Técnica Superior Arquitectura de A Coruña curso 2013-14

asignatura: Nuevos materiales y sistemas para la ejecución

práctica: Caracterización de un nuevo materialprofesor: Dr. JOSÉ BENITO RODRÍGUEZ CHEDAalumno: D. josé ángel SANTOS NÚÑEZ

“La imaginación es más importante que la sabiduría”. Albert Einstein (1879-1955)

ÍNDICE

1.- Introducción y objetivos 2.- Antecedentes 2.1.- La tela de araña Orb web 2.2.- Tipos de seda. Propiedades 2.3.- Comportamiento estructural 2.4.- Análisis geométrico

3.- Método y proceso de construcción de la tela

4.- La biotecnología como técnica de producción

5.- Arquitectura basada en telarañas 6.- Resultados y conclusiones 7.- Referencias bibliográficas

1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

La resistencia de las telas de araña es tal, debido a dos factores: 1.- La alta resistencia del hilo que la componen que combinan una elevada tensión de rotura con una gran ductilidad2.- La arquitectura de las telas, que forma una optimizada estructura capaz de absorber los impactos de las presas eficazmente.

La arquitectura de las telas de araña puede clasificarse de la siguiente forma:

- Orb webs: Telas definidas por hilos espirales o radiales.- Tagle webs o cobwebs: Telas con un aparente desorden pero muy eficaces en la captura.- Funnel webs: Planas y horizontales con un túnel en el centro en el cual se aloja la araña.- Tubular webs: Con forma de tubo suelen encontrarse en las bases de los árboles o en el suelo.- Sheet webs: Presentes entre la vegetación en forma de hoja plana.

Spiral Orb web

Cobweb

Sheet web

Tubular web

Funnel web

MURA 2013/2014. NUEVOS MATERIALES Y SISTEMAS CONSTRUCTIVOS alumno: D. josé ángel SANTOS NUÑEZ Arquitecto

2.1.- LA TELA DE ARAÑA ORB WEB

El modelo orb web es construido por más de 4.600 tipos de especias de arañas. Las mismas, son el 95% pertenecientes a la familia Araneoidea y pueden, a su vez, dividirse en dos categorías dependiendo del tipo de seda utilizado, la cual puede ser adhesiva, provista por una seda viscosa de fibras recubiertas con un pegamento acuoso, o espirales “cribellate” consistentes en fibras pseudo flageliformes rodeadas por hilos con espigas secas, que hacen que la presa se enrede en ella en vez de pegarse.

La geometría básica de una tela de araña se compone de hilos radiales, hilos del marco (frame), de apoyo (mooring) y espirales (también referidos como hilos de captura), la zona que se encuentra en el centro de la tela y donde suele estar la araña se conoce como el hub.

Geometría de una tela tipo orb web. Fuente: (L. S. Lin 1998)

Decoraciones en telarañas. Fuente: T.K. Blackledge (2011)

Las arañas, pueden incluso presentar decoraciones y señuelos en sus telas mediante hilado e incluso por la adición de vegetación en las mismas, la función de estas decoraciones maneja dos hipótesis:

- La atracción de las presas

- La defensa contra posibles depredadores.


2.1- LOS TIPOS DE SEDA. PROPIEDADES

La tela tipo orb web se encuentra formado por cuatro tipos de hilos, los cuales a su vez están formados por dos tipos de seda muy diferenciados.

-Los hilos correspondientes a la espiral de captura, están formados por una seda viscosa, esta seda se extrae de unas glándulas flageliformes y están recubiertas por gotas de pegamento acuosas, segregadas por dichas glándulas.

-El resto de hilos correspondientes a la tela (marco, radial y apoyo) están formados por un hilo más resistente pero que admite menos deformación que la seda viscosa. Glándula mayor.

PROPIEDADES:

Los hilos de seda más resistentes son los que provienen de la glándula mayor; los utiliza para fabricar los amarres, el marco y los radios de la red, y como hilo de seguridad para sus desplazamientos.

Las propiedades mecánicas de los hilos de la glándula mayor son espectaculares cuando se compara con los hilos de acero y con otras fibras artificiales de altas prestaciones.

La tensión de rotura para hilos muy finos de acero y para las fibras artificiales de Kevlar 49 se sitúa alrededor de 3000 MPa, mientras que los hilos de la humilde A. trifasciata (especie de arácnido) pueden alcanzar los 1000 MPa y se han publicado datos de otras especies de arañas que alcanzan los 4000 MPa.

El hilo de captura, o hilo viscoso, que forma la espiral de la red es muy deformable –alrededor del 300%, porque su misión es absorber la energía del impacto sin romperse


2.2- PROPIEDADES DE LOS HILOS

Osaki (1996) estudio la relación entre el drag-line y el peso de la araña como coeficiente de seguridad, sugirió que encontrar una relación clara entre la resistencia mecánica y el peso de la araña.

Pudo observar que el límite elástico se incrementa linealmente con el aumento de peso de la araña con una pendiente alrededor de dos. La curva de tensión deformación deldrag-line entra en una región no lineal cuando la tensión supera aproximadamente dos veces el peso de la araña

Gosline (1999) cuantifico las propiedades de las sedas que forman las telas de arañas, separando propiedades de las sedas del drag-line y marco creadas por la glándula “major ampullate” y la seda viscosa de la espiral captura.


Curva tensión-deformación del drag-line. Fuente: (Osaki 1996)

Curva tensión-deformación de las dos sedas que forman las telas de

araña. Fuente: (Gosline 1999)


COMPARATIVA CON OTROS MATERIALES Y COMPORTAMIENTO HISTÉRICO DEL MATERIAL:

Posteriormente comparó las propiedades de las telas con la de otros materiales poliméricos.En un principio si comparamos rigidez y resistencia puede parecer que sus propiedades son inferiores al Kevlar, a la fibra de carbono o al acero de alta resistencia, pero cuando uno se fija en la deformación máxima que es capaz de soportar supera en varios órdenes de magnitud a estos.

El comportamiento histérico del material es importante, esto es, la diferencia entre el área de las graficas tensión deformación cuando las sedas son sometidas a ciclos de carga y descarga. En ambas sedas esta sobre el 65% (Denny 1976), quiere decir que es capaz de absorber el 65% de la energía de impacto de las presas.


Comportamiento frente a histerico. Fuente:(Gosline 1999).Propiedades mecánicas de las telas de arañas y otros materiales. Fuente: (Gosline 1999)


COMPARATIVA CON OTROS MATERIALES Y COMPORTAMIENTO HISTÉRICO DEL MATERIAL:


Propiedades mecánicas de las telas de arañas y otros materiales. Fuente: (Gosline 1999)

Rigidez Resistencia Extensibilidad Tenacidad Histéresis(GPa) (GPa) (Emax) (MJ m-3) (%)

Araneus MA silk 10 1,1 0,27 160 65Araneus viscid silk 0,003 0,5 2,7 150 65

Bombyx mori enenon silk 7 0,6 0,18 70Colágeno del tendón 1,5 0,15 0,12 7,5 7

Hueso 20 0,16 0,03 4Lana (100% Hr) 0,5 0,2 0,5 60

Elastina 0,001 0,002 1,5 2 10Resilin 0,002 0,003 1,9 4 6

Caucho sintético 0,001 0,05 8,5 100Fibra de Nylon 5 0,95 0,18 80

Fibra de Kevlar 49 130 3,6 0,027 50Fibra de carbono 300 4 0,013 25

Acero de alta resistencia 200 1,5 0,008 6

MATERIAL


En 2003 Perez Riguero, J. et al, caracterizaron por primera vez las propiedades mecánicas y el comportamiento a la fractura de la seda de la araña Argiope lobata, esto se realizo mediante la técnica de hilado forzoso y los datos se compararon con los obtenidos previamente para la araña Argiope trifasciata los cuales resultaron estar en concordancia. Presentando los hilos obtenidos mediante hilado forzoso de la tela de A. lobata mas rigidez y menos deformaciones a rotura que los hilos de A. trisfasciata.

Ko y Jovicic (2004) realizaron un estudio en el que desarrollaron un modelo por elementos finitos de una tela de araña, la cual pudieron caracterizar tras haber realizado mediciones experimentales gracias a un equipo de micro test donde obtuvieron curvas de tensión deformación de la sedas bajo, tensión, compresión transversal y deformación torsional. Posteriormente compararon las propiedades mecánicas de las sedas de la araña Nephile Clavipes con curvas tensión-deformación de otros materiales creados por el humano.


Comportamiento frente a histerico. Fuente:(Gosline 1999).Gráfica tensión deformación de A. Lobata y A. Trifascita. Fuente. (J. Pérez Rigueiro. Año 2003)

Este estudio pone de manifiesto de nuevo que la seda de las araña es un material con propiedades de resistencia y deformación singular, del cual poder aprender para desarrollar los materiales del futuro.


Plaza et al. (2008) desarrolló una metodología para estudiar las propiedades de los hilos viscosos perteneciente a la espiral de captura. En el estudio encontró una gran variabilidad en los valores y ninguna correlación de las propiedades en función de suposición en la tela, lo que debe tener en cuenta en los análisis estructurales.La supercontracción es un fenómeno producido al introducir las sedas en agua, provocando una contracción de hasta el 40% de su longitud. Aprovechando este fenómeno realizaron un ensayo de las propiedades mecánicas de la seda viscosa y la seda “major ampullate” presentando sorprendentemente una curva tensión deformación muy similar.

Elices et al., (2010) realizaron una revisión sobre los resultados de la bibliografía existente hasta entonces sobre las propiedades mecánicas de las fibras sometidas a la super-contracción, debido a este fenómeno las variabilidades observadas anteriormente en otros estudios de cada tipo de seda desaparecían, permitiendo una clasificación de toda la gama de propiedades a tracción de manera coherente. Para ello entienden que las propiedades mecánicas finales de los hilos guardan mucha relación con el procesamiento de las fibras y diferentes autores han tratado de establecer una relación entre la super-contracción y las propiedades mecánicas de las sedas.


Curva tensión-deformación comparando sendas antes y después de aplicarles el proceso de supercontracción. Fuente:(Elices 2010)

Curva tensión-deformación de la seda viscosa y major ampulante. Fuente: Plaza 2008)


En 2.012, Teus Fernández investiga las propiedades de las sedas. Según su investigación, 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 tolerantes 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.


Resumen de las propiedades de las telas de arañas. Fuente. (Teus Fernández 2012)

2.3- COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

Craig (1987) estudio la relación entre la arquitectura y las sedas de las telas de arañas y sus propiedades para la absorción de energía. Para realizar este análisis en primer lugar midió la energía cinética que era capaz de absorber distintas telarañas por dos métodos, uno artificial cargando las telas y otro estimando las energías cinéticas de presas ya capturadas por la tela. En segundo lugar realizo mediante un programa de ordenador una tela ideal en la que realizar simulaciones y estudiar su comportamiento estructural.

Alam et al, (M. W. Alam (2007); M. J. Alam (2005) estudiaron la relevancia de la presencia de elementos rotos en telas de arañas y se encontraron que en telas con pretensión la rotura de cualquier hilo radial solo tiene efectos locales permitiendo que la telaraña mantuviese sus función de captura, poniendo de nuevo en evidencia la importancia de la pretensión en los hilos capaz de aumentar la rigidez transversal de las telas.


Modelo por elementos finitos de la tela de araña. Fuente: (M.J. Alam 2005) y (M.W. Alam 2007)

Tela ideal creada para analisis estructurales. Fuente:(Craig 1987)

2.3- COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL

Aoyanagi y Okumura, (2010) en un estudio similar al de (M. W. Alam 2007) desarrollaron un modelo para describir las telas de araña y estudiar su comportamiento.Este modelo tiene una solución analítica formal cuando no hay hilos rotos. En este estudio afirman que cuando los hilos radiales son lo suficientemente resistentes en comparación con los espirales el modelo está libre de concentración de tensiones, incluso si hay elementos rotos. Según esto las arañas pueden aumentar la longitud del hilo espiral para hacer telas más densas (capaces de atrapar pequeños insectos) o a justar el número de hilos radiales sin disminuir la resistencia a impacto de la tela.

Cranford (2012) público para Nature un estudio donde explica como la respuesta no linear de las telas de araña es la clave del comportamiento estructural tan eficiente y elogiado de las telarañas. Para ello realizo modelos de telas de arañas con comportamientos reológicos distintos para los hilos de las telas; uno derivado atomisticamente, un comportamiento elástico lineal y un comportamiento elástico perfectamente plástico. Todos ellos con misma deformación y tensión de rotura.


Comparación de los resultados para mismos estados de carga. Fuente: (Cranford 2012)

Distribución de las fuerzas en una escala de colores. A la izquierda una tela con misma rigidez para hilos radiales y espirales, y a la derecha una tela con

una rigidez radial 10 veces superior a la espiral. Fuente:(Aoyanagi 2010)

2.4- ANÁLISIS GEOMÉTRICO

Vollrath ha estudiado durante muchos años el mundo de las arañas, siendo numerosas sus aportaciones a esta rama de la ciencia. En 1985 publico un articulo junto a Mohren en el que analizaban la geometría de las telas pertenecientes a Areaneus diadematus.

Estas arañas tejen telas tipo orb y en dicho artículo tratan de despejar la controversia existente hasta el momento sobre el tipo de espiral presente en las telas de arañas, pues a la vista de su geometría es claro que presenta dos tipos de espirales geométricamente distintas; tipo logarítmica o aritmética.

Para ello analizaron fotografías por ordenador mediante digitalización calculando las coordenadas XY de las telas y comparando según la definición de ambos tipos a cual se asemejan más desde un punto de vista matemático. En la mayor parte de imágenes encontraron una espiral de captura de tipo arquimedeana (aritmética) y sugirieron que la espiral de tipo logarítmica pertenecía a una espiral provisional que desarrolla la araña al tejer la telaraña. Ambas espirales también son creadas por glándulas diferentes y presentan propiedades mecánicas diferentes


Espiral logarítmica (izquierda) y aritmética o arquimedeana (derecha). Fuente:(F. M. Vollrath 1985)

2.4- ANÁLISIS GEOMÉTRICO

Vollrath et al (1997) estudiaron más adelante el efecto de diversas variables ambientales en la geometría de las telas de la misma especie de araña, para ello utilizaron cinco variables de control: - Soporte de la tela. - Viento incidente en la tela. - Temperatura. - Humedad. - Suministro de seda.

La geometría y composición de la estructura molecular de las telarañas parece guardar la clave a la increíble resistencia que manifiestan sus tejidos. Y por primera vez, la ciencia parece haber penetrado en el misterio, de la sorprendentes características mecánicas de este fascinante material de la naturaleza. La seda producida por las arañas no solo es sorprendentemente resistente sino que también denota una marcada flexibilidad. Las fibras de seda demuestran increíbles propiedades mecánicas.


Parámetros geométricos de la tela de araña Areneus diadematus. Fuente. (F.D. Vollrath 1997)

Tienen una significativa fortaleza comparable al acero, son más resistentes que el Kevlar y su densidad es menor al algodón o el nylon” “El hecho de que la seda que forma las telarañas supera a sus contrapartes artificiales en Resistencia, múltiples estudios han tratado de entender las características mecánicas de estas extraordinarias fibras naturales” agrega.

3.-MÉTODO Y PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE LA TELA

Hay varias glándulas localizadas en el abdomen de la araña, las cuales producen los hilos de seda. Cada glándula produce un hilo para un propósito específico. Se conocen siete glándulas diferentes y cada araña posee algunas de estas glándulas y no todas al mismo tiempo.

La materia prima inicial que las arañas usan para tejer la tela es una solución líquido-cristalina que contiene proteínas, y que fluye fácilmente por los tubos presentes en el abdomen de la araña.

los primeros hilos que se tejen, que se utilizan como base de sostén de la tela, contienen entre 20 y 30% de cristal por volumen, formando una fibra rígida (módulo de Young inicial igual a 10 GPa), fuerte y dura (energía para la ruptura igual a 150 MJ/m3). El hilo adhesivo utilizado para tejer una espiral contiene <= 5% de cristal por volumen y es semejante a la goma bien flexible, con baja rigidez (módulo de Young inicial igual a 3 MPa) y alta extensibilidad.

FASES DE CONSTRUCCIÓN DE LA TELA:La parte más difícil parece ser el primer hilo, pero la solución es simple. La araña produce un hilo que queda sujeto por una punta o extremo a un punto inicial, y la otra punta es llevada por el viento para sujetarse entonces en algún otro punto. En esta etapa la araña cuenta con la ayuda del viento o llevarlo ella misma a otro punto en que sujetarlo. Así se forma el primer puente (Figura 2-A). La araña cruza cuidadosamente el hilo inicial reforzándolo con un segundo hilo. El proceso se repite hasta que el hilo esté lo suficientemente fuerte.


Figura 2-A. Hilo inicial Figura 2-B. Construcción del segundo hilo


Después de este hilo la araña construye un hilo flojo (Figura 2-B) y enseguida, a partir de este hilo, teje un tercer hilo formando una Y (Figura 2-C).


Figura 2-D. Construcción del primeros rayos de la tela armazón para conectar

los demás rayos tela

Figura 2-C. construcción de los 3 primeros rayos de la tela

Estos son los primeros tres rayos de la tela. Luego se construye un armazón para conectar los otros rayos (Figura 2-D).

Entonces los rayos de la tela están terminados (Figura 2-E). La distancia entre los rayos nunca es mayor que el alcance de la araña. Ahora el hilo adhesivo es trazado entre los rayos a partir del centro de la tela, formando el espiral (Figura 2-F).

Figura 2-F. Construcción de la espiralFigura 2-E. Construcción de los rayos


El diseño de las telas de araña a la medida

Hay telas de araña a la medida, telas de araña de confección, telas de araña cortadas cuidadosamente para sus entornos. Está la tela de araña tradicional que se parece un poco a los alambres de una diana, tejida por arañas como Nephila clavipes.

Existen también muchos otros diseños de telas de araña:

- Miagrammopes, la araña tropical pegajosa, va a pescar moscas con un solo hilo.- Hyptiotes, una devota del minimalismo, construye un triángulo.- Scoloderus, teje una tela parecida a una escala de cuerda- Theridion construye una telaraña parecida a una cuna. - Deinopis, la araña de cara de ogro [o araña gladiadora], cuelga cabeza abajo sosteniendo una telaraña minúscula en sus patas delanteras, arremetiendo contra cualquier mosca que se acerque demasiado - Mastophora, la araña boleadora, mueve una sola hebra con una pesada gota en el extremo, como los gauchos de las pampas.- Latrodectus, la tristemente famosa viuda negra, construye una telaraña que es estrecha en la parte superior, ancha en la inferior, y llega hasta el suelo- Agelena, la araña de tela en embudo, construye una telaraña en forma de embudo y espera a que su presa caiga dentro del embudo.- Liphistius, la araña de trampilla, traza un profundo agujero con hilos, lo cubre con una trampilla, y tiende hilos pegajosos por el terreno próximo, que sirven como un sistema de alarma primitivo.


4.-BIOTECNOLOGÍA COMO TÉCNICA DE PRODUCCIÓN

El primer paso consistió en identificar varias secuencias de aminoácidos relacionados con la composición de los hilos de seda, y el siguiente paso fue la preparación de genes artificiales con estas secuencias de aminoácidos.

Un proyecto de la empresa canadiense Nexia Technologies. Nexia es uno de los líderes mundiales en biotecnología de animales, y hace un par de años, había desarrollado una estirpe de cabras de rápido crecimiento- cabras BELE (Breed Early-Lactate Early, o "crianza rápida-producción de leche rápida").

El proceso de obtención de una cabra modificada para fabricar seda de araña resulta, en realidad, bastante sencillo. En primer lugar, se parte del gene de la fibroína de la seda, aislado a partir del genoma de una araña. Para ello se han utilizado genes de dos especies de arañas muy comunes, que se pueden encontrar fácilmente en el proverbial patio trasero: Araneus diadematus, A continuación, se inserta este gene, conteniendo la información para fabricar la fibroína, en un plásmido, con un promotor adecuado para que las células de mamífero sean capaces de reconocer el gene como propio. En tercer lugar, este plásmido se inserta en el núcleo de una célula epitelial de cabra, añadiendo así el gene de la fibroína al genoma de la cabra.


http://www.taringa.net/posts/info/16259058/Cabras-que-producen-telaranas.html

4.-BIOTECNOLOGÍA COMO TÉCNICA DE PRODUCCIÓN

Expertos de la Universidad Tecnológica de Munich desarrollaron un nuevo método para la producción industrial de telaraña, un material muy resistente que ofrece perspectivas en el campo de la medicina y en diversos sectores de la industria. El coordinador del proyecto en esa universidad, Thomas Scheibel, destacó que los hilos sintéticos, como el nylon o el kevlar, no son tan buenos como ese hilo natural que producen los arácnidos, que es elástico y al mismo tiempo resistente.

Los especialistas de la Universidad de Munich que colaboraron en ese proyecto, junto con la Universidad Hebrew en Jerusalén, introdujeron en una oruga un gen de hilo de araña con ayuda de un virus.

USOS POSIBLES:

En el campo de la medicina se utilizan hilos sintéticos en intervenciones quirúrgicas, sin embargo esos materiales no se desintegran de forma biológica y deben retirarse después de un tiempo. Los hilos de arañas compuestos de proteínas desaparecen después de 6 meses.

Otra idea de usar la tela de las arañas es como material ultrarresistente. La compañía alemana Ormecon ha creado una suerte de capa plástica que podría ayudar a mejorar en más de diez veces el grado de protección de los antioxidantes tradicionales que se aplican a automóviles, barcos e incluso grandes estructuras como los puentes


5.-ARQUITECTURA BASADA EN TELARAÑAS

Los ingenieros y los arquitectos suelen inspirarse en la naturaleza para encontrar soluciones a sus problemas. Las telarañas pueden facilitar una fuente ce ideas, tanto más cuanto mejor conozcamos su estructura y funcionamiento

Este tipo de arquitectura se basa en que sus estructuras tengan características similares a las telarañas. Una telaraña es una estructura que se identifica por la enorme resistencia, y la elasticidad que tiene.

La posible respuesta a su gran resistencia es que en su estructura cuenta con cristales nanométricos que con una disposición de puentes de hidrógeno, funcionan como pegamento para dichos cristales y desempeñan un papel importante en la fortaleza de esta tela.

CATEGORÍAS:

a)Puente colgantes.b)Edificios singulares.c)Exposiciones



a) Puente colgantes:

Las principales estructuras que cuentan con características similares son las tenso-estructuras y los puentes colgantes, ya que las cuerdas cumplen con una característica fundamental de la telaraña que es la resistencia. En muchos casos, de este tipo de puentes, los tensores mantienen a la estructura y ese tensor debe contar con la resistencia como para mantenerla.


Puente Bac de Roda (Santiago Calatrava)Puente en Guadalajara. México (Jorge Matute Remus)


b) Edificios singulares:


Estructura del Milenium Dome en la península de Greenwich al sureste de Londres inspirada en telaraña

Teatro Wuzhen en Zhejiang (China). Obra de los arquitectos: Artech Architects + Kris Yao Architect. Inspirado en una flor de loto

cuyas ventanas están envueltas en una telaraña. Vista exterior

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Olympiapark en Munich. Cubiertas transparentes Inspiradas por el rocío que cubre las telarañas.

Estadio Olímpico de Munich, Alemania. Se busca la construcción de una estructura de tensión que simulará una nube que parece flotar sobre el lugar

ramificándose entre las piscinas, el gimnasio y el estadio principal.

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Estructura para oficinas centrales para el grupo relojero Swatch en Tokio (Shigeru Ban) Rehabilitación Ex Unión Militar (Fuksas Design)



c) Exposiciones de Tomás Saraceno:

El artista argentino Tomás Saraceno (Tucumán, 1973), inauguró la exposición 14 Billions (Working Title) en el Centro Báltico de Arte Contemporáneo de la ciudad de Gateshead, Inglaterra. La obra consiste en una enorme instalación de 400 m3 que pretende ser un modelo de una telaraña tejida por la peligrosa araña Viuda Negra (Latrodectus mactans ). Año 2010.




Bajo el título “in orbit” que presentó Tomás Saraceno en Düsseldorf (Alemania). El arquitecto de origen argentino y artista afincado en Berlín invadió el atrio de la K21 Ständehaus de la ciudad alemana con una muestra donde redes de cables, burbujas y globos llenan el espacio bajo la bóveda acristalada. Año 2013




Telas de araña, órbitas o nubes: bajo la cúpula acristalada del K21, que alberga la colección de arte contemporáneo de Renania del Norte Westfalia, En este montaje, Saraceno se inspira en técnicas de uniones y las geometrías de las telas de araña, que literalmente “reteje”.

6.RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Las propiedades mecánicas de la seda de la telaraña son superiores a la mayoría de las fibras sintéticas. Además de eso, la tela exhibe un comportamiento no común en el cual la tensión necesaria para romper la tela en verdad aumenta con el aumento de la deformación. La verdadera ingeniería aplicada a la construcción de la tela, junto con la complejidad con que la araña teje y controla la composición química de la tela (procesos aún lejos de ser copiados) para cada finalidad específica, muestra cómo estos sistemas biológicos requieren un plan y por lo tanto un planificador. La relación entre una estructura eficiente y el empleo de una cantidad mínima de material aparece optimizada en las telas bidimensionales de algunas arañas. Estas arañas han optado por el desarrollo de dos tipos de fibras, denominadas de amarre y víscida, que combinan una gran elongación y una elevada resistencia mecánica, de modo que pueden convertir eficientemente la energía cinética de la presa en energía mecánica sin romperse.


6.RESULTADOS Y CONCLUSIONES

1. La existencia de marco secundario en la tela de araña, permite que los hilos de apoyo se encuentren mucho menos tensionados, y a su vez que se produzca mucha menos plastificación en toda la tela. Al desviar las tensiones hacia hilos radiales adyacentes, y no directamente sobre el apoyo, las arañas consiguen estructuras más eficientes. 2. En impactos perpendiculares no se ha podido demostrar diferencia entre el comportamiento de una espiral central arquimedeana o espiral. Pero si que una espiral arquimedeana de inicio a fin presenta menores energías plásticas disipadas. En impactos oblicuos difiere el comportamiento entre una espiral central arquimedeana y espiral logarítmica, comportándose peor la primera. A estos efectos, la espiral arquimedeana de inicio a fin presenta el mejor comportamiento. 3. Hilos más finos son más eficientes que hilos de mayor diametro. A igualdad de volumen de tela existe un mejor comportamiento con mayor número de hilos, pero de menor diametro que una tela con menos hilos de mayor diametro. 4. Las propiedades de los hilos espirales y radiales tienen una clara justificación de tal manera que al ser intercambiables se produce la rotura de la tela al ser sometida a un impacto. Por lo tanto se encuentra una razón estructural para utilizar distintas propiedades mecánicas en cada tipo de hilo. 5. El numero de lados (y de soportes) de la tela tiene influencia en su comportamiento a impacto. A mayor numero de lados, menor energía plástica disipada y, por tanto, mejor comportamiento estructural . Esto se deber a que se cuenta con un mayor número de apoyos en los que absorber y distribuir esfuerzos hacia los soportes. 6. La longitud de los hilos de apoyo, juega un papel importante en el comportamiento estructural de la tela. Una mayor longitud permite a la tela un mayor desplazamiento elástico y por tanto una menor energía plástica disipada .


7. BIBLIOGRAFÍA

¿Cómo ves?. Revista de divulgación de la ciencia de la UNAMUniversidad Nacional Autónoma de MéjicoMéjico. Año 2014

MACIÁ MATEU, ANTONIO; PÉREZ CARRAMIÑANA, CARLOS; MATEO GARCÍA, MÓNICA y PIEDECAUSA GARCÍA, BEATRIZEl comportamiento estructural en la naturaleza como fuente de conocimiento aplicado a la arquitecturadepartamento de Ingeniería de la Construcción, Obras Públicas e Infraestructura Urbana. Departamento de Construcciones ArquitectónicasUniversidad de Alicante. Año 2010 MONTENEGRO, RIVELINO V.D.La asombrosa telarañaCiencia de los Orígenes. Nº 66. California. Septiembre-Diciembre 2003 PÉREZ RIGUEIRO, J.; ELICES CALAFAT, MANUEL; MARÍNEZ, M.A., CARNERO; D. y GUINEA TORTUERO, GUSTAVO V.Telas de araña. Artículo sobre la Resistencia de la seda viscosa de la arañaEscuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos de Madrid


RODRÍGUEZ CHEDA, JOSÉ BENITO“Nuevos materiales y sistemas para la ejecución”.Escuela Técnica Superior de Arquitectura de A Coruña. MRA 2013-2014.A Coruña. Año 2014 SARACENO, TOMÁS“in orbit”: exposición en Dusseldorf. AlemaniaInauguración 21-junio-13 hasta otoño-14 14 Billions (Working Title): exposición en el Centro Báltico de Arte Contemporáneo de la ciudad de Gateshead, Inglaterra. SOLER TRUJILLO, ALEJANDROAnálisis de la topología de la tela de araña en su comportamiento frente al impacto (proyecto fin de carrera)Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de las EstructurasLeganés. Año 2013

DIARIO PÚBLICOLa tela de araña podría detener un tren en movimientoMadrid. 26 de febrero de 2013

tela de araña

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