La Biomecánica De Las Plantas Como Referente Para El Diseño De Materiales Y Estructuras

Abstract

Este proyecto tuvo como objetivo la modelación del comportamiento biomecánico estructural del peciolo de la Ravenala madagascariensis -R. mad-. El sistema peciolo-hoja debe soportar la fuerza de los vientos que generan estados de carga combinada con flexión y torsión. Además, el peciolo debe permitir que la hoja rote disminuyendo el área proyectada al viento y la fuerza de flexión, exigiendo que su estructura interna permita el funcionamiento estructural diferencial en un amplio rango elástico. Se encontró que la geometría elíptica de la sección transversal y la disposición de sus materiales o tejidos vegetales generan un sistema carcasa-relleno, son altamente anisotrópicos y afectan el comportamiento mecánico del peciolo. Se evidenció una particular distribución de los esfuerzos cortantes debidos a la torsión sobre la sección elíptica en la cual en los puntos periféricos de los ejes mayor y menor, alcanza valores muy similares. Se concluye que el peciolo es una estructura material y formalmente adaptada de manera que el uso de la estrategia carcasa-relleno evita el colapso de la sección transversal por acción del pandeo local durante la flexión. Además, que los altos niveles de deformación angular por torsión generan distribuciones uniformes de esfuerzos cortantes sobre la periferia de la sección transversal, eliminando la distorsión y pérdida de capacidad estructural para soportar la flexión simultánea que se sucede. Lo anterior convierte al peciolo de la R. mad en un candidato favorable para la biomímesis de patrones estructurales que inspiren el diseño de nuevos materiales y estructuras.