Biomimética de estructuras vegetales : Mejorando la seguridad en el ciclismo a partir de la olla de mono

Abstract

Actualmente el ciclismo es uno de los deportes con mayor nivel de aceptación en Colombia. Para su práctica se requiere del uso de sistemas de protección personal que garanticen la seguridad del deportista, siendo el casco uno de los objetos más importantes de este equipamiento. Como todo objeto industrial, el casco permite ser mejorado y optimizado desde su funcionamiento, para lo cual el diseño industrial se presenta como la disciplina más pertinente para ejecutar este proceso. El diseño industrial se establece como puente entre las necesidades económicas de la industria, el mercado y las necesidades prácticas, funcionales, y comunicativas del usuario. Una de las herramientas con las que el diseño cuenta como soporte del ejercicio proyectual es la biomimética, la cual utiliza referentes naturales como punto de partida para el desarrollo de sistemas artificiales. Para desarrollar este proyecto se identificó como objeto de estudio el fruto del árbol conocido como Olla de mono (Lecythis minor), que consiste en un sólido hueco, con forma de cápsula de material leñoso de borde grueso con dos o más celdas internas que se encargan de contener las semillas. Tiene además una tapa u opérculo que se desprende del fruto cuando este alcanza la etapa de madurez. La olla de mono es un fruto procedente de las zonas tropicales y cálidas que están entre los 25° y 32° de temperatura, fue obtenida de árboles maduros ubicados en el municipio de San Antonio de Palmito en el departamento de Sucre – Colombia. La pregunta de partida del proyecto fue: ¿Qué relación existe entre la morfología, la anatomía, los materiales y el desempeño funcional estructural de la Olla de mono (Lecythis minor)? Como objetivos específicos se tuvieron la caracterización anatómica y morfológica del fruto, tipos de fibra y materiales presentes y la identificación del nivel de desempeño funcional estructural. Metodológicamente se utilizaron la estereomicroscopía, la microscopía electrónica de barrido (SEM) y pruebas mecánicas de tracción, compresión e impacto. Se encontró que el fruto estaba compuesto de varios materiales dispuestos en capas que a su vez tenían configuraciones morfológicas diferentes, como fibras y sólidos celulares. Además, se obtuvieron como resultado valores numéricos de las propiedades mecánicas de tensión, compresión e impacto realizadas al fruto, las cuales evidencian su nivel de desempeño funcional estructural. Uno de los hallazgos propone que, en posición invertida el fruto del árbol Olla de mono llega a soportar cargas de compresión de hasta 800 kg sin deformarse. Esto puede deberse en parte a la presencia de un patrón geométrico identificado en la estructura y conocido como la curva catenaria. A partir de lo anterior es posible concluir que la configuración jerárquica de los materiales y el patrón morfológico encontrados pueden ser usados como referencia funcional y formal para el diseño de diferentes productos, entre ellos el casco.