Diseño bioinspirado en la palma de coco de Panamá para estructuras de absorción de energía

• Marín, Nacarí ^[1] ; Reyes, Estephany ^[2] ; Wang, Kui ^[2] ; Serrano, Noé ^[1]
  1. [1] Universidad Tecnológica de Panamá

     Universidad Tecnológica de Panamá

     Panamá

     
  2. [2] Central South University

     Central South University

     China

     
• Localización: Revista de I+D Tecnológico, ISSN-e 2219-6714, ISSN 1680-8894, Vol. 18, Nº. 1, 2022 (Ejemplar dedicado a: Revista de I+D Tecnológico), págs. 37-49
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Panama coconut palm bio-inspired design for energy absorption structures
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  • español

    El diseño bioinspirado se desarrolla conscientemente a través de la investigación, el estudio y el análisis de como los organismos vivos han desarrollado soluciones, superado los retos del mundo natural. De este modo, el campo de los materiales bioinspirados contribuye al diseño de estructuras y a la fabricación de materiales, con el objetivo de combinar estructuras naturales conocidas con un material específico. El objetivo principal de esta investigación es inspirarse en la vegetación de Panamá y América, para identificar, interpretar, extraer, diseñar, verificar y optimizar una estructura para aplicaciones de absorción de energía. En el presente documento se resumen conceptos sobre la bioinspiración, las características comunes en los materiales biológicos según diversos autores en conjunto con diseños de estructuras de pared delgada. Las estructuras, propiedades y anatomía de la palma de coco (Cocos nucifera) son estudiadas como parte de la inspiración, siendo estas plantas parte de la vegetación de Panamá. También se expone el método de bioinspiración y la ruta técnica, que corresponden a la búsqueda de estrategias biológicas en las plantas para gestionar las fuerzas estructurales, análisis de propiedades mecánicas y de las características estructurales de la palma. De esta manera surgen diseños tendientes a la optimización de elementos estructurales, tal y como es el caso de los tubos cilíndricos, mediante métodos de análisis experimental y numérico, los que se pueden llevar a cabo para conocer las ventajas, desventajas y la eficiencia de nuevos diseños.

  • English

    Bio-inspired design is consciously developed through research, study and analysis of how living organisms have developed solutions to overcome the challenges of the natural world. In this way, the field of bio-inspired materials contributes to the design of structures and the manufacture of materials, with the aim of combining known natural structures with a specific material. The main objective of this research is to be inspired by the vegetation of Panama and America, to identify, interpret, extract, design, verify and optimize a structure for energy absorption applications. This paper summarizes concepts about bioinspiration, common characteristics in biological materials according to several authors in conjunction with designs of thin-walled structures. The structures, properties and anatomy of the coconut palm (Cocos nucifera) are studied as part of the inspiration, being these plants part of the vegetation of Panama. The bioinspiration method and the technical route are also presented, which correspond to the search for biological strategies in plants to manage structural forces, analysis of mechanical properties and structural characteristics of the palm. In this way, designs tending to the optimization of structural elements, such as the case of cylindrical tubes, emerge through experimental and numerical analysis methods, which can be carried out to know the advantages, disadvantages and efficiency of new designs.