El número Pi (π) para el Día Internacional del 14 de marzo de cada año tiene unos 4.000 años debido a la forma en que se expresa la fecha en inglés antes del número de meses al número de días (3,14), y se pueden encontrar sus aproximaciones en papiros egipcios, Biblias y más tarde encontrado en todas las culturas. Este número irracional ha impregnado todos los aspectos de la vida, desde la ingeniería y la arquitectura hasta la estadística y la mecánica cuántica. Pero esta relación entre la circunferencia de un círculo y su diámetro tiene sus límites. Uno de ellos fue descubierto por Joseph Cabeza-Lainez, arquitecto e investigador de la Universidad de Sevilla, mientras trabajaba en la Escuela Superior de Ingeniería. Según el conocimiento actual, es imposible calcular el área de un techo recto en un semicírculo. Pi no es suficiente. Tras 30 años de investigación, dos publicaciones (Science Direct y otra sin revisar) reunieron las bases de su nueva propuesta: el número Psi (Ψ), con un valor de 3,140923, es cercano a su hermano número Pi, pero permite su aplicación a la investigación. La gente lo llamó Geometría de Antisphera, y tiene usos en todos los campos. Aquí está su fórmula:
JC-L.
El empeño de Cabeza-Lainez por revelar la mayor eficiencia de la radiación y de la luz -diseñó luminarias con mayor potencial lumínico y menor consumo- ha comenzado a vislumbrarse en su libro Fundamentos del transporte radiativo luminiscente (Netbiblo, 2010). Solución al problema. , en el que desarrolla una solución radial entre un semicírculo conectado en la parte inferior y un rectángulo. Pero fue el trabajo de la escuela de ingeniería lo que agregó la complejidad final al conectar las superficies de las dos formas. ¿Cómo encuentro el área de esa superficie formada por la línea desde el final del rectángulo hasta cada punto del semicírculo?
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Una aproximación es la longitud de la elipse de Srinivasa Ramanujan, el matemático indio cuya vida inspiró la película Infinity. Y según su fórmula para determinar la circunferencia de una elipse en base a dos ejes, procedió a calcular la superficie lateral de una esfera inversa dividida en dos hemisferios.
‘Antisphera’ se divide en dos hemisferios.J. CL.
Para una esfera inversa con radio hemisférico y altura igual a 1, el área lateral es muy similar a Pi al cuadrado, y según los investigadores, esta expresión algebraica añade una nueva dimensión: «Pi al cuadrado representa una superficie tridimensional, que en giro constituye un objeto, es la transición entre el cubo y la esfera. La planta es cuadrada, el alzado es circular. Es el cuadrado del círculo».
A través de las aproximaciones y años de investigación de Ramanujan, durante los cuales tuvo que desarrollar su propio software de cálculo, llegó a una ecuación que abrió la puerta al PSI:
J. CL.
“Psi no es Pi porque hay una pequeña diferencia entre 3.14092 y 3.14159. Aunque es aproximado, también es trascendental”, asegura Cabeza-Lainez. Para demostrarlo, ha comenzado a aplicar PSI, Antisphera y sus partes en proyectos de construcción (casas, almacenes y túneles), convencido de que presenta propiedades ópticas, acústicas y térmicas únicas a la mitad del costo debido a la forma de la superficie de los materiales convencionales. como cilindro o rectángulo. En el túnel lograron concentrar y redistribuir la luz natural de la nueva estructura.
Esta última aplicación fue avalada por el físico y profesor de la Facultad de Ingeniería de Caminos de la Universidad de Granada Antonio Manuel Peña García, quien no estuvo involucrado en el desarrollo de Psi pero participó en la aplicación experimental publicada en Buildings and Tunneling y Underground.Space Technology .
“Este artículo refleja una estrategia revolucionaria para el uso de la luz en los túneles”, dijo Peña. Los investigadores recuerdan que la iluminación es uno de los factores más influyentes en la sostenibilidad. “El consumo energético del túnel puede costar cientos de miles de euros, cerca de un millón al año”, explicó. Para reducirlo, Peña trabajó en modular el acceso a estas infraestructuras para reducir los reflejos de las zonas boscosas cercanas y adaptarse gradualmente a las vistas más oscuras del camino cuesta abajo. También hay sistemas tipo periscopio que redirigen la luz solar hacia el interior. Pero el sistema aplicado en China, según la investigación de Peña, “requiere un metro más grande (altura del túnel) y cuesta mucho dinero”, explicó.
Joseph Cabeza-Lainez presenta la nueva geometría de la bóveda basada en «Antisphera» para reflejar la luz que fluye hacia el camino del túnel.alejandro ruesga
«Joseph me dijo», dijo el físico, «que había diseñado una superficie absolutamente fantástica e increíble, y recuerdo haberle preguntado: ¿qué superficie te permitiría dirigir la luz desde un cierto ángulo hacia donde quieres que esté?». Me dijo que sí y le dije que mi idea no era disparar la luz al interior del túnel desde arriba sino desde los periscopios laterales que captan la luz del exterior, la dirigen y la proyectan sobre el pavimento donde más se necesita”.
“Los cálculos arrojan un ahorro del 40%, que es mucho, y además se incrementará la seguridad del túnel. Yo soy partidario de cualquier cálculo de Joseph Cabeza-Lainez”, concluye Peña.
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Como explicó el arquitecto que descubrió Psi, la antiesfera es única porque «todas sus partes» «tienen exactamente la misma área, pero ninguna de ellas tiene la misma forma». El resultado es un cuerpo distintivo, sinuoso pero compuesto por líneas rectas. “Se podría aplicar a bajantes, redes de tuberías, torres sismorresistentes, edificios sin columnas con luces de 50 metros e incluso dispositivos biotecnológicos”, señaló, mostrando una réplica del desarrollo realizado con una impresora 3D. en aplicar el nuevo cuerpo a Trenes con mejor aerodinámica, y se proponen antiesferas para naves espaciales. “No sabía que tenía infinitas aplicaciones. Todos los días pienso en una nueva”, promete.
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