Física en las agujas de tejer, o cómo la ciencia explica la elasticidad del punto

Aunque el calor del verano te quite las ganas, piensa durante un momento en una bufanda de punto y en lo que ocurre con ella al estirar con una mano de cada extremo. Al hacer esto, la prenda puede alcanzar hasta el doble de su longitud para volver a recuperar su forma original al soltarla. Curioso, sobre todo si tenemos en cuenta que la hebra original con la que se tejió no necesita ser elástica para que esto se cumpla, y al tejerla no ha cambiado su composición original.

Hacer punto es, además de una afición creativa y relajante, una técnica con miles de años de antigüedad. El resultado de emplearla son objetos bi o tridimensionales de cualquier forma deseada con interesantes propiedades desde el punto de vista de los materiales.

A pesar de ello, no había hasta ahora estudios que analizasen estas propiedades con una perspectiva científica.

Científicos de la École Normale Supérieure de París han publicado recientemente un estudio titulado Geometry and Elasticity of a Knitted Fabric en el que abren el camino para solucionar esta carencia.

De un material simple a otro de estructura compleja

“El interés por el tejido de punto proviene de un interés general en la mecánica de materiales muy estructurados. Un tejido de punto es un buen ejemplo de cómo un material muy simple (una hebra de lana unidimensional) puede estructurarse para convertirse en un objeto con unas propiedades mecánicas radicalmente diferentes”, explica a Sinc Samuel Poincloux, uno de los coautores del estudio publicado en la revista Physical Review X.

Red de punto de nailon de 0,15 mm de diámetro tejida para el experimento. / CNRS

Efectivamente, a diferencia con otros tipos de tela, en los que múltiples hebras se cruzan entre sí, en el tejido de punto solo hay una hebra que forma curvas y se entrelaza consigo misma formando una red. Aunque cada uno de esos puntos mantiene su identidad cuando el tejido es deformado, la hebra que los forma puede desplazarse de un punto al contiguo, dándole al conjunto esa flexibilidad y capacidad para estirarse o adaptarse al relieve de un objeto que podemos reconocer en un jersey o bufanda de lana.

Cada punto se mueve a su manera

Para explicar esta aparente paradoja, los autores empezaron estirando un tejido hecho con hilo de pescar de nailon, de 51x51 puntos a punto de jersey (el más básico que hay). Fijaron los extremos y grabaron cómo cambiaba de forma y posición cada punto al estirar el tejido. Observaron que estos se movían en líneas rectas: los puntos de los lados se movían sobre todo en dirección horizontal, y los que estaban en el medio sobre todo en vertical. El tejido en su conjunto adoptaba la forma de un reloj de arena, algo similar a lo que se observa al estirar una banda de goma.

“Lo que nos encontramos es que las propiedades de la hebra no tienen un papel significativo en la forma que adopta el tejido cuando se deforma, sino que es la estructura que se le da al tejerla lo que tiene más influencia”, explica Poincloux.

A partir de esa información desarrollaron un modelo capaz de predecir cómo se comportaría cada punto del tejido al aplicarles una fuerza tensora dependiendo de su posición dentro del conjunto y en relación con los puntos vecinos. En ese modelo, la hebra se desliza y se dobla, pero no se estira, y cada punto se desplaza de forma que se reduzca todo lo posible la energía necesaria para doblar la hebra allí donde hace falta para que el tejido se estire todo lo posible.

El modelo, explican los autores, serviría para analizar cómo se comportan estos materiales al moverse en tres dimensiones, dando pie en el futuro a tejidos que se doblen solos. Solo habría que tricotar estos tejidos inteligentes de forma que adoptasen una curva determinada al ser activados con el calor o con algún otro estímulo mecánico.