¿Por qué la sección transversal de la mayoría de los huesos de animales tiene una estructura de anillo hueco? Hace aproximadamente 500 millones de años, aparecieron los primeros vertebrados en la Tierra, que desarrollaron un esqueleto interno para moverse, sostener y proteger su cuerpo. ¿Has notado que sus huesos son huecos? La mayoría de los huesos de los animales son huecos y ligeros, ya que la fuerza a la que están sometidos normalmente es la flexión y la compresión. Durante la flexión, la tensión máxima se produce en los bordes, mientras que la parte central apenas recibe fuerzas, lo que explica por qué los huesos de las piernas de los animales son huecos. Cuando se someten a presión, la tensión también se distribuye a lo largo de los bordes.
Del mismo modo, las delgadas espigas de trigo pueden soportar cargas mucho más pesadas que ellas mismas. Estas partes de soporte en las plantas se llaman tejidos mecánicos. Algunas variedades de trigo y arroz se caen, lo que indica que el tejido mecánico en sus tallos no está lo suficientemente desarrollado y se debe mejorar mediante el control del agua y la fertilización. Además, muchos tallos de plantas también son huecos, como el bambú, el junco, el apio y muchas malezas.
La naturaleza ha inspirado a las personas a fabricar tubos redondos. Los tubos de acero pueden soportar casi la misma flexión y presión que las barras de acero del mismo material. Los tubos huecos redondos no solo son resistentes a la flexión y la presión, sino que también ahorran material, son ligeros y pueden transportar gases y líquidos. Los puentes de piedra se diseñan en forma de arco para soportar la máxima presión. La estructura en forma de arco puede transferir la presión a los soportes a ambos lados del puente, y la curva del arco es la curva de presión del puente. Las cuevas en la meseta de los Loess en China, así como la mayoría de los túneles subterráneos, también se construyen según este principio. Los soportes en los bordes de los puentes de arco y las cuevas son muy gruesos para poder soportar la presión transferida.