Otras consideraciones

Distintos factores influyen en el diseño del modulo transportable. Durante la parametrización, observamos que el número de barras que intervendrían, y buscando una mayor practicidad y eficacia nos disponemos a investigar la opción se sustituir nuestra opción A por una B, que consistiría en barras de 1 metro que simplificarían la estructura.

Esta opción aporta mayor robustez y estabilidad, pues se reducen las articulaciones. Sin embargo, el canto es bastante superior a la primera opción y no incluye cubrición planeada alguna, y aunque una tela es una opción viable, resta el atractivo estético que se conseguía antes.

AÑADIENDO EL PARABOLOIDE

Para una mejor apreciación del volumen del paraboloide, decidimos repetirlo con cuerda, que además permite una mayor flexibilidad. A pesar de esto, la idea principal sigue siendo la de realizarlo en un material textil que de lugar a una cubrición final.

Ahora, a partir de este módulo, debemos componer una estructura final que de lugar al pabellón completo, para lo cual habíamos tomado como un posible ejemplo la idea de Perez Piñeiro, aunque a una menor escala.

Piñeiro propone una estructura desplegable, lo que la convierte en portatil, permitiendo unas diferencias de volumen considerables entre la pieza plegada y la desplegada. 

Todo esto se produce a partir de las estructuras de tijera anteriormente explicadas, lo que nos da un ejemplo funcional de la idea con la que estamos trabajando.

Esta es una muestra en rhinoceros de la sección del proyecto, que hemos realizado para calcular el número de barras que necesitaríamos, siendo nuestro principal límite el espesor de las mismas que aún tenemos que calcular.

DESARROLLANDO LA ESTRUCTURA

Hemos seguido desarrollando nuestra idea, manteniendo la estructura de tijeras y la idea de crear una superficie entre ellas.





Para rigidizar esta estructura, nos basamos en la idea de Emilio Perez Piñeiro, en la cual añade paraboloides a cada módulo que después compondrá el conjunto general:

Finalmente en lo referente a la superficie que unirán esta estructura, optamos por un paraboloide hiperbólico que además de cubrir ayudará a rigidizar el conjunto.





En este punto hemos empezado a buscar la forma de desarrollar el trabajo en digital y hemos encontrado un comando que parece estar específicamente diseñado para realizar estructuras de tijera: "Modul tisora", por lo que pronto empezaremos a proyectarlo en grasshopper y rhinoceros.

PRIMEROS AVANCES

Construimos un modulo desmontable con estructura de tijeras y una malla de papiroflexia con el objetivo de observar con más atención cómo funcionan las barras, nudos y posibles superficies que podamos incluir entre ellos, en sus distintas fases de desplegado: 

Las formas pleglables

Dentro de las estructuras desplegables basadas en el mecanismo de tijera podría decirse que existen principalmente tres “escuelas” de cara a generar curvatura en la estructura. La primera de ellas sería la comenzada por Pérez Piñero (realmente madre de todas las escuelas) y continuada por Félix Escrig, que consiste en emplear tijeras rectas polares cuyos extremos están definidos por un arco de circunferencia (Izquierda en la figura 1). La segunda manera de dotar de curvatura sería la desarrollada por Luis Sanchez-Cuenca, en la que las tijeras rectas se inscriben en un romboide con cierta distorsión angular (centro en figura 1). En tercer lugar estaría la escuela de Hoberman, en la que las tijeras se inscriben en un arco de circunferencia, pero empleando tijeras anguladas (derecha en la figura 1).

1.  El primer sistema tiene la ventaja de poseer la mayor capacidad de plegado y tiene la desventaja de dar lugar a fases  geométricamente incompatibles durante el proceso de desplegado en determinadas configuraciones. Estas incompatibilidades pueden ser asumibles si se limita la extensión de los casquetes generados. 
2. La segunda opción no da lugar a incompatibilidades, pero se obtienen muchas barras de diferentes longitudes dentro de la estructura.
3.  La tercera tampoco da lugar a incompatibilidades geométricas durante el desplegado y las longitudes de las barras pueden ser iguales, pero posee una menor capacidad de plegado.

En cuanto a las ponencias de estructuras que usan el esquema de Hoberman, han habido dos que han resultado especialemente interesantes. Por un lado la de Kelvin Roover, quien presentó una metodología rigurosa para ajustar cualquier superficie a una estructura plegable con tijeras anguladas.

Por otra parte, resuló especialmente llamativo el trabajo de Daniel Enrique Gómez Lizcano, quién presentó sus trabajos sobre modelos de cúpulas con tijeras translacionales y con tijeras anguladas.



Modelo con tijeras traslacionales:

Modelo  con tijeras anguladas:

Además, en los últimos tiempos éste ha ido desarrollando modelos de mayor compacidad, con lo que se mejora mucho la relación entre el área de la estructura plegada y desplegada.

Primeras ideas

Atendiendo a las exigencias de tamaño y transporte, uno de los criterios de diseño será conseguir la máxima reducción de volumen para el transporte, así como su ligereza. Por ello, nuestras primeras ideas han rondado el concepto plegable o flexible, sin olvidar que nuestro módule debe ser de estética atractiva. 

Para ello, valiéndonos de la idea del tangram, nuestra primera intención fue hacer una estructura desplegable desde el centro, salida de un espacio mínimo que podría ser un cubo.  Estos volúmenes serían fácilmente transportables, y aunque el peso sería un aspecto a controlar, podría estar resuelto con un mecanismo a base de ruedas. 

Este último factor, el peso, nos llevó a replantearnos si jugando con una estructura más ligera y la utilización de telas, podríamos llegar a una solución igual de práctica o más. Con esto, los trabajos de origami nos dan una clara idea del objetivo a conseguir. 

A su vez, la posibilidad de crear estas mismas superficies a base de teselaciones triangulares nos era muy atractiva. La flexibilidad y la estabilidad a la vez que las múltiples variaciones de forma que nos ofrece, son características de gran potencial y muy aprovechables.

Se trata de conseguir una ligereza estructural más una superficie de cubierta atractiva, luminosa, liviana y sutil, que quizá pudiese abatirse o nivelarse generando superficies fáciles de transportar y montar. 

Buscando inspiración en la Bienal de Venecia

Tras haber estado investigando un poco sobre las diferentes estructuras con las que podíamos trabajar, y aprovechando el viaje a Venecia organizado por la asignatura de proyectos, decidimos entrar a la Bienal de Arquitectura con ánimo de encontrar bastantes referencias que pudieran ayudarnos.  

Pensábamos encontrarnos con bastantes pabellones hechos con estructuras ligeras en el exterior, pero prácticamente todos los pabellones estaban dentro de edificios ya existentes, aun así el ejemplo mas claro y espectacular que vimos relacionado directamente con la arquitectura paramétrica estaba en el interior de una de las primeras naves.

Este era el Armadillo Vault diseñado por el grupo ETH Zurich, hecho con bloques de piedra que trabajan todos a compresión y encajan con un ligero machihembrado sin necesidad de adhesivos ni mortero. Lo que mas nos gusto ademas de la apariencia ligera de la estructura es el acabado interior que esta hecho a base de hacer hendiduras en la piedra con cortadoras de disco y después romperlas manualmente, dándole un aspecto de interior irregular y aleatorio de una estructura natural.

     

         

La fabricación de los bloques así como su colocación se explica muy bien en este vídeo que se exponía en la Bienal.

Armadillo Vault at Venice Architecture Biennale 2016 from Block Research Group on Vimeo.

Los métodos utilizados así como el material se escapa de nuestras posibilidades como hemos comentado en otros ejemplos, aunque se podría plantear una estructura semejante y algo mas sencilla de madera que podríamos crear con la ayuda de la fresadora.

Otro pabellón que encontramos interesante fue el Pabellon Dou de Jingxiang Zhu que pese a no ser una superficie mínima ni una forma orgánica nos llamó la atención por la simplicidad de como estaba construido, así como por los módulos que formaban el suelo, los cuales podían levantarse para crear diferentes combinaciones, desde un espacio diáfano a una serie de huecos, asientos y pequeñas mesillas.

                

Algunos proyectos de interés

En las próximas entradas, dedicaremos este blog a mostrar distintos ejemplos y trabajos interesantes que puedan servirnos de inspiración a la hora de idear el nuestro. 

Nuestro proyecto consistirá en un modulo transportable, capaz de trasladarse y montarse fácilmente por un par de personas, preparado para satisfacer las necesidades prácticas y estéticas de un stand o caseta comercial para la entidad KUTXA. 

Así que aquí van algunas ideas muy atractivas:

Translated Geometries  Instituto de Arquitectura Avanzada de Catalunya

El proyecto se construye en base a la teselación triangular y trabaja con Polímeros de Forma de Memoria (SMP), permitiendo que el material utilizado cambie de estado según el estímulo externo aplicado, adaptable en base a parámetros. 

Aquí se ha utilizado un material que puede cambiar de fase con un estímulo externo y controlado. El SMP (Veritex) es capaz de llegar a un estado "blando" y elástico al ser expuesto al calor por encima de su temperatura de transición vítrea de alrededor de 60 a 70 ° C, momento en el que puede sufrir grandes deformaciones geométricas. Tras el recalentamiento, el SMP vuelve a su estado original "memoria" (plana).

Artículo completo aquí

Este proyecto es realmente rico en su complejidad e ingenio, pero es evidente la carencia de tecnología y recursos suficientes para programar un pabellón inteligente. Sin embargo, nos acerca a las formas plegables triangulares, de indudable valor estético y gran ahorro de espacio, tremendamente práctico, moldeable y ajustable según las necesidades del usuario o condiciones meteorológicas.

BICHOS  Universidad de Monterrey

Son las muestras más recientes de una familia de propuestas paramétricas, un acercamiento a partir del close packing a nuevos sistemas flexibles que, en conjunto con software 3D, proponen una nueva forma de utilizar los materiales en el diseño paramétrico. En este caso, la madera fue utilizada mediante planchas delgadas, que trabajan en conjunto con el diseño conceptual 3D, y su ejecución para el corte del material, a través de algoritmos y sistemas que interpretan isocurvas previamente realizados en el patrón de corte original.

Artículo completo aquí

¿Cómo realizar un diseño paramétrico?

Es muy importante tener una visión clara de las aplicaciones y del potencial del diseño paramétrico, ya que nos permite optimizar diversos procesos en nuestros diseños, por ello, aquí van algunos puntos que recordar antes de atrevernos con una idea concreta. 

• Diseñar un proceso y no un resultado concreto. Al diseñar un proceso desarrollamos una colección de relaciones matemáticas y geométricas creando procesos y sistemas (algoritmos), los cuales nos permiten explorar más de un resultado, con ciertas premisas de diseño establecidas previamente.

• Posibilidad de relacionar variables / parámetros: Teniendo un proceso de diseño y no una forma preestablecida se pueden manipular sus variables y propiedades, las cuales podemos modificar en tiempo real y así comparar resultados, con la finalidad de tener un resultado más eficiente.

• Resultados paramétricos y /o responsivos a condiciones establecidas previamente: A partir del diseño paramétrico se puede generar diseños inteligentes y/o responsivos estableciendo un criterio de diseño (exploración de formas), permitiendo adaptarse a cualquier situación, contexto, tectónica, etc. Es decir se puede adaptar el diseño a cualquier parámetro / variable que sea integrado al proceso de diseño, dando un resultado inteligente y responsivo que logra satisfacer un problema específico.

Además, una de las mayores ventajas del diseño paramétrico es la simbiosis entre disciplinas, la cual nos permite integrar criterios estructurales, sociales, simulaciones de flujo, etc. Con la finalidad de que el modelo tridimensional no sea solo una maqueta virtual sino una herramienta capaz de darnos resultados e información para lograr diseños más aterrizados que proponen resultados contundentes.

Así es como con la producción digital se optimiza el tiempo y costos de producción, ya que aplica los conceptos básicos de la prefabricación.

¿Qué es el diseño paramétrico?

Para la tarea que nos ocupa es necesario entender antes que el diseño paramétrico no es sino un paradigma de diseño en el cual la relación entre los elementos se utiliza para manipular y comunicar el diseño de geometrías y estructuras complejas.

Se trata de un proceso de diseño basado en un esquema algorítmico que permite expresar parámetros y reglas que definen, codifican y aclaran la relación entre los requerimientos del diseño y el diseño resultante. Así, el término "paramétrico" proviene de las matemáticas y se refiere al uso de parámetros o variables que permiten manipular o alterar el resultado final de una ecuación o sistema.

¿Y el software?

Para esta modelación de tipo avanzada en 3D y diseño generativo nos valdremos de

Rhinoceros y Grasshopper. Mientras Rhino nos permite la modelación 3D intuitiva y precisa, Grasshopper, como plug in de éste, funciona como editor de algoritmos, sin necesitar experiencia en programación o scripting. Esto permite crear diseños paramétricos a partir de componentes generadores, obteniendo una considerable optimización de tiempo y mayor oportunidad de experimentación.

Presentamos este blog como la herramienta o plataforma de trabajo para compartir los avances realizados en la clase de Arquitectura Paramétrica de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de San Sebastián, por el grupo formado por Alberto Fadón, Pablo Ucendo y Adelis Galindo, durante el curso 2016-2017.