Procesos del presente, diseños del futuro

Mecanización e innovación son dos de los ítemes más importantes dentro de la evolución y consolidación del diseño paramétrico y el parametricismo ¿Dónde? En los pabellones.

Cuando hablamos del diseño paramétrico, nos referimos a 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.

Por otro lado, para explicar el siguiente concepto utilizaremos las palabras de su propulsor, director y arquitecto en Zaha Hadid Architects, Patrik Schumacher. Quien, en su Manifiesto Parametricista, explica que “El parametricismo es el gran nuevo estilo después del modernismo. El postmodernismo y el deconstructivismo han tenido sendos episodios de transición que han marcado el comienzo de esta nueva gran ola de investigación e innovación.”

Los pabellones son, desde un punto de vista arquitectónico, una de las ramas más puras dentro del marco de la arquitectura efímera. Y, según el estudio de arquitectura barcelonés, BZ: “la arquitectura efímera de “pabellonización”, es aquella donde las construcciones que se realizan para ferias y exposiciones internacionales son brindadas con más oportunidades de diseño, de experimentación y materialización que ninguna otra.” Concretamente eso es lo que se busca y valora en este tipo de construcciones.

Partiendo de esta definición e intentando buscar esa innovación y experimentación, se emplea el diseño paramétrico para ofrecer formas complejas y estéticamente llamativas.

La ejecución de un diseño paramétrico se realiza mediante fabricación digital cuya ejecución y aplicación se realiza con distintas técnicas dependiendo de la complejidad del material.

Juan Viamonte Olmeda, en el desarrollo de su Trabajo de Fin de Grado sobre el diseño de stands usando técnicas basadas en la geometría y fabricación, hace una sintesis de los principales métodos constructivos: el seccionamiento, el teselado, el plegado, el contorneado y el entrelazado.

Seccionamiento:
Consiste en la construcción de un volumen a partir de secciones planas.
Muy llamativo y de aplicación fácil.
Montaje rápido y sencillo.
Trabajo sobre láminas y planchas en dos dimensiones con máquinas de corte láser.
Gran variedad de materiales: maderas, plásticos, metales, papel, textil…

A su vez, existen 3 lógicas de trabajo principales:

  • Secciones paralelas:
    Secciones verticales paralelas para generar el volumen. Cuantas más secciones componen el sólido y menor distancia hay entre ellas, mayor sensación de suavidad en la transición pero más cantidad de material.
  • Apilamiento:
    Sección encima de otra para crear el volumen deseado.
  • Waffle:
    Secciones en dos direcciones perpendiculares que van creando una malla o rejilla estructural.
    Es la más extendida y versátil entre las construcciones basadas en el seccionamiento, y viene usándose desde antes de la existencia de la fabricación digital.

Teselado:
Geometrías complejas tratándose de superficies curvas.
Mucha libertad formal.
Montaje más laborioso, con la necesidad de una gran labor de planificación.
Se puede trabajar con figuras planas fabricadas a partir de láminas del material o con geometrías en 3 dimensiones (fresadoras).
Gran variedad de materiales.

Lo más recurrente es crear una teselación a base de figuras geométricas simples o polígonos. Las diferentes teselaciones poligonales que existen están clasificadas de la siguiente forma:

  • Teselaciones poligonales regulares:
    Forma de cubrir totalmente una superficie a través de un polígono regular.
    Triángulos, cuadrados o hexágonos, ya que la suma de los ángulos en un vértice ha de ser 360º.
  • Teselaciones poligonales irregulares:
    Contienen dos o más polígonos regulares. Están formadas por la combinación de polígonos regulares.
  • Teselaciones poligonales no regulares:
    Polígonos no regulares, los cuales se han creado mediante la técnica del “mordisco”, que consiste en cortar en uno de los lados del polígono una figura y mediante desplazamientos y giros colocarla en el lado opuesto al corte, obteniendo así la tesela.

Plegado:
Geometrías bastante impactantes, cuya característica principal son los pliegues.
Menos libertad formal que con otros métodos.
Montaje muy rápido y sencillo.
Se trabaja con preformas en dos dimensiones (láminas y planchas).
Muchas restricciones en cuanto a los materiales (maleables, ligeros, etc.)
Los materiales que son susceptibles de ser plegados son cualquier tipo de papel grueso, plásticos varios, tela y madera (esta última mediante pequeñas incisiones o con vapor.)

Se trabaja con un material base plano, para después generar una geometría en 3 dimensiones mediante desplazamientos, giros y traslaciones lo que supone una ventaja en cuanto al ahorro de recursos. Además, el material gana rigidez cuando se pliega.

Contorneado:
Método con la mayor libertad formal de todos, solo restringida por el tamaño de la fresadora o del bloque de material. De van fresando sucesivas capas de material hasta alcanzar la geometría final.
Se suele combinar con otros métodos como el teselado o el entrelazado, con el fin de explotar sus ventajas y reducir al mínimo los desechos o el tiempo de fabricación.
En solitario es poco viable para la generación de estructuras. Se trabaja con bloques de material, que pueden ser de madera, plástico e incluso metal.

Entrelazado:
Estructuras muy llamativas, que dependen del diseño de la pieza unitaria.
Requiere de una labor de diseño y cálculo más específica si se trata de una estructura compleja.
La fabricación de las piezas puede ser por corte o por fresado.
Los materiales a usar son muy variados.

Elementos simples están organizados de tal manera que forman una estructura que se mantiene firme debido a las restricciones cinemáticas causadas por la forma y la disposición de los elementos, conectados entre sí. La forma en que se unen las piezas para mantener la unidad estructural puede ser con muescas o encajes en la propia pieza o con uniones añadidas.

Si bien se han clasificado en 5 métodos constructivos diferenciados, la mayoría de los proyectos que se desarrollan suelen ser mixtos, ya que combinan varios procesos constructivos.

Aun así, a estos 5 métodos constructivos se puede añadir uno más que sería el método más novedoso que encontramos en la actualidad, la fabricación digital o impresión 3D.

A través de la fabricación digital se optimiza el tiempo y costos de producción y pese a la gran diversidad de tipos de impresión 3D existentes, todas las impresoras comparten una característica común: el objeto se imprime capa a capa, empezando por la inferior y acabando en la superior, siguiendo el modelo del archivo previamente creado.

  • Impresión 3D SLS:
    Más conocido por su nombre en inglés (selective laser sintering o SLS), consiste en fundir pequeñas partículas, de un material llamado sustrato, mediante un láser de alta potencia dentro de un ambiente controlado. Los sustratos pueden ser plásticos o metálicos.
    Las impresoras 3d SLS ofrecen piezas de un solo color, con una altísima rigidez y sumamente ultra livianas característica generalizada para todas las impresoras 3D en general.
  • Impresión por inyección:
    Muy similar a la tecnología de impresión por láser, su diferencia con ésta radica en que, en lugar de emplear un láser, el material – que estará en las mismas condiciones que en la tecnología por SLS, es decir, en polvo y a una temperatura cercana a la fundición – se compactará mediante inyección de un aglomerante (tinta).
    Esta tecnología permite imprimir en color, ya que el aglomerante utilizado puede tener un color u otro.
  • Impresión por deposición del material fundido:
    Este método consiste en la expulsión por parte de la máquina de un material fundido sobre un espacio plano. Este material deberá ser expelido en hilos minúsculos para poder solidificarse nada más caer a la superficie.
    El expulsor se mueve durante la impresión para que el material sólido vaya tomando la forma de cada capa.

6-162.jpg

Teniendo en cuenta los tipos de fabricación existentes, vamos a realizar un análisis del método de fabricación y diseño de 6 pabellones, centrándonos en pabellones que hayan sido, o vayan a ser, realizados utilizando materiales naturales.

CASOS DE ESTUDIO


 

PABELLÓN 1: Seccionamiento paralelo

Pabellón abovedado de corcho / Pedro de Azambuja Varela + Maria João de Oliveira + Emmanuel Novo 2013
Material: Corcho natural
Corte: CNC

Caso 1- secciones.jpg

Aprovechando las cualidades tectónicas del material, el concepto que se quería conseguir fue la posibilidad de generar formas continuas y metamórficas creadas en el interior y exterior donde forman las diferentes zonas del stand según las ondulaciones proyectadas.

Caso 1-3.jpg

 


 

PABELLÓN 2: Entrelazado

Arquitectos: Emmi Keskisarja, Kristof Crolla y SebastienDelagrange y estudiantes
Proyecto: Pabellón Dragon Skin
Material: Madera fina post-formable ecológica
Ubicación: Finlandia

caso2-entrelazado.jpg

El fin de este prototipo es generar una estructura auto portante formada por piezas cuadradas de madera laminada con diferentes tipos de ranuras para enlazarse entre si y posteriormente se doblan siguiendo un proceso de prensado en calor para generar la forma de bóveda que pone en manifiesto las posibilidades técnicas y estéticas del diseño aplicado a los materiales naturales y a los procesos de fabricación digital.
Su instalación tarda poco mas de 6 horas.

caso2-3-copiacaso-2-2

 


 

PABELLÓN 3: Waffle

Proyecto TWIST Installation
Arquitectos: EmTech
Material: Madera contrachapada
Ubicación:Timber Expo, Birmingham – UK

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Se llevo a cabo a través de un experimento universitario con el material utilizado para obtener el control de sus propiedades, conocer las limitaciones con el fin de desarrollar superficies articuladas con la orientación variable de sus elementos. El proyecto se resuelve como una superficie ligera a gran escala donde la distribución del material es la que controla la luz del espacio.

caso3-4caso3-waffle

 


 

PABELLÓN 4: Apilamiento

Arquitectos: HG -Architecture
Proyecto: 2014
Material: Madera
Ubicación: Korea

CAso 4- apilamiento.jpg

Siguiendo la metodología de los procesos de la naturaleza de los materiales junto con el uso de la repetición del mismo se consiguió proyectar este pabellón que se compone de 9.076 módulos que a través de ellos se quiere mostrar las cualidades de la tectónica a través del apilamiento, se da un efecto llamado punteado con diversos grados de sólido y vacío para minimizar el material, esto genera una imagen tridimensional según la posición del usuario.

CAso4-2.jpg

 


 

PABELLÓN 5: Teselado

Arquitectos: ICD/ITKE
Proyecto: 2011
Material: Madera contrachapada de 6.5mm de espesor
Ubicación: Alemania

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Se trata de un pabellón temporal resultado de un estudio de las estructuras orgánicas resistentes, con el objetivo de trasladar las condiciones observadas a un proyecto de arquitectura biónica inspirado en la naturaleza.
En este caso se usa como inspiración el esqueleto externo de un erizo de mar, compuesta por semicúpulas hexagonales que se fabrican a partir de tableros de madera contrachapada de 6.5mm de espesor, fabricados mediante maquinaría CNC con brazos robóticos.

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Las placas y articulaciones de los dedos de cada célula se produjeron con el sistema de fabricación de robótica de la universidad. Empleando rutinas programadas, el modelo computacional proporcionó la base para la generación automática del código de máquina (NC-Código) para el control de un robot de siete ejes industrial. Esto permitió la producción económica de más de 850 componentes geométricamente diferentes, así como más de 100.000 articulaciones de los dedos dispuestos libremente en el espacio.

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PABELLÓN 6: Impresión 3D

Arquitectos: SHoP
Proyecto: 2016
Material: Aditivo a partir de bambú
Ubicación: Miami

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La firma de arquitectura SHoP presentó el proyecto del que será la pieza impresa más grande del mundo, un pabellón impreso en 3D creado a partir de bambú.

La creación del pabellón impreso en 3D será mediante la utilización de Kuka, un brazo robótico con un cabezal de extrusión. La tecnología robótica empleada para el desarrollo del proyecto permite crear formas muy complejas y con tamaños imponentes.

jetsam1.jpg

El diseño de la estructura del pabellón impreso en 3D tiene una superficie de 164 m², evoca las playas de Miami desde un punto de vista mucho más tecnológico debido a su relación geométrica con el entorno.

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CONCLUSIONES

  • El diseño paramétrico es una de las herramientas más optimizadas para proyectar hoy en día.
  • El parametricismo nace como estilo de diseño arquitectónico, de la mano de Patrik Schumacher.
  • Ha habido en la última década una revolución informática y mecánica que ya se ha consolidado en la arquitectura efímera y sigue evolucionando.
  • Los procesos de fabricación que vemos aplicados en los pabellones analizados, se prevé que pasarán a ser procesos cotidianos en la construcción del mañana.
  • La evolución e innovación mecánica y digital permite trabajar con materiales naturales igual que se puede hacer con los sintéticos.
  • Se estudian y se aprovechan al máximo las propiedades de los materiales utilizados.
  • Se permite la reutilización de los materiales.

 

BIBLIOGRAFÍA

Dunn, N., (2012), Proyecto y construcción digital en arquitectura, Barcelona, España: Art Blume S.L.

Viamonte Olmeda, Juan, (2015), Trabajo fin de grado: Diseño de un stand usando técnicas basadas en Smart Geometry y fabricación digital. Zaragoza: Universidad de Zaragoza.

 

WEBGRAFÍA

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Julio J García. (2014). El Manifiesto Parametricista de Patrik Schumacher. 28 septiembre, 2016, de IN DUBIO PRO BIM Sitio web: https://indubiopro.wordpress.com/2014/05/26/el-manifiesto-parametricista-de-patrik-schumacher/

Impresora3DPrinter. (2016). Impresora 3D SLS (Sinterizado Láser Selectivo). 2016, de Impresora3DPrinter Sitio web: http://impresora3dprinter.com/impresoras-3d-argentina/impresora-3d-sls-sinterizado-laser-selectivo/

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Lucia. (2016). Pabellón impreso en 3D a partir de bambú romperá el record Guiness. 30 septiembre, 2016, de 3d natives Sitio web: http://www.3dnatives.com/es/pabellon-impreso-en-3d-bambu-17102016/

Amy Frearson. (2011). ICD/ITKE Research Pavilion at the University of Stuttgart. 27 septiembre, 2016, de Dezeen Sitio web: http://www.dezeen.com/2011/10/31/icditke-research-pavilion-at-the-university-of-stuttgart/

Catalina Gutiérrez. (2013). Pabellón abovedado de corcho / Pedro de Azambuja Varela + Maria João de Oliveira + Emmanuel Novo. 24 septiembre, 2016, de Plataforma arquitectura Sitio web: http://www.plataformaarquitectura.cl/cl/02-317300/pabellon-abovedado-de-corcho-pedro-de-azambuja-varela-maria-joao-de-oliveira-emmanuel-novo

 

 

Lorena Buigues Buigues, Selena Nievas García, César Soro Falcó

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