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  • Teselaciones Irregulares Eficientes


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Teselaciones Irregulares Eficientes (TIE). Proyecto de Investigación Independiente.

Los proyectos de investigación suelen estar vinculados a Universidades o forman parte de programas de I+D+I de grandes empresas. La mayoría de Tesis Doctorales de arquitectura en España pertenecen al ámbito teórico, retórico y analítico; es decir, consisten en “leer y escribir”. El “hacer” se relega a la práctica profesional, y tal y como está la situación actual, los esfuerzos están muy orientados a buscar la sostenibilidad económica de los estudios y los proyectos.

Sólo unos inconscientes movidos por la pasión, sacarían el tiempo y el dinero necesario para acometer este proyecto de investigación de manera independiente.

El proyecto de Teselaciones Irregulares Eficientes (TIE) da lugar a un prototipo en su primera fase de desarrollo, que consideramos relevante en tres direcciones complementarias. En primer lugar, en cuanto al desarrollo investigativo de la propuesta, en segundo lugar, en lo que se refiere tanto a las técnicas empleadas como a la ejecución material del prototipo y, por último, al papel social y profesionalde los agentes involucrados.

Además de esto, el proyecto forma parte de una línea de investigación con proyección decididamente continuista, en cada una de las tres direcciones anteriormente mencionadas. El equipo de trabajo tiene diversas intenciones planificadas para ejecutar y testar con nuevos prototipos digitales y físicos, que se comentarán más adelante.

Aspecto investigatorio

La línea de investigación que dirige el proyecto está basada en el estudio, análisis comparado y aplicación de sistemas de compactación naturales que dan como resultado teselaciones eficaces, con mínimo consumo de energía y material. Estos patrones irregulares los encontramos en los esqueletos radiolarios, tejidos celulares, espumas, etc.

Dentro de la disciplina arquitectónica, se han desarrollado aplicaciones de estos principios en las construcciones temporales, fácilmente transportables y con sistemas de fabricación optimizados según las técnicas utilizadas.

Las ya tradicionales cúpulas geodésicas, perseguían la economía de material y la regularidad de las piezas para lograr una mayor optimización en el proceso constructivo.

Sin embargo, con las nuevas técnicas de diseño paramétrico y producción digital, el paradigma de lo regular como óptimo, ha cambiado. Ahora, gracias a la introducción de los algoritmos en el diseño, somos capaces de asumir mayores niveles de complejidad que nos acercan a los sistemas de optimización que emplea el mundo natural.

Son numerosas las investigaciones que actualmente se desarrollan sobre el tema a nivel internacional, algunas de las más destacadas y que han sido analizadas por el equipo del proyecto son: las P-Hex Meshes del profesor de geometría austriaco Helmut Pottmann, las aplicaciones arquitectónicas desarrolladas por los daneses n55, los remallados con control de puntos singulares del matemático alemán Matthias Nieser; los remallados dinámicos e interactivos del arquitecto desarrollador de Grasshopper Daniel Piker, las aplicaciones de algoritmos generativos de los estadounidenses Nervous System; y un largo etc.

Siguiendo este marco investigativo, el proyecto que presentamos tiene el objetivo de desarrollar tanto modelos matemáticos, geométricos y algebraicos, como prototipos construidos, que permitan el testeo de estas geometrías. Las tecnologías contemporáneas de análisis y producción, nos permiten aportar nuevos valores constructivos, ambientales, estructurales y formales a dichas construcciones.

El primer prototipo que hemos desarrollado se centra en los siguientes aspectos:

- La generación de un sistema paramétrico que nos proporcione la teselación irregular óptima de una semiesfera. El “problema de Thomson” como alternativa a la cúpula geodésica.

- La eliminación de la diferenciación entre estructura y cerramiento, utilizando un único elemento para ambas funciones.

- La implementación de aspectos medioambientales en la definición material y constructiva del prototipo.

Aspecto técnico y material

Otro aspecto relevante del proyecto es el empleo de tecnologías contemporáneas tanto de modelado paramétrico como de fabricación digital para el desarrollo de los prototipos digitales y físicos.

En el primer prototipo de cúpula de 2 m de diámetro, las herramientas digitales utilizadas son el software de modelado en 3D Rhinoceros y el plugin paramétrico asociado Grasshopper. La teselación irregular y a la vez homogénea la conseguimos a partir de la población de puntos aleatorios en la superficie de la semiesfera y la posterior aplicación de un algoritmo de relajación. Las celdas obtenidas se analizan geométricamente y se calcula la irradiancia solar para asignar los diferentes materiales (opaco, transparente y perforado) de acuerdo con una estrategia bioclimática.

La definición paramétrica se completa con las pestañas que posibilitan el ensamblaje de las celdas, la numeración para el montaje y el “nesting” sobre las planchas de PET de 1 mm que permite la optimización de consumo de material . La fabricación se realiza con una máquina de corte láser de control numérico y el ensamblaje de las celdas se resuelve con tornillos y tuercas colocados manualmente.

El segundo prototipo aplicado a una lámpara colgada no avanza en la investigación paramétrica pero sí testea otra técnica de fabricación digital como es la impresión 3d en polvo de escayola. El software de modelado empleado es el 3D Max. La teselación obtenida en la cúpula se deforma simulando la fuerza de la gravedad y las celdas se transforman en protuberancias cónicas perforadas. La cáscara global está constituida por tres lóbulos cuyas intersecciones implican la reconstrucción de las celdas para generar una transición suave.

Para una mayor profundización consultar www.facebook.com/sistemasradiolarios.

Aspecto social y profesional

El tercer tema que nos gustaría resaltar es el contexto social y profesional en el que se ha desarrollado el proyecto. 

El equipo de trabajo está compuesto por profesionales de la Arquitectura de orígenes comunes (todos somos titulados Escuela de Arquitectura de Madrid), pero que tienen campos de aplicación completamente heterogéneos (desde la fabricación digital, la investigación, el diseño de producto, o la consultoría de proyectos). El equipo se formó de un modo ciertamente espontáneo, las actividades previas individuales se pusieron en conocimiento debido, principalmente, al uso de las redes sociales (Facebook). Esta reunión ha dado lugar a una colaboración estable al margen de instituciones, públicas o privadas, de investigación o promoción.

El equipo está formado actualmente por:

María Mallo: Arquitecta independiente y multidisciplinar, investigadora en el departamento de Ideación Gráfica de la ETSAM. Actualmente desarrolla su Tesis Doctoral “Sistemas Radiolarios, geometrías y arquitecturas derivadas”. www.mariamallo.com

Miguel Vidal: Arquitecto, consultor y docente freelance de diseño paramétrico en la ETSAM. www.michividal.com

Javier Santamaría y Guiomar Contreras: Arquitectos y directores de Mimétrica, empresa dedicada al diseño y la producción digital, entidad asociada a la UPM. www.mimetrica.com

Ha sido un trabajo completamente autogestionado y autoproducido. Además de esos intereses comunes, cada uno de los agentes ha volcado en el proyecto sus intenciones y motivaciones profesionales. Este ambiente de trabajo auto-organizado ha promovido y permitido el enriquecimiento del proyecto mediante la absorción de objetivos heterogéneos (desde la pura investigación, el desarrollo comercial de un producto o la puesta en práctica de tecnologías innovadoras).

Creemos que este proyecto es un pequeño ejemplo que matiza la noción actual de emprendimiento, poniendo en valor el trabajo colectivo y una producción fuera del marco de institucional empresarial o universitaria. Tratamos de recuperar la figura del arquitecto como promotor de sus propias ideas

Planificación de futuro 

Por último, existe una intención de continuar el proyecto en las siguientes direcciones: Testeo del rendimiento en aspectos estructurales y programáticos; Enriquecimiento del repertorio formal, que no esté restringido a la cúpula semiesférica y que pueda adaptarse a diferentes perímetros; Implementación de técnicas de relajación dinámica y uso de sistemas de fuerzas en partículas; Formatos más grandes, que permitan la construcción de un espacio habitable; Testeo de nuevos materiales que permitan un confort higrotérmico en el interior; Difusión de la investigación en papers, congresos, workshops; Desarrollo a largo plazo de productos comercializables.

La premio Arquia Próxima sería una oportunidad que nos permitiría acceder a mejores medios materiales y humanos para desarrollar cada uno de los apartados de futuro del proyecto.

Teselaciones Irregulares Eficientes

Participaciones en arquia / próxima

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