Taller Experimental III Tutor: Carlos Arzate 2017 Maestria en Diseño Avanzado José Antonio Morales Arriaga Miguel A. Ruvalcaba Sandoval Carlos Perea García
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Contenido
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Tensity Plane Parasite
Introducciรณn
Architectural Scenarios Biomimetic Studios Conclusiones
Physical Prototypes Parasite 1 Parasite 1.1 Parasite 1.2 Parasite 2 Parasite 2.1 Parasite 2.2 Parasite 3 Parasite 4 Parasite 4.1 Parasite 4.2 Parasite 5 Parasite 5.1
Tensity Plane System Material Exploration
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Introducciรณn
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Biomimetic Studios
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Parasite No. 1
Parasite No. 1.1
En este primer prototipo se explora la forma geométrica cónica, simulando la geometría del percebe como punto de partida. Se analizan las distintas posibilidades de configuración y escalabilidad a partir de su composición volumétrica. Es decir, las exploraciones se realizan a partir de una unidad y como estas pueden formar parte de una comunidad e interactuar entre sí, a través de sus conexiones con otras piezas similares. El material en el que se trabajó el prototipo fue papel, se le hicieron dobleces longitudinales para aumentar su resistencia estructural. Posteriormente hubo un cambio de escala y material, el material usado en el segundo prototipo fue estireno calibre 20 y la escala aumento de 1 a 3, la forma geométrica es diseñada en rinhoceros y cortado en laser.
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Parasite No. 1.2
Se le hicieron cortes en el sentido longitudinal que facilitaron la manipulación de la forma, sin embargo, la rigidez es mayor que la del primer prototipo, por lo que, al hacer las conexiones se tiene que realizar un corte a un tercio de su altura en una de sus caras e interceptarlos.
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Parasite No. 2
En este prototipo se explora la agrupación y adaptabilidad de formas geométricas moldeables interactuando entre sí, las primeras aproximaciones se llevan acabo con globos rellenos de arroz, agrupándolos para formar una unidad, los cuales al ser presionados unos a otros logran moldearse debido a las características de los materiales capaces de adaptarse entre ellos y a la superficie de apoyo. Un segundo prototipo fue hecho con globos rellenos de aire, sujetándolos unos contra otros con alambre y simulando la agrupación del Ustilago maydis, se observa que su adaptabilidad con sus vecinos se comporta de manera similar al de los globos rellenos con arroz, sin embargo, solo existe un cinturón creado por el alambre que presiona los globos unos contra otros deformando su geometría de manera regular y no se observa un crecimiento orgánico.
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Parasite No. 2.1
Parasite No. 2.2
Se explora un tercer prototipo el cual fue hecho con fluido no newtoniano a base de harina de fécula de maíz y agua, al observar el comportamiento por agrupación de elementos geométricos con características similares a los globos rellenos con granos de arroz y aire, en este prototipo se logra introducir una esfera de unicel dentro de los globos, para posteriormente inyectarle el fluido no-newtoniano. Un segundo prototipo fue hecho con globos rellenos de aire, sujetándolos unos contra otros con alambre y simulando la agrupación del Ustilago maydis, se observa que su adaptabilidad con sus vecinos se comporta de manera similar al de los globos rellenos con arroz, sin embargo, solo existe un cinturón creado por el alambre que presiona los globos unos contra otros deformando su geometría de manera regular y no se observa un crecimiento orgánico.
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El resultado logrado con este último prototipo fue similar al de los globos rellenos con granos de arroz, sin embargo, la flexibilidad de agrupamiento está establecida por la esfera de unicel al interior de los globos y la maleabilidad del fluido no newtoniano, Logrando una unidad geométrica adaptable entre sus vecinos y a la superficie de contacto.
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Parasite No. 3
Parasite No. 3 La exploración del sistema con este prototipo es la evolución del parasite 2, con un sistema de tiras a tensión ajustables que permiten la escalabilidad del sistema, con una repetición de un solo elemento se logran estructuras geométricas complejas a partir de reglas simples. El elemento de composición del sistema para este prototipo es una tira de estireno, a la cual se le realizan perforaciones para ser unidas y controlar su crecimiento. La primera perforación se realiza en uno de los extremos del elemento, este será el punto de unión de las tiras que definirán la forma geométrica del prototipo; en seguida se realizan tres perforaciones equidistantes en el extremo contrario, permitiendo controlar su crecimiento y definiendo su geometría al unir las tiras con el punto contrario. Este prototipo presenta características de adaptabilidad, flexibilidad y resistencia estructural, ya que al ser un sistema compuesto por una serie de tiras que actúan a tensión logran funcionar como una unidad.
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Parasite No. 4
Parasite No. 4 El estireno es un material con gran flexibilidad permitiĂŠndonos explorar las posibilidades que se generan con la tira a tensiĂłn a una escala menor. Se realizan dos prototipos, en el primero al igual que el anterior, se realizan perforaciones en los extremos, en lugar de unirlos en un solo punto se aplica tenciĂłn en los extremos logrando crear un arco, que necesita ser contenido, para lograrlo se crea un marco que rigidiza el sistema y posibilita su desplazamiento en el sentido transversal con el despliegue de una serie de tiras que se retraen una sobre otra, debido a que cada tira tiene una medida diferente. Al abrir el prototipo en su totalidad se crean una serie de espacios entre las tiras, para cerrarla se coloca una membrana que permite el paso de luz.
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Parasite No. 4.1
Parasite No. 4.2 La medida de cada tira es definida de tal modo que se puedan sobre poner una sobre otra y permitir que se desplieguen definiendo la geometría del elemento elevándolo de la superficie en contacto. Todas las tiras se unen en un solo punto observando que la superposición de elementos hace que incremente su tamaño, pero limita su escalabilidad.
En una segunda evolución, se explora la posibilidad de tener solo un elemento de diseño y que su rigidez estructura sea dad por el mismo elemento, por lo que se mantienen las dos perforaciones en los extremos para ser unidas entre sí.
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Parasite No. 5
Simplificando el sistema de tiras a tensión con una sola medida. Se realiza el prototipo con papel colocando dos tiras juntas una sobre otra, al tensar una de ellas se logra elevar de la superficie de contacto controlando la tensión que se le aplica. Al colocar varios elementos con el mismo sistema se logra crear la base de un sistema elevado a base de tiras a tensión configurando su geometría.
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Parasite No. 5.2
Al observar su funcionamiento con el papel se cambia de material, en este prototipo se emplea el papel batería por sus características de resistencia, uniendo cada elemento en un punto de apoyo al centro, para distribuir la concentración y carga puntual que se genera en el centro se diseña una base que sirve como elemento distribuidor de cargas e integrador de las tiras a tensión y al mismo tiempo se crea una base para el sistema. Dadas las características del funcionamiento de este prototipo y sus cualidades, se propone un cambio de escala en búsqueda de generar un modelo capaz de generar un espacio habitable para el ser humano. Hasta este punto de avance en la investigación se logra una forma geométrica que puediese tener las cualidades para generar un refugio.
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Cambio de escala Parasite No. 5 Se cortan tiras de 10 cm. de ancho por 1.22 m. de largo como modulo base de las tiras a tensión de tal manera que las betas quedan en el sentido transversal, lo cual les otorga una gran flexibilidad y facilita su manipulación. .
El siguiente paso es llevar a una escala mayor el sistema No. 5, lo cual implica cambios en su materialidad que le otorgue mayor resistencia y responda a la flexibilidad del papel y el estireno Por consiguiente se opta por el triplay de 3mm de espesor, ya que es un material flexible por su espesor y características físicas.
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Cambio de escala Parasite No. 5
Se recrea el prototipo anterior haciendo una serie de perforaciones equidistantes en las tiras que permiten unir y controlar el sistema de tensión, además de controlar su escalabilidad y adaptabilidad, ya que, al poseer características neumáticas es posible su adaptación a la topografía existente. Al observar su comportamiento se detectan puntos de falla, uno de ellos ubicado al centro en el punto de unión, por lo que se tienen que tensar las tiras con su opuesto, logrando así que el sistema funcione de manera mas eficiente, pero conservando aun la flexibilidad propia del material causado en gran medida por el sentido transversal de las betas. Identificados los puntos críticos, se continúa explorando su funcionamiento, y se diseña un elemento neumático compuesto que rigidiza y da soporte a todo el sistema.
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Cambio de escala Parasite No. 5
Se colocan las dos tiras de triplay una sobre otra, para rigidizar el sistema se aplica tensión en la tira superior logrando contraer la inferior, para aumentar su resistencia a la compresión se introducen tres tablas enrolladas, una sobre otra, adaptando su geometría por agregación y la fuerza que ejercen entre si. De esta manera se tiene la base de la estructura del habitáculo, respondiendo a una serie de condicionantes propias del material, pero sobre todo de su funcionamiento y dando una resistencia mayor a la compresión.
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Cambio de escala Parasite No. 5
Las tablas de madera de triplay estan dotadas de ciertas características físicas que otorgaban rigidez o flexibilidad al sistema, pero no las dos a la vez. Esta condición material resultó ser una limitante en el sistema constructivo, ya que para poder rigidizarlo se tenía la necesidad de añadir otros materiales como alambre y una excesiva cantidad de conectores (tornillos y tuercas). De tal modo que, para continuar rigidizando el sistema se divide la lpamina de triplay en secciones de 10 cm. de ancho y de 2.44 m. de largo, con las betas dispuestas en sentido longitudinal.
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Cambio de escala Parasite No. 5 Para poder obtener una mayor resistencia y flexibilidad en el material, se somete el triplay a un tratamiento con agua, el cual permite modificar sus propiedades mecรกnicas, lo cual permite adaptar la forma de la madera sin que estas fallen por flexiรณn. Se mantiene la escalabilidad del sistema controlando el largo de las tiras y los ajustes establecidos para las tensiones.
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Exploración material Parasite No. 5
Se genera un último prototipo con lamina de fibra de vidrio plana, lisa de 0.8 a 1 mm. de espesor, escalando el prototipo 2:1 del desarrollado con triplay, se observa que el comportamiento es mucho más flexible y variable, ya que a pesar de ser una sola lamina varían sus espesores y esto afecta el comportamiento del sistema, provocando en algunos puntos fallas por flexión, caso contrario del triplay que está mucho más controlado
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Exploración material Parasite No. 5 Proceso: Se prepara la colchoneta de fibra de vidrio con el tamaño adecuado para cubrir las tiras de triplay.
De los materiales usados en los prototipos se observa que el triplay tiene un comportamiento más eficiente, por lo que se continua la investigación en el sentido de mejorar las propiedades mecánicas de la madera. Se opta por la utilización de la fibra de vidrio como refuerzo. Materiales usados: 1.- resina de poliéster Resina PP-250 2.- endurecedor (catalizador K-2000 1/2kg) 3.- colchoneta de fibra de vidrio (1/2 x 37)
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Preparación de la mezcla; se mide la cantidad de resina en un recipiente desechable, se añade catalizador, se mezclan los materiales en todo el recipiente, posteriormente se procede a la aplicación en la superficie previamente preparada, usandobrochas de 2” para esparcir la resina sobre la fibra de vidrio, controlando el espesor de la capa tratando de que la aplicación sea uniforme en toda la superficie. A mayor cantidad de resina aplicada en la madera mayor es la resistencia a la tensión, por lo que el proceso debe ser controlado para no perder la flexibilidad del material.
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Exploración material Parasite No. 5 La exploración donde se encapsula el triplay por completo tendrá que seguirse explorando en cantidad de resina colocada para que no pierda flexibilidad ya que hasta el momento se vuelve muy rígida. Se busca crear un nuevo material que permita adaptar el sistema de tiras a tensión con materiales compuestos brindando una mayor resistencia a tensión y a compresión. y a si cambiar a una escala mayor el sistema.
Se realizan varias pruebas sobre la madera para modificar sus propiedades mecánicas: 1.- encapsular la madera aplicando fibra de vidrio por ambas caras de la tira, cubriendo por completo esta. 2.- colocar una franja de fibra de vidrio de 2 cm. de ancho al centro de la tira de triplay en ambas caras. 3.- colocar dos franjas de fibra de vidrio de 2 cm. de ancho en los extremos de las tiras en ambas caras. 4.-en capsular una tira de metal desplegado con fibra de vidrio por ambos lados, por las características del metal la fibra no tuvo buena adherencia a esta.
Se realizan las exploraciones controlando la cantidad de resina aplicada a la fibra de vidrio se adquiere resistencia y flexibilidad al mismo tiempo. De los sistemas que mejor se comportaron fueron en las que se colocaron las tiras de dos centímetros al centro y en los extremos de las tiras de triplay, puesto que les confiere resistencia, pero sin perder flexibilidad, quedando una parte de la madera expuesta, hasta el momento se vuelve muy rígida.
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Diagramas de proceso
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Diagramas de proceso
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Diagramas de proceso
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Diagramas de proceso
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Architectural Scenarios
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Conclusiones La realización de un sistema de carácter experimental dentro de un proceso de diseño, está articulado por un conjunto de reglas, que deben responder a métodos de investigación y exploración. Es así, que los sistemas emergentes son vistos como un organismo con cualidades para generar conductas o métodos innovadores, y capacidades de adaptación a los cambios, de mejor forma que los modelos convencionales. Este proceso emerge de una respuesta colectiva no planificada, coherente y consistente, propia de un sistema auto organizado. De este modo, su morfología final está alejada de juicios de valor, que no encapsulan a las soluciones formales con finalidades estéticas o caprichosas, sino que, es producto de un proceso de investigación. Y su funcionamiento responde a la suma de elementos que interactúan y se informan entre sí. En consecuencia, al interactuar de manera colectiva se produce un comportamiento de sistemas complejos de adaptación. La definición del sistema es evolutiva y es acompañada de la experimentación de materiales, de tal modo que, durante el proceso de diseño y experimentación, las lógicas de los materiales utilizados en los prototipos, pueden condicionar su proceso evolutivo. Sin embargo, estas condicionantes pueden potencializar la exploración de nuevos sistemas constructivos y mejorar los procesos y sistemas de diseño.
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