Flextructure. by Dinorah Martínez Schulte

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Dinorah Martínez Schulte Especialidad del Código Creativo para el Diseño / Primavera - Otoño 2018

TRUCTURE.

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Dinorah Martínez Schulte Especialidad del Código Creativo para el Diseño / Primavera 2018

TRUCTURE.

Flextructure. / Estructura optimizada morfológicamente flexible

Primera Edición. Dinorah Martínez Schulte Arquitecta / Universidad Iberoamericana. Especialista en el Código Creativo para el Diseño / CENTRO Diseño, Cine y Televisión. 2018 Producción y Diseño Dinorah Martínez Schulte Impreso en México. Printed in Mexico. Esta primera edición se termino de imprimir en Mayo 2018, en los talleres de Ciudad de México, México.

Flextructure. /

Sobre el taller. /

Sobre el autor. /

El Diseño Generativo aplicado a la comunicación visual y la representación de espacios arquitectónicos o diseño industrial es una de las vertientes actuales con mayor potencial de desarrollo y requiere de habilidades de programación para codificar reglas de dibujo, graficación y geometría 3D. Esta especialidad provee conocimientos en el desarrollo de algoritmos para diseño visual y destrezas computacionales; una vez que el estudiante incorpora estas bases se analizan los flujos de trabajo para poder producir y materializar sus diseños en diversos contextos, estos pueden ser medios electrónicos, impresos, objetos en diversos materiales y espacios.

Originaria de Tuxpan, Veracruz, México; Dinorah Martínez es una apasionada de las ciudades y el diseño arquitectónico. Ella quiere hacer de las ciudades un lugar mejor analizándolas cuidadosamente para encontrar soluciones específicas adecuadas para el lugar exacto. Licenciada en Arquitectura y Urbanismo por la Universidad Iberoamericana, Ciudad de México. Complementó sus estudios de Arquitectura asistiendo como estudiante al extranjero en la University of Technology of Sydney(2015). Comenzó su carrera profesional trabajando como directora de comunicación y mercadotecnía en Rojkind Arquitectos (2016 - 2017) y ha colaborado en varias firmas destacadas en México y el mundo, como: Sordo Madaleno Arquitectos (2017-2018) y MAD Architects (2017) en Beijing, China, y Arquitectura 911 s.c. (2018)

El egresado se especializará en nuevas infraestructuras digitales de fabricación y comunicación a partir de profundos conocimientos de la programación computacional y reglas diseñadas para crear formas visuales. Será capaz de producir gráficos, objetos y espacios arquitectónicos que utilizan y expresan de manera más eficiente la naturaleza numérica y digital de tecnologías actuales de comunicación, producción y fabricación, respondiendo a las exigencias de las industrias creativas contemporáneas.

Sus intereses radican en explorar las relaciones entre la tecnología y la arquitectura aplicables en el proceso creativo y el diseño. Modelada por sus experiencias laborales, está decidida a aportar una perspectiva internacional a su trabajo académico, profesional y creativo. Es una arquitecta versátil y motivada, y ha trabajado y trabajado como voluntaria en campos que abarcan desde el desarrollo internacional hasta el diseño. Actualmente reside en la Ciudad de México y cursa la especialidad del Código Creativo para el Diseño en CENTRO Diseño, Cine y Televisión.

indice.

Introducción /

Análisis /

1. Definición de Sismo 1. Estudio de estructuras y patrones 2. Causas y consecuencias morfológicos naturales 3. Terremotos en México 2. Definición de teselación y ejemplos 4. Técnicas antisismicas análogos 5. Estructuras antisismicas de la antiguedad 3. Busqueda de un patrón geométrico 6. Estudio de la sistema “Duogong” 4. Diseño de teselaciones en 2D y 3D 4. Técnologias y soluciones antisismicas 5. Análisis del comportamiento de los contemporaneas. patrones geométricos 6. Las Telarañas: Caracteristicas y propiedades 7. ¿Porque son tan resistentes?

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Diseño /

Fabricación /

1. Exploración 01: Estudio de Estructuras Flexibles 2. Exploración 02: Estudio de Telarañas Naturales 3. Exploración 03: Mapeando el proceso natural de la telaraña 4. Exploración 04: Telaraña Programada 5. Exploración 05: Simulación de la Telaraña Programada 7. Exploración 06: Estudio de un Nodo Flexible

1. Fabricación Digital 2. Scripts + Proceso

7. Conclusiones finales 8. Anexos 9. Bibliografía 10. Créditos y agradecimientos

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A N Á L I SI S FABRICACIÓN

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INTRODU CCIÓN

D I SEÑO 11

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introducciรณn/

anรกlisis/

diseĂąo/

fabricaciĂłn/

semestre uno.

intro.

“ Estamos en un momento clave para el desarrollo de la Ciudad de México. Las ideas que tengamos ahora y los proyectos que hoy tracemos son cruciales en el medio y largo plazo. Queremos una mejor ciudad; màs vivible, màs amable y màs competitiva. “

La Ciudad de Mèxico se caracteriza por el cambio profundo y constante. Nadie sabe a ciencia cierta hacia donde se orienta, pero no hay vuelta atràs. La situación esta determinada por la coexistencia hacia lo viejo y lo nuevo. Toda destrucción de lo viejo implica, en esencia, creación de algo nuevo. aún - Daniel Martinez Valle y Jose Castillo cuando esto, a menudo, yergue todavía como algo CoRe, Reconstruir del Dialogo, 2017. incomprendido y desvinculado del ritmo cotidiano de la urbe. Pero quizas el mismo hecho de hablar de la “ciudad” sea un eufemismo, puesto que en ella coexisten diversas ciudades, especialmente en la mente de los pobladores.

- Bern Scherer. Los sismos del 7 y 19 de Septiembre dejarón afectaciones sociales, urbanas, arquitectónicas, patrimoniales, históricas, y economicas. Por lo cual este proyecto esta dedicado a hacer una propuesta innovadora, rediseñando un nuevo sistema estructural totalmente adaptable a cualquier escala de edificación y condiciones, donde se aprovechan las herramientas computacionales para optimizar una solución a los problemas que causa este desastre natural. Flextructure. /

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¿Qué es un

sismo? Un terremoto (del latín terraemōtus, a partir de terra, «tierra», y motus, «movimiento»), también llamado sismo, seísmo (del francés séisme, derivado del griego σεισμός [seismós]), temblor, temblor de tierra o movimiento telúrico, es un fenómeno de sacudida brusca y pasajera de la corteza terrestre producida por la liberación de energía acumulada en forma de ondas sísmicas. Flextructure. /

Los más comunes se producen por la actividad de fallas geológicas. También pueden ocurrir por otras causas como, por ejemplo, fricción en el borde de placas tectónicas, procesos volcánicos, impactos de asteroides o cometas, o incluso pueden ser producidas por el ser humano al realizar pruebas de detonaciones nucleares subterráneas.

la liberación de energía de la corteza terrestre acumulada a consecuencia de actividad volcánica y tectónica, que se origina principalmente en los bordes activos de placas tectónicas.

Los terremotos tectónicos suelen ocurrir en zonas donde la concentración de fuerzas generadas por los límites de las placas tectónicas da El punto de origen de un terremoto se denomi- lugar a movimientos de reajuste en el interior y na foco o hipocentro. El epicentro es el punto en la superficie de la Tierra. Por este motivo los de la superficie terrestre que se encuentra di seísmos de origen tectónico están íntimamente relacionados con la formación y actividad de rectamente sobre el hipocentro. Dependiendo fallas geológicas. Comúnmente acontecen al de su intensidad y origen, un terremoto puede final de un ciclo sísmico: período durante el causar desplazamientos de la corteza terrestre, cual se acumula deformación en el interior de corrimientos de tierras, maremotos (o también la Tierra que más tarde se liberará repentinallamados tsunamis) o la actividad volcánica. mente. Dicha liberación se corresponde con el Para medir la energía liberada por un terremo- terremoto, tras el cual la deformación comiento se emplean diversas escalas, entre ellas, la za a acumularse nuevamente. escala de Richter es la más conocida y utilizada En un terremoto se distinguen: por los medios de comunicación. Hipocentro: zona interior profunda, donde Para medir la energía liberada por un terrese produce el terremoto. moto se emplean diversas escalas, entre ellas, la Epicentro: área de la superficie que se halla escala de Richter es la más conocida y utilizada directamente en la vertical del hipocentro, por los medios de comunicación. donde con mayor intensidad repercuten las La causa de los terremotos se encuentra en ondas sísmicas.

Epicentro Falla

Hipocentro

Ondas Sismicas

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Terremoto 19

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causas.

TECTÓNICA: son los sismos que se originan por el desplazamiento de las placas tectónicas que conforman la corteza, afectan grandes extensiones y es la causa que más genera sismos. VOLCÁNICA: es poco frecuente; cuando la erupción es violenta genera grandes sacudidas que afectan sobre todo a los lugares cercanos, pero a pesar de ello su campo de acción es reducido en comparación con los de origen tectónico. HUNDIMIENTO: cuando al interior de la corteza se ha producido la acción erosiva de las aguas subterráneas, va dejando un vacío, el cual termina por ceder ante el peso de la parte superior. Es esta caída que genera vibraciones conocidas como sismos. Su ocurrencia es poco frecuente y de poca extensión.

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Fuente: https://sismosymormones.weebly.com/blog/causas-y-consecuencias 21

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en méxico.

Febrero

Agrupación civil: “Brigadas de Rescate Topos de Tlatelolco”. Se demuelen 8 edificios en el conjunto urbano Nonoalco - Tlatelolco.

1986

1985

1987

19 de Septiembre

Marzo

11:00 hrs 7:19:47 hrs 8.1 escala grados Richter.

Subprograma para trabajos de recuperación de vivienda

20 de Septiembre 19:38 hrs 7.3 escala grados Richter.

09 de Octubre

1336 toneladas de ayuda. Delegaciones màs afectadas: Azcapotzalco, Benito Juaréz, Miguel Hidalgo, Venustiano Carranza, Cuauhtemoc, Centro, Juaréz, Roma y Condesa.

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Enero

Lo que era el Hotel Regis se convierte en Plaza de la Solidaridad y “Conjunto Pino Suárez” se convirtió en centro comercial.

2005

2007 19 de Septiembre

#FuerzaMéxico #PrayforMéxico #AyudaCDMX #TerremotoMX 25

13:14:40 hrs 7.1 escala grados Richter. Epicentro en estado de Morelos y Puebla

305 fallecidos en el país. 167 en la Ciudad de México. Septiembre

Gobierno Federal aplica el PLAN MX para ayudar a población afectada por el sismo.

Fuente: CoRe, Reconstruir el Diálogo, 2017. Flextructure. /

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“Estamos a punto de ver destrozados el patrimonio de nuestro país.Y dejamos la oportunidad de aprovechar la infraestructura que tenemos. Tirar es más fácil. Y probablemente a futuro mejor negocio para algunos. Como arquitectos debemos ayudar a que esto no suceda. “ - Mauricio Rocha CoRe, Reconstruir el Diálogo, 2017.

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Â¿Porque se caen los

edificios? Flextructure. /

Relaciรณn Suelo - Estructura

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efecto de un sismo en una construcción. Los daños en una estructura a causa de un sismo son variables y dependen del tipo de material y de estructura, sin embargo, los daños que más preocupan a los especialistas son los conocidos como cortante, que se caracterizan por grietas inclinadas en los muros o en las columnas y que pueden conducir al colapso de las estructuras, por ello en las normas de construcción se busca que fallas de esta naturaleza no ocurran.

“Lo que buscamos es favorecer un comportamiento por flexión que permita el desplazamiento de Cuando la estructura, aunque haya sufrido la estructura sin que colapse, este es el caso de las daños por un sismo, no pierde geometría, grietas localizadas en la base de las columnas, los verticalidad, ni el ángulo —a noventa grados— extremos de las vigas o en la base de los muros, entre una losa y un muro o una columna, lo anterior permite que la estructura se deforme puede ser rehabilitada; en el caso de una y se adapte a los desplazamientos que requiere el vivienda lo más común es el “encamisado” temblor, sin que se produzca un colapso o daños que consiste en añadir material al muro, como graves”, una malla electrosoldada que se fija con un recubrimiento de mortero o de concreto, lo - dijo el doctor Sergio Alcocer, del Instituto de que incrementa la resistencia y rigidez de la Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma estructura y mejora su comportamiento ante de México (UNAM). un sismo, en ocasiones a niveles superiores a los que tenía originalmente. Flextructure. /

El terreno se mueve repentinamente y los luigares mรกs cercanos al epicentro, se crean movimientos horizontales. Cuando se someten en una construcciรณn a movimiento del terreno, se generan fuerzas laterales. La fuerza de la estructura depende de su masa, su altura pero en la parte superior del edificio hay mayor fuerza lateral. La fuerza se transmite del techo hacia los elementos resistentes (muros y columnas) que hacen que se transmiten en los pisos inferiores y finalmente en la cimentaciรณn. Para resistir: 1. Cantidad y distribuciรณn de elementos resistentes como columnas o muros de carga. 2. Excede la resistencia de elementos estructurales. Objetivo: Dar resistencia y rigidez.

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estructuras antisismicas en la antiguedad

1. Forbidden City. Beijing, China. Flextructure. /

En sus 600 años de historia, este complejo arquitectónico ha sobrevivido a más de 200 seísmos de importancia, incluyendo el mortal terremoto de Tangshan, en el norte de China, ocurrido en 1976 y el cual alcanzó un nivel de 7.8 en la escala Richter. De acuerdo con los expertos, las estructuras tradicionales de los edificios de la Ciudad Prohibida, conocidas como “dougong” y “sunmao”, funcionan como los amortiguadores de un coche de alta gama. “Esta una magnífica demostración de la excelencia de la arquitectura china tradicional” afirma un experto internacional. Flextructure. / 35

técnica del “DOUGONG” El dougong, es un único elemento estructural que surge de la intersección de dos ménsulas de madera, es uno de los elementos más característicos de la arquitectura tradicional china, japonesa y coreana.

nal de los edificios chinos porque sus paredes no solían ser muros de carga, sino a menudo enrejado, paredes de adobe u otros materiales delicados. Las paredes eran delimitadores de espacio antes que soportes del peso.

El uso de dougong apareció en Asia por primera vez en edificios de poco antes de la era cristiana y evolucionó en una red estructural que unían los pilares al borde del techo. Los dougong eran ampliamente utilizados en la antigua China durante el período llamado Primaveras y Otoños (770-476 a. C.) y desarrollaron un complejo conjunto de piezas intersecadas especialmente en los periodos Tang y Song.

Los conjuntos de ménsulas que intersecaban varias veces se construían colocando un gran bloque de madera (dou) en la columna que daba una base sólida a las ménsulas arqueadas (gong) para aguantar la viga u otro gong encima. La función del dougong era proporcionar un mayor apoyo para que las vigas horizontales repartieran el peso que aguantaban hacia los pilares.1Este proceso puede repetirse muchas veces y elevarse varias series. Cuando añadían múltiples conjuntos de ménsulas interseccionadas o dougong reducían la cantidad de tensión de las vigas en la transferencia del peso a los pilares. Las series de dougong también tienen la propiedad de formar una estructura más “elástica” para resistir daños causados por terremotos.

Las piezas se encajan sin adhesivos o clavos, gracias a un preciso trabajo de carpintero. Transcurrida la dinastía Song, las ménsulas ocuparon un puesto más ornamental que estructural en edificios aúlicos y religiosos, alterando el dougong tradicional. Los dougong eran parte de la red de soporte de madera, esenciales para la estructura de madera tradicioFlextructure. /

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2. Caral Lima, PerĂş. Flextructure. /

En medio del desierto al norte de Lima (Perú), las investigaciones sobre la ciudad de Caral, la más antigua de América, siguen desvelando enigmas y ahora han permitido determinar que hace 5.000 años ya hubo construcciones antisísmicas y un conocimiento avanzado de la genética agraria. Pirámides a prueba de terremotos La ciudad presenta 32 pirámides truncadas de diferentes dimensiones que, según los últimos estudios, cuentan con una tecnología en construcción que puede resistir hasta un sismo de 7,5 de magnitud. “Las bases de cada pirámide son tan sólidas que se mantienen hasta nuestros días”. 39 Flextructure. /

3. Isla de Thera Santorini, Grecia. Flextructure. /

Aproximadamente en el año 1500 a.C., el volcán de dicha isla hizo erupción, y sumergió gran parte de ella, además de que cubrió la superficie restante con una gruesa capa de ceniza volcánica. A pesar de la magnitud del suceso, recientes excavaciones descubrieron un barrio densamente edificado con una gran variedad de construcciones decoradas con murales, rodeadas de calles con pavimentos y con un sistema de drenaje subterráneo. Este hecho adquiere aún más importancia si se toma en cuenta que dicho lugar se encuentra situado en una región de41alto riesgo sísmico. (Touliatos, 1996)Flextructure. /

técnicas antisismicas Disipación

Se produce una especie de amortiguación mediante un sistema que absorbe la energía del sismo y la disipa en materiales que se deforman sin llegar al colapso. De esta manera disminuyen el movimiento, la deformación de la estructura y los daños a las subestructuras de la construcción.

Aislamiento

Este sistema desacopla al edificio del suelo por medio de dispositivos que absorben la energía del sismo al deformarse con el movimiento, evitando de esta forma la deformación de la estructura que soportan. Estos elementos pueden ser de distintas formas y estar compuestos de diversos materiales, aunque los más usados están hechos de caucho.

Fuente: https://science.howstuffworks.com/innovation/science-questions/10-technologies-that-help-buildings-resist-earthquakes7.htm Flextructure. /

Absorvedores

Poder de Pendúlo

Fusibles reemplazables

Pared de núcleo oscilante

Capa de invisibilidad sísmica 43

aleaciones con memoria de forma

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introducciรณn/

anรกlisis/

diseĂąo/

fabricaciĂłn/

búsqueda del patrón geométrico.

N, RIGIDEZ IZACIÒ TIM OP

RE PL

EÑO TESEL N DIS AD CO O IE IC RF IBILID A D FLEX YF IB

ICACIÒN DIG FABR ITA LY

AS MATERI ALID ISTINT ND AD E ES ÓN I SU AC PE

SIS RO

YR ESI ST E NC I

estudio de estructuras y patrones morfologicos naturales.

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Tradicionalmente, el diseño arquitectónico ha sido prevalecido por métodos de diseño de arriba hacia abajo, que generalmente subordinan las consideraciones de material y fabricación para la geometría aprendida. Mientras que las estrategias ascendentes se han explorado cada vez más en procesos de diseño, como por ejemplo con enfoques biomiméticos, a menudo siguen una solución de fabricación de arriba hacia abajo. A diferencia de los métodos de diseño convencionales, tanto el desarrollo del diseño como el proceso de materialización pueden ser considerados controladores de igualdad de diseño a través del uso de principios de diseño biomimético y el desarrollo simultáneo de nuevos métodos de fabricación (La Magna et al., 2013; Menges, 2013) (Fig.1). Los enfoques biomiméticos han demostrado tener un potencial significativo para las implementaciones de diseño a través de su complejidad sistémica y lógicas múltiples (Gruber 2011). Los principios morfológicos de los organismos naturales se absorben y se transfieren a aplicaciones arquitectónicas para Flextructure. /

sus geometrías performativas y su integración funcional. Los procesos evolutivos biológicos ofrecen un ejemplo notable para la integración de múltiples requisitos en el proceso morfogenético. Como se observa en la investigación biológica, los sistemas naturales no evolucionan como soluciones de optimización singulares, sino que negocian entre numerosos y a menudo factores conflictivos, proporcionando un compromiso que puede cumplir una multitud de requisitos, contrariamente a los procedimientos convencionales de optimización (Knippers y Speck 2012). De manera similar, los avances en los métodos de fabricación han llevado a un crecimiento constante del espacio de diseño geométrico para aplicaciones arquitectónicas, pero raramente a sistemas nuevos y otraspologías deconstrucción. El desarrollo de estrategias de fabricación basadas en el comportamiento material permite una integración temprana de lógicas de fabricación en el proceso de diseño y una exploración de nuevas tipologías estructurales (Pottman 2013). 54

“A new understanding of the material in architecture is beggining to arise. No longer are we bound to conceive the digital realm as separated from the physical world. Instead we can explore computation as an intense interface to material and viceversa. Thus materiality no longfer remains a fixed property and passive receptor of form, but it transforms into an active generator of design. Accordingly, and in contrast to linear and mechanistic modes of fabrication and construction, materialization now begins to coextist with design as explorative robotic processes. This presents a radical departue from both the trite modernist “truth to materials” and the dimissal of material altogether as emblematic for the previous generation of digital architecture.”

“ In one philosophy one thinks of form or design as primarily conceptual or cerebral, something ot be generated as a pure throught in insolation from the messy world of matter and energy. Once conceived, a design can be given a physical form by simply imposing it on a material substratum, which is taken to be homogenous, obedient and receptive to the wishes of teh designer. The opposite stance may be represented by a philosophy of design in which materiuales are not inert receptacles for a cerebral form imposed from the outside, but active participants in the genesis of form. This implies the existence of heterogenous materials with variable properties and idiosyncrasies which the designer must respect make an integral part of the design which, it follows, cannot be routinized.” - Manuel de Landa

- Archim Menges, Material Perfomance: Fibrous Tectonics and Architectural Morphology. Harvard GSD Graduate School of Design. 55

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teselaciones. Los términos teselaciones y teselado hacen referencia a una regularidad o patrón de figuras que recubren o pavimentan completamente una superficie plana que cumple con dos requisitos:

REGULARES: Los únicos polígonos regulares que cubren completamente una superficie plana son: triángulos equiláteros, cuadrados y hexágonos regulares. En cada vértice la suma de ángulos es de 360º, para que no queden espacio.

1. Que no queden espacios. 2. Que no se superpongan las figuras.

SEMIRREGULARES: Son aquellos que contienen dos o más polígonos regulares en su formación. Un teselado semirregular tiene las siguientes propiedades: Está formado solo por polígonos regulares. El arreglo de polígonos es idéntico en cada vértice. Solo existen ocho teselados semirregulares.

Los teselados se crean usando copias isométricas de una figura inicial, es decir, copias idénticas de una o diversas piezas o teselas con las cuales se componen figuras para recubrir enteramente una superficie.

IRREGULARES: Son aquellos formados por polígonos no regulares, pero nunca dejan espacios o fisuras. Ejemplo: cuadrilateros, triángulos, hexágonos, El Cairo y Poligonos Concavos.

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AnĂĄlisis del comportamiento de los patrones geomĂŠtricos

ley de hooke.

attraction points / puntos atractores.

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Software: Grasshopper

Libreria deVicente Soler: “Attractor Points”

En física, la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos de estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre el mismo.

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Software: Grasshopper

Libreria deVicente Soler: “Attractor Points”

La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos de permaneces en su estado de reposo o movimiento, mientras no se le aplique sobre ellos alguna fuerza, o la resistencia que opone la matera al modificar su estado de reposo o movimiento. Como consecuencia un cuerpo conserva su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme si no hay una fuerza actuando sobre él. De ser así el cuerpo dejara su estado original y tomara uno nuevo.En física se dice que un sistema tiene más inercia cuando resulta más difícil lograr un cambio en estado físico del mismo.

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ley de newton.

attraction points / puntos atractores.

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resultado final 01. attraction points + delaunay mesh.

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Software: Grasshopper

Libreria deVicente Soler: “Attractor Points”

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resultado final 02.

delaunay triangulation + attraction points (circles radius).

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Software: Processing

Libreria de Lee Byron: Mesh “MyDelaunay”

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proceso de trabajo. Flextructure. /

Flextructure. /

import megamu.mesh.*; int npts = 50; float[][] points = new float[npts][2]; Delaunay myDelaunay ; int radioellipse=0; void setup() { size(1000, 1000); background(0); strokeWeight(0.1); colorMode(#4AC11F); for (int j=0; j<2; j++) { for (int i=0; i<npts; i++) { points[i][j]= random(1000); } } } void draw() { stroke(mouseX, mouseY, 500); if (mousePressed ==true) { points[0][0] = mouseX; points[0][1] = mouseY; } myDelaunay = new Delaunay( points ); int[][] myLinks = myDelaunay.getLinks(); for (int i=0; i<myLinks.length; i++) { int startIndex = myLinks[i][0]; int endIndex = myLinks[i][1]; float startX = points[startIndex][0]; float startY = points[startIndex][1]; float endX = points[endIndex][0]; float endY = points[endIndex][1]; line( startX, startY, endX, endY );

} }

} noFill(); ellipse(mouseX, mouseY, radioellipse, radioellipse); if (mousePressed == true) { if (radioellipse < 500) { radioellipse++; } stroke(#4AC11F); } else { if (radioellipse > 0) { radioellipse--; } stroke(0); } //ellipse(56, 46, 55, 55); if (keyPressed == true) { save(“voronoigreen05png”);

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semestre dos.

introducciรณn/

anรกlisis/

diseĂąo/

fabricaciĂłn/

las telaraĂąas.

¿qué son las telarañas?

La seda de araña es una fibra proteica hilada naturalmente por arañas. Las arañas la emplean para desarrollar redes de caza o telarañas, nidos, protecciones para sus huevos o incluso para transportarse por el aire a modo de parapente. Gracias a esta forma de transporte, algunos marineros han informado de la presencia de arañas entre sus velas después de haber zarpado, incluso a distancias de 1600 km mar adentro. También se han hallado en globos atmosféricos en sus tareas de análisis de la atmósfera a alturas algo inferiores a 5000 m.

clasificaciรณn. Embudo Fibra aterciopelada que se va engranando hasta formar un orificio grande al centro en capas para pasar desapercibido y posteriormente enredar a su presa para cazar con tranquilidad.

Hoja Son las mรกs comunes y las puedes encontrar en arboles o objetos humanos. - Cama de seda alargada, plana y blanca. - Contra el ataque de avispas y aves por su grosor y complejidad con deficit de su objetivo.

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propiedades. Propiedades Mecánicas

- Rigidez - Limite Elástico - Resistencia - Deformación a rutura - Tenacidad - Super contractacción - Comportamiento mecánico - dinámico - térmico.

Propiedades fisicas:

- Hecha de Proteinas: Amino y Carboxilo (Hidrogeno, carbón y oxigeno) - Vitamina K: Para curar heridas - Ayuda a la coagulación - la seda es 5 veces màs fuerte que el acero del mismo diametro. - Ausencia de la gravedad, cambia el proceso de tejido y el resultado. - 1 hilo de araña del grueso de un làpiz puede llegar a parar un avión Boeign 747 en pleno vuelo - Eficiensarse el 30% más de su largo original sin poirserse - Material más resistente en la naturaleza. - Se produce por “hiladeras”: Seda fuerte y flexible. - Aminoacidos principales: - Glicino y Alanina. - Resistencia y Elasticidad

Diseño

Depende de: - La cantidad - La calidad de la presa - Entender el proceso de hilado.

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¿Porqué son tan

resistentes?

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por el diseĂąo:

1. Tejen un puente entre sus 2 ramas

2. Tejen en triangulo la base estrcutural

3. Tejen un puente entre sus 2 ramas

4. Refuerzan en centro

5. Tejen los tensores de manera espiral de adentro hacia afuera y viceversa 101

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los

Su genialidad y secreto de sus resistencia esta en las gotas de agua que hay de cada cruce. Dentro de cada gota hay hebras de telaraña fuertemente enredadas, cuando la victima choca, estas hebras se desenredan haciendo que la tela se doble y se estire sin romperse.

nodos.

Las telarañas, uno de los procesos naturales más eficientes e insuperados del mundo. Existen 700 m en un ahebra continua, aumentando la imágen 12,000 veces la araña posee en el adomén 4 organos llamados “hileras” cada una de ellas contiene grifos, que producen seda liquida de unas milesimas de milimetro de espesor. La araña tira de estos hilos y convierte la seda liquida en solida y retuerce varias hileras juntas para darle fuerza al hilo. Cada hilo tiene una trigesima parte de cabello que contiene una fuerza fuera a su escala.

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exploración 01:

estudio de estructuras flexibles.

La primera exploración consitió en estudiar como funcionan y responden las estructuras flexibles con nodos en forma de cuadrado con materiales flexibles (clicks). La experimentación a partir de un proceso digital, nos dio como resultado que al usar modulos cuadrados se deforman facilmente, pero al momento de agregar un módulo en forma de triangulo, se crea tensión y se evita su deformación por las propiedades de la geometría.

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1.1 Estudio fisico.

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1.2 Estudio digital: Grasshopper + Kangaroo.

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exploración 02:

estudio de la telaraña natural.

Compré una tarantula de especie La tarántula babuina naranja (Pterinochilus murinus) es una especie de tarántula del género Pterinochilus, perteneciente a la familia Theraphosidae. Se la puede encontrar en el continente africano, concretamente en las regiones del centro y Sur de África. Se escogió esta especie por su rápidez para hacer telarañas en poco tiempo y se estudio su telaraña densa en el recipiente original.

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exploración 03:

mapeando el proceso de la telaraña.

1. Módulo 01

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1. Módulo 02

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1. Módulo 04

2.2 Proceso de realizaciĂłn de la telaraĂąa hecho por Zaha.

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exploración 04:

programando el proceso de la telaraña.

Como siguiente paso, se realizarón 3 modulos de 15 x 15 cm los cuales, primeramente puse a Zaha (la tarantula) en el primer modulo con la intensión de poder manipular y mapear el proceso natural de tejido de la teleraña en un lapso de 3 a 1 semanas. La intención era que cada semana mapeara el proceso en cada modulo diferente, pero fue un poco complicado, ya que la araña no tejia telaraña tan rapidamente, sin embargo, el proceso solo se mapio en el modulo 01 diferenciando sus 3 elementos: 1. La forma (la morfología de la telaraña) 2. La materia (La telaraña) 3. La producción (La conducta del tejido de la telaraña).

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Construimos una caja de acrilico de 15 x 15 cm. donde se hicierón perforaciones para que la araña pudiera respirar y tambien fuera sencillo el mapeo del proceso de la telaraña.

Después se construyerón unas guías para que la araña se apoyara y pudiera tejer su telaraña por medio de ellas, al igual que dejando comida y bebida en puntos estrategicos por más de 3 semanas.

Después del tiempo estimado, se mapeo el registro de como la araña fue realizando su telaraña y se tejio una linea que cruzara de punto a punto para poder manipular el diseño.

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Se extrajo el proceso y asi fue como optuvimos las lineas guías para poder hacer el proceso de programación, simulación y solidificación del proceso.

A partir de los puntos y lineas del mapeo del proceso de la telaraña natural, se hizo una simulación con Kangaroo, en cual nos dio como resultado el siguiente diagrama y el cual nos permite simular las propiedades mecánicas de la telaraña.

Como resultado final, se optuvo esta malla poligonal, usando el plugging: Cocoon, el cual, nos permitio solidificar el proceso y obtener una estructura que es resultado de un proceso natural, cuyas propiedades provienen de una telaraña natural y se pueden editar al gusto propio, dependiendo las necesidades.

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designing with nature.

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exploraciรณn 05:

estudio de un nodo flexible.

01. Estudio del aumento de holgura en los vertices del nodo.

02. Estudio de aumento de vertices y holgura.

03. Estudio de aumento de vertices a tensiรณn.

3.1 Estudio Digital Flextructure. /

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3.2 Estudio fisico 121

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exploración 06:

simulación de la telaraña.

4.1 Estudio fisico.

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principio fisico:

tensiรณn y flexibilidad.

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“El desarrollo de estrategias de fabricación basadas en el comportamiento material permite una integración temprana de lógicas de fabricación en el proceso de diseño y una exploración de nuevas tipologías estructurales.” 127

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conclusiones

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A partir de todo el estudio y el análisis que se realizo desde el principio, sobre las estructuras antisimicas tanto actuales como en la historia de la humanidad, pudimos ver que el principal problema que resuelve la pregunta, porque se caen los edificios es por la relación “suelo-estructura” sin embargo, esta tésis, a partir de dicho estudio, se enfocó más en el estudio de la estructura natural más resistente y deformable del mundo: Las telarañas, el cual, se hicierón diversas exploraciones para estudiar sus propiedades mecánicas y fisicas y entender; asi como, reinterpretar la información a sistemas estructurales contemporaneos con el fin de poder replicar dichas estrategías para la futura fabricación de sistemas constructivos comerciales que puedan responder a las capacidades que tienen las telarañas hoy en día en la naturaleza, y que resistan a los desastres naturales como los sismos. Forma productiva de alineación donde la araña actñua como modelo de comportamiento y como agentes activos de la producción arquitectónica.

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bibliografía. 1. https://es.wikipedia.org/wiki/Seda_de_araña. 2. http://www.block.arch.ethz.ch/brg/research/rib-stiffened-funicular-floor-system 3. https://www.bbc.com/mundo/noticias/2012/02/120202_clave_telarana_resistencia_adz 4. https://www.bing.com/videos/search?q=como+las+ara%c3%b1as+fabrican+telara%c3%b1as&&view=detail&mid=45DE562691F619B3794F45DE562691F619B3794F&&FORM=VDRVRV 5. http://mates.aomatos.com/matematicas-en-la-telarana-de-una-arana/ 6. ms-appx-web://microsoft.microsoftedge/assets/errorpages/dnserror.html?ErrorStatus=0x800C0005&DNSError=11001 7. https://www.youtube.com/watch?v=uBbk5gV0gTc 8. http://ocwus.us.es/ocwus/mecanica-de-medios-continuos-y-teoria-de-estructuras/calculo-de-estructuras-1/apartados/apartado1_1.html 9. https://es.wikipedia.org/wiki/Tensegridad 10. https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=Da1lyQNt&id=C22E5B3416A2070D7D3C8C345CA30F7FC79D46C2&thid=OIP.Da1lyQNtzCAAInbYteITHQHaCb&mediaurl=http%3a%2f%2farquitecturaenacero. org%2fsites%2fdefault%2ffiles%2faplicaciones-acero%2ff18.jpg&exph=181&expw=550&q=viga+fink&simid=608050454191869460&selectedIndex=7&ajaxhist=0 11. https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=Da1lyQNt&id=C22E5B3416A2070D7D3C8C345CA30F7FC79D46C2&thid=OIP.Da1lyQNtzCAAInbYteITHQHaCb&mediaurl=http%3a%2f%2farquitecturaenacero. org%2fsites%2fdefault%2ffiles%2faplicaciones-acero%2ff18.jpg&exph=181&expw=550&q=viga+fink&simid=608050454191869460&selectedIndex=7&ajaxhist=0 12. https://studiotomassaraceno.org/hybrid-webs/ 13. Silk Pavilion, Medialab: https://vimeo.com/67177328 14. https://adamachrati.wordpress.com/2014/02/17/0217-deployable-structures/ 15. Frei Otto: https://www.youtube.com/watch?v=degls4ve_Dc 16. http://numen.eu/installations/net/hasselt/ 133

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créditos.

Flextructure. / Estructura optimizada morfológicamente flexible Arq. Dinorah Martínez Schulte Autor. Ivan Abreu / CENTRO Diseño, Cine y Televisión Director de la Especialidad del Código Creativo para el Diseño. Eduardo Obieta / CENTRO Diseño, Cine y Televisión Coordinador de la Especialidad del Código Creativo para el Diseño. Yoshi Fukumori / CENTRO Diseño, Cine y Televisión Profesor. Eduardo Ramirez / CENTRO Diseño, Cine y Televisión Profesor. FABLAB DF México. Flextructure. /

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colaboraciones externas. Arq. Benjamin Romano (Asesoria personal sobre el tema de los sismos y las estructuras antisismicas) Cesár Saldivar (El que me ayudaba cuando me atoraba) María Ernestina Schulte (La que me financio toda mi entrega y me ayudo a coser una maqueta y me limpió mi casa) Mariana De Dios Godoy (La que me vendió la araña) Ana Karen Godoy (Me presento a su prima) Alejandra Martínez (La que a veces me daba ride) Ricardo López (El que me ayudo a sacar cita con el Arq. Romano)

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agradecimientos. A Yoshi Fukumori, Eduardo Obieta, Eduardo Ramirez e Ivan Abreu por su apoyo, motivación y orientación en este proyecto, por toda su paciencia y tolerencia para hacer de esto posible y motivarme a concluir este proyecto. A mis compañeros de trabajo, por su calida compañia, apoyo y aprendizaje mutuo durante el taller. A mis padres, por su apoyo incondicional para poder cursar este taller. A las personas detrás de esta investigación, tutores, amigos, compañeros que me apoyarón y guiaron con sus enseñanzas y perspectiva en diferentes temas y dedicarme un tiempo. Gracias. 137

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“La mente de las arañas no reside completamente en su cuerpo, ya que su red constituye una forma de pensamiento espacial. La información de su telaraña se convierte en parte integral de su sistema cognitivo. La telaraña proporciona un medio de interacción entre la forma (la morfología de la telaraña), la materia (la seda de la teleraña) y la producción (el comportamiento de la araña) se interfieren con un andamiaje espacial diseñado de forma algorítimica.”