Técnicas Diseño Paramétrico by Ooopart colectivo

Publicación digital sobre el Proyecto de Innovación Docente 11-464

“TÉCNICAS DE DISEÑO PARAMÉTRICO EN LA ARQUITECTURA” Año académico: 2011-2012 Coordinador: Antonio Miguel Peralta (Dpto. Análisis Matemático) Departamentos participantes: Análisis Matemático, Matemática Aplicada, Física Aplicada, Expresión Gráfica Arquitectónica y en la Ingeniería. Profesores participantes: David Arcoya, Domingo Barrera, MªDolores Lara, Jorge Portí, Rafael Roa, Pedro Torres. Colaboradores: Begoña Gassó, Adriano Redondo, Elena Rivas, Carmen Torrecillas. Entidades colaboradoras: Escuela de Posgrado, Colegio de Arquitectos, programa extraArquitectura. Fotografía: Adriano Redondo (Colectivo Ooopart) Textos: Begoña Gassó, Elena Rivas y Carmen Torrecillas (Colectivo Ooopart) + Enrique Soriano y Pep Tornabel (Coda-Office) Edición: Begoña Gassó, Adriano Redondo, Elena Rivas y Carmen Torrecillas (Colectivo Ooopart).

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¿Qué es TDP1? Es la primera edición del curso de investigación sobre TÉCNICAS DE DISEÑO PARAMÉTRICO [1ª ed] organizado a partir de un Proyecto de Innovación Docente por los departamentos de Análisis Matemático, Física aplicada y Expresión Gráfica de la Universidad de Granada, en colaboración con ‘Ooopart‘: un colectivo de arquitectos y alumnos de la Escuela de Arquitectura de Granada. TDP I propone la utilización de técnicas de parametrización como método de investigación en la generación de objetos y espacios optimizados según criterios energéticos. Estas técnicas permiten generar patrones geométricos y visualizar en tiempo real las modificaciones que experimentan los diseños al relacionar variables dinámicas entre sí. En esta primera edición, se ha involucrado a profesionales y estudiantes de ámbitos de Física, Matemáticas, Ciencias Ambientales, Arquitectura, Ingeniería y Diseño, de manera que los análisis de datos que hemos usado y su aplicaciones han tenido lugar desde múltiples puntos de vista, sobrepasando los habituales límites rígidos entre disciplinas. Para ello nos hemos apoyado en la utilización de potentes herramientas digitales que nos han permitido diseñar los modelos de una manera colectiva y analizar en tiempo real las reacciones a las variables dinámicas de proyecto. El calor, el sonido, el viento…se han convertido de esta manera en directores reales de las decisiones de proyecto. El seminario se ha desarrollado a través de una serie de conferencias en las que varios profesionales y grupos de investigación nos han mostrado sus trabajos, ponencias teóricas donde se han estudiado los conceptos teóricos fundamentales, clases prácticas en las que se ha aprendido a utilizar Grasshopper, Rhinoceros y Ecotect; y por último unos talleres en los que se han diseñado los proyectos/prácticas del seminario.

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CONFERENCIAS Conferencia José Pérez de Lama “Fablabs en el jardín” Conferencia CODA-office “Performance driven aesthetics” & “Computing Performative Geometries” Conferencia José Ballesteros “¿Cómo usar el cambio de paradigma?”

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PONENCIAS TEÓRICAS Fundamentos Matemáticos para el Diseño Paramétrico Fundamentos Geométricos para el Diseño Paramétrico Fundamentos Físicos para el Diseño Paramétrico

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CLASES PRÁCTICAS Taller de Rhinoceros 3D Taller de Grasshopper Taller de Geco y Ecotect

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TALLERES Metodología de los talleres

“Open Minded”

Proyectos de alumnos

Mapa de agentes

Valoraciones de los alumnos

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CONFERENCIAS

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CONFERENCIAS

>>> conferencia JOSÉ PÉREZ DE LAMA 1 de marzo de 2012

Doctor Arquitecto y profesor asociado del Departamento de Historia, Teoría y Composición Arquitectónicas de la Universidad de Sevilla, donde imparte las asignaturas “Composición Arquitectónica” y “Arquitectura y Medio Ambiente” de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Sevilla. También es Co-director del Centro IND Fab Lab (Laboratorio de Fabricación Digital, parte del Centro de Innovación y Diseño) de esta escuela. Es un servicio para todos los estudiantes, profesores y grupos de inves gación interesados en la fabricación digital. El Fab_Lab permite realizar ac vidades de fabricación de cualquier trabajo que u lice la conexión File to Factory para la manipulación de materiales a par r de instrucciones digitales.

“Fablabs en el jardín” La conferencia estuvo compuesta por dos partes: una primera parte teórica en la que se explicó la convergencia entre la cultura tecnológica y digital y el espacio İsico; y una segunda parte donde se explicó la cultura del fablab y se mostraron proyectos desarrollados en el fablab de Sevilla. En esta primera parte de la charla José Pérez de Lama nos expuso las principales teorías arquitectónicas que exploran la conexión entre el mundo digital y el mundo sico. Según Kazys Varnelis el mundo que habitamos actualmente se ha conver do en un nuevo medio, formado por ecosistemas en los que se mezclan e

hibridan flujos naturales, flujos de redes digitales, flujos de personas... Otra de las teorías que destacó Pérez de Lama, fue la teoría del territorio cyborg, en la que el ser humano está conectado a la red y a través de ésta puede interactuar e influir en el medio sico. Arquitectos como Toyo Ito o Rem Koolhaas también han tratado el tema del mundo digital y el mundo sico. Según la teoría de los límites difusos de Toyo Ito, la arquitectura es la esfera de lo habitable en el espacio de los flujos (naturales y electrónicos), como un remolino en el río. Una arquitectura que es transparente y homogénea pero que a la vez responde a las singularidades locales. Finalmente según las tres ecologías de

Félix GuaƩari, la ecología medioambiental debería pensarse formando un bloque totalmente inseparable con la ecología social y la ecología mental. Según este pensamiento el mundo ecosófico que propone Gua ari pasaría por darle otro sen do a las tecnologías, componerlas de una nueva manera, un nuevo sen do é coesté co. Pérez de Lama concluyó esta primera disertación haciendo una analogía entre la arquitectura paramétrica y la arquitectura de los flujos ya que ambas operan con datos (propiedades sicas del medio, datos digitales, etc). ¿Cuál es la arquitectura del espacio de flujos?, ¿Cómo se conecta ésta arquitectura con los pág. 6

nuevos procesos de producción y fabricación digital? Fueron las principales preguntas que Pérez de Lama intentó responder durante esta primera parte de la conferencia. Algunas de las respuestas que se expusieron fueron: -Una arquitectura controlada digitalmente permite generar procesos más eficientes, más versá les, generados globalmente. -Una arquitectura con una esté ca propia de la contemporaneidad. ¿Porqué nuestra arquitectura no evoluciona? -Un territorio rectangular. Si las herramientas digitales están modelando nuestras vidas, nuestras subje vidades, nuestra sociedad, tenemos que reflexionar crí camente sobre ellas, darle un sen do social. No debemos usarlas como medio de control, de homogeneización. -Relación entre las herramientas digitales y la fabricación digital con el mundo del so ware libre y el escenario de los Commons (Un objeto puede estar diseñado digitalmente compar do en la Web, pero puede personalizarse y fabricarse localmente). En la segunda parte de la conferencia se trató el tema de los fablabs y la fabricación digital. Según José Pérez de Lama estamos viviendo una revolución en los sistemas de producción similar a la revolución ocurrida en el siglo XX entre lo analógico y digital; la digitalización de la fabricación personal permi rá a cualquier persona para hacer casi cualquier cosa, en cualquier lugar.

El concepto de Fab Lab aparece a principios del año 2000 en el Center fot bits and Atoms (CBA) del Massachussets Ins tute of Technology (MIT) con Neil Gershenfeld como director. Nace de una colaboración, en el seno del Media Lab del MIT, en torno a la relación entre el contenido de la información y su representación sica. En el marco del desarrollo de sus inves gaciones recibieron una financiación para adquirir máquinas capaces de “construirlo casi todo”. El Fab lab nace a par r de este momento y a parr del 2002, empezaron a emerger los primeros Fab labs en India, Costa Rica, Noruega, Boston y Ghana, siendo unidades de producción a escala local. Según la definición de la Fab Founda on, un Fab lab se define de la siguiente manera: -Misión: Los fab labs son una red global de laboratorios locales que favorecen la crea vidad proporcionando a los individuos herramientas de fabricación digital. -Acceso: Cualquier persona puede usar el Fab lab para fabricar casi cualquier cosa (que no haga daño a nadie); debe aprender a hacerlo por si solo y debe compar r el uso del laboratorio con otros usuarios. -Educación: La enseñanza en el Fab lab se basa sobre proyectos en progreso y aprendizaje entre pares; los usuarios deben contribuir a la documentación y a la instrucción. -Negocio: Las ac vidades comerciales pueden incubarse en los Fab labs pero no pueden

entrar en conflicto con el acceso abierto; deberían crecer más allá del laboratorio en lugar de dentro; se espera que esos negocios beneficien a los inventores, laboratorios y redes que han contribuido a su éxito. -Todos los fablabs enen una serie de maquinaría común: Cortadora Láser 2D, Fresadora de control numérico, Máquina de proto pado rápido (RepRap), Cortadora de vinilo,... -La estrategia de inves gación a medio plazo de la red fablab según su creador Neil Gershenfeld empieza por el Fab 1.0 (Usar máquinas para hacer cosas), luego sigue con el Fab 2.0 (Usar máquinas para hacer otras máquinas), el tercer punto es el Fab 3.0 (Usar y desarrollar el modelo de impresión 3d para hacer piezas de “lego” que encajen entre sí y sean reusables) y actualmente se está planteando el Fab 4.0 (Usar código que forme parte de la materia y pueda evolucionar según las necesidades). Finalmente, Pérez de Lama explicó el proceso de diseño que están planteando desde el fablab de Sevilla, que se basa en: 1º Generar un diseño digital, 2º Proto pado rápido, 3º Generar archivos paramétricos del diseño, 4º Generar un repositorio Online de los proyectos, 5º Descargarse el proyecto deseado, 6º Personalizar o mejorar el proyecto, 7º Generar los archivos de corte, 8º Construirlo, 9º Feedback de los usuarios. Todo el mundo puede par cipar en este proceso de fabricación personalizada.

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2009, Mille Plateaux, B. Barrig贸n, y colaboradores con hackitectura.net p谩g. 9

Prototipo desarrollado en el fablab de Sevilla pรกg. 10

CONFERENCIAS

>>> conferencia CODA-office 1 de marzo de 2012

CODA (Computa onal Design Aﬀairs) es una agencia de diseño que se centra en tres campos relacionados: Innovación, Inves gación y Formación. Son un grupo flexible y meta-estable de arquitectos, ingenieros e informá cos, con una amplia formación técnica. Se centran en op mizar recursos mediante el diseño computacional. Sus campos de inves gación son la geometría, la tecnología en la construcción, las estructuras, las ciencias computacionales y se centran en la eficiencia de sus procesos: reducción de los costes energé cos, materiales y temporales en las diferentes áreas del diseño.

“Performance driven aesthetics” Al igual que en los procesos termodinámicos, podemos plantear los problemas de diseño como una combinación de varios parámetros intensivos que generan un abanico de espacios topológicos diferenciados donde éstos se equilibran. Este proceso morfogené co busca la adecuación entre materia y solicitación. Los retos de la tecnología actual, es embeberlos además, en el potencial de la fabricación digital haciendo una revisión crí ca de éstos. En ciertos casos, el uso de la fabricación digital en el proceso de un producto puede crear la ilusión de ser una tecnología eficiente, cuando simplemente resulta ser eficaz. El sobreuso de

estas tecnologías suele derivar en un efecto rebote, produciendo a veces resultados opuestos contrarios a los buscados: mayor generación de residuo y consumo energé co. En esta dirección proponemos recuperar y proponer estrategias de fabricación en las que se integren proceso, materia y solicitación. El reto es trabajar con elementos estándar de la industria (planos, rectos) y conseguir que el proceso de conformación o erección de la forma pueda estar embebido en el manufacturado de las piezas reduciendo pasos en la generación de la forma. Deformaciones plás cas (desplegados, ter-

moformados), deformaciones pseudoplás cas (plegado curvo, expandibles) y deformaciones elás cas (flexión ac va, macro tex les, trenzado estructural), engloban un amplio abanico emergente de estrategias, históricamente u lizadas, y ahora analizables por las nuevas capacidades computacionales.

Imagen CODA-oﬃce Research

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“Computing Performative Geometries ” Los procesos morfogené cos se dirigen por reglas embebidas en la materia y son las condiciones de entorno las que acabaran de moldear el resultado final, generando la diversidad necesaria pero al mismo empo, manteniendo esa topología primigenia embebida en la materia. La programación permite codificar los materiales, el proceso de diseño se transforma y el resultado ya no depende de una imposición formal/crea va del diseñador, sino de la adaptación a una serie de parámetros (condiciones de entorno, solicitaciones, etc).

El universo del so ware se expande y diversifica, al mismo empo que se unifica y universaliza, haciéndose cada vez mas compa bles entre ellos. La relación que se establece entre ellos, la facilidad de intercambiar archivos y el cómo aprovechar las mejores virtudes de cada uno, acaba siendo una apuesta importante que define la eficiencia del proceso de diseño (y en muchos casos su limitación). Los programas de análisis y simulación, permiten no solo evaluar los resultados del diseño, sino informar durante el proceso, con la posibilidad de u lizar algoritmos de op mización. Proyecto “AL Table” Structural Eﬃciency, Topology Op miza on

Proyecto “Weave Wood” Construc on Eﬃciency, Weaving

Proyecto “Curved Folding” Construc on Eﬃciency, curved hinge

Proyecto “AL Table” Structural Eﬃciency, Topology Op miza on

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CONFERENCIAS

>>> conferencia JOSÉ BALLESTEROS 28 de marzo de 2012

Arquitecto por la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid (1989). Doctor en la misma universidad en 2004 con la lectura de la tesis doctoral “Ser Ar ficial”. Ejerce como profesor asociado de Proyectos Arquitectónicos en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid, coordinando también la asignatura Proyectos de Arquitectura Paramétrica. Fundador y director de la revista “Fisuras De La Cultura Contemporánea”, así como director de las conocidas revistas ‘Pasajes de Arquitectura y Crí ca’, y ‘Arquitectura COAM’.

“¿Cómo usar el cambio de paradigma?” La conferencia impar da por José Ballesteros supuso para nosotras una es mulante reflexión acerca del cambio de paradigma en el que parecemos estar envueltos, una cierta manera de pensar, de plantear las cosas, que está cambiando entre dis ntas disciplinas ligadas a lo crea vo y cien fico. El punto de arranque de la conferencia fue una serie de interrogantes y un supuesto: si damos por hecho que el paradigma ha cambiado… la siguiente pregunta es… ¿Y ahora qué hacemos? ¿Cómo usamos esto? ¿Cómo usar el cambio de paradigma, y en qué consiste exactamente? ¿Cómo describirlo?

A con nuación extraemos de forma concisa los puntos más interesantes que, a nuestro juicio, José Ballesteros expuso a lo largo de la conferencia. > ALGO ESTÁ CAMBIANDO, Y EL ÁMBITO ES GLOBAL

En todas las áreas del conocimiento las formas en las que se distribuyen los flujos de datos están cambiando, y las formas de pensar, también. Se están abandonando inexorablemente los axiomas, los principios indiscu bles de conocimiento. Se está dejando paso a una forma de abordar las cosas más experimental y además progresivamente interac va (hablamos de interacción entre hombre-máquina pero también entre máquina-máquina y por

supuesto entre unas disciplinas y otras). El paradigma está cambiando, afectando no sólo a una disciplina concreta como la arquitectura, sino a todas; configurándose como algo propio de esta generación, pero sin duda afectando a todas las demás. > FORMAS DE PENSAMIENTO, FORMAS DE TRABAJO

Frente a esa forma de pensar lineal e inamovible, estamos por fin asumiendo el estado codificado permanentemente cambiante y experimental de las cosas, al que estamos some dos incluso nosotros mismos: nos transformamos para sobrevivir y adaptarnos. De una forma tradicional, se suele par r de unos datos de proyecto con los que se elaboran pág. 15

sofis cados procesos poé cos de conclusión formal, incapaces de asumir costosas correcciones, casi nomina vas, que se limitan al cumplimiento de unos mínimos… Ahora la manera de proyectar que nos interesa es más cien fica, más específica. Podemos evaluar constantemente nuestros desarrollos, tener cifras compara vas de cada resultado, incluso podemos generar muchos resultados paralelamente y comparar en empo real qué estamos haciendo y dirigirnos hacia modelos un poquito mejores que los anteriores. Ni nos planteamos el coste de cualquier transformación… cada pequeña conclusión a la que llegamos es un objeto perfectamente prescindible y transformable en cualquier otro. Lo que hacemos es diseñar procesos, flujos de datos, que generan cosas.

minantes: por un lado el precio del Suelo, que tras alcanzar cuotas delirantes, está cayendo en picado; y por otra parte, el de la Energía, que con núa en aumento, estando al mismo empo cada vez más subvencionada. Cualquier usuario tendría que empezar a hacerse al menos las mismas preguntas al adquirir una vivienda que al adquirir cualquier otro ar culo, como por ejemplo el consumo y gasto que le va a suponer durante su uso, etc. Son cues ones a las que tenemos que empezar a saber dar respuestas, y de una forma precisa.

Ejemplos de proto pado referentes de lo paramétrico los podemos encontrar en la arquitectura de todos los empos, desde la arquitectura condensada y modulable de El Escorial y la configuración espacial de la Universidad Libre de Berlín, hasta el espacio inverso y mul -u lizable de la Mediateca de Sendai, la Biblioteca de Sea le, la extracción apilable y experimental de trozos de paisaje del Pabellón de Holanda de la Expo de Hannover 2000, o el caso del Reactable, instrumento musical electrónico generador de sonidos por reacciones de proximidad y forma.

> DEL TIPO AL PROTOTIPO

El po podría entenderse como el representante del adoctrinamiento coac vo de la academia que sorprendentemente arrastramos todavía en la actualidad. Frente a él, el proto po surge con fuerza como el estado inconsistente de lo experimental, capaz de corregirse instantáneamente respondiendo a dos fuerzas de acción: la interacción y la parametrización.

> DOS FACTORES CLAVE:

La tendencia en la actualidad es claramente pronunciada en cuanto a dos elementos deter-

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> Y AHORA, QUÉ HACEMOS?

Parece más atrac vo apostar por otras vías que indaguen en la definición de estructuras adaptables a cualquier uso y a cualquier entorno, no defini vas, capaces de ser cualquier cosa, de generar espacio. Desarrollos más experimentales, que asuman que la forma ha perdido ya todo interés. Hay que ser conscientes de que la parametrización se está situando rápidamente como un área de inves gación muy importante, que poco a poco será asumida por los procesos comerciales y por la propia industria, no tanto por esas posibilidades de indagación de forma y espacio sino por su innegable capacidad de acelerar la produc vidad.

Lo que nos interesa par cularmente de este marco de trabajo es la búsqueda mediante ensayo del espacio óp mo a las diferentes condiciones de contorno, entre ellas las termodinámicas, comparando procesos, no resultados. Es el momento de abandonar esa especie de situación auto-contempla va poé ca abstracta que ha caracterizado sobre todo a la profesión de la arquitectura, anclada en evaluaciones sensoriales de la luz… para empezar a evaluar ya otro po de factores, más comprensibles y transmisibles, pero sobre todo, mucho más determinantes. Nos encontraríamos en plena búsqueda de lo termodinámico como condición de la forma.

> CUESTIÓN FORMAL:

No se puede seguir valorando un proyecto por su condición casi “artesanal” de cuánto empo o complejidad ha radicado en su generación formal, en su representación, ese atributo ya no es en ningún modo válido. Antes, lo que no se podía dibujar, no formaba parte del abanico de posibilidades… ahora la forma es un resultado inesperado, casi anecdó co, un caso par cular entre los muchos que cumplen las condiciones iniciales de contorno. Por tanto no interesan los proyectos basados exclusivamente en formas di ciles, delirantes, a veces incomprensibles, que no a enden a condiciones espaciales ni del entorno, sino exclusivamente de la forma.

Proto po desarrollado en la asignatura de Arquitectura Paramétrica de la ETSAM /2012/

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PONENCIAS

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PONENCIAS TEÓRICAS

>>> fundamentos MATEMÁTICOS para el Diseño Paramétrico 1 8 de marzo de 2012

La primera parte de la ponencia teórica sobre Fundamentos Matemá cos para el Diseño Paramétrico, fue a cargo de Antonio M. Peralta perteneciente al Departamento de Análisis Matemá co. Esta primera conferencia sirvió para sentar los fundamentos matemá cos básicos necesarios para el diseño paramétrico. En ella se repasaron las propiedades que definen el espacio Euclídeo en R² y en R³ y se explicó la diferencia de trabajar con curvas y superficies de forma implícita y de forma paramétrica. La geometría Euclídea se caracteriza porque existe un sistema métrico para medir distancias entre vectores de R² y R³. Nosotros normalmente vamos a trabajar con la norma Euclídea en el plano y en el espacio. Las propiedades caracterís cas del espacio euclidiano son el producto escalar, la distancia triangular, la posi vidad, la simetría,etc. Sin embargo, cuando la métrica Euclídea se reemplaza por otra métrica, estas propiedades dejan de cumplirse. “Las ciencias no tratan de explicar, incluso apenas tratan de interpretar, construyen modelos principalmente. Por modelo, se en ende una

construcción matemá ca que, con la adición de ciertas interpretaciones verbales, describe los fenómenos observados. La jus ficación de tal construcción matemá ca es sólo y precisamente que se espera que funcione.” John von Neumann (1903-1957) Matemá co húngaro-estadounidense.

interesantes que nos mostraron fueron: -La Epicicloide Natural: Es una curva plana descrita por un punto de una circunferencia que rueda exteriormente sobre otra circunferencia fija.

También se explicaron las diferentes maneras de describir las curvas y las superficies en el espacio R² y R³, de forma implícita (a través de una ecuación (F (x, y) = 0)) o de forma paramétrica (a través funciones dependientes de una variable que es el parámetro). Nosotros vamos a trabajar con curvas paramétricas ya que posibilitan la generación de una gran can dad de curvas y, además, permiten el control de los puntos a par r de los parámetros que definamos. Algunas de las curvas parametrizadas más

-La Nefroide: Curva po epicicloide. El nombre nefroide (“forma de riñón”) fue u lizado para una epicicloide de dos cúspides. pág. 20

A par r de la curva cicloide, Galileo empezó a estudiar lo que se conoce como el problema de la Braquistócrona: En contra de lo que parecería a primera vista, la línea recta no es la que permite el descenso más rápido, sino una curva que se llama braquistócrona (del griego “braquis”, más corto, y “cronos”, empo), también conocida como cicloide.

-La Cardioide: Es una curva de po epicicloide, descrita por un punto de una circunferencia que, sin deslizarse, rueda alrededor de otra circunferencia de igual radio.

“Cómo es posible que la matemá ca, un producto del pensamiento humano independiente de la experiencia, se adapte tan admirablemente a los objetos de la realidad.” Albert Einstein (1879-1955). Gracias al descubrimiento de este y otros modelos matemá cos, podemos conocer las cualidades intrínsecas asociadas a cada geometría para el desarrollo crea vo de las mismas. Por ejemplo estas curvas fueron usadas para el diseño de los desagües de Londres, se pensó usar la curva braquistócrona para evacuar las aguas residuales lo más rápido posible.

La úl ma parte de esta ponencia, estuvo orientada al estudio de superficies. Para definir una superficie de forma rigurosa se u liza, como sucedía en el caso de las curvas, una representación paramétrica de la misma. A diferencia de la parametrización de las curvas en las que había un único parámetro, las superficies se parametrizan mediante dos parámetros. Las superficies con las que vamos a trabajar se clasifican en Regladas, Alabeadas, Desarrollables, de Revolución, de Doble curvatura, etc. Algunas superficies que vamos a usar recurrentemente en las clases prác cas son las superficies regladas y las de revolución. Las superficies de curvatura también son muy interesantes, ya que están generadas por el movimiento de una generatriz curva. Estas superficies no con enen líneas rectas y por tanto no son desarrollables. Entre ellas son muy conocidas las cuádricas, superficies generadas por la rotación de una curva cónica alrededor de uno de sus ejes. Un ejemplo de cuádrica es el hiperboloide cuya generatriz es una hipérbola. Todas estas pautas que se han explicado sobre las superficies serán de gran ayuda, para la generación de geometrías definidas paramétricamente.

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PONENCIAS TEÓRICAS

>>> fundamentos MATEMÁTICOS para el Diseño Paramétrico 2 8 de marzo de 2012

La segunda parte de la ponencia teórica sobre los Fundamentos Matemá cos en el Diseño Paramétrico, la impar ó Domingo Barrera Rosillo, profesor del Departamento de Matemá ca Aplicada de la Universidad de Granada. Esta versaba sobre el uso de Algoritmos en el Diseño, tema de extraordinaria importancia dada su aplicación en el ámbito del Modelado 3D, tanto en lo que se refiere a la generación de modelos geométricos –e.g. Rhinoceros, sistema que trabaja con curvas, superficies y sólidos NURBS (B-splines racionales no uniformes) sin límites de complejidad, grado o tamaño- como a la edición de algoritmos –e.g. Grasshopper, programa capaz de encadenar una sucesión de comandos e instrucciones con entradas y salidas que son geometría y datos para producir un resultado). No existe ningún consenso defini vo en cuanto a la definición formal de algoritmo. Muchos autores los señalan como listas de instrucciones para resolver un problema abstracto, es decir, que un número finito de pasos convierten los datos de un problema (entrada) en una solución (salida).

definiciones de algoritmos: Tiempo Secuencial, un algoritmo funciona en empo discre zado (paso a paso), definiendo así una secuencia de estados computacionales por cada entrada válida; Estado Abstracto, cada estado computacional puede ser descrito formalmente u lizando una estructura de primer orden y cada algoritmo es independiente de su implementación; Exploración Acotada, la transición de un estado al siguiente queda completamente determinada por una descripción fija y finita; es decir, entre cada estado y el siguiente solamente se puede tomar en cuenta una can dad fija y limitada de términos del estado actual. Los algoritmos pueden ser expresados en lenguaje natural, pseudocódigo, diagramas de flujo y lenguajes de programación, entre otros, siendo los diagramas de flujo descripciones gráficas de los algoritmos, que usan símbolos relacionados mediante conectores para indicar la secuencia de instrucciones.

Grasshopper trabaja de una forma similar a los diagramas de flujo. La segunda parte de la ponencia se centró fundamentalmente en uno de los algoritmos básicos del Diseño Geométrico Asis do por Ordenador: el Algoritmo de De Casteljau (DC). En su versión univariada, dado un conjunto de puntos del plano o del espacio y un valor entre 0 y 1, el algoritmo DC genera mediante un número finito de operaciones aritmé cas (sumas y productos) un punto que pertenece a una curva. Tal curva queda descrita de forma unívoca por el polígono de control del que se parte. Este algoritmo, extremadamente simple y que está en la base de procedimientos de fabricación que hoy en día son ru narios, es a su vez la base de la teoría de curvas (y superficies) de Bézier y entronca con otros objetos matemácos ubicuos (las funciones spline univariadas y mul variadas) y con los algoritmos a ellas asociados.

Varias son las propiedades comunes a todas las pág. 23

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PONENCIAS TEÓRICAS

>>> fundamentos FÍSICOS para el Diseño Paramétrico 1 22 de marzo de 2012

Úl ma de las presentaciones teóricas del Proyecto de Innovación Docente a cargo de Jorge Por desde el Departamento de Física Aplicada. El obje vo principal de la misma era conocer los principales mecanismos de intercambio energéƟco para op mizar, o al menos, mejorar cualquiera diseño en términos de eficiencia energé ca. Nos aproximamos a cualquier proyecto sico (sea cual sea el ámbito y la escala) como un sistema o entorno afectado por múlƟples variables. La primera parte de la ponencia supuso un recorrido por los conceptos básicos ligados a la energía solar, desde la comprensión de la radiación electromagné ca y de su espectro (en una primera aproximación al color) hasta un repaso por las magnitudes radiométricas básicas, dándonos una visión muy completa del balance energé co del sistema Tierra-Atmósfera. Esto, junto a la comprensión de la órbita solar y sus variaciones estacionales, hicieron posible el uso por nuestra parte de las Cartas Solares locales como herramienta precisa en la definición de cualquier geometría controlando el sombreamiento y la radiación solar.

Otra cues ón estrechamente ligada a lo anterior es la iluminación, variable determinante ligada al uso específico de cada espacio o a la percepción de cualquier elemento; para lo que fue necesario de nuevo repasar conceptos tales como radiometría, fotometría, flujo y rendimiento luminoso, etc. Estas nociones básicas nos capacitaron para poder enfrentarnos a la iluminación natural como otra variable a la que podemos hacer frente de una forma controlada y cuan ficable.

Llegado este punto, se dio paso a otra parte de la conferencia centrada en los intercambios de calor que como sabemos responden a tres mecanismos fundamentales (conducción, convección y radiación), con o sin presencia del medio material. Esto se relaciona con dos efectos principalmente: la diferencia de temperaturas (en función de la capacidad calorífica de los materiales) y los cambios de fase (determinado por el calor latente). Esto es muy interesante porque par mos de que cualquier sistema se encuentra siempre en contacto térmico con pág. 25

su entorno e intercambia calor con él, de una forma u otra. Esta base teórica nos abrió un amplio abanico de estrategias para actuar conscientemente en estos sistemas, como el control de la inercia térmica de los elementos y su yuxtaposición, la evitación o el uso consciente del efecto invernadero, el diseño de mecanismos de captación solar, así como por ejemplo el entendimiento y control de la humedad y evaporación para modificar las condiciones de confort, como el empleo estratégico de fuentes y vegetación). Una estrategia en este sen do es la usada por las llamadas torres de viento de Oriente Medio para ven lar y refrescar los espacios, haciendo uso del agua para humedecer el aire seco y por otra parte para absorber el calor sensible del aire reduciendo su temperatura, generando además corrientes convec vas.

Por tanto para otros de los factores clave que se revisaron a con nuación a tener en cuenta en cualquier sistema fue la acción del viento, que podremos usar de forma consciente y controlada, protegiéndonos o exponiéndonos a él, para cambiar la temperatura de los volúmenes del aire así como condicionar su humedad. Se trata de un comportamiento complejo, por lo que fueron explicadas cues ones como los “movimientos convec vos periódicos” y a las diferencias de presión originadas por al “efecto Venturi”. Datos estadís cos rela vos a la dirección, temperatura y humedad del viento son determinantes a la hora de tener estas cosas en cuenta.

Este po de sencillas y eficaces estrategias las podemos diseñar y verificar mediante el uso de diagramas psicométricos, también explicados durante la ponencia.

Finalmente, la úl ma parte de la ponencia supuso un acercamiento al sonido como onda de presión, aclarando los términos básicos rela vos al mismo (intensidad acús ca y nivel de intensidad), así como otros derivados de su propagación, como empos de reverberación, eco, etc. Estos conceptos nos capacitarían para plantear estrategias ligadas a la “acús ca ambiental”, es decir, controlar los niveles de ruido que alteran en condiciones normales cualquier ambiente, a través del uso de los materiales y de la propia geometría. También con estas mismas herramientas se recorrió otro ámbito de trabajo interesante, la “acús ca arquitectónica”, controlando el sonido en cualquier espacio y siendo capaces de intervenir tanto en su distribución como en su duración.

Muy relacionados con las caracterís cas geométricas son los fenómenos de focalización, presentes ya en los primeros sónares de la historia pero también en piezas de arte que manipulan el sonido de forma intencionada.

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PONENCIAS TEÓRICAS

>>> fundamentos GEOMÉTRICOS para el Diseño Paramétrico 1 15 de marzo de 2012

La segunda ponencia teórica del Proyecto de Innovación Docente se desarrolló a cargo de la profesora Mª Dolores Lara perteneciente desde el Departamento de Expresión Gráfica Arquitectónica y en la Ingeniería. En esta conferencia se establecen conexiones con los conceptos presentados en las de matemá cas y sica a través de la forma y su definición geométrica.

Las tres ponencias planteadas en el proyecto de innovación docente pretenden dar una base teórica a los estudiantes con la que desarrollar sus proyectos. En este caso la de geometría surge como respuesta a las siguientes cues ones que necesitábamos resolver: ¿Cómo definimos las geometrías que u lizamos en nuestros diseños?, ¿Cómo conseguimos adaptarlas y modificarlas? y ¿Qué funciones pueden tener? En esta presentación se mostraron una gran can dad de proyectos en los que se vieron múl ples métodos de diseño. Si hacemos un esquema general podríamos diferenciar por una parte aquellos en los que se estable-

En cualquiera de los 2 úl mos casos, lo que los caracteriza es el no predefinir la forma.

Trabajo de alumnos de la Architectural Associa on

En este seminario, a través de las técnicas de diseño paramétrico, se planteó aunar los dos métodos anteriores incorporando y dando especial relevancia la influencia directa que enen en las formas las variables sicas del entorno en el que se insertan (peso, viento, sonido, luz, calor...).

cen una serie de obje vos previos y luego se busca la forma que los sa sface (hablamos de criterios funcionales, intereses esculturales, generación de una imagen concreta, búsqueda de la complejidad por la complejidad...). Por otra parte aquellos en los que se encuentra la forma mediante procesos intui vos/experienciales o bien a través de inves gaciones mediante so ware avanzado de modelado 3D. Eero Saarinen. EEUU

Membranas. Análisis tensional

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antes de llegar a la forma defini va y estudiar cómo se adaptan a las condiciones de contorno analizando su respuesta a ellas.

Para ello nos interesó el estudio de estructuras que se encuentran en la naturaleza y que responden a parámetros sicos, el acercamiento a procesos de construcción naturales e incluso a ciertas estructuras ar ficiales an guas cuya forma se encontró mediante procesos intui vos (ensayo y error).

Silla de Gaudí. Bram Geenen

En los casos de estudio de proyectos actuales nos interesó la búsqueda de la op mización en respuesta a criterios energé cos, al comportamiento estructural y a los diferentes pos de materiales. El obje vo final sería encontrar geometrías óp mas que responden en cada caso a un conjunto de parámetros específicos.

Museo Soumaya. México

Esto lleva a incorporar en el diseño de geometrías la u lización de otro po de so ware que se centre no sólo en la representación sino también en el análisis de comportamientos de las formas generadas. En esta primera edificio de TDP nos centramos en las variables energé cas y u lizamos el programa Ecotect vinculándolo a Grasshopper a través de Geco. El estudio de los diferentes casos pasó por iden ficar los procesos geométricos que han permi do llegar hasta la forma final construida o proyectada de cada objeto, edificio o infraestructura urbana propuesta, descubrir las fases intermedias por las que han pasado

La estructura de este estudio teórico se apoyó en una clasificación convencional de los cuerpos geométricos y se realizó con el apoyo de un grupo de alumnos de geometría descrip va de la Escuela de Arquitectura de Granada.

The Natural Ellipse. Masaki Endoh. Japón

Proyecto Eden. Nicholas Grimshaw. Inglaterra

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CLASES PRﾃ，TICAS

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CLASES PRÁCTICAS

>>> clase práctica RHINOCEROS 3D 2 de marzo de 2012

El planteamiento del proyecto de innovación docente, propuesto en estas prác cas por los integrantes del Colec vo Ooopart, establece como obje vo principal aprender los conceptos y herramientas fundamentales con el fin de generar proyectos de manera paramétrica, es decir, generando sistemas, sistemas geométricos, no formas definidas y acabadas.

La diferencia entre la definición de una geometría acabada y la construcción de sistemas geométricos suscep bles de constante modificación y actualización la explicaremos mediante los siguientes esquemas.

En la imagen 1 se describe el proceso lineal de fabricación de una geometría a través de un programa de modelado 3D como Rhinoceros. Cada variable queda fija en cada paso concluyendo con la construcción de un modelo único y terminado. Si quisiéramos modificar alguno de los valores tendríamos que volver a construirlo.

Dibujo de Curvas

Dibujo de puntos

Tubería

Giro de las Piezas

MÓDULO

Radio R

Ángulo A

variables

Construcción de 4 TIPOS DE MÓDULOS

Distribución de MÓDULOS x4000 movimientos

x4000 puntos

En la imagen 2 (página siguiente) se describe el proceso según estrategias paramétricas u lizando la programación visual de Grasshopper. Cada una de las cajas contenedoras de variables se conecta al resto en un esquema en el

x4 veces el proceso anterior

Imagen 1

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que la información fluye a través de los cables. Los valores pueden variar pero las conexiones entre ellas y por tanto el sistema geométrico que definen, permanece constante. El resultado es un conjunto de modelos posibles cuyas caracterís cas finales dependerán de los valores que se fijen en cada uno de los contenedores de datos. Estas herramientas de diseño paramétrico nos permiten fundamentalmente explorar, evaluar y adaptar nuestros proyectos trabajando con enormes conjuntos de soluciones de manera simultánea y permi éndonos además hacer modificaciones de manera instantánea, viendo los cambios de nuestra geometría en empo real.

En este seminario hacemos una propuesta de metodología de trabajo en la que se vinculan diferentes so ware de diseño, programación visual y análisis energé cos. Consideramos imprescindible la conexión entre estas herramientas para el control absoluto de nuestros diseños, de manera que comprendamos su funcionamiento en los contextos sicos/reales en los que se insertan. En la imagen 3 (página siguiente) definimos, como si se tratase de una hoja de ruta, el conjunto de programas que están a nuestra Dibujo de Curvas

disposición y las conexiones que hemos realizado entre ellos. Cabe destacar que la virtud fundamental de los programas elegidos es ser de código abierto y su desarrollo está teniendo lugar en marcos de creación colec va, de manera que su actualización e implementación se está produciendo constantemente de una manera muy ac va. El resultado de estas aportaciones es una base de archivos y definiciones disponibles para ser u lizadas por todos.

Giro de las Piezas

Tubería

MÓDULO

Radio R

Ángulo A

variables

En Grasshopper> rasshopper>

U lizaremos Rhinoceros 3D ya que nos da herramientas ilimitadas de edición 3D permi éndonos un control absoluto de las geometrías.

Sistema Geométrico Geomé que permite generar ge miles de MÓDULOS MÓDU Puntos

Tiene además la virtud de ser compa ble con la mayoría de los programas en sus salidas de datos y entradas. Rhinoceros actuará como entorno de visualización de lo que definamos en Grasshopper, programa de diseño paramétrico que además se beneficiará de los métodos geométricos de Rhinoceros, incorporando geometrías definidas en sus definiciones matemá cas.

Flujo de Datos Variables

Curvas Nos permite hacer evaluaciones evalua

Variables

Dibujo de puntos

Construcción de 4 TIPOS DE MÓDULOS

Distribución de MÓDULOS

Imagen 2

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ECOTECT

RHINOPANELLING

RHINOGOLD

ENERGYPLUS

KANGAROO RHINONEST

JELLY FISH

LESOSAI RIUSKA

FIREFLY

BRAZIL

PROJECT VASARI

RHINOBIM

RABBIT

FLAMINGO GALAPAGOS

T-SPLINE

MADCAM GHowl

RHINOMEMBRANE

WEAVERBIRD

DESIGN BUILDER C# Components

DIVA

MODE TOOLS Lร NERBURGER SSI ARCHIPHYSIK

RHINOREVERSE ARMADILLO GREEN BUILDING STUDIO RHINOTERRAIN

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CLASES PRÁCTICAS

>>> clases prácticas GRASSHOPPER 2, 9 y 16 de marzo de 2012

Las clases prác cas en las que se explicaron los conceptos básicos para trabajar en el entorno de diseño genera vo Grasshopper, fueron impar das por el Colec vo Ooopart. Duración: 8 horas.

Grasshopper es un entorno de programación visual dentro de Rhinoceros 3D. Su principal virtud es que nos permite diseñar algoritmos que operan con datos y geometría de forma intui va sin la necesidad de aprender ningún programa de programación. Al funcionar dentro de Rhinoceros, Grasshopper incorpora gran parte de sus comandos y funcionalidades, además, u liza Rhinoceros como entorno de visualización, de manera que podemos ver en empo real cómo afecta a nuestro modelo cualquier cambio que realicemos en Grasshopper. Grasshopper es una herramienta de diseño de algoritmos. Esto quiere decir que es capaz de encadenar una sucesión de comandos e instrucciones con entradas y salidas que son geometría y datos para producir un resultado. Esta manera de operar aporta gran flexibilidad de cara a manipular grandes can dades de da-

tos o datos variables en el espacio y el empo, pero condiciona enormemente nuestra manera de trabajar. Llevar una idea o proyecto a Grasshopper no es una tarea sencilla. No basta con conocer la herramienta y sus comandos, hace falta ser capaz de traducir nuestra idea a un lenguaje matemá co en primer lugar, y, en segundo lugar, a un lenguaje que Grasshopper sea capaz de entender. Por este mo vo, mientras que Grasshopper es una excelente herramienta para llevar a cabo proyectos que operen con gran can dad de información, geometría, o múl ples variables y condiciones definidas con precisión y rigor; no es tan buena herramienta para manejar procesos intui vos o difusos, que enen dificultad para ser traducidos a un lenguaje lógico. Además la posibilidad de conectar Grasshopper

con otros plug-ins u otros programas nos permite u lizar datos del entorno para modificar nuestros proyectos. Es el caso del plug-in Geco que conecta con el so ware de análisis energéco Ecotect y nos permite analizar energé camente nuestro modelo (radiación solar, análisis lumínico, análisis acús co, etc). De este modo, podremos op mizar nuestros modelos a las variables energé cas que más nos interesen: calor, sonido… El obje vo de los ejercicios que se realizaron en las clases prác cas de Grasshopper fue doble: por una parte, la familiarización de los alumnos con la lógica matemá ca del programa y por otra parte, el aprendizaje de las herramientas/comandos básicos con los que se trabaja normalmente. A par r del aprendizaje de los conceptos básicos el alumno será capaz de seguir inves gando y mejorando en el trabajo con Grasshopper. pág. 36

Todos los ejercicios que se desarrollaron tuvieron una lógica en cadena. Primero se explicaron los conceptos básicos y las diferentes maneras de generar forma en Grasshopper. Por úl mo, se explicaron diferentes métodos para deformar geometrías en función de datos del entorno. A) Estructura del Canvas: -Menú Principal -Barras de Comandos -Moverse por el Canvas B) Conceptos Básicos: -Tipos de Componentes -Tipos de Datos que podemos introducir -Grupos de Datos, Listas y Árboles -Relaciones de Datos -Tipos de Cables -Estados de los Componentes -Modos de Visualización C) Generadores de Forma: -Definición de Punto y Mallas de Puntos -Definición de Tipos de Curvas: Bézier, Nurbs, forma libre

-Definición de Superficies: A través de funciones y a través de comandos

-Definición de Mesh -Definición de Sólidos -Distribución de una Geometría sobre Superficies -Algoritmos de Voronoi y Delaunay

-Panelizaciones

D) Descripción de Modificadores/ Deformadores: -Modificadores con operaciones básicas: Giros, Escalas, etc.

-Selector, Atractor y Repulsor

-Modificadores sobre Puntos, Curvas, Superficies y Sólidos

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CLASES PRÁCTICAS

>>> clase práctica GECO + ECOTECT 23 y 30 de marzo de 2012

Úl mas dos jornadas de clases prác cas impar das por el Colec vo Ooopart, donde gracias a los conceptos aprendidos en la ponencia de Fundamentos Físicos, se u lizó el so ware Ecotect y el plug-in Geco. El obje vo de las clases fue orientar las superficies y atractores-deformadores generados en las sesiones anteriores a la evaluación y obtención de formas op mizadas a las variables energé cas de mayor interés. Duración: 8 horas. HERRAMIENTA EFICIENCIA ENERGÉTICA ECOTECT

Ecotect Analysis 2011 es una herramienta de eficiencia energé ca que permite simular el comportamiento energé co de un edificio desde sus fases iniciales hasta su construcción. Combina un amplio rango de análisis o cálculos diversos con una visualización dinámica e intuiva de los resultados. Las variables que podemos evaluar e incorporar en nuestros procesos son muchas, entre ellas: _Radiación solar (control de la incidencia solar en cualquier plano y momento del año) _Iluminación diurna (factor de aprovechamiento de luz diurna y niveles de iluminancia interna). _Sombras y reflexiones (trayectorias solares y rango de sombras). _Análisis de respuesta térmica (temperatu-

ras en el interior/exterior, pérdidas/ganancias, requerimientos de calefacción/enfriamiento, confort, etc). _Simulaciones de respuesta acús ca (distribución del sonido como rayos y par culas, empos de reverberación, etc). _Es maciones de consumo de agua y evaluación de los costes. _Impacto ambiental (cálculo de las emisiones de CO2, etc). ¿POR QUÉ NOS INTERESA?

Al igual que existen muchos otros programas de modelado CAAD a parte de Rhinoceros, como Autocad, Archicad, MicroSta on, CATIA, Google Sketchup o SolidWorks… así como otros programas de parametrización, como Genera ve Components; también existen en el mercado múl ples programas de análi-

sis energé co, por ejemplo: Green Building Studio (también adquirido por Autodesk, más enfocado al consumo de recursos), Energy Plus (desarrollado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, muy bueno, pero con una entrada de datos complicada), Design Builder (u liza a EnergyPlus para calcular, pero está más enfocado al análisis final a posteriori). Desde nuestro enfoque es interesante Ecotect por las siguientes razones: 1) Tiene una interfaz MUY SENCILLA. Incorpora numerosos wizards (ayudantes de cálculo) que van guiando en la definición de los cálculos. 2) Los resultados de estos cálculos se presentan de forma MUY VISUAL, lo que los hace muy intui vamente interpretables. 3) Es un programa tanto de DISEÑO como pág. 38

ha desarrollado un nueva interfaz, a modo de plug-in de Grasshopper, que ofrece una conexión directa entre ellos. Permite exportar geometrías complejas parametrizadas o no muy rápido, evaluar su diseño en Ecotect, y acceder a los cálculos realizados, importándolos como feedback en Grasshopper. Este proceso puede ser simple o “loop”, generando modificaciones en la geometría en base a los cálculos (que se pueden grabar en ella como información) para inmediatamente ser re-valuados en Ecotect.

de ANÁLISIS, en esto difiere mucho del resto de herramientas. Está pensado para ser u lizado desde los MOMENTOS MÁS INICIALES de la fase conceptual, no sólo para cálculos finales cuando el modelo esté muy definido. Esto es posible porque Ecotect funciona bajo el principio de “progressive data input”, lo que significa que es capaz de dar respuestas analí cas/ visuales con muy poca información concretada, aumentando más y más la rigurosidad en sus cálculos conforme se va definiendo más el modelo. 4) Amplia CAPACIDAD DE EXPORTACIÓN

con otras herramientas, como el caso de EnergyPlus, de acús ca, de dinámicas de fluidos... 5) Sobre todas las razones anteriores, para nosotras el factor clave es su conexión a Ɵempo real con la herramienta paramétrica GRASSHOPPER mediante el plug-in Geco, de momento implementado para los cálculos relacionados con el SOL (tanto en su dimensión energé ca como luminínica). PLUG-IN GECO

Haciendo uso de los 2 programas (Ecotect + Grasshopper-Rhino), el estudio italiano [uto]

1º EJERCICIO: ILUMINACIÓN INTERIOR El obje vo de este primer ejercicio consis ó en analizar el factor de luz día (Daylight factor) en el interior de un espacio perforado. El factor de luz día mide la can dad de luz que nos llega de la bóveda celeste, así como las reflexiones provenientes del exterior y del interior a nuestro espacio, y es independiente de la orientación del objeto analizado. El obje vo del ejercicio era encontrar el número de perforaciones precisas para alcanzar un factor de luz día adecuado para el uso del espacio requerido. Se par ó de una parábola revolucionada, en la que controlábamos el número de perforaciones de esta. Posteriormente indicábamos el Design Sky Value, que viene determinado por la la tud en la que nos encontremos. A con nuación calculábamos el factor luz día, evaluando así el número y posición de las perforaciones efectuadas. pág. 39

2º EJERCICIO: RADIACIÓN SOLAR

El obje vo del ejercicio era realizar un análisis energé co de Radiación Solar sobre los paneles de la superficie parametrizada y panelizada de antemano, concretamente la denominada Cross-Cab. Podríamos imaginar querer op mizar, dentro de los límites que nos marquemos, su captación solar para obtener la máxima energía a través de placas fotovoltaicas.

de nuestros intereses, estudiando la trayectoria solar y lo expuesto de las geometrías. B. Inclinación de cada elemento de la piel: giramos cada panel móvil para posicionarlo más o menos perpendicular al sol, según la dirección que más interesase, trabajando con los vectores normales del objeto en relación a los vectores solares. C. Deformación de la geometría: otra posible deformación sería deformar toda la geometría de una forma intui va con 4 atractores (puntos de control), para exponer más o menos la superficie al Sol, deformándola hasta los límites que nosotros mismos nos marquemos, y cuan ficando cada modificación. Se evaluó la radiación solar recibida antes y después de cada uno de estos modificadores,

para entender las repercusiones que ene cada una de nuestras modificaciones a nivel energéco y poder actuar con criterio basándonos en datos tangibles.

Una vez realizado el Análisis de Radiación Solar de par da, la idea fue realizar sucesivas modificaciones también vistas en clases anteriores, esta vez con el obje vo de obtener la máxima radiación posible (podríamos querer lo contrario, por supuesto): A. Re-orientación: propusimos buscar la mejor orientación de nuestro objeto en función pág. 40

TALLERES

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TALLERES

>>> Metodología de los talleres 2, 9, 16, 23, 20 de marzo de 2012

Durante todo el seminario se desarrollan un conjunto de talleres coordinados y tutorizados por el Colec vo Ooopart quienes proponen una metodología de trabajo que permi ó vincular los conceptos aprendidos en las ponencias teóricas y clases prác cas a través de un ejercicio prác co que se convir ó además en el material de entrega final de los resultados.

Uno de los obje vos fundamentales de este proyecto de innovación docente ha sido la búsqueda de la hibridación entre disciplinas diversas. Tras la convocatoria que se lanzó a través de la Escuela de Posgrado de la UGR se consiguió integrar a las siguientes: Telecomunicaciones, Electrónica, Matemá cas, Bellas Artes, Económicas, Arquitectura, Aparejadores e Ingeniería de Caminos. Además se consiguió vincular tanto a profesionales como a estudiantes de las diferentes áreas. Para conseguir dicho obje vo se propuso una metodología de trabajo en equipos mixtos en los que se desarrollaría un único ejercicio por grupo. Los programas impar dos, unos de representación geométrica (Rhinoceros), de diseño paramétrico (Grasshopper), otros de análisis (Ecotect) y los úl mos de conexión entre ellos (Geco), brindan a sus usuarios la capacidad de crear sus propias herramientas

digitales de producción. Se consigue así sobrepasar las limitaciones que plantea la u lización de herramientas predefinidas. Es en este punto donde se hace necesaria, y no sólo interesante, la mul disciplinariedad de los equipos, puesto que para abarcar conocimientos sobre programación, geometría, sica y matemá cas, es necesaria la colaboración de las diferentes áreas de conocimiento y su especializaciones. El ejercicio propuesto se dirigió hacia la definición de “sistemas afectados por variables de contexto”, un planteamiento tan amplio que podría abarcar cualquier po de proyecto. Podrían desarrollarse diseños que oscilaran desde lo objetual, pasando por espacios o estructuras arquitectónicas y llegando hasta infraestructuras de escala urbana. Frente a unos opciones tan abiertas para la elección de los proyectos se plantea un método

de trabajo concreto y definido a par r de las siguientes fases: 0>Elección del po de proyecto: Escala, usos, localización. 1>Descripción del escenario en el que se enmarca a través de las variables interiores y exteriores por las que se encuentra afectado: sicas, urbanas, funcionales, económicas, esté cas. 2>Generación de un Sistema geométrico complejo frente a las formas definidas y acabadas de los procesos tradicionales de diseño. 3>Definición de “Modificadores/Deformadores” 4>Análisis de Variables Físicas 5>Conexión de los apartados anteriores mediante la aplicación de deformadores/modificadores a los sistemas geométricos definidos con el fin de conseguir la op mización a las variables de contexto energé cas analizadas. pág. 43

TALLERES

>>> “Open Minded” 2 de marzo de 2012

El primer día de taller prác co y tras una primera toma de contacto con dos de las herramientas que se impar eron (Rhinoceros y Grasshopper), los miembros del Colec vo Ooopart hicieron una exposición con trabajos de diferentes ar stas, arquitectos, ingenieros y de la propia naturaleza con el fin de trazar el amplio marco de trabajo en el que este taller mul disciplinar posicionaría su trabajo. Lejos de definir directrices claras para los proyectos que los alumnos tendrían que desarrollar a par r de este punto, se hizo una lectura de diversos objetos, de estructuras materiales y de diferentes organismos vivos como sistemas complejos, destacando sus geometrías como resultado de procesos sicos y químicos, naturales y ar ficiales, y en todos los casos espectaculares.

AYLIN KAYSER y CHRISTIAN METZNER PROYECTO> IKARUS 98% de cera. El calor genera cambios de forma

BMW PROYECTO>BMW GINA Light Vision Carrocería flexible tex l que va variando

MANUEL TORRES PROYECTO>Tela en spray El tejido se adapta a la superficie proyectada pág. 44

ANISH KAPOOR PROYECTO> Leviathan Instalación desarrollada con membranas de PVC

KVADRAT, Ronan and Erwan Bouroullec PROYECTO> Clouds Diferentes morfologías basadas en el triángulo

ATELIER YUKI MINOBE PROYECTO> Branching respira on skin Ven lación natural según morfologías naturales

JÓLAN VAN DER WIEL PROYECTO> Magne c Fields Gravity Stools Materia manipulada: magne smo + gravedad

HEINZ ISLER PROYECTO> Cabaña de Hielo Experimentación formal con membranas de hielo

INSTITUTE FOR COMPUTATIONAL DESIGN PROYECTO> Evolving Systems Project Membrana generada en base a radiación solar pág. 45

ESPEJOS ACÚSTICOS Waalsdorp 1934 Paraboloides en la focalización del sonido

TESIS DIEGO PINOCHET PROYECTO> Cielo Acús co Diseño curvatura para mejorar repuesta acús ca

EROSIÓN DEL VIENTO El viento como agente modelador de la materia

RIYAD JOUCKA+ JACK CHANDY PROYECTO>HYBRIDbiostructures Forma op mizada a los flujos de viento

LAND VORONOI CAPTURE Valle con meandros con estructura semejante a formas de Voronoi

ORPROJECT PROYECTO> OrInstalla on, London Fes val Superficie que reacciona a la luz ultravioleta pág. 46

ALA DE LIBÉLULA Entramado del ala de una libélula, semejante a las estructuras de Voronoi

SOFTLAB PROYECTO> Chromatex Colorida instalación creada con plegado de cartón

PROYECTO DE REBECCA ING Captura de colisión entre diferentes líquidos, uno con baja y otro con alta concentración de azúcar

TSUNAMIS DE VAPOR Relación entre dinámicas de viento y torres de viviendas en la ciudad de Panamá

GIUSEPPE RANDAZZO PROYECTO> MEANDER. Sistema genera vo impulsado por la interacción de agentes de crecimiento

TESIS DIEGO PINOCHET PROYECTO> Sistema piel reac va hexagonal Forma emergente según intensidad asoleamiento pág. 47

TALLERES >>> grupo 1_ PROYECTO “CELOSÍAS” Matilde Adán Ramírez Arquitectura

La idea de par da pretendía crear un elemento de fachada con huecos que deformasen su tamaño, forma y espesor dependiendo de la incidencia de la luz solar. El desarrollo es a par r de una superficie plana con la cual se crea un polígono de Voronoi en 2d, del cual obtendremos los puntos de control para las curvas de los huecos, que junto con la estructura extruiremos para restar las geometrías que resultan y formar los huevos. Éstos, dejarán pasar la luz emi da por la esfera que hace de punto atractor y deforma, según su posición rela va, el diámetro de las aperturas.

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TALLERES >>> grupo 2_ PROYECTO “OASIS (Condensador de partículas cósmicas)” Fernando Bueno & Silvia Díaz & Miren Izaguerri & María Colmenero & Socorro Rubio Arquitectura & Arquitectura & Arquitectura & Arquitectura & Bellas Artes

El obje vo inicial del trabajo consis a en la definición de una geométrica que tuviese la función de recipiente, que podría ser cualquier “contenedor” en un principio, y que progresivamente iría definiéndose (un vaso, plato, bote, piscina...).

Finalmente nuestro recipiente genérico adoptó la forma de un condensador de par culas cósmicas, con el fin de que actuase como condensador del agua de la atmósfera por su parte superior, para conducirla a la parte inferior y ser capaz de crear ecosistemas en lugares con climas extremos, donde sería imposible de otra manera. pág. 49

TALLERES >>> grupo 3_ PROYECTO “ARTEFACTO INTERACTIVO EN ESPACIO URBANO” Oscar Raya & Jara Jara & Joan Rodríguez & Juan Luis Torne Arquitectura & Arquitectura & Arquitectura & Ingeniería de la Edificación

Para este ejercicio nos imaginamos un espacio urbano libre, una plaza, en la cual queríamos hacer una piel ac va que interaccionase con los elementos del espacio definido, protegiéndolo, potenciándolo pero fundamentalmente interaccionando con él. Lo hemos definido ha sido a través de las líneas de flujos de variables energé cas, principalmente luz, sombras y temperatura. El artefacto resultante se convierte en la intersección de las variables por las que se encuentra afectado.

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TALLERES >>> grupo 4_ PROYECTO “POR MIS MUELAS” Déborah Cohen & Stella Blasco & Alberto Hananel & Flavia María Romero Arquitectura & Arquitectura & Matemáticas & Matemáticas

Como con nuación de inves gaciones sobre las complejas geometrías de las muelas, iniciadas por los integrantes matemá cos del grupo, se plantea una generación paramétrica de las mismas. Se marcó como obje vo la realización de un pabellón muela que u lizase la molécula de den na como elemento formal y construc vo. Finalmente se realizó una abstracción plana de la misma molécula.

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TALLERES >>> grupo 5_ PROYECTO “PABELLÓN TEMPORAL EN FUENTENUEVA” María Gómez & José Peralta & Paola López & Miguel Ángel Navarro Arquitectura & Arquitectura & Arquitectura Técnica & Análisis Matemático

El obje vo de nuestro ejercicio era plantear un pabellón temporal en Fuentenueva. Toma el espacio comprendido entre la entrada principal y el edificio del politécnico y se propone como recorrido alterna vo de este primer tramo del conjunto universitario. Un gran hall principal se apropia de la rotonda existente -envolviendo su arbolado- y una serie de apéndices tubulares en forma de túnel se abren a par r de éste.

Para la definición geométrica par mos de unas curvas que se adaptan a la morfología del lugar a las que llamamos “trazas”. El segundo invariante en la definición tanto del hall como de los túneles es la decisión de generar los espacios con bóvedas basadas en arcos de catenaria. El espacio queda pues construido por una bóveda de cerramiento tex l que apoya sobre arcos de catenaria anclados en los puntos en los que se dividen dos curvas traza enfrentadas. pág. 52

TALLERES >>> grupo 6_ PROYECTO “FACHADA CON OJOS” Airam Fuentes & María Sgircea Arquitectura & Arquitectura

La curiosidad por resolver este ejercicio viene del tema de la celosía. El pasaje de la luz se rige por varios parámetros con los que podemos jugar: la escala de los huecos,su separación, las posibilidades del material. Se imagina una fachada vidriada y fragmentada que requiere un control dinámico de la entrada de luz. Se requieren algunos parámetros fijados en su diseño pero también el margen dinámico que permita un control durante el uso. Generamos una celosía hecha a base de ras de material flexible, cada una se coloca sobrepuesta y anclada a la anterior en puntos separados entre sí por una distancia constante. Al es rar la fachada ver calmente, se crea una celosía de ”ojos” flexibles en la medida que el material lo permite. En proyecto se decide la anchura de las ras, el número de ojos y su tamaño, el es ramiento admisible por el material y el hueco máximo derivado del es ramiento máximo de la fachada. Una vez en uso, se puede modificar en cada momento la apertura por es ramiento de los ojos dentro de los márgenes admisibles. pág. 53

TALLERES >>> grupo 6_ PROYECTO “ESPACIO EN SOMBRA” Ignacio Tirado Arquitectura

Un espacio de sombra en la explanada de las Almadrabillas, Almería. La necesidad de sombra en grandes espacios desprotegidos lleva a la posibilidad de generar infinidad de formas para proporcionar cobijo y descanso del sol. La forma elegida es el paraboloide hiperbólico. Tras la creación de la superficie a par r de un dominio de puntos, se procede a la panelización de la misma y posteriormente a la extrusión.

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TALLERES >>> grupo 7_ PROYECTO “CELOSÍA DINÁMICA” Mario Lazzaroni & Edén Ochoa Arquitectura & Arquitectura

El proyecto comienza como una inves gación de una celosía con la capacidad de abrir y cerrar los huecos dependiendo de incidencia de la radiación solar. Esta celosía se genera a par r de dos pieles con agujeros circulares, al girar una piel sobre otra se consigue el efecto deseado. Esta celosía se puede aplicar a cualquier superficie compuesta por paneles. En este caso, se ha optado por una superficie cilíndrica, a la que se ha aplicado una panelización. El tamaño de cada panel coincide con un módulo de celosía.

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TALLERES >>> grupo 8_ PROYECTO “CUBIERTA RETRÁCTIL” José Vique & Álvaro Castellano & Jorge Lusarreta & Cristina Barea Ingeniería de Caminos & Arquitectura & Arquitectura & Arquitectura

La propuesta consiste en una estructura de paneles que podrían componer la cubierta de una piscina o espacio polidepor vo. Dicha estructura es móvil, dependiendo de factores como el sol, la lluvia, etc. Se puede replegar o extender cubriendo toda la superficie. Está formada por un cerramiento tubular. Comenzamos definiendo una curva parabólica con la cual obtuvimos la superficie inicial parabólica, tras esto mul plicamos dicha superficie para conseguir los dis ntos paneles que forman la cubierta, además de hacerlo de manera que estuvieran desfasados unos con otros una cierta altura para permi r el pliegue. Dividimos la superficie inicial en rectángulos que a su vez triangulamos, dándoles un grosor cilíndrico obteniendo el cerramiento tubular de la superficie, sin embargo, no conseguimos dicho resultado en el resto de paneles, sólo en el inicial. Por úl mo, asociamos el movimiento de los paneles a la distancia de un punto respecto de la estructura, aunque nos hubiese gustado que fuese respecto de una trayectoria solar, por ej. pág. 56

TALLERES >>> grupo 9_ PROYECTO “SOLANCO” Ana Rubiño Torres Arquitectura

Se trata de un “banco” con nuo que se va a adaptando a las diferentes posturas en las que las personas se sientan cómodas, tumbadas, sentadas, etc. Para generar la definición en Grasshoper se ha creado una curva Bézier a par r de dos puntos y dos vectores tangentes. Esta curva se divide en N puntos a los que se le va asignando la sección del banco (perpendicular a la curva), el tamaño de la sección va variando dependiendo de la distancia entre de su punto base en la curva y un punto atractor. Se han tenido en cuenta la situación de la plaza, la forma de la misma, la ergonomía en la forma de la sección y los factores luz-radiación, obtenidos mediante el plug-in Geco.

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TALLERES >>> grupo 10_ PROYECTO “UNA ANTENA EN LA CIUDAD” Rafael López & Andrés Navarro & Victoria Ramírez Ingeniería de Telecomunicaciones & Arquitectura & Arquitectura

Se plantea una intervención que ene como obje vo la creación de un edificio- antena en la ciudad de Qatar. Dicho edificio tendrá dos funciones: la de albergar oficinas, así como la de servir de antena de telecomunicaciones para la ciudad en la que se sitúa. Un símbolo en una ciudad que crece cada día más, un punto de referencia tecnológico, en defini va, una antena en la ciudad. Para Qatar un edificio pronto se diseñará se trata de una antena-torre que las comunicaciones facilitará. Del suelo nace y al cielo ha de ir a parar. Con un giro elegante Las nubes alcanzará Si lo ves desde lejos Asombrado quedarás Porque es una torre de oficinas Pero también una antena sin igual; Es una antena-torre Una antena en la ciudad. pág. 58

TALLERES >>> grupo 11_ PROYECTO “FAROLAS EN EL DARRO” Juan Antonio Marín Granados & Juan Pedro García Cabrerizo & Rogelio Madroñal Jiménez Arquitectura & Arquitectura & Arquitectura

Nos proponemos diseñar un elemento de mobiliario urbano que además de servir como emisor de luz (luminaria), suponga un hito que, por su repe ción, guíe los flujos peatonales en las zonas históricas de la ciudad. Se trata de un elemento cuya geometría parametrizada nos permite controlar sus propiedades (nº de piezas que lo componen y dimensiones), adecuándose por la variación de las mismas al contexto circundante.

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TALLERES >>> grupo 12_ PROYECTO “PLIEGUES OPERATIVOS” Sergio Alvárez García Arquitectura

Definición de un pabellón de exposiciones temporal que se basa en la geometría de la “cinta de Moebius”, donde alberga ac vidades de exposición temporal tanto fuera como dentro de la geometría. No es todo lo paramétrica que podría ser, sin embargo, significa que sólo se puede cambiar el tamaño de la banda de Moebius, el tamaño de los agujeros y si la banda de Moebius se tuerza una o tres veces.

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TALLERES >>> grupo 12_ Francisco Medina Ingeniería de Telecomunicaciones

La propuesta desarrollada consiste en un pabellón mul usos que busca la con nuidad espacial interior-exterior. Esta caracterís ca la encontramos en la geometría de la cinta de Moebius, cuyas caras se encuentran. Se ha definido esta geometría en Grasshopper y se ha panelizado para permeabilizarla, buscando la luz y la buena circulación del aire.

La banda o cinta de Moebius es una superficie con una sola cara y un solo borde. Tiene la propiedad matemá ca de ser un objeto no orientable. También es una superficie reglada. Fue co-descubierta en forma independiente por los matemá cos alemanes August Ferdinand Möbius y Johann Benedict Lis ng en 1858. pág. 61

TALLERES >>> grupo 13_ PROYECTO “ MACETARAGUAS™ ” Jan Claeys & Alejandro Cobo López Economía & Física + Ingeniería Electrónica

Preámbulo: El mundo se va a pique. En este contexto de incer dumbre, caos y destrucción, cada vez se hace más necesario asegurar a cada individuo sus necesidades básicas como la alimentación. CaracterísƟcas: El Macetaraguas™ pretende ser la solución a las necesidades alimentarias de individuos y familias gracias a la versa lidad que supone su construcción, haciendo que se pueda adaptar a cualquier espacio. La función principal es la obtención de cualquier producto hor cola sea cual sea la situación geográfica, el momento y los recursos acuíferos disponibles. Para ello es necesario pensar el empleo eficiente de los recursos y en la ges ón de la luz solar de forma que según en qué lugar y en qué estaciones del año nos encontremos, el Macetaraguas™ actúe de forma autónoma. Implementación: Para la realización del ar lugio, se ha tenido en cuenta el tamaño y la forma del receptáculo. El cliente podrá personalizar cualquier elemento

del disposi vo para adaptarse a las necesidades espaciales y esté cas. Para ello, se ha programado un modelo en Grasshopper gracias al cual podemos elegir el volumen (jugando con los radios de las bases y la altura de prisma, así como el tamaño y disposición del depósito de agua y la inclinación del tejado.

cia dependería del cul vo escogido. Todo lo demás estaría a cargo del Macetaraguas™.

Para el control automá co de las compuertas que dejan entrar más o menos luz y que ven lan o aíslan el interior en función de las necesidades y las condiciones de temperatura y humedad tanto internas como externas, se usaría un microcontrolador unido a un conjunto de servo-motores todo ello alimentado con una batería y una pequeña placa solar. Para almacenar el agua, hay un cono inver do de cuyo vér ce sale un serpen n con orificios perforados estratégicamente que aseguren un riego uniforme y óp mo. Gracias a este sistema, el usuario puede despreocuparse casi completamente por su cul vo. Tan solo tendría que suministrar agua periódicamente cuya can dad y frecuen-

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