[bio]cápsula by Marcelo Fraile Narvaez

[bio]cápsula

BIOMÍMESIS

UTILIZANDO LA BIOLOGÍA COMO INSPIRACIÓN PARA EL DISEÑO

[BIO]CÁPSULA Fraile Narvaez, Marcelo (2020). Ciudad de Madrid. Libro digital, PDF Archivo Digital: descarga y online 1. Diseño Arquitectónico. 2. Proyectos de Investigación. 3. Naturaleza. Abril 2020.

DISEÑO GRÁFICO Marcelo Fraile Narvaez DIRECCIÓN DEL DERECHO DE AUTOR Esta publicación forma parte de un proyecto de investigación académica sin fines de lucro, tanto la bibliografía como las fotos utilizadas tienen su cita correspondiente al cierre de cada artículo o epígrafe. Cada uno es resultado de una investigación desarrollada en el ámbito académico y sólo manifiesta un punto de análisis que responde a determinado objetivo. Una vez publicados, los trabajos pasan a ser propiedad intelectual de la revista. Registro de propiedad intelectual Nª 5235508. Fotografia: Marcelo Fraile Narvaez

EDITORIAL Proyecto SI TRP21 info@trp21.com.ar http:// www.trp21.com.ar TRP21 no se hace responsable, en ningún caso, de los daños y perjuicios de cualquier naturaleza que pudieran ocasionar, errores u omisiones en los contenidos.

[BIO] CÁPSULA Un pabellón manifiesto sobre los modos de habitar y las tendencias biodigitales en el proyecto arquitectónico a comienzos del siglo XXI.

EL MANIFIESTO “Todos los objetos de uso que nos rodean, ya sea en nuestra casa, ya en los lugares de trabajo, tienden cada vez más a reducir sus dimensiones, es decir, su obstaculización, sin perder nada de su función. Aparte de los objetos que tienen contacto físico con nuestro cuerpo: el sofá, la cama, etc., todo lo demás tiende a la miniaturización” Munari, B. 1968. El arte como oficio. Barcelona: Labor. La [bio] cápsula es un “Pabellón Manifiesto”, que sirve a modo de síntesis para plantear una vía de investigación en el diseño, desde la óptica de la biología y las nuevas tecnologías digitales. Una mirada centrada en la biomímesis, como un nuevo modo de obtener respuestas proyectuales inocuas, pero también eficientes. La [bio] cápsula es una aproximación discursiva y metafórica a los modos del habitar contemporáneo, una mirada crítica a la especulación inmobiliaria y la densificación de las ciudades actuales. Un prototipo habitable de carácter industrializado, un espacio en la que una persona pueda dormir, comer, trabajar y descansar. Se trata de una intervención lúdica sobre el diseño doméstico. Un proyecto experimental de bajo costo, que reinterpreta el modelo de vivienda como módulo, para transformarla en un organismo vivo: una célula de 8 metros cúbicos, que busca optimizar el “confort”, llevándolo al límite de lo molesto. Una combinación entre lo micro (la molécula), con lo macro (el insecto), para desarrollar un módulo dinámico del espacio, un sistema que emula al ADN, y que como este es capaz de evolucionar, desde una vivienda hasta una ciudad. Una pequeña célula que se introduce dentro de otra célula mayor - el medio ambiente-, y que sirve de espacio intermedio. Un esquema conceptual tridimensional, que materializa el paradigma de la complejidad en una cápsula colgada de 2x2x2 metros. Con una mirada interdisciplinar, la [bio] cápsula promueve un uso racional de los recursos a través de una economía circular (recurso – producto – residuo), un diseño de rendimiento, por encima de su forma.

FICHA TÉCNICA Diseñador: Marcelo Fraile Narvaez / @marcelofraile / https://marcelofrailenarvaez.wordpress. com/ http://trp21.com.ar/ https://laboratoriodebiomimesis.blogspot. com/ Lugar: Medialab Prado. Laboratorio de Fabricación digital Colaboración: Daniel Pietrosemoli González; Jorge Ruiz Fernández Hashtags #biomimesis #biomimicry #biodiseño #biodesign #trp21online Slogan: Combinamos arte, naturaleza y nuevas tecnologías para utilizarlas en el diseño 3

[bio] cápsula

01. LO INDIVIDUAL / LO COLECTIVO

Lo individual queda definido a través de una búsqueda de privacidad, que en la [bio] cápsula es llevada a su máxima expresión.

4 PARES POLARES Para el desarrollo de la [bio] cápsula hemos trabajado con cuatro pares polares, que son solo algunos de los diversos puntos de una enorme y compleja red de relaciones. Puntos a veces contrapuestos, pertenecientes a mundos en ocasiones disímiles, pero que aquí quedan vinculados a través de uniones dinámicas. Son instantáneas de una realidad compleja y cambiante que muta y se redefine continuamente.

Se trata de un espacio adecuado para desarrollar las funciones fisiológicas elementales, pero lo suficientemente reducido, como para obligar al sujeto a salir a compartir con el otro. Un sitio que en sus limitantes combate la individualidad, fomentando la necesidad de interacción social; lo colectivo se hace presente en su ausencia. La [bio] cápsula es una mirada crítica a la especulación inmobiliaria, y a la densificación desproporcionada de los espacios céntricos de las ciudades contemporáneas: espacios anodinos, donde el tiempo se congela bajo una falsa máscara de felicidad eterna, ocultando ante los ojos distraídos de los turistas la de-

gradación, el hacinamiento y los graves problemas ecológicos que sufren sus ocupantes.

Fig. 1 4

En este contexto, proponemos un re-aprendizaje de los valores de comunidad perdidos u olvidados. Para que esto suceda, complementaria a la [bio] cápsula, formulamos la creación y el desarrollo de Espacios Colmenas: grandes zonas interconectadas y gobernadas por sistemas de inteligencia artificial, espacios preparados para hacer posible los vínculos sociales entre sus habitantes. Una resignificación de los espacios de nuestras ciudades, a través de dos escalas de acción: una personal, la [bio] cápsula, y otra colectiva, el espacio colmena. Un modelo solidario, donde lo general, lo social se establece como la única forma de sobrevivir.

micro con lo macro, para, de este modo, ser creador de un sistema de formas complejas de alta perfomance. En la [bio] cápsula, lo micro queda definido en las uniones de la molécula del agua, deteniéndonos a contemplar las estructuras tridimensionales de Weaire-Phelan; en tanto que lo macro, se revela en la escala de una crisálida y la red de filamentos que la constituye. En ambos casos se evidencia una dinámica de sistemas complejos, sistemas abiertos que fluctúan

y que interactúan con el entorno, bajo una dinámica no lineal: bucles de retroalimentación positiva. Un esquema botton up, donde el diseñador relega el control de su creación, a través de un sistema complejo de variables dinámicas. La [bio] cápsula busca reducir el impacto de las construcciones del hombre sobre el medio ambiente, a través de un uso equilibrado del agua y de la energía, así como también el reciclaje de los residuos. Un diseño cuya premisa básica pretende una integración con la naturaleza.

02. LO MICRO /

LO MACRO (SARACENO. ORUGA. MOLÉCULA) En esencia, la [bio] cápsula es una tipología que subraya la eficiencia y la belleza de la naturaleza, y la importancia de su utilización en la arquitectura. Se trata de una mirada a través de la matemática, la biología y la geometría. Una mirada que vincula la escala de lo 5

-Cuatro ventanas ubicadas en los ángulos de la [bio] cápsula favorecen la ventilación natural de un modo continuo, manteniendo la temperatura agradable en su interior. -Un conjunto de placas fotovoltaicas, y un generador eólico, permiten disponer de la energía necesaria para alimentar la bomba de agua, la cocina y una serie de luminarias LED de bajo consumo, que dan luz al interior de la capsula. -Finalmente, una serie de pantallas exteriores, a modo de paraguas, facilitan la recogida del agua de lluvia, la cual es filtrada para obtener agua potable.

03. EL MÓDULO ESTÁTICO / EL MÓDULO DINÁMICO

La [bio] cápsula, reinterpreta el concepto del ADN, a través de cuatro elementos básicos, que al igual que los aminoácidos <adenina (A), timina (T), citosina (C), y guanina (G)>, se combinan para generar millones de individuos genéticamente diferentes; del mismo modo, estos cuatro elementos mutan hasta producir 16 piezas diferentes en cuanto a tamaño, forma o proporción: un módulo dinámico capaz de generar un complejo sistema de formas. En esencia, se trata de una crítica al diseño funcionalista de piezas seriadas idénticas, que proponía la arquitectura moderna y que aún subsiste en el imaginario de algunos arquitectos contemporáneos. En contraposición, la [bio] cápsula busca un proceso de producción en serie con posibilidad de crecimiento variable. Un modelo dinámico de evolución estructural, compuesto por dos 6

mallas flexibles superpuestas (una estructural externa, que sigue el camino de las tensiones de acuerdo con su posición, y otra de patrones Voronoi, interna, que divide el plano en tantas regiones como puntos existan en el sistema), una organización autoportante, capaz de proporcionar una estructura topológicamente única

04. PIEL / EXOESQUELETO

Bajo una estrategia de transporte y montaje intuitivo, la [bio] cápsula combina dos materiales tan disímiles como lo son el polipropileno y la madera. Para su construcción, los paneles de madera son cortados y ensamblados mediante bridas, conformando un exoesqueleto artificial autoportante: una estructura de carácter ecológico, que, con su bajo peso, y su reducida estabilidad dimensional, son capaces de resistir a los diferentes esfuerzos estáticos, a la vez que proveen de un

cerramiento opaco; en tanto que, el polipropileno, en forma de burbujas aislantes, actúa como pantalla transparente, luminosa, y brillante, un objeto capaz de absorber luz, pero también de reflejarla. En una clara analogía con las luciérnagas, durante la noche, la [bio] capsula se transforma en un elemento iluminado: la luz tamizada del interior traspasa las diferentes capas de la piel del edificio haciéndolo visible. En tanto que, durante el día, el efecto se invierte: los diferentes patrones de la piel de la [bio] cápsula, actúan como un follaje artificial filtrando la luz solar que ingresa a su interior.

8m2 Una cápsula de 2x2x2 m

16 Piezas diferentes

4 Familia de elementos

Un espacio lleno de una luz tamizada, casi fenomenológica, en donde el suelo puede ser duro, inclinado o incluso inestable ya que la capsula está colgada.

Fig. 2.

Fig. 3.

ESTRUCTURA WEAIRE-PHELAN Con base en la estructura de Weaire-Phelan (una estructura tridimensional compleja presente en la naturaleza). comienza el proceso de experimentación en busca de la forma. Descubierta en 1993 por Denis Weaire y Robert Phelan, la estructura de Weaire -Phelan, es una simulación informática de las pompas de jabón, que alteradas matemáticamente nos permite elaborar el modelo: una “célula” inicial de trabajo.

Fig. 4.

Con el avance del siglo XX, esta mirada seria reemplazada por la idea de manifiesto, un texto breve, que servía para exponer las ideas fundamentales de un diseñador o grupo de vanguardia.

A comienzos del siglo XXI, una nueva figura parece asomar en el diseño contemporáneo: “El pabellón manifiesto”, un espacio de exposición que busca sintetizar (a través de su forma, su materialidad o proceso constructivo) las ideas más importantes sobre un tema de diseño.

Con base en la estructura de Weaire-Phelan (una estructura tridimensional compleja presente en la naturaleza). comienza el proceso de experimentación en busca de la forma.

Desde tiempo inmemoriales y hasta los primeros años del siglo XX, los diseñadores recurrían constantemente al uso de “Tratados de Arquitectura”: un instrumento (teórico – práctico) de consulta e inspiración para el desarrollo de sus proyectos.

Desde esta mirada, nos abocamos a la idea de diseñar un pabellón manifiesto: un espacio que tome referencia las ideas de la biomímesis en el diseño contemporáneo. 10

Fig. 6.

Fig. 7.

EL diagrama de Voronoi, es un patrĂłn presente en la naturaleza: desde las trabĂŠculas de los huesos hasta las alas de una libĂŠlula.

Fig. 5.

DIAGRAMA DE VORONOI El diagrama de Voronoi, es una estructura presente en la naturaleza, cuyo patrón podemos encontrarlo desde las trabéculas de los huesos hasta las alas de una libélula. Matemáticamente, el diagrama de Voronoi, puede ser desarrollado a partir de un conjunto de puntos, que dividen un plano en tantas regiones como puntos exista en el sistema.

1 VIVIENDA UNIFAMILIAR MODULAR Un modulo biologico que evoluciona. Un esquema conceptual tridimensional, que materializa el paradigma de la complejidad en una cรกpsula apilable para permitir la construcciรณn de una vivienda unifamiliar modular.

A S

partir del anรกlisis de cargas y esfuerzos en los nudos, el patrรณn evoluciona hacia un modelo dinรกmico de estructura.

e toma dos decisiones fundamentales. Las uniones entre paneles serรกn flexibles, y eliminar cualquier estructura adicional: el panel se comportarรก como piel y esqueleto del modelo.

Fig. 8.

Fig. 9.

MatemĂĄticamente, el diagrama de Voronoi, puede ser desarrollado a partir de un conjunto de puntos, que dividen un plano en tantas regiones como puntos existaN en el sistema.

Configuraciones que, como en la biologĂa, parecen iguales pero que no lo son. La naturaleza odia la simetrĂa, en el ADN, existen 44 cromosomas que son capaces de generar millones de individuos, ninguno es exactamente igual al otro.

Fig. 10. 15

MODELO DOS A PARTIR DEL ANÁLISIS DE CARGAS Y ESFUERZOS EN LOS NUDOS, EL PATRÓN EVOLUCIONA HACIA UN MODELO DINÁMICO DE ESTRUCTURA.

• La [bio] cápsula es un “Pabellón Ma-

nifiesto”, que sirve a modo de síntesis para plantear una vía de investigación en el diseño, desde la óptica de la biología y las nuevas tecnologías digitales. Una mirada centrada en la biomímesis, como un nuevo modo de obtener respuestas proyectuales inocuas, pero también eficientes.

CONSTRUCCIÓN • Cuatro ventanas ubicadas en los ángulos

de la [bio] cápsula favorecen la ventilación natural de un modo continuo, manteniendo la temperatura agradable en su interior. • Un conjunto de placas fotovoltaicas, y un generador eólico, permiten disponer de la energía necesaria para alimentar la bomba de agua, la cocina y una serie de luminarias LED de bajo consumo, que dan luz al interior de la capsula. • Finalmente, una serie de pantallas exteriores, a modo de paraguas, facilitan la recogida del agua de lluvia, la cual es filtrada para obtener agua potable.

La [bio] cápsula es un “Pabellón Manifiesto”, que sirve a modo de síntesis para plantear una vía de investigación en el diseño, desde la óptica de la biología y las nuevas tecnologías digitales. Una mirada centrada en la biomímesis, como un nuevo modo de obtener respuestas proyectuales inocuas, pero también eficientes.

[BIO]Cร PSULA Pabellรณn Manifiesto

URBANISMO MODULAR

[bio] cรกpsula. Proceso de experimentaciรณn y desarrollo. Un esquema conceptual tridimensional, que materializa el paradigma de la complejidad.

La [bio] capsula postula redescubrir los espacios comunitarios de interacciĂłn social. Grandes espacios interconectados y preparados para establecer vĂnculos comunitarios; espacios complejos gobernados por sistemas colectivos de inteligencia artificial: una respuesta a la creciente demanda social y ambiental relacionada con el espacio del hombre.

UN ESQUEMA CONCEPTUAL TRIDIMENSIONAL, QUE MATERIALIZA EL PARADIGMA DE LA COMPLEJIDAD EN UNA CÁPSULA COLGADA DE 2*2*2 METROS.

[BIO] CÁPSULA CONSTRUCCIÓN

CÁPSULA COMPLETA

[bio]cápsula MÓDULO SANITARIO

Para su construcciรณn, la [Bio] cรกpsula combinaciรณn dos materiales tan diferentes como lo son el polipropileno y la madera, permitiendo recrear dos ambientes casi opuestos. Por un lado, la madera, utilizada como estructura y cerramiento, permite producir un exoesqueleto. Por el otro, el polipropileno, una pantalla transparente, luminosa, y brillante, un objeto capaz de reflejar el lugar donde la vida encuentra su lugar.

Imágenes Fig. 1. https://www.bbc.com/mundo/noticias-45960293 Fig. 2. https://naukas.com/fx/uploads/2017/03/Cosmic_soap_bubbles_God_takes_a_bath_612350664.jpg Fig. 3. http://blognuvemdeborboletas.blogspot.com/2018/01/ Fig. 4. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bitruncated_cubic_honeycomb3.png Fig. 5. https://etereaestudios.com/works/nature-by-numbers/ Fig. 6. https://i.pinimg.com/originals/02/57/e1/0257e12a3c69a52403d959dbddeea14e.jpg Fig. 7. http://leirenietorosaspavi.blogspot.com/2014/10/estructura-de-voronoi.html Fig. 8. http://fisicotronica.com/robotica-aplicacion-diagramas-voronoi/ Fig. 9. http://cmuems.com/2018/60212s/ango/01/31/ango-reading02/ Fig. 10. https://iopscience.iop.org/chapter/978-1-6817-4676-0/bk978-1-6817-4676-0ch1.pdf El resto de las fotografías, render y diagramas pertenecen Marcelo Fraile Narvaez

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