Modelado paramétrico interpretativo en el diseño expresivo de envolventes arquitectónicas en pregrado

Modelado parametrico interpretativo en el diseño expresivo de envolventes arquitectonicas en pregrado

Título	Modelado parametrico interpretativo en el diseño expresivo de envolventes arquitectonicas en pregrado
Palabras Clave	viento, aerodinámica, envolventes, edificación, arquitectura
Carreras Relacionadas	Magíster
Período	2020-
Área	Forma, Cultura y Tecnología
Investigador Responsable	Christopher Castro
Coinvestigadores	Juan Carlos Jeldes

Modelado paramétrico interpretativo en el diseño expresivo de envolventes arquitectónicas en pregrado

Descripción

En esta investigación se busca proporcionar un punto de vista a propósito de la expresión formal contemporánea. A partir de una reflexión sobre los procesos proyectuales ocurridos desde las vanguardias hasta la actualidad. Ya que se puede apreciar un deterioro en la calidad de las obras de arquitectura para integrarse en su entorno, situación que deriva de la falta de sensibilidad en la utilización de las herramientas de diseño digital.

Es por esto que se propone retornar al análisis fenomenológico para aproximar al método proyectual las particularidades del entorno, especialmente sobre el fenómeno del viento. Pero además dado que existe una similitud con los algoritmos paramétricos, que permite su aplicación en diseño de elementos espaciales, específicamente para el caso de las envolventes dinámicas.

Pues proyectar a través del diseño paramétrico facilita establecer una estructura lógica para coordinar las relaciones percibidas, donde se definen las condiciones iniciales para producir una forma. Y aunque no se pueden anticipar todas las posibilidades formales reproducibles por el sistema, es posible retroalimentar y definir criterios variables, para ajustar e interactuar coordinadamente el diseño, teniendo como resultado no solo una pre visualización o representación del proyecto, sino que toda la información involucrada en su configuración.

La integración de la percepción al modelado paramétrico, busca ser un aporte en las primeras etapas de proyectos de estudiantes de arquitectura, priorizando aquellos que cuentan con un dominio básico de las herramientas digitales, para mejora potencial de su abanico de herramientas de diseño.

Preguntas: ¿Es posible adquirir dimensiones perceptuales, a partir de la interpretación de los fenómenos que afectan el entorno e introducirlos en el diseño paramétrico?

¿Existe alguna organización lógica que facilite el entendimiento y la toma de decisiones en un sistema de diseño paramétrico que tiene como base la percepción fenomenológica?

Hipótesis: La integración de la percepción en el modelado paramétrico interpretativo en los procesos de diseño de estudiantes de arquitectura, mejora la sensibilidad y complejidad que pueden alcanzar en el desarrollo expresivo.

Metodología Propuesta

Se propone una metodologia en dos etapas, primero una centrada en una recopilacion documental de los factores involucrados en el proyecto, para luego integrarlos en una exploracion de diseño a partir de modelos parametricos.

1/ Temas

• Expresión formal en arquitectura
• Fenomenología a partir de Merleau Ponty y Gilbert Simondon
• Parametricismo
• Orden Natural - Filotaxis y Teoria del Caos

2/ Exploración

• Modelado paramétrico en Rhinos
• Pruebas con fabricación digital
• Curso de experimentación

Programa

La investigación tiene como objetivo principal, establecer una metodología proyectual basada en la percepción del medio natural para su aplicación a través del diseño paramétrico, permitiendo una mejora a las herramientas y posibilidades de diseño del estudiante de arquitectura, para generar no solo formas más complejas, sino que también ampliar sus capacidades para la expresión.

Objetivo principal:	Analizar, Definir y Organizar variables de la percepción para integrar en el diseño	Identificar, Sintetizar y Organizar los procesos y factores claves del parametricismo	Experimentar en modelos digitales y análogos envolventes paramétricas a partir de la definición de módulos y tipologías	Introducir y Orientar un piloto de curso de experimentación formal	Evaluar y comparar las tipologías propuestas en el curso de experimentación
Metodología	Análisis de información cualitativa	Análisis de información cualitativa	Diseño y Modelado	Modelado y experimentación	Registro y Evaluación
Actividades	Recopilación documental	Recopilación documental Experimentación directa	Experimentación modelos paramétricos y fabricación digital	Workshop piloto	Exposición y Evaluacion

Actividades

• Objetivo 1 : Analizar, Definir y Organizar variables de la percepción y su relación con el diseño.

Actividad 1: Se realiza un revisión bibliográfica de exponentes que reflexionan sobre el rol de la percepción para el entendimiento del entorno. Teniendo como base los estudios de la Gestalt y Martin Heidegger, pero principalmente a partir de Merleau Ponty y Gilbert Simondon.
Resultado esperado: Encontrar variables que relacionan la percepción con el diseño para extrapolarse a los sistemas paramétricos. Entender la fenomenología como un medio por el cual se comprende el espacio, adquiriendo sensibilidad para el proceso de diseño.
Recursos: Recursos bibliográficos y medios digitales para recoger, ordenar y graficar la información.
Actores: El investigador y Profesores de taller
Duración: 1 Mes (Realizado)

• Objetivo 2 : Identificar, Sintetizar y Organizar los procesos y factores principales del parametricismo

Actividad 2: Se realiza una revisión bibliográfica y un estado del arte sobre los fundamentos del parametricismo.
Resultado esperado: Determinar un orden lógico que se adecue a los procesos de diseño simplificados para estudiantes de arquitectura, pero que además admita flexibilidad para introducir componentes perceptibles.
Recursos: Recursos bibliográficos y medios digitales para recoger, ordenar y graficar la información.
Personas: El investigador y Profesores de taller.
Duración: 1 Mes (Realizado)

Actividad 3: Explorar las herramientas disponibles para el diseño paramétrico en software Rhinoceros con plugin Grasshopper
Resultado esperado: Determinar factores o elementos disponibles para construir algoritmos de diseño.
Recursos: Software Rhinoceros + Grasshopper
Personas: El investigador
Duración: 1 Mes (Realizado)

• Objetivo 3 : Experimentar en modelos digitales y análogos envolventes paramétricas a partir de la definición de módulos y tipologías.

Actividad 4: Explorar y proyectar formas de envolventes en el medio digital, integrando dimenciones de la percepción, realizar pruebas de organización y valores para construir en medios de fabricación digital.
Resultado esperado: Obtener conocimiento empírico mediante la experimentación en modelos digitales, para entender desde la propia práctica los principios básicos del diseño paramétrico. Comprobar la posibilidad de construir una metodología que integre la percepción al modelado paramétrico.
Recursos: Software Rhinoceros + Grasshopper
Personas: El investigador
Duración: 1 mes

Actividad 5: Realizar pruebas de los modelos digitales en fabricación digital análoga
Resultado esperado: Experimentar y confirmar análogamente las relaciones entre la percepción del entorno y el modelado paramétrico digital.
Recursos:
Software Rhinoceros + Grasshopper.
Taller de fabricación Escuela de Arquitectura y Diseño / Impresora 3D, Máquina corte láser, Router CNC.
Herramientas para la utilización de las máquinas.
Suministros impresora 3D.
Papelería, Materiales de fabricación como maderas, plásticos, metales. Según diseño.
Gastos asociados: $150.000
Personas: El investigador, Profesores de taller y Encargado de taller
Duración: 1 Mes

• Objetivo 4 : Introducir y Orientar un piloto de curso de experimentación formal

Actividad 6: Proponer y realizar una encuesta sobre las dificultades que tienen los estudiantes al momento de proyectar sus proyectos de pregrado.
Resultado esperado: Se busca obtener una serie de conceptos y dificultades con las que se encuentran los estudiantes, para incluirlos y poner en contexto en la realización del piloto.
Recursos: Medios digitales para recoger, ordenar y graficar la información, principalmente a través de google forms y sheets.
Personas: El investigador y estudiantes de arquitectura de la Escuela de Arquitectura y Diseño.
Duración: 1 Semana

Actividad 7: Diseñar una encuesta de evaluación sobre la realización del piloto.
Resultado esperado: Obtener información que valide la percepción de mejora en la posibilidades de expresión luego de la realización del piloto.
Recursos: Medios gráficos para recoger, ordenar y graficar la información, google forms.
Personas: El investigador
Duración: 1 Semana

Actividad 8: Plantear un Curso piloto de experimentación formal, definir etapas y programa, teniendo en cuenta etapas de divulgacion, realizacion y evaluacion.
Resultado esperado: Se pretende obtener el programa de un curso de experimentación formal en etapas. (A lo menos una teórica y una práctica)
Recursos: Medios digitales para recoger, ordenar y graficar la información.
-Crear material grafico de divulgacion
Personas: El investigador y Profesores de taller
Duración: 2-3 Semanas

Actividad 9: Realizar el Curso piloto de experimentación formal, según las etapas definidas en el programa, teniendo todas sus sesiones presenciales.
Resultado esperado: Poner a prueba la metodología propuesta en la investigación, obtener una bateria de propuestas que permitan adquirir información cualitativa de los proyectos realizados en el Curso.
Recursos:
Software Rhinoceros + Grasshopper.
Sala de Computadores Escuela de Arquitectura y Diseño.
Taller de fabricación Escuela de Arquitectura y Diseño / Impresora 3D, Máquina corte láser, Router CNC.
Herramientas para la utilización de las máquinas.
Suministros impresora 3D.
Papelería, Materiales de fabricación como maderas, plásticos, metales. Según diseño.
Gastos asociados: $250.000
Personas: El investigador, Voluntarios estudiantes de arquitectura de la Escuela de Arquitectura y Diseño que estén cursando talleres posteriores al uso de autocad, Profesores de taller, Encargado del taller de fabricación.
Duración: 1 Mes

Actividad 10: Registrar la realizacion del Curso piloto de experimentación formal.
Resultado: Dosier con informacion cualitativa, registro en texto, fotografico y videos del curso.
Recursos: Medio digital e impreso para recoger, ordenar y graficar la información.
Personas: El investigador, Voluntarios estudiantes de arquitectura de la Escuela de Arquitectura y Diseño que hayan cursado el piloto.
Duracion 1 Mes

• Objetivo 5 : Evaluar y comparar las tipologías propuestas en el curso de experimentación

Actividad 11: Realizar y analizar la encuesta preparada para el término del piloto.
Resultado esperado: Informacion cualitativa de los resultados del curso que permitan sacar conclusiones sobre la eficacia del curso.
Recursos: Medio impreso o Google Forms, Sheets y Medios digitales para recoger, ordenar y graficar la información.
Personas: El investigador, Voluntarios estudiantes de arquitectura de la Escuela de Arquitectura y Diseño que hayan cursado el piloto.
Duración: 1 Semana

Actividad 12: Exponer las tipologías construidas durante el piloto.
Resultado esperado: Exponer y divulgar los resultados obtenidos en el piloto. Dar visibilidad al rol de la percepción en la creación de proyectos de envolventes arquitectónicas.
Recursos:
Taller de fabricación Escuela de Arquitectura y Diseño.
Sala de exposiciones Escuela de Arquitectura y Diseño.
Maquinas de fabricación.
Papelería, Materiales de fabricación como maderas, tornillos y otras fijaciones.
Gastos asociados: $50.000
Personas: El investigador, Voluntarios estudiantes de arquitectura de la Escuela de Arquitectura y Diseño que hayan cursado el curso.
Duración: 1 Semana

Actividad 13: Construir y aplicar un instrumento para la evaluación de las envolventes desarrolladas en el piloto.
Resultado esperado: Un instrumento de evaluación que permita adquirir información cualitativa que permita valorar la calidad o la complejidad adquirida con el curso. Ademas de la posibilidad de emitir juicio sobre la confirmacion o no del la aplicabilidad de la percepcion en el diseño de envolventes arquitectonicas.
Recursos: Medios gráficos para recoger, ordenar y graficar la información.
Personas: El investigador y profesor de taller.
Duración: 2 Semanas

Marco Teórico

Expresión Arquitectónica

Desde finales del siglo XIX, los artistas de las vanguardias y el modernismo protagonizaron un proceso donde se buscó deconstruir el significado de la obra, de un estado imitativo a uno interpretativo. De la misma forma, en este periodo surgieron escuelas como DeStijl y la Bauhaus, que también involucraron la técnica y la industrialización a la práctica del diseño. Entre sus exponentes destaca la -Arquitectura Mínima- de Mies van der Rohe donde se hace evidente la depuración material y significativa, continuada por arquitectos contemporáneos como Tadao Ando, Fran Silvestre y John Pawson.

Durante el postmodernismo ocurre el proceso contrario, “los indicios de tal involución eran el retorno del arte figurativo, como representación de imágenes más que de cosas”, si en el modernismo se había avanzado en desligarse de la figuración, profundidad y empaste a la pura superficie de color, fue reemplazado por una estética híbrida, enfrentándose constantemente a nuevas formas de expresión (Anderson, 2016).

Esta estética híbrida significó el retorno de la figuración y la evolución de la ‘arquitectura high tech’ a sistemas paramétricos asociados a las tecnologías digitales (Anderson, 2016). Desde aquí se proponen nuevas tipologías formales como el “Foldism, Blobism y Parametricism” (Schumacher, 2017) Y formas derivadas de la composición de fragmentos como el las obras de Enric Miralles, Frank Gehry, Clorindo Testa entre otros (Montaner, 2015).

Sanchez J, (2020) señala a propósito del modernismo, que la estandarización modular construyó una narrativa de eficiencia e innovación hacia un desarrollo técnico. Había una implícita intención de homogeneización que dio pie a los movimientos postmodernistas. "La investigación en arquitectura digital, incluso hoy, se centra en la diferenciación y personalización masiva de elementos constructivos, rechazando cualquier forma de estandarización."

En latinoamerica “el contacto con las vanguardias europeas no significó, simple imitación.” (Pini, 1997) Se centraron en reinterpretar el movimiento modernista a partir de los manifiestos expuestos por los literarios latinos, “los cambios en la concepción de la forma y su instrumentación por parte de las vanguardias latinoamericanas, estuvieron vinculados a una verdadera apología de lo nuevo”, y "lo –nuevo- les permitía armar utopías, asumir actitudes mesiánicas respecto del arte como posible motor transformador de la sociedad, y ubicarse en un contexto de discusión ambiguo, con algunas similitudes pero a la vez diverso de las vanguardias europeas” (Pini, 1997). Dada esta interpretación y la no ligazón al modernismo, generó un proceso de hibridación estilística que relaciona estos procesos al periodo postmodernista.

Envolventes

Aunque la expresión arquitectónica se despliega por toda la obra, es más relevante en las envolventes, ya que es el elemento donde se hacen visibles las estrategias de creación, para producir la interacción entre el interior y el exterior. Es donde se debate su relación con el entorno, donde se confirma su irrupción en el paisaje, de manera que "la arquitectura debería «volverse imperceptible» a base de sumergirse en las fuerzas específicas que configuran cada realidad, a fin de hacer que estas huyan de las convenciones y produzcan cambios e innovaciones" (Taut & Ábalos, 2011). Así las percepciones son el medio por el cual se recoge la expresión, y por tanto desde donde surge el entendimiento del espacio desde el propio habitar.

Análisis Fenomenológico

Según Merlau Ponty y Gilbert Simondon, se puede interpretar que la explicación más elemental para definir la percepción es la que se produce cuando un elemento se distingue de un contexto, a esta distinción entre los conjuntos se le pueden atribuir relaciones nominales o simbólicas, ya que remiten a una cualidad intrínseca (no figurativamente) y también una dimensión o un signo que define su valencia. En la medida que se habita un espacio, también se involucra la dimensión temporal de las secuencias de relaciones entre objetos: un ritmo. De manera que lo percibido adquiere contenido, medida y temporalidad.

Modelado Paramétrico Interpretativo

El entendimiento tradicional del diseño tiene como medio típico el lápiz y la goma, donde la idea se configura a partir de añadir o quitar marcas (Woodbury, 2010), sin embargo el modelado paramétrico introduce un cambio fundamental, las partes del diseño se ajustan y se relacionan de manera coordinada. Se basa en sistemas lógicos y algorítmicos derivados de los grafos, donde la organización de los elementos ayuda a la comprensión del conjunto. Sobre esta definición se pueden extrapolar los conceptos derivados de la percepción, sobre las relaciones, las valencias y el como se define y organiza el modelo.

Una de las particularidades del modelado paramétrico, es que en la medida que se pone en practica, tambien se adquiere un pensamiento abstracto y algorítmico del proyecto. Esto es relevante para los procesos formativos, ya que su utilización para explorar nuevas formas, es similar a la utilización de modelos experimentales clásicos, pero con la posibilidad de ajustar en tiempo real los datos y relaciones que condicionan la forma. Por otro lado, tambien se mantienen similitudes con la practica del diseño en cuanto a como se perfila la forma, es decir, ya sea a partir de una unidad discreta y luego la organizacion del total, o a partir del total o una forma general, y luego detallandola o generando particularidades.

Orden en la Naturaleza

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  Dos fotogramas: Mar

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  Dos fotogramas: Follaje

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  Dos fotogramas: Nubes

Morfogenesis

Se han realizado numerables estudios sobre el orden en la naturaleza, en los que se declara que la formación de patrones es uno de los fénomenos mas comunes en la naturaleza (Jean,2009). En la mayoria de los casos se presentan simetrías laterales y radiales, donde pueden describirse algunas constantes, como los patrones disticos, espirales, jerarquias y alometrias que son posibles involucran en el diseño como un orden logico de la generación formal en la naturaleza.