MARQ / Arquitectura Digital: Diseñar desde el componente 
Hugo Mondragón L. Jefe de Programa. Magíster en Arquitectura PUC. El Magíster en Arquitectura es el más antiguo de la Escuela de Arquitectura de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Inició labores en 1991, tiene casi 20 años de existencia y está acreditado por la CONAP. En la actualidad cuenta con más de 100 egresados y un volumen igual de tesis que se encuentran a la vanguardia de los avances disciplinares y cuya versión resumida está disponible en www.magisterarq.cl. En esta oportunidad les presentamos un artículo que nace de una de las últimas tesis desarrolladas en el programa, en la cual se exploran las posibilidades que la incorporación de una nueva generación de programas computacionales tiene sobre la ideación y la producción de nuevos componentes arquitectónicos. Lo invitamos a disfrutar de su lectura, esperamos que sea de utilidad como material de consulta y le informamos que una versión completa de este texto se encuentra disponible para ser consultada en la biblioteca del programa. Arquitectura Digital: Diseñar desde el componente Generar variaciones en un sistema fue un primer paso, pensar en como simplificar su construcción y ampliar su eficiencia el segundo Por Ari van Zeeland Labra. Magíster en Arquitectura PUC 2008. “La era digital ha reconfigurado radicalmente la relación entre lo concebido y lo construido, creando un link directo entre lo que se puede hacer y lo que se puede construir. Hoy los proyectos no sólo han surgido digitalmente, sino también, pueden ser realizados digitalmente por procesos de fabricación numérica, controlado por computador (CNC); file to factory” 1 El diseño no se limita a la simple configuración de un espacio. Una obra de arquitectura envuelve muchos elementos de los cuales cada uno o todos en general pueden establecer condiciones de diseño: desde el encargo, el programa, el lugar, hasta un método constructivo, su estructura y la industria, que determinan a través de sus materiales y medidas, condiciones o restricciones al momento de desarrollar un proyecto. En ese contexto, la “era digital” no viene a presentar una nueva forma de hacer arquitectura, más bien, genera una mayor libertad formal en las condiciones de diseño, específicamente en la relación entre materiales, medios de fabricación y elementos construidos. La capacidad de proyectar o de diseñar sigue estando, o dependiendo de la voluntad y creatividad del arquitecto para responder a un encargo. Entonces, ¿de quién es la responsabilidad al momento de evaluar o criticar una obra?, ¿de los medios digitales o de quien puso una intención determinada?
Fig. 01 Dentro de todos los temas posibles de discutir sobre los usos de los medios digitales en la arquitectura, se pueden acotar dos aspectos. El primero es la reformulación en los procesos productivos, que han permitido obtener a través del desarrollo de componentes, igualdad o variedad de piezas, con la misma eficiencia. El segundo aspecto es el interés que vuelve a tomar el uso de vínculos y parámetros en el desarrollo de proyectos. Esto a raíz que hoy en día, a través de diferentes software o de la misma programación, se logran obtener de manera más eficiente las respuestas a diferentes variaciones de estos valores, que relacionados entre sí, repercuten en la construcción de diferentes escenarios. Estos dos aspectos, que pueden ser distantes entre sí, convergen en un mismo punto: la posibilidad de entregar una mayor libertad formal a los arquitectos para responder a formas variables y más complejas. (Fig.01) Frente a esa libertad formal, han surgido diferentes propuestas. Algunas experimentales, que han permitido a diferentes arquitectos, generar elementos cuya arquitectura es totalmente cuestionable, tanto por una incongruencia entre forma y uso (en algunos casos) como por su carácter escultórico donde la imagen, al parecer, toma una mayor relevancia al momento de generar la propuesta. (Fig.02)
Fig. 02 En ese contexto, la crítica a este tipo de obras no debe quedar en el aspecto formal o en el resultado final obtenido, con comentarios como: “Alguien en su oficina de Londres debe haber presionado Control K en algún computador y luego de algunos minutos de espera, enviado a fabricar por partes el nuevo pabellón”. 2 El interés está en poder mirar más allá este tipo de obras, en poder cuestionarnos su desarrollo, pero desde el conocimiento, desde las posibilidades que la originan. El interés está en investigar cuáles son los procesos que determinaron su forma final y evaluar, por ejemplo, no sólo su imagen, sino también la estructura que la soporta. Así, mediante el aprendizaje de los nuevos procesos de fabricación, de las reales posibilidades de construcción y montaje, de la interiorización en estos nuevos procesos de diseño, tenemos que empezar a cuestionar este tipo de obras como arquitectos, y a la vez, desde sus mismas posibilidades proponer nuevas alternativas. La incorporación de la fabricación digital y el diseño paramétrico en la arquitectura, ya es un hecho, y depende de nosotros si sabemos tomarlas y encausarlas en la construcción de proyectos propositivos, donde podamos encontrar obras que no sólo apunten a un orden iconográfico. En ese contexto, surge la investigación: “Producción digital y sistemas adaptables. De la construcción de un mínimo parametrizado a un sistema variable”. Esta es una tesis guiada por Juan Ignacio Baixas y realizada en el Magíster de Arquitectura PUC (MARQ) a través de sus cursos, Workshops y charlas, sumado al laboratorio de prototipos FADEU. En ella fue posible explorar y conocer las reales posibilidades de los medios de diseño y fabricación digital, y cómo su uso genera tanto libertades como restricciones al momento de diseñar. De esa experiencia y volviendo a los dos aspectos antes expuestos: de la fabricación y la incorporación de parámetros de variación surge el interés por analizar el desarrollo de alguna de estas obras.
Fig. 03 La incorporación de parámetros y vínculos en un proyecto, sumado a la posibilidad de generar elementos variables, ha permitido incorporar un tercer concepto: el de la personalización. Por medio del desarrollo de un diseño paramétrico es posible incorporar una serie de variables a un sistema, permitiendo a éste, según como se informen de distintos valores, generar diferentes escenarios del total. Estas variaciones pueden estar vinculadas a una condición externa, que según como se presenten, informan de manera específica al sistema, la manera en variarán3. La importancia radica en qué variables se seleccionan y cómo éstas modifican un sistema determinado. “La capacidad de diferenciarse, de distinguir la arquitectura basada sobre el lugar, el uso y el deseo, es un pre – requisito al éxito que han eludido nuestros precursores. Con la información extraída de las herramientas de control, somos capaces de visualizar y gestionar una arquitectura masiva personalizada pre-fabricada”. 4
Fig. 04 Esta personalización, depende de las posibilidades de fabricación digital (elementos variables), ya que para un mismo sistema, cuyas relaciones están establecidas a través de parámetros, determina que para cada escenario, sus componentes sufrirán modificaciones para responder a una condición puntual. Por ejemplo, si se trabaja a través de una serie de paneles cuya forma debe responder a superficies variables, en cada escenario, la forma de relacionarse entre las partes o de montaje puede ser la misma, pero el tamaño de cada panel, su forma y ubicación es siempre distinta. (Fig.02) Este concepto de personalización se sustenta solamente en el proceso de diseño, donde es posible por medio de programas BIM (Building information model) o desde la programación, generar infinitas variaciones, en respuesta a diferentes contextos, pero ¿qué ocurre con el escenario final y construido? Es un escenario personalizado, pero ¿es su sistema constructivo un sistema personalizable o adaptable, para variaciones futuras de los parámetros externos?
Fig. 05 El cuestionamiento a estas propuestas, surge de una de sus mayores ventajas: la generación de elementos variables para la construcción de formas complejas. Esta interrogante nace a partir de las excesivas variaciones que se producen en distintos sistemas o aplicaciones, justificados en la posibilidad de fabricación. Sin embargo, estos casos dejan de lado otros temas de igual importancia, como la eficiencia constructiva, al no considerar sus tiempos de montaje y costos. También, presentan poca sustentabilidad al tener un escenario ya definido, por una nula adaptabilidad de los componentes, que presentan una forma y una posición única en un total. Esto restringe a un caso construido, la posibilidad de reutilizar sus componentes para una nueva aplicación. La posibilidad de un sistema de incorporar elementos variables no se cuestiona en estos procesos, lo cuestionado es la posibilidad de incorporar mayores usos a los componentes cuando su aplicación se restringe a un solo uso y a una posición específica. Si la generación de variaciones en un sistema fue un primer paso, pensar en cómo simplificar su construcción y ampliar su eficiencia puede ser un segundo paso para una aplicación en masa de estas herramientas.
Fig. 06 En el desarrollo de estas obras, muchas veces se privilegia la libertad formal, versus la eficiencia constructiva. Hay casos donde la generación de tantos elementos variables, repercute en uniones variables, determinando para un proceso de construcción un mayor tiempo de coordinación, de montaje y un mayor costo por el uso de conectores específicos a puntos de unión variable. (Fig.02) Frente a ese cuestionamiento surge la pregunta de investigación que guía el desarrollo de la tesis: ¿cómo se puede generar un vínculo entre la arquitectura digital y la industria, utilizando las herramientas de diseño y producción digital en la generación de componentes, para desarrollar una arquitectura masiva, variable y más adaptable?
Fig. 07 A esta pregunta, surge como respuesta el diseño de un sistema que busca relacionar dos aspectos. Por un lado, la variación de los componentes para aplicaciones específicas, y por otro lado, la incorporación del concepto de módulo, asociado a la repetición y combinación de los componentes, para construir desde un número definido de elementos, nuevas aplicaciones. Un sistema, que por medio de un diseño paramétrico es posible de vincular a variables externas, para responder a escenarios específicos, y al mismo tiempo, desde un mismo escenario, volver a construir una nueva aplicación. (Fig.03 y Fig. 04) El diseño, surge al incorporar en cada componente, un parámetro de variación sin importar cómo estos se combinan. Los componentes construyen marcos de curvaturas variables, que en conjunto determinan diferentes tipos de cubiertas. Este diseño, denominado sistema de componentes variables y adaptables (WORM system), se aplicó para la construcción de estaciones de transbordo del sistema de transporte Transantiago, respondiendo a los flujos e intensidades de movimiento que se determinaron en distintos puntos de la ciudad. Lo flujos son generados a partir de puntos emisores, (estaciones del metro) y puntos captadores (buses de transantiago asociado a un recorrido y a un punto de transbordo). Estos factores fueron los que, según cada punto de análisis, informaron al sistema de largos, anchos y aperturas variables, en función de accesos controlados y puntos de embarque. (Fig.05 – Fig. 06 y Fig.07)
Fig. 08 En conclusión, esta investigación buscó en una primera instancia, evaluar la incorporación de los medios digitales en la arquitectura, y desde su cuestionamiento proponer una alternativa para el desarrollo de sistemas variables, que además de ser personalizables, incorporen el concepto de adaptabilidad. Esto se logra al mantener un mismo tipo de unión entre componentes, más una única regla de repetición y combinación, pero permitiendo la variación en las unidades para una mayor libertad formal. Las ventajas son un menor tiempo de montaje, mayores posibilidades de uso, tanto por la posibilidad de generar aplicaciones específicas, como nuevas configuraciones desde un mismo escenario. Esto permite masificar su uso, como un sistema constructivo posible de vender en el mercado de los materiales de construcción, para el desarrollo de cubiertas variables. (Fig.08)
Fig. 09 Un segundo aspecto que surgió de la investigación, fue la posibilidad de evaluar la aplicación de este tipo de propuestas en un escenario real. Es muy común ver proyectos asociados a edificios iconográficos o enfocados en el desarrollo de pabellones, donde son pocas las variables reales que ponen a prueba este tipo de formas. En este caso, se tomó el Transantiago y el surgimiento de puntos de transbordos a partir de una mayor demanda, trasladando los puntos de pago bajo el bus. Esto repercutió en una demanda de puntos de control, un perímetro controlado y puntos de transbordo. Esto se resuelve actualmente por elementos auxiliares que ensucian el espacio público, a partir de lo cual se propone el uso de este nuevo sistema, cuya respuesta es atingente al caso, donde para cada punto se requiere una solución específica, y que por la condición cambiante de las redes viales como de recorridos, es necesaria la adaptación a posibles cambios. Finalmente, el proyecto se logra a través de un único elemento que genera largos, anchos y aperturas variables en función de los flujos que genera el transbordo de pasajeros. AD.init_comments();
