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El software de diseño, de la pantalla al mundo real

El software de diseño ayuda a los arquitectos a crear museos, estadios y otros grandes proyectos con formas estéticas y sobrenaturales. Ahora es tiempo de darle un mejor uso a esa tecnología: para optimizar los edificios comunes, ganar eficiencia energética y mejorar la forma en que la gente vive y trabaja. 

Por Allison Arieff - 28 de Febrero 2014
El software de diseño, de la pantalla al mundo real

 

Desde el lanzamiento en 1997 del Museo Guggenheim de Bilbao, en España, y de su exterior de titanio creado por Frank Gehry, el ojo se acostumbró a estas declaraciones arquitectónicas, como a la compleja geometría del Estadio Nacional de Beijing, en China —también conocido como nido de pájaro— de Herzog & de Meuron, o a la precariedad colgante del Museo Nacional MAXXI creado por Zaha Hadid en Roma, Italia.

Parece como si hubiera un complejo sistema detrás de la ingeniería de estos arcos, rampas y curvas que desafían a la gravedad. Y eso es porque lo hay. Pero la tecnología como modelación paramétrica puede hacer mucho más que facilitar las fantásticas creaciones de Gehry, Hadid y sus colegas. Cada vez más, esta tecnología está siendo utilizada no sólo para que los edificios se vean más atractivos, sino también para ajustar con precisión cada detalle de la performance, como la acústica o la eficiencia energética. No es una aplicación sexy, pero se convertirá en algo cada vez más valioso para la arquitectura y para la forma en que vivimos y trabajamos.

Simulación
El software de diseño paramétrico descubre de manera automática cómo un cambio en cualquier parámetro de una estructura afectará a otros aspectos físicos. Es mucho más complejo que los software de diseño asistido por computación (CAD), que están presentes en la industria desde los ’80.

Estadio Olímpico de Beijing web

El Estadio Nacional de Beijing, diseñado por Herzog & de Meuron, fue sede de las competencias de atletismo en los Juegos Olímpicos de 2008.

 

El programa funciona esencialmente como un lápiz digital y requiere que una persona mueva un mouse para manipular las líneas en un plano. La tecnología paramétrica actual es más que una herramienta para realizar bocetos. No sólo puede modelar un edificio y muchos de sus atributos en 3D, sino que también puede revisar ese modelo en forma instantánea. Si un arquitecto quiere alterar un techo, por ejemplo, las paredes entonces se ajustarán automáticamente a ese cambio. Como lo explica Hao Ko, director de Diseño de la firma Glenser, “el diseñador está fijando las reglas y los parámetros, mientras que la computadora se encarga de la repetición. Esto nos da mayor flexibilidad para explorar y hacer cambios mucho más rápido”, señala. Y también implica que los arquitectos están mucho más dispuestos a realizar modificaciones que mejorarán el proyecto.

A medida que la tecnología mejora, los modelos paramétricos comienzan a ser capaces de aceptar más y más “inputs”. Los arquitectos pueden utilizarlos para investigar de qué material puede construirse un edificio o cómo puede maximizarse la luz natural. O pueden virtualizar el tamaño de las ventanas y la altura de los techos para encontrar la mejor forma de acondicionar y calefaccionar una estructura. “En cualquier proyecto hay millones de posibilidades”, dice el arquitecto Matthew Pierce, de Perkins + Will.

Phil Bernstein, arquitecto y vicepresidente del desarrollador de software Autodesk, cree que la tecnología del diseño paramétrico ayudará a que los nuevos edificios sean más amigables con el medio ambiente (algo crucial, cuando representan el 40 por ciento del consumo energético mundial y un tercio de las emisiones de dióxido de carbono). El estándar actual de la industria en eficiencia energética es el LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). Los arquitectos que utilizan elementos “verdes” como plantas tolerantes a la sequía y sistemas de ventilación, calefacción y aire acondicionado eficientes, pueden aplicar para una certificación LEED. Pero los críticos señalan que es difícil medir los resultados. La tecnología paramétrica podría ofrecer una respuesta con mediciones precisas. ¿Cuánta energía realmente necesita un edificio? ¿O cuánta generará? ¿Cuánta agua utilizará? Todo esto puede determinarse durante el proceso de diseño y así ser fácilmente optimizado. Los modelos pueden ajustarse hasta encontrar los resultados que se están buscando.

Eso fue lo que sucedió con el diseño de Perkins + Will para el Laboratorio Bigelow de Ciencias del Océano en Maine, Estados Unidos. La firma utilizó un software llamado Ecotect Analysis (ahora propiedad de Autodesk) para modelar desde la “performance” energética hasta el manejo de la luz del día, con la ubicación de las ventanas de una forma determinada para que la luz exterior pueda iluminar el interior.

Laboratorio Bigelow web

Para diseñar el Laboratorio Bigelow de Ciencias del Océano de Maine, Estados Unidos, el estudio Perkins + Will empleó el software Ecotect Analysis, que permite ajustar variables como el uso de energía y el manejo de la luz solar.

 

Mientras los arquitectos juegan con el diseño, una computadora calcula y analiza características como el área del piso del edificio y la cantidad de materiales que son necesarios. Pueden simular el rendimiento térmico de realizar una pared, un techo o una ventana en forma diferente y comparar ese desempeño con los costos. Así podrían estudiar, por ejemplo, cómo funcionan los diferentes tipos de vidrios, no sólo en todo el edificio sino en una cara determinada y bajo ciertas condiciones climatológicas a partir de información de largo plazo.

Los beneficios de la tecnología paramétrica pueden ser vistos en la próxima a finalizarse Torre Shanghai de Gensler, que con 630 metros será la segunda más alta del mundo y la primera de China. Su forma curva fue una decisión estética, pero al ingresar su geometría en una herramienta conocida como Grasshopper los diseñadores fueron capaces de mejorar la forma para minimizar la fuerza del viento sobre la fachada. Como lo explica Ko: “Si uno tiene una torre como esa debe estudiar los diferentes grados de rotación. Sería tedioso hacerlo manualmente. Utilizando la rotación como uno de los parámetros, es posible revisar las distintas opciones hasta dar con la situación final”.

Formas cotidianas
Por ahora, las expresiones más conocidas del diseño paramétrico siguen siendo los proyectos extremos, como los creados por Zaha Hadid Architects, una firma conocida por evitar las esquinas, los ángulos rectos y las tipologías familiares. Se ve la misma tendencia en las 19.000 piezas de concreto reforzadas con vidrio moldeado y los 3.500 paneles de vidrio curvo personalizados que forman parte del diseño de Frank Gehry para la Fundación para la Creación Louis Vuitton, un museo de más de US$ 100 millones que abrirá sus puertas el año que viene en París, Francia.

Fundación Louis Vuitton web

El museo de la Fundación para la Creación Louis Vuitton fue diseñado por Frank Gehry y cuenta con 19.000 piezas de concreto reforzadas con vidrio y 3.500 paneles de vidrio curvo personalizados.

 

A pesar de eso, muchos arquitectos (y sus clientes) son cada vez más conscientes de que la expresión y la complejidad por sí mismas no son suficientes. Y así es como en la industria de la construcción se está reconociendo cada vez más la necesidad de mejorar la funcionalidad de las estructuras. Los graduados que llegan a las firmas armados con experiencia en el uso de herramientas de diseño paramétricos, como Revit, Grasshopper y Rhino, pueden incluso no tener experiencia en el diseño sin ayuda de la computación. Entre constructores, ingenieros y arquitectos, la adopción de herramientas digitales avanzadas para lo que se conoce como modelos en base a la información creció de 28 por ciento en 2007, a 49 por ciento en 2009 y aumentó en un 71 por ciento durante 2012. Y a pesar de que esa tecnología es útil para trabajar sobre complejos edificios, las formas más simples también deberían beneficiarse. Los arquitectos Nataly Gattegno y Jason Kelly Johnson, de Future Cities Lab, creen que el diseño paramétrico puede cambiar la manera en que pensamos las formas de los hogares o las grillas de planificación de una comunidad. “¿Todas estas casas tienen que ser iguales?”, se pregunta Gattegno. “Esta tecnología puede abrir todo tipo de posibilidades para lo que una casa puede llegar a ser”, completa. La fabricación masiva de casas podría ser menos parecida a cortar galletitas y tener en cuenta la idiosincrasia, ser más económico y energéticamente eficiente.

De la misma manera, la tecnología podría darle una nueva forma a la planificación urbana. Igual que se puede crear una representación detallada de una pared, los sistemas informáticos pueden modelar un barrio entero para determinar el tamaño y las formas óptimas de las estructuras que lo conforman, sostiene Bernstein, de Autodesk. Las grandes mansiones deberían ser repensadas para hacer un uso más eficiente de los lotes, materiales de construcción y la energía.

El modelado paramétrico puede incluso tomar en cuenta las proporciones humanas y el movimiento. Una compañía llamada AnyBody Technology, por ejemplo, realiza simulaciones completas para el diseño de habitáculos de conducción y espacios de trabajo. La firma comenzó a colaborar en I+D con los arquitectos para que el modelo paramétrico pueda ser utilizado en la simulación de un cuerpo humano que camina a través de un espacio determinado. Así, los arquitectos podrán diseñar, por ejemplo, una guardería para que optimice las distancias de caminado y la ergonomía. Pero, por supuesto, los modelos son sólo simulaciones. Y el modelado no puede hacerse cargo del comportamiento humano. Según Bernstein, cuando Autodesk construyó sus oficinas centrales certificadas LEED, sus diseñadores “modelaron toda la energía” en software paramétrico, sólo para darse cuenta después de que el edificio utiliza un 30 por ciento más de energía de la que habían anticipado. ¿Por qué? Entre otras cosas, luego de que las luces se apagaban automáticamente a las 18.30, los equipos de limpieza las volvían a encender y nunca las apagaban.



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