Universidad Técnica Particular de Loja
La Universidad Católica de Loja
ÁREA TÉCNICA
TITULACIÓN DE ARQUITECTO
Parametricismo digital: proceso de diseño y construcción
arquitectónica. Aplicación: estudiantes de diseño de la
Titulación de Arquitectura de la UTPL.
TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN
AUTOR:
Valdiviezo Abad, Marlon Jackson
DIRECTOR:
Burneo Valdivieso, Xavier Eduardo, Arq.
LOJA-ECUADOR
APROBACIÓN DEL DIRECTOR DEL TRABAJO DE FIN DE TITULACIÓN
Arquitecto.
Xavier Eduardo Burneo Valdivieso.
DOCENTE DE TITULACIÓN
De mi consideración:
El presente trabajo de fin de titulación: “Parametricismo digital: proceso de diseño y
construcción arquitectónica. Aplicación: Estudiantes de diseño básico de la Titulación
de Arquitectura de la UTPL” realizado por: Marlon Jackson Valdiviezo Abad; ha sido
orientado y revisado durante su ejecución, por cuanto se aprueba la presentación del mismo.
Loja, octubre de 2014
...
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS
“Yo Marlon Jackson Valdiviezo Abad declaro ser autor del presente trabajo de fin de titulación:
“Parametricismo digital: proceso de diseño y construcción arquitectónica. Aplicación:
Estudiantes de diseño básico de la Titulación de Arquitectura de la UTPL” de la Titulación
de Arquitecto, siendo Xavier Eduardo Burneo Valdivieso director del presente trabajo; y
eximo expresamente a la Universidad Técnica Particular de Loja y a sus representantes
legales de posibles reclamos o acciones legales. Además certifico que las ideas, conceptos,
procedimientos y resultados vertidos en el presente tranajo investigativo, son de mi exclusiva
responsabilidad.
Adicionalmente declaro conocer y aceptar la disposición del Art. 67 del Estatuto Orgánico de la
Universidad Técnica Particular de Loja que en su parte pertinente textualmente dice: “Forman
parte del patrimonio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones, trabajos
científicos o técnicos y tesis de grado que se realicen a través, o con el apoyo financiero,
académico o institucional (operativo) de la Universidad”
...
Valdiviezo Abad, Marlon Jackson.
DEDICATORIA
El presente trabajo de fin titulación lo dedico primeramente a
Dios, por permitirme la existencia y la capacidad para formarme
bajo sus principios. Dedico además, a mi familia, a todos los
arquitectos y estudiantes en formación que buscan en esta
profesión el verdadero sentido a sus vidas y sobre todo, el
AGRADECIMIENTO
Agradezco infinitamente a mis padres: Hermel Valdiviezo
Arrobo y Teresa Abad Abarca, a mis hermanos: Edisson,
Cesibel y Jhorleny, a mis sobrinos: Alisson, Daniel y Jhordan,
a mi abnegado abuelo Juan Abad. A la Universidad Técnica
Particular de Loja, al Arq. Xavier Burneo Valdivieso, por haber
sido en cada momento un excelente promotor en el desarrollo
de esta investigación, finalmente agradezco a los Docentes de la
Titulación de Arquitectura, a mis amigos y todas las personas que
ÍNDICE DE CONTENIDOS
CARÁTULA………... CERTIFICACIÓN………...
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS………...…...
DEDICATORIA………... AGRADECIMIENTO………...…... ÍNDICE DE CONTENIDOS………...…… RESUMEN EJECUTIVO………...…...…… ABSTRACT………...…… INTRODUCCIÓN………...…………
CAPITULO I: El parametricismo...………...………..……
1.1. Antecedentes.………...…...…… 1.1.1. Proceso de diseño tradicional………. 1.1.1.1 Ámbito profesional………...………... 1.1.1.2 Ámbito académico………...………... 1.1.2. Los nuevos procesos de diseño………. 1.2. El Parametricismo………...…...
1.2.1. Historia………... 1.2.2. Definiciones………... 1.2.2.1 Parámetro………... 1.2.2.2 Diseño Paramétrico………... 1.2.2.3 Parametricismo………... 1.2.3. Proceso del diseño paramétrico………...………… 1.2.4. Características………... 1.2.5. Clasificación del diseño paramétrico según el software utilizado... 1.2.5.1 Paramétricos BIM………... 1.2.5.1.1. Revit………... 1.2.5.1.2. AutoCAD………... 1.2.5.1.3. Sketchup………... 1.2.5.1.4. Archicad ………... 1.2.5.1.5. 3 DMax………... 1.2.5.1.6. VectorWorks………... 1.2.5.2 Programas de diseño paramétrico avanzado………... 1.2.5.2.1. Rhinoceros + Grasshopper………...… 1.2.5.2.2. Maya ………... 1.2.5.2.3. Catia………... 1.2.5.2.4. Generative Components………..……... 1.2.5.2.5. Digital Project...………... 1.2.5.2.6. Cinema 4D………... 1.2.6. Aplicaciones………... 1.2.6.1 Arquitectura y urbanismo……….……... 1.2.6.2 Diseño Industrial………... 1.2.6.3 Artes visuales………... 1.2.7. Proyectos paramétricos y sus referentes... 1.2.7.1 Referentes contemporáneos reconocidos mundialmente... 1.2.7.2 Arquitectos en evolución.………... 1.2.8. Nuevas ideas y su materialización………...……… 1.2.8.1 Materiales………... 1.2.8.2 Fabricación de lo digital………...
1.2.8.3 Prototipos a escala………... 1.2.8.4 El proyecto Ejecutivo………...…... 1.2.8.5 Construcción………... 1.2.9. Aspectos que impulsan las herramientas digitales………...… 1.2.9.1 Supervivencia económica………... 1.2.9.2 La sustentabilidad ambiental………... 1.2.9.3 Satisfacción humana………... 1.3. Conclusiones...
40 42 42 43 43 44 45 47
CAPITULO II: Diseño paramétrico avanzado en la academia... 2.1. Antecedentes... 2.2. Inicios de su enseñanza... 2.3. Aprendizaje... 2.3.1. Tipos de aprendizaje... 2.3.1.1 Auto aprendizaje... 2.3.1.2 Experiencia de estudiantes de maestría y doctorado... 2.3.1.3 Visitas académicas externas... 2.3.2. Conocimientos necesarios... 2.3.2.1 Matemática... 2.3.2.2 Geometría... 2.3.2.3 Programación... 2.3.2.3.1. Amateur... 2.3.2.3.2. Expertos... 2.4. Universidades... 2.5. Usar herramientas existentes... 2.6. Cambiar la manera de pensar... 2.7. Diagnóstico en la UTPL... 2.7.1. Proceso de diseño actual... 2.8. Conclusiones...
49 50 50 52 52 52 53 54 55 55 57 58 59 60 61 62 63 64 64 66 68 69 69 69 72 72 72 73 74 74 75 76 76 81 81 82 83 84
CAPITULO III: Análisis y experimentación...
3.1.2.3.2. Envolvente estación... 3.1.2.4. Ventajas y desventajas... 3.2. Aplicación de encuesta... 3.2.1. Análisis... 3.2.1.1 Parte I... 3.2.1.2 Parte II... 3.2.1.3 Parte III... 3.3. Conclusiones...
87 89 90 90 90 91 92 93
Capitulo IV: Propuesta metodológica...
4.1. Proceso de enseñanza... 4.2. Fase I...
4.2.1. Investigación teórica... 4.2.1.1 Estado del arte... 4.2.1.2 Pautas de manejo del software paramétrico BIM y avanzados... 4.2.1.2.1. Proceso BIM... 4.2.1.2.2. Proceso de diseño avanzado... 4.3. Fase II...
4.3.1. Desarrollo de pautas metodológicas para los talleres de arquitectura... 4.3.1.1. Nivel inicial... 4.3.1.1.1. Desarrollo de la metodología... 4.3.1.1.2. Planificación general del componente académico... 4.3.1.1.3. Planificación por contenidos... 4.3.1.1.4. Ejemplo aplicación clase-taller y tutorial... 4.3.1.1.4.1. Clase teórica... 4.3.1.1.4.2. Tutorial... 4.3.1.2 Nivel intermedio... 4.3.1.2.1. Desarrollo de la metodología... 4.3.1.2.2. Planificación general del componente académico... 4.3.1.2.3. Planificación por contenidos... 4.3.1.2.4. Ejemplo aplicación clase-taller y tutorial... 4.3.1.2.4.1. Clase teórica... 4.3.1.2.4.2. Tutorial... 4.3.1.3 Nivel avanzado... 4.3.1.3.1. Desarrollo de la metodología... 4.3.1.3.2. Planificación general del componente académico... 4.3.1.3.3. Planificación por contenidos... 4.3.1.3.4. Ejemplo aplicación clase-taller y tutorial... 4.3.1.3.4.1. Clase teórica... 4.3.1.3.4.2. Tutorial... 4.4. Conclusiones...
CONCLUSIONES FINALES...
RESUMEN EJECUTIVO
El presente trabajo de fin de titulación, contiene una amplia investigación sobre los nuevos procesos de diseño y construcción arquitectónica a través de herramientas digitales paramétricas (Rhinoceros & Grasshopper), los mismos que, en las principales universidades de todo el mundo están generando una nueva alternativa a los procesos convencionales que se han llevado en la academia, ofreciendo a estudiantes y profesionales del diseño fortalecer su creatividad con procesos más dinámicos y versátiles, que permitan materializar ideas complejas de diseño. Además, como resultado de una amplia experimentación con los estudiantes de diseño básico de la Titulación de Arquitectura de la Universidad Técnica Particular de Loja, se expone una detallada metodología que contiene tres niveles de diferente complejidad, la misma permitirá a las diferentes universidades del mundo aplicar las pautas metodologías propuestas en sus mallas académicas con el fin de innovar y estar a la vanguardia de la tecnología generada en nuestra época.
PALABRAS CLAVES: Parametricismo, Diseño paramétrico, Diseño avanzado, Diseño con el
ABSTRACT
The present work of end titulation, contains an wide investigation on the new processes of design and architectonic construction through parametric digital tools (Rhinoceros & Grasshopper), such that, in the principal universities of the world is generating a new alternative to the conventional processes which have been in the academy, offering to students and professionals of the design fortify your creativity with processes more dynamic and versatile, that permit to materialize complex ideas of design. Also, as resulting from an ample experimentation with the students of basic design of the titulation of Architecture of the University Técnica Particular of Loja, exposes one detailed methodology that contains three levels of different complexity, the same one will a the different universities from the world apply to the guidelines propose methodologies in their academic meshes with the purpose of innovating and being to the vanguard of the technology generated in our time.
KEYWORDS: Parametricism, Parametric Design, Advanced Design, Visual Design with the
INTRODUCCIÓN
El tema desarrollado consiste en mostrar porque el parametricismo se ha convertido en un proceso necesario en la generación de proyectos en nuestra década, siendo el uso de la tecnología, la nueva combinación de materiales y la fabricación digital el eje principal de innovación en la arquitectura contemporánea. Ello hace posible que se aborden nuevos retos desde otras perspectivas, dando así solución a problemáticas cada vez más complejas.
Por las consideraciones anteriores, la presente investigación esta estructurada en cuatro capítulos, los mismo que marcan una linea muy definida. En efecto, el primero consiste en exponer el parametricismo en todos sus ámbitos, atendiendo a que resuelva preguntas frecuentes sobre el tema, tales como: historia, definiciones, características, proceso de diseño, herramientas digitales, proyectos paramétricos y sus referentes, además, la nuevas ideas y su materialización, llegando los aspectos que impulsan estas herramientas tecnológicas. El segundo, describe la enseñanza del diseño avanzado en la academia, para ello se aborda temáticas como: inicios de su enseñanza, su aprendizaje, conocimientos requeridos, las universidades que lo están enseñan, el cambio de paradigma que se esta generando y finalmente se hace un análisis de los talleres de la UTPL. En el tercero, se aborda el proceso de experimentación y análisis del diseño paramétrico con los estudiantes de gestión productiva, diseño básico I y diseño básico II, así mismo se exponen ejercicios de aplicación, una metodología piloto y además, se realiza un análisis de la encuesta aplicada a los estudiantes que recibieron dicho taller. Finalmente en el cuarto, se exponen procesos que se llevan con herramientas paramétricas BIM y con herramientas paramétricas avanzadas, para finalmente, a partir de estas últimas, proponer tres pautas metodológicas de diseño paramétrico de nivel: inicial, intermedio, y avanzado. Las mismas están enfocadas hacia los talleres de diseño básico de nuestra universidad y de aquellas universidades que deseen asumir este potencial proceso en sus mallas académicas.
además, es importante fuera de la academia ya que, permite a los profesionales aumentar su repertorio formal, solucionar necesidades de la sociedad cambiante con herramientas que optimicen los recursos medioambientales. Es así que su estudio y su implementación en la universidad promete liderar una nueva ola de investigación e innovación, caracterizándole la generación de geometrías inteligentes y complejas.
Ahora bien, la problemática principal que ha dado origen a esta investigación es que en nuestra universidad no existen procesos que ayuden a fortalecer la creatividad de los estudiantes, además que, nos vemos limitados a generar proyectos complejos, representarlos, comprenderlos y comunicarlos, esto genera que se seleccione geometrías tradicionales y no se consideran ideas que vayan acorde a la época de innovación tecnológica que vivimos, es así que, el objetivo general es: “Proponer el Parametricismo como nuevo proceso de diseño y construcción para fortalecer los diseños arquitectónicos de los alumnos de talleres de diseño básico de la Titulación de Arquitectura de la UTPL”. Así mismo, se da alcance a los siguientes objetivos específicos:
1. Exponer el Parametricismo, su proceso de diseño, referentes y fabricación a través de las tecnologías digitales para su aplicación al diseño arquitectónico a nivel académico.
2. Analizar el proceso de diseño en los talleres de arquitectura de la UTPL para entender el nivel de profundidad de enseñanza con relación al tema en estudio. 3. Introducir el diseño paramétrico en los estudiantes de diseño básico hacia el nuevo
paradigma de diseño.
4. Proponer pautas metodológicas con base en el parametricismo para implementar nuevas alternativas de diseño arquitectónico.
Con ello, esta investigación trata de contrastar la siguiente hipótesis: “El proceso de diseño y
construcción desarrollado con el parametricismo permiten explorar a los alumnos de Diseño
Básico proyectos arquitectónicos de mayor complejidad y de fácil generación”. Sin embargo,
CAPITULO I
1.1. Antecedentes
1.1.1. Proceso de diseño tradicional.
“Durante el Renacimiento Europeo hace 500 años, la civilización un umbral de conocimientos. Mucha gente tuvo acceso a las herramientas mecánicas como, las plumas y las imprentas y aprendieron a trabajar con medios tradicionales, como por ejemplo el papel” (Von, Mark; 2001). Los diseños eran fortalecidos con maquetas y perspectivas a mano. En la actualidad, la civilización cruza otro umbral hacia una era digital, esto se da con la aparición de la computadora. Es así que, se comenzó a utilizar los programas CAD (Diseño Asistido por Computador) con el fin de dar mas precisión a sus proyectos, esto ayudó enormemente en la representación de detalles, plantas, alzados, perspectivas. Hoy en día, el sistema CAD está llegando a sus propios límites, ya que, los diseños de nuestra época (siglo XXI) requieren herramientas que permitan resolver diseños de gran complejidad, a pesar de eso, algunos programas no han sido diseñados para arquitectos, como consecuencia, cada dibujo o modelo no esta conectado entre sus partes, ocasionando, perdida de tiempo y una fallida optimización de recursos. Ahora bien, según Mark Von ( 2001), enuncia que antes del proceso de diseño proyectual debe haber un proceso creativo, en que se nutre la propia creatividad donde se incluye el planteamiento del problema y su solución, implica cinco etapas: 1) Primera idea, 2) Saturación, 3) Incubación, 4) Iluminación, y 5) verificación. Luego, se adentra hacia el proceso de diseño, estas son 4 etapas por las que la mente pasa cuando genera ideas de diseño: a) investigación, b) Análisis, c) Síntesis, d) Evaluación.
Imagen 1-02. Etapa de
boceteado.
Fuente:
http://www.plataformaar- quitectura.cl/2010/06/01/75-anos-de-norman-foster/
Imagen 1-03. El croquis.
Fuente:
http://www.plataformaar- quitectura.cl/2010/06/01/75-anos-de-norman-foster/
Imagen 1-01. Diseño y revisión del proyecto arquitectónico.
Fuente:
1.1.1.1. Ámbito profesional.
Los arquitectos que están involucrados en áreas del diseño, construcción, urbanismo, sostenibilidad, tecnología, cátedra, muchas veces cuentan con conocimientos desactualizados, porque no han podido incluirse o desconocen del cambio de paradigma que día a día estamos presenciando. Es así que, un crecimiento de demandas complejas y variadas se están apoderando de los estudios de arquitectura, esto conlleva a que el arquitecto tenga que repensar su rol tradicional y cambie sus estrategias, como un mero diseñador y constructor hacia la actuación estratégica de proyectos innovadores. Para ello, los arquitectos de nuestro medio ya están requiriendo de ayudantes que dominen tecnologías digitales enfocadas al diseño, por lo que, se convierten en arquitectos dependientes de otros arquitectos. Quizá, en muy pocos años nuevas ideas tendrán que relucir, porque gracias a la globalización, el cliente nos exige estar a la vanguardia de la arquitectura que se realiza a nivel mundial.
1.1.1.2. Ámbito académico.
“En el Taller de Arquitectura, la pedagogía debe asumir las tradiciones del oficio y participar de los impulsos de una época innovadora y cargada de desafíos. Ante la preocupación de unacierta utilización ingenua de los recursos digitales”1.
Las universidades de alguna u otra forma están formando a los arquitectos del futuro, con la esperanza de que estos den verdaderas soluciones a problemas sociales, del habitad, problemas ambientales y a la generación de nuevos
1 Chiarella, Mauro. (2001). Superficies paramétricas y arquitectura: Conceptos, ideación y desarrollo. Extraído el 25 de Septiembre, 2013 de http://www.researchgate.net/publication/228701061_ Superficies_paramtricas_y_arquitectura_conceptos_ideacin_y_ desarrollo.
Los conocimientos de Antonio Gaudí:
Un profundo conocimiento de las matemáticas subyace a su arquitectura, especialmente su arquitectura posterior , que consiste casi exclusivamente en las
superficies regladas matemáticas
-helicoides, paraboloides, hiperboloides y - paramétricamente
asociados junto con líneas, booleanos , razones y arcos de catenaria gobernados ( J. Burry y M . Burry 2010 , 35-39 ; M. Burry 2011 , 144). Sea o no, Gaudí sabía de la geometría de trabajo
que define anteriormente con
ecuaciones paramétricas , Gaudí empleó modelos duda respaldados por ecuaciones paramétricas en el diseño de la arquitectura. (Artículo completo en http://www.danieldavis. com/a-history-of-parametric/)
“La fuerza de un buen proyecto reside en nosotros mismos y en nuestra capacidad de percibir el mundo con sentimiento y razón. Un buen proyecto arquitectónico es sensorial. Un buen proyecto arquitectónico es racional.”
Peter Zumthor, 1996.
Reflexiones:
conocimientos científicos. No obstante, el estudiante se ve limitado porque no cuenta con las herramientas tecnológicas necesarias, o porque no existen pautas firmes para solucionar proyectos complejos, volviéndose necesario forzar los sistemas constructivos tradicionales. Es así que, al no tener acceso a sistemas de ideación digitales difícilmente se potenciará la capacidad de pensamiento de los estudiantes, el mismo tiempo que no se los está educando para nuevos retos.
1.1.2. Los nuevos procesos de diseño.
Un proceso es una secuencia de pasos dispuestos con algún tipo de lógica que se enfoca en lograr algún resultado en específico. Entonces es importante en tal sentido hacer hincapié que los procesos son ante todo procedimientos diseñados para servicio del hombre, como una forma determinada de accionar. Partiendo de ello, puedo considerar que a medida que avanza la tecnología, se han ido sumando al método proyectual algunos procesos de diseño que van complementándose con nuevos pasos a fin de fortalecer e innovar el resultado final. Por ejemplo, muchos diseñan con procesos en los cuales los bocetos, plantas, elevaciones, cortes, 3D, y maquetas son manejadas independientemente, otros emplean procesos en programas BIM (Revit, ArchiCAD, VectorWorks). Sin embargo, ya se esta utilizando software paramétricos avanzados en el que se diseña con el computador, y el proyecto es programado a través de algoritmos, generando diseños de gran complejidad y sin ninguna limitación, seguidamente se utiliza equipos CAM (Fabricación Asistida por Computador) para su prototipado y luego su inmediata construcción. A este último proceso se le denomina “Diseño paramétrico”.
“La integración de la computación en la enseñanza de la Arquitectura requiere de una visión muy cuidadosa del terreno en el cual se interviene. Pero por lo tanto es necesario comprender que las aplicaciones de la informática pueden dividirse en dos grandes áreas, el área de conocimientos propios y el área de la aplicación a
una disciplina específica” (Martin,
2001, p. 230).
Tanto la era de la información, como la era industrial, no sólo se han convertido en un reto de lo que estamos diseñando, sino también la forma en que diseñamos. El potencial generativo y creativo de los medios digitales está abriendo nuevas dimensiones emergentes en la arquitectura.
Anónimo.
..."en lugar de tratar de validar el pensamiento arquitectónico convencional en un reino diferente, nuestra estrategia de hoy debe ser
para infiltrarse en la arquitectura
con otros medios y disciplinas para producir un nuevo cruce".
(Zellner, 1999).
Según Peter Zumthor (2006) “La creatividad, es la capacidad que procede de los procesos humanos y las rutinas diarias de pensar y hacer”, sin embargo puedo asegurar que esta se vuelve potencialmente fortalecida con el uso de herramientas paramétricas que hacen posible que la creatividad aumente notablemente en el proceso de diseño.
Por lo antes expuesto, se ilustra a continuación el proceso histórico del diseño paramétrico:
x(a,t) = t
y(a,t) = a cosh (t/a)
Proceso
Histórico
del
Diseño Paramétrico
Sin software hasta
1950
Desde el primer
Software
paramétrico
(1963) hasta XXI
A. Gaudí, Frei Oto, Félix Candela,
Dieste, otros
Modelos físicos
Los modelos físicos utilizados en el modelo de cadena colgante de Gaudí y películas de jabón de Frei Otto, utilizan propiedades físicas para calcular formas en base a un conjunto de parámetros. El ejemplo de cadena colgante utilizado por Gaudí se resume en una cadena colgante que tiene al menos cuatro parámetros: su longitud, su peso, y los dos puntos que se une. Al colgar hacia abajo, la fuerza de la gravedad hace que la cadena de una forma curvada. Esta curva es una función explícita (Una función explícita es una función cuyo valor de salida se da explícitamente en términos de las variables independientes) de los parámetros de la cadena con la propiedad adicional de que cuando se invierte la curva se encuentra en compresión pura. Si bien no hay ordenador, la cadena colgante es un modelo paramétrico debido a la presencia de los parámetros que controlan una forma derivada de una función explícita (en este caso calculado por la gravedad).
Ivan Sutherland, Zaha, Gehry, arq. contemporáneos.
Modeladores basados en historia
Guiones visuales
Entornos de
programación textual
Modeladores basados en historia da la pista de cómo el diseñador crea la geometría, que permite al diseñador hacer cambios más adelante. Los ejemplos incluyen: CATIA, SolidWorks y Pro / Engineer.
Scripts Visuales asemejan a diagramas de flujo que explican cómo los parámetros generan geometría. Los diseñadores pueden manipular las entradas de la secuencia de comandos o el propio script para cambiar el modelo. Los ejemplos incluyen: Grasshopper, GenerativeComponents, Dynamo y Houdini.
[image:19.595.95.543.142.729.2]Hay interfaces de scripts incluidos con la mayoría de los programas de CAD. Estos permiten a los diseñadores a los parámetros de configuración y un conjunto de funciones explícitas que generan la geometría y otras salidas paramétricas
Figura 1- 01. Proceso histórico del diseño paramétrico.
Fuente: Adaptado de Davis, Daniel(2013). Modelled on Software Engineering: Flexible Parametric Models in the
Practice of Architecture. (Tesis inédita de doctorado). MIT, Estados Unidos.
Si comparamos , el proceso proyectual representado por los escritos de Bruno Munari y el grupo de Hartmut Bohnacker et al. (2009) con el proceso paramétrico, se puede destacar lo siguiente:
Creatividad
Materiales y tecnología
Experimentación
Modelos
Verificación
Dibujos constructivos
Metodología Proyectual / tradicional
Definición del problema Definición del problema
Recopilación de datos Recopilación de datos
Análisis de datos Análisis de datos
Idea Problema Problema
Abstracción
Regla algorítmica
Código fuente Interpretación por
la computadora
Resultado
Solución Solución
Proceso de Diseño generativo / DP
Formalización del sistema y sus
parámetros
Diseñador
Modifica las reglas
Modifica parámetros
No satisface el resultado
[image:20.595.86.539.152.532.2]Ideas
Figura 1-02. Comparativos del proceso proyectual y paramétrico.
Fuente: Adpatado de: Hartmut Bohnacker, Benedikt Groß, Julia Laub, Claudius Lazzeroni (2009)
1.2. El parametricismo
1.2.1. Historia.
En la naturaleza siempre han existido parámetros, estos guían los procesos de la vida, tales como: humedad, temperatura, otros.
Charles Babbage en 1833, creó la primera computadora mecánica.
Ivan Sutherland en su tesis crea el “Sketchpad” donde el usuario y la computadora se comunican gráficamente gracias a su interfaz.
Las industrias aeronáuticas y automovilísticas se beneficiaron principalmente de la tecnología digital.
Imagen 1-04. Collage de personajes y hechos importantes. Fuente:Valdiviezo, 2014.
El inglés Alan Turing, revela que la computadora además de tratar números, ella puede tratar otro tipo de información lógica.
Se utiliza el diseño paramétrico para la industria del movimiento aeroespacial, además, se adopta el diseño paramétrico a la arquitectura.
Se inventan los algoritmos genéticos por John Holland. Además se da inicio a la fabricación de digital.
Se comienza con la parametrización matemática, asociadas a sus características funcionales técnicas y estéticas. (Karen Araoz, 2013) Años
a.C.
1833
1952
1963
1965
1960-1970
1976
1980
Los arquitectos Felix Candela, Gaudí, Fuller, Dieste, trabajaron con técnicas manuales parecidas al diseño paramétrico.
]1960[
Xeros Parc, (EEUU) crea una interfaz gráfica del computador. 1981
Frei Oto, realiza un estudio de como funcionan los materiales en la naturaleza con un principio de modelado paramétrico.
Los pabellones se convierten en los principales objetos generados por el diseño paramétrico.
Peter Einseman con el proyecto “Qaui Branly Museum” comienza a utilizar técnicas generativas.
Norman Foster, Frank Gerhy, Zaha Hadid y otros, son referentes en la actualidad como generadores de arquitectura paramétrica contemporánea.
Se usa grasshopper como editor algorítmico. Además, se propone el parametricismo como estilo por Patrick Schumacher.
El estudio holandés UN, demostró una evaluación de formas complejas desde su diseño hasta su construcción.
1988
2010 1999
XXI
2008
Imagen 1-05. Collage de personajes y obras importantes. Fuente:Valdiviezo, 2014.
Se funda Bentley y consecuentemente se da inicio a MicroStation. 1984
1988
Se inicia la investigación sobre estructuras complejas de la vida orgánica (Morfogénesis), sus representantes son B. Mandelbrot y K.J. Falcoinner. Se crea el Auto CAD.
1982
1.2.2. Definiciones.
El diseño paramétrico forma parte de los Sistemas Generativos, sin embargo es un término muy empleado pero poco conocido por la mayoría de profesionales y estudiantes de las diferentes escuelas de arquitectura. Antes de adentrarnos más en esta investigación, es necesario conocer su verdadero significado:
1.2.2.1. Parámetro.
Un parámetro en arquitectura es el dato o número variable que el diseñador ingresa en un software paramétrico para generar una determinada geometría. Ahora bien, estos pueden ser conectados a componentes de un sistema algorítmico(1) o
directamente a elementos arquitectónicos de un programa BIM, dando la capacidad al diseñador de modificar dicho valor según el diseño lo requiera.
1.2.2.2. Diseño Paramétrico.
Este término es también conocido como “Geometría Asociativa” (Burry, Mark, 1997), “Modelado Relacional”, “Diseño Variacional “ o “ Diseño basado en la restricción” (Monedero, 2001). Lo paramétrico es aquello perteneciente o es relativo al parámetro, en tal sentido: “El diseño paramétrico es posible gracias a las nuevas aplicaciones informáticas, que lo han convertido en un poderoso proceso para crear diseños innovadores, constituyendo un nuevo concepto para generar diseño, haciendo posible el desarrollo de proyectos que no eran viables con herramientas tradicionales” [Gisbert, 2008]. Ciertamente, “al proceso paramétrico no digital se lo ha llevado desde la década de 1960 por Christopher Alexander” (Jencks, 1985:405) además también fue utilizado
Sistemas generativos
“A finales de los años 60 y principios
de los 70 (1967-1971) surgieron los sistemas generativos, asociados a
una nueva filosofía educativa que manifiesta: “los alumnos aprenden
mejor enfrentándose a los
problemas de dificultad adecuada,
que atendiendo a explicaciones sistemáticas”; es decir, adaptando la enseñanza a sus necesidades”. (López, 1993).
Origen del término parámetro:
Robert Stiles (2006) argumenta que la procedencia real del término paramétrico era hace unas décadas antes, en los escritos del arquitecto Luigi Moretti (Bucci y Mulazzani 2000, 21) de los años 1940. Moretti ( 1971 , 207) escribió extensamente sobre la “arquitectura paramétrica”,
que él define como el estudio de
los sistemas de arquitectura con
el objetivo de “ la definición de las
relaciones entre las dimensiones que dependen de los distintos parámetros”.
El término paramétrico tiene sus orígenes en la matemática, siendo los diseñadores quienes comenzaron a utilizar este término.
Para Burry (1997), existen dos obstáculos para la investigación del diseño paramétrico, primero: el costo de los paquetes es relativamente alto, segundo: una implícita, “proceso Desing”, que parece ser el enemigo de la intuición.
(1) Un algoritmo contiene un número
por arquitectos como Gaudí o Félix Candela, que siempre intentaron seleccionar variables y buscar sus interacciones, este proceso presento grandes complejidades al momento de aplicarlo, sin embargo en la actualidad estas interacciones ya pueden ser respondidas con diferentes lenguajes de programación, software y diferentes técnicas de diseño. Según lo descrito por Kolarevic, 2001: “En la arquitectura paramétrica, son los parámetros de un diseño particular que se declara , no es la forma”, en otras palabras, si queremos generar un edificio es necesario definir parámetros como la altura, número de pisos, orientación, espesor de losas, áreas, lo que quiere decir que, al tener el control de todos los datos del proyecto estaremos empleando diseño paramétrico, el mismo que tiene dos ventajas: aumentar la precisión y la creatividad en los en los estudiantes y profesionales2. En
otro orden de ideas pero en el mismo sentido, puedo rescatar definiciones muy importantes tales como:
“Se denomina diseño paramétrico al proceso con intensión de diseño, que se sigue a través de una serie de operaciones algorítmicas controladas por restricciones y parámetros” (Marta Maléand & José Sousa, 2005).
“Es el conjunto de herramientas y metodologías que permiten crear modelos digitales a partir de parámetros y relaciones matemáticas definidas por un diseñador.”3
“La generación automatizada de los elementos de diseño, basados en parámetros” (Kavi, Sumi, 2013).
2 Fabritectura (2010). Diseño Paramétrico Parte 2. Extraído el 03 de Febrero, 2013 de http://www.youtube.com/watch?v=9xqasD-VTJI 3 Universidad de Chile. (2013). Curso de Extensión: Introducción al Diseño
Paramétrico (Rhino + Grasshopper). Extraído el 29 de Octubre, 2013 de http://www.uchile.cl/cursos/91252/curso-de-extension-introduccion-al-diseno-parametrico
“Como paso previo debemos entender cual es la diferencia entre el CAD de diseño asistido por ordenador tradicional y el CAD de diseño Asistido por Ordenador Paramétrico. Un dibujo técnico realizado por CAD tradicional, no es mas que una forma geométrica de dimensiones concretas que en el proceso de edición a lo sumo puede alterar su forma mediante operaciones de escala, dónde
las figuras antes y después del
escalada son semejantes entre sí. Y no se puede hablar de alternativas de diseño sino de de distintos tamaños de diseño.”
“El diseño paramétrico es un método matemático, que permite alterar determinadas características del modelo, en cualquier instancia del proceso sin tener que volver a calcular otras características que se verían afectadas frente al cambio realizado”.4
“El diseño paramétrico se convierte en un valor incalculable tanto para el diseño preliminar y para su desarrollado , donde hay una necesidad de definición , manipulación y visualización de geometría compleja” ( Burry y Murray, 1997 ).
Como explica Hao Ko, director de diseño en el estudio de arquitectura Gensler: “El diseñador pone las reglas y los parámetros, mientras que el ordenador hace las repeticiones. Esto da a los diseñadores más flexibilidad para explorar diseños y podemos hacer cambios con mayor rapidez”.5 En
pocas palabras, podría concluir que los conceptos antes mencionados son muy coherentes, a pesar de eso, quiero resumir desde mi punto de vista que: “El diseño paramétrico no es más que, generar y controlar todos los elementos de diseño a través de un software específico, dando paso a la construcción y optimización de geometrías sin límite de complejidad”.
1.2.2.3. Parametricismo.
El diseño paramétrico ha dado paso en el siglo XXI, a lo que Patrik Schumacher y muchos denominan: “El Parametricismo”, definiéndolo como el nuevo estilo arquitectónico, atendiendo
4 Fraile, Marcelo. (2012). El nuevo paradigma contemporáneo. Del diseño Paramétrico a la morfogénesis digital. Extraído el 08 de Agosto , 2013 de http://www.academia.edu/2146376/El_nuevo_ paradigma_contemporaneo._Del_diseno_parametrico_a_la_ morfogenesis_digital
5 Allison, Arieff (2013, Agosto 01). Nuevas formas que funcionan mejor. Extraído el 16 de Enero, 2014 de http://www.technologyreview.es/ read_article.aspx?id=43581
Imagen 1-06: Patrik Schumacher. Fuente: http://www.
whatisarchitecture.cc/2013/05/ patrik-schumacher. html
A Schumacher se le atribuye el término Parametricismo, formulado en el 2008. “El parametricismo ofrece un nuevo enfoque de la arquitectura, tomando como base las herramientas y técnicas avanzadas del diseño por computadora. No obstante, siendo un estilo, implica mucho más que el mero empleo de algunas herramientas y técnicas. Como estilo, el
parametricismo está definido
por sus objetivos, ambiciones, principios metodológicos y criterios de evaluación, así como por su característico repertorio formal.” (Patrik Schumacher, 2010).
Ipek Dino (2012, p. 210) ha argumentado que los scripts son inherentemente a lo paramétrico, señalando que " los sistemas paramétricos se basan principalmente en los principios algorítmicos "
Diseño
Ciencia de la Computación Evolución
de la biología
[image:25.595.85.226.421.569.2]CAD, Analysis Evolución del Diseño Biomimética, estudios comparativos. Evolución de la computación
Figura 1-03. Evolución del di-seño.
Fuente: Bentley, Peter (1999).
a que, es necesario marcar una etapa en el cambio de hacer y construir arquitectura en nuestra era, caracterizándole la introducción de elementos maleables y de adaptación contextual.6 Al mismo tiempo, los sistemas asociados de
diseño que posee el parametricismo ayudan a obtener nuevos modelos arquitectónicos y urbanos, respondiendo a la multicentralidad, y la complejidad de la sociedad actual, formada por numerosas capas y continuamente diferenciada7.
Es así que, la innovación en la arquitectura viene dada por la tecnología y la informática que son el motor que mueve a las sociedades del futuro.
Hadid & Schumacher(2011), mencionan que: En lugar de ensamblar figuras geométricas rígidas y herméticas (como han hecho todos los estilos arquitectónicos anteriores), el parametricismo introduce elementos innovadores teniendo relación con el avance tecnológico actual, haciendo posible una arquitectura controlada digitalmente, permitiendo generar procesos más eficientes, más versátiles, y con la capacidad de ser generados globalmente. La definición operacional del parametricismo comprende tanto reglas como principios que guían el desarrollo formal del diseño y su resolución, así como reglas y principios funcionales que guían la elaboración y evaluación del desempeño funcional del diseño.8
6 Hadid, Z. & Schumacher, P. (2011, Enero 22). Edificios adaptables. Extraído el 05 de Octubre, 2013 de http://www.omau-malaga.com/ subidas/archivos/noma/arc_3158/exta/pdf/Edificios_Adaptables. pdf.
7 Estudio avanzado de arquitectura de Andalucía (2013). Parametricism and Parametric Architecture. Extraído el 18 de Octubre, 2012 de http://estudio.lem3a.es/parametricismo/parametricismo-es.php 8 Blasco, Mónica.(2012). Tendencias contemporáneas de diseño
arquitectónico. Extraído el 27 de mayo, 2014 de http://www. researchgate.net/publication/216695873_Tendencias_ Contemporneas_de_diseo_arquitectnico
Imagen 1-07. Diseño de
envolventes paramétricas.
Fuente: http://api.ning.com/
f i l e s / P 2 Q 6 K 2 r c r 9 F o b H j M n v 1 X 7 y F 3 5 V D To k z q I 3 D J O C A L k u V W 5 h n d h H e y B Y r D 3 B F r H 6 n x g A a q b C g y 6 -*wAMZgdKm5KwVvpCEz4xM/ PatternHBZ05.jpg
Imagen 1-08. Diseño a través de parámetros.
Fuente:Valdiviezo , 2014.
Crear objetos cada vez más complejos y personalizados nos llevará en un futuro a cambiar las reglas del mercado. Para ello hay que cambiar el chip en los alumnos.
[image:26.595.395.539.83.284.2]Benito Juárez, 2014.
Figura 1-04. Proceso de
diseño paramétrico a través de programación visual.
Fuente: http://www.unstudio.com/
1.2.3. Proceso Paramétrico.
El proceso paramétrico, es el nuevo proceso de diseño a base de tecnologías digitales que se esta llevando en muchos países alrededor del mundo, se lo puede definir como un proceso generado principalmente por: una idea, un modelo matemático/lógico y una definición en un programa paramétrico (Grasshopper u otros)9. Es una manera eficiente de diseño,
aquí no diseñamos la forma como una geometría definida o estática, sino que diseñamos el “sistema” que genera esa geometría, así podremos tener el control total de esa forma, será suficiente con regular ciertos parámetros atribuidos a la forma, en otras palabras: Normalmente en un programa como AutoCAD, si realizamos un circulo con un determinado radio, es necesario borrarlo para cambiarle a otro radio distinto, la forma no se autogenera, en cambio al utilizar herramientas digitales paramétricas, para dibujar un circulo es necesario ingresar un componente declarando todos sus parámetros (radio, diámetro, origen y plano) y si estos datos no convencen al diseñador se los podrá modificar sin tener que borrar la geometría dibujada, así optimizando el proceso de diseño.
Es así que, el proceso paramétrico pasa a estar en manos del software, que bien es cierto, estas herramientas están en constante evolución, pero ya están permitiendo al arquitecto diseñar sin limitar su creatividad, sin limitar su diseño. “El modelado paramétrico como un método de síntesis de diseño permite la divergencia del espacio de diseño con el fin de explorar muchas variantes de un mismo modelo paramétrico. Por lo tanto, el principio de diseño expresado en asociaciones paramétrica permite al diseñador explorar una variedad de
9 Vidal, Miguel. (2010, Noviembre). Manual de grasshopper nivel I. Extraído el 13 de Octubre, 2013 de http://cargocollective.com/ frikearq#1011183/manual-b-sico-de-Grasshopper
[image:27.595.403.536.135.552.2]Software paramétrico Editores algorítmicos
Figura 1-05. Proceso parcial del diseño paramétrico.
Fuente:Valdiviezo , 2014.
opciones de diseño a través del tiempo , revisitar alternativas de diseño anteriores y mejorar el artefacto de diseño durante el proceso de diseño”. (Aish y Woodbury, 2005 )
1.2.4. Características.
Existen dos características generales inherentes al diseño paramétrico:
• La primera: cualquier entidad o diseño nace referenciado en tres dimensiones, generando así su desarrollo arquitectónico, en un ambiente espacial.
• La segunda: el concepto de modelado paramétrico responde a manipulaciones de datos, variables y sus relaciones con otras entidades.10
Puedo resumir otras características muy importantes que menciona Patrik Schumacher (Londres, 2008) , entre ellas:
• Posibilita el diseño de un mundo con sus propias leyes creativas y su propia lógica y asociaciones. • La creación de una naturaleza distinta, basada la
ley de correlación de todos los parámetros.
• Creación de especies innovadoras, de un nuevo orden complejo y como resultado una nueva belleza.
• El Parametricismo sólo es posible a través de técnicas paramétricas sofisticados (técnicas computacionales, repertorios formales y lógicas tectónicas).
10 Schnabel & Tang. (2007). Disparallel spaces: creaciones con diseño paramétrico. Extraído el 10 de octubre, 2013 de http://cumincades. scix.net/data/works/att/863e.content.01897.pdf
Imagene 1-09. Arquitectura, Fachadas innovadoras.
Fuente:http://www10.aeccafe.com/
blogs/arch-showcase/files/2012/11/ HENN_BK_2786.jpg
Imagene 1-10. Fachadas
comtemporáneas, Aqua Tower.
Fuente: http://arquitecturareciente.
blogspot.com/2012/10/aqua-tower-gang-studio-architects.html
Imagene 1-11. Arquitectura, Centro Acuático Nacional de Beijing.
Fuente:
http://www.dezeen.es/el-cubo-de-agua/.
Imagene 1-12. Galleria Center City Facade, UNstudio.
Fuente:http://www.unstudio.com/
• Permite lograr formas suaves a través de: superficies curvas, nurbs, splines, otras.
• La creación de nuevos diseños, es relativamente rápido, posibilitando múltiples variaciones.
• Los diseños se especifican con precisión y sin ambigüedades, llegando a un nivel de descripción. • Tiene capacidad de automantenimiento y
reparación automática.
• Son herramientas generativas, dinámicas, integradas y flexibles.
1.2.5. Clasificación el diseño paramétrico según el
software utilizado.
Podemos clasificar al diseño paramétrico en dos grandes grupos: dentro del primer grupo están los “Programas de Diseño Paramétrico BIM” (Building Information Modeling) y los “Programas de Diseño Paramétrico Avanzado”, los mismos que trabajan con algoritmos ligados a parámetros.
Imagen 1-13. Fachada
Paramétrica, Hotel Aka Yas.
Fuente: http://parq001.
a r c h d a i l y. n e t / w p - c o n t e n t / uploads/2012/11/1352642979-yas- island-marina-hotel-aka-yas-hotel----bjorn-moerman-photography4.jpg
Imagen 1-14. Centro de
Ciencias Phaeno.
Fuente: http://www.constructalia.
c o m / e s p a n o l / g a l e r i a _ d e _ proyectos/alemania/centro_de_ ciencias_phaeno
Imagen 1-15. Proyectos
generados con software BIM.
Fuente: http://arquitecturareciente.
blogspot.com/2012/08/edificio-corporativo-lan-bernardo-ford.html
Imagen 1-16. Proyectos
generados con software BIM.
Fuente: http://www.unstudio.com/
[image:29.595.84.385.483.744.2]projects/star-place-facade Figura 1-06. Breve clasificación de los programas paramétricos.
Fuente:Valdiviezo , 2014.
HERRAMIENTAS PARAMÉTRICAS
BIM
REVIT
ARCHICAD
AUTOCAD
VECTORWORKS
RHINOCEROS 3DMAX
SKETCHUP
MAYA
CATIA DISEÑO AVANZADO
Plataformas Clasificación
MICROSTATION
G. COMPONENTS
DIGITAL PROJECT
1.2.5.1. Paramétricos BIM.
Los programas de diseño paramétrico BIM, conocidos como “Inteligentes” son los más comunes dentro del proceso digital de un arquitecto, han demostrado una interfaz sencilla y fácil de usar, utilizados en la mayoría de estudios de arquitectura. Reúne conceptos de documentación básica 3D y una base de datos asociada.11
Así, se ha creado el concepto “BIM” (Modelado de la Información del Edificio), mediante el cual todo el proyecto se trata desde un punto de vista global y multidisciplinar convirtiéndose en verdaderos contextos paramétricos para el proyecto arquitectónico. La característica de los BIM se resume en las siguientes:
• Librerías de formas paramétricas. • Programación constructiva. • Visualización inmersiva.
Actualmente algunas herramientas CAD están convergiendo a este modelo de información de construcción (BIM), lo que buscan es el desarrollo de software enfocado en la industria de la arquitectura, ingeniería y construcción (AEC), cuyo objetivo permite describir diseños en 3D con mayor calidad y velocidad. Sin embargo, tienen la desventaja de que han sido diseñados por terceros, es decir, si el diseñador quiere crear una geometría muy compleja que no este dentro de la biblioteca de opciones, será muy difícil generarla, limitando la creatividad del diseñador. A nivel mundial, entre los
constructores, ingenieros y arquitectos, que han adoptado
[image:30.595.87.228.238.544.2]11 Miller, Hector. (2013, Mayo 31). El arquitecto Héctor Miller explica los alcances del concepto BIM. Extraído el 19 de Octubre, 2013 de http://arq.clarin.com/arquitectura/arquitecto-Hector-Miller-concepto-BIM_3_929337083.html
Figura 1-07. BIM, usuarios.
Fuente: Adaptado de http://
parq001.archdaily.net/wp-content/ uploads/2010/06/1275436955- captura-de-pantalla-2010-06-01-a-las-200309.png
Importante:
Una de las contribuciones menos reconocidas de lo que podríamos llamar en términos muy generales “Tecnología” es su capacidad de invitar a los seres humanos a considerar posibilidades para la representación de sus ideas que no podrían haber tomado forma antes de la existencia de la tecnología misma. (Elliot Eisner)
Propietarios Constructores Ingenieros MEP Ingenieros Calculistas Ingenieros Civiles Arquitectos BIM
Hay que saber que lo más dificultoso
radica en que previamente hay que establecer el contexto paramétrico del diseño a desarrollar y esta tarea no está al alcance de la mayoría de arquitectos. El diseño paramétrico orientado a la arquitectura ya viene desarrollándose hace 25 años, pero todavía en nuestro contexto no se ha introducido por diferentes
motivos, uno de ellos es el perfil del
herramientas digitales paramétricas, su utilización aumentó del 28% en 2007 al 49% en 2009 y el 71 % en 2012.12
1.2.5.1.1. Revit.
Revit Architecture, es el programa que permite al arquitecto diseñar libremente y con naturalidad. Ha sido creado para el modelado de información de edificios, posibilitando cualquier cambio del proyecto, ya que el mismo se coordinará y actualizará automáticamente.13 “Es el programa que trabaja
de forma similar, a la forma en que un arquitecto piensa su diseño, permitiendo insertar, ventanas, puertas, muros, columnas, pisos, escaleras y otros. Revit también permite que se creen nuevas familias de objetos, subtipos y parámetros de sus familias y de su editor de plantillas. Utiliza parámetros, por ejemplo: texto, número, área, volumen, ángulo, URL, material y lógica con función booleana que permite la creación de objetos con la información rica de una forma interconectada.” (TSE & Wong , 2005 )
1.2.5.1.2. Autocad.
Tuvo sus orígenes en 1982, utilizado para dibujo 2d y 3D, actualmente es desarrollado y comercializado por la empresa Autodesk. Maneja objetos de menor nivel de complejidad en comparación con Revit y ArchiCAD. Su interacción con el usuario se da mediante líneas, arcos, esferas, no es posible reducir ni aumentar la capacidad de adaptación a escenarios. Sin embargo AutoCAD permite automatizar y personalizar los pasos de diseño que se desarrollan a base del lenguaje
12 Arieff, Allison. (2013, Agosto 01). Nuevas formas que funcionan mejor. Extraído el 16 de enero, 2014 de http://www.technologyreview.es/ read_article.aspx?id=43581
13 Revit Arquitecture. (2013). Extraído el 14 de Julio, 2013 de http://www. arquitecturatecnica.net/noticias/revit-architecture.php
Imagen 1-18. Interfaz de Revit
Fuente:
http://1.bp.blogspot.com/-Y0YCQXI1zn8/USzmj81rhWI/ AAAAAAAAC24/Mc_kaUSOk6k/ s1600/Captura+de+pantalla+compl eta+06022013+210712.jpg
Imagen 1-19. Logotipo de Auto CAD.
Fuente: http://www.freeversions.ru/
autocad-free-download
Imagen 1-20. Logotipo de Sketchup
Fuente:
http://introblog.info/wp-content/uploads/2012/11/go-1.png Imagen 1-17. Logotipo de Revit.
Fuente: http://supuhstar.deviantart.
de programación “Visual Basic”, donde su programación ya viene instalada por defecto.
1.2.5.1.3. Sketchup.
Su fabricante es Last Software, siendo lanzada su primera versión en el año 2000, con el propósito de generar edificios 3D, su característica es su complejidad de imagen y fácil uso (la curva de aprendizaje más rápida de todos los programas que existen en la actualidad).14 Los usuarios de este programa
son Arquitectos, Ingenieros, Diseñadores, Constructores y Fabricantes. Presenta un plugin denominado “Ruby” que cumple la función de editor algorítmico del software que se lo utiliza para programar scripts15. Sin embargo, este programa
ya trae bibliotecas que ya han sido programadas y permite ingresar parámetros a ciertas formas y volúmenes. La demanda de este software es impresionante, muchas empresas de diseño y arquitectura lo están utilizando, además, varias universidades están sustituyendo el autocad por sketchup por su potencialidad frente al diseño tridimensional.
1.2.5.1.4. Archicad.
Fue el primer software de Modelada BIM, fue desarrollado por la empresa húngara Graphisoft en 1982, permite un dibujo paramétrico arquitectónico mediante objetos que se dividen en: elementos constructivos y de GDL (Geometric Description Language). En otras palabras, los elementos de construcción del edificio se considera a: muros , pilares , vigas, losas , techos, grupo de objetos que no se pueden omitir. Los otros objetos de la construcción como puertas, mobiliario, y ventanas son
14 Historia de Google Sketchup. Extraído el 03 de Febrero, 2014 de https:// sites.google.com/site/sketchup21141/caracteristicas-de-sketchup/ historia-de-google-sketchup
Imagen 1-22. Logotipo de ArchiCAD
Fuente: http://candelapro.blogspot.
com/
Imagen 1-23. Interfaz de ArchiCAD
Fuente: http://garquitectos.files.
wordpress.com/2013/03/archicad. png
Imagen 1-24. Diseño de
elementos de construcción, ArchiCAD.
Fuente: http://candelapro.blogspot.
com/
Imagen 1-21. Ruby, lenguaje de programación.
Fuente: http://danielantonionunez.
objetos GDL, estos residen en algunas bibliotecas externas. El GDL como un lenguaje de script le permite crear nuevos objetos con una rica información paramétrica, y permiten añadir un número ilimitado de objetos BIM de ArchiCAD.16
Además permite actualizar toda la información del proyecto en todas sus vistas.
1.2.5.1.5. 3DMAx.
Software utilizado en varios campos como la animación, producción de películas y creación de mundos virtuales. Utiliza plugins como el MaxScript que le permite personalizar cada uno de sus elementos, todo se hace a través de plugins incluyendo objetos básicos como la esfera, cubo, cilindro y otros prismas incorporados a su interfaz.
1.2.5.1.6. VectorWorks.
Es un plataforma de software que permite la definición de los proyectos en 2d y 3D con precisión. Tiene un lenguaje de programación integrado llamado Vector Script, que permite crear Scripts que automatizan el proceso de creación de herramientas, comandos y objetos paramétricos. Incorpora el módulo de renderizado de Cinema 4D, un potente renderizador y modelador.
1.2.5.2. Programas de diseño paramétrico avanzado.
Los programas paramétricos avanzados se basan principalmente en los principios algorítmicos, es por ello que, el poder de los algoritmos es resolver una amplia gama de
16 Rodrigues, Gelly. (2008, Junio). The generation of systems CAD. Extraído el 10 de Agosto, 2013 de http://www.fec.unicamp.br/~parc/ vol1/n2/vol1-n2-rodrigues.pdf
Imagen 1-26. Logo de
Vectorworks
Fuente: http://www.vectorworks.
net/training/2013/getting-started-guides/
Imagen 1-27. Representación geometrías complejas, Project Shapeshifter.
Fuente:Valdiviezo , 2014.
Imagen 1-28. Representación de formas naturales, Voronoi.
Fuente: http://www.arup.com/
Projects/Chinese_National_ A q u a t i c s _ C e n t e r. a s p x # ! l b : / Projects/Chinese_National_ Aquatics_Center/WaterCube_ overview_2.aspx
Imagen 1-25. Logotipo de 3DMAX
problemas computacionales. Además, estos software poseen tres instrucciones básicas con operaciones fundamentales, estas son: la secuencia, selección e iteración. El diseño paramétrico es una subcategoría del diseño algorítmico y se basa estrictamente en una construcción algorítmica, no existe ninguna diferencia entre sistemas algorítmicos y diseño paramétrico; los algoritmos por defecto operan sobre los parámetros y la componente fundamental de un sistema paramétrico es el propio algoritmo. Los sistemas paramétricos hacen hincapié en la manipulación explícita y directa de los parámetros con el fin de inducir un cambio en la geometría.
Hoy en día existen muchos software paramétricos avanzados donde sus geometrías ya vienen diseñadas y a partir de estas se ingresan parámetros dando como resultado variaciones muy complejas, tal es el caso de Project Shapeshifter y 123D Make. No obstante, a continuación expongo Software paramétricos avanzados que permiten generar geometrías desde su propio algoritmo.
1.2.5.2.1. Rhinoceros + Grasshopper.
Rhinoceros es un software desarrollado por Robert McNeel & Associates, que hace posible la modelación en 3D de manera intuitiva y con total precisión, utilizando curvas, mesh, NURBS y cuerpos sólidos sin límite de complejidad, grado o escala. En el 2003 integra RhinoScripting que es un proceso de programación integrado en el mismo software. Es por ello, que es uno de los programas de modelado 3D que en los últimos tiempos ha mostrado mayor crecimiento y aceptación en diseño. Es compatible con la mayoría de los software comerciales y su interface permite manipular elementos en 2d y 3D e integrar herramientas CAM y CAE. Rhinoceros es un programa revolucionario que se ha hecho un hueco frente Imagen 1-29. Proceso del
diseño paramétrico avanzado.
Fuente: http://api.ning.com/
f i l e s / 4 B e c d l g E q m 7 k i 8 l i V t W p 7 w 0 H 9 F x f y w w 4 g p E Y B X P r s D 0 X J 9 B 1 A k K B M W G w R 3 F Y v g V v Y J y T u d t V X V L -Z 4 e Y h S e d m t t t y P 5 q A q p / NBBJ_HANGZHOU_STADIUM.jpg
Imagen 1-30. Logo de
Rhinoceros
Fuente: http://sabia.tic.udc.es/gc/
trabajos%202011-12/Rhinoceros/ index.html
Imagen 1-31. Interfaz de Rhinceros
Fuente: Autor
Imagen 1-32. Nurbs,
característica de Rhinoceros.
a los software más potentes. Así es como Rhino resume tres maneras de resolver un problema: (1) utilizando la interfaz de usuario con base en técnicas interactivas para dibujar una propuesta, (2) utilizar componentes y variables para controlar la historia del objeto con GH y (3) escribir línea por línea el problema, utilizando un vocabulario y una gramática a través de RS. Esto hace a Rhino particularmente potente, porque en general los fabricantes potencian una o dos técnicas por aplicación, no las tres al mismo tiempo. (Herrera, 2011)
Ventajas
• Incorpora el lenguaje RhinoScript, basado en Visual Basic.
• Puede operar con variedad de formatos. • Código abierto para insertar plugins. • Permite una libertad de diseño.
• Compatibilidad con CAD /CAE /CAM / “BIM”. • Genera formas orgánicas.
• Ayuda a la Producción digital.
• Es versátil y fácil de utilizar. (Chido Studio, 2013).
Desventajas:
• Es un software CAD, por lo que, no es completo para realizar trabajos técnicos, como los software CAE.
• No se puede hacer trabajos muy complejos respecto a medidas tolerancias y ensambles de precisión.
• No es considerado un software paramétrico.
Grasshopper es un plugin para Rhinoceros integrado
en el 2008, que esta orientado al diseño paramétrico, el cual funciona como un editor de algoritmos genéticos,
Imagen 1-34. Logo de
Grasshopper
Fuente: Anónimo.
Imagen 1-35. Interfaz de Grasshopper
Fuente:Valdiviezo, 2014.
Imagen 1-33. VisualArq, Plugin BIM.
Fuente:Valdiviezo , 2014.
Imagen 1-36. Parámetros de Grasshopper.
Fuente:Valdiviezo, 2014.
Imagen 1-37. Parámetros de Grasshopper.
Fuente:Valdiviezo , 2014.
Imagen 1-38. Sistema
algorítmico, Grasshopper.
completamente integrados al entorno de trabajo de Rhino. A diferencia de otros programas de diseño paramétrico, Grasshopper no necesita experiencia en programación o scripting, gracias a su programación visual, lo cual permite crear diseños a partir de componentes generadores. Además, el entorno de programación visual o gráfica que posee grasshopper ha incorporado gran parte de los comandos y funcionalidades de Rhinoceros, además, utiliza a Rhino ceros como entorno de visualización, de manera que podemos ver en tiempo real cómo afecta a nuestro modelo cualquier cambio que realicemos en Grasshopper. Estas herramientas de diseño de algoritmos operan con datos y geometrías de manera intuitiva, capaz de encadenar una sucesión de comandos e instrucciones con entradas y salidas que pueden ser geometrías o datos como resultado. Por lo tanto, esta manera de operar el diseño aporta gran flexibilidad de cara a manipular grandes cantidades de datos o datos variables en el espacio y el tiempo, pero condiciona enormemente nuestra manera de trabajar. 17
Hay dos tipos principales de objetos en grasshopper: Parámetros y Componentes. Los parámetros se utilizan para introducir variables, para luego conectarlos en componentes y dar como resultado datos o geometrías de salida. Este sistema de programación visual tuvo sus orígenes en la década de 1970, el mismo que permite que los sistemas de alta complejidad se creen en forma flexible y no lineal. En sus inicios Grasshopper era un entorno muy simple pero con el pasar de los años se han ido implementando algunas otras funciones de programación para que el diseñador cree componentes personalizados. Además, grasshopper
17 Morales, Luis. (2012, Diciembre). Arquitectura paramétrica aplicada en envolventes complejas en base a modelos de experimentación en el diseño arquitectónico. Extraído el 15 de Enero, 2014 de http:// www.redalyc.org/pdf/1939/193926410002.pdf
Imagen 1-39. Visualización Grasshopper.
Fuente: http://api.ning.com/
files/qIk7pr7wUKfkVel5*DIx5o VxSCLGeEYJPWuKatVePbvE vdf3R8jowZA*3j*KnT6cD0M-mwiINOzjNrvR2kAdvLqEsIMXr0Lx/ Bird_Nesting_Definition_by_Angel_ Quintana.jpg
Imagen 1-40. Proyecto en grasshopper, propuesta estadio.
Fuente:Valdiviezo , 2014.
Imagen 1-41. Envolventes, Grasshopper.
Fuente: http://
allwallpapercollection.blogspot. com/2010/05/expo-2010-shanghai-china-wallpapers.html
Imagen 1-42. Grasshopper - fabricación digital. Mille Plateux.
Fuente: http://www.intrusiones.
esta siendo utilizado dentro de sus usuarios por un 90% de arquitectos. Este poderoso plugin es adecuado para el diseño y su fabricación digital, que junto a Rhino es el mayor distribuidor especialmente en el Reino Unido.18
Ventajas
• Soporta Código abierto de plugins. • Optimización de tiempo.
• Producción digital.
• Inicialmente no se necesita experiencia en programación o scripting.
• Creación de herramientas personalizadas (Chido Studio, 2012).
• Es posible mejorar sistemas realizados por terceros.
• Es un software libre.
Desventajas:
• El transformar un diseño manual al lenguaje paramétrico de grasshopper es complejo.
• El manejar datos y componentes retrasan su aprendizaje.
• Las conexiones pueden confundir.
• Es un software poco conocido y utilizado en el medio.
• Posee guiones de programación lineal.
• Es necesario conocimientos matemáticos-lógicos.
1.2.5.2.2. Maya.
Maya se consolida como el mejor software para la animación de objetos, albergando numerosas herramientas para
18 Kavi, Sumi. (2013). Parametric Design : A new paradigm in architecture. Extraído el 25 de Noviembre, 2013 de Http://Www.Academia. Edu/2644485/Parametric_design
Imagen 1-46. Interfaz del Software Maya.
Fuente: http://www.asidek.es/
imagenes/productos/Autodesk%20 M a y a / m a y a 2 0 11 _ m o d e l i n g _ Surface%20Modeling_1920_1200. png
Imagen 1-45. Logotipo del Software Maya
Fuente: http://epicmindstudios.
files.wordpress.com/2012/06/ autodesk-entertainment-creation-suite-2013.jpg
Imagen 1-43. Envolventes, Grasshopper.
Fuente: http://api.ning.com/files/
Gp85O2XzVxhW8zmCMMfx3sfc- kTDBcCACDUzvB1inn4Ndrk0m-PDPbcJzfXAKYph*C7xkDowjlXeu 7qJFwV74jbUs3UcjXqlvm/al1z.jpg
Imagen 1-44. Maquetas, Iacc.
Fuente: http://api.ning.com/files/e*
modelado, animación, render, dinámicas, fluidos, etc. Además de ser un software de modelado y animación tiene incorporado el lenguaje de programación Python, que permite o tiene la intensión de mejorar aún más la creatividad, la manipulación, personalizar y automatizar el software de manera eficiente. Así también, Maya se especializa en la dinámica de objetos y la configuración y exportación de secuencias de imágenes para una posterior composición y postproducción con los software de la suite de Adobe y la animación de la cámara 3D, como elemento fundamental para conseguir escenas 3D en movimiento.
1.2.5.2.3. Catia.
CATIA (computer-aided three dimensional interactive application) es un software creado para proporcionar apoyo desde la concepción del diseño hasta la producción y el análisis de productos , fue utilizado en sus inicios para la industria aeronáutica y la industria del automóvil. Tiene funciones paramétricas, permite su personalización y ampliación de las funciones de la programación con VB y C++. Dentro de la arquitectura, Frank Gehry utilizó este software.
1.2.5.2.4. Generative Components.
Es desarrollado por Bentley Systems, se introdujo por primera vez en el 2003, y lanzado comercialmente en el 2005. Es una herramienta que personifica la misión para llevar las capacidades del modelado paramétrico de modelado de sólidos 3D en diseño arquitectónico tratando de proporcionar una mayor fluidez de modelado. Los usuarios pueden interactuar con el software, ya sea modelar dinámicamente o la manipulación directa de la geometría, o mediante la aplicación de normas definiendo las formas y los sistemas
Imagen 1-50. Diseño
Desarrollado con GC. Thompson Ventulett Stainback and Associates The Lagoons.
Fuente: http://www.bentley.com/
NR/rdonlyres/6EB39D2B-98EB-4029-B367-72AEADEAD9CA/0/ Image02.jpg
Imagen 1-48. Diseño de
Lamborghini, CATIA.
Fuente: http://www.rhino3d.com/
gallery/2/37204
Imagen 1-47. Logotipo del Software CATIA
Fuente: http://commons.wikimedia.
org/wiki/File:Logo_CATIA.jpg
Imagen 1-49. Logotipo de Bentley.
Fuente: httpwww.chilecomparte.
complejos a través de algoritmos concisamente expresados. Este software es utilizado principalmente por arquitectos e ingenieros en el diseño de edificios, pero también se ha utilizado para modelar estructuras naturales y biológicas a través de sistemas matemáticos.19 Generative Components
ya está permitiendo a los mejores arquitectos e ingenieros de todo el mundo ofrecer edificios sostenibles. Entre ellos se encuentran Arup, Foster + Partners, el estudio Grimshaw, HOK, Pedersen Fox, Morphosis, y muchos más.
1.2.5.2.5. Digital project.
Gehry Technologies fue creada a partir de la investigación y el desarrollo del equipo de Gehry Partners. Desde su formación en 2002, la firma ha crecido hasta en un líder internacional en la tecnología impulsada por la ejecución del proyecto. Este tipo de tecnología proporciona soluciones de vanguardia a los proyectos más desafiantes de la industria. Es una herramienta de modelado 3D para el diseño de arquitectura, ingeniería y construcción, ofrece un amplio conjunto de herramientas para la creación y gestión de información de edificios a lo largo del ciclo de vida del edificio.
1.2.5.2.6. Cinema 4D.
Cinema 4D es un software de creación de gráficos y animación 3D desarrollado originariamente por la compañía alemana Maxon. Permite modelado, texturización y animación. Sus principales virtudes son una muy alta velocidad de renderización, una interfaz altamente personalizable y
19 GenerativeComponents. (2013, Junio 09). Extraído el 11 de Enero, 2014 de http://en.wikipedia.org/wiki/GenerativeComponents#cite_note-AEC_Weekly_news_magazine-4.
Imagen 1-51. Benjamin
Schneider-TU-Wein Quad Meshes in Architecture
Fuente: http://www.bentley.com/
NR/rdonlyres/56A92500-A4C3-4565-ACA4-5CE268CB8697/0/ Image03.jpg
Imagen 1-53. Logotipo
CINEMA4D.
Fuente: http://tanimacion3dmalaga.
blogspot.com/p/cinema-4d.html Imagen 1-52. Digital Project , Museo Soumaya.
Fuente: http://www.
