A través de una propuesta que desarrolla un sistema homogéneo con posibilidades de personalización infinita -en base al control de parámetros específicos- los arquitectos del IaaC (Instituto de Aquitectura Avanzada de Catalunya), a cargo de "Translated Geometries", proponen una arquitectura adaptable, sin funciones ni estilos determinados, logrando evitar una rápida obsolescencia.
El proyecto se construye en base a la teselación triangular y trabaja con Polímeros de Forma de Memoria (SMP), permitiendo que el material utilizado cambie de estado según el estímulo externo aplicado.
Revisa más detalles de esta interesante y compleja investigación, después del salto.
Descripción por los arquitectos. Translated Geometries propone una arquitectura de transición. Una serie de transiciones entre las fuerzas (materiales), fases, personas, espacios y funciones. La forma no sigue siempre las funciones que nosotros podemos predecir, sino más bien las fases que nuestro nuevo entorno construido puede atravesar en las relaciones humanas, con la naturaleza y los edificios existentes.
Quizás nuestra arquitectura puede carecer de un estilo fijo y objetivos, pero se compensa por su capacidad para aprovechar los flujos de energía e información en sus diversas transiciones. Al tratar a nuestra arquitectura como un sistema homogéneo le damos la posibilidad de personalización infinita, basada en el control de parámetros espaciales específicos. Estos parámetros definen los procesos y las razones para el cambio en la arquitectura en lugar de estados finitos y, finalmente obsoletos.
Habiendo dicho esto, no podemos esperar cambios en nuestros espacios y estructuras, si la base fundamental de la construcción arquitectónica, el material, aún se considera como un elemento sedentario en nuestro sistemas. Un conocimiento profundo de los materiales inteligentes y propiedades adecuadas para una arquitectura adaptable, es por tanto, esencial para ganar una comprensión de sus innumerables posibilidades y limitaciones.
En nuestro proyecto de estudio se trabajó con Polímeros de Forma de Memoria (SMP por sus siglas en inglés) con el fin de aplicarlo a un prototipo arquitectónico sensible. Como nuestro concepto se basa en la arquitectura en transición, se ha utilizado un material que puede cambiar de fase con un estímulo externo y controlado. Nuestro SMP (Veritex) es capaz de llegar a un estado "blando" y elástico al ser expuesto al calor por encima de su temperatura de transición vítrea (Tg) de alrededor de 60 a 70 ° C, momento en el que puede sufrir grandes deformaciones geométricas. Tras el recalentamiento, el SMP luego vuelve a su estado original "memoria" (plana).
Hemos decidido que, para alcanzar nuestro deseo de adaptación estructural debemos encontrar una geometría que nos permita llegar al sitio en su estado original y que tenga la capacidad de deformarse o expandirse en una forma deseada a partir de las fuerzas aplicadas.
Por lo tanto, una estructura algo plegable se consideró capaz de darnos la expansión requerida hasta la llegada al sitio, por lo que hemos investigado los patrones del origami plegable rígido, principalmente aquellos creados por Ron Resch, pionero en el origami, matemático y artista. Después de mucha experimentación, finalmente nos decidimos por el diseño de teselación triangular, lo que nos dio una gran flexibilidad y capacidad de plegado originales.
Prototipo 1
Después de varias pruebas, se decidió que los nodos hexagonales del patrón son los que tienen más control sobre la deformación total de la geometría, dependiendo de su expansión o contracción. La realización de una junta estructural, en donde el SMP se corta en una forma hexagonal y se coloca en las intersecciones de las montañas y los valles del patrón. Aparte de estos nodos SMP, el resto de los pliegues se sustituyen por bisagras regulares, que actúan en conjunto con la posición de los paneles alrededor de ellos.
En el primer prototipo a escala 1:3, colocamos la articulación hexagonal directamente en los marcos. El plegado de todo el patrón desde un estado plano resultó difícil, sin embargo, una vez en su lugar la geometría era bastante sensible a nuestras necesidades. Calentando la mayoría del prototipo y llevando las articulaciones a un estado suave pudimos activar con éxito el crecimiento en las zonas que queríamos a partir del inflado de globos por debajo. Los globos rellenaron y empujaron la geometría en su lugar, y después de enfriar y retirar los globos, la forma sostiene su nueva forma. El concepto de inflar desde debajo de una estructura real a escala puede parecer difícil, pero podría ser factible con un sistema similar al que se utiliza en la construcción de cúpulas binishell, aunque fácilmente transportable.
Prototipo Final
El segundo prototipo es un intento de llevar el concepto a una escala funcional 1:1, a partir de un grupo de 7 unidades. La característica clave de diseño en este prototipo es la introducción de una cuña de taponamiento en la articulación entre SMP y el panel triangular. La función de la cuña es doble: en primer lugar actúa para tomar la mayor parte de la propiedad de memoria de forma del material, como resultado, el SMP está en su estado de memoria plana original cuando el componente está en su ángulo más cerrado y agudo. Esto significa que la reversión al estado de triangulación original cerrado está incrustado dentro del sistema de material. En segundo lugar la cuña introduce limitaciones físicas en la apertura / cierre de los módulos, como cuando llega a su máxima expresión de apertura, las cuñas se empujan una contra la otra y limitan cualquier movimiento adicional.
En nuestro prototipo el calentamiento se aplica uniformemente mediante un circuito paralelo conectado a los cables de calor constantan incrustados, lo que nos permite seleccionar y elegir las aplicaciones específicas de calor en nuestro prototipo. El constantan tarda menos de 3 minutos para tornar la SMP gomosa, siendo este su estado de transición vítrea (Tg), después de lo cual la deformación se puede hacer, tras la desactivación del calor, el material se enfría y se endurece (en 2 minutos) para mantener la nueva forma. Esto funcionó bastante bien, sin embargo, se propone un sistema mucho más avanzado para la visión del componente en un esquema mayor.
Prevemos que cada componente triangulado sea un microcontrolador que contenga una unidad de auto-, que alberga una pequeña batería y controlado de forma inalámbrica ubicado en un componente de la electrónica adjunta a la parte inferior del panel, alimentados por el tejido solar incrustado en los triángulos equiláteros que rodean el componente intermedio. De esta manera creamos una unidad autosuficiente que puede ser controlado de forma individual y de forma remota, sin necesidad de cableado entre unidades. Dado que es el conjunto elegido de unidades el que determine la forma original y la escala, uno es libre de diseñar cualquier agrupación deseada de los componentes. La producción de energía Micro se produce en cada nodo de la estructura y cada una libera energía local a través de calentamiento del SMP con alambres de calor que informan de deformación global de la estructura.
El método de acción para las deformaciones se logra a través de la fuerza de tracción por drones Octocopter. ¿Por qué drones? Son el perfecto sistema de andamios móviles y representan un nuevo tipo de inteligencia artificial que puede tanto ser pre-programado, tener la capacidad de aprender en base a parámetros específicos, o actuar de una manera enjambre. Desde una posición plana donde toda la estructura se calienta tiran de los drones en puntos específicos y elevan la estructura en el lugar deseado, mantienen esta posición hasta que el SMP se enfría, punto en el cual la nueva forma se crea.
Los drones, ya sean controlados por humanos o respondiendo a parámetros ambientales específicos, también son capaces de comunicarse con el microcontrolador de cada unidad que va a ser calentado, estableciendo una comunicación entre nodos locales y las intenciones globales. Este proceso puede repetirse indefinidamente, ya que la estructura es capaz de responder a un entorno determinado o a las preferencias de usuario, para varias configuraciones espaciales en un espacio de usos múltiples constantemente transformable. Estas transiciones, ya sea que están en curso, o congelada en un tiempo o ajuste específico, definen la personalidad en evolución de nuestros interminables geometrías traducibles.
Translated Geometries es un proyecto del IaaC (Instituto de Aquitectura Avanzada de Catalunya) / Master en Arquitectura Avanzada Digital Matter Intelligent Constructions.
Equipo de investigación: Ramin Shambayati, Efilena Baseta, Ece Tankal
Tutor: Areti Markopoulou
Asistentes: Alexandre Dubor, Moritz Begle
Agradecimiento especial a: Dflyvision, Thiago Kunz
