Hace un par de años, la fabricación digital estaba en los titulares regularmente, prometiendo transformar para siempre nuestra disciplina y la forma en que construimos nuestros edificios. Puede que la revolución en la arquitectura aún no haya llegado, pero los proyectos de investigación, los experimentos y la dedicación de varios arquitectos y universidades ya abrieron un nuevo campo de posibilidades para la expresión arquitectónica. Por lo tanto, parece apropiado dar una visión general del impacto que la tecnología tuvo hasta ahora en nuestra disciplina. Este artículo cubre los diferentes tipos de procesos dentro del campo y los proyectos que experimentan con ellos, con el alcance de replantear el potencial arquitectónico de la fabricación digital.
Principales tipos de fabricación digital
La fabricación digital cubre cualquier proceso de fabricación controlado por una computadora. Aunque las tecnologías se están expandiendo constantemente, implican principalmente uno de estos tres tipos de métodos: fabricación por adición, fabricación por sustracción y manipulación robótica de cualquier tipo.
Fabricación por adición
La fabricación aditiva, que comúnmente se conoce como impresión 3D, consiste en material en capas. La tecnología surgió en 1983, usando estereolitografía (SLA), un proceso que involucra disparar un rayo láser ultravioleta en una masa de fotopolímero, que luego se convierte en plástico sólido. Actualmente se utilizan numerosos procesos de fabricación aditiva algunos de los cuales aparecieron en un artículo reciente publicado aquí en ArchDaily. La gama de materiales usados en impresión 3D se expandió más allá de los plásticos para incluir metales, vidrio, arcilla, nanocompuestos e incluso tejidos humanos. También se está llevando a cabo una investigación para desarrollar impresoras 3D de materiales múltiples.
Fabricación por sustracción
En la fabricación por sustracción, los objetos se tallan en un bloque sólido, siendo el fresado CNC el proceso más común. Es la introducción de brazos robóticos que amplió las posibilidades de fresado CNC, ya que cuanto mayor es el número de ejes de movimiento, mejores son sus capacidades. El corte por láser y el alambre caliente, técnicas convencionales de fabricación de modelos, también se incluyen en esta categoría de fabricación sustractiva.
Manipulación robótica
La tercera categoría, la manipulación robótica, cubre cualquier otra forma o proceso de fabricación o manipulación de materiales que es operado por una computadora de forma autónoma, como la expansión y retracción de piezas, el plegado y la costura. Tiene la ventaja de que, equipados con las herramientas adecuadas, los robots pueden utilizarse posteriormente para una variedad de tareas, y las posibilidades son infinitas. Un ejemplo de ello es el proyecto Fiberbots del MIT, un proceso cooperativo de fabricación robótica, diseñado para la fabricación digital de objetos a gran escala y elementos estructurales, que utiliza tejido e impresión de forma libre. La investigación pretendía alejarse de la fabricación uniaxial y crear estructuras replicables a todas las escalas.
Aplicaciones arquitectónicas
Las aplicaciones arquitectónicas de la tecnología parecen haber penetrado en la profesión más lentamente de lo esperado, incluso una vez que se han alcanzado algunos hitos, como la primera casa impresa en 3D en China o el primer puente de acero impreso en 3D. Sin embargo, cada vez más, los procesos de construcción digital se incorporan gradualmente a la práctica de la arquitectura, causando un cambio de paradigma lento, pero continuo, en nuestra disciplina. A continuación, hemos compilado una lista de las tecnologías del futuro que ya son una realidad muy concreta en la práctica de la arquitectura:
Automatización de procesos de construcción
La fabricación digital, ya adoptada a gran escala en la fabricación industrial, tiene un gran potencial para la automatización de los procesos de construcción, como lo demuestran proyectos como SAM (el albañil semiautomático), un robot capaz de colocar ladrillos a casi tres veces la velocidad de un trabajador humano. La construcción automatizada de ETH Zurich de varias estructuras con entramado de madera muestra un enfoque más sofisticado sobre el asunto, donde el corte, la perforación de agujeros para las conexiones y el montaje se realizan mediante robots.
Desarrollo de nuevos materiales
Otro frente de acción que probablemente sufrirá enormes cambios en un período de tiempo muy corto es el desarrollo de nuevos materiales de construcción. El nuevo grupo de investigación de materiales del MIT, el Mediated Matter Group, es uno de los principales laboratorios de experimentación en este ámbito. Su investigación es de suma importancia ya que algunos materiales de construcción comunes como el concreto tienen una huella de carbono muy alta. Un ejemplo del amplio alcance del desarrollo de materiales es el proyecto de investigación de Neri Oxman y el proyecto Aguahoja del MIT. El diseño emplea celulosa, quitosano, pectina y agua, todos los elementos que se encuentran en la naturaleza, por lo tanto biodegradables y ecológicos, para crear materiales con propiedades mecánicas y ópticas específicas.
Optimización de la forma y el uso del material
La fabricación digital ofrece un uso más eficiente de los materiales en una variedad de estructuras y diseños. Smart Slab, un sistema desarrollado por ETH Zurich, presenta un proceso de diseño y fabricación radicalmente optimizado y altamente preciso. A través de este innovador método de encofrado impreso en 3D, es posible reducir la cantidad de concreto al mínimo necesario, haciendo que la estructura sea más eficiente, liviana y económica. El proyecto es parte de un esfuerzo de investigación más amplio, una iniciativa llamada DFAB House, comprende cinco métodos de fabricación aplicados a diferentes elementos arquitectónicos. Esta investigación nos demuestra cómo la fabricación digital puede cambiar la arquitectura.
Abriendo la puerta a una nueva estética
Como cualquier proceso de construcción, la fabricación digital también ofrece la posibilidad de una nueva estética. En su mayor parte, la complejidad geométrica de un componente no es relevante en la fabricación digital y no afecta los costos, lo que permite diseños a medida, incorporando patrones más específicos y originales. Greg Lynn es uno de los pioneros de la fabricación digital en arquitectura, y el defensor de una expresión arquitectónica particular, utilizando la herramienta de la máquina de tallado para crear la estética del objeto final. Otro ejemplo de la versatilidad y el potencial estético de la fabricación digital es el proyecto de Concrete Choreography. Desarrollado en ETH Zurich, la serie de columnas de hormigón muestra diferentes ornamentos y texturas de superficie creadas mediante extrusión en capas.
Creando el camino para diseños de código abierto
Si bien el diseño de código abierto sigue siendo un concepto emergente, la difusión de las tecnologías de fabricación digital crea un entorno ideal para el desarrollo de esta tendencia. Hace unos años, Space 10 lanzó Growroom, un jardín esférico de código abierto, fácilmente replicable utilizando láminas de madera contrachapada y una fresadora CNC. En la misma nota, otra iniciativa que aprovecha la ubicuidad de las herramientas de fabricación digital es WikiHouse, cuyos diseños de casas de código abierto requieren solo acceso a una máquina CNC y a la fabricación de láminas de madera.
Aunque los procesos automatizados de construcción y fabricación de componentes y estructuras están recién en pañales, han atraído la atención de arquitectos de todo el mundo, ya sea en la universidad o en el campo profesional, y por lo tanto, probablemente no pasará mucho tiempo antes de que esta tendencia se convierta en una herramienta más que fundamental en los procesos de diseño y construcción de la arquitectura en un futuro próximo. La incorporación de herramientas digitales y autónomas en los procesos de construcción de la arquitectura es solo un fenómeno más, y el más reciente, que promete transformar la forma en que diseñamos y construimos nuestros edificios.
Referencias:
Philip Yuan, Achim Manges, Neil Leach, Digital Fabrication, Tongji University Press, 2017
Jane Burry, Jenny Sabin, Bob Sheil, Marilena Skavara, Fabricate 2020 Making Resilient Architecture, UCL Press, 2020
