Entrevistas AECO #1 | Jaime Sanchez-Alvarez · Structural-Geometry Designer (i.R. / retd.)

Entrevista Técnica · Atlas AECO

Geometría, estructuras espaciales y arquitectura de forma libre

Sobre el experto

Jaime Sánchez-Álvarez

Structural-Geometry Designer · Geometría estructural · Estructuras espaciales · Freeform Grid Shells

Jaime Sánchez-Álvarez es arquitecto y especialista en diseño geométrico estructural, estructuras espaciales y racionalización de geometrías complejas. Su trayectoria profesional está vinculada durante décadas al desarrollo y aplicación de herramientas computacionales para transformar formas arquitectónicas complejas en sistemas geométricos, estructurales y constructivos capaces de llegar a fabricación y obra.

Formado en arquitectura y posteriormente especializado en estructuras espaciales en el Space Structures Research Centre de la University of Surrey, desarrolló una parte fundamental de su carrera en MERO, participando en el desarrollo y aplicación de procesos computacionales para el diseño, análisis y generación de información geométrica para estructuras espaciales.

Posteriormente desarrolló su actividad profesional en MERO-TSK y Lindner Steel & Glass, trabajando en el diseño y modelado geométrico de sistemas estructurales, cubiertas y envolventes de forma libre, así como en la parametrización y automatización de procesos destinados a materializar componentes constructivos.

Su experiencia está vinculada a proyectos internacionales de gran complejidad geométrica, entre los que destacan el Eden Project, la Nueva Feria de Milán, The Esplanade, el Heydar Aliyev Center, Ferrari World, el Lakhta Center, la Estación Central de Berlín y la esfera de Astana Expo 2017.

Especialidad Structural Geometry · Space Frames · Freeform Grid Shells

Trayectoria destacada MERO · MERO-TSK · Lindner Steel & Glass

Diseño computacional KONDAR · FORTRAN/C · Rhino · Grasshopper

Ámbito Arquitectura · Ingeniería · Fabricación · Envolventes

Proyectos destacados

EDEN PROJECT Grimshaw · Reino Unido · Estructuras espaciales

NUOVA FIERA MILANO Massimiliano Fuksas · Schlaich Bergermann Partner · Italia

THE ESPLANADE DP Architects · Michael Wilford and Partners · Singapur

HEYDAR ALIYEV CENTER Zaha Hadid Architects · Bakú · Estructura espacial freeform

LAKHTA CENTER Bollinger+Grohmann · San Petersburgo · Doble fachada

ASTANA EXPO 2017 Esfera de 90 m · Sistemas cónicos · Geometría NURBS

Se trata de diseñar y modelar para poder fabricar y construir de manera precisa, eficiente y económica para materializar objetos reales de arquitectura, diseño industrial e ingeniería. — Jaime Sánchez-Álvarez

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Arquitectura · Ingeniería · Construcción · Tecnología

Atlas AECO La entrevista

jmhdezhdez | AECO & Smart Tech

01

1). Pioneros de la Geometría Digital (Eden Project & MERO): En el Eden Project (Grimshaw, 1999) trabajaste en la geometría de las cúpulas geodésicas más grandes del mundo. En los inicios de la computación aplicada a la edificación, ¿cuáles fueron los mayores retos para generar la información geométrica precisa de producción para los nudos y barras de MERO sin las herramientas paramétricas actuales?

R1). Un reto mayúsculo fue la geometría de la estructura espacial de doble capa para complementar, o más bien, reemplazar la estructura geodésica de hexagonos, de una sola capa, del diseño arquitectónico preliminar.

Es esta primera respuesta cabe extenderse un poco para dar una idea del contexto, desarrollo y alcance de la tecnología computarizada de la compañía Mero, que fue una de las empresas pioneras en el diseño, análisis y construcción de estructuras espaciales “clásicas”, o sea, a base de barras y nodos.

Hacia finales de los años 1970s la tecnología de Mero, apoyada en el software desarrollado dentro de la empresa a través de décadas, alcanzó un nivel de madurez y estabilidad que le permitió a la empresa ofrecer un servicio completo de diseño, analisis y construcción de estructuras espaciales de grandes dimensiones, principalmente tubulares, con redes espaciales predominantemente regulares, de forma geométrica plana o de simple y doble curvatura, pero casi siempre de forma geométrica bien definida por las ecuaciones de la geometría analítica. Entonces, MERO ya era capaz de procesar técnicamente sistemas estructurales de grandes dimensiones con decenas de miles de nodos y barras, que implicaban un manejo ágil y eficiente de grandes volúmenes de datos.

En cuánto al procesamiento de la estructura de las cúpulas del Eden Project --cerca ya del año 2000-- que traía varios aspectos técnicos que no cubría el software de Mero, el reto consistió en implementar los métodos faltantes en los módulos de análisis y construcción del programa Mero, así como la extensión correspondiente en la base de datos de componentes de construcción. No era la primera vez que se hacía esto y no constituyó ningún problema especial de implementación en el caso de las cúpulas de Eden Project.

Lo que si requería este sofisticado sistema automatizado, era la experiencia y conocimiento especializados de ingenieros y constructores expertos en los sistemas de construcción MERO, y este tipo de especialistas no se conseguía en el mercado general de ingenieros y técnicos.

Así, se requería del personal técnico nuevo un período de apendizaje y prácticas supervisadas de algunos años.

Por otro lado, el diseño geométrico de estructuras espaciales de forma geométrica compleja, como las cúpulas del Eden Project, constituía un aspecto aparte en esta cadena automatizada de procesamiento técnico, a pesar de ser la información geométrica la base fundamental para iniciar este proceso.

En este caso, el diseño geométrico requería y requiere de trabajo especializado de diseño y generación de información geométrica. Una combinación de experiencia y conocimientos, tanto teóricos como prácticos, de “geometría de reticulados espaciales”, por decirlo de manera breve, lo que significa que el diseñador de geometría sea capaz de utilizar las herramientas computarizadas de diseño y modelado disponibles para poder proponer, modelar en 3D y representar gráficamente soluciónes de forma y estructura.

En el caso del diseño geométrico de las redes espaciales del Eden Project las herramientas de diseño consistieron en una combinación bastante híbrida del conocimiento y experiencia del diseñador de geometría utilizando principalmente el programa de Geometría “KONDAR”, del alemán KONstruktion und DARstellung, o sea, CONstrucción y REPresentación, desarrollado por el profesor Helmut Emde en su unidad de Procesamiento de Información Geométrica para la Arquitectura en la Universidad de Darmstadt. Este pograma se desarrollo de acuerdo a los requerimientos de Mero en el área de diseño geométrico, con un arsenal especial de funciones relativas a la geometría de poliedros, redes pre-programadas sobre superficies analíticas como el cilindro, el cono, la esfera, diversos paraboloides, etc. y algunas formas especiales como las redes geodésicas esféricas. KONDAR tenía también un espacio de programación para el usuario para construcciones geométricas utilizando el algebra vectorial. Este programa estaba lejos de ser interactivo y su manejo requería de un buen tiempo de aprendizaje y aplicaciónes.

En KONDAR, la intefase de datos con el “mundo exterior” consistía en un archivo DXF, muy simple, con una lista de los puntos o nodos de un sistema estructural con sus coordenadas, una lista de líneas o miembros estructurales y una lista de caras o facetas. Otro programa post-procresador convertía estas listas en un formato ASCII, o sea, texto neutral, que el módulo de geometria del programa Mero era capaz de leer para poder iniciar el resto del proceso técnico de análisis y construcción. Cabe mencionar, que ciertos aspectos no incluidos en KONDAR tuvieron que resolverse programando con el clásico programa de computación para ingenieros, Fortran 4, muy popular en los 1970s y hasta 1990s, o programar “macros” en EXCEL para generar archivos ASCII con información complementaria relevante para el proceso técnico..

La pregunta que planteó la gerencia al equipo técnico de Mero fue: ¿Podemos con el paquete? .... pensando menos en la base tecnológica disponible que en el diseño geométrico que inicialmente propusieron los arquitectos de Grimshaw en Londres y que representaba una incógnita para los estrategas de Mero.

El arquitecto había concebido una serie de ocho reticulados hexagonales de una sola capa, inspirados en las geodésicas de Buckminster Fuller, intersectadas entre sí e interconectados en dos grupos de 4 cúpulas. En Mero, el análisis comparativo preliminar entre la estructura de una sola capa y una estructura espacial de doble capa a base de hexagonos en la capa superior y una red semirregular de hexágonos y triángulos en la capa inferior, demostró que la estructura espacial de doble capa mejoraba, por decirlo de manera muy simplificada, en un 50% la efectividad de la estructura mono-capa. Esto es, el peso de la estructura, sus deformaciones, los costos y los tiempos de producción y montaje en sitio se redujeron sustancialmente.

El paso siguiente fue demostrar, convencer y negociar con el arquitecto, Grimshaw y su cliente, y con sus asesores técnicos (la reconocida firma de ingeniería y construcción de Anthony Hunt) que la estructura espacial de doble capa de Mero, que por cierto bautizamos como “reticulado Hex-Tri-Hex”, consistía en una “optimización” de “su” concepto original, ya que la imagen visualmente dominante de las redes geodésicas hexagonales se había conservado y los elementos adicionales de la estructura MERO “sólo” mejoraban la estabilidad del sistema, reducian peso y deformaciones y la estructura era más rápida de fabricar y ensamblar en sitio y, finalmente, costaba menos. Tras revisar detalladamente los cambios y calcular por si mismos el sistema estructural optimizado, el arquitecto, el cliente y los asesores técnicos dieron “luz verde” al diseño mejorado que realizamos en “conjunto”.

02

2). Racionalización de Forma Libre (Feria de Milán, Fuksas): La cubierta reticular de acero y vidrio de la Nueva Feria de Milán (1300 m x 32 m, desarrollada con Schlaich Bergermann Partner) es un hito de las superficies compuestas. ¿Cómo fue el proceso de aproximación geométrica para transformar una superficie escultórica de forma libre en paneles planos o desarrollables ejecutables en taller?

R2). El equipo de Fuksas proporcionó a los participantes del proyecto un modelo tridimensional de la superficie NURBS de forma libre de la cubierta y de los volúmenes de los edificios relevantes en un archivo de Rhino v2 para que realizaran sus propuestas.

No había definición alguna de la estructura reticulada portante de la cubierta de paneles de vidrio. Aunque dado el requerimiento arquitectónico de “máxima transparencia” resultó obvio que la estructura tenía que ser reticulada, lo más posible de mallas cuadradas o romboidales y con un mínimo de mallas triangulares, de una sola capa, para una cubierta de paneles de vidrio. Por cuestiones prácticas de construcción, la superficie única de 1.3 km de longitud, se dividió en 12 segmentos de 80.0 m a 120.0 m de longitud por unos 30.0 m a 40.0 m de anchura, lo que permitió manejar cada segmento como una estructura independiente que estaba “conectada” a sus segmentos adjacentes por una junta de expansión.

El tamaño máximo del módulo para el reticulado estructural lo determinó el tamaño máximo del panel más económico y realista desde el punto de vista constructivo y de montaje, que fué de apróximadamente de 1.60 m x 1.60 m con excepciones de hasta 1.80 m, que resultarían de las variaciones de la forma de la superficie. Cerca del 65% de la superficie de la cubierta es plana o casi plana, lo que permite utilizar en estas áreas un reticulado a base de cuadrángulos. El fabricante de los paneles de vidrio laminado, de dos hojas con folio intermedio, con un espesor de unos 20 mm, limitó la desviación del plano de un panel típico a unos 18.0 mm, basado en su experiencia práctica. Este límite marcó así el cambio del reticulado cuadrangular en las zonas planas a reticulado triangular en las zonas con mallas con una desviación del plano de más de 18.0 mm.

La orientación en planta del reticulado cuadrangular la determinó una combinación del aspecto formal y otra la disposición fija de las dos series paralelas de columnas soportantes apróximadamente cada 8.0 m, a lo largo de su eje longitudinal. El reticulado final que satisfizo la mayoría de los requerimiento fue el “dia-grid”, o reticulado diagonal, a base de rombos con respecto a los bordes paralelos lineales de la planta de la cubierta. El ángulo menor del rombo básico es de aproximádamente 60 grados. Este reticulado permitio una adaptación más fluida del reticulado a la superficie de forma libre de la cubierta que presentaba cambios fuertes de altura y de curvatura comparado con un reticulado cuadrangular con los lados de las mallas paralelos a los bordes de la cubierta en planta.

El reticulado diagonal sobre la superficie de forma libre se obtuvo por medio de una proyección paralela, o sea, proyectando un reticulado diagonal horizontal en la dirección vertical, sobre la superficie NURBS. En las zonas de la superficie que forman superficies cuasi-cónicas o de embudo hacia la supeficie del piso, se eliminó la proyección paralela y se construyó o dibujó el reticulado de manera manual, orientándose en las líneas de curvatura de la superficie NURBS, pero respetando el límite de entre 1.60 m y 1.80 m para los lados de las mallas. En este proceso, se cuidó la transición, esto es, la continuidad visual, de la red diagonal de las zonas planas a unos 16.0 metros sobre el suelo a las zonas de curvatura pronunciada con conos cuya base está a 0.0 m sobre el piso.

Cabe mencionar que el requerimiento de poder drenar o desaguar las zonas planas de la cubierta, obligó a remodelar estas zonas con paraboloides hiperbólicos bajos, o sea, con una altura de unos 25.0 cm, entre dos pares consecutivos de columnas, con los puntos bajos de un paraboloide sobre puntos de desagüe sobre las columnas. Estrictamente, las zonas planas dejaron de tener paneles planos, y los paneles romboidales admitían deformarse en frío (cold bending) con una desviación del plano de menos de 18.0 mm.

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3). Optimización de Vidrio e Higrometría (Statoil Headquarters, Noruega): En el proyecto de Statoil con A-lab (2012) empleaste hiperboloides parabólicos (hypars) como superficies de traslación para garantizar la planaridad de los vidrios en atrios de superficie mínima. ¿Qué ventajas aporta esta metodología de discretización geométrica frente al uso de vidrios conformados en caliente o en frío (cold-bending)?

R3). La ventaja principal es que los paneles se vuelven “construibles” y “aplicables” cuando son planos. El presionar los panels planos (cold bending) en sitio sobre bordes soportantes que definen una superficie alabeada, o sea, no plana, tiene límites prácticos de aplicación que dependen del espesor del panel. Por ejemplo, un panel cuadrangular tipo sandwich de vidrio de unos 4.0 cm de espesor es prácticamente imposible de deformar con presión mecánica para fijarlo en un paralelogramo alabeado de borde de 1.20 m x 1.20 m. Algunos fabricantes de paneles de vidrio dan como medida práctica, por ejemplo, para un espesor de12 mm a 14 mm una posible desviación del plano para cold bending de unos 20.0 mm. Hay que tener en mente que la junta entre paneles debe ser un sello hidráulico de una cubierta o fachada y el “cold bending” dificulta esta función.

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4). Sistemas Cónicos y Geometría Esférica (Astana Expo 2017): Para la esfera de 90 metros de la Expo de Astaná aplicaste un principio constructivo-geométrico basado en sistemas cónicos aproximando la mallas NURBS con arcos. ¿Cómo se equilibra la simplificación de la subestructura multicapa curva sin perder la fluidez geométrica de la envolvente global?

R4). Esa racionalización, sustituir las curvas de forma libre de las líneas del reticulado de la subestructura portante de los paneles esféricos de vidrio, fue la verdadera “SOLUCIÓN” geométrica realista para el proceso constructivo y su detallado y para el proceso de fabricación tanto de la subestructura de acero como de los paneles esféricos de vidrio, que por extensión adquirieron bordes de arco circular bien definido geométricamente. Para la fabricación de los perfiles curvados en un taller semi-automatizado, fue muchos más fácil trabajar con círculos de radio de doblado constante que con curvas de forma libre. El enfoque de aplicar sistemas cónicos permitió además asegurar la continuidad de las líneas visibles de la cubierta de vidrio esférico y de la subestructua y también condicionó la “ausencia” de torsión entre los perfiles individuales que forman una especie de “meridiano” curvilíneo sobre la superficie de la esfera.

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5). Límites de las Estructuras Espaciales (Heydar Aliyev & Ferrari Experience): Desde el centro cultural de Zaha Hadid en Bakú hasta el techo de 200.000 m² de Ferrari World Abu Dhabi, has diseñado estructuras espaciales de doble capa bajo geometrías orgánicas extremas. ¿Cuáles son los puntos críticos de encuentro entre la rigidez estructural de la malla espacial (spaceframe) y la subestructura que soporta el revestimiento exterior?

R5). Las deformaciones permitidas para las estructuras espaciales de grandes dimensiones son parte de las especificaciones técnicas del proyecto. De la misma manera se especifica que la subestructura de cubierta es una estructura secundaria relativamente independiente que sólo se apoya o se fija en la estructura primaria de manera “estática”, o sea, sin contribuir o interferir con el trabajo de la estructura primaria. Las interfases constructivas de soporte o fijación de una estructura secundaria deben diseñarse para prevenir esfuerzos de flexión y torsión locales que provengan de la interacción con la estructura primaria. Los componentes de una subestructura, frecuentemente presentan traslapes y/o agujeros largos que permiten un deslizamiento máximo especificado. Asimismo, Las deformaciones relativas o falta de alineamiento de las juntas entre módulos vecinos de cubierta se compensan o corrigen ajustando las partes movibles del sistema de apoyo de la subestructura.

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6). Modelado Máster y Superficies Desarrollables (Lakhta Center, San Petersburgo): En la doble fachada de 44.700 m² del Lakhta Center (en colaboración con Bollinger+Grohmann), trabajaste en el modelo línea máster aproximando componentes de forma libre con superficies desarrollables. ¿Cómo se coordina un modelo paramétrico de esa magnitud entre los consultores de estructura, fachada y la industria fabricante?

R6). La coordinación general por parte del subcontratista responsable del modelo maestro de la doble fachada, en este caso la compañía Lindner Steel & Glass en Alemania, estaba a cargo del director del proyecto por parte de la compañía. En el organigrama de funcionamiento del proyecto se nombra bajo la supervisión del director del proyecto a un administrador de información, quien está a cargo de llevar un control, con un protocolo bien definido, del intercambio de documentos, planos y modelos, etc. tanto dentro de la compañía como con los participantes externos. Parte de sus funciones es verificar que los destinatarios de la información dentro de la compañía estén trabajando con la información actual. Y aún así, ocasionalmente hay malentendidos y errores debidos al “factor humano”, que no es infalible. La revisión de la información actualizada y su distribución se revisa en juntas programadas regulares de cada proyecto dentro de la compañía y en las juntas de proyectos externas.

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7). Protección Solar y Geometría Bioclimática (The Esplanade, Singapur): Las cubiertas del Art Center Esplanade en Singapur combinan la estructura espacial de dos capas con pirámides de aluminio inclinadas como parasoles. ¿Cómo afectó la simulación paramétrica de la radiación solar al refinamiento iterativo de la malla estructural y la posición de las piezas de sombra?

R7). El estudio climático fue determinante para el diseño geométrico de la cubierta de paneles de vidrio aislante y de parasoles de aluminio sobre la superficie de vidrio de cada una de las dos cubiertas del Centro de Arte The Esplanade. Del estudio climático se derivaron las especificaciones de materiales y de construcción para diseñar tanto la composición de los paneles de vidrio aislante sobre el reticulado externo de la estructura espacial como para definir los detalles geométrico-constructivos de los parasoles piramidales de aluminio de geometría variable y su distribución sobre el reticulado externo de la estructura espacial.

Mientras que la geometría y la composición del panel típico de vidrio para este proyecto se resolvieron de una manera bastante convencional que satisfacía las especificaciones, la definición geométrica de los parasoles resultó un reto mayúsculo de construcción geométrica y modelado, ambos paramétricos y de ninguna de manera manual. Dada la complejidad y la cantidad de parasoles a modelar, más de 3000 unidades por cubierta, fue obligatorio sistematizar (ahora, parametrizar) y programar las tareas de modelado.

En principio, un parasol es un rombo doblado por su diagonal menor, lo que da lugar a una pirámide con dos caras triangulares libres. Una de las caras se coloca sobre dos lados contiguos de la red romboidal básica de la cubierta, mientras que la otra cara libre se utiliza para dejar pasar la luz natural. El ángulo de doblado variable de un solo tipo de rombo permite adaptar el parasol sobre mallas romboidales con diferentes ángulos internos y lados de longitud constante. Así, cada cubierta de parasoles de The Esplanade tiene un inventario mínimo de láminas romboideas básicas antes del doblado, alrededor de 20 tipos, para generar un conjunto de más de 3000 parasoles por cubierta. Un ángulo de doblado pequeño genera un parasol plano que deja pasar poca luz solar; un ángulo de doblado pronunciado genera un parasol alto que deja pasar gran cantidad de luz solar.

A mí, como especialista en geometría de Mero, me tocó la tarea de sistematizar los métodos de construcción geométrica con el programa de geometría KONDAR, ya mencionado, que tenía una plataforma muy sencilla de programación de scripts. Ya definida una tarea de construcción utilizando el “lenguaje” interno del programa, el script consistía en escribir con un editor de textos la secuencia de comandos del programa, línea por línea. Ya dentro de KONDAR era suficiente echar a andar el script con el commando “run” y el nombre del script.

Tras una prueba inicial de control de función de los scripts de KONDAR, se escribió un macro en Excel que leía el mapa de distribución de paneles, también en Excel, y este se combinaba con un modelo tridimensional en KONDAR del reticulado romboidal básico de la cubierta para generar de forma automatizada, línea por línea, el script que leía el tipo de panel de una celda de Excel y lo construía, posicionaba y orientaba sobre el reticulado romboidal.

Así, la tarea de generar parasoles piramidales con dos caras abiertas para dejar pasar la luz solar y su distribución, posicionamiento y orientación sobre la superficie de la cubierta se enfrentó con un proceso iterativo de:

1. Tarea de Mero: Distribución y modelado de parasoles sobre un reticulado romboidal de mallas de lados constantes de 1.5 m x 1.5 m y ángulos variables entre los lados según el tipo de rombo, sobre una superficie de forma libre según los resultados del estudio climático. Las distribución de los tipos de parasoles sobre el retículado básico romboidal de la cubierta fue definido por los arquitectos y sus consultores en forma de una tabla de Excel que fungía como mapa del reticulado básico de la cubierta. Aquí, cada célula de la tabla contenía un número identificador del tipo basico de panel.
2. Tarea por parte de los arquitectos y sus consultores de cubiertas: Evaluación de la apariencia global de la superficie de parasoles y en especial del balance requerido de transmisión de luz natural y de calor externo al interior según especificaciones.
3. Tarea por parte de los arquitectos y sus consultores de cubiertas: Re-distribución de los tipos de parasoles para acecarse gradualmente a los objetivos de la evaluación climática y a la estética requerida por el diseño arquitectónico para la superficie de parasoles. Esta re-distribución de parasoles sobre una cubierta se plasmó en una tabla de EXCEL que fungió como mapa del reticulado básico romboidal de la cubierta. Cada célula de la tabla contenía un número identificador del tipo basico de panel.
4. Volver al paso 1) para iterar hasta obtener la distribución final de parasoles de la cubierta en proceso.

Este proceso iterativo y los resultados de cada iteración se presentaba y discutían en sesiones mensuales de diseño con todos los participantes del proyecto, alternadamente, con los arquitectos en Singapur y en MERO en Alemania.

Se requirieron cinco iteraciones para una de las cubiertas y siete iteraciones parta la otra, en un lapso planeado de aproximadamente un año.

Paralelamente al diseño paramétrico de las cubiertas de parasoles, corría el análisis y diseño de las dos estructuras espaciales de doble capa, el diseño constructivo de la capa de paneles triangulares de vidrio y la preparación de información para la fabricación de los componentes de las estructuras primarias y secundarias.

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8). Evolución del Software Paramétrico (MERO a Grasshopper/Rhino): Formado en el Space Structures Research Centre de la Universidad de Surrey y habiendo vivido la transición desde el software propio de MERO en FORTRAN/C hasta entornos modernos como Rhino, Grasshopper y Kangaroo Physics, ¿cómo ha cambiado la intuición geométrica del diseñador frente a la automatización algorítmica actual?

R8). El diseñador de geometría actual requiere de un conocimiento profundo, práctico y fluido de geometría aplicada al diseño de formas. Este conocimiento y habilidad se practican continuamente para que con el tiempo se internalicen como una habilidad adquirida que se maneja intuitivamente. El diseñador de geometría tiene que ser capaz de poder formular las tareas de diseño geométrico, modelado y representación gráfica con los elementos del “lenguaje” del programa o de la familia de programas de geometría que está utilizando. Sin embargo, el diseñador de geometría en los campos de la Arquitectura, la Ingeniería de estructuras, la construcción detallada, etc. tiene que cuidarse de no caer an la trampa de las “cajas negras” (black boxes), en las que uno mete datos por un lado de la caja y el resultado sale por otro lado, sin saber que es lo que pasó dentro de la caja. El diseñador de geometria tiene que ser el que domina el diseño y el modelado conscientemente de acuerdo a los objetivos y/o propósitos de la tarea y utilizar los programas como herramientas. Aquí, es casi una advertencia para evitar que algún día, quizá no muy lejano, alguna IA “creativa” nos convierta en sus esclavos. Mejor al revés.

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9). La Realidad de Taller vs. El Modelo Digital: Un reto recurrente en la ingeniería de geometrías complejas es traducir mallas paramétricas perfectas a las tolerancias reales de corte, soldadura, izado y dilatación térmica en obra. En tu experiencia en Lindner Steel and Glass, ¿cuáles son las claves para que la información generada para producción no falle al ensamblar en obra?

R9). Ya que pasó la fase creativa de búsqueda de forma y exploración de alternativas formales, el diseño y modelado de sistemas de estructuras y de cubiertas o envolventes arquitectónicas o ingenieriles tiene que hacerse de acuerdo a los requerimientos y especificaciones de construcción y fabricación, en donde los planos incluyen las tolerancias en la fabricación y en el montaje. Aquí cabe el concepto de “design to production”. Se trata de diseñar y modelar para poder fabricar y construir de manera precisa, eficiente y económica para materializar objetos reales de arquitectura, diseño industrial e ingeniería.

En Mero y en Lindner Steel & Glass es común que después de la etapa “creativa”, cuando se trata de obtener un proyecto en el mercado con modelos “rápidos” que clarifican conceptos e ideas y que se complementan con representaciones gráficas fotorealistas (renderings), la precisión en el modelado adquiere un papel secundario, que vuelve a adquirir importancia cuando hay que diseñar y modelar para la producción y la utilización final.

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10). El Futuro de las Estructuras Reticulares y Ligeras: Con la llegada de los gemelos digitales, la fabricación aditiva a gran escala y la optimización topológica, ¿hacia dónde crees que evoluciona el diseño de mallas espaciales y estructuras ligeras para mantener la eficiencia de material en un marco de descarbonización global?

R10). Las estructuras espaciales, en particular las ligeras, son por definición sistemas optimizados que tienden a utilizar un mínimo de material y por lo tanto de energía tanto en la producción de sus componentes constructivos como en la estructura en funciones ya montada en sitio. Esto es, las estructuras espaciales ligeras contribuyen en esencia a la descarbonización global.

El diseño actual de mallas espaciales y estructuras ligeras se ha convertido en una lucha, milímetro por milímetro, para mejorar la eficiencia de estos sistemas. Las herramientas digitales actuales le permiten al diseñador y optimizador de estructuras acelerar los procesos de optimización. La posibilidad de generar variaciones de un sistema estructural en un tiempo extremadamente reducido y de la evaluación, comparación y representación gráfica programadas de los resultados de cada caso, dan la posibilidad de identificar al mejor ejemplar de toda una familia de variaciones en un tiempo relativamente corto. Aquí, un aspecto determinante hoy en día es la evaluación de la producción de emisiones contaminantes asociadas a un sistema estructural. Este último parámetro es quizá el más valioso para poder elegir el mejor sistema estructural para cada proyecto concreto.

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