‘FORM FINDING’ Y FABRICACIÓN DIGITAL EN HORMIGÓN ARMADO

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la búsqueda de la forma para la obtención de una estructura de resistencia eficiente

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  • FORM FINDING Y FABRICACIN DIGITAL EN

    HORMIGN ARMADO MSTER UNIVERSITARIO DE TECNOLOGA EN LA ARQUITECTURA. UNIVERSITAT POLITCNICA DE CATALUNYA.

    JORDI SOLER SOL. BARCELONA, SEPTIEMBRE DE 2013.

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    Form Finding y Fabricacin Digital en Hormign Armado

    Jordi Soler Sol

    Mster Universitario de Tecnologa en la Arquitectura

    (UPC) jsolerbcn@gmail.com

    Jaume Avellaneda i Daz Grande

    Mster Universitario de Tecnologa en la Arquitectura

    (UPC) jaume.avellaneda@upc.edu

    RESUMEN

    Este trabajo parte de la obra de actores como Antoni Gaud,

    Eduardo Torroja, Flix Candela o Frei Otto que, desde la buena

    comprensin de la relacin que existe entre Forma y comporta-

    miento ptimo, forjaron la base terica de lo que ahora conoce-

    mos como el Form-Finding.

    El hormign armado, al que por su condicin liquida se le recono-

    ci la capacidad de construir Formas Libres, ha sido un material

    protagonista en sta aventura. Sin embargo, la necesidad del enco-

    frado ha supuesto tal lastre, que hoy en da, todava no superado

    este hndicap, se tiende a otras tecnologas para la construccin de

    estructuras ligeras. Aun as, hemos seguido confiando en sus

    capacidades para la construccin de algunos de los edificios ms

    altos hasta ahora levantados, por lo que todo apunta a que ste no

    es ni mucho menos un material ya obsoleto para las estructuras de

    alto rendimiento.

    El presente documento pretende explorar, centrando la atencin en

    el hormign armado, cmo la aventura de encontrar la Forma ha

    evolucionado hasta nuestros das, y cmo hoy, con las tecnologas

    de las que disponemos, podemos construir segn stos mismos

    principios.

    En un primer bloque se expondrn y se pondrn en relacin los

    mtodos para obtener la Forma ptima, desde los primeros apara-

    tos analgicos hasta las ya ms avanzadas tcnicas computaciona-

    les, dirigidos o no a la construccin en hormign armado, pero que

    puedan ser de aplicacin en ste material.

    En un segundo bloque, se pretende establecer, a partir del anlisis

    de casos prcticos que estn relacionados o no con el Form Fin-

    ding, un estado del arte de las tecnologas de construccin en

    hormign armado, desde los mtodos CAD-CAM aplicados a la

    confeccin del encofrado, hasta las propuestas ms experimentales

    de impresin 3D a gran escala, que puedan ser de aplicacin para

    la ejecucin industrializada y eficiente de las Formas Libres a

    travs de las cuales se expresa lo ptimo.

    PALABRAS CLAVE

    3D Concrete Printing, CAD-CAM, CNC, Diseo Paramtrico,

    Encofrado, Fabricacin Digital, Forma Libre, Form-Finding,

    Hormign Armado, Modelo Industrial, Optimizacin.

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    NDICE

    CAPTULO 1. INTRODUCCIN ................................................................................................................................... 5

    CAPTULO 2. ENCONTRAR LA FORMA .................................................................................................................... 9

    2.1. EL GAUD PARAMTRICO ..................................................................................................................................... 11

    2.2. GOMETRA DESDE EL ANLISIS ......................................................................................................................... 12

    2.3. FREI OTTO. SINERGIA Y FORMA ......................................................................................................................... 13

    2.4. DEL ANALGICO AL DIGITAL ............................................................................................................................. 16

    2.5. ARQUITECTURA DE LAS ENVOLVENTES ......................................................................................................... 18

    2.6. PARAMETRICISMO ................................................................................................................................................. 19

    2.7. SINERGIA Y FORMA 2.0 .......................................................................................................................................... 21

    2.8. ALGORITMO GENTICO Y MACHINE LEARNING ....................................................................................... 23

    2.9. OPTIMIZACIN EVOLUTIVA ESTRUCTURAL ................................................................................................. 25

    CAPTULO 3. FABRICACIN DIGITAL Y HORMIGN ARMADO ........................................................................... 29

    3.1. LA CADENA DIGITAL .............................................................................................................................................. 30

    3.2. C.A.M. Y FORMAS LIBRES EN HORMIGN ARMADO .................................................................................... 31

    3.3. ESTRATEGIA #1. AYUDAS CAD-CAM AL ENCOFRADO CONVENCIONAL ............................................... 32

    3.4. ESTRATEGIA #2. EL ENCOFRADO TEXTIL ...................................................................................................... 36

    3.5. ESTRATEGIA #3. IMPRESION 3D DE GRAN ESCALA ...................................................................................... 39

    CAPTULO 4. CONCLUSIONES FINALES ................................................................................................................ 43

    4.1. EL ARMADO ............................................................................................................................................................... 43

    4.2. CUALES SERAN LOS RETOS DEL FUTURO? ................................................................................................... 44

    4.3. FORM FOLLOWS WHAT? ....................................................................................................................................... 46

    CAPTULO 5. REFERENCIAS .................................................................................................................................... 49

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    CAPTULO 1.

    INTRODUCCIN Este trabajo parte de mi admiracin hacia la obra del arqui-

    tecto mexicano Flix Candela. He tenido la suerte de poder

    viajar algunas veces a Mxico y conocer de la mano del

    doctor arquitecto y apreciado amigo Jess de Len (profe-

    sor en la Universidad Autnoma de Mxico UNAM), algu-

    nas de las obras que Candela dej en este pas. Es imposible

    no sentir admiracin al contemplar la elegancia y la simpli-

    cidad de estas estructuras de hormign armado, finas losas

    curvas que con escasos 15 centmetros de espesor cubren de

    forma extraordinaria luces imposibles. Son estructuras

    lmite que expresan, desde la buena comprensin del mate-

    rial, la Forma de lo mnimo necesario. Y la prueba de que la

    Forma no es fortuita est en que la gran mayora de estas

    estructuras han sobrevivido a los ah tan comunes terremo-

    tos -el ms devastador, el de 1985, lleg a 8.1 grados Rich-

    ter hundiendo gran parte de las construcciones del Distrito

    Federal-.

    El xito de Candela y de su empresa Cubiertas Ala se debi, como lo expresaba el mismo arquitecto, a que con su

    tecnologa conseguan hacer ms que su competencia pero

    con mucho menos.

    Efectivamente el uso de cubiertas ligeras de hormign,

    tecnologa que hered del que fue su profesor en Madrid

    antes de su exilio, Eduardo Torroja, aplicadas a geometras

    estructuralmente seguras como hizo de forma intensiva con el Paraboloide Hiperblico, le dieron a la empresa una

    clara ventaja respecto a sus competidores permitindole

    realizar durante los 20 aos de actividad una extenssima

    obra que roza el millar de estructuras realizadas.

    Eduardo Torroja y Flix Candela fueron actores clave en la

    comprensin de un material relativamente joven, cuya pri-

    mera patente se atribuye a William Wilkinson en 1854 y al

    que en un principio no se le confiaba mayor capacidad

    estructural que a la madera.

    [fig.01] Capilla de Nuestra Seora de la Soledad. Coyoacn,

    Mxico. Flix Candela, 1955.

    [fig.02] Candela y veinticuatro obreros se balancean sobre una

    estructura de Paraboloide Hiperblico, 1953.

  • Igual que no es hasta mediados del XIX que el Palacio de

    Cristal para la Gran Exposicin de Londres nos descubre las

    posibilidades de unos materiales ya muy propios de una Era

    Industrial como son el hierro y del vidrio -hasta ahora,

    recordemos la Biblioteca de Santa Genoveva, solo se haban

    incorporado a la Arquitectura subordinados a las tecnolo-

    gas y al lenguaje anteriores a la Revolucin Industrial-, el

    hormign armado ser objeto de ensayo e evolucin hasta

    encontrar la Forma propia en la que el nuevo material se

    expresa.

    El Expresionismo vio en ste material que en su estado

    lquido es fcilmente manipulable la ventaja de poderle dar

    casi cualquier forma imaginada. No obstante, a esta gran

    ductilidad y libertad formal que el material ofreca le acom-

    paaba la necesidad de conformar un encofrado. La mayor

    de las veces, esta era la parte ms laboriosa de todo el pro-

    ceso por lo que en algunos casos -como lo fue la torre Eins-

    tein (Erich Mendelsohn. 1921. Potsdam, Alemania)- la

    coherencia entre un nuevo lenguaje y la tcnica que le es

    propia se vio frustrada habiendo que recurrir a falsas estruc-

    turas de hormign a base de mampostera y revoco de ce