Procesos y Generación de la Forma [Morfogénesis]

La Arquitectura, de todo tiempo, se puede definir por la manera en como se diseña y en un sentido general en los procesos que se utilizan para generarla. Estos procesos dependen enormemente del conocimiento del diseñador y de manera específica de la cantidad y calidad en la que se ha explorado ese conocimiento dentro de la práctica, dando como resultado una ‘experiencia’ particular que define a los especialistas en la materia.

Paralelamente, la Arquitectura puede ser descrita por dos grandes y definidas formas estructurales de ‘refugio’ que son las cuevas y los árboles (Sasaki 2010). Desde el inicio de la era del hombre, y aún en la actualidad, el ser humano ha utilizado las cuevas y los árboles como elementos de refugio de fenómenos naturales y sobre todo como espacios de vida, que han sido creados en un inicio por la naturaleza misma y en co-dependencia de las circunstancias. A través de los siglos el ser humano ha reconfigurado y reproducido estos dos patrones en cada una de las ciudades y pueblos que habitan este planeta. En este sentido, la Arquitectura esta delimitada por el uso de estas dos formas generales -la cueva y el árbol- las cuales repercuten en la manera en como se piensa, se vive y se diseña.

Es así como los ‘procesos y la forma’ tienen una importancia fundamental en los diseños y espacios que vivimos, los cuales se definen en diversas escalas que van desde el urbanismo hasta el diseño de interiores y mobiliario. En otras palabras, la Arquitectura se puede definir por las formas tanto espaciales como idiosincrásicas y por los procesos que se generan a partir de las necesidades tanto formales como tipológicas.

Instrumentos de diseño

Así como la arquitectura se define por sus ‘procesos’ de diseño traducidos a formas físicas que se repiten una y otra vez a lo largo y ancho de este planeta, la arquitectura además está delimitada por los instrumentos o herramientas con las cuales se diseña. Estas pueden ser definidas como herramientas naturales, como la mente, el cerebro y la imaginación humana, pasando por las manos y los sentidos del cuerpo en general, hasta los elementos artificiales como las escuadras, el Leroy y el metro para mencionar solo algunos, que a lo largo de la historia han formado un papel importante en el diseño.

Curiosamente, el proceso de diseño estuvo -en el inicio de la era humana- definido directamente por las herramientas físicas que los primeros habitantes utilizaban para construir sus refugios, es decir, el proceso de diseño era completamente físico y directamente en sitio. A través de los siglos y después de entender que los espacios que habitaban -además de ser un refugio- formaban parte integral de la vida del ser humano, el proceso cambió y se redefinió dando un giro de 180 grados, produciendo primeramente ‘la arquitectura’ en papel y posteriormente llevándola a la obra a través de entender las herramientas físicas que se podían utilizar y sobre todo el material del sitio con el que se podía constituir el espacio habitable.

En esencia nada de esto ha cambiado, las herramientas y materiales siguen jugando un papel importante en los procesos de diseño que eventualmente terminarán, en el mejor de los casos, en una forma física habitable.

Limitaciones formales y materiales

Anteriormente mencioné que la arquitectura está ‘delimitada’ por las herramientas con las cuales se diseña, en efecto y de forma exponencial las herramientas constituyen una parte esencial del proceso de diseño. En toda la historia, una y otra vez, se repite este patrón. Desde los años noventa la arquitectura se ha visto reconfigurada y en términos procesales revolucionada por el uso de la computadora. En un inicio -y en algunos casos inclusive actualmente-, la computadora formaba parte de los estudios de arquitectura y diseño como herramientas de representación, donde los diseños y perspectivas podían -además de tener mayor precisión- tener una presentación de una calidad más avanzada, aunque cabe señalar que no en todos los casos. De forma exponencial y a través del trabajo de diversas personas tanto de forma teórica como práctica en el mundo de la arquitectura, la computadora ha comenzado a formar parte del proceso de diseño de manera fundamental.

Un ejemplo claro de esto último son las limitaciones que todas las herramientas generan y sobre todo la esencia y el marco para las cuales han sido producidas. En el inicio de la era computacional la mayoría de software diseñado, fue primeramente para las disciplinas cinematográficas, aeronáuticas, automotrices y en casos más recientes para el diseño industrial (Ruffo Calderón y Hirschberg 2011). Generacionalmente esto constituye un cambio potencial en la forma en como se diseña ya que el software que se ha utilizado a lo largo de estas dos últimas décadas ha sido diseñado por disciplinas ajenas a la arquitectura, por el otro, la mayoría de software no tiene como característica -esencial para la arquitectura- el comportamiento de los materiales, y esto es un problema de raíz que tiene que cambiar.

En otras palabras, el uso de las ‘formas computacionales’ no tiene una relación directa con la construcción y la ingeniería, por el contrario, dichas extravagantes y espectaculares formas pueden ser generadas en cuestión de pocos minutos teniendo una repercusión directa y muy problemática en la construcción. Cabe señalar que el uso de software ha abierto diversas posibilidades de exploración para el diseño –Imagen 3-, pero también ha creado ‘nuevos problemas’ para los sistemas de fabricación y sobre todo para los sistemas constructivos. Estos problemas nacen directamente de la generación de nuevo conocimiento que, sin lugar a dudas, la creación y el uso de la computadora han originado.

Un ejemplo muy claro de este problema son los edificios que describen, a través de procesos de diseño no-estándar, geometrías amorfas. Tal es el caso de los edificios siguientes: el Museo Guggenheim de Bilbao (Gehry, España 1997), el Kunsthaus (Cook, Austria 2003), la Feria de Milán (Fuksas, Italia 2005)  o el reciente Museo Soumaya (Romero, México 2010), por mencionar solo algunos. Estos cuatro proyectos realizados por arquitectos con una instrucción académica muy diferente y sobre todo con una participación en el mundo de la arquitectura muy relevante, tienen una característica interesante desde mi punto de vista que es la ‘calidad y el riesgo formal’ que han generado sus edificios. No obstante, el problema de raíz que les comentaba anteriormente se ve reflejado en los cuatro casos, de forma muy particular y diferente.

El problema material y el desconocimiento geométrico-estructural

En el caso del Museo de Bilbao, el diseñador en colaboración con Catia -software utilizado principalmente en la industria automotriz- tuvo que diseñar toda una nueva plataforma digital –Gehry Technologies- para el proceso de la racionalización de la forma diseñada, la cual en sus fachadas describe una serie de ‘bandas de doble curvatura’ que pueden ser producidas mediante elementos planos que eventualmente son doblados para generar la forma del edificio. Por una parte esto constituye un avance substancial en los procesos de fabricación y construcción, no obstante, los elementos que constituyen la visualización global de la fachada no han sido diseñados de forma integral con la estructura o a manera de producir un patrón acorde con las formas topológicas que describen al edificio. El Kunsthaus, por su parte, utiliza una estrategia más práctica -pero costosa y compleja- para la edificación de la fachada la cual está generada por elementos curvos de dimensiones y formas diversas que finalmente describen también formas de doble curvatura. De manera similar al caso del museo Guggenheim, los elementos de la fachada no forman parte de la estructura global del edificio y sirven en todo caso como elementos estéticos para recubrir la fachada. Otro caso muy simple pero interesante es el caso de la Feria de Milán donde los elementos triangulares de la techumbre forman estructuras planas que eventualmente producen las columnas y todo el elemento de una forma más integral y lógica con la forma que se ha diseñado. Sin embargo, en este caso el arquitecto tiene poca o nula influencia sobre el diseño de esos planos triangulares que visualmente describen toda la forma y la estructura de su interesante geometría. Totalmente contraria es la estrategia que se utilizó para construir el Museo Soumaya, donde los elementos hexagonales de la fachada son, por un lado, simplemente elementos estéticos que no forman parte de la estructura o de la propuesta material y, si se observan a detalle, no existe una racionalización de la geometría con los elementos que la componen dando como resultado diferentes tamaños y espacios entre las calles que conforman los elementos hexagonales. Estos ejemplos, lejanos a ser un problema de mano de obra, tienen su raíz en la falta de comprensión y racionalización de sus geometrías.

Los procesos para diseñar una forma digitalmente hablando pueden resultar muy simples pero construirlos resulta un proceso muy complejo. Y quizá este es el motivo principal por el cual aún la arquitectura que gobierna nuestras calles está basada en simples repeticiones de cubos y cuadrados, donde la diferenciación se basa en el intercambio de materiales y sus propuestas de texturas, dejando completamente a un lado la esencia del diseño.

Como arquitectos, divididos entre procesos artísticos y científicos, debemos reconocer que para que exista un avance integral en nuestra profesión tenemos que trabajar intensamente en el cambio e intercambio de ideas formativas que produzcan nuevos retos y diversidad en los procesos de fabricación e industria. Esta es una forma integral por medio de la cual la industria, y por consiguiente la ciencia, se verían modificadas dando lugar a nuevos cambios, procesos y avances tecnológicos que han dado lugar a la arquitectura que se realiza hoy en día y coadyuvan integralmente al desarrollo de un país.

Raíz del problema

El problema de la falta de conocimiento avanzado en las técnicas digitales, geometrías o estructuras, tiene desde nuestro punto de vista un origen doble: por un lado el software que ha sido utilizado hasta nuestros días no tiene una característica que describa y procese los comportamientos materiales –tectónicas digitales (Leich, Turnbull y Williams 2004 – Oxman 2010)- o geométricos de la construcción, y por el otro, el diseñador y arquitecto, no tiene el conocimiento que se requiere para racionalizar e integrar los problemas y características fundamentales que los procesos de fabricación y construcción requieren. En otras palabras las herramientas han rebasado -y por mucho- el origen y la esencia del arquitecto, que consiste en diseñar a través de entender las herramientas existentes y el comportamiento de los materiales.

Desde una perspectiva más académica como profesor y también como estudiante que diseñó casi toda la carrera con el uso del Leroy, estilógrafos y plantillas, el problema único es el conocimiento. La mayoría de arquitectos de nuestra generación o que se graduaron hasta principios de la década pasada, no fuimos entrenados computacionalmente hablando y por ende ‘no nacimos’ con la computadora en las manos. Esto por un lado representa y constituye una muy particular forma de ver, pensar y diseñar. Paralelamente y de manera muy preocupante, la educación del diseño computacional tiene un vacío generacional debido a que todos los problemas de fabricación y constructivos -que están basados en las nuevas tecnologías- son problemas muy recientes, que nadie enseña en las escuelas de diseño o arquitectura y sobre todo que nadie de los profesores de esta o otras generaciones más antiguas aprendieron y se han adquirido prácticamente de forma autónoma.

Revolución Arquitectónica

Actualmente, aunque no fuimos los primeros ni los únicos, dentro del Instituto de Arquitectura y Media de la Universidad Tecnológica de Graz estamos trabajando en el diseño de un software que provoque un cambio no sólo en la forma de entender y resolver arquitectura no-estándar, sino además en la forma en como se puede enseñar a fabricar y construir este tipo de arquitecturas. Este proyecto titulado ‘Flat Ornaments For Nonstandard Architectures’ tiene como finalidad principal encontrar las relaciones que existen entre la estructura y el material de componentes poligonales planos en tres dimensiones.

Con el soporte económico que se consiguió a través de participar en un concurso nacional en Austria, la FWF, Austrian Science Fund (Fondos de Investigación de Austria), otorgó en Octubre de 2009 fondos para desarrollar este proyecto por un periodo de 30 meses. El proyecto que describiré brevemente a continuación ha sido evaluado y aceptado para publicarse y presentarse en Design Principles and Practices en Roma Italia (2011), CAAD Futures en Lieja Bélgica (2011), ACADIA en Banff Cánada (2011) y ALGODE en Tokyo Japón (2011). Dichos escenarios representan un importante paso para el entendimiento y sobre todo para la expansión de información y reconocimiento al valor de nuestro trabajo.

En cuanto a la esencia del proyecto, los fondos han sido distribuidos en dos sentidos: primeramente para diseñar una serie de componentes digitales que abran las posibilidades de entender, analizar y sobre todo producir a través de elementos poligonales planos, una diversidad de arquitecturas no-estándar. Paralelamente los fondos serán utilizados en el diseño de un pabellón que tiene como objetivo describir una geometría medianamente compleja donde se puedan entender las capacidades y el potencial de nuestro trabajo. En otras palabras si regresamos a los casos análogos descritos anteriormente en el presente texto, podemos decir que esta investigación puede aplicarse directamente a todos los casos que hemos analizado, con las siguientes finalidades: diseñar geometrías no-estándar que integren, estructura, forma y comportamiento material directamente en el proceso de diseño. En otras palabras, el diseñador tiene la capacidad de dirigir y entender desde la esencia del diseño sus capacidades formales, estructurales y materiales que a través de los componentes poligonales planos en tres dimensiones podrían generar.

i)          Paralelamente el diseño de estos componentes forman parte integral del proceso de diseño.

ii)         Otra característica integral de este trabajo es que la generación del proceso de racionalización de la forma a diseñar se produce de manera automática y no se necesita esperar a que el programa calcule todo el proceso de racionalización mediante, por ejemplo, la utilización de algoritmos genéticos, los cuales eventualmente te permiten evaluar una solución a la vez.

iii)        Por el contrario este sistema representa una forma diferente de entender el proceso de diseño, donde la integración de diversas negociaciones que forman parte tanto de la arquitectura como de la construcción e ingeniería, pueden ser comprobadas desde el inicio de la creación de la forma. Esto da como resultado estructuras auto-portantes que son capaces de integrar las conductas materiales con el ornamento y la descripción de las curvaturas que definen su geometría.

En conclusión esto representa un cambio substancial en la forma en como se procesará la arquitectura del futuro.

Quiero finalizar agradeciendo a todas aquellas personas que a lo largo de estos casi ya 12 años de trabajo profesional me han permitido generar diversas ideas y de hecho llevarlas a cabo de forma académica y práctica. Esto ha generado un crecimiento exponencial en la forma de entender el espacio y sobre todo las necesidades que se han ido definiendo a través de tener la oportunidad de conocer diversas culturas. El ser humano puede ser un ente increíble si así lo desea, pero tiene también la capacidad de ser todo lo contrario.

Agradezco profundamente el espacio que portavoz.tv nos ha ofrecido. Espero confiadamente que el presente documento sea visto como una reflexión sobre la forma en como estamos produciendo arquitectura, el conocimiento que debemos entender y sobre todo el sistema educativo referente al diseño y la arquitectura en general. Los individuos que se encuentran hoy en día en las aulas son y serán los responsables y capaces de regenerar, concebir y revolucionar los espacios donde nuestros hijos crecerán, pero sobre todo los encargados de cambiar la forma en la cual vivimos por un mejor mañana y un espacio integral donde cada uno de los individuos es reconocido pero sobre todo escuchado.

Referencias

Leach N, Turnbull D, Williams C (2004) Digital Tectonics, Wiley Academy, Gran Bretaña.

Oxman R (2010) ‘Morphogenesis in the theory and methodology of digital tectonics’, IASS: Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures, 51(3) pp. 195-207.

Ruffo Calderon E con Hirschberg U (2011) ‘Towards Morphogenetic Computacional Algorithms for Nonstandard Geometries’, Proceedings CAAD Futures, Lieja Bélgica.

Ruffo Calderon E (2001) ‘Algorithmic Processes for Nonstandard Geometries’, ALGODE Proceedings, Tokio Japón.

Sasaki M (2005) ‘Flux Structure’, Editorial Toto, Tokio Japón. Pág. 25.

Notas:

Imagen 4 obtenida del sitio http://www.archconsult.com/