HYPARBOLE: geometría hiperbólica

Cuando THEVERYMANY presenta un nuevo proyecto en su forma final, puede estar seguro de que ha asumido muchas más formas en el transcurso de su desarrollo. HYPARBOLE no es una excepción: es el resultado elegante de una investigación enfocada, de innumerables modelos y, a veces, de múltiples prototipos. Nuestra propuesta ganadora del concurso de 2013 para este proyecto contemporáneo de arte público en el Rhode Island College Fine Arts Center actualiza la experimentación estructural del siglo XX dentro del paradigma contemporáneo de la producción computacional. Aquí, tomamos los 4-12 centímetros de hormigón de Candela a solo 3 milímetros del aluminio.

The College, un sitio de experimentación es un lugar apropiado para HYPARBOLE. Esta estructura se basa en varios años de investigación y desarrolla aún más los esfuerzos del estudio para unificar la estructura, la forma y la experiencia en sistemas materiales coherentes. En un estallido de curvas verdes, HYPARBOLE se alza con delicadeza y confianza como una puerta de entrada a la práctica creativa. En la entrada del Centro de Bellas Artes, el pabellón invita a los estudiantes, a los profesores y a los visitantes del campus por igual a la inspiración y a la acción. Su óculo asciende hasta una imponente altura de 22′ en este punto focal, por lo que es una fuerza mayor que aterriza sobre solo tres bases de hormigón.

Para elevarse a esta altura con parámetros que minimizan los costos de fabricación y el tiempo de ensamblaje, MARC FORNES / THEVERYMANY diseñó una topología de superficie basada en una referencia geométrica eficiente. En la presencia que desafía la gravedad de las monumentales conchas de hormigón de Felix Candela, partimos de su premisa de que una geometría hiperbólica podría diseñarse para desempeñarse estructural, estética y económicamente. Nuestro tratamiento cambiaría su concreto reforzado por nuestra única superficie de aluminio, descartando una gran cantidad de material en el proceso. A través del desarrollo, reforzamos la idea de que el diseño para este tipo de fabricación no comprometería ni la estructura, ni la forma, ni la eficiencia.

La superficie Hypar

Un hypar, o paraboloide hiperbólico, es una superficie tridimensional de doble dirección que puede describirse utilizando infinitos elementos lineares planos que forman una superficie lisa y continua.

El uso que hizo Félix Candela de la geometría hypar en su propio diseño de conchas de hormigón estructural (hasta 4 cm de espesor) demostró que la economía de materiales en el encofrado de la construcción lineal tenía sus ventajas. Si bien existen numerosos proyectos que implementan paraboloides hiperbólicos como premisa para el diseño, especialmente a mediados del siglo XX, los elementos rectos se utilizan generalmente como encofrados y refuerzos, pero raramente se dejan como un conjunto de líneas articuladas a través de una superficie parabólica continua.

Nuestros experimentos alrededor del hypar retienen esta línea invisible, repitiéndola de modo que la suma de muchos elementos pueda percibirse como un todo exquisito. Aunque estos elementos son únicos, se pueden anidar de manera eficiente en una hoja de material plano para un proceso de fabricación más económico.

Prototipo del Hyoar: hiper – delgado

Se llevaron a cabo tres experimentos separados para probar el uso de miembros de aluminio de perfil plano para componer las dos direcciones de curvatura en un paraboloide hiperbólico autoportante. Cada prueba también aplica la posición de Candela de que el diseño y la construcción se coordinan mejor entre el uso eficiente y efectivo de materiales y mano de obra. Pero, ¿qué sucede cuando el espesor del material se reduce a solo unos pocos milímetros? ¿Qué nuevas cualidades adquiere el Hypar hiperdelgado?

Nuestro primer prototipo dispuso dos capas de bandas de aluminio ultradelgadas en direcciones opuestas y las unió mecánicamente mediante remaches. El sistema consiste en una serie de bandas de aluminio que no son particularmente fuertes cuando se realizan de forma individual, pero logran rigidez cuando se juntan.

Si bien el rendimiento de las estructuras hiperfinosas autoportantes generalmente se logra mediante el uso de doble curvatura extensa o intensiva, descubrimos que el hypar carece en gran parte de doble curvatura en toda su superficie. La rigidez del hypar en el sillín no se extendería a los lados verticales y comprometería la integridad estructural de este primer prototipo. Estas regiones casi planas no resisten las fuerzas horizontales, como las cargas de viento, que normalmente impulsan el dimensionamiento de las estructuras de la carcasa. Contrariamente a la suposición común, la geometría no ayuda en la búsqueda de la rigidez.

Experimentos en profundidad superficial

En nuestra segunda y tercera fase de experimentación, buscamos aumentar la rigidez a través de la profundidad de la superficie, agregando elementos más gruesos y elementos espaciadores que compensan las dos capas delgadas de aluminio.

Profundidad estructural a través de miembros

La estrategia de canalización se dispuso en dos capas e implementó un sistema de adaptación en sus intersecciones para mantener a los miembros rígidamente en su lugar. Mientras que el ensamblaje se podía hacer rápidamente, la gran cantidad de detalles de afrontamiento aumentaba los costos de fabricación y prohibía un mayor desarrollo del prototipo bajo estrictos presupuestos.

Profundidad estructural en capas

El modelo tradicional requería una transición de remaches a tornillos de dos piezas, lo que no solo complicaba la fabricación y el montaje, sino que elevaba el costo a un tercio del presupuesto total. La torsión en ambos extremos de las rayas condujo a niveles extremos de torsión, problemas de alineación creados y el ensamblaje detenido del prototipo.Mientras lograban el rendimiento estructural, estos experimentos fallaron en otro conteo: economía.

Introducción de la profundidad estructural a través de PLEATSHYPARBOLE

Se concibió computacionalmente a través de la integración del plisar con la curvatura del hypar. Esta serie de picos y valles introdujo la profundidad estructural en la superficie sin aumentar el grosor, agregar hardware o complicar el proceso de ensamblaje. Los pliegues también fueron proporcionados para dividirse fácilmente en elementos desarrollables, facilitando aún más la producción y el ensamblaje. El plisado estructural, desarrollado por MARC FORNES / THEVERYMANY en una serie de proyectos, plantea una solución de diseño creativo para hacer que el hypar sea hiperdelgado. Se cortaron una combinación de tiras corporales de 582 1/8 «, rayas de anclaje de 1/4» y placas de anclaje de 1/2 «de láminas planas de aluminio y se sujetaron a las partes adyacentes con 10,082 remaches. Se logró la curvatura compuesta en la totalidad del Estructura de 3,037 pies cuadrados a través de elementos de aluminio superpuestos que trabajan juntos como un sistema estructural unificado.

Exige la porosidad de flujo computacional

La porosidad de HYPARBOLE agrega un nivel de complejidad a la estructura, creando definición y ligereza. Un descubrimiento computacional de la superficie cuidadosamente negociado entre restricciones y características Los cortes estructurados en la superficie hypar siguen flujos de fuerza simulados, los agentes guionizados se arrastran intuitivamente a lo largo de estas líneas y devoran el aluminio, como las orugas de una hoja. La atmósfera de luz que se filtra a través de esta filigrana cambia constantemente la calidad de la pieza: la golpeará de manera diferente dependiendo de la hora del día, su orientación, trayectoria, altura y velocidad. La luz no solo crea una superficie que cambia dinámicamente, sino también un espacio atractivo e interactivo, y un punto focal altamente cargado para la plaza pública. El proyecto asume varios roles: una pieza de arte, una estructura icónica y una identidad visual para Rhode Island College. Con cualidades extraídas de sus diversas etapas de desarrollo, el HYPARBOLE completo celebra las nociones de lugar, percepción e innovación. Finalmente, su forma desconocida dibuja diferentes comparaciones: la lámpara mágica de un genio, una criatura marina, una falda plisada. Su naturaleza caprichosa es una de las maneras traviesas de THEVERYMANY que nos mantienen adivinando.

Visitá el texto original en inglés > http://bit.ly/2C41yjL