Zúrich, Suiza

Construcciones digitales

Gramazio & Kohler, ETH Zurich

Innovación - 04.11.2014

Desde mediados del siglo xix, el paso de los antiguos materiales de construcción a los nuevos productos surgidos de los procesos industriales —acero, vidrio— comenzó a trastocar el discurso de la arquitectura.

En este contexto, un aspecto que hasta el momento apenas se había tenido en cuenta comenzó a estar en el candelero: la estrecha relación entre la arquitectura y las características específicas de los materiales y su función estructural. Con su Der Stil in den technischen und tektonischen Künsten (‘El estilo en las artes técnicas y tectónicas’), publicado en 1860, Gottfried Semper entró de lleno en esta discusión. Inspirándose en las ciencias positivas de la época, Semper desarrolló una idea bastante ‘paramétrica’ de los materiales en la que no sólo se ponía el énfasis en cuestiones estilísticas y culturales sino que se incidía también en el complejo fenómeno constituido por la ‘materialización’ en sí misma. Semper argumentaba que ni la razón intrínseca de la naturaleza ni sus formas materiales podían inventarse sino que surgían más bien de la relación entre el diseño, la construcción y el propio proceso de materialización. Para Semper, el caso del templo griego resultaba paradigmático al respecto: los elementos del templo podían considerarse como la transposición pétrea de las formas determinadas por los requerimientos constructivos del edificio original de madera. En esta mudanza de un material a otro, el templo antiguo daba cuenta de su propia historia estructural y de las influencias culturales dominantes a las que había estado sometido. Semper hizo hincapié incluso en algo que resulta aún bastante difícil de teorizar: la transición desde la inmaterialidad a la materialidad, desde las relaciones fluidas a las estructuras concretas. Esta agenda materialista de Semper puede actualizarse hoy mediante el diseño computacional y la fabricación digital, cobijándose bajo el término Gestalt [cuyo significado habitual en castellano es ‘forma’ o ‘configuración’], en el sentido de ‘información’ sobre la materia.

©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
Rafael Fitz, Michi Keller, Leo Kleine, Nathalie Pietrzko, Christian Rippstein

Flight Assembled Architecture es la primera instalación de arquitectura construida exclusivamente con drones. Estos siguen algoritmos matemáticos para milimétricamente colocar las 1.500 piezas.

©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©François Lauginie
©François Lauginie

Hoy es evidente la variedad de los cambios con que la nueva era digital se está manifestando en la arquitectura. Entre ellos, sin embargo, uno parece estar especialmente claro: en esta era de la fabricación digital el diseño arquitectónico no estará ya coartado ni por la apariencia de los objetos ni por los modos perceptivos con que se manifiestan. Por el contrario, gracias a innovaciones como la fabricación robotizada, la arquitectura ha comenzado a romper los lazos con el papel y el espacio virtual, y a tender otros con los materiales y las estructuras. Esta transformación es evidente, por ejemplo, en algunas investigaciones desarrolladas por el estudio zuriqués Gramazio & Kohler Architecture and Digital Fabrication sobre la fabricación aditiva robotizada de estructuras complejas, en las que el conocimiento artesanal de los materiales se liga íntimamente a la pericia en el manejo de los programas informáticos. Esta estrategia implica el trabajo a escala 1/1, pues se entiende lo digital no sólo como una metáfora de un mundo arquitectónico lleno de variaciones ilimitadas (virtuales) desplegadas en complejas simulaciones, sino como una herramienta capaz de proporcionar información real sobre la materia, abriendo posibilidades insospechadas al diseño arquitectónico. Estas posibilidades pueden llevarse a cabo gracias al desarrollo de máquinas —robots industriales— que construyen a escala arquitectónica estos procesos, poniendo asimismo todo el conocimiento tradicional sobre los distintos materiales a disposición del nuevo contexto tecnológico.

©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich

Structural Oscillations es una pared de ladrillo de 100 metros de largo concebida para el pabellón suizo de la Bienal de Venecia (2008) y construida por la unidad de fabricación robótica móvil R-O-B.

©Alessandra Bello
©Alessandra Bello

Proyectos de investigación como The Sequential Wall (2008) o West Fest Pavilion (2009) fueron posibles gracias a un robot que primero cortó listones comerciales de madera para apilarlos luego en un orden exacto según el algoritmo programado. Este proceso evita usar elementos estandarizados, muy grandes y que después es necesario cortar para configurar estructuras más complejas, recurriendo a un proceso aditivo por el cual se ensambla, a partir de la suma de pequeñas partes, un todo de grandes dimensiones, sin necesidad de malgastar el material. Además, la programación del montaje mediante algoritmos hace posible una relación directa entre la construcción y la fabricación, de la cual pueden surgir nuevas soluciones arquitectónicas, permitiendo además que el arquitecto controle el proceso de construcción hasta el más mínimo detalle, toda vez que los criterios constructivos, funcionales y formales se entrelazan de manera tan estrecha que pasan a depender unos de otros.

©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Daria Blaschkiewitz, Leyla Ilman, Jennifer Koschack
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Daria Blaschkiewitz, Leyla Ilman, Jennifer Koschack

El curso de la escuela ETH de Zúrich Procedural Landscapes explora los procesos de diseño y fabricación de paisajes. Se utilizan materiales sin forma como la arena conectados a máquinas controladas digitalmente.

©Gramazio & Kohler
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Daria Blaschkiewitz, Leyla Ilman, Jennifer Koschack

El verbo latino ‘computare’ significa ‘poner en relación entre sí varios objetos diferentes mediante una función general’. De manera análoga, la relación entre el diseño, la construcción y la fabricación podría hoy sintetizarse bajo el paraguas del término ‘fabricación digital’. La arquitectura se convertiría así en la expresión directa de su propio proceso de fabricación, eludiendo la tradicional distinción tectónica y estructural entre la construcción y la fabricación. Desde esta perspectiva, es posible siempre asociar elementos materiales discretos a cada uno de los requerimientos funcionales de un edificio, por mucho que éstos se incrementen. En este contexto, los sistemas de diseño algorítmico permiten una manipulación selectiva de los datos de fabricación con los cuales el material puede llegar a configurarse de acuerdo a sus propiedades o requerimientos funcionales, algo que es muy necesario cuando se ensamblan una gran cantidad de pequeñas piezas en un todo más grande. Los elementos materiales individuales pueden cualificarse así con información que puede mejorar su rendimiento, lo que se traduce en un diseño más complejo en el que la fabricación aditiva robotizada define y encripta las relaciones materiales y estructurales que se dan entre los diferentes elementos, operando con conjuntos cada vez mayores de información. Sin embargo, no todos los elementos de la artesanía tradicional —en los casos arriba mencionados, los propios de la cultura constructiva suiza— se pierden en este proceso. Muy al contrario, la artesanía puede actualizarse en una fabricación robotizada en la que pueden integrarse los antiguos códigos —basados en sencillos principios de conexión—, pero evitando la expresión repetitiva y modular de los sistemas constructivos tradicionales.

©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich

The Sequential Structure 1 es otra asignatura de la escuela de Zúrich. La enseñanza e implicación de los estudiantes es de vital importancia en la investigación digital de Gramazio & Kohler.

©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Christian Hoene, Stephan Pfeiffer
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Luis Gisler, Jonathan Kischkel
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Jessica Knobloch, Teresa McWalters
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Sofia Georgakoupoulou, Jeannette Kuo, Dominik Zusinger

Este método permite el diseño variable pero eficiente de estructuras singulares con diferentes materiales, cuya ejecución se distingue de los métodos de fabricación estandarizados, que resultan, en ocasiones, muy rígidos. Las investigaciones llevadas a cabo por Gramazio & Kohler permiten la integración de un amplio rango de parámetros de diseño, adaptándose fácilmente a las diferentes geometrías y requerimientos constructivos. En esta estrategia —que se vincula con la semperiana Gestaltwerdung (‘proceso de configuración’)— el diseño tradicional se sustituye por una visión holística donde los datos técnicos, estructurales y materiales están interrelacionados. Esta visión da cuenta de la fuerza transformadora que el giro digital (digital turn) podría suponer para la disciplina arquitectónica. Por supuesto, esta nueva perspectiva no debe ser ni una panacea unilateral ni una retórica ideológica, sino el germen de una ‘materialidad digital’ concebida como una concepción comprensiva de lo digital en la que el diseño, la construcción y la fabricación no formen parte del reino abstracto de la geometría y de la mera información sino de esa Gestaltwerdung a partir de la cual la propia materialidad de la arquitectura pueda transformarse. Las fronteras arquitectónicas entre la computación, la construcción y la fabricación podrían así empezar a disolverse, dando lugar a una nueva ‘cultura del diseño’ (Antoine Picon) donde podría cristalizar el potencial creativo de nuestra época.

©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Michael Bühler, David Dalsass, Simon Filler, Roman Kallweit, Jonathan Roider

CURVED FOLDING
ETH Zurich, 2011
Arquitectos: Gramazio & Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich
En colaboración con: Gregory Epps, Robofold and Daniel Piker, SpaceSymmetryStructure
Colaboradores: Michael Knauß (jefe de proyecto project lead), Ralph Bärtschi, Mike Lyrenmann, Dominik Weber
Estudiantes: Moritz Berchtold, Fabio Bernasconi, Miro Eichelberger, Ozan Enginsal, Raphael Fitz, Pascal Genhart, Ricardo Joss, Michi Keller, Leo Kleine, Daniel Kostezer, Stefan Maier, Nathalie Pietrzko, Christian Rippstein, Jonas Ryser, Christian Schwizer, Maria Vrontissi, Jan Zachmann

FLIGHT ASSEMBLED ARCHITECTURE
FRAC Centre Orléans, 2011-2012
Arquitectos: Gramazio & Kohler and Rafaello D’Andrea in cooperation with ETH Zurich
En colaboración con: Professorship Raffaelo D’Andrea, Institute for Dynamic Systems and Control, ETH Zurich
Cliente: FRAC Centre (Coproductor Co-Producer)
Colaboradores: Andrea Kondziela (jefe de proyecto­ project lead), Sarah Bridges, Tim Burton, Thomas Cadalbert, Dr. Ralph Bärschi, Peter Heckeroth, Marion Ott, Tanja Pereira, Dominik Weber, Dr. Jan Willmann
Expertos: Chair of Building Physics Prof. Jan Carmeliet, ETH Zurich and Empa (pruebas en tunel de viento wind tunnel testing); Dr. Lüchinger and Meyer Bauingenieure AG (ingeniería estructural y de fachada structural and facade engineering); Amsteim and Walthert AG (consultoría energética energy consulting)
Patrocinadores: Pro Helvetia Swiss Arts Council, Centre Culturel Suisse Paris, Platform, Regroupement des Fonds régionaux d’art contemporain, Vicon Motion Systems, ERCO Leuchten GmbH, JET Schaumstoff - Formteile GmbH

STRUCTURAL OSCILLATIONS
Venice Architecture Biennale, 2007-2008
Arquitectos: Gramazio & Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich
En colaboración con: Reto Geiser
Cliente: BAK- Bundesamt für Kultur
Colaboradores: Michael Knauß (jefe de proyecto project lead), Ralph Bärtschi, Tobias Bonwetsch, Nadine Jerchau, Mike Lyrenmann, Gregor Bieri, Michael Bühler, Hannes Oswald, Lukas Pauer
Maquetas: Lukas Pauer, Hannes Oswald
Patrocinadores: Keller Ziegeleien AG, Kuka Switzerland AG, Sika Switzerland AG

PROCEDURAL LANDSCAPES
ETH Zurich, 2011
Arquitectos: Gramazio & Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich
En colaboración con: Prof. Girot, ILA and Yael Girot, Atelier Girot
Colaboradores: Michael Knauß (jefe de proyecto project lead), Ralph Bärtschi, Ilmar Hurkxkens, Dominik Weber Estudiantes: Tobias Abegg, Jonathan Banz, Mihir BBedekar, Daria Blaschkiewitz, Simon Cheung, Dhara Dhara Sushil Surana, Hernan, Kaspar Helfrich, Pascal Hendrickx, Leyla Ilman, Malte Kloes, Jennifer Koschack, Caspar Lohner, Jitesh Mewada, Lukas Pauer, Sven Rickhoff, Martin Tessarz, Ho Kan Wong

THE SEQUENTIAL WALL
ETH Zurich, 2008
Arquitectos: Gramazio & Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich
Colaboradores: Silvan Oesterle (jefe de proyecto project lead), Ralph Bärtschi, Mike Lyrenmann
Estudiantes: Michael Bühler, David Dalsass, Simon Filler, Milena Isler, Roman Kallweit, Morten Krog, Ellen Leuenberger, Jonas Nauwelaertz de Agé, Jonathan Roider, Steffen Samberger, Chantal Thomet, Rafael Venetz, Nik Werenfels
Socio industrial: Häring Timber Engineering, Isoflock

STRATIFICATIONS
London, 2011
Arquitectos: Gramazio & Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich
En colaboración con: BLOCK Research Group: Assitant chair of Building Structure Philippe Block
Cliente: Fabricate2011 / UCL London
Colaboradores: Michael Knauß (jefe de proyecto project lead), Ralph Bärtschi, Michael Lyrenmann, Maria Vrontissi
Estudiantes: Christian Aguayo, Edyta Augustynowicz, Jonas Epper, Sofia Georgakopoulou, Paul Marie Guillaume Gillet, Luis Gisler, Christian Hoene, Matthew Huber, Benz Hubler, Jonathan Kischkel, Jessica Knobloch, Jeannette Kuo, Anna Golde Marschall, Teresa McWalters, Ge Men, Ingunn Nordlie, Stephan Pfeiffer, Christopher Rofe, Jia Rujun, Samar Said, Manuela Sedlar, Tobias Tommila, Dominik Zausinger

THE SEQUENTIAL STRUCTURE 1
London, 2011
Arquitectos: Gramazio & Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich
En colaboración con: Bachmann Engineering AG, Zofingen
Cliente: Fabricate2011 / UCL London
Colaboradores: Andrea Kondziela (jefe de proyecto project lead),Volker Helm, Ralph Bärtschi, Dominik Weber

REMOTE MATERIAL DEPOSITION SITTERWERK
Sitterwerk, St. Gallen, 2014
Arquitectos: Gramazio & Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich
En colaboración con: Felix Lehner (Sitterwerk Kunst und Produktion), Julia Lütolf, Ariane Roth, Laurin Schaub
Colaboradores: Sebastian Ernst (jefe de proyecto project lead), Kathrin Dörfier, Luka Piskorec
Estudiantes: Ralph Benker, Bo Cheng, Roberto Naboni, Pascal Ruckstuhl, IVana Stiperski, Simone Stünzi, Anna Szabo, Andreas Thoma, Martin Thoma, Alexander Nikolas Walzer, James Yeo
Patrocinadores: Fersto AG, Schweiz; Hans und Wilma Stutz Stiftung, Herisau; IKEA Stiftung, Basel (Schweiz)

La investigación en Remote Material Deposition Sitterwerk es la primera que demuestra, a una escala arquitectónica real, la viabilidad de esta innovadora técnica de fabricación/construcción.

©Gramazio & Kohler, ETH Zurich
©Gramazio & Kohler, ETH Zurich. Ralph Benker, Bo Cheng, Roberto Naboni, Pascal Ruckstuhl, Ivana Stiperski, Simone Stünzi, Anna Szabo, Andreas Thoma, Martin Thoma, Alexander Nikolas Walzer, James Yeo