R.UrquizaRafael Urquiza, Doctor Arquitecto, estudió Arquitectura en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Granada, realizando su Proyecto Fin de Carrera en Roma en la Facoltá di Architettura de la Universita Degli Studi Roma Tre. Desde entonces comenzó su vida profesional trabajando en diferentes estudios de arquitectura entre los que destaca Gumuchdjiam Architects en Londres. Posteriormente, desarrolla su tesis doctoral en la Escuela Politécnica de la Universidad de Málaga, realizando parte de su investigación en el grupo de investigación CRIDA (Critical Research in Digital Architecture) en la Universidad de Melbourne en Australia, y recibiendo paralelamente una beca Talentia de postgrado para realizar un Master en la misma Universidad en la especialidad de Arquitectura Digital. Su tesis: “La Era Digital, la geometría y la sostenibilidad en Diseño y fabricación digital de una Piel bioclimática mediante técnicas paramétricas”.

Forma parte de la organización SmartGeometry, grupo de Investigadores y profesionales a la vanguardia del sector de la Arquitectura y la Ingeniería a nivel mundial. Ha organizado e impartido dos ediciones de los cursos de diseño Paramétrico + Fabricación Digital como titulación propia en la Universidad de Málaga y participado como ponente y profesor invitado en otros talleres como AlgoMad en el IE de Madrid, Parametric Camp o el Master de representación y diseño en arquitectura e ingeniería de la UMA.

Es socio cofundador de Lem3a Arquitectura Avanzada y Cortebox, ambas galardonadas con el premio SpinOff de la Universidad de Málaga en 2011 y 2013 respectivamente. Cortebox es una startup española que ofrece un servicio revolucionario de corte y grabado láser online.

En este caso, el autor nos hablará de las grandes ventajas del prototipado rápido, el cual según Urquiza, se está convirtiendo en un proceso de diseño en sí mismo gracias a la facilidad para fabricar modelos físicos directamente extraídos del entorno digital.

La fabricación de maquetas y modelos físicos se ha utilizado siempre a lo largo de la historia de la arquitectura y la ingeniería para representar ideas y proyectos, pero la evolución de los procesos de fabricación está cambiando el enfoque conceptual. El prototipado rápido es un nuevo paradigma que se está convirtiendo en un proceso creativo en sí mismo gracias a la facilidad para fabricar modelos físicos directamente extraídos del entorno digital. Ahora, la posibilidad de acceder a esta tecnología fácilmente es ya una realidad gracias a empresas como cortebox, que permiten contratar un servicio de corte y grabado láser a través de internet en cuatro sencillos pasos. En el siguiente artículo se expone cómo la fabricación digital ha favorecido e intensificado el empleo de prototipos de trabajo como medio para llegar a la idea del proyecto y cómo actualmente es posible acceder a esta tecnología, sin moverse de casa, gracias a empresas innovadoras como Cortebox.
El diseño basado en la realización de prototipos en arquitectura e ingeniería no es algo nuevo. Durante el siglo XX la mayoría de los arquitectos e ingenieros de reconocido prestigio usaron modelos a escala para estudiar sus proyectos.Algunos de ellos fueron realizados únicamente para representar la forma final, mientras que otros fueron prototipos de trabajo durante el proceso de diseño. En cualquier caso, la realización y estudio de “prototipos rápidos” o “Rapid prototyping” han sido muy efectivos como sistema de trabajo a lo largo de historia de la arquitectura moderna.

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Por ejemplo, Mies Van der Rohe realizó un prototipo de metal y cristal de la torre Friedrichstrasse (1917) empleando los materiales reales pensados para el edificio, para de este modo, analizar las propiedades reflectivas del diseño. Le Corbusier también utilizó prototipos de trabajo en su proceso de diseño, como por ejemplo, para el estudio de la superficie reglada del pabellón de Bruselas. Pero algunas de las maquetas de proceso más famosas fueron elaboradas por Antonio Gaudí, como las utilizadas para obtener de un modo natural la forma de sus cubiertas orgánicas. Sus modelos formaban sistemas estructurales que imitaban los reales mediante cientos de cuerdas y sacos llenos de perdigones que simulaban las cargas a escala de sus elementos. Frei Otto empleó también prototipos de trabajo similares para los experimentos del estadio olímpico de Munich.En los años cincuenta, el estudio de arquitectura SOM (Skidmore, Owings & Merrill LLP), tuvo que utilizar prototipos a escala 1:1 para probar las uniones de aluminio y acero en el proyecto de la primera gran torre de cristal de aquella época, la Lever House. Algunos de los arquitectos más importantes de la actualidad como Gehry han trabajado siempre con prototipos de trabajo. Por ejemplo, su línea de muebles realizados en cartón corrugado, que fueron previamente realizados a pequeña escala [1]. Actualmente, el sistema de trabajo de Ghery pasa siempre por el empleo de prototipos físicos que son digitalizados mediante un escáner 3D para el posterior desarrollo del proyecto a partir del modelo digitalizado. Sin embargo, esta metodología de trabajo ya forma parte de la nueva Era Digital donde el mundo virtual y el real están íntimamente ligados gracias a la tecnología digital.

Con la llegada de los sistemas de fabricación digital a los estudios de arquitectura y las universidades se produce un cambio importante en esta metodología, ya que el empleo de las maquinas por control numérico reduce sustancialmente el tiempo de fabricación, a la vez que mejora la calidad de los prototipos terminados. Por ejemplo estudios de arquitectura como Foster + Partners basan su metodología de trabajo en el prototipado rápido mediante impresión 3D para la exploración de las geometrías complejas de sus proyectos [2].

Prototipo de pérgola diseñada mediante técnicas paramétricas y  fabricada mediante láser. “Digital Design application”. Master en  Arquitectura Digital. Universidad de Melbourne. Australia. Fuente:  Elaboración propia.

Prototipo de pérgola diseñada mediante técnicas paramétricas y fabricada mediante láser. “Digital Design application”. Master en Arquitectura Digital. Universidad de Melbourne. Australia. Fuente: Elaboración propia.

Speaks M. (2002) afirma que la Arquitectura ha entrado en una época que queda lejos del Postmodernismo, del Deconstructivismo o del Minimalismo, en la que la forma de diseñar está totalmente relacionada con la forma de construir. En su artículo “Design Intelligence: Or thinking after the end of metaphysics” [3], Speaks subraya una nueva relación entre “el pensar” y “el hacer” debido al avance de las nuevas tecnologías. En este compendio de ideas filosóficas sobre la arquitectura y sus métodos, Speaks explica el punto de vista de Drucker P. (citado en Speaks M. 2002), que defiende que los nuevos progresos tecnológicos no sólo han producido nuevas herramientas de trabajo, como ocurrió en la revolución industrial, sino que han generado una nueva base de conocimiento en el diseño arquitectónico.

Drucker distingue entre solucionar un problema e innovar. Mientras que solucionar un problema consiste en desarrollar una respuesta específica a una serie de condiciones y parámetros dados, la innovación va más allá, generalizando el problema y trabajando sobre condiciones desconocidas para descubrir oportunidades impredecibles [4]. De acuerdo con esta definición, el “prototipado rápido” como proceso metodológico está más cerca de la innovación porque ha dejado de ser un sistema para solucionar problemas concretos, para convertirse en un método para estudiar procesos que permitan soluciones en distintos escenarios. Es por ello, que podemos decir que el prototipado como proceso adquiere el grado de “pensamiento” para desarrollar sistemas, más que soluciones concretas y detalladas. Un ejemplo opuesto al prototipado rápido son las costosas y laboriosas maquetas que encontramos en las inmobiliarias, que no son más que un objeto puramente comercial.

Michael Schrage, profesor del MIT Media Lab (Laboratorio de Instituto de Tecnología de Mássachussets) afirma: “…los prototipos de trabajo han cambiado la percepción tradicional del ciclo de la innovación desde el interior al exterior: en vez de usar el proceso de innovación para obtener prototipos terminados, los mismos prototipos conducen al proceso de innovación.” [5]

Proceso de ensamblaje de piezas fabricadas digitalmente durante el curso de Diseño Paramétrico y Fabricación digital 2012-PD+FD 2012. Fuente: Elaboración propia.

Proceso de ensamblaje de piezas fabricadas digitalmente durante el curso de Diseño Paramétrico y Fabricación digital 2012-PD+FD 2012. Fuente: Elaboración propia.

El límite entre el proceso de creación y el de construcción se está volviendo cada vez más difuso. Como caminando en una cinta de Möbius durante el proceso de diseño, la mayoría de los arquitectos contemporáneos diseñan mediante prototipos y crean prototipos mediante el diseño.
Las nuevas técnicas de prototipado están cambiando no sólo el proceso de diseño, sino también el producto final. El diseño digital tiene en cuenta la construcción, por lo que aspectos prácticos como, el empaquetado de las piezas, el ensamblaje, el encaje, el mantenimiento o la estructura, son parte de los datos resultantes del diseño.

Otro aspecto importante es que los prototipos digitales son fieles réplicas del modelo digital. Esto permite que puedan utilizarse para muchos tipos de análisis (estructural, de resistencia al viento, lumínico, etc) antes de la construcción a escala real.Por lo tanto, utilizar técnicas de prototipado durante el proceso de diseño puede ser muy útil.

El profesor Mark Burry, director de SIAL (Spacial Information Architecture Laboratory) en el RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology) afirma que las máquinas de prototipado han representado el avance tecnológico que necesitaba la arquitectura del siglo XX. Sin embargo, Burry defiende las técnicas convencionales de representación y exploración formal cuando afirma que: la academia no debe adoptar todo tipo de nueva herramienta que aparezca olvidando totalmente los sistemas tradicionales [6]. Actualmente, Burry trabaja con modelos digitales y prototipado rápido en la finalización de la Sagrada Familia en Barcelona [7].

Otra gran ventaja del “prototipado rápido” es que la producción de los componentes del proyecto a tamaño real supone sólo un cambio de escala, tanto de la maquinaria como del material, lo que dota de credibilidad y eficiencia constructiva a la arquitectura que produce. En cualquier caso, será necesario estudiar también los sistemas de uniones en las diferentes escalas. Es por ello, que cuando hablamos de fabricación digital de prototipos de trabajo nos referimos igualmente a la fabricación de piezas reales para la construcción de un edificio.

Piezas y prototipo del alumno Francisco Burgos del DP+FD 2012.  Fuente: Elaboración propia.

Piezas y prototipo del alumno Francisco Burgos del DP+FD 2012. Fuente: Elaboración propia.

Sin embargo, el diseño mediante el prototipado tiene sus limitaciones, en concreto, las que derivan de los diferentes sistemas que existen. Es necesario, por lo tanto, conocer los sistemas existentes de fabricación digital y prototipado rápido para entender las posibilidades y las limitaciones de la maquinaria que existe actualmente en el mercado.
Los sistemas de fabricación digital se pueden organizar en dos bloques: la fabricación en dos dimensiones y la fabricación en tres dimensiones.

Dentro del primer bloque podemos decir que la disponibilidad en el mercado de sistemas de corte 2D para realizar proyectos a escala 1:1 convierte a este tipo de sistemas en uno de los más comunes entre arquitectos y diseñadores. La posibilidad de exportar el diseño de un prototipo a escala a un modelo a tamaño real, hacen de este método el más práctico y utilizado hasta el momento. Los tres sistemas principales son: el corte láser, el corte mediante arco de plasma (Plasma-arc), y el corte mediante agua a presión (Water-jet). En todos ellos, la información digital que recibe la máquina como entrada o input es un plano digital en 2D.

SONY DSCEl segundo bloque lo constituyen los sistemas de prototipado 3D, que pueden ser de tres tipos: fabricación sustractiva, aditiva, y formativa. La diferencia principal entre los tres tipos es el método empleado para obtener el objeto 3D deseado. La fabricación sustractiva y la aditiva son procesos inversos, mientras que la formativa parte del elemento 3D y lo moldea digitalmente. En los tres sistemas, la información digital empleada como input es el modelo 3D de la pieza deseada.

En el momento actual, dentro de estos dos bloques, podemos destacar las cortadoras láser y las impresoras 3D como las máquinas más empleadas en los estudios de diseño y arquitectura para la realización de sus prototipos. La reducción de los costes de esta tecnología y las mejoras producidas en los archivos de intercambio entre los programas de diseño y las máquinas, han hecho que cada vez sea más fácil tener acceso a ellas, convirtiéndose en un estímulo para los diseñadores y una herramienta cada vez más potente en el proceso creativo.

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Sin embargo, la maquinaría de prototipado necesaria no está siempre al alcance de la mayoría de los diseñadores. En otros casos, el servicio que dan las empresas que se dedican a la fabricación digital es tedioso, lento y a menudo caro… y de ahí, la necesidad de un nuevo servicio capaz de acercar la tecnología láser a cualquier persona de una forma sencilla, rápida, y económica.

Nace así cortebox “online láser cutting”, un nuevo servicio a través del cual cualquiera puede acceder fácilmente al corte láser a través de internet, desde cualquier sitio y a unos precios muy asequibles.

En cortebox el cliente puede escoger entre una amplia galería de materiales ydiferentes profundidades de grabado de una forma intuitiva y rápida. Además, podrá obtener un presupuesto al instante en función del material y el modo de envío que elija. De esta forma, sin moverse de casa, el cliente recibirá en un máximo de tres días las piezas de su prototipo cortadas y grabadas con precisión láser y listas para su montaje, ahorrándole tiempo, esfuerzo y dinero.

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La fabricación digital y el prototipo rápido como metodología del proceso creativo.
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