Introducción

Si miramos la naturaleza, la morfogénesis concierne al proceso que controla la distribución espacial organizada de células que surgen durante el desarrollo de un sistema, produciendo las caracterísiticas de forma. Esta distribución se hace gracias al fenómeno de auto-organización, entendido como un proceso en el que la organización interna de un sistema se adapta al medio ambiente para promover una función específica sin ser guiada o gestionada desde afuera. En biología, esto incluye el estudio del crecimiento de organismos, el control genético del crecimiento celular, la diferenciación y la morfogénesis. El crecimiento celular abarca tanto los aumentos en el número de células como su tamaño y la diferenciación celular, se describe como el proceso por el cual las células adquieren un "tipo"específico. (Hensel, Menges y Weinstock, 2006).

Esta relación entre forma y posición crea sistemas complejos emergentes y adaptables. El fenómeno de emergencia ocurre en los sistemas que son generados, es decir, compuestas por copias de un número relativamente pequeño de componentes que obedecen a leyes simple (Holland, 1999). En el contexto de la arquitectura, la "emergencia" toma el comportamiento de los materiales y su diseño estructural.

El presente trabajo pretende discutir sobre la relación entre los sistemas morfogenéticos en la naturaleza y los procesos de generación morfológica en la arquitectura gracias al modelado paramétrico asistido por computadora a través de una integracón metodológica entre herramientas analíticas del espacio urbano y el producto arquitectónico, emergente de leyes basadas en su propio entorno con el fin de crear sistemas espaciales-materiales sostenibles. El proyecto corresponde a la creación de una membrana arquitectónica que funcione como cerramiento de un espacio público utillizando un proceso de diseño Bottom-up(proceso de conducta ascendente).

Con este enfoque se pretende por un lado, mostrar cómo estos procesos morfogenéticos aplicados a la arquitectura contribuyen a nuevas maneras de crear, distribuir y generar formas en el área del diseño y por otro, valorizar el potencial del diseño digital como un nuevo campo de investigación.

Procesos metodológicos

El concepto conductor de este desarrollo -digital y físico- fue el de morfogénesis en combinación con una línea de investigación de los sistemas paramétricos, producto de la auto-organización que los mismos sistemas naturales poseen. Un modelo paramétrico utiliza parámetros -números o características- para determinar el comportamiento de una entidad gráfica y define las relaciones entre los componentes del modelo.

Fase 01

La primera fase del proyecto estuvo dirigida hacia el análisis del espacio urbano. La información relacionada con el tránsito de automóviles y los flujos de peatones, representó una parte importante en este proceso de investigación que incluyó el skyline o perfil urbano percibido desde diferentes puntos en el sitio, los usos, el tiempo de permanencia de los peatones, la intensidad de luz y la señalética.

Para poder aplicar las variables encontradas en este análisis urbano, se dividió el espacio en seis diferentes sectores, respondiéndo a los puntos estratégicos de los peatones, detectados en la fase de investigación, así, un set de información se relacionaba con cada uno de ellos, expresando sus características específicas.

Fase 02

El software TopMod basado en un sistema de modelado topológico que permite crear mallas o superficies a través de operaciones de modificación en escala, posición y extrusión de planos, entre otras, ha sido utilizado en esta fase para conducir una exploración morfogenética con técnicas de Remeshing, Dual pentagonalization y Dual loop subdivision, aplicadas a un hexaedro en el cual, cada lado se relacionaba con cada uno de los seis sectores del sitio. El resultado mereció una nueva estrategia aplicada en Rhinoceros de McNeel (Programa de modelado geométrico 3D basado en la tecnología NURBS) con el fin de introducir las variables -parámetros- provenientes del análisis del sitio.

Fase 03

La membrana estructural fue desarrollada a partir de dos variables: la porosidad y la variación de profundidad, respondiendo a la información introducida en cada sector. Así, por ejemplo, datos sobre el tiempo de permanencia de los peatones tuvieron implicancia en la porosidad de la membrana, siendo ésta mayor en los puntos donde existía mayor visual y, menor, en los puntos de mayor flujo vehicular para evitar la contaminación acústica y la polución. Asímismo, los espacios de mayor asoleamiento determinaban la profundidad de las células de la membrana para evitar el sobrecalentamiento en los espacios interiores.

Paralelamente, se definió un diálogo entre el proyecto y el entorno a través de una serie de pasos que incluían la confrontación objeto-contexto, la adaptación de la forma, el establecimiento de los límites del objeto, el contacto con el suelo y la distribución del programa. Se comenzó con la confrontación de nueve formas seleccionadas desde el catálogo realizado en la fase previa. La pieza resultante encontró su posición final de emplazamiento respondiendo a la división de sectores que se hizo en un principio, de esta manera cada zona del espacio público soportaba una parte del proyecto fruto del proceso generativo a partir de parámetros extraidos de ese sector en específico.

Resultados

En biología matemática (...) las formas no se consideran tanto cosas, sino más bien patrones tridimensionales en constante renovación que emergen de los procesos continuos de los sistemas complejos  (Weinstock, 1995). La propuesta formal o, dicho de otra manera, los patrones tridimensionales del proyecto, estuvieron en constante readecuación de acuerdo a la información -input- que se introducía para generar mejores resultados.

En el medio natural toda forma encuentra su función, si no lo logra, desaparece (Felipe y Truco, 1995). Con esta línea conductora como parte de la lógica del proceso Bottom-up, se intentó que el producto formal asumiera una función que por ende, estaría relacionada con las necesidades urbanas del sitio. A partir del interés principal relacionado con el concepto de la percepción del usuario, el objeto asumió una función de un espacio de experimentación visual que incluía usos tales como un museo de ilusión visual, una mediateca y un cine experimental multi-pantalla, entre otros.

Para concluir el proceso, se seleccionó una parte del proyecto con el propósito de crear un prototipo utilizando una máquina frezadora de control numérico (CNC). Para este fin, se debió diseñar la estructura y forma de ensamblaje para una cálula, debiendo ser la estrategia geométrica obtenida capaz de aplicarse en cualquier de las otras cincuenta piezas que conformaban el prototipo. Este, fue desarrollado en escala 1:20 en madera aglomerada de 3mm de espesor con el fin de comprobar la eficacia de la propuesta estructural y explicar cómo la membrana es capaz de integrar el espacio interior con el exterior.

Discusión

Los procesos morfogenéticos aplicados a la arquitectura brindan la oportunidad de llegar a resultados por medio de procesos que quitan al diseñador la potestad de producir según motivaciones subjetivas. En estos casos, la objetividad esta íntrinsicamente relacionada con el carácter emergente de los sistemas naturales y la autosuficiencia de generar resultados a través de la evolución de sus propios procesos. Los sistemas naturales son procesos que producen, elaboran y mantienen la forma o la estructura de las cosas vivas y no vivas (Menges y Hensel, 2008).

Los diferentes resultados obtenidos han demostrado la infinita gama de posibilidades que la lógica de comportamiento emergente aplicado al diseño posee, especialmente al ser demostrado que las estructuras o comportamientos complejos nacen a partir de sistemas caracterizados por reglas simples.

Por otro lado, las posibilidades de las nuevas tecnologías de fabricación digital cambian toda la lógica de diseño, ya que, el comprender el funcionamiento de esta tecnología se hace parte del proceso de diseño y no sólo de la etapa constructiva del prototipo como fase separada en el desarrollo del proyecto.

La arquitectura contemporánea debe prever el diseño ya no solo del objeto formal, sino también del sistema que lo envuelve en términos de adaptabilidad evolución y representación (Hernaiz, 2011). El reto para establecer paradigmas en las formas de diseño actual, por tanto, es aceptar el uso de nuevas funciones digitales que permitan una nueva concepción del diseño de formas complejas que al ser imposibles de representarlas a través de métodos tradicionales, se convierten en el fundamentos de la producción no estandarizada.