3DEarth_a Generative Process_6Abril/5Maio2013_Lisboa

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Quais as potencialidades da Fabricação Digital na Arquitetura em Terra?

Como combinar as técnicas construtivas tradicionais em terra com os processos digitais CAD/CAM na construção de estruturas arquitetónicas à escala real (1:1)?

O workshop internacional “3D EARTH. A GENERATIVE PROCESS” procurará responder a estas duas questões. O objetivo central é explorar as potencialidades dos processos digitais avançados na construção em terra tendo como referência temas da morfogénese.

A construção tradicional, também designada por vernacular ou autóctone, é essencialmente caracterizada pela utilização de materiais e técnicas próprias do lugar que ocupa e é, na sua maioria, construída pela população que a habita. A construção em terra é uma das soluções tradicionais, milenares e mundiais, que a arquitetura tem o mérito de possuir variadíssimos exemplares. Trata-se de um método sustentável de autoconstrução muito característico nos países onde a maioria da população não possui recursos que permitam obter outro tipo de habitação. Neste sentido, além do baixo custo e do processo construtivo simples, a arquitetura em terra possui características térmicas e acústicas excelentes, no entanto, são construções muito vulneráveis a fenómenos naturais (chuva e sismos). A fabricação digital (processos avançados de CAD/CAM) em arquitetura permite a passagem do desenho diretamente para a sua prototipagem.

Este processo – do ficheiro para a fábrica – permite que os arquitetos, entre outros profissionais, realizem projetos com um leque maior de possibilidades, diversidades e complexidades – como é o caso de geometrias complexas. A fabricação digital além de oferecer uma nova e contemporânea tecnologia ao acesso da arquitetura também possibilita a personalização, a customização, a estandardização e a prototipagem/execução local. Numa sociedade que procura reduzir de forma significativa o impacto negativo no planeta, a tentativa de mimetizar os processos naturais de geração e manutenção das estruturas biológicas parece ser um percurso promissor. Surge então o biomimetismo e a morphogenesis (sendo que o primeiro mimetiza forma e comportamento e o segundo compreende também desempenho e performance). Este conceito é profundamente inspirado na natureza e procura, na simplicidade do seu processo, reproduzir a geração da forma. Com a intensificação da utilização dos sistemas CAD/CAM enquanto ferramentas indispensáveis de representação, modelação e fabricação, tem-se procurado, em arquitetura, a capacidade de conceber e desenvolver formas livres de carácter orgânico com base em padrões e formas da natureza, permitindo uma ligação inequívoca entre o desenho digital (CAD) e o processo de produção (CAM).

Com base nestes aspectos, um grupo de investigadores multidisciplinares em conjunto com os participantes propõe-se concretizar algumas soluções de interesse estrutural, funcional e estético, através da realização física de protótipos à escala 1:1. O produto final resultará da concepção paramétrica de um elemento/conjunto de elementos arquitetónicos baseados numa peça/módulo de 300x200x100 mm. O workshop explorará: (1) o uso do Rhino e Grasshoper como ferramentas criativas de modelação 3D; (2) a prototipagem/fabricação em CNC, com a possibilidade de recorrer também a maquinaria leve, para a construção à escala real da peça final.

Serão aplicados 4 processos: (1) Processo Seco – Realizar o bloco de terra e depois de seco modelar através da CNC o desenho realizado; (2) Processo Molde – Modelar os moldes na CNC para posteriormente se encher com terra; (3) Processo Plástico – Realizar a modelação da terra crua diretamente na CNC; (4) Processo peça única – Prototipagem de uma peça única (repetível) que consoante a sua colocação traduzirá a modelação pretendida. Realizar-se-ão experiências com a finalidade de testar cores, texturas, resistência do material, potencialidades técnicas das ferramentas a utilizar, viabilidade técnica e construtiva.

ISCTE-IUL

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What are the capabilities of Digital Fabrication in Architecture of Earth?

How to combine the traditional construction techniques in earth with the CAD/CAM digital processes in the construction of full-scale architectural structures (1:1)?

The international workshop “3D EARTH. A GENERATIVE PROCESS” will attempt to respond to these two questions. The main purpose is to explore the capabilities of advanced digital processes in the construction in earth having as reference subjects of morphogenesis.

The traditional construction, also designated by vernacular or autochthonous, is essentially characterized by the use of materials and techniques specific to its site and is, mostly, executed by the local population. The construction in earth is one of the traditional solutions, millenarian and worldwide, that architecture has the merit of having numerous different examples. It is a sustainable method of self-construction highly characteristic in countries where most of the population does not have the resources to obtain other type of housing. Therefore, besides the low cost and the simple constructive process, architecture in earth has excellent thermal and acoustic characteristics, however, constructions are very vulnerable to natural events (rain and earthquakes). Digital fabrication (advanced processes of CAD/CAM) in architecture allows the passage of the drawing directly to its prototyping. This process – from file to the factory – allows architects, and other professionals, to perform projects with a wider range of possibilities, diversities and complexities – as in the case of complex geometries. Digital fabrication besides offering a new and contemporary technology for access of architecture, also enables personalization, customization, standardization and local prototyping and execution. In a society that seeks to significantly reduce the negative impact on the planet, attempting to mimic the natural processes of generation and maintenance of biological structures appears to be a promising route. Emerges then the biomimicry and mophogenesis (the first of which mimics the form and behavior and the second also comprises performance). This concept is deeply inspired by nature and seeks, in the simplicity of its process, to reproduce the generation of form. With the increasing use of CAD/CAM systems as essential tools of representation, modeling and fabrication, has been sought, in architecture, the ability to design and develop free forms of organic nature based on shapes and patterns of nature, allowing an unambiguous link between digital design (CAD) and the production process (CAM). Based on these aspects, a group of multidisciplinary researchers along with the participants it is proposed to implement a few solutions of structural, functional and aesthetic interest, through the realization of a 1:1 scale physical prototype. The final product will result from a parametric design of an architectonic element/group of elements based on a piece/module of 200x200x200 mm. The workshop will explore: (1) the use of Rhino and Grasshoper as creative tools for 3D modeling; (2) prototyping/manufacturing in CNC, with also the possibility of using light machinery, for full-scale construction of the final piece.

4 procedures will be applied: (1) Dry Procedure – Make the block of earth and after drying, model with the CNC the design made; (2) Mold Procedure – Model the molds with the CNC later to be filled with earth; (3) Plastic Procedure – perform modeling of raw earth directly on the CNC; (4) Part Procedure – Prototyping one single piece (repeatable) that depending on their placement will translate the desired model. There will be performed experiments in order to test colors, textures, material strength, technical capabilities of the tools to use, technical and constructive viability.
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