Presentan una nueva metodología constructiva basada en Realidad Aumentada y PVC

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“Proyecto reBENT” es el nombre de una iniciativa que, gracias a la conjunción de algoritmos de Realidad Aumentada y encofrados hechos con tubos de PVC -y reforzados con barras- pretende revolucionar el diseño de las construcciones con hormigón con formas totalmente radicales, las que además serían eficientes en materia de costos. Te contamos más de este proyecto, en el siguiente artículo.

La conjunción de elementos como tecnologías de impresión en 3D y algoritmos que optimicen y hagan diseños más precisos, son hasta la fecha una de las mayores tendencias en cuanto a nuevos desarrollos para hormigón.

No obstante, estos elementos distan mucho de ser las únicas tecnologías aplicadas a nuevos desarrollos del material. La aparición de fibras textiles de grafito, por ejemplo, para el refuerzo del hormigón, es una interesante innovación. Lo propio con el desarrollo de encofrados textiles que suman una serie de algoritmos tanto de diseño como de propiedades del material, para dar vida a formas de hormigón totalmente radicales.

Sin embargo, el gran pero de estas tecnologías es que no son eficientes en materia de costos. Si bien la impresión en 3D de hormigón está ganando más espacio e incluso en Alemania ya se construyó un conjunto residencial destinado para arriendos, lo cierto es que aún no existe, ya sea en términos de diseño como de construcción misma, una innovación que tenga la eficiencia de los métodos más tradicionales en términos de valores.

Esto podría cambiar con el “Proyecto reBENT”, proyecto desarrollado por el Grupo de Investigación 9 del programa March 2019-20 de la Bartlett School of Architecture (UCL) y que, según la información publicada por el sitio web Portal Arquitectura, explora la relación entre Realidad Aumentada (AR) y los procesos de construcción, utilizando tubos de PVC como material de investigación.

Hormigón de formas imposibles gracias al PVC

La idea de este “Proyecto reBENT” es aprovechar las propiedades del PVC, como la flexión activa, para interactuar con ambientes de AR y de esta forma, generar un “sistema rápido y asequible para la creación de estructuras complejas de hormigón mediante el tejido de una serie de tubos de PVC y barras de refuerzo, que se utilizan como encofrado para hormigón reforzado con fibra de vidrio (GFRC)”, consigna el portal.

Así, el objetivo de esta iniciativa es diseñar estructuras de hormigón con gran capacidad de resistencia, a la vez que sus formas sean de diseños altamente complejos, evitando el uso de tecnologías automatizadas, como los robots de impresión en 3D.

“Lo que buscamos -comentaron los integrantes del proyecto al sitio Portal Arquitectura- es utilizar geometrías tubulares, empleando materiales baratos y universales como encofrado, como los tubos de PVC y las barras de refuerzo, manejando las propiedades de flexión activa del material a través de curvas controladas generativas a través de polígonos”.

Foto: Algunos de los componentes arquitectónicos fabricados. Crédito: Gentileza Proyecto reBENT

De esta forma, esta iniciativa ha conseguido fabricar prototipos, elementos arquitectónicos y hasta estructuras habitables gracias a esta nueva metodología más bien híbrida, que no es ni completamente análoga ni tampoco, automatizada. Junto con eso, los integrantes del proyecto desarrollaron una plataforma de Realidad Aumentada que permite orientar, a través de hologramas, los procesos de construcción y personalización.

Descubriendo los alcances de esta nueva metodología

Para conseguir los efectos deseados, el equipo del “Proyecto reBENT” generó formas complejas de flexión, a través de formas ensambladas de una manera computacional, para así expandir la geometría de los elementos. “Utilizamos las restricciones estructurales de tuberías de PVC de 20 mm para analizar diferentes formas de flexión mediante pruebas de curvas. Luego, generamos un ejemplo simple de plegado activo para probar las tuberías y ensamblajes. Los resultados fueron prometedores ya que logramos replicar el modelo digital”, comentaron.

Foto: Sistema de encofrado de tubos de PVC, con sus respectivas barras de refuerzo, las que están unidas por juntas impresas en 3D. Crédito: Gentileza Proyecto reBENT

Para ese primer enfoque, el equipo visualizó en sus teléfonos móviles los modelos a través de Realidad Aumentada, lo que se logró que los hologramas guiaran el curvado de los tubos.

Foto: Sistema de juntas para las barras de refuerzo. Crédito: Gentileza Proyecto reBENT

Luego de esto, en el proyecto buscaron más modelos de desarrollo que combinara la exploración de polígonos con marcos de flexión computacional, para así desarrollar nuevos tipos de plegados activos. Asimismo, gracias al uso de plugins para programas de diseño en 3D, probaron estructuralmente estas nuevas geometrías, con las restricciones del material a utilizar.

Si bien los resultados fueron alentadores, el equipo de esta iniciativa halló algunas fallas estructurales, en especial, en temas de fragilidad y falta de resistencia. “Por eso -explicaron al portal- incorporamos varillas de 4mm de espesor para proponer un sistema constructivo que ofrezca una resistencia extra. Para unir las barras de refuerzo a los tubos de PVC, diseñamos una serie de juntas de TPU flexible. La forma de estas depende de la cantidad de barras de refuerzo a unir”.

Foto: Simulación computacional del sistema, con hormigón incorporado. Crédito: Gentileza Proyecto reBENT

De esta forma, consiguieron catalogar la estructura de estas nuevas formas: 1 tubo de PVC tendría que llevar 4 barras de refuerzo (destinado a intervenciones pequeñas) y las estructuras mayores, deberían tener sobre los 10 tubos de PVC, con 12 barras.

Las pruebas finales

Finalmente, gracias a la incorporación de algoritmos generativos para elaborar curvas complejas, el equipo elaboró propuestas de cómo se verían estas nuevas estructuras una vez finalizado el colocado del hormigón. Para optimizar el proceso, explicaron, se utilizó shotcrete reforzado con fibras de vidrio y previo a su aplicación en los tubos de PVC, pegamento para mejorar la adherencia.

En estructuras menores, apuntaron, fueron necesarias tres capas de hormigón proyectado, mientras que en las mayores -como en estructuras habitables, por ejemplo- se hicieron necesarias de 10 a 12 capas para dar estabilidad estructural.

Foto: Modelo de la aplicación en Realidad Aumentada. Crédito: Gentileza Proyecto reBENT

“Probamos esto en objetos estructurales de escalas menores, como columnas y elementos arquitectónicos, consiguiendo una amplia gama de formas. Como una manera de ejemplificar las implicaciones generativas de este método, basamos los siguientes ejemplos en formas complejas que son difíciles de lograr sin la ayuda de muestras holográficas”, detallaron.

El equipo del “Proyecto reBENT” consiguió así la fabricación de complejas estructuras de hormigón, diseñadas de manera digital y a través de Realidad Aumentada, las que pueden servir tanto para espacios habitables como para elementos arquitectónicos. Para ello, propusieron la construcción tres pabellones experimentales, cuya construcción se llevó a cabo en Ecuador y que demostré que, gracias a la conjunción entre AR y este nuevo sistema de encofrado y refuerzo, se optimizan tanto tiempo de construcción como los recursos utilizados en una obra de este tipo, generando impresionantes diseños.

Crédito: Gentileza Proyecto reBENT
Crédito: Gentileza Proyecto reBENT

Revisa en el siguiente video más sobre esta nueva metodología constructiva

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