¿Por qué investigar e innovar en arquitectura? En una conversación con la diseñadora arquitectónica Jenny E. Sabin, profundizamos en el vínculo crítico entre la investigación y la práctica de arquitectura. Buscando el desarrollo de un nuevo modelo, su equipo incorpora un enfoque interdisciplinario que introduce conexiones entre estas áreas, fomentando la colaboración tanto con científicos como ingenieros.
Observando el comportamiento de la naturaleza, el método propuesto integra descubrimientos biológicos y matemáticos en el proceso de diseño. Después de someterse a un proceso de prueba sistemático, estas ideas se aplican en la fase de diseño generativo del proyecto para crear soluciones materiales adaptativas y receptivas. Analizando sus estrategias de investigación y diseño, mostramos cómo traduce la investigación en la práctica arquitectónica.
Incorporando herramientas digitales para un diseño integral
La arquitectura y el diseño están experimentando actualmente un cambio de paradigma significativo. Inextricablemente vinculado a tecnologías emergentes, como herramientas y fabricación digital, este cambio está impactando radicalmente en el proceso de diseño tradicional y el papel de los arquitectos/as, así como en la forma en que construimos y gestionamos los sistemas de materiales. A través de tecnologías transformadoras como la impresión 3D y la robótica, la arquitectura ahora puede funcionar dentro de un escenario integrado. Para Jenny E. Sabin, el acto de definir una ruta de herramientas o un conjunto de maniobras robóticas no solo permite la incorporación de materialidad, geometría y patrones, sino que también los incorpora de manera intrínseca en el proceso de diseño.
Según Sabin, desarrollar un nuevo modelo para llevar a cabo investigaciones en los límites disciplinarios aborda tres preocupaciones principales. Una se refiere al cambio en la forma en que interactuamos con la tecnología y la segunda se refiere a cómo afecta la manera en que diseñamos y construimos dentro de una nueva forma de fabricación. La tercera se relaciona con la necesidad de soluciones materiales colaborativas debido a la crisis climática y la sostenibilidad.
Investigación inspirada en la naturaleza para dar forma a los procesos de diseño generativo
Al crear un proceso de diseño generativo, ella ve la naturaleza como un modelo para el diseño. La investigación tiene como objetivo principal comprender los procesos y comportamientos subyacentes de estos sistemas, no la traducción de lo que podría constituir una forma estética. Al estudiar la naturaleza para reflexionar sobre nuestro paradigma y contexto actual, su trabajo analiza cómo la materialidad, la geometría, los patrones, los eventos y los programas de la naturaleza están intrínsecamente vinculados. Su equipo se sumerge en la naturaleza para extraer modelos y herramientas de diseño que puedan influir en los diseños arquitectónicos futuros.
Una de las preguntas fundamentales que impulsa mi investigación es: ¿Cómo podrían los edificios y sus sistemas de materiales integrados comportarse más como organismos que responden y se adaptan a los contextos locales? - Jenny E. Sabin
Integrando la materialidad en cada fase de la investigación y el diseño
Todo el proceso de investigación está dirigido materialmente. La estructura de cómo se lleva a cabo la investigación y se vincula con el diseño comienza con el desarrollo de herramientas digitales. Estas herramientas abarcan visualizaciones y simulaciones centradas en modelar el comportamiento, junto a los conjuntos de datos.
La segunda fase implica la prototipación arquitectónica. Teniendo en cuenta que no todos los sistemas biológicos son escalables, el proceso maneja la escala incorporando materiales y formas en la impresión 3D y la fabricación robótica. En la tercera fase, los prototipos desarrollados se someten a una evaluación basada en consideraciones arquitectónicas y diseño de construcción ecológica, analizando cómo se está traduciendo la investigación en estructuras construidas.
Típicamente no comenzamos con un problema en particular que resolver, sino que generamos problemas a lo largo del proceso de investigación. Esta es una metodología diferente, que está muy relacionada con el diseño generativo. - Jenny E. Sabin
Traduciendo la investigación en estructuras construidas
Además del Laboratorio de Investigación en la Universidad de Cornell, donde participa en investigación fundamental con colaboradores y estudiantes, Sabin también trabaja con su estudio de arquitectura experimental independiente, Jenny Sabin Studio. Esta práctica le permite aplicar soluciones materiales a estructuras tangibles. Para ejemplificar este proceso, revisamos el estudio del color estructural y la construcción de un pabellón permanente.
Como parte de un proyecto de investigación anterior financiado por la Fundación Nacional de Ciencia, en colaboración con científicos de materiales, biólogos e ingenieros eléctricos, eSkin estudió el color estructural. A diferencia de la coloración basada en pigmentos, la coloración estructural opera a nivel nanométrico, involucrando la textura y la geometría de los materiales, así como su interacción con la luz en longitudes de onda específicas. Este fenómeno se puede observar en diversos organismos naturales, como las alas de la mariposa Morpho azul o las plumas de los colibríes.
A través de los cambios en el patrón, la flexibilidad, la geometría y la estructura, el proyecto manipula características materiales que incluyen color, transparencia y opacidad. Aquí, el cambio de color se genera mediante un efecto óptico como la refracción o la interferencia en lugar de un cambio de pigmento. Estos colores también dependen del ángulo de visión o de la orientación de uno hacia el material dado.
Trabajando junto a científicos de materiales y biólogos, la investigación desarrolla un material con tecnología de película delgada que puede servir como una piel, capaz de integrarse tanto en edificios existentes como en nuevas construcciones de fachadas contemporáneas.
Acortando la brecha desde la escala nanométrica a la piel del tamaño de un edificio, el equipo trabajó con una película dicróica, un producto de 3M, para traducir y escalar las mismas características que el polímero orgánico en el que se basaba la investigación. Esto permitió la creación de una unidad de fachada prototipo a escala humana que cambia dinámicamente el gradiente de color, pasando de opaco a transparente.
En paralelo a la investigación fundamental, el estudio recibió un encargo de la Facultad de Ecología Humana para construir una estructura de pabellón permanente en el campus de Cornell. Mejorando las intersecciones entre investigación y práctica, Polyform permitió al equipo aplicar su investigación sobre color estructural dentro de una escala urbana del campus.
Para Jenny E. Sabin, "los proyectos se convierten en demostradores de lo que es posible". Exhibir estas estructuras cambiantes y brillantes al público en general les permite experimentar las propiedades dinámicas de las soluciones basadas en la naturaleza.
Investigando las posibilidades de la arquitectura sostenible y la estética
Actualmente, Sabin Design Lab se centra en la sostenibilidad y la estética en la arquitectura (SAA). Analizando el comportamiento del girasol en entornos naturales y su mecanismo heliotrópico, este proyecto de investigación desarrolla la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) utilizando diseño computacional e impresión 3D. Esto tiene como objetivo crear filtros y paneles altamente personalizados y no estandarizados que formen sistemas de recopilación de seguimiento no mecánicos y específicos del sitio.
Al estudiar la conducta interna de un girasol, el proceso modeló esos comportamientos para comprender cómo podrían extraerse analógicamente. Esto dio como resultado un conjunto de impulsores de diseño que podrían traducirse en el proyecto. Al aprovechar la impresión 3D y la fabricación digital, los modelos facilitaron la comprensión de cómo los sistemas integran la dinámica de la luz y la energía.
La investigación se centra en la idea de que la importancia de la belleza y el diseño es igualmente esencial tanto para la forma como para la función, sin una distinción jerárquica entre estos conceptos. Para Jenny E. Sabin, “Al igual que en los sistemas naturales, la belleza está intrínsecamente ligada al desempeño del organismo”.
Con el objetivo de aplicar estos descubrimientos a proyectos residenciales, el proyecto apunta a reemplazar los paneles solares convencionales colocados en el techo que no se alinean con la estética del edificio. Crea configuraciones no convencionales de paneles solares que no sólo maximizan la energía sino que también son estéticamente atractivas. A menor escala, la investigación también contempla la posible integración de refugios portátiles, proponiendo una piel capaz de recolectar energía y proporcionar iluminación o estaciones de carga.
El alcance del trabajo de Jenny E. Sabin abarca la visualización y simulación de conjuntos de datos espaciales complejos además de abordar cuestiones de artesanía, fabricación y producción en una amplia gama de sistemas materiales. Estos sistemas incluyen textiles tejidos, de punto y trenzados, prototipos rápidos y cerámicas impresas en 3D, bioplásticos e hidrogeles, así como metales cortados con chorro de agua.
Para el desarrollo de eSkin, el equipo estuvo compuesto por Jenny E. Sabin y Andrew Lucia (arquitectura), de la Universidad de Cornell; Shu Yang (ciencia de materiales), Jan Van der Spiegel y Nader Engheta (ingeniería eléctrica y de sistemas), Kaori Ihinda Stansbury, Peter Lloyd Jones (biología celular), Universidad de Pensilvania.
El equipo de Polyform estuvo compuesto por Jenny E. Sabin; el director de proyecto Dillon Pranger; diseño y producción Jordan Berta, Madeline Metawati Eggers, Charles Cupples, John Hilla, Byungchan Ahn y Michael Paraszczak.
El equipo de investigación de SAA está compuesto por Alexander Htet Kyaw, Anita Lin, Begum Birol, Omar Dairi, Jeremy Bilotti, Allison Bernett, April Jeffries, Nicole Jenelle, Mariana Bertoni y Jenny E. Sabin.
