DESIGN PARAMÉTRICO

Tópicos: História, Tecnologia, Software, Design.

Design Paramétrico.

O Design Paramétrico é um processo de criação digital que permite a manipulação de variáveis da forma. Em outras palavras, é um processo criativo que permite constante mudança da geometria e suas dimensões e propriedades. Assim como uma planilha no Excel, em que células calculam o resultado a partir de uma série de comandos, o processo paramétrico cria um histórico de todos os comandos feitos, ou um histórico de procedimentos, e representa visualmente o resultado de todos estes comandos. Assim, é possível obter diversas iterações a partir da mesma série de comandos, mudando apenas os valores das variáveis.

PARAMETRIA

As rápidas mudanças na indústria da arquitetura e design causadas pelo avanço tecnológico, criaram a necessidade de um profissional que possui as habilidades de projeto paramétrico no topo da lista de recursos que compõem o leque de ferramentas digitais de designers com visão de futuro.
O projeto paramétrico, termo derivado da matemática, permite que os usuários modifiquem os relacionamentos entre vários recursos enquanto rastreiam o histórico dessas alterações, atualizando instantaneamente, todas as ações realizadas após a modificação.
Acredita-se que o arquiteto Luigi Moretti foi o pioneiro no design Parmetrico, sendo o responsável por definir o termo como o estudo de sistemas de arquitetura com o objetivo de "definir as relações entre as dimensões dependentes dos vários parâmetros", em 1971. 

Moretti exemplifica seus conceitos através de um projeto de um estádio, exibido na Itália em 1960, em que sua forma pode derivar de dezenove parâmetros, relativos a parâmetros como ângulos de visão e o custo econômico do concreto.
A complexidade das relações paramétricas é limitada apenas pela diversidade de dados e pela imaginação do designer. Como toda nova linguagem, a Parametria pode parecer assustadora a um designer não treinado, porém, com o domínio da ferramenta, o processo se torna surpreendentemente simples, possibilitando gerar múltiplas iterações de projeto, com extrema rapidez de ajustes.
Programas como Grasshopper, Dynamo BIM e Maya, facilitam a visualização desse processo Paramétrico através da programação visual.

A ORIGEM

Matemática_
A Parametria tem sua origem na matemática a quase cem anos antes dos artigos do arquiteto Luigi Moretti, em que estudiosos como Earnshaw, Dana e Leslie, na década de 1830, descrevem a parametria como um conjunto de equações que expressam quantidades como funções explícitas de uma série de variáveis ​​independentes, conhecidas como parâmetros.
De acordo com os autores, essas equações paramétricas expressam "um conjunto de quantidades" com uma série de parâmetros.

Parametria Análoga_
Também no século 19, outros exemplos de parametria surgiram, sendo o mais famoso estudo matemático das curvas catenárias e dos círculos paramétricos.Tempos depois, Antoni Gaudí, tendo estudado matemática avançada, física geral, ciências naturais e geometria descritiva durante a universidade, desenvolve arquitetura que deriva do estudo das curvas catenárias e parabolóides hiperbólicas paramétricas, sendo seu trabalho paramétrico mais reconhecido, o modelo de corrente suspensa utilizado na Catedral Sagrada Família.
Em comparação com o uso anterior de equações paramétricas por cientistas e matemáticos, a grande inovação do modelo de corrente suspensa de Gaudí é que ele calcula automaticamente os resultados paramétricos.
Em vez de calcular manualmente os resultados da fórmula paramétrica da curva da catenária, Gaudí derivava automaticamente a forma das curvas da catenária por meio da força da gravidade atuando nas cordas. Este método de computação analógica foi ampliado por Frei Otto, que estudou, o conceito de "Form Finding", que usa as leis da física para acelerar o cálculo de equações paramétricas.

Computação_
Em 1982, em uma década em que computadores pessoais se tornavam cada vez mais acessíveis, foi lançado o AutoCad, uma ferramenta de design computacional, que, mesmo ainda sem comandos explicitamente paramétricos durante suas duas primeiras décadas, tornava a produção e mudanças no processo de projeto rápidas e de baixo custo, permitindo que os designers explorassem várias variações de projeto.


Subsequentemente, softwares que permitem que os arquitetos revisem os parâmetros e as equações que definem sua geometria foram sendo desenvolvidos, inicialmente com o CATIA e o Digital Project, desenvolvido por Gehry Technologies.
No início da década de 2010, enquanto a maioria dos arquitetos se encontravam se iniciando com o AutoCad, outros poucos profissionais se aventuravam no ramo do Building Information Modelling, ou BIM, que, com programas como Revit (Revisar Instantaneamente), ou ArchiCAD,  de certa forma, escondem as equações paramétricas por trás de sua interface, focando no uso das ferramentas ao invés da criação do processo paramétrico.
Mais recentemente, mas não excluindo o período durante a criação do AutoCad, o Scripting, ou o código por linguagem de programação, ganhou força significante no universo do design e arquitetura. Scripts são inerentemente paramétricos, uma vez que sistemas paramétricos são principalmente baseados em princípios algorítmicos, e, algoritmos são constituídos de um conjunto de valores iniciais de entrada, em seguida executa uma série de etapas computacionais que transformam a entrada e, finalmente, produz um valor ou conjunto de valores como saída. Assim, as interfaces de script acessíveis na maioria dos pacotes de software são predispostas naturalmente à criação de modelos paramétricos.
Contudo, as interfaces de script textual em arquitetura não se foram amplamente adotadas pelos usuários desde o início do design computacional. Em vez disso, a última década viu o surgimento de um novo tipo de interface de script - a interface visual. A programação visual, resumidamente, envolve a representação de expressões paramétricas não como texto, mas sim como diagramas, facilitando a leitura do script, e possibilitando que profissionais, que não possuem o conhecimento de linguagem de script textual, possam facilmente entender, criar e editar expressões paramétricas.
Programas como Grasshopper, e mais recentemente o Dynamo BIM, trazem de volta a tarefa de criar expressões paramétricas ao usuário, que havia sido ofuscada com a chegada do BIM. Agora, BIM, scripting textual e a programação visual andam lado a lado, complementando-se, e otimizando o processo de projeto.

AS TIPOLOGIAS

BIM

Programação com Texto

Programação Visual

| Documentação 2d

| Visualização 3D

| Análise

| Coordenação do Projeto

>>> def fib(n):

 

...

>>> a, b = 0, 1
 

...

>>> while a < n:

...

>>> print(a, end=' ')
 

...

>>> a, b = b, a+b

...

>>> print()

...


>>>fib(1000)

| Quantitativos

| Detalhamento

| Administração do Empreendimento

rope script.png
rope script.png

PROCESSO

Valores de Entrada

Executa Equações Paramétricas

Valores de Saída

Veja um exemplo:

Valores de Entrada

Equação Paramétrica

Valores de Saída

A (0,0,0)

A (0,0,0)

Criar linha a partir dos pontos A e B

B (0,-1,0)

B (0,-1,0)

Pontos A e B

Linha

Veja que quando mudamos o ponto B (um dos valores de entrada) de lugar, e mantemos a mesma equação ("Criar linha a partir dos pontos A e B"), o resultado (valor de saída) muda:

Valores de Entrada

Equação Paramétrica

Valores de Saída

A (0,0,0)

A (0,0,0)

Criar linha a partir dos pontos A e B

B (-0.5,-1,0)

B (-0.5,-1,0)

Pontos A e B

Linha

VANTAGENS

Automação.
O design paramétrico permite a automação de processos repetitivos, diminuindo o tempo de produção, permitindo ao arquiteto, alocar seu tempo no desenvolvimento intelectual do projeto.
Você também pode criar Clusters, ou um grupo de algoritmos representados de forma simplificada, facilitando a visualização do modelo paramétrico, e evitando modificações da equação e erros por colaboradores no projeto.

Rapidez.
Ao criar algoritmos paramétricos, você pode reutilizá-lo e adaptá-los, no mesmo, ou em outros projetos, inúmeras vezes, otimizando o processo de projeto, e o compartilhamento de informações.

Além disso, a interoperabilidade entra softwares de modelagem

Disponibilidade de conteúdo e referências.
A indústria do design paramétrico conta com uma comunidade ativa que compartilha informações e algoritmos constantemente. Além disso, o número de publicações científicas sobre modelagem computacional e design paramétrico vem aumentado exponencialmente nos últimos 10 anos.

Facilidade de criação de múltiplas iterações.
Trabalhar com programs de design paramétrico, significa ter um histórico de passos de design, podendo entçao criar múltiplas opções de projeto em pouco tempo, ajustando os valores de entrada e mantendo o mesmo algoritmo que processa as informações. Além disso, com ferramentas de design generativo evolucionais, o programa pode explorar milhares de alternativas de projeto em poucos minutos usando princípios guiados pela natureza, como mutação e crossover.

EXEMPLOS

Purl

Jenny Sabin
2020

A instalação intitulada 'Purl', no centro de Makers District Beach, cria uma experiência memorável para os residentes e visitantes da área. Composto por milhares de células de fibra fabricadas e tricotadas digitalmente em formas cônicas, o pavilhão tece alta tecnologia em um design cativante. A instalação absorve energia solar durante o dia e brilha à noite, através de seu componente de foto fibras luminescentes.

Purl+03.jpg

Plexus

Studio Symbiosis
2021

Projetado para reduzir o desperdício resultante de barracas de feiras descartadas, Plexus é um pavilhão paramétrico que tira inspiração para sua estrutura amorfa do corpo em forma de treliça de uma cesta de flores, e pode ser construido em mais de 1000 formas diferentes.

plexus-prototype-by-studio-symbiosis-ple

Sandwaves

Mamou-Mani Architects and Chris Precht
2020

Construída com 58 componentes impressos em 3D usando areia e resina furana (celulose de pinheiros e grãos de milho), a escultura foi projetada para criar uma paisagem externa envolvente para os visitantes. Sua forma contínua em forma de fita cria vielas estreitas e praças largas que servem não apenas ao propósito de um mobiliário urbano inovador, mas também como um lugar para as pessoas viajarem pelo belo local.

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Future Tree

Gramazio Kohler
2021

Future Tree, projetada por Gramazio Kohler Research, da ETH em Zurich na Suiça, combinou uma estrutura de madeira que flui sobre o pátio do edifício Basler & Hofmann, composto de uma série de vigas dispostas em várias combinações hexagonais, referenciando a uma árvore, com uma coluna monolítica de concreto, de 2 metros de altura, fabricada por um braço robótico de seis eixos, usando métodos aditivos de impressão 3D, com endurecimento rápido. O projeto da coluna foi gerado parametricamente após várias iterações de protótipo.

PA_Future-Tree-7.jpg
Grey Round Patterns

APRENDA

Rhino + Grasshopper é um curso intensivo de quatro dias que foca nas ferramentas de modelagem nativas ao Rhino, do básico ao avançado, e em seguida no Grasshopper e seus Plug-ins, criando estruturas paramétricas, simulações estruturais e desenvolvimento de algoritmos generativos.

ARTIGOS

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