Mingallon, Ramaswamy, Karatzas: Compuestos de Fibra Inteligentes

Proyecto: Compuestos de Fibra Inteligentes
Arquitectos: Maria Mingallon; Sakthivel Ramaswamy; Konstantinos Karatzas
Institución: Architectural Association, London, UK

‘Fibre Composite Adaptive Systems’ es un proyecto de investigación que intenta emular mecanismos de auto-organización presentes en la naturaleza por medio de un compuesto de fibras capaz de detectar un cambio en las condiciones del medio y adaptar su configuración al nuevo escenario.

Para ello se ha usado un compuesto de fibra que incluye la utilización de cables de fibra óptica capaces de detectar por ejemplo, un cambio inesperado en las cargas que recibe una estructura. Fibras de nitinol, comúnmente conocidos como ‘shape memory alloys’, se encargan del proceso de adaptación ya que son capaces de adoptar una forma distinta cuando son calentados por encima de su temperatura de actuación.

Tanto a nivel local como global, la geometría ha sido definida con el objetivo de complementar los procesos de adaptación, confiriendo al sistema con ‘Funcionalidad Integrada’.

‘Thigmo-morfogénesis’ es la capacidad que poseen los materiales naturales para cambiar su forma, estructura y propiedades internas con el objetivo de responder a cambios producidos en el ambiente que les rodea. Hoy en día existen sistemas que intentan emular estas propiedades pero que sin embargo, dependen del control externo. En ‘Fibre Composite Adaptive Systems’ no existe control externo, el objetivo es dotar de inteligencia al material.

El compuesto básico consiste en una matriz polimérica a la que se añade fibra de vidrio. La medición constante se lleva a cabo mediante fibra óptica las cuales son capaces de medir deformaciones locales (flecha), temperatura y humedad. Estos dos últimos parámetros son comparados con sus respectivos valores ambientales, informando así al sistema de que la presente configuración ha dejado de ser eficiente y debe por tanto adaptarse a las nuevas demandas del medio. Cada vez que la estructura acoge una nueva configuración se dice que adopta uno de sus múltiples estados de equilibrio.

La topología ha sido organizada en diferentes niveles jerárquicos que conforman a su vez una superficie continua. Desde el punto de vista estructural la topología puede ser entendida como una celosía. Salvo que en este caso se ha conseguido mediante una superficie continua que además ofrece aberturas para la circulación del aire o la entrada de luz. Esto hace que el material a pesar de estar hecho de una membrana continua de fibras ofrezca puntos de mayor rigidez estructural, y otros capaces de aguantar grandes deformaciones.

La porosidad, densidad, iluminación y patrones de sombreado son controlados por la mayor o menor apertura de estos huecos. El proceso de actuación lo llevan a cabo las fibras de nitinol las cuales son capaces de alterar su forma mediante la restructuración micro-molecular de sus partículas entre las fases austeníticas y martensíticas que les permiten adoptar dos configuraciones totalmente distintas.

La proliferación de la topología mediante teselación amplia el abanico de configuraciones y formas de la estructura a nivel global y por tanto su capacidad de adaptación dinámica a cambios inesperados en el medio ambiente.

El proyecto ha sido galardonado con Distinction en la Architectural Association de Londres, dentro del máster ‘Emergent Technologies and Design’ dirigido por Michael Weinstock y ha sido presentado en varias conferencias internacionales de arquitectura.