INTRODUCCION AL DISEÑO PARAMETRICO. RHINOCEROS 3D + GRASSHOPPER.

• A veces el software convencional de diseño asistido por ordenador tiene ciertas carencias y no permite realizar según que operaciones o son muy tediosas de conseguir. Cuando se representa una figura concreta, ésta suele tener un  carácter estático e invariable en sus dimensiones, posición, forma -> para modificar dichos atributos/características hemos de accionar en la herramienta que el programa CAD nos proporciona a tal fin (rotar, desplazar, copiar, pegar, escalar, extruir, proyectar...).

Diseño parametrizado.

• Imagina poder crear cualquier elemento 2D/3D y tener la capacidad de modificar gran cantidad de sus "parámetros de manera integral" a voluntad del usuario; así como la relación (posición, distancia, trayectoria, número ..) con el resto de elementos que lo rodean, además de poder variar todas las características interactivamente u atendiendo a funciones matemáticas predefinidas. Todo lo anterior es el diseño paramético o proceso basado en un esquema algorítmico que permite expresar parámetros/reglas que definen, codifican y aclaran la relación entre los requerimientos del diseño y el diseño resultante.
• Este concepto se utiliza con total asiduidad desde hace tiempo en las nuevas concepciones arquitectónicas y en todo la relacionado con la tecnología BIM. De hecho han sido arquitectos como Frank Gehry, Zaha Hadid o Rem Koolhaas los pioneros en el diseño estructural mediante estas herramientas (dando lugar a figuras panelizadas, formas que imitan las existentes en la naturaleza,  los fluidos etc).

• El software utilizado para el trazado paramétrico es poco variado aunque en pleno apogeo y desarrollo. Por ello es probable que la mayoría de los diseñadores estén al tanto de Rhino como software que permite la modelación en 3D de manera intuitiva y precisa, sin embargo, Grasshopper resulta ser un software más nuevo o desconocido. Grasshopper es un pluggin de Rhinoceros, orientado al diseño paramétrico que funciona como editor de algoritmos generativos. Las ventajas de este programa es que a diferencia de muchos, con este no se necesita experiencia en programación o scripting, lo cual permite crear diseños paramétricos a partir de componentes generadores, obteniendo una considerable optimización de tiempo.
• Antes de ver un ejemplo concreto de la funcionalidad/aplicación de estas herramientas; recomiendo echar un vistazo a este vídeo para ver las posibilidades del software citado y saber de que estamos hablando exactamente:

• A partir de ahí; sabemos que este software existe y está a nuestra disposición, la pregunta es: para que nos puede servir o como nos puede ayudar. Esta claro que su potencia radica en el manejo simultáneo de gran cantidad de datos/figuras, que pueden ser o no variables (en todas las magnitudes posibles) y estar situados en distintos posiciones; ya sea absolutas o relativas con respecto a otros objetos.
• Personalmente este concepto me resultó de gran utilidad (mi agradecimiento a R.M.E. de Modelical) en la representación tridimensional de una estructura/celosía metálica perteneciente a un viaducto ferroviario de alta velocidad. Los datos de partida eran polilineas 3D (incluidas contraflechas de fabricación) de los ejes de cordones longitudinales, montantes transversales y arriostramientos de unión entre los mismos.

Ejes de cordones contraflechados + CGN

• A partir de los puntos singulares o centro geométricos de los nudos de la estructura hubo de implementarse una serie de algoritmos en Grasshopper que nos permitieran automatizar lo máximo posible el proceso. 
• Principalmente se trataba de generar los carriles/ejes a través de los cuales (a posteriori) efectuaríamos las extrusiones  de cada elemento de la celosía sin necesidad de realizarlo de forma manual. No solo eso; si no que también era necesario generar nuevos vertices intermedios entre los singulares proporcionados para ubicar los arriostramientos entre cordones principales. Esto se consigue manejando listas/rangos de puntos y relacionándolos con otros. Ejemplito:

Obtención de extrusión 3D de todos los montantes superiores.

• Este mini algoritmo de Grasshopper (muy explicativo) realiza lo siguiente:

1. Importa la geometría a extruir [Params-Geometry->Geometry (Set one geometry -> sección montante superior; básicamente un rectángulo aunque podría ser cualquier figura 2D)].
2. Prospección de los vértices de los montantes [Params-Point- (Set Multiple points)] primero los que conforman el cordón superior derecho y posteriormente el izquierdo (mismo numero de puntos)
3. Definición de ejes de todos los montantes superiores [Curve-Primitive-Line (between two points)] entre PTOS SUP IZQUIERDOS Y DERECHOS.
4. Mover la sección tipo del montante superior a lo largo de todos los puntos del cordón [Transform-Euclidean-Move]; al mismo tiempo, también copia.
5. Finalmente extruir la sección del montante a lo largo de todas las lineas/eje de montantes provistos [Surface-Freeform-Extrude].
6. A través del comando Bake (cocer) transformamos los objetos Grasshopper en solidos/superficies Rhino para su posterior tratamiento.

• Lo anterior es sencillo; pero la complicación puede ser exponencial, dependiendo de lo que se quiera conseguir (aunque todo esto; es un caso amateur ¡¡¡):

Rhino + Grasshopper

• La viñeta superior muestra como se siguen implementando algoritmos para construir el resto de la estructura entre montantes superiores e inferiores, formada por sucesiones de arriostramientos. En este caso la relación entre vértices principales y/o secundarios representa referencias cruzadas obtenidas variando la selección de puntos (listas/rangos de elementos) que forman las líneas por medio de una norma/steps preestablecidos (del tipo 1er vertice de izq con 2º de la derecha o similares).

"Bake" a montantes y arriostramientos.

• El ahorro de tiempo es brutal y además cualquier modificación en la geometría que se ha utilizado para las extrusiones u otras operaciones es trasladado automáticamente al modelo predefinido en Grasshopper.
• Conceptualmente al principio es "difícil de tragar" pero tiene posibilidades infinitas ya que además están disponibles gran cantidad de Addons gratuitos (ver FOOD4RHINO). 
• Algunos de estos pluggins están estrechamente relacionado con la Geomática como son: Elk - Dtm - Heron (Arcgis) y MeerkatGIS. 

• Otros módulos permiten conectar con software BIM través de aplicaciones de conversión entre formatos como Humming-bird (combinaríamos el potencial de Rhino+Grasshopper+ REVIT). 
• Finamente puedes incluso  programarte procesos de diseño o herramientas por medio de Python.
• Después de efectuar el modelado del viaducto podemos tratarlo a través de software infográfico (Lumion + Infraworks --> ya hablaremos de ellos) para conseguir una representación mas realista del tipo:

Infografias 3D

• Pues nada; hay que buscar siempre la herramienta adecuada para el trabajo/objetivo que se persigue (dentro de nuestras posibilidades) y hacer el esfuerzo de aprender los conceptos/ideas claves para luego aplicarlo a tu tinglado.
• Hasta la próxima...
• By Rah.