Respuestas Urbanas para un Nuevo Espacio Inclusivo

El European Institute of Innovation & Technology (EIT) – Urban Mobility, realizó un llamamiento a abordar los retos de movilidad urbana planteados por la pandemia, organizando una convocatoria abierta para diseñar y reorganizar los espacios públicos. FURNISH es una iniciativa europea que promueve el rediseñar los espacios públicos para garantizar el distanciamiento social. Las medidas que obliga a tomar la pandemia ponen sobre la mesa la opción de repensar el espacio urbano, incorporando actividades que antes se consideraban interiores. En este contexto participaron 7 equipos que desarrollaron proyectos de movilidad y diseñaron elementos urbanos móviles temporales para reconfigurar los espacios públicos. 

La UPC conformó un equipo interdisciplinar en el cual participó el LabMaq. Como resultado, se presentó el proyecto Edus Point, Instituto Barrio Besòs, que consiste en un sistema urbano para experimentar las relaciones y sinergias de los espacios educativos. Esta estructura itinerante permite la participación ciudadana a través de actividades que promueven proximidad, empoderamiento y conocimiento. La necesidad de construir el objeto a escala real y experimentarlo en la ciudad como parte de la experiencia piloto hizo que la participación del LabMaq fuera imprescindible. También porque uno de los objetivos del concurso era que los diseños fueran reproducibles en distintos FabLab's alrededor del mundo.

Como punto de partida se planteó la idea de desarrollar una estructura en forma de cubo como elemento urbano en madera. La premisa de la propuesta parte del hecho de poder construir el cubo sin accesorios metálicos, y montarlo sin herramientas. Esto aporta valores de sostenibilidad, practicidad y simplicidad al proyecto. Para conseguir esto se desarrolló un sistema con una misma entrega para todos los nudos, de manera que con solo dos tipos de barra se resuelve toda la estructura principal.

El objeto es modulable y, gracias a su uniformidad, permite disponerlo de infinitas maneras en combinación con otros iguales. Gracias a todas estas prestaciones la solución final del objeto cumple con todos los requerimientos abordados por el concurso e incluso consigue ir más allá aportando valor añadido.

Diseño del nudo

Para poder construir el cubo sin accesorios metálicos, y montarlo sin herramientas se requiere una solución para los nudos donde la suma de las aportaciones de fijación de cada una de las barras concurrentes aporte la rigidez necesaria para todos los ejes.

Para ello se diseñó una solución basada en la técnica japonesa de uniones de madera de manera que fuera la misma entrega para todos los nudos. Despúes de distintas pruebas se llegó a la solución final donde los ejes X e Y se complementan entre ellos para dejar paso al eje Z y así completar la geometría del nudo (última fotografia). 

Documentación gráfica

Alzado

Planta

Axonométrica

Combinaciones posibles en las fachadas del cubo

Se pueden generar varias fachadas a partir de los 2 elementos disponibles, barra (B) y panel (PH ó PV) dispuestos el número de veces en los que se haya decidido dividir la fachada. Cada fachada puede ser distinta en función del uso que se requiera.

Combinaciones de varios cubos

También se pueden combinar los cubos entre ellos para crear espacios intersticiales o distintos ámbitos relacionados entre ellos.

El objetivo de este proyecto es que el objeto sea útil y adaptable al máximo usos posibles, por ejemplo:

• Quiosco de bebidas
• Quiosco de revistas
• Punto de información
• Punto de encuentro
• Punto de salud (analíticas, vacunaciones, asesoramiento médico general…)
• Punto de avituallamiento
• Huerto urbano
• Expositor
• Púlpito
• Refugio temporal

Parametrizado de las barras con Grasshopper

Uno de los requisitos del proyecto es facilitar el modelo en tres dimensiones de las barras para poder fabricarlas en cualquier FabLab. Para ello, se ha preparado esta parametrización del modelo 3D con Grasshopper de manera que se pueden modificar distintos valores en función de las necesidades y de la disponibilidad de material en cada país o zona geográfica donde se vaya a fabricar el cubo.
El primer elemento a parametrizar es la longitud de las barras que conforman el cubo, tanto las barras verticales como las horizontales. Se ha dispuesto un rango de variación entre 1,5 y 2,5 metros.
El segundo parámetro que se puede variar es el grosor de estas barras para poder ajustarlo a la disponibilidad de mercado en cada territorio. Se ha dispuesto un rango de variación entre 3 y 5 centímetros.
Otra modificación es el número de barras en cada fachada. Este parámetro modifica automáticamente el número de inserciones a practicar en los elementos verticales. Se ha dispuesto un rango de variación entre 1 y 9 elementos en cada fachada. Hay que tener en cuenta que si se van a disponer paneles, éstos van a ser muy pequeños cuando hay más de 5 elementos por fachada.
El último valor modificable es el grosor de estas barras que se pueden disponer en cada fachada. Esta modificación también afecta al grosor de las inserciones en los elementos verticales.

La aplicación permite visualizar el conjunto del cubo con los parámetros escogidos y, por otro lado, generar los archivos en 3D de cada una de las barras para exportarlos en STL para su fabricación.

Variación del grosor de las barras principales

Variación del grosor de las barras principales (detalle)

Variación del grosor de las barras secundarias

Variación del grosor de las barras secundarias (detalle entrega)

Variación de longitud total del cubo

Variación de número de elementos en fachada

Variación de la posición de los paneles 

Instrucciones de fabricación

La técnica para fabricar todas y cada una de las piezas que conforman este cubo es el fresado mediante CNC (control numérico). El sistema se resuelve con una misma entrega para todos los nudos, de manera que con solo 2 tipos de barra se conforma toda la estructura principal. Existen 3 tipos de terminación de las barras. Vamos a describir cómo obtener cada una de las terminaciones.

Nota previa: los pasos que se describirán a continuación son debidos a la limitación de altura de la fresadora utilizada. Posiblemente otras máquinas de mayor capacidad puedan realizar el trabajo en menos pasos.

Descripción previa de la entrega: las barras horizontales conforman uniones a 90º en el plano horizontal, para ello una barra se inserta en la otra con una proporción 1/3 - 2/3 a modo de boca. La incorporación del eje Z da rigidez al nudo insertando un extremo de la barra Z en la parte central de la unión XY.

Detalle entrega

Terminación X:

Para fabricar la terminación X a partir de la barra original hay que hacer los siguientes pasos:

1. Vaciar el 25% del grosor de la parte superior.
2. Vaciar el 25% del grosor de la parte inferior.
   (En nuestro caso, los pasos 1 y 2 se realizan en dos fases porque la máquina no puede llegar a toda la profundidad requerida).
3. Abrir el hueco central del 50%. (Hay que disponer la barra girada 90º respecto a la posición de los pasos 1 y 2)

Terminación Y:

Para fabricar la terminación Y a partir de la barra original hay que hacer los siguientes pasos:

• 1 y 2. Vaciar el 50% del grosor de la parte central. (En nuestro caso, el paso 1 se realiza en dos fases porque la máquina no puede llegar a toda la profundidad requerida).
• 3 y 4. Abrir el hueco central del 50%. (Hay que disponer la barra girada 90º respecto a la posición del paso 1)

Terminación Z:

Para fabricar la terminación Z a partir de la barra original hay que hacer los siguientes pasos:

1. Vaciar el 25% del grosor de la parte superior.
2. Vaciar el 25% del grosor de la parte inferior.
3. Vaciar el 25% del grosor de la parte superior. (Hay que disponer la barra girada 90º respecto a la posición del paso 1 y 2)
4. Vaciar el 25% del grosor de la parte inferior. (Hay que disponer la barra girada 90º respecto a la posición del paso 1 y 2)

(En nuestro caso, los pasos 1, 2, 3 y 4 se realizan en dos fases porque la máquina no puede llegar a toda la profundidad requerida).

Las barras XY tienen una terminación tipo X en un extremo y una terminación tipo Y en el otro extremo. Las barras ZZ tienen las dos terminaciones iguales tipo Z.

Cada fabricante podrá escoger la herramienta mas adecuada en función de su disponibilidad ya que el modelo permite ser fabricado con distintos diámetros de fresa.

(En nuestro caso, el tiempo de fabricación de una barra tipo, con sus dos terminaciones, era de una hora aproximadamente).

Hay que tener en cuenta que el fresado de las esquinas interiores de cualquier pieza siempre van a quedar redondeados debido a la forma circular de la fresa. De esta manera sería imposible introducir unas piezas dentro de las otras.

Para garantizar el óptimo encaje de las uniones hay que prever la ejecución de las esquinas interiores con un pequeño desplazamiento extra del recorrido de la fresa de manera que permita la entrada de los ángulos rectos de las piezas complementarias. Para ello hay que modificar ligeramente el perímetro de las piezas con un arco en dichas esquinas. Los canales que aparecen en las piezas son debidos a eso.

KIT

El juego completo de barras necesario para montar el cubo se puede apilar de forma muy compacta gracias a las medidas uniformes de todas sus piezas.

• Una primera hilada de 4 barras XY medirá 400x100 mm
• Una segunda hilada de 4 barras XY medirá 400x100 mm
• Una tercera hilada de 4 pilares ZZ medirá 400x100 mm
• Una cuarta hilada de 8 barras B45 medirá 400x50 mm

Todas ellas tienen una longitud entre 1820 mm y 2000 mm.

De esta manera se puede conformar un kit compacto que optimiza el volumen de transporte. 

Instrucciones de montaje

Una vez desempaquetado el kit, para montar el cubo hay que empezar por disponer cuatro barras XY sobre el suelo o plataforma de montaje. Se procederá a unir las cuatro esquinas configurando el cuadrado base. El siguiente paso es introducir los cuatro pilares ZZ en los huecos de las esquinas. Para montar el cuadrado superior, hay que ir disponiendo provisionalmente las barras sobre los pilares encajando las barras XY entre ellas sin introducirlas en los pilares ZZ hasta el final. 

Está comprobado que una sola persona de más de 1.75m puede hacer el montaje completo del cubo

Caso práctico: Instalación en Institut Barri Besòs

Para la implementación de esta intervención en el espacio urbano se seleccionó el Instituto de Secundaria Barrio Besòs, por ser un centro educativo público abierto al barrio al que atiende, que tiene un funcionamiento muy participativo y que está arraigado en el entorno social donde se ubica.

La implementación de este proyecto encaja bien con su oferta educativa ligada a procesos tecnológicos y científicos con un enfoque en mejorar la vida del barrio y las perspectivas de sus estudiantes.

Se hicieron clases al exterior, proyecciones y toma de datos con sensores para lo cual hubo que instalar diferentes dispositivos y una antena wi-fi siendo el cubo el soporte de todas ellas.

Resultados FURNISH - Fast Urban Responses for New Inclusive Spaces & Habitat

 Este proyecto está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional.