En lugar de ver estas tendencias naturales como desventajas, Achim Menges, arquitecto y profesor de la Universidad de Stuttgart en Alemania, las ve como los mayores activos de la madera. Menges y su equipo en el Instituto de Diseño y Construcción Computacionales están descubriendo nuevas formas de construir con el substance mediante el uso de diseño computacional, que se basa en algoritmos y datos para simular y predecir cómo se comportará la madera dentro de una estructura mucho antes de que se construya. Espera que este trabajo permita a los arquitectos crear edificios de madera más sostenibles y asequibles reduciendo la cantidad de madera necesaria.

El trabajo reciente de Menges se ha centrado en la creación de estructuras de madera “autoformantes” como HygroShell, que debutó en la Bienal de Arquitectura de Chicago en 2023. Construido a partir de paneles prefabricados de un materials de construcción común conocido como madera contralaminada, HygroShell se transformó en un lapso de cinco días, desplegándose en una serie de láminas entrelazadas revestidas con tejas de madera en forma de escamas que se estiraban para cubrir la estructura a medida que se expandía. Su forma closing, diseñada como prueba de concepto, es un dosel delicadamente arqueado que se eleva hasta casi 33 pies (10 metros) pero tiene sólo una pulgada de espesor. En un vídeo a intervalos, la estructura en evolución se asemeja a un pájaro estirando sus alas.

HygroShell toma su nombre de la higroscopicidad, una propiedad de la madera que hace que absorba o pierda humedad con los cambios de humedad. A medida que el product se seca, se contrae y tiende a torcerse y curvarse. Tradicionalmente, los fabricantes de madera han tratado de minimizar estos movimientos. Pero mediante el diseño computacional, el equipo de Menges puede predecir los cambios y estructurar el materials para guiarlo hacia la forma deseada.

“Desde el principio, me motivó entender la computación no como algo que divide el mundo físico y el digital, sino que los conecta profundamente”.

Achim Menges, arquitecto y profesor, Universidad de Stuttgart en Alemania

El resultado es un proceso predecible y repetible que crea curvas más cerradas con menos material que el que se puede lograr mediante técnicas de construcción tradicionales. Las estructuras curvas existentes hechas de madera contralaminada (también conocida como madera en masa) se limitan a aplicaciones personalizadas y tienen precios elevados, dice Menges. La autoconformación, por el contrario, podría ofrecer la producción a escala industrial de estructuras de madera maciza curvadas a un costo mucho menor.

Para construir HygroShell, el equipo creó perfiles digitales de cientos de tablas recién aserradas utilizando datos sobre el contenido de humedad, la orientación de la fibra y más. Esos parámetros se introdujeron en un software package de modelado que predijo cómo se distorsionarían las placas a medida que se secaban y simulaba cómo organizarlas para lograr la estructura deseada. Luego, el equipo utilizó fresadoras robóticas para crear las uniones que mantenían unidos los paneles a medida que se desarrollaba la pieza.

“Lo que estamos tratando de hacer es desarrollar métodos de diseño que sean tan sofisticados que igualen o igualen la sofisticación del material con el que trabajamos”, dice Menges.

Menges considera la “autoconformación”, como llama a su técnica, como una forma de baja energía de crear arquitecturas curvas complejas que de otro modo serían demasiado difíciles de construir en la mayoría de las obras. Normalmente, hacer curvas requiere un mecanizado extenso y muchos más materiales, a un costo appreciable. Al dejar que las propiedades naturales de la madera hagan el trabajo pesado y utilizar maquinaria robótica para prefabricar las estructuras, el proceso de Menges permite la construcción con madera de paredes delgadas que ahorra materials y dinero.