O que é DESIGN PARAMÉTRICO e por que você deve aprender sobre isso

O processo de evolução tecnológica tem se desenvolvido em uma velocidade impressionante. Isto está acontecendo, frequentemente, devido ao uso de recursos computacionais. Com o intuito de aumentar a efetividade de um procedimento, computadores são programados com algoritmos para executar as tarefas necessárias à realização de um objetivo. Mas o que são algoritmos?

Pode-se dizer que algoritmos servem para resolver questões. Eles são uma espécie de receita, um conjunto de passos planejados para que se alcance um propósito. Os algoritmos se manifestam no nosso dia a dia, nas mais diversas atividades, como o ato de escovar os dentes por exemplo:

Um algoritmo é um conjunto de regras para se obter resultados específicos através da manipulação de dados, com passos precisamente definidos e ordenados ao ponto de poderem ser executados por máquinas. Abaixo, exemplo de algoritmo em linguagem computacional:

Por ser um processo automatizado, o uso de algoritmos em certas tarefas de rotina permite que arquitetos concentrem-se na busca por soluções de design, ao invés de desperdiçar tempo em processos tediosos e repetitivos.

ALGORITMOS GENERATIVOS E O DESIGN PARAMÉTRICO

Aprofundando o conceito de algoritmo ao relacioná-lo com a geração de geometrias, temos o algoritmo generativo, que é a transformação de dados e parâmetros em formas geométricas. Esta transformação acontece a partir da leitura, manipulação e interpolação dessas informações.

Parâmetros são valores que têm efeito sobre o resultado de um processo. Eles podem ser simples como a quantidade de algum material, ou complexos como uma equação para verificação de esforços em uma estrutura. No contexto da arquitetura e do design, parâmetros descrevem, codificam e quantificam as opções e restrições existentes dentro de um sistema. Assim sendo, o DESIGN PARAMÉTRICO é o design que se utiliza de parâmetros e suas inter-relações para a definição de uma forma geométrica, onde o design do objeto é substituído pelo design do processo que gera o objeto.

O design paramétrico tem sido cada vez mais utilizado ao redor do mundo como metodologia de projeto. Isso representa uma quebra de paradigmas com relação a forma como os designs vinham sendo realizados até então. Em uma época onde as exigências são cada vez maiores e os prazos cada vez mais curtos, a parametrização dos modelos tem se tornado crucial para a efetividade dos projetos. Ela permite a obtenção de diversas opções de geometria, para uma mesma demanda particular, com apenas poucos cliques. Este tipo de modelagem gera formas que estão conectadas a componentes do código, facilitando a alteração da forma de acordo com as necessidades do projeto através da manipulação destes componentes.

O uso de parâmetros para geração de geometrias através de interfaces gráficas de programação tem se provado eficaz durante o processo de design, tornando possível obtermos geometrias complexas que seriam impossíveis de se conseguir através das metodologias tradicionais de design. Esta nova metodologia, iniciada nos anos 2000, está sendo usada muitas vezes como uma expressão estética de estilo arquitetônico.

Grandes nomes da arquitetura contemporânea como BIG, Zaha Hadid, Herzog e de Meuron, Norman Foster, Santiago Calatrava, entre outros,  já se utilizam desta tecnologia. Veja abaixo alguns exemplos de obras icônicas:

O design paramétrico também pode ser usado para interiores e mobiliário:

SOFTWARES QUE REALIZAM DESIGN PARAMÉTRICO

O software mais utilizado como interface base para este tipo de modelagem é o Rhinoceros, ferramenta CAD que tem como diferencial um sistema baseado em NURBS (Non Uniform Rational Bases Spline). O NURBS é um modelo matemático usado em programas gráficos para gerar e representar curvas e superfícies.

A modelagem paramétrica só é possível no ambiente Rhinoceros através de plugins que são interfaces gráficas de programação, como o Grasshopper 3D, Ladybug, Honeybee, Geco, Kangaroo Pshysics, Karamba, BullAnt, Hummungbird, Heliotrope-Solar, Mantis e outros.

Se tratando de ferramentas BIM, também é possível integrar o design algorítmico com este tipo de sistema, e em tempo real. Os dois principais softwares que trabalham com esta tecnologia são o ARCHICAD e o Revit. No ARCHICAD, o plugin necessário para esta interação também é o Grasshopper. No Revit, a interface gráfica de programação é o Dynamo.

Falaremos abaixo sobre alguns destes programas:

Grasshopper 3D

O Grasshopper 3D é uma ferramenta gráfica, integrada ao Rhinoceros 3D, para a geração de formas paramétricas. Ele não requer nenhum conhecimento prévio de programação e scripts, mas permite que os arquitetos e designers gerem formas paramétricas complexas. As dimensões da forma estão sujeitas a restrições, que podem ser facilmente alteradas com poucos cliques nos componentes que compõem o algoritmo na interface do Grasshopper.

Ladybug

O plugin paramétrico de código aberto chamado Ladybug é usado para suportar a análise ambiental dentro da Interface do Rhinoceros/Grasshopper. O Ladybug importa arquivos padrão de “Energia mais tempo” (.EPW) no Grasshoper e traz com ele uma grande variedade de gráficos interativos 2D e 3D.  Ele realiza estudos ambientais precisos para a geração da forma do edifício. Isso simplifica o processo de análise e automatiza os cálculos, proporcionando fácil entendimento das visualizações gráficas na interface de modelagem 3D do Grasshoper. Além disso, permite aos usuários trabalhar com softwares de energia e iluminação natural  como “EnergyPlus”, “Radiance” e “Daysim”, permitindo efetivamente ao arquiteto fazer as melhores escolhas de projeto.

Kangaroo

Engenheiros estruturais usam o plugin Kangaroo Physics dentro do Grasshopper para simulação real interativa, gerando formas, otimização e análise de componentes estruturais e introspecção de restrições.

Dynamo

O Dynamo é um ambiente gráfico de programação para o Autodesk® Revit, que permite manipular dados, esculpir geometria, explorar opções de design, automatizar processos e criar links entre várias aplicações.

CONCLUSÃO

Devido a todas as vantagens supracitadas, o uso desta tecnologia vem despontando como metodologia de vanguarda na criação de formas, arquitetônicas ou não. A precisão na definição dos elementos e a facilidade como são produzidos através da fabricação digital tornam esse método altamente eficaz. Apesar de no Brasil esta tecnologia ser ainda muito pouco utilizada, começar a compreender o funcionamento desta nova lógica poderá ser um diferencial tanto para quem procura por um novo emprego quanto pra quem quer empreender.