Design de Superfície e Grupos de Simetria no Plano

O Design de superfície é uma área de conhecimento importante para economia por interferir diretamente nos produtos comercializáveis. Embora seja entendido no Brasil como artigo de luxo, não significa ostentação, pois envolve conhecimento aplicável e complexo de superfícies bi e tridimensionais que auxiliam na produção industrial e na comercialização dos produtos.

A pavimentação de uma superfície plana modular pode ter como base malhas auxiliares, cujas mais populares são as construídas a partir dos polígonos regulares: quadrado, triângulo e hexágono (BARBOSA, 1993). Permitem uma pavimentação completa, com crescimento infinito, suportam módulos que se repetem e podem ser formados a partir de operações básicas de simetria no plano. Pela classificação destes grupos de simetria no plano, as operações podem ser de: translação, espelhamento, rotação e espelhamento com translação (FIGURA 11).

Figura 11. Operações de simetria no plano Fonte: As autoras.

Assim, uma unidade nuclear, sujeita a uma ou algumas operações de simetria no plano, possibilita a construção de super unidades modulares distintas, que podem ser utilizadas modularmente. Blanco e Harris (2011) apresentam exemplos dos 17 grupos de simetria em padrões de pavimentação em revestimentos no palácio Nazari, em Alhambra (APÊNDICE A).

Neste contexto, o padrão do design de superfície selecionado do hueso, é composto por quatro unidades nucleares compostas por duas operações ortogonais de espelhamento ou por uma rotação de 180º e um espelhamento horizontal (FIGURA 12). Já sua super unidade modular, pode ser composta por quatro huesos, posicionados a partir de operações de rotações a 90º (FIGURA 13).

Figura 12. Operações de simetria no plano para a composição do desenho hueso.

Fonte:

Figura 13. Composição da super unidade modular a partir da figura hueso.

Fonte: As autoras.

A super unidade modular do hueso é a geometria básica da pavimentação de seu padrão, de modo que todos os espaços sejam preenchidos, conforme a

classificação P4 dos grupos de simetria no plano. Os eixos do mecanismo de rotação são fixados dois a dois, de modo a passarem linearmente pelo centro das placas intercaladas ente si. O padrão geométrico modular adotado, denominado de hueso é encontrado no Salón de Comares em Alhambra, Granada (FIGURA 14).

Figura 14. Estudo do padrão compositivo de Alhambra.

Fonte: LEITE, 2007 apud BLANCO e HARRIS, 2011.

A partir do padrão hueso, considerando-se um alinhamento por eixos verticais paralelos e equidistantes, compondo o padrão, iniciou-se uma proposta de transferência deste tipo de desenho encontrado em revestimentos, para um elemento arquitetônico articulável para proteção e filtragem da luz solar incidente em vãos de fachadas e edificações. O primeiro modelo desta proposta foi construído em uma Iniciação Científica quando Sakaragui & Harris (2012) iniciaram estudos sobre a mecânica dos giros (FIGURA 15).

Figura 15. Primeiros estudos para fachadas dinâmicas com padrões do hueso. Fonte: Sakaragui & Harris (2012)

Aprofundando na proposta de movimento por eixos e possibilidade de automação deste padrão geométrico, desenvolveu-se um sistema de giro duplo e iniciando com uso do Programa Arduíno. Estas pesquisas tiveram apoio de dois bolsistas de Iniciação Científica (IC), Bruno Medina que iniciou a programação dos giros duplos (FIGURA 16), e Gabriella Bergamini que começou os testes do primeiro protótipo do elemento articulado com base em eixos paralelos de dupla rotação (FIGURA 17). Nesta época foram realizados testes com outro padrão geométrico comum encontrado em Alhambra, também desenhado por Escher (FIGURA 18).

Figura 16. Ilustração da programação dos giros duplos do muxarabi dinâmico.

Fonte: Medina (2012)

Figura 17. Primeiros testes no protótipo inicial do muxarabi dinâmico.

Fonte: Bergamini (2013)

Figura 18. Desenhado de Escher do padrão identificado em Alhambra. Fonte: Schattschneider (2004) p.125.

Para o padrão de desenho e composição do design de superfície, com eixos paralelos e superfície desenvolvida num plano, outros exemplos modulares como placas articuláveis foram estudados (FIGURA 19). Desenhos figurativos também podem ser utilizados nesse sistema, como borboletas e outros desenhos de artistas como M. Escher (FIGURA 20), mostrando que é possível aplicar inúmeras formas e cores para o MuArt a partir do hueso, além de oferecer ricas percepções visuais.

Figura 19. Exemplos de possibilidades de padrões modulares que podem ser aplicados na estrutura física do MuArt.

Fonte: as autoras.

Figura 20. Exemplos de desenhos modulares de M. Escher, passíveis de serem implementados no MuArt.

A mecânica dos giros duplos dos eixos, onde são fixados os pares das placas em posição ortogonal, funciona com independência para os dois sentidos, permitindo um giro diferente para as placas posicionadas horizontalmente em relação às posicionadas verticalmente. Considerando-se as análises dos resultados obtidos pelos testes realizados no primeiro protótipo, deu-se continuidade ao seu desenvolvimento.

A partir da mecânica e limites relacionados ao giro entre às placas no primeiro protótipo, com o MuArt foi possível realizar testes comparativos relacionados à filtragem da luz natural num estudo de uma sala real onde estão instalados brises- soleil horizontais articulados. Nesta pesquisa realizou-se experimentos, tendo por base padrão hueso, adotado nas pesquisas anteriores, evoluindo os trabalhos. Um diferencial neste momento foi com a mudança no design da superfície, que passou de sólido à vazado, e foram introduzidos estudos de outras possibilidades de padrões compositivos.

Diferentes possibilidades entre desenhos, cheios e vazios, foram exploradas em atividades de disciplinas (APÊNDICES B, C, D e E), permitindo compreender geometria de formas, módulos e encaixes entre peças, movimentos e variações na passagem da luz, efeitos de sombreamento no interior da edificação, observando limites e potenciais dos design e mecanismos (FIGURAS 21 a 23).

Criou-se uma linha ondulada para oferecer dinamismo ao elemento para analisar também a possibilidade de um EF com movimentos independentes, apresentado na modelagem física. Foi possível experimentar simulação paramétrica por meio do uso dos programas Rinoceros e GrassHopper (FIGURA 24) e avaliar padrões geométricos com estudo de composições dos módulos.

Há formas que se sobrepõem e movimentos que se limitam em determinados encontros. Observou-se no estudo virtual e visual que a formas que não fazem parte do grupo de simetria P4 dificultam movimentação, precisando ser aprimoradas, mas permitem desenvolver uma fachada dinâmica, provavelmente precisando fixar alguma parte e limitar a rotação de outras em 180º, por exemplo.

Destacou-se obter um resultado de fachada dinâmica e interativa para os usuários. O “Pássaro Onda” é uma possibilidade viável como alternativa formal e atende o propósito de explorar a interação dos usuários em fachadas e criar

superfícies diferentes e com identidade. Com ele foi possível realizar análises importantes para sequência e amadurecimento do trabalho.

Figura 21. Estudo temático do módulo intitulado Pássaro.

Figura 22. Estudo temático do módulo intitulado Pássaro Onda

Figura 23. Modelo com o EF “Pássaro-Onda”. Fonte: As autoras na disciplina AQ100, em 2015.

Figura 24. "Pássaro Onda" desenvolvido no Rinoceros e GrassHopper