Introducción

Dentro del mundo artístico, se dice que a la Naturaleza no le gusta la simetría absoluta, ya que siempre encontraremos pequeñas imperfecciones en aquello que observamos, empezando por nuestros propios rostros o incluso las constelaciones. SIn embargo, nos vemos atraídos por los casos donde observamos cierto componente matemático de carácter exacto en muchas formaciones naturales: la lava volcánica repentinamente enfriada, el patrón que encontramos en la coliflor romanescu o el patrón generado en la superfície de las burbujas de la espuma.

Para este trabajo, de todos los patrones naturales observados, escogeremos la combinación de uno de los patrones naturales más conocidos de la naturaleza y uno de los objetos geométricos más curiosos y complejos: el hexágono y el fractal.

 

Hexágono

Polígono de seis lados y seis vértices. Al inscribirlo dentro de una circunferencia (hexágono regular), esta pasa por todos sus vértices. La estructura del hexágono en la Naturaleza puede verse en infinidad de lugares: desde formaciones volcánicas hasta el conocido patrón hexagonal en los panales de abejas.

Estas estructuras son, con permiso de las estructuras triangulares de las que se deriva, una de las más fuertes y resistentes que se conoce, pero a diferencia de dichas formaciones triangulares, la cobertura resultante gana en eficiencia, llenando cualquier superficie sin superposiciones innecesarias y conservando gran parte de su fuerza estructural.

 

Fractal

Se trata de figuras basadas en la repetición de patrones a escalas proporcionales, repitiendose de manera iterativa, recursiva e infinita (fractal matemático) ya sea ampliando la escala o reduciéndola. Podemos encontrar fractales naturales en las estructuras de algunos cristales, la superfície en las burbujas de las espumas o incluso en algunos patrones vegetales (la coliflor romanescu, etc).

Curiosamente, los usos del fractal se aplican a conceptos tan dispares desde la simulación de fluidos complejos, la medicina, la compresión de imágenes digitales o el análisis financiero.

 

El Proyecto: El Panal de Nieve

Inspirados por composiciones naturales como la Calzada de los Gigantes (Irlanda), donde el enfriamiento repentino de la lava ha solidificado la piedra en una serie de escalones hexagonales de diferente altura, utilizaremos una composición hexagonal para encapsular diferentes formas de cristal de nieve. Esta composición se extrusionará en diferentes profundidades para generar una composición 3D que utilizaremos como decoración o incluso como difusor acústico.

¿Qué es un difusor acústico?

Estas piezas no solo cumplen una función estética: panelándolas sobre la pared conseguimos que las ondas acústicas que se produzcan en la estancia se dispersen de manera óptima por la estancia, consiguiendo no solo aislar el sonido externo, sino también mejorar el audio existente en la estancia: música reproducida, variedad y claridad en los tonos de voz, menor contaminación acústica…

El efecto puede potenciarse ampliando la composición en la pared. No obstante, si se desea, podemos darle un sencillo uso decorativo enfocando el proyecto hacia un tamaño menor o de sobremesa.

 

Proceso

 

1.- A partir del boceto inicial, haremos los trazados iniciales con cualquier programa vectorial, recomendando específicamente Adobe Illustrator en este caso, ya que algunos procesos posteriores los realizaremos con herramientas específicas de este programa. Dicho patrón inicial lo compondremos para un tamaño base de 100×100 cm, resultando en una composición ajustada a 100×97,42

Para construir el patrón de cristales de hielo usaremos las herramientas de rotación y composición del programa de Adobe. He recomendado el uso de este programa, pero podremos usar cualquiera si se dispone de las herramientas equivalentes.

 

 

2.- A continuación, exportaremos el archivo vectorial a nuestro programa 3D favorito. En mi caso he escogido Blender por su versatilidad y su condición de programa de distribución libre.

Tras exportar los archivos vectoriales en SVG, los importaremos en Blender donde convertiremos los trazados en mallas editables. Primero compondremos el patrón hexagonal, simplificando el número de caras y realizando extrusiones a diferente altura con cada cara. Una vez hecho este paso, realizaremos lo mismo con cada copo de nieve, pero en vez de modificar la distancia de extrusión, modificaremos su altura para hacerla coincidir con su hexágono correspondiente.

3.- Para reducir la carga poligonal y optimizar los archivos STL finales de exportación, utilizaremos en primer lugar el modificador Booleana, prescindiendo de la malla sobrante que intersecciona entre superfícies. Una vez hecho esto, uniemos todas las mallas y triangulizaremos su estructura con el modificador correspondiente.

El prototipo puede realizarse en cualquier impresora 3D compatible con STL.

 

Prototipo

Presentación con tres piezas (ejemplo de panelado a tres colores)

 

 

Prototipo II

Alternativa para figura de sobremesa

Para la creación de la figura alternativa de sobremesa, simplemente realizaremos una ampliación de la pieza original en su eje Z, disminuyendo posteriormente la altura de la base. Se recomienda un acabado en PLAtraslúcido o un material similar.

Bibliografía

https://www.anid.cl/blog/2022/03/02/investigan-la-formacion-de-patrones-en-la-naturaleza/#:~:text=En%20la%20naturaleza%20existen%20patrones,la%20piel%20de%20algunos%20peces.
https://www.climatizacionparapiscinas.es/noticias/hexagono-forma-mas-eficiente-naturaleza-inspiracion-diseno-fairland
https://es.wikipedia.org/wiki/Patrones_en_la_naturaleza
https://webs.um.es/jmz/DiseGrafSimula/alumnos_08_09/german_ros/index.files/fractal1_Intro%201.html
https://www.freepik.es/

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