Un avance computacional desarrollado entre la Universidad de Tokio y Thornton Tomasetti está transformando la manera en que los ingenieros estructurales conciben formas curvas livianas. Su nuevo método basado en superficies NURBS reduce de manera drástica los tiempos de cálculo necesarios para encontrar formas eficientes en gridshells, superficies delgadas y continuas generadas por redes estructurales entrecruzadas.

Lo que antes exigía cerca de noventa horas de procesamiento en GPU ahora puede resolverse en alrededor de una hora y media utilizando una CPU común, habilitando diseños más audaces sin sacrificar viabilidad estructural.

Las gridshells, cada vez más exploradas como alternativa al hormigón tradicional, permiten cubrir grandes superficies sin apoyos intermedios y ofrecen posibilidades estéticas las cuales responden a la creciente demanda de materiales más transparentes y expresivos, como el vidrio o los sistemas mixtos metal-vidrio.

Esta tipología ya ha demostrado su potencial en espacios públicos icónicos como el Great Court del Museo Británico, el Museo Marítimo de los Países Bajos o el Moynihan Train Hall de Nueva York, aunque hasta ahora la falta de métodos unificados para manejar determinadas geometrías irregulares limitaba la adopción masiva de las citadas soluciones.

El trabajo conjunto de Masaaki Miki y Toby Mitchell incorpora el algoritmo en Rhinoceros, uno de los entornos CAD más utilizados, permitiendo a los diseñadores trabajar directamente sobre superficies NURBS y manteniendo precisión sin recurrir a mallas trianguladas.

El eje de la innovación reside en capturar la distribución de tensiones mediante nuevas rutinas que aceleran el cálculo en un 98 %, eliminando la dependencia de hardware especializado y ampliando el acceso a herramientas de búsqueda de forma rigurosa.

Los autores destacan que el proyecto comenzó en 2020 con el objetivo de superar las restricciones de las cáscaras exclusivamente compresivas, integrando también el comportamiento a tracción para brindar mayor libertad expresiva.

Las validaciones experimentales desarrolladas en paralelo permitieron corregir errores iniciales hasta lograr un método robusto, capaz de producir geometrías estables y compatibles con procesos contemporáneos de fabricación y montaje.

La perspectiva futura del equipo apunta a extender estas capacidades hacia gridshells de madera compuesta, aprovechando el crecimiento de la fabricación CNC y el renovado interés por aquellos materiales livianos y sostenibles que puedan integrarse en estructuras de gran escala con criterios de precisión y economía.

Referencia: “NURBS-Based Grid Shell Form Finding on Domains with Topologically Arbitrary Boundaries”, Masaaki Miki y Toby Mitchell, 1 de diciembre de 2025, ACM Transactions on Graphics (TOG). DOI: 10.1145/3763284.

Investigación financiada por Nomura Foundation, JSPS KAKENHI (23K17784) y JST ASPIRE (JPMJAP2401).