La geometría en la arquitectura es mucho más que una asignatura académica: es el lenguaje visual que da forma a nuestro entorno construido.
Cuando admiramos proyectos arquitectónicos audaces y desafiantes, podemos llegar a pensar que son el resultado de la informática y el poder de las computadoras. Sin embargo, estas formas son el resultado de un profundo entendimiento de las matemáticas y lo geométrico.
La geometría desempeña un papel fundamental al permitirnos explorar, comprender y finalmente crear las estructuras que definen nuestro entorno. Con ella podemos jugar, innovar y construir edificios interesantes, sustentables y resilientes al paso del tiempo.
No es una mera curiosidad matemática. Esta conexión entre estas dos disciplinas se fortaleció a lo largo de la historia y sigue siendo esencial en el diseño y la construcción. En este artículo conoceremos en profundidad el rol de la geometría en la arquitectura, y exploraremos cuan importante es aprender matemáticas para los arquitectos (y cuánto realmente aprenden durante sus años universitarios).
¿Cómo se relaciona la arquitectura con la geometría?
La arquitectura es una disciplina compleja por su constante interacción con otras industrias y profesiones (aunque no por ello menos interesante). Desde la ciencia, la ingeniería, el diseño, la sociología y claro, también la matemática, influyen en ella. En próximas secciones veremos que los arquitectos estudian mucha matemática en sus años universitarios, desde cálculo a estadística, pero hay una relación especial con la geometría.
Es la rama de las matemáticas que estudia las propiedades de las figuras en el plano o el espacio.
Damos cuenta de ese papel fundamental de la geometría en tres grandes aspectos: el diseño de planos arquitectónicos, en la ingeniería estructural y en la apariencia y la funcionalidad de los edificios.
El papel de la matemática en el diseño arquitectónico
Antes de diseñar un espacio, ya sea comercial o residencial, las líneas y las formas geométricas que lo componen deben ser cuidadosamente estudiadas.
La geometría en la arquitectura influye en:
- La planificación de espacios y el diseño de los planos.
- La creación y ajuste de las formas interiores como exteriores.
- La estética de cada construcción.
Un ejemplo claro de su importancia es su papel en la resolución de desafíos relacionados con la meteorología y el clima de un lugar. Un estudio geométrico adecuado puede llevar a la construcción de techos de dos aguas que permiten drenar eficientemente el peso del agua o la nieve hacia los laterales, evitando sobrecargas y problemas estructurales.
A su vez, la geometría influye en la forma y la orientación de un edificio para maximizar la iluminación natural y minimizar la pérdida de calor, lo que contribuye a la sostenibilidad y la eficiencia energética.
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Seguridad y la ingeniería estructural
La geometría en la arquitectura es sumamente importante para la seguridad de los edificios, ya que es necesaria para construir estructuras sólidas que sobrevivan a la degradación.
Por ejemplo, es esencial que los arquitectos e ingenieros realicen cálculos geométricos precisos para determinar cómo se distribuirán las cargas de peso en un edificio.
Diseño, apariencia y funcionalidad de una Construcción
La geometría en la arquitectura se utiliza para generar un resultado estético en cada construcción.
La proporción áurea, número áureo o divina proporción es una proporción entre dos números que equivale a Fi o 1,618. Esta relación matemática se encuentra en la naturaleza y la han utilizado artistas y constructores durante siglos. Esta proporción se utiliza para crear una sensación de equilibrio y belleza.
Siguiendo los principios geométricos, es posible mejorar diferentes áreas de cada espacio para adaptarse tanto a las tendencias actuales como a las necesidades funcionales.
Geometría y diseño de espacios
No podemos olvidar la sinergia constante entre la matemática, la arquitectura y el diseño de espacios. A través de conceptos geométricos, los arquitectos definen proporciones y relaciones espaciales para garantizar que los elementos encajen armónicamente en un espacio. Así como los arquitectos, hay matemática en la música y en otros campos artísticos.
La planificación de aberturas, como ventanas y tragaluces, se basa en cálculos geométricos para maximizar la entrada de luz natural, considerando ángulos y posiciones precisas. La geometría también es importante para la eficiencia espacial y funcional de los ambientes, clave para la disposición del mobiliario y la organización de los espacios de trabajo.
La simetría se emplea para lograr equilibrio y armonía en el diseño, mientras que la asimetría juega con los conceptos geométricos para generar efectos visuales disruptivos.
Otro ejemplo es el uso de la geometría para crear formas y patrones repetitivos en las estructuras. Estas formas pueden ser simples, como círculos y triángulos, o complejos patrones basados en principios geométricos fractales o secuencias matemáticas.
En el diseño paisajístico, la geometría influye en la disposición de jardines, senderos, cuerpos de agua y elementos escultóricos. Todo esto con el objetivo de lograr armonía visual en el paisaje.
Grandes aliados: arquitectura contemporánea y geometría
La geometría y lo geométrico definen muchos aspectos de las construcciones contemporáneas. Lo vemos en el diseño de los edificios y en las nuevas corrientes arquitectónicas, como por ejemplo la ecoarquitectura o arquitectura sustentable. A su vez está presente en las nuevas tecnologías que aprovechan los arquitectos para crear sus planos y modelos.
A continuación, destacamos algunas formas en las que lo geométrico está presente en las construcciones modernas:
- Diseño de formas y estructuras: La geometría se emplea para diseñar y planificar las formas de edificios y estructuras. La geometría fractal y la paramétrica permiten la creación de formas complejas y orgánicas que desafían los límites tradicionales de la forma.
- Estructuras inteligentes: Los arquitectos incorporan la geometría en sus diseños para garantizar la resistencia y la estabilidad de las estructuras.
- Diseño paramétrico: El diseño paramétrico utiliza algoritmos matemáticos para crear formas complejas y estructuras dinámicas. Muy popular en la arquitectura contemporánea, este enfoque permite la creación de formas que pueden adaptarse según las necesidades cambiantes del entorno; proporcionando flexibilidad y capacidad para explorar soluciones personalizadas.
- Tecnología de modelado 3D: El modelado 3D se utiliza para crear representaciones tridimensionales detalladas de proyectos arquitectónicos. Esto permite a los diseñadores y arquitectos visualizar y analizar mejor las estructuras antes de la construcción, lo que mejora la eficiencia y reduce costos.
- Arquitectura sostenible: En la arquitectura sostenible, la geometría se utiliza para diseñar sistemas de recolección de agua de lluvia, paneles solares y sistemas de ventilación natural. Estos elementos se integran en la estructura y la geometría de los edificios para maximizar la eficiencia energética y minimizar el impacto ambiental. Es más, matemática y naturaleza van de la mano, y los arquitectos aprenden y copian del mundo que nos rodea para crear mejores diseños arquitectónicos.
¿Cuánta matemática estudian los arquitectos?
La respuesta corta es mucha.
Si estás pensando en estudiar Arquitectura, tenés que saber que las matemáticas están presentes en toda la carrera, en materias tanto prácticas como teóricas.
A continuación, describiremos algunas asignaturas o áreas temáticas que están en el plan de estudios de todo arquitecto:
- Geometría
- Álgebra y Cálculo
- Estadísticas y Probabilidad
- Matemáticas avanzadas
- Estructuras y Mecánica de materiales
- Eficiencia energética
Geometría
Si lo repetimos es porque es realmente importante, así que ¡a prestar atención en las clases!.
Los arquitectos utilizan conceptos geométricos para diseñar y representar formas, planificar la disposición de los espacios, definir las proporciones de los edificios, etc. La geometría también influye en la estética de los cuerpos arquitectónicos y en la resolución de problemas relacionados con la distribución de cargas y la eficiencia energética.
Álgebra y Cálculo
Otra asignatura que no podés obviar: álgebra y cálculo. Las matemáticas algebraicas y el cálculo se aplican en la resolución de ecuaciones y problemas que involucran
- La distribución de cargas
- La resistencia de materiales
- La predicción de fuerzas
- La tensiones en una estructura
El cálculo también se utiliza para determinar las tasas de flujo de aire y la iluminación natural en los edificios.
Estadísticas y probabilidad
La estadística y la probabilidad son útiles en la planificación urbana y en la evaluación de datos relacionados con la densidad de población, el tráfico y la seguridad en espacios públicos. Estas disciplinas ayudan a tomar decisiones informadas en la construcción de ciudades y áreas metropolitanas.
Matemáticas avanzadas
En la arquitectura contemporánea se utilizan matemáticas avanzadas como la geometría fractal y la geometría paramétrica para crear diseños y cuerpos innovadores. Estos enfoques permiten la creación de formas y patrones complejos que serían difíciles de lograr sin herramientas matemáticas.
Estructuras y Mecánica de materiales
La mecánica de materiales se basa en principios matemáticos para comprender cómo los materiales se comportan bajo diferentes cargas y tensiones. Entender la vida útil de los materiales y cómo aprovecharlos mejor permite a los arquitectos e ingenieros civiles crear estructuras sustentables a largo plazo.
Eficiencia energética
Las matemáticas se utilizan en la evaluación de la eficiencia energética de los edificios, incluido:
- El cálculo de la demanda de energía
- La pérdida de calor
- La selección de sistemas de calefacción
- La ventilación
- El aire acondicionado
En un mundo cada vez más cálido, es importante crear edificios sustentables que se adapten al calor, aprovechando los recursos al máximo.
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