BIOMIMÉTICA

Tópicos: História, Mercado, Tecnologia, Exemplos, Recursos

Biomimética.

Biomimética é a prática de entender, mensurar e se basear nas estratégias encontradas na natureza para resolver problemas de design de forma regenerativa.

BIOMIMÉTICA

O estudo biomimético é um entendimento e análise de funções e metodologias encontradas na natureza, a fim de extrair soluções inovadoras, focados em circularidade, regeneração, e consequentemente, sustentabilidade, de forma proposital e adaptada. O objetivo principal do uso da Biomimética é otimizar sistemas e produtos através do entendimento de elementos da natureza, que por biliões de anos vem se aperfeiçoando para diminuir o consumo de energia e recursos, aprimorar sua estrutura, comunicação e comunidade, de forma não destrutível.
 

O grande benefício do uso da Biomimética é a quantidade e qualidade de informação disponível como fonte de inspiração e inovação. Isso dá abertura para encontrar soluções eficazes e eficientes de maneira rápida.
Ao simular processos da natureza é possível criar inúmeras iterações de resultados em pouco tempo, facilitando a procura de uma solução ideal. A interdisciplinaridade é um dos aspectos chave da Biomimética, logo, usar métodos científicos de exploração, análise e documentação, torna o processo de pesquisa ágil e eficiente.


 

3.5 bilhões de anos de evolução

O primeiro registro de vida data há 3,77 biliões de anos, em que cientistas encontraram vestígios micro-organismos fossilizados em fontes hidrotermais. Contudo, acredita-se que a evolução se iniciou há aproximadamente 3,5 biliões de anos, a partir de uma única célula - um ancestral comum universal.

3.000 artigos científicos anualmente

A atividade acadêmica vem aumentando significativamente desde que o livro de Janine Benyus "Biomimética: Inovação inspirada pela natureza" foi publicado em 2002, de acordo com o DaVinci Index 2.0.
O tema da Biomimética e design bio-inspirado se tornou um método de grande relevância no âmbito da busca por inovação.

6 passos para projetar

O processo de criação a partir de pesquisa Biomimética pode ser simplificado em 6 passos - Definir um problema, Reformular o problema num contexto biológico, Explorar estratégias da Natureza, Identificar os mecanismos de eficiência, Econtrar padrões e relacionamentos entre esses mecanismos, e por fim Avaliar as descobertas e sua viabilidade.

A ORIGEM

Soluções inspiradas por processos encontrados na Natureza se tornaram uma abordagem recorrente para arquitetos que promovem um futuro que não compete com a natureza, mas coexiste com ela.
Estruturas biológicas vem se aperfeiçoando ao longo de biliões de anos com o intuito de otimizar o uso de materiais, consumo de energia e esforços estruturais. Dessa forma, pode-se usar da eficiência da Natureza, já resultante de uma seleção natural, para gerar estruturas arquitetônicas não convencionais e que ainda atendam às necessidades do programa. A Natureza não faz nada inutilmente, portanto ela tende a evoluir e se adaptar ao meio e às suas decorrentes mudanças.
Resiliência, Reciclagem, Mutualismo, Responsividade e Funcionalidade são os principais termos que acompanham a Biomimética, que usa a Natureza como modelo, medida e mentora.

Historicamente o uso da Natureza na Arquitetura é intitulada com termos como o Bio-Morfismo (A tradução formal da estética da natureza à arquitetura), ou a Bio-Utilização (O uso de material biológico ou de produtos de organismos vivos na arquitetura como madeira ou jardins verticais), que apesar de poderem fornecer benefícios ao design, ou servirem de base à uma pesquisa Biomimética, não englobam ou abrangem toda a  rede de complexidade de um sistema Biomimético.

A ciência de compreender os fundamentos da Natureza, o modo como organismos e ecossistemas são formados, e aplica-los em outro campo do conhecimento, como a arquitetura, com o objetivo de atingir modelos otimizados e inovadores, pode ser definido como Biomimética, citado em meados da década de 90 por Janine M. Benyus.

METODOLOGIA

Processo de design Biomimético.png

Fonte - Biomimicry Institute

PESQUISA

A biomimética deve ser adotada a partir da metodologia científica -
adotar uma abordagem de pesquisa quantitativa, baseada em observação e experimentação, buscando adquirir informações de sujeitos no intuito de responder às questões colocadas pelo pesquisador, apresentando evidências informativas qualitativas e quantitativas relativas as soluções baseadas nos princípios da natureza.

Como base para
entender os princípios da biomimética como ferramentas de avaliação para alcançar um objetivo sustentável devemos fazer as seguintes perguntas:

FERRAMENTAS

O design responde às condições locais?
- É informado pelos habitantes e espécies locais?
É um design cíclico e eficiente?
- Se adapta às estações do ano e reutiliza materiais?
- É um design resiliente?
Ele pode resistir a alterações enquanto mantém a função?
Se regenera após sofrer alterações?
O design promove otimização?
Ele se encaixa na forma para funcionar?
Reutiliza materiais ou utiliza materiais reciclados?
Faz o design usa manufatura benigna?- O Design promove a longevidade de utilização?

Bentley-G.C.

Grasshopper

Dynamo BIM

Bentley Generative Components é uma ferramenta de design generativo, na qual você pode explorar diversas iterações de projeto e encontrar uma solução de maneira mais ágil.

Nativo ao programa desenvolvido por Robert McNeel, Rhino3D, o Grasshopper é uma ferramenta de modelagem algoritmica, em que, de forma generativa, o usuário também tem o poder de criar inúmeras iterações de projeto rapidamente.

Nativo ao Autodesk Revit, o Dynamo Bim, similarmente às duas outras opções mencionadas ao lado (Bentley GC e Grasshopper), é uma ferramenta de programação visual que dá ao usuário,  acesso à Interface de Programação de Aplicativo do Revit (IPA).

Programação Visual

[Permite a exploração de diferentes alternativas por meio da modificação
de parâmetros controlados por controles visuais ao invés de linguagem de programação (Coding)]

script.png

Geometria Inicial

Geometria Final

Programação

[A alternativa à Programação Visual, é a programação tradicional com linguagens como Python, Java Script e C++]
Aprender uma linguagem de programação é uma habilidade essencial para aqueles que desejam se aprofundar no domínio da criação de algoritmos generativos. A programação abre portas para um novo nível de entendimento da técnica formal, e possibilita criar e editar as próprias ferramentas de programação visual e potencializar as ferramentas CAD já existentes criando scripts e processos que facilitam a criação de um design.

EXEMPLOS

Eficiência Energética.

Formigas de madeira (Formica rufa) maximizam a absorção de energia solar em seus ninhos através da otimização de sua orientação e posicionamento.

A superfície do ninho possui diversas aberturas que servem como acesso e duto de ventilação. Durante a noite e no frio, as formigas tapam os buracos retendo o calor. 

Dessa forma, o ninho é adaptável às condições do local, oferecendo condições ideais à sobrevivência das formigas.
 

Potencialidades:

Usar essa estratégia pode ser benéfica para minimizar o consumo de energia de condicionamento climático em um projeto.

Ant.png

A orientação do ninho determina a localização das aberturas para circulação e entrada de luz

Eficiência Estrutural.

O casco de uma tartaruga resiste à pressão através de placas entrelaçadas de várias formas (ortogonalmente, e randomicamente), consistindo em camadas rígidas e flexíveis.

As placas são feitas de queratina, a mesma proteína que compõe a construção de cabelos, unhas, penas e garras. 

Cada placa, formada por essas camadas de queratina se unem através de emendas chamadas finger-joint , que oferecem estabilidade dimensional, e reduzem o disperdício de material.
 

Potencialidades:

Placas estruturais de uma cobertura pode ser desenvolvida usando essa estratégia para otimizar a resistência à esforços estruturais e juntas entre placas.
 

Turtle Shell.png

Camadas de queratina como proteção e rigidez principal

Tecido em Malha encapsulado por fibras dispostas ortogonalmente

Fibras dispostas sem ordem na orientação (randomicamente) 

Eficiência de Materiais.
 

O bolor limoso é extremamente eficaz, capaz de criar redes extensas e altamente eficientes entre as fontes de alimento. Ele maximiza sua capacidade de encontrar comida "lembrando" e fortalecendo as porções de seu citoplasma que se conectam a fontes de alimentos ativos. Ao minimizar as conexões mantendo apenas as vias ativas, ele usa a menor quantidade de recursos e energia possível, ao mesmo tempo em que cria um sistema resiliente que toleranta

a falhas.

Potencialidades:

Utilizar algoritmos generativos pode possibilitar a criação de diversas iterações de design a fim de encontrar a solução mais eficiente seja estrutural ou de circulação.

original copy.png

O fungo otimiza suas ramificações para encontrar o menor caminho percorrido

Plug-ins para Simulações |


Honeybee

LadyBug

Diva

Ecotect

Radience

 

Plug-ins para Simulações |


Karamba 3D

Kangaroo Physics

Concha

BullAnt

Hummingbird 

 

Plug-ins para Simulações |


Opossum

Wallacei

Galapagos

Octopus

Shortest Path

APRENDA

Grasshopper + Biomimética é um curso desenvolvido para alunos interessados em modelagem paramétrica e programação visual com enfoque em desenvolvimento de estruturas bio- inspiradas e pavilhões. O curso aborda assuntos do nível básico ao avançado para que o aluno tenha total independência para criar após os quatro dias de aula.

ARTIGOS

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