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Biomimetica + Arquitetura

Atualizado: Mar 17


A vida confere informação à matéria, dando-lhe função, e consequentemente uma forma e estrutura. Aplicar este conceito da natureza nas diversas áreas do conhecimento, como Arquitetura, Design e Engenharia, são os princípios básicos que regem a biomimética.



O processo Criativo


Imitar a natureza tornou-se uma abordagem recorrente para os arquitetos e engenheiros contemporâneos no meio da AEC (Arquitetura, Engenharia e Construcao), especialmente para aqueles que promovem um futuro que não compete com a natureza, mas coexiste com ela.


Estruturas biológicas aperfeiçoadas ao longo do processo evolutivo por 3.8 bilhões de anos tendem a otimizar o uso de materiais e de esforços através de sua configuração espacial. Dessa forma, pode-se usar a eficiência da natureza, já resultante de uma seleção natural, para gerar estruturas arquitetônicas não convencionais e que ainda atendam às necessidades do programa.


De acordo com Aristóteles, a natureza não faz nada inutilmente, por tanto ela tende a evoluir e se adaptar ao meio e às suas decorrentes mudanças. Uma arquitetura bio-inspirada tem como princípios a natureza como modelo, medida e mentora, e, portanto, seu processo de construção, ou sua geometria e espacialidade devem ser dinâmicas, otimizadas e talvez adaptativas às condições locais resultando uma arquitetura inovadora e eficiente.


Termos


Inicialmente apresentado por Sir William Herschel, do Servico Civil da India em 1858, o termo “Biometria” derivado do grego “bios”, vida, e “metria”, medição, é a medição e análise de características físicas ou comportamentais únicas de um ser ou objeto. Hoje entendemos a biometria como ferramenta para a distincao da identidade de um ser, seja atraves de escaneamento facial, ou impressoes digitais.


A ciência de compreender os fundamentos da natureza, o modo como organismos e ecossistemas sao formados, e aplicá-los em outro campo do conhecimento, como a arquitetura, com o objetivo de atingir modelos otimizados e inovadores, pode ser definido como, dentre outros termos, Biomimética, citado em meados da década de 90 por Janine M. Benyus. Utilizando o conceito de Biometria como ferramenta de estudo para compreender a aplicapilidade da Biomimetica, podemos entao criar um novo conceito de identidade biologica na arquitetura?


Devemos contudo, tomar cuidado na definição e utilização dos termos. Um design não deve ser considerado Biomimético se apenas copia a natureza esteticamente. A biomimética é o estudo dos princípios, métricas, medidas e comportamento biologico, como mutação, crossover, e evolução genética por exemplo, fatores que não necessariamente tem uma linguagem etética definida. A Biofilia por outro lado, pode ser usada para definir designs inspirados pela estética da natureza, sem considerar principios estruturais ou de composição.


Aplicabilidade


O conceito de Biomimética vem sendo fortemente discutido ao redor do mundo e pode ser aplicado em diversas áreas de estudo.


No âmbito da arquitetura, ele é de extrema importância, pois envolve desde questões ambientais, estruturais e até de comportamento. Neste sentido, o aproveitamento de recursos da natureza já se tornou prática usual e imediata diante de situações que exigem um viés mais sustentável. Contudo, além da utilização de materiais locais, ou de tecnologias efetivas de aproveitamento energético, o arquiteto também pode aplicar seu conhecimento estrutural, sua noção espacial e as tendencias comportamentais para repensar o tradicional.


Um exemplo não tão óbvio do uso de principios da natureza na arquitetura são os algoritmos de otimização não lineares como Particle Swarm inspirado pelos comportamentos sociais de pássaros e cardumes em que indivíduos envolvidos na operação, interagem e aprendem uns com os outros para encontrar a solução ideal.

Outro exemplo é o Cuckoo Search, um algoritmo meta-heurístico de inspiração biológica proposto por Yang, X.-S, baseado no comportamento de pássaros e seu posicionamento de ninhos, e ovos, em que a solução é obtida através de uma serie de iterações de funcionamento. Esse algoritmo tem diversas utilizades, uma delas sendo seu uso em sistemas de gerenciamento de energia industrial, minimizando custo e consumo.


A otimização por diferentes meios como softwares e metodologias de projeto estão decorrendo da busca por uma arquitetura de menos impacto ambiental e mais impacto social. A biomimética pode vir a ser um dos meios para que essa otimização ocorra a partir da aplicação dos princípios da natureza e do entendimento e conhecimento dos padrões que formam as estruturas da natureza.



Pavilhão de Nó


Se analisarmos a estrutura dos ossos do nosso corpo, podemos perceber algumas ragras e padrões geométricos que podem ser traduzidos e reproduzidos na arquitetura.

O osso da tíbia por exemplo, possui uma formação espiral e compacta que dá força e rigidez ao osso em compressão. Mas como traduzir isso para arquitetura?

Se olharmos para materiais inusitados, podemos encontrar a resposta.

Anualmente são jogados em lixões e no mar mais de 640.000,00 toneladas de cordas nauticas, uma vez que é preciso trocá-las a cada cinco anos. Isso cria um problema ecologico, mas também uma oportunidade para reciclagem e reutilização por arquitetos.

As cordas em poliester são as mais comuns e fáceis de achar, além de possuírem qualidades estruturais de durabilidade.

Uma corda solta, por si só, não se estrutura, e muito menos suporta o peso de outros objetos sob compressão. Cordas foram desenvolvidas para trabalhar sob esforços de tração, porém, ao trançar ou torcer a corda, ela começa a ganhar outras características.


Baseando-se na estrutura seccional da tíbia, módulos como "tijolos de corda" podem ser produzido usando simples sub-módulos espirais de corda. Quando sofrem compressão, eles se tornam rígidos e possibilitam suportar esforços.



Os módulos são facilmente produzidos e fixados com material 100% reciclavel e remontável, criando uma construção de disperdício zero e baixo custo.


Os módulos podem então ser empilhados, formando arcos que suportam a cobertura do pavilhão.







Pavilhão de Resina


Além de nos inspirar na natureza para criar formas e soluções arquitetônicas inovadoras, podemos também utilizar os próprios recursos naturais amplamente disponíveis para nós designers.

A resina natural já vem sendo utilizada ha anos para elementos de decoração e produtos cuidados estéticos já que a resina não possui propriedades estruturais. Porém novos avanços tecnógicos criam novas oportunidades de modificação de recursos naturais para usos estruturais.

Ao submeter a resina natural a diversos processos químicos não maléficos ao meio ambiente, como a adição de Melanina e Elastina, a resina ganha características de reestruturação e resistência física.

A resina é extraída, e em seguida sofre o processo químico para o fortalecimento estrutural. Então módulos menores, como pedaços de um quebra cabeça são impressos em 3D em um ambiente controlado, por uma máquina customizada sob trilhos em um pórtico metálico. As peças são transportadas em container para o local de montagem, e soldadas por uma ferramenta de calor.



O local de montagem tem seu espaço otimizado para o rápido processo de armazenagem e soldagem, auxiliado por um guindaste operado por uma única pessoa.



A sala de fabricação é pressurizada e tem sua temperatura controlada para permitir o jateamento ideal. Cada Resina tem seu container específico, e são misturadas ao chegar no bocal antes de serem jateadas.




O pavilhão, texturizado pelo processo de jateamento, posiciona Resinas específicas para serem sensíveis a temperatura corporal, e moldarem o corpo do usuário ao pavilhao. As novas características físicas da Resina permitem que, quando desocupado, o pavilhão volte à sua forma original.


O uso da Resina natural cria um espaço que desperta o interesse e os sentidos dos usuários, através de uma série de odores propositalmente escolhidos e aplicados em lugares estratégicos do pavilhão; diferentes texturas e densidades de material para que o corpo se acomode ao espaço, e por fim um spectro de luz incrível que joga com opacidade e transparência.






O Pavilhão de Resina não é apenas uma experiência arquitetônica. Ela é um espaço de contemplação da técnica construtiva e das potencialidades do uso de materiais orgânicos.


Estes exemplos demonstram que utilizar a natureza como inspiração, ou como meio para inovação, leva a resultados inesperados, com qualidades únicas, seja por sua resistência estrutural, ou por sua qualidade estética e espacial.

Ao nos apropriarmos dos princípios que guiam a natureza, podemos criar soluções que não chocam com o meio ambiente, mas o complementam.


(Os projetos acima são conceituais, baseados em pesquisa feita na Universidade de Cornell por: Victor B. Ortiz, Pablo Zarama e Hammad Ahsan)


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