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La biomimetica nell’architettura: origini, definizioni e campi di applicazione

di Teresa VILLANI

 

Etimologicamente, il termine biomimetica (in inglese Biomimicry) trae origine dal greco bios (vita) e mimesis (imitazione).

La ‘vita’ ha dimostrato nella sua evoluzione la maggiore creatività espressiva e l’ottimizzazione di specifiche prestazioni è una delle strategie più impiegate dagli organismi.

rapporto architettura e natura

Per metodo ed esiti espressivi, tra i progettisti che devono certamente essere citati quali precursori biomimetici, rappresenta un esempio emblematico Antoni Gaudì. I suoi studi sulle affinità tra costruzione plastica e immaginari zoomorfici e fitomorficirappresentano esempi metodologici di notevole rilievo.

 

La biologia studia e codifica da decenni i fenomeni della vita.
Poter disporre delle conoscenze biologiche, per riprodurre soluzioni e processi naturali nella progettazione architettonica e nella sperimentazione di materiali e componenti, rappresenta una complessa sfida, per mettere in pratica soluzioni morfologiche e tecnologiche ecocompatibili, a partire dagli insegnamenti che possiamo trarre dalla natura.

 

biomimetica

Un caso rappresentativo dell’evoluzione dell’approccio bioispirato è quello del Crystal Palace, realizzato per l’esposizione di Londra del 1851 da Joseph Paxton. Per realizzare le grandi dimensioni dell’edificio utilizzando elementi prefabbricati in ferro e vetro, si ispirò alla struttura filamentosa delle foglie della Victoria Amazonica (ninfea tropicale gigante), leggere ma resistenti, caratterizzate da una elevata densità di nervature che ne strutturano la fitta orditura.

 

natura e architettura

Una forma può garantire una specifica prestazione. Le proporzioni del becco del Martin Pescatore sono state studiate e poi emulate per la costruzione della testa del treno giapponese Shinkansen che viaggia a circa 500 km orari senza emettere suoni così come il Martin Pescatore riesce a procurarsi le sue prede ad elevate velocità ma in silenzio.

 

Nonostante l’abilità umana di osservare e imitare le soluzioni della natura in architettura abbia radici antiche, l’approccio operativo che, dalla natura, porta al progetto in una nuova visione eco-sistemica si è consolidato da pochi decenni.

biomimetismo

Eden Project, Grimshaw Architects in Cornovaglia. Cupole geodetiche che emulano due biomi di cui uno dal clima caldo temperato e l’altro dal clima umido tropicale, che massimizzano le dimensioni dello spazio e riducono le dispersioni termiche. Il materiale impiegato per il rivestimento delle cupole è una membrana polimerica (ETFE) leggera e resistente che consente di diminuire ulteriormente il peso globale della struttura.

 

Nel 1997 Janine M. Benyus, definisce la biomimetica come “l’emulazione cosciente del genio della vita”; successivamente, con specifico riferimento all’architettura, Michael Pawlyn ne parla come la disciplina che imita le basi funzionali delle forme, dei processi e dei sistemi biologici per produrre soluzioni sostenibili”.

In architettura bisogna quindi imitare forma e funzione per poter definire un progetto biomimetico.

capolavori dell’architettura biomimetica

Council House 2, Mick Pearce a Melbourne. Edificio amministrativo di dieci piani che raggiunge una elevata efficienza energetica emulando il funzionamento della corteccia degli alberi. Sistemi di ombreggiamento realizzati con pannelli di derivazione legnosa si sovrappongono e realizzano una superficie capace anche di garantire un flusso d’aria e una ventilazione efficiente.

 

In questa direzione, per dare supporto al progettista, si può far riferimento al metodo teorizzato da J.M. Benyus che prevede due possibili approcci: dalla biologia al progetto e dall’esigenza alla biologia.
Gli step sono simili, differisce il punto di partenza.

progetto biomimetico

6a – Le fasi del metodo progettuale biomimetico: dalla biologia al progetto (2005).
1. Scoperta (modelli naturali). 2. Astrazione (principi di progettazione). 3. Brainstorm (potenziali applicazioni). 4. Emulazione (strategie della natura). 5. Valutazione (rispetto ai principi della vita).
6b – Le fasi del metodo progettuale biomimetico: dall’esigenza alla biologia (2011).
1. Identificazione (funzione). 2. Definizione (contesto). 3. Biologizzazione (sfida). 4. Scoperta (modelli naturali). 5. Astrazione (principi di progettazione). 6. Emulazione (strategie della natura). 7. Valutazione (rispetto ai principi della vita).

 

Gli ambiti progettuali interessati dalle ispirazioni biomimetiche possono riguardare materiali innovativi, soluzioni che riconducono al progetto sostenibile, rappresentando un nuovo incubatore di innovazione e creatività sia in termini di processi che di risultati.

biomimetismo
Dagli studi del botanico Barthlott effettuati sull’effetto autopulente delle foglie di loto, dovuto alla conformazione e alla struttura nanometrica della superficie, l’azienda americana STO Corp, ha brevettato e commercializzato la ormai nota vernice Lotusan dalle proprietà di impermeabilità all’acqua e permeabilità al vapore.
https://www.stocorp.com

 

biomimentica e architettura

Esplanade Theatre di Singapore, DP Architects. Cupole dal rivestimento triangolato in vetro. Il sistema di oscuramento è stato realizzato ispirandosi al durio, una pianta tropicale dalle molte escrescenze. I sensori luminosi integrati nei componenti comandano l’apertura/chiusura del sistema garantendo sempre un livello di illuminamento ottimale all’interno.
https://www.dpa.com.sg

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