La biomimetica nell’architettura

Innovazione di materiali e prodotti

di Teresa VILLANI

Dopo aver introdotto la biomimetica quale disciplina scientifica recente, che si occupa di apprendere dalla natura per poi trasferire le conoscenze acquisite in nuove applicazioni, possiamo sostenere che nel settore delle costruzioni ci sarebbe ancora tanta sperimentazione da fare e molto ancora da imparare, riconoscere e imitare.

Attraverso un continuo processo di tentativi ed errori, la natura si è evoluta e ha prosperato, adattandosi alle condizioni mutevoli, utilizzando le risorse rinnovabili disponibili localmente; il tutto in modo efficiente e resiliente.

I gechi possono aderire a qualsiasi superficie, poiché i loro polpastrelli sono ricoperti da miliardi di setole di dimensioni nanometriche in grado di instaurare con gli atomi della superficie miliardi di interazioni. Sul mercato alcuni adesivi sono ispirati a tale processo di adattamento all’ambiente.

Dalla biologia, quindi, molti teorici dell’architettura hanno tratto ispirazione e molti dei più importanti traguardi scientifici e tecnologici sono stati suggeriti dall’osservazione dei fenomeni e delle strutture naturali.

PTW Architects, Water Cube Aquatic Centre, Pechino, 2008.

Nella progettazione del Centro Acquatico Nazionale di Pechino è stata impiegata la modellazione matematica di processi naturali.

Lo studio PTW Architects ha applicato i principi della struttura tridimensionale poliedrica di Weaire-Phelan, riscontrati in diversi organismi naturali come il minerale melanoflogite, in cui le celle hanno stesso volume e stessa area della superficie esterna.

PTW Architects, Water Cube Aquatic Centre, Pechino, 2008
La struttura è stata ottimizzata dal punto di vista energetico grazie alla scelta dei materiali.

Tra gli ambiti progettuali interessati dalle ispirazioni biomimetiche, uno dei più efficaci in termini di risultati è quello della scienza e tecnologia dei materiali per l’edilizia, le cui ricerche e sperimentazioni sono state condotte secondo un approccio scientificamente rigoroso, adatto ai professionisti del settore, che ne indaga la struttura, le proprietà, le prestazioni in esercizio, i processi produttivi, i possibili impieghi, la durabilità e la propensione al riciclo. Molti sono i prodotti e i materiali biomimetici presenti sul mercato o in fase di sperimentazione avanzata che riproducono consapevolmente idee, soluzioni e processi naturali nel mondo artificiale.

Lotusan® pittura per facciate autopulenti. Le prestazioni.
http://www.stoitalia.it/webdocs/0000/SDB/T_03206-096_0229_IT_02_00.PDF

Una linea innovativa è rappresentata dai materiali che, imitando l’omeostasi degli organismi viventi, ovvero la capacità di mantenere pressoché costanti nel tempo i parametri interni, garantiscono la sopravvivenza; alcuni componenti possono dar vita a sistemi per facciate adattive, capaci di regolare i guadagni solari e le perdite di calore dell’ambiente interno.

Homeostatic façade system.
Sistema di facciata autoregolante progettato da Peter Yeadon della Yeadon Space Agency e Martina Decker del Jersey Institute of Technology.
Particolare sistema schermante che garantisce un ridotto consumo di energia rispetto alle schermature tradizionali controllate meccanicamente.
https://materialdistrict.com/article/homeostatic-facade-system/

Sempre con finalità legate alla sostenibilità ambientale sono stati brevettati prodotti complessi per facciate che ripropongono il comportamento dell’edera, in grado di catturare energia dal sole e dal vento.

La Sustainably Minded Interactive Technology (SMIT) ha brevettato un prodotto per facciate denominato Solar Ivy, bio-ispirato all’edera, le cui foglie prendono energia dal sole e dal vento, flessibile e adattabile a diversi profili e dimensioni.
http://www.s-m-i-t.com/

Alcuni prodotti biomimetici hanno risolto, infine, problemi particolari come quello di ridurre le collisioni degli uccelli sui vetri di edifici alti. Sono stati sperimentati film UV-riflettenti, ispirati dalla conoscenza di alcune specie di ragni che, nella loro tela, includono fili di seta UV-riflettenti non visibili all’occhio umano, ma percepiti dagli uccelli che captano uno spettro più ampio rispetto all’uomo.

Ornilux e un vetro isolante realizzato da Arnold Glas che all’occhio umano appare trasparente, ma presenta sottili filamenti UV-riflettenti percepibili dagli uccelli.
http://www.ornilux.com/

Molti sono i risultati nel campo dell’ingegneria dei materiali, ambito nel quale i ricercatori applicano metodi scientifici di osservazione e rielaborano meccanismi biologici.

Un architetto, però, non ha gli stessi strumenti di conoscenza e non si occupa di imitazioni di processi biochimici, quindi ha bisogno dei necessari strumenti conoscitivi specifici per utilizzare al meglio le innovazioni bioispirate.