Ciencia de naturaleza en la arquitectura

Biomimética aprende de la naturaleza para hacer más eficiente tu próximo diseño

¿Cómo se relaciona la arquitectura con la naturaleza?

A lo largo de la historia, los arquitectos han investigado en la naturaleza buscando inspiración para construir sus obras y también crear enfoques estéticos, en la ciencia existe un término científico llamado biomimetica que busca adaptaciones de la biología para soluciones en arquitectura.

Video biomimética + arquitectura

Pier Luigi Nervi frecuentemente usaba ejemplos de la naturaleza uno de ellos es el Palazzetto dello soport (Pabellón de deportes) en Roma Italia, que tiene similitud a las hojas de los Nenúfares gigantes del Amazonas aquí se puede ver que las nervaduras se utilizan para endurecer la superficie delgada. Será que los seres humanos últimamente queremos volver a nuestras raíces, pero más que cerrar unos ciclos creamos maneras evolutivas que yo las miro en forma de espiral donde tomamos conceptos familiares y en vez de cerrarlos solo los mejoramos con las tecnologías actuales.

Evolución del ser humano en la naturaleza y arquitectura:

Lo mismo pasa con la arquitectura donde en un inicio los humanos creaban espacios rudimentarios con objetos de la naturaleza para protegerse de la intemperie, a medida que paso el tiempo nuestras necesidades fueron evolucionando a la par de la arquitectura, pero en los últimos años hemos tenido un boom de edificaciones que mezclan el conocimiento adquirido por nuestras necesidades y esta se ha unido con la tecnología actual, creando cosas como estas

¿Qué es la biomimesis o biomimetica?

Biomímesis (de bio, “vida”, y mimesis, “imitar”)

La Biomimética es la ciencia que se basa en estudiar los modelos, sistemas y procesos naturales para adaptarlos e innovar con soluciones prácticas para las necesidades humanas. Pero hay que tener en cuenta algo que según el libro biomimetismo en la arquitectura de Michael Pawlyn:

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Desde una perspectiva arquitectónica, hay una importante distinción que se debe hacer entre biomimetismo” y “biomorfismo”. Los arquitectos del siglo XX han utilizado la naturaleza como fuente frecuente de recursos no convencionales formas y para la asociación simbólica. Biomorfismo ha producido majestuosas obras y un ejemplo de esto es como la terminal TWA de Eero Saarinen.

Michael Pawlyn continúa expresando que:  La distinción es importante porque necesitamos una revolución funcional de todo tipo, y creo firmemente que será biomimetismo en lugar de biomorfismo lo que entregará las transformaciones descritas anteriormente. Todavía hay un papel para la arquitectura biomorfica. El uso de formas de la naturaleza por parte del biomorfismo y su uso del simbolismo asociativo, puede ser profundamente convincente. Los dos enfoques pueden coexistir en un edificio.

El biomorfismo es una expresión formal y estética; mientas que el biomimetismo es una disciplina funcional y que también vale la pena, considerando las limitaciones de la biomimetica tal como con cualquier disciplina de diseño.

La arquitectura siempre tiene una dimensión humana: debe tocar el espíritu, y debe ser edificante y saber expresar la edad en la que fue creada.

 “En todo caos hay un cosmos, en todo desorden un orden secreto.”

Carl Jung

¿Cómo inspira la naturaleza en la arquitectura?

El hombre siempre ha sido muy curioso con lo que lo rodea, y siempre busca un canon de referencia o belleza, ya que por naturaleza nos estamos comparando.

Un perfecto ejemplo es el periodo renacentista en el que el ser humano ha buscado inspiración en la naturaleza y sus patrones siendo reflejada en la arquitectura, astronomía y arte. 

Photo by eberhard grossgasteiger on Pexels.com

Arquitectos famosos de la antigüedad que usaban la biomimética

Alguien que usaba estos principios era Leonardo da Vinci, ya que en sus cuadernos de bocetos se encontró que estudió de cerca las formas de los cráneos y las alas de los pájaros: fue, en muchos sentidos, un pionero del biomimetismo. También se sabe que Filippo Brunelleschi se refirió a las formas de cáscaras de huevo al diseñar el Domo en Florencia y es muy probable que el diseño derivado la inspiración de la naturaleza se remonta aún más atrás.

Photo by Fede Roveda on Pexels.com

El autor Philip Ball en su libro Patrones en la naturaleza (que por cierto es de ese libro de donde salió la idea y el arte de este video)

¿Por qué el mundo natural tiene el aspecto que tiene?, él explica que el mundo es un lugar confuso y turbulento, pero nosotros le encontramos el sentido por medio del orden. Y es que los humanos somos buenos buscando patrones, secuencias y similitudes, y tratamos de descomponer objetos o formas complejas en reglas simples.

Simetría y sus diversos tipos

Patrones naturales que han servido de inspiración para la arquitectura y sus funciones:

He aquí algunas obras arquitectónicas que yo he identificado u objetos que se basan en simetrías de naturaleza no solo por su forma sino en su función.

Simetría bilateral

Cuando un objeto se puede dividir en dos mitades iguales por un plano, (este plano es conocido como plano Sagital o plano espejo) esta simetría se puede encontrar en todos los lados del mundo Animal como insectos, mamíferos, aves y en hojas.

Photo by Pixabay on Pexels.com

En la antigüedad los templos griegos utilizaban este principio en sus plantas.

En arquitectura un perfecto ejemplo, es la capilla Bosje, diseñada por Steyn Studio Sur África, esta capilla está en esta categoría porque solo al ver esta imagen define el significado de simetría bilateral. Fue construida a partir de una estructura delgada de concreto, cada ondulación cae dramáticamente para encontrar la tierra. Donde cada ola de la estructura de la cubierta se eleva conformando un pico, el acristalamiento se une centralmente por una cruz que adorna la fachada.

Bosjes Chapel :Bosjes Chapel / Steyn Studio, © Adam Letchhttps://www.archdaily.com/867369/bosjes-chapel-steyn-studio

Simetría radial

Muestran un patrón repetido alrededor de un eje central. Un perfecto ejemplo son los erizos y estrellas de mar, que curiosamente los erizos evolucionaron a partir de criaturas con simetría bilateral.

Photo by Francesco Ungaro on Pexels.com

Ejemplos de estos son las flores, anémonas, estrellas de mar y medusas.

En arquitectura lo más común es encontrarlo en cúpulas y en urbanismo

Como ejemplo están los planos urbanos radio céntricos, que son las ciudades cuyo diseño físico se expande desde un centro común, impulsado por la importancia de la defensa y el acceso a todas las partes de una ciudad.

Los radios o vías de comunicación conectan el centro de la ciudad o el casco urbano con las zonas periférica.

Algunos ejemplos de ciudades con esta distribución se encuentran:

  • Palmanova (Italia)
  • Nordlingen (Alemania)
  • Milán (Italia)
  • Amsterdam (Paises Bajos)
  • Moscú (Rusia)
  • Vitoria-Gasteiz (España)
  • Camberra (Australia)

Espirales

A través del universo podemos ver un vasto rango de espirales desde el cosmos hasta el microscopio. En la naturaleza lo podemos encontrar en galaxias, huracanes, en girasoles, caracoles y helechos.

Photo by Pixabay on Pexels.com

En arquitectura los espirales son muy utilizadas en rampas y escaleras, y en muchos casos son muy eficientes ya que es una opción extremadamente popular de moverse entre pisos y puede llegar a ahorrar mucho espacio, también en lo personal son estéticamente muy lindas.

De mis escaleras favoritas se encuentran:

De mis escaleras favoritas se encuentran

Escalera de doble hélice de acceso a los Museos Vaticanos construida en 1932 por Giuseppe Momo.

Y esta otra es la escalera helicoidal de la Capilla de Acción de Gracias, ubicada en Dallas Estados Unidos.

Photo by Pixabay on Pexels.com

La capilla, que se encuentra en Thanks-Giving Square, presenta esta hermosa espiral con vidrieras que es la característica más reconocible del complejo, que está dedicado a la tradición estadounidense del Día de Acción de Gracias. Es que son simplemente hermosas.

Fractales


Cuando observamos las ramas de los árboles parece que no tienen un orden concreto lo mismo pasa si miramos las costas por satélite, pero estos objetos que parece que tiene formas muy complejas al contario de esta creencia en realidad muestran patrones simples,

Photo by Felix Mittermeier on Pexels.com

¿Pero por qué es simple si se mira complejo? Bueno las ramas de un árbol tienen una estructura que se va repitiendo una y otra vez hasta llegar a algo pequeño, es con este juego de escalas que si cortas una rama pequeña de un árbol su forma es parecido a un árbol original.

Estos patrones repetidos también lo puedes ver en helechos, ríos, venas, montañas y brócolis.

En la década de 1970, el matemático Benoit Mandelbrot, que dio su nombre a los fractales, descubrió una ecuación que puede generar un límite fractal en el “espacio numérico”, ahora conocido como el conjunto de Mandelbrot. Los bordes de esta forma de “muñeco de nieve” están cubiertos de manchas más pequeñas que, cuando se miran de cerca, se asemejan a versiones diminutas de la misma forma básica, No importa cuánto aumentes la forma en un microscopio, el mismo muñeco de nieve sigue apareciendo esto Fue un shock para los matemáticos de la época.

Acostumbrados al decoro tranquilo de las formas geométricas se descubrió que los números puros pueden generar algo tan elaborado, en el límite de la regularidad.

– Jean Nouvel y OXO Architects diseñan Ecotone Antibe un complejo de uso mixto inspirado en la forma de una montaña.

Ecotone Antibe : Jean Nouvel + OXO Architectes design Mountainous Mixed-Use Campus in Antibes, via Compagnie de Phalsbohttps://www.archdaily.com/910548/jean-nouvel-plus-oxo-architectes-design-mountainous-mixed-use-campus-in-antibesurg

El complejo crea armonías entre el entorno natural y construido, con formas arquitectónicas y colores que se hacen eco del biotopo del sitio. Se diseñó con condiciones geográficas e históricas locales, adornado con obras encargadas de reconocidos artistas contemporáneos.

Otras características de la biomimetica son

Burbujas y espumas

Si soplas un grupo de burbujas sobre una superficie con agua se agrupan formando una balsa de burbujas, estas al unirse sus paredes se vuelven hexagonales, por decir si cuatro paredes de burbujas se unen, instantáneamente se organizan en uniones de con ángulos de más o menos 120 grados, similares a un panal de abeja.

Photo by Egor Kamelev on Pexels.com

Los panales de abejas, partes de animales, o gotas de agua en superficies son ejemplos de este fenómeno.

¿Pero porque crean las estructuras de burbujas?

La espuma buscará encontrar la estructura que tenga la tensión superficial total más baja, lo que significa se agruparán en la menor área de pared de película de jabón. Pero la configuración de las paredes de burbujas también debe ser mecánicamente estable.

Basado en este principio un arquitecto puede hacer un techo para una estructura complicada utilizando la menor cantidad de material. Sin embargo, tanto por la belleza y economías estas superficies se denominan “superficies mínimas” y no solo minimizan su área, sino también su curvatura total. Cuando más cerrada sea la curva, mayor será la curvatura.

Sala de exposiciones Landesgartenschau en la Universidad de Stuttgart – hecha de paneles de madera contrachapada entrelazados basados ​​en la estructura de un esqueleto de erizo de mar.

Similar a la integración funcional en muchos sistemas biológicos, el sistema de placas forma la estructura y la envoltura del edificio al mismo tiempo. Las cargas estructurales que se producen alrededor de los bordes de la placa se transfieren de manera eficiente por las juntas de los dedos fabricadas robóticamente. Este nuevo tipo de construcción de madera permite que el edificio esté hecho de placas de contrachapado de solo 50 mm de espesor. Esto es posible a través de métodos integrales de diseño computacional, simulación, fabricación y topografía.

Conclusión

La naturaleza, por medio de la evolución, ha desarrollado soluciones para su supervivencia, llevando al ser humano millones de años de ventaja. Emulando estas soluciones en nuestro desarrollo tecnológico podremos mejorar la eficacia de forma sostenible con el medio ambiente, así que la próxima vez que hagas un proyecto pregúntate como la naturaleza me puede ayudar para crear una obra de arte.

“La naturaleza es la única empresa que nunca se ha roto en 4.000 millones de años”

“La naturaleza es la única empresa que nunca se ha roto en 4.000 millones de años”

Frederic Vester, biólogo

Bibliografía

Bibliografía: Ciencia de naturaleza en la arquitectura

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