BIOMÍMESIS

¿Te ves capaz de establecer una relación entre el nido de las termitas con un gran edificio, o la flor de loto con la pintura?

Bienvenido al asombroso e inspirador mundo de la biomímesis. Según la tesis de Ludovica Rossi para el máster de arquitectura y biomímesis podemos establecer una definición de este término, que se basa en la observación de la naturaleza como fuente para resolver problemas humanos y aprender a diseñar tecnologías sostenibles adaptando estructuras desarrolladas por el medio natural (de bio, vida; y mimesis, imitar).

La mayoría de investigadores coinciden en que el objetivo fundamental de la biomímesis es estudiar el mundo natural para resolver problemas y mejorar la calidad de vida humana, en especial interés en las generaciones futuras por lo que debe seguir en todo momento criterios sobre medio ambiente y sostenibilidad.Según Janine Benyus, la biomimética es una aproximación a la innovación que busca soluciones sostenibles a los problemas humanos mediante la emulación de patrones y estrategias de la naturaleza.

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Janine Benyus nos muestra diferentes clasificaciones de la biomímesis.

Por una parte se pueden diferenciar tres niveles distintos de exploración de la naturaleza.
-El primer nivel recoge la abstracción formal de ésta, que podemos aplicar a envolventes, texturas, proporciones, entre otros…
-En el segundo nivel se analiza el funcionamiento de un ser vivo, aplicándolo a estructuras, mecanismos, conservación del calor… (Mecánica de vuelo de las aves o la piel de tiburón como estructura de materiales compuestos).
-Encontramos un último nivel en el que se estudia a nivel micro celular para generar aportaciones tecnológicas relevantes.

Nos muestra también diferentes enfoques de la biomímesis:
-En el primero, “la naturaleza como modelo”, expone que la biomímesis es una ciencia que estudia los modelos para imitarlos.
-Por otra parte, en el segundo enfoque, “la naturaleza como medida”, se establece que todo sigue un estándar ecológico juzgando lo que es correcto o no.
-Por último, el tercer enfoque, “la naturaleza como mentor”, trata de una rama que trata a la biomímesis como una nueva forma de ver y valorar el medio natural.

En los últimos tiempos, el biomimetismo se ha convertido en una de las bases del diseño en campos tan dispares como la energía, el transporte, la agricultura, la medicina o la arquitectura. En todos estos casos, la tecnología ha decidido crear un espejo de la naturaleza copiando soluciones para problemas fundamentales.

Un ejemplo materializado por Frank Fish es el estudio de animales marinos, como la ballena jorobada que ha revolucionado el campo de la energía. Gracias al diseño de sus aletas se crean corrientes de agua consecutivas que ayudan al ser vivo a estabilizar su gigantesca inercia y moverse con facilidad y destreza; a sí mismo se cree que el mismo principio de biomimética tiene un enorme potencial para aumentar el rendimiento y seguridad en aviones , ventiladores y otras aplicaciones que requieran optimizar la fricción de grandes cuerpos en agua o viento.

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Adentrándonos en el mundo del transporte encontramos ejemplos que gracias a los diseños biomimeticos benefician este campo. El ingeniero Eiji Nakatsu recurrió a los diseños de la naturaleza para solucionar  el problema de la presión del aire cuando el tren sale de los túneles.  La solución fue encontrada en el martín pescador, de este analizó su zambullido aerodinámico que no causa ruido. Aplicó la forma del pico y la disposición del cuello y cabeza de este animal en el momento de introducirse en el agua al diseño de la cabina del tren, resolviendo así los problemas de acústica, de resistencia contra el aire y reduciendo el consumo.

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En la agricultura el investigador Andrew Parker y el MIT  han analizado la capacidad para extraer agua de la humedad ambiental a través la textura del cuerpo del escarabajo del desierto de Namibia. Esta textura esta compuesta por pequeñas y lisas protuberancias que recolectan agua condensada de humedad ambiental o niebla y mediante una cera resbaladiza la canaliza y la conduce hasta la boca del escarabajo, este mismo principio se utiliza para recolectar agua del aire con mayor eficiencia que otros materiales usados con anterioridad.

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En el ámbito de la medicina, el principio de funcionamiento de una picadura de mosquito hembra ha supuesto un gran desarrollo. Los ingenieros Suman Chakraborty y Kazuyoshi Tsuchiya estudiaron la forma en la que este insecto succiona sangre humana para crear unas jeringuillas capaces de penetrar la piel sin causar dolor. El proceso de investigación se ha basado principalmente en observar el movimiento de los músculos del probóscide, el cual hace posible que succione flujo sanguíneo gracias a la presión negativa en la piel. Las jeringuillas diseñadas por estos científicos tienen el mismo funcionamiento, además de un diámetro muy aproximado al de la trompa del mosquito (60 micrones).

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La biomímesis también la vemos aplicada en el ámbito de la comunicación  a través del análisis de la eco localización que algunos animales utilizan para orientarse, como es el caso del delfín. El cual emite ondas sonoras que rebotan con los objetos que se encuentran y mediante el eco es recibido por los oídos de este mamífero. Tomando como referencia este principio de funcionamiento la Universidad Central de Michigan, en Estados Unidos, desarrolló un bastón que emplea ultrasonidos capaz de guiar a personas con discapacidad visual, para ello han creado un sensor de ultrasonidos que permite detectar objetos en el camino del usuario.

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En el campo de la arquitectura, podemos definir el término biomímesis como ciencia creada para encontrar soluciones sostenibles para la naturaleza, sin centrarse en los aspectos estéticos, más bien se centra en una serie de normas. Esta tipología de arquitectura presenta una serie de ventajas, como por ejemplo, el ahorro de energía y que no producen residuos. Como ejemplos identificativos de la biomimética podemos destacar el Estadio Nacional  o Water Cube de Beijing, así como, el edificio Qatar Sprouts. Estos edificios no sólo siguen un patrón estético similar a la naturaleza, sino que también apuestan por un espacio eficiente no sólo en temas energéticos, sino en ámbitos constructivos, materiales o funcionales.

Gracias a la inspiración en la naturaleza, se han conseguido grandes avances en este campo, un claro ejemplo es el edificio Eastgate Centre. Esta construcción está inspirada en la forma en la que construyen las termitas africanas sus nidos, estos se basan en los principios básicos de la termoregulación, su forma de chimenea actúa como fuente de refrigeración, eliminando el aire caliente y recogiendo el aire frío en la base, esta corriente se inicia en la parte subterránea excavada por las propias termitas. El proyecto TERMES, una iniciativa de la Universidad de Loughborough y Rupert Soar  desarrolló con el objetivo de entender las complejas estructuras de estos termiteros. Mediante el escaneo de uno de ellos, se obtuvo una imagen tridimensional de su estructura, revelando así métodos de construcción susceptibles a ser replicados en el diseño de edificios para las personas. No obstante previamente Scott Turner y su equipo escanearon y crearon modelos tridimensionales de los termiteros.

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En la línea de inspiración en la naturaleza para producir un avance arquitectónico se observó que la flor de loto permanece siempre limpia a pesar de que vive en estanques llenos de suciedad; resulta que este tipo de planta necesita estar siempre limpia para poder absorber la luz y sobrevivir. El botánico Wilhelm Barthlott, descubrió que la hoja del loto era una superficie hidrófoba y autolimpiable; el secreto está en unas nanoestructuras cerosas que repelen el agua y la suciedad haciendo que las gotas de lluvia resbalen y se lleven consigo la suciedad. Gracias a su rugosidad a escala molecular, esta flor impide que las partículas de polvo se le adhieran, de modo que la lluvia las encapsula y las arrastra manteniendo la hoja limpia de bacterias, que supondrían una amenaza para la supervivencia de la planta.

En la misma línea de actuación, la compañía alemana Sto AG, ha diseñado una pintura exterior basada en la capacidad de la hoja de loto de secarse rápidamente y mantenerse limpia después de la tormenta. Esta compañía se fijó en la microestructura de la planta para crear una pintura que se mantiene más limpia y dura el doble que una pintura convencional.

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Por último, cabe mencionar que dentro de España, concretamente en Barcelona en el instituto IAAC (instituto de arquitectura avanzada), se ofrece un máster de dos años en Arquitectura Avanzada, así como un programa de postgrado de seis meses.
Estos estudios están orientados a desarrollar habilidades de investigación de diseño en el contexto de las nuevas formas de práctica dentro de la arquitectura y el urbanismo, que van desde lo general a lo particular con el fin de permitir la más alta calidad y la investigación aplicada.

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Hidromembrana

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CASOS DE ESTUDIO


Proyecto: Water Cube

Arquitectos: PTW Architects, CSCEC International Design & Arup con Structural Engineers Arup que se encargaron de la estructura

Fecha: 2003-2007

Ubicación: Está ubicado en la parte oeste del Parque Olímpico, a un lado del espectacular Estadio Nacional diseñado por Herzog & de Meuron.

Concepto: agua por dentro y agua por fuera. El edificio refleja lo que ocurre en su interior. Para ello crean un edificio con una estructura basada en las burbujas que crea el jabón mezclado con el agua, todo ello forrado con una capa blanda y amorfa como el agua, creando la sensación de como si hubiesen colocado un cubo lleno de agua y lo hubiesen retirado dejando un molde de agua flotando en el aire.

Materiales y estructura: estructura exterior formada por 634 membranas traslúcidas, hinchadas con aire a baja presión, de un polímero llamado ETFE (etileno-tetra-fluoro-etileno).
El edificio se sustenta con un sistema estructural de acero y hormigón único que sigue la lógica de las burbujas, creando una estructura tridimensional de acero recubierta con una base rica en Zinc.

Uso: donde se celebraron las competiciones de natación, natación sincronizada y saltos de los Juegos Olímpicos de 2008 y también se celebrara la competición de curling de los Juegos Olímpicos de 2022.

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Proyecto: Estadio olímpico de Pekín

Arquitectos: Jacques Herzog y Pierre de Meuron

Fecha: 2008

Ubicación: Situado en el Parque Olímpico, al norte de la ciudad, se encuentra a tan sólo 1,5 km de la Villa Olímpica y a 25 km del aeropuerto de Pekín.

Concepto: inspirado en la formación de los nidos de las aves. Los arquitectos han logrado plasmar el concepto de tal manera sobre su obra que se ha ganado el sobrenombre de “nido de pájaro” de manera espontanea entre la población china. El diseño se basa en los nidos de las aves no sólo a nivel estético sino también a nivel estructural. Toda la estructura visible desde el exterior imita las ramas entrelazadas de los nidos que al trabajar en conjunto las unas con las otras logran resistencias inimaginables para cada elemento aislado.

Materiales y estructura: Se ha utilizado sobre todo el acero del que están constituidas las diversas ramitas del nido; entre una y otra, una serie de “cojines” hinchables de ETFE (copolímero de etileno-tetrafluoretileno) hacen que desde el exterior el estadio devuelva una imagen acolchada. El techo es una membrana transparente, a través de la cual pasa la luz procedente del exterior. La parte restante de la estructura está cubierta por una capa translúcida que protege de los agentes atmosféricos y por una segunda capa que asegura el aislamiento acústico.

Uso: Escenario principal de las pruebas olímpicas de atletismo, las ceremonias de inauguración y clausura, y algunos partidos del Torneo Olímpico de Fútbol durante las olimpiadas de Pekín 2008.

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Proyecto: Invernadero Spaceplates

Arquitectos : N55 + Anne Romme

Fecha: 2012

Ubicación: Hengrove Park, Bristol , Reino Unido

Concepto: una solución de cúpula auto resistente formada por el resultado del estudio de la geometría del los caparazones de los “erizos de mar”, donde un patrón de piezas hexagonales se disponen en cuadrícula geodésica sobre una esfera.

Materiales y estructura: las células que conforman la estructura son de placas de aluminio de 4 mm, cortadas con láser y atornilladas en sus bordes. Los vanos entre cada célula hechas de placas de acrílico transparente, montadas con perfiles de plástico EPDM, similares a los perfiles utilizados para el montaje de ventanas de automóviles.

Uso: Acoge el aula taller de horticultura de la “South Bristol  Skills Academy” una iniciativa académica que se desarrolla en torno a un proyecto de desarrollo urbano que, entre otros, se suma el de ampliar su ámbito de acción a la formación de jóvenes y adultos , así como de dotar al campus de nuevos equipamientos integrados en el espacio publico.

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Conclusiones:

– Gracias a la observación de la naturaleza y el empeño del ser humano en copiarla o imitarla ha nacido el concepto de biomísesis, este nos ayuda a resolver problemas humanos y ambientales.

-Esta ciencia es una herramienta para el progreso tecnológico del hombre, brinda a los científicos modelos de como la naturaleza a subsistido a lo largo de la historia.

– La biomimética ha aportado con muchas ideas para el ámbito de la ingeniería, así como en el mundo de la arquitectura y el diseño.

Equipo de trabajo: Edgar Esteve Alabort   Alejandro Dolz Garcia  Nuria Bautista Navio.


Bibliografía:

Castro, Carlos. (2010-2011). Sistemas arquitectónicos adaptativos y autogenerativos. Elisava, Barcelona.

Dunn, Nick. (2012). Proyecto y contrucción digital en arquitectura. Barcelona, España: Blume.

Rossi, Ludovica. (2009). Arquitectura y biomímesis. Caso de estudio: Análisis del tejido del cactus para modelos arquitectónicos inspirados en la naturaleza. Universidad Politécnica de Cataluña, Departamento de construcciones arquitectónicas I, Barcelona.

Webgrafía:

JANINE BENYUS. (2016). The Biomimicry Insitute. United States of America (Missoula, Montana). Recuperado de: https://biomimicry.org/biomimicry-examples/#.WBC0kFIYmuR

JARDÍN BOTÁNICO. (2016). Universidad de Valencia. España, Valencia. Recuperado de: http://www.espores.org/es/investigacion/biomimetisme-la-naturalesa-com-a-font-de-vidai-dinspiraci%C3%B3.html

SCOTT SHEPPARD. (2012). Eiji Nakatsu: Lecture on Biomimicry as applied to a Japanese Train. Recuperado de:  http://labs.blogs.com/its_alive_in_the_lab/2012/04/biomimicry-japanese-train.html

FRANK FISH. (2007). Una ballena de cuento. Toronto. Recuperado de: http://www.rexresearch.com/whalewing/whalewing.htm

EL MUNDO. (2008). Microagujas indoloras que imitan la picadura del mosquito hembra. Recuperado de: http://www.elmundo.es/elmundosalud/2008/07/21/tecnologiamedica/1216655122.html

LA FLECHA. (2009). Crean un bastón que guía a los ciegos con ultrasonidos y tecnología RFID. Recuperado de: http://laflecha.net/archivo/canales/ciencia/noticias/crean-un-baston-que-guia-a-los-ciegos-con-ultrasonidos-y-tecnologia-rfid

GREEN SCREEN MAGAZINE. (2015). La arquitectura biomimética y su aporte al mundo sostenible . Recuperado de: http://www.greenscreen.mx/arquitectura-biomimetica-que-podemos-aprender-de-la-naturaleza/

JOSÉ TOMÁS FRANCO. (2013). Arquitectura Biomimética: ¿Qué podemos aprender de la Naturaleza? Recuperado de: http://www.plataformaarquitectura.cl/cl/02-312614/arquitectura-biomimetica-que-podemos-aprender-de-la-naturaleza

SUSANA. (2008). Biomimética: limpia flor de loto, escarabajo ingeniero & ballena electrizante. Recuperado de: http://trescosashermosas.blogspot.com.es/2008/12/biomimtica-limpia-flor-de-loto.html

EXPANSIÓN. (2013). La naturaleza inspira a la tecnología. Recuperado por: http://www.expansion.mx/tecnologia/2013/03/29/gecos

MARINA PÉREZ. (2016). 5 ejemplos de cómo la naturaleza ha inspirado al hombre. España. Recuperado por: http://www.fundacionmelior.org/taxonomy/term/116

BIOMIMICRY INSTITUTE. (2008). ¿Qué se entiende por biomímesis? Una conversación con Janine Benyus. Recuperado por: http://www.terra.org/categorias/articulos/que-se-entiende-por-biomimesis-una-conversacion-con-janine-benyus-24

ABIGAIL DOAN. (2012). Biomimetic Architecture: Green building in Zimbabwe modeled after termite mounds. Recueprado por: http://inhabitat.com/building-modelled-on-termites-eastgate-centre-in-zimbabwe/

IAAC. (Desde 2011). Máster en arquitectura avanzada. España, Barcelona. Recueprado por: http://www.iaacblog.com/programs/courses/maa-01/

WIKIARQUITECTURA. (2015). Estadio olímpico de Pekín. Recuperado por: https://es.wikiarquitectura.com/index.php/Estadio_ol%C3%ADmpico_de_Pek%C3%ADn

WIKIARQUITECTURA. (2011). Water Cube. Recueprado por: https://es.wikiarquitectura.com/index.php/Water_Cube

ANÓNIMO. (2012). Greenhouse, un original invernadero. Recueprado por: http://noticias.arq.com.mx/Detalles/13359.html#.WBEXduCLTIW

ALISON FURUTO. (2012). Spaceplates Greenhouse / N55 + Anne Romme. http://www.archdaily.com/277762/spaceplates-greenhouse-n55-anne-romme

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