Biomimesi, idee dalla Natura per la sostenibilità del costruire

Ispirandosi e imitando la natura si trovano soluzioni affascinanti, come il Museo di Storia Naturale di Shanghai, a forma di conchiglia

Lo studio delle soluzioni fornite dalla natura per la risoluzione di problemi ha da sempre fatto parte del lavoro degli scienziati; in ogni epoca l’osservazione della natura e la sua imitazione, da semplice presa a modello a vera e propria replicazione, ha generato progetti di ricerca che hanno poi trovato le soluzioni. Il settore aerospaziale, per dirne uno, è stato ispirato, fin dai primi studi, dal profilo e dal modo di volare e planare delle anatre e di altri uccelli.

Della Biomimetica, o Biomimicry in inglese,  il cui nome deriva dal greco bios (vita) e mimesis (imitazione), esistono svariate definizioni, dall’ “emulazione cosciente del genio della vita” (J.M. Benyus, 1997), alla “scienza dei sistemi il cui funzionamento è basato sui sistemi naturali o che abbiano analogie con questo” (J. Steele della US Air Force, 1960) o anche “il risultato tecnologico dell’atto di prendere in prestito o rubare idee dalla natura” (J.F.V. Vincent), ma, per tutte, è immediato rilevare la convergenza su due precisi termini: vita e natura.  Idee dalla natura o dalla vita che fa parte di essa.

Limitandosi a guardare alla biomimetica come l’astrazione di buoni progetti che imitano o traggono ispirazione dalla vita, ed escludendo il regno minerale e la materia inanimata, già si entra in un mondo interessante: un mondo basato su ciò che possiamo imparare dal modello biologico, da meccanismi che, in un percorso lentissimo di cambiamenti ed evoluzioni, hanno dato forma a tutti gli organismi esistenti ed anche a quelli estinti.

Meccanismi evolutivi dove l’unicità di ogni individuo è uno degli aspetti più ingegnosi perché ogni esemplare è il frutto di un continuo mutamento, di un’evoluzione; dove un particolare carattere, tra tentativi, errori o coincidenze può diventare fondamentale alla sopravvivenza e quindi diffondersi alle generazioni seguenti.

Dalla vita è possibile imitare soluzioni ampiamente sperimentate e studiare il metodo che ha condotto a quelle soluzioni, ma anche il risultato finale di queste evoluzioni. La vita diventa maestra preziosa, le strategie biologiche da imitare si manifestano in varie scale e possono essere applicate in molti ambiti: nell’architettura e nel design e nella robotica, forse le più sperimentate, ma anche nella medicina, nella meccanica, nell’ingegneria dei nanomateriali, nella fisica, nei progetti che imitano l’intelligenza di gruppo (sciami, stormi, ecc.) o, in genere, i comportamenti sociali degli organismi.

La definizione più ampia, che comprende tutta la natura come fonte di ispirazione e di idee, è forse la più corretta, ed è anche affascinante. Se si osserva che gli organismi viventi rispettano le leggi della fisica, proprio come accade agli elementi inanimati, si scopre che esistono soluzioni simili sia nel mondo vegetale o animale che nel mondo minerale.

La forma dell’esagono ne è un esempio: nel mondo animato è esagonale la costruzione degli alveari delle api, in quello inanimato troviamo forme esagonali in alcune formazioni rocciose vulcaniche, per dirne due. La ricorrenza dell’esagono è dovuta al fatto che è una forma ottimizzata, ovvero che a parità di resistenza necessità di una minore quantità di materiale.

In natura non sono ammessi sprechi, il materiale spesso deriva dai nutrienti che un vegetale o un animale riesce a recuperare dall’ambiente; poter fare meglio o di più con lo stesso quantitativo di risorse può essere il fattore decisivo per la sopravvivenza di una specie a discapito di un’altra.

L’”architettura” degli animali è in perfetta armonia con il contesto ambientale: il loro principio è di non esaurire le risorse naturali e, altra cosa non da poco, di non inquinare. Gli straordinari esempi di architetture realizzate da animali non nascono quindi da azioni inconsapevoli, perché gli animali per loro natura agiscono sempre con un obiettivo ben preciso: l’ottimizzazione delle risorse disponibili è un fattore guida.

Pensiamo alle termiti che nonostante le loro millimetriche dimensioni sono in grado di costruire torri alte diversi metri, che se rapportate alla scala umana corrisponderebbero a grattacieli di diversi chilometri. Ci meravigliano le loro opere che comprendono gallerie articolate, condotti di areazione naturale che consentono di mantenere costante la temperatura tutto l’anno, abitazioni per intere colonie suddivise per ranghi e pozzi per il passaggio di materiale.

Ma tante altre strutture complesse del mondo animale ci stupiscono e affascinano: dalle torri di argilla agli alveari, dalle dighe di legno alle tele fatte di filo naturale. Non si contano le innumerevoli fonti di ispirazioni per progettisti tratte anche solo da questi pochi esempi.

La forma di una conchiglia, ovvero della conchiglia nautilus, una delle strutture più belle e complesse presenti in natura, ha dato l’idea per l’organizzazione generale delle forme e delle aree interne del Museo di Storia Naturale di Shanghai.

Questa non è però cosa nuova, o comunque così recente:  dal secolo scorso in poi Le Corbousier, Antoni Gaudì, fino ai più recenti Jorn Utzon e Zaha Hadid, hanno sviluppato forme d’architettura traendo esempio dalle forme di conchiglia, sia per la capacità di contenere i carichi che per la creazione di strutture nidificate e funzionali al loro interno.

Il Museo di Shanghai è stato completato nel 2015 ed è stato progettato dallo studio londinese Perkins + Will: l’idea ispiratrice alla base è dunque la conchiglia, ma i riferimenti alla natura sono presenti ovunque e, per gli accorgimenti, le tecnologie e gli impianti presenti, è destinato a diventare una delle icone del green building (bioclimatica, tetto verde, sistema di assorbimento energia geotermico, pareti verdi purificanti, ecc.).

Su un’area complessiva di 44.500 mq, nel distretto di Jing’an, il Museo sorge all’interno dello Jing’an Sculpture Park di Shanghai, dove è possibile ammirare molte sculture all’aperto, ed è  maestoso: i piani espositivi di cui è composto sono sei e ha un atrio di trenta metri di altezza.

Una “pelle intelligente” massimizza l’assorbimento dell’energia solare, la temperatura interna è regolata da un sistema geotermico e i piccoli specchi d’acqua al centro contribuiscono alla climatizzazione naturale degli ambienti. Il tetto verde, inoltre, raccoglie l’acqua piovana che è immagazzinata insieme alle acque grigie per essere poi riutilizzata per minimizzare i consumi idrici. La parete verde purifica l’aria e protegge l’edificio da inquinamento acustico e sbalzi termici.

Nel progetto ci sono costanti riferimenti alla natura: nelle numerosissime facciate vetrate che esprimono la potenza solare, nella parete vivente ad est che rappresenta la vegetazione della terra, nel muro di pietra a nord che suggerisce lo spostamento delle placche tettoniche e ricorda le pareti rocciose dei canyon erose dai fiumi, mentre il rivestimento reticolare bianco, in vetro multistrato, cemento e acciaio, mostra la struttura cellulare delle piante e degli animali. La biomimesi qui non è un dettaglio ma ovunque.

Di seguito alcune belle immagini del Museo.

 

Fonte: https://www.architetturaecosostenibile.it/architettura/progetti/nel-mondo/museo-storia-shanghai-conchiglia-684/

Altre Fonti:

Chompoonut Chayaamor,  Biomimetica e sostenibilità- Dipartimento IDEAS I

Industrial Design Ambiente Storia presso la Seconda Università degli Studi di Napoli (http://www.scienzaefilosofia.com/wp-content/uploads/2018/03/res611954_04-CHAYAAMOR.pdf )

Immagine di copertina: Fotomontaggio di Armando Tondo

Elisa Poggiali

Elisa Poggiali

Ingegnere ambiente e territorio, membro del database 100 esperte.it nei settori S.T.E.M., si occupa di ambiente, tecnologia, innovazione e networking per la sostenibilità.

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