Biomimetica e tecnologia: edifici green e innovativi

Dall’unione di tecnologia, architettura, ingegneria e natura possono scaturire sperimentazioni sorprendenti. Ne è un esempio il lavoro di Achim Menges, architetto tedesco che grazie alla biomimetica e al design computazionale, punta alla realizzazione di edifici davvero innovativi.

Indice degli argomenti:

• Biomimetica: l’architettura che impara dalla natura
• Padiglione per la Mostra di Giardinaggio, Schwäbisch Gmünd, 2014
• Padiglione di ricerca biomimetica, Stoccarda, 2016
• Elytra Filament Pavillon, Londra, 2016

L’architettura è destinata ad evolversi e cambiare continuamente, adattandosi ai cambiamenti culturali, ambientali e tecnologici di ogni tempo. Da sempre, infatti, si assiste all’evoluzione delle tecniche, delle forme e anche degli usi delle strutture create dall’uomo.

Con il passare degli anni e con l’evoluzione tecnologica, si sono raggiunti risultati sempre più interessanti, introducendo innovazione e sperimentazione che spesso sconfinano in altri campi. Si sono studiati nuovi materiali, nuovi impianti, nuove soluzioni costruttive e di conseguenza cambiano i cantieri, i tempi di costruzione, i costi e anche le modalità con cui vivere gli spazi, sia chiusi che aperti.

Tra i vari filoni di ricerca, c’è l’interessante applicazione della biomimetica all’architettura e il disegno computazionale.

Biomimetica: l’architettura che impara dalla natura

Con il termine biomimetica si intende lo studio della natura con lo scopo di imitarne il funzionamento. Alla base dell’architettura biomimetica sta il concetto secondo cui sia possibile replicare funzionamenti e comportamenti tipici della natura, realizzando così edifici più efficienti e performanti.

L’imitazione della natura, quindi, non è tanto di tipo estetico, quanto funzionale. Questo significa ad esempio comprendere le strutture che caratterizzano il mondo animale, le caratteristiche degli organismi viventi, le proprietà dei materiali naturali, i comportamenti di alcune specie.

La natura diventa un esempio, qualcosa da conoscere, approfondire e da cui imparare. I casi in cui si è applicata la biomimetica sono diversi e, in un certo senso, uno dei primi è la macchina volante di Leonardo, che si ispirava proprio al volo degli uccelli.

Anche il velcro è stato inventato dall’ingegnere George de Mestral negli anni ’40, imitando dei piccoli fiori che si incastravano sempre nel pelo del suo cane.

Tramite questo approccio l’architetto Achim Menges, professore dell’Università di Stoccarda, ha sperimentato nel campo dell’architettura e dimostrato che con la biomimetica si possono ottenere edifici innovativi ispirati al mondo naturale, facendo però ricorso anche alla tecnologia di ultima generazione. I progetti che ha realizzato sono molti, tutti a testimonianza delle potenzialità di un approccio innovativo ed interdisciplinare, basato sulle possibilità della tecnologia, dell’ingegneria, ma anche della biologia.

Ecco alcuni esempi.

L’uso della tecnologia per imitare la natura

Per imitare i meccanismi della natura, Achim Menges collabora con altri architetti, ingegneri e biologi, ma anche informatici ed esperti di materiali, così da sfruttare le possibilità offerte dalle più recenti tecnologie. Le sperimentazioni fatte riguardano strutture a secco, composte da pezzi a incastro realizzate da robot, con cantieri velocissimi e una forte spinta all’automazione.

Achim Menges è anche fondatore dell’Institute for Computational Design (ICD), dove si mettono in pratiche nuove pratiche progettuali, che tramite calcoli e software permettono la realizzazione di strutture complesse ed innovative. Del resto, design computazionale, stampanti 3D, robot, simulazioni, Big Data e digitalizzazione sono solo esempi di tecnologie che diventeranno sempre più importanti nel mondo dell’edilizia e dell’architettura.

Padiglione per la Mostra di Giardinaggio, Schwäbisch Gmünd, 2014

Il Padiglione per la Mostra di Giardinaggio del 2014 è stato realizzato ispirandosi agli scheletri naturali, come quelli dei ricci. Questo padiglione è il primo ad avere una struttura realizzata interamente con pannelli di compensato prefabbricati e assemblati tramite l’ausilio di robot.

Il risultato è stato possibile grazie all’unione di design computazionale, simulazioni e nuovi metodi costruttivi, tanto che sono proprio i robot a rivoluzionare il modo di utilizzare il legno, uno dei materiali più “antichi”. Il padiglione mostra le opportunità di questo approccio, che permette un migliore uso di risorse e la realizzazione di edifici più efficienti.

Alla base di queste sperimentazioni c’è la logica secondo cui la natura è efficiente per la sua ampia differenziazione morfologica che tramite la biomimetica, il design computazionale e le nuove tecnologie, viene trasferita anche al mondo delle costruzioni. I gusci che formano il padiglione sono tutti diversi, ma nel complesso danno un’immagine unica. Il legno utilizzato, inoltre, è locale e gli scarti di lavorazione sono stati usati per realizzare il pavimento.

Padiglione di ricerca biomimetica, Stoccarda, 2016

Lo studio e i lavori per la realizzazione del padiglione sono stati condotti dall’ICD e dall’Institute of Building Structures and Structural Design (ITKE) di Stoccarda, con lo scopo di dimostrare le potenzialità del design computazionale.

La struttura imita i ricci di mare e si compone di un guscio segmentato in compensato di faggio modellato e laminato. Con questo padiglione si è fatto ricorso per la prima volta alle cuciture industriali per gli elementi in legno, usate a scala architettonica. Nel progetto sono state coinvolte diverse figure, oltre agli studenti, tra cui paleontologi e biologi.

Il padiglione è il risultato di un processo di studio e sperimentazione che combina la biomimetica a metodi di costruzione robotizzati, partendo quindi da un’analisi della natura, per poi imitarla tramite l’uso di tecnologie progettuali e costruttive avanzate.

Elytra Filament Pavillon, Londra, 2016

Questo padiglione è stato costruito per un’esposizione temporanea al Victoria&Albert Museum di Londra, dove è stato esposto da maggio a novembre del 2016. Con un approccio integrato di ingegneria e architettura, l’Elytra Filament Pavillon è concepito come uno spazio dinamico e una struttura in evoluzione.

È stato realizzato da robot, che hanno intrecciato la fibra di carbonio e assemblando uno ad uno i “nuclei” che compongono la struttura. Il padiglione si ispira ai coleotteri e nella fibra sono stati predisposti appositi sensori, con lo scopo di raccogliere informazioni sulle abitudini dei visitatori durante i mesi di esposizione. Proprio sulla base di questi dati, il padiglione si è evoluto ed è cresciuto nel tempo.

 

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