Arquitetura biomimética

A arquitetura biomimética é uma filosofia da arquitetura contemporânea que busca soluções para a sustentabilidade na natureza, não replicando as formas naturais, mas compreendendo as regras que as governam. É uma abordagem multidisciplinar para o design sustentável que segue um conjunto de princípios, em vez de códigos estilísticos. Faz parte de um movimento maior conhecido como biomimética, que é o exame da natureza, seus modelos, sistemas e processos com o propósito de obter inspiração para resolver problemas criados pelo homem.

História
A arquitetura há muito tempo vem da natureza como fonte de inspiração. O biomorfismo, ou a incorporação de elementos naturais existentes como inspiração no design, originou-se possivelmente com o início de ambientes criados pelo homem e permanece presente hoje. Os antigos gregos e romanos incorporaram motivos naturais ao design, como as colunas inspiradas em árvores. Os tentáculos arabescos antigos e bizantinos tardios são versões estilizadas da planta de acanto. O aviário de Varro, no Casinum, de 64 aC, reconstruiu um mundo em miniatura. Uma lagoa cercava uma estrutura abobadada em uma extremidade que continha uma variedade de pássaros. Um pórtico de pedra com colunatas tinha colunas intermediárias de árvores vivas.

A igreja da Sagrada Família, de Antoni Gaudí, iniciada em 1882, é um exemplo bem conhecido do uso das formas funcionais da natureza para responder a um problema estrutural. Ele usou colunas que modelaram as copas de árvores ramificadas para resolver problemas estáticos no apoio ao cofre.

A arquitetura orgânica usa formas geométricas inspiradas na natureza no design e busca reconectar o humano com o ambiente ao seu redor. Kendrick Bangs Kellogg, um arquiteto orgânico que pratica, acredita que “acima de tudo, a arquitetura orgânica deveria nos lembrar constantemente de não considerar a Mãe Natureza como algo natural – trabalhe com ela e permita que ela guie sua vida. Inibi-la, e a humanidade será a perdedora. ”Isso está de acordo com outro princípio orientador, que é que a forma deve seguir o fluxo e não trabalhar contra as forças dinâmicas da natureza. O comentário do arquiteto Daniel Liebermann sobre a arquitetura orgânica como um movimento destaca o papel da natureza na construção: “… uma compreensão mais verdadeira de como vemos, com nossa mente e olhos, é a base de tudo que é orgânico. O olho e o cérebro do homem evoluíram ao longo de eras de tempo, a maioria dos quais estavam dentro da vasta paisagem livre e não pavimentada da nossa biosfera edênica! Precisamos ir à Nature para nossos modelos agora, isso está claro! ”Os arquitetos orgânicos usam soluções artificiais com estética inspirada na natureza para criar uma consciência do ambiente natural em vez de confiar nas soluções da natureza para responder aos problemas do homem.

A arquitetura metabolista, movimento presente no Japão após a Segunda Guerra Mundial, enfatizava a idéia de mudanças infinitas no mundo biológico. Metabolistas promoveram arquitetura flexível e cidades dinâmicas que poderiam atender às necessidades de um ambiente urbano em mudança. A cidade é comparada a um corpo humano em que seus componentes individuais são criados e se tornam obsoletos, mas a entidade como um todo continua a se desenvolver. Como as células individuais de um corpo humano que crescem e morrem, embora o corpo humano continue a viver, a cidade também está em um ciclo contínuo de crescimento e mudança. A metodologia dos Metabolistas vê a natureza como uma metáfora para o homem. A Helix City, de Kisho Kurokawa, é inspirada no DNA, mas usa-a como uma metáfora estrutural, e não como base de sua finalidade de codificação genética.

A arquitetura biomimética vai além de usar a natureza como inspiração para os componentes estéticos da forma construída, mas, em vez disso, procura usar a natureza para resolver problemas do funcionamento do edifício. Biomimicry significa imitar a vida e se origina das palavras gregas bios (vida) e mimesis (imitar). O movimento é um ramo da nova ciência definida e popularizada por Janine Benyus em seu livro de 1997, Biomimicry: Innovation Inspired by Nature, que estuda a natureza e depois imita ou se inspira em seus projetos e processos para resolver problemas humanos. Em vez de pensar no prédio como uma máquina para viver, a biomimética pede aos arquitetos que pensem em um edifício como algo vivo para um ser vivo.

Características
A arquitetura biomimética usa a natureza como modelo, medida e mentor para resolver problemas na arquitetura. Não é o mesmo que a arquitetura biomórfica, que usa elementos naturais existentes como fontes de inspiração para componentes estéticos da forma. Em vez disso, a arquitetura biomimética olha para a natureza como um modelo para imitar ou inspirar-se em projetos e processos naturais e aplicá-la ao homem. Ele usa a natureza como uma medida que significa que a biomimética usa um padrão ecológico para avaliar a eficiência das inovações humanas. A natureza como um mentor significa que a biomimética não tenta explorar a natureza extraindo bens materiais dela, mas valoriza a natureza como algo de que os humanos podem aprender.

Inovações arquitetônicas que respondem à arquitetura não precisam se assemelhar a uma planta ou a um animal. Onde a forma é intrínseca à função de um organismo, então um edifício modelado nos processos de uma forma de vida pode acabar parecendo também o organismo. A arquitetura pode emular formas, funções e processos naturais. Embora seja um conceito contemporâneo em uma era tecnológica, a biomimética não implica a incorporação de tecnologia complexa na arquitetura. Em resposta a movimentos arquitetônicos prévios, a arquitetura biomimética se esforça para avançar radicalmente na eficiência de recursos, trabalhar em um modelo de malha fechada em vez de linear (trabalhar em um ciclo fechado que não precisa de uma entrada constante de recursos para funcionar) e confiar na energia solar energia em vez de combustíveis fósseis. A abordagem de design pode funcionar desde o design até a natureza ou da natureza até o design. Projetar para a natureza significa identificar um problema de projeto e encontrar um problema paralelo na natureza para uma solução. Um exemplo disso é o carro biônico da DaimlerChrysler que olhou para o peixe-caixa para construir um corpo aerodinâmico. A natureza do método de design é um design biologicamente inspirado por soluções. Os designers começam com uma solução biológica específica em mente e aplicam-na ao design. Um exemplo disso é a tinta Lotus de Sto, que é autolimpante, uma idéia apresentada pela flor de lótus, que surge limpa das águas pantanosas.

Três níveis de mimetismo
A biomimética pode funcionar em três níveis: o organismo, seus comportamentos e o ecossistema. Edifícios no nível do organismo imitam um organismo específico. Trabalhar sozinho nesse nível sem imitar como o organismo participa de um contexto maior pode não ser suficiente para produzir um edifício que se integre bem ao seu ambiente, porque um organismo sempre funciona e responde a um contexto maior. Em um nível de comportamento, os edifícios imitam como um organismo se comporta ou se relaciona com seu contexto mais amplo. No nível do ecossistema, um edifício imita o processo natural e o ciclo do ambiente maior. Os princípios do ecossistema seguem que os ecossistemas (1) são dependentes da luz solar contemporânea; (2) otimizar o sistema em vez de seus componentes; (3) estão sintonizados e dependentes das condições locais; (4) são diversos em componentes, relacionamentos e informações; (5) criar condições favoráveis ​​à vida sustentada; e (6) adaptar e evoluir em diferentes níveis e em diferentes taxas. Essencialmente, isso significa que vários componentes e processos formam um ecossistema e eles precisam trabalhar uns com os outros, em vez de contra, para que o ecossistema funcione sem problemas. Para que o projeto arquitetônico imite a natureza no nível do ecossistema, ele deve seguir esses seis princípios.

Exemplos de biomimética na arquitetura

Nível de organismo
No nível do organismo, a arquitetura olha para o próprio organismo, aplicando sua forma e / ou funções a um edifício.

A Torre dos Pepinos de Norman Foster (2003) tem uma pele hexagonal inspirada na Esponja da Cesta de Flores de Vênus. Essa esponja fica em um ambiente submarino com fortes correntes de água e seu exoesqueleto em forma de treliça e formato arredondado ajudam a dispersar essas tensões no organismo.

O Eden Project (2001) em Cornwall, Inglaterra, é uma série de biomas artificiais com domos modelados a partir de bolhas de sabão e grãos de pólen. Grimshaw Architects olhou para a natureza para construir uma forma esférica efetiva. As bolhas hexagonais geodésicas resultantes, infladas com ar, foram construídas com Etileno Tetrafluoroetileno (ETFE), um material que é ao mesmo tempo leve e forte. A superestrutura final pesa menos que o ar que contém.

Nível de Comportamento
No nível de comportamento, o edifício imita como o organismo interage com seu ambiente para construir uma estrutura que também pode se encaixar sem resistência em seu ambiente circundante.

Termite de cupins Namíbia
O Eastgate Centre, projetado pelo arquiteto Mick Pearce em conjunto com engenheiros da Arup Associates, é um grande escritório e complexo comercial em Harare, Zimbábue. Para minimizar os custos potenciais da regulação da temperatura interna do prédio, Pearce olhou para os montes auto-refrigerantes dos cupins africanos. O edifício não tem ar-condicionado ou aquecimento, mas regula sua temperatura com um sistema de resfriamento passivo inspirado nos montes auto-refrigerantes dos cupins africanos. A estrutura, no entanto, não precisa parecer um cupinzeiro para funcionar como um só e, em vez disso, esteticamente se baseia na alvenaria indígena do Zimbábue.

O Qatar Cacti Building projetado pela Architects Aesthetics Architects para o Ministro de Assuntos Municipais e Agricultura é um edifício projetado que usa a relação do cacto com seu ambiente como modelo para construção no deserto. Os processos funcionais silenciosamente no trabalho são inspirados na maneira como os cactos se sustentam em um clima seco e escaldante. Os óculos de sol nas janelas abrem e fecham em resposta ao calor, assim como o cacto sofre transpiração à noite e não durante o dia para reter a água. O projeto chega ao nível do ecossistema em sua cúpula botânica adjacente, cujo sistema de gerenciamento de águas residuais segue processos que conservam a água e têm saídas mínimas de resíduos. A incorporação de organismos vivos ao estágio de esgotamento das águas residuais minimiza a quantidade de recursos energéticos externos necessários para cumprir essa tarefa. A cúpula criaria um espaço controlado pelo clima e pelo ar que pode ser usado para o cultivo de uma fonte de alimento para os funcionários.

Nível do ecossistema
Construir no nível do ecossistema envolve a imitação de como os vários componentes do ambiente trabalham juntos e tendem a estar na escala urbana ou um projeto maior com vários elementos, em vez de uma estrutura solitária.

O projeto Cardboard to Caviar, fundado por Graham Wiles em Wakefield, Reino Unido, é um sistema de ciclo fechado cíclico que utiliza resíduos como nutriente. O projeto paga restaurantes por seu papelão, destrói-o e vende-o a centros equestres para cama de cavalo. Em seguida, a roupa de cama suja é comprada e colocada em um sistema de compostagem, que produz muitos vermes. Os vermes são alimentados com ovas de peixe, que produzem caviar, que é vendido de volta para os restaurantes. Essa ideia de desperdício de um como nutriente para outro tem o potencial de ser traduzida para cidades inteiras.

O Sahara Forest Project, projetado pela firma Exploration Architecture, é uma estufa que pretende se basear apenas na energia solar para operar como um sistema de resíduo zero. O projeto está no nível do ecossistema porque seus muitos componentes trabalham juntos em um sistema cíclico. Depois de descobrir que os desertos costumavam ser cobertos por florestas, a Exploration decidiu intervir nos limites da floresta e do deserto para reverter a desertificação. O projeto imita o besouro do deserto da Namíbia para combater a mudança climática em um ambiente árido. Baseia-se na capacidade do besouro de auto-regular sua temperatura corporal acumulando calor por dia e coletando gotículas de água que se formam em suas asas. A estrutura da estufa usa água salgada para fornecer resfriamento evaporativo e umidificação. O ar evaporado condensa a água fresca, permitindo que a estufa permaneça aquecida durante a noite. Este sistema produz mais água do que as plantas do interior precisam, então o excesso é expelido para o crescimento das plantas vizinhas. As usinas de energia solar trabalham com a idéia de que as relações simbióticas são importantes na natureza, coletando o sol e proporcionando sombra para o crescimento das plantas. O projeto está atualmente em fase piloto.

Lavasa, na Índia, é uma cidade proposta de 8000 acres por HOK (Hellmuth, Obata e Kassabaum) planejada para uma região da Índia sujeita a inundações de monções. A equipe da HOK determinou que o ecossistema original do local era uma floresta decídua úmida antes de se tornar uma paisagem árida. Em resposta às inundações da temporada, eles projetaram as fundações do prédio para armazenar água como as antigas árvores faziam. Os telhados da cidade imitam a folha de figo banyan, olhando para seu sistema de gotejamento que permite que a água escorra enquanto simultaneamente limpa sua superfície. A estratégia para mover o excesso de água através de canais é emprestada de formigas de colheitadeiras locais, que usam canais de múltiplas vias para desviar a água de seus ninhos.

Críticas
A biomimética tem sido criticada por distanciar o homem da natureza, definindo os dois termos como separados e distintos um do outro. A necessidade de categorizar o humano como distinto da natureza sustenta a definição tradicional da natureza, que é a de que são essas coisas ou sistemas que surgem independentemente da intenção humana. Joe Kaplinsky argumenta ainda que, baseando-se no design da natureza, a biomimética arrisca presumir a superioridade das soluções dadas pela natureza sobre o homem. Ao idolatrar os sistemas da natureza e desvalorizar o design humano, as estruturas biomiméticas não conseguem acompanhar o ambiente criado pelo homem e seus problemas. Ele afirma que a evolução dentro da humanidade é culturalmente baseada em inovações tecnológicas, e não na evolução ecológica. No entanto, arquitetos e engenheiros não baseiam seus projetos estritamente fora da natureza, mas usam apenas partes dela como inspiração para soluções arquitetônicas. Como o produto final é, na verdade, uma fusão do design natural com uma inovação humana, a biomimética pode realmente ser lida como trazendo o homem e a natureza em harmonia uns com os outros.