La arquitectura biónica es un movimiento contemporáneo que estudia las adaptaciones fisiológicas, conductuales y estructurales de los organismos biológicos como fuente de inspiración para diseñar y construir edificios expresivos. [1] Estas estructuras están diseñadas para ser autosuficientes, pudiendo modificarse estructuralmente en respuesta a las fuerzas internas y externas fluctuantes tales como cambios en el clima y la temperatura. [2]
Aunque este estilo de arquitectura ha existido desde principios del 18 º período de siglo, el movimiento sólo comenzó a madurar en el siglo 21 temprano, tras la creciente preocupación de la sociedad sobre el cambio climático y el calentamiento global . [3] Estas influencias llevaron a que la arquitectura biónica se utilizara para alejar a la sociedad de su entorno antropocéntrico, mediante la creación de paisajes que permiten la relación armoniosa entre la naturaleza y la sociedad. [3] Esto se logra mediante una comprensión profunda de las complejas interacciones entre la forma, el material y la estructura [4] a fin de garantizar que el diseño del edificio respalde una construcción más sostenible.ambiente. [5] Como resultado, los arquitectos dependerán del uso de materiales y técnicas artificiales de alta tecnología para conservar energía y materiales, [6] reducir el consumo de la construcción [7] y aumentar la practicidad y confiabilidad de su edificio. estructuras. [5]
Historia y marco teórico
La palabra 'arquitectura biónica' se deriva de la palabra griega 'bios' (vida) [4] , así como de la palabra inglesa 'técnica' (estudiar). [8] El término se utilizó originalmente para describir la tendencia científica de "transferir tecnologías a formas de vida". [1] El término 'biónico' fue utilizado por primera vez en 1958 por el coronel del ejército estadounidense, Jack E. Steele y el científico soviético Otto Schmitt durante un proyecto de astrónomo que se centró en la investigación en torno al campo de la robótica. [1] En su proyecto, ambos investigadores reconocieron inicialmente el concepto de biónica como "la ciencia de los sistemas basados en criaturas vivientes". [9] La idea fue ampliada en 1997 por Janine Benyus , quien acuñó el término " bio mimetismo " que se refería a "la emulación consciente del genio de la naturaleza". [ cita requerida ]
En 1974, Victor Glushkov publicó su libro The Encyclopedia of Cybernetics, en el que se aplicó el estudio de la biónica al pensamiento arquitectónico, y afirmó que: “ En los últimos años, ha surgido otra nueva dirección científica en la que la biónica colabora con la arquitectura y las técnicas de construcción, a saber, biónica arquitectónica. Usando modelos de la naturaleza como muestras, como tallos de plantas, nervios de hojas vivientes, cáscaras de huevo, los ingenieros crean estructuras arquitectónicas duraderas y hermosas: casas, puentes, cines, etc. ” [ cita requerida ] Más tarde, JS Lebedev publicó su libro, Architecture and Bionic [1] en 1983 y se centró en la teoría clásica de la arquitectura. [10] Exploró la posibilidad de estudiar los comportamientos de diferentes formas de vida biológica e integrar estas observaciones en la construcción y el diseño. [8] También teorizó que la arquitectura biónica resolvería muchos problemas asociados con el diseño y la construcción porque permitiría la "protección perfecta" al imitar los mismos mecanismos de supervivencia utilizados por los organismos. [1] A finales de la década de 1980, la biónica arquitectónica finalmente surgió como una nueva rama de la ciencia y la práctica de la arquitectura. [10] Esto luego influyó en la creación del Laboratorio Central de Investigación y Diseño Experimental de Biónica Arquitectónica, que se convirtió en el principal centro de investigación para el campo de la arquitectura biónica en la URSS y en varios países socialistas. [10]
Propósito
El entorno construido contribuye a la mayor parte de los residuos, la producción de materiales, el uso de energía y las emisiones de combustibles fósiles. [11] Por lo tanto, existe la responsabilidad de desarrollar un diseño de construcción más eficiente y ecológico que aún permita que se lleven a cabo las actividades diarias de la sociedad. [ Cita requerida ] Esto se consigue mediante el uso de fuentes de energía renovables como la energía solar , la energía eólica , la energía hidráulica y las fuentes naturales como la madera, el suelo y minerales. [11]
En su libro, Biomimicry: Innovation Inspired by Nature (1997), Janine Benyus formuló un conjunto de preguntas que se pueden utilizar para establecer el nivel de bio-mimetismo dentro de un diseño arquitectónico. Para garantizar que un diseño arquitectónico sigue los principios de la biónica, la respuesta debe ser "sí" a las siguientes preguntas: [ cita requerida ]
- ¿Su precedente se relaciona con la naturaleza?
- ¿Funciona con energía solar?
- ¿Es autosuficiente?
- ¿Se adapta a la forma de la función?
- ¿Es sustentable?
- ¿Es hermoso?
Estilos de arquitectura biónica
Las clasificaciones de la arquitectura biónica son: [12]
- Estructura en forma de arco: inspirada en la columna vertebral de un animal, creando así un edificio más rígido y rígido.
- Estructura fina de concha: inspirada en varios crustáceos y cráneos debido a su capacidad para distribuir la fuerza interna en toda su superficie. Los edificios que emplean este estilo son maleables y flexibles.
- Estructura hinchable: inspirada en células vegetales y animales. Se utiliza principalmente con fines estéticos.
- Estructura en espiral: inspirada en las hojas de plátano y su capacidad para regular la luz solar. Los edificios con este diseño tienen la luz solar más abundante.
Evolución histórica
Pre-18 º Período Siglo
Los datos arqueológicos sugieren que las primeras formas de arquitectura biónica se remontan a la antigua Grecia y se centraron principalmente en las observaciones anatómicas. Esto se debe a que los griegos estaban fascinados por las características del cuerpo humano, que influyeron en el diseño simétrico de su arquitectura. [ cita requerida ] La arquitectura biónica también se puede observar mediante el uso de elementos vegetales dentro de sus molduras de estuco. [3] Se dice que esta idea se originó en uno de los estudiantes de Policleto , quien observó las hojas de acanto decoradas en una tumba corintia. [3] Esto sirvió de inspiración para el diseño del capitel de la columna corintia, que estaba rodeado por un follaje de acanto. [3]
18 ° - 19 ° Período Siglo
Tras el auge de la Revolución Industrial , muchos teóricos se preocuparon por las implicaciones subyacentes de los avances tecnológicos modernos y, por lo tanto, volvieron a explorar la idea de la "arquitectura centrada en la naturaleza". [ cita requerida ] La mayoría de las arquitecturas biónicas construidas durante esta era se pueden ver alejándose de la construcción de hierro común y, en cambio, explorando estilos más futuristas. [ cita requerida ] Por ejemplo, el diseño interior de la Sagrada Familia de Antonio Gaudí se inspiró en varias formas y patrones de plantas, mientras que sus pilares reflejaban la estructura de los huesos humanos. [ cita requerida ] Tales influencias se basaron en la comprensión de Gaudí del potencial de imitar la naturaleza con el fin de mejorar la funcionalidad de sus edificios. [8] de Joseph Paxton , Crystal Palace también utiliza rejillas de celosía el fin de imitar la estructura ósea humana y por lo tanto, crear una estructura más rígida. [ cita requerida ] El Crystal Palace también ha imitado los tejidos de las venas que se encuentran en los nenúfares y el fémur humano. Esto redujo la tensión superficial del edificio, lo que le permitió soportar más peso sin el uso de una cantidad excesiva de materiales. [ cita requerida ]
20 º - 21 st Período Siglo
Debido a las crecientes preocupaciones en torno al calentamiento global y el cambio climático, así como al aumento de las mejoras tecnológicas, la biónica arquitectónica se centró principalmente en formas más eficientes de lograr la sostenibilidad moderna. [ cita requerida ] Un ejemplo del movimiento biónico arquitectónico moderno incluye el 30 St Mary Axe (2003), que está fuertemente inspirado en la 'Venus Flower Basket Sponge', una criatura marina con un exoesqueleto enrejado y una forma redonda que dispersa la fuerza. de las corrientes de agua. [ cita requerida ] El diseño del edificio presenta una estructura de diagrid de acero revestido de aluminio. [ cita requerida ] Esto permite enfriamiento, calefacción, ventilación e iluminación pasivos. [ cita requerida ] Nicholas Grimshaw , The Eden Project (2001) presenta un conjunto de biomas naturales con varias cúpulas geodésicas inspiradas en burbujas unidas. [ cita requerida ] Estos están hechos de tres capas de etileno tetrafluoroetileno ( ETFE ), una forma de plástico que proporciona un marco de acero más ligero y permite que entre más luz solar al edificio para generar energía solar. [ cita requerida ] Sus almohadas también están construidas para ser fácilmente desmontables de su estructura de acero en caso de que se descubra material más eficiente en el futuro. [ cita requerida ]
Evaluación
Ventajas
La principal ventaja de la arquitectura biónica es que permite un entorno de vida más sostenible a través de su dependencia del uso de materiales renovables. [11] Esto permite un aumento de los ahorros monetarios debido al aumento de la eficiencia energética. [11] Por ejemplo:
- La casa BIQ (Bio-Intelligent Quotient) en Alemania fue diseñada por Splitterwerk Architects y SSC Strategic Science Consultants. [13] Está completamente alimentado por algas . [13] Cuenta con un intercambiador de calor que cultiva microalgas dentro de sus paneles de vidrio para ser utilizado como recurso para proporcionar energía y calor al edificio. [13] Esto produce electricidad sin carbono, que es dos veces más eficaz que la energía fotovoltaica . [13]
- El Proyecto del Bosque del Sahara en Túnez es un proyecto de invernadero que está fuertemente inspirado en el escarabajo de Namibia que toma el sol en la niebla, que puede regular su temperatura corporal y desarrollar su propia agua dulce en climas áridos. [ cita requerida ] Al igual que el escarabajo, este edificio cuenta con un sistema de evaporación, enfriamiento y humidificación de agua salada que es adecuado para el cultivo durante todo el año. [ cita requerida ] El aire evaporado se condensa en agua dulce, lo que permite que el invernadero permanezca calentado durante la noche. [ cita requerida ] . La sal extraída del proceso de evaporación también se puede cristalizar en carbonato de calcio y cloruro de sodio , que se pueden comprimir en bloques de construcción, minimizando así el desperdicio. [ cita requerida ]
Desventajas
La arquitectura biónica ha sido muy criticada por ser difícil de mantener debido a su tendencia a ser demasiado técnica. [14] Por ejemplo:
- El East Gate Centre en Harare, Zimbabwe, tuvo que seguir un estricto conjunto de reglas durante su creación. Sus ingenieros afirmaron que las paredes exteriores no deben estar bajo la luz solar directa, la relación ventana / pared debe ser aproximadamente del 25% y las ventanas deben estar selladas con ventilación, para combatir la contaminación acústica y el clima impredecible. [ cita requerida ]
Un uso futuro
Con el auge de los avances tecnológicos, todavía se está explorando todo el potencial de la Arquitectura Biónica. Sin embargo, debido a la creciente demanda de un enfoque de diseño más eficaz y ecológicamente sostenible que no comprometa las necesidades de la sociedad, se han presentado muchas ideas:
Ocean Scraper 2050
Básicamente, esto implica la creación de edificios flotantes inspirados en la flotabilidad de los icebergs y las formas de varios organismos. [11] En particular, su estructura interna se basará en la forma de colmenas y micropal-radiolares para albergar diferentes espacios residenciales y de oficinas. [11] El diseño propuesto permite que el edificio sea autosuficiente y sostenible, ya que tendrá como objetivo generar energía a partir de diversas fuentes como la eólica, la biomasa, la energía solar, la energía hidroeléctrica y la geotermia . [11] Además, dado que el raspador oceánico está destinado a construirse sobre el agua, sus diseñadores están explorando la idea de extraer y generar electricidad a partir de nuevas fuentes como volcanes submarinos y energía sísmica. [11]
Concepto de colmena de supercentro
Esta idea explora la posibilidad de crear un área que requiera menos tiempo de viaje entre lugares, reduciendo así la cantidad de emisiones de combustibles fósiles y la contaminación de CO 2 . [15] Como este diseño está destinado a sitios que "ya son un gran centro de actividad", [15] será particularmente útil para escuelas secundarias, universidades y tiendas de comestibles. [15] El diseño arquitectónico también es muy compacto y tiene como objetivo aumentar la cantidad de áreas verdes, permitiendo así aprovechar al máximo el espacio. [15]
Unidades de Vivienda Pod
Esta idea se centra en la creación de un conjunto de unidades de vivienda interconectadas que "se pueden conectar en red para compartir y beneficiarse de los servicios públicos de los demás". [15] El diseño también está destinado a ser autosuficiente y puede cambiarse según las necesidades del usuario. Por ejemplo, el techo se puede modificar para que esté inclinado a fin de recolectar energía solar, inclinado para recolectar agua de lluvia o alisado para permitir un mejor flujo de aire. [15]
Términos relacionados
- Biónica
- Eco-tecnología
- Organi-tech
- Biotecnología
- Biourbanismo
Arquitectos de la arquitectura biónica
- Greg Lynn
- Bates Smart
- Nicolás Grimshaw
- Santiago Calatrava
- Ken Yeang
- Daniel Libeskind
- Jan Kaplický
- Moti Bodek
- Cecil Balmond
- Vincent Callebaut
- Jacques Rougerie (arquitecto)
Lista de referencia
- ^ a b c d e Wan-Ting, Chiu; Shang-Chia, Chou (2009). "Discusión sobre las teorías del diseño biónico" (PDF) . Asociación Internacional de Sociedades de Investigación en Diseño, Conversión y Gestión de Energía . 63 (1): 3625–3643.
- ^ Yuan, Yanping; Yu, Xiaoping; Yang, Xiaojiao; Xiao, Yimin; Xiang, Bo; Wang, Yi (1 de julio de 2017). "Eficiencia energética del edificio biónico y arquitectura verde biónica: una revisión" . Revisiones de energías renovables y sostenibles . 74 : 771–787. doi : 10.1016 / j.rser.2017.03.004 . ISSN 1364-0321 .
- ^ a b c d e Vorobyeva, OI (14 de diciembre de 2018). "Arquitectura biónica: vuelta a los orígenes y un paso adelante" . Serie de conferencias IOP: Ciencia e ingeniería de materiales . 451 : 012145. doi : 10.1088 / 1757-899x / 451/1/012145 . ISSN 1757-899X .
- ^ a b Zakcharchuk, Anzhela (2012). "Biónica en la arquitectura". Desafíos de la tecnología moderna . 3 (1): 50–53. S2CID 93736300 .
- ^ a b Chen, Ling Ling (2012). "La Aplicación de Técnicas Biónicas en el Diseño de Piel de Materiales de Construcción". Mecánica Aplicada y Materiales . 174-177: 1977-1980. Código Bib : 2012AMM ... 174.1977C . doi : 10.4028 / www.scientific.net / amm.174-177.1977 . ISSN 1662-7482 . S2CID 110396017 .
- ^ Mayatsykaya, Irina; Yazyev, Batyr; Yazyeva, Svetlana; Kulinich, Polina (2017). "Construcciones de edificios: arquitectura y naturaleza" . Web de Conferencias MATEC . 106 : 1–9.
- ^ Negrotti, Massimo (2012). La realidad de lo artificial: naturaleza, tecnología y naturoides . Alemania: Springer Publishing. ISBN 978-3-642-29679-6.
- ^ a b c Sugár, Viktória; Leczovics, Péter; Horkai, András (2017). "Biónica en la arquitectura" . YBL Journal of Built Environment . 5 (1): 31–42. doi : 10.1515 / jbe-2017-0003 .
- ^ Mehdi, Sadri; Kavandi, Mehdi; Alireza, Jozepiri; Teimouri, Sharareh; Fatima, Abbasi (2014). "Arquitectura, formas y construcciones biónicas" . Revista de Investigación de Ciencias Recientes . 3 (3): 93–98.
- ^ a b c Kozlov, Dmitri (2019). "La herencia del laboratorio de biónica arquitectónica y las últimas tendencias en morfogénesis arquitectónica". Avances en Investigación en Ciencias Sociales, Educación y Humanidades . 24 (1): 366–371.
- ^ a b c d e f g h Kashkooli, Ali; Altan, Hasim; Zahiri, Sahar (2011). "El impacto del diseño biónico en la propuesta de un futuro energéticamente eficiente: estudio de caso de Ocean Scraper 2050". Conferencia: X Conferencia Internacional sobre Tecnologías Energéticas Sostenibles . 1 (1): 1–6.
- ^ Fei, Chen; Sha, Sha (2005). "Una introducción al diseño de puentes basado en la biónica". Conferencia de Transporte de África Meridional . 1 : 951–958.
- ^ a b c d Nazaret, Aaron (2018). "Arquitectura biónica". Proyecto de investigación . Instituto de Tecnología de Unitec: 1–69.
- ^ Felbrich, Benjamin (sin fecha). "Biónica en arquitectura: Experimentos con sistemas multiagente en estructuras plegadas irregulares". Tesis de Diploma . 5 (1): 31–42.
- ^ a b c d e f Huber, Ryan (2010). "Futuro biónico". Tesis del Programa de Arquitectura . 1 (98): 1–43.