Architettura biomimetica: ispirarsi alla natura per una progettazione sostenibile e innovativa

La natura è “architetta” per eccellenza: da milioni di anni crea forme perfette, armoniche e straordinariamente funzionali. Dall’efficienza delle ali degli uccelli al complesso sistema di filtraggio dell’acqua nelle piante, la natura ha progettato e costruito sulla Terra fin dai primordi, risolvendo sfide complesse con una maestria che l’uomo, oggi, cerca di comprendere e replicare. La biomimetica, scienza che studia la natura come fonte d’ispirazione, mira a imitare i principi e i processi alla base delle soluzioni che essa ha perfezionato nel tempo.

Nell’ambito dell’architettura, la biomimetica offre nuove strade verso un’edilizia sostenibile, dove le regole naturali diventano modelli per affrontare i problemi dell’ecosistema costruito.

L’origine del termine biomimetica

Il termine “biomimetica” deriva dal greco antico: “bios” (vita) e “mimesis” (imitare), e indica l’imitazione delle strategie naturali per risolvere problemi complessi, un principio che trova applicazione anche nell’architettura.

L’idea di emulare i meccanismi della natura per progettare soluzioni sostenibili è stata approfondita da Janine Benyus, biologa e autrice, che nel suo libro del 1997 Biomimicry: Innovation Inspired by Nature ha definito la biomimetica come “una scienza che trae ispirazione dai processi e dai modelli naturali per affrontare le sfide umane”. Benyus, nel corso del suo lavoro, ha posto l’accento sull’osservazione dei processi evolutivi che hanno permesso agli organismi viventi di adattarsi all’ambiente nel corso dei millenni.

Gli studi di Benyus hanno influenzato altre interessanti ricerche sul tema. Un esempio è il volume dedicato all’applicazione della biomimetica nell’architettura dal titolo “Biomimetic Research for Architecture and Building Construction” a cura di Jan Knippers, Klaus G. Nickel e Thomas Speck. Secondo i tre autori, provenienti da percorsi disciplinari differenti, la biomimetica può influenzare positivamente la costruzione di edifici sostenibili. L’analisi della natura può così fornire un modello per i progettisti che mirano a integrare le logiche di adattamento e ottimizzazione della natura nella creazione di edifici efficienti e resilienti.

Architettura biomimetica: due tipologie di approccio

L’architettura biomimetica adotta due metodologie principali per integrare i principi della natura nel design e nello sviluppo di materiali e strutture: l’approccio bottom-up e l’approccio top-down, come descritto da Thomas e Olga Speck nel loro lavoro “Emergence in Biomimetic Materials Systems“.

L’approccio bottom-up parte da scoperte biologiche fondamentali che mostrano potenziale per applicazioni biomimetiche. Ad esempio, questo approccio si concentra sull’analisi quantitativa delle proprietà meccaniche, fisiche e chimiche di sistemi biologici, per tradurre tali risultati in nuovi sistemi di materiali.

L’approccio top-down parte da tecnologie esistenti e consolidate, cercando di migliorare prodotti già affermati attraverso innovazioni ispirate dalla biologia. In questo caso, la collaborazione si concentra sull’ottimizzazione o il perfezionamento di un prodotto esistente.

La natura come maestra

Oggi, grazie agli strumenti avanzati di progettazione e ad una conoscenza scientifica più approfondita, siamo in grado di comprendere meglio i meccanismi naturali e integrarli in soluzioni architettoniche capaci di rispondere alle sfide moderne. Gli architetti, da sempre affascinati dalla perfezione della natura, hanno tratto ispirazione dalle sue forme, processi e resilienza per dare vita a progetti innovativi.

Ci sono a questo proposito tanti progetti esemplificativi

Gherkin Tower

La Gherkin Tower, progettata da Norman Foster e completata nel 2003, è un esempio o di architettura biomimetica, poiché trae ispirazione dalla natura per migliorare le sue prestazioni ambientali.

L’involucro esterno dell’edificio, con la sua caratteristica forma esagonale, si ispira alla struttura della Venus Flower Basket Sponge una spugna marina con una complessa geometria che favorisce la riduzione dell’attrito. C

ome evidenziato da Marco Barba nella sua tesi magistrale “Biomimetica: insegnamenti dalla natura per strutture ottimizzate del futuro” al Politecnico di Torino, questa spugna è un esempio paradigmatico di come le forme naturali possano ispirare soluzioni architettoniche avanzate. La superficie vetrata a spirale, supportata da una struttura in acciaio, consente al vento di scorrere fluidamente lungo l’edificio, riducendo turbolenze e pressioni locali. Attraverso l’uso di modelli parametrici, la torre è stata progettata con una forma a cono bombato e scanalature, che rappresentano la sintesi perfetta tra l’efficienza delle forme naturali e le esigenze dell’architettura contemporanea.

Eastgate Centre

Mike Pearce ha lavorato insieme al team di Arup alla progettazione dell’Eastgate Center (Zimbabwe), un ampio edificio ad uso misto per uffici e spazi commerciali.

L’architettura si ispira al funzionamento dei termitai africani per il suo innovativo sistema di ventilazione e raffreddamento passivo. Nei termitai, le termiti regolano la temperatura interna dei loro cumuli attraverso un complesso sistema di flussi d’aria, che permette un’efficace dispersione del calore. L’Eastgate Centre replica questo principio utilizzando ventilatori che aspirano aria fresca dall’esterno, facendola passare attraverso condotti sotterranei per raffreddarla naturalmente, prima di distribuirla all’interno dell’edificio.

BIQ House

Progettata dallo studio austriaco Splitterwerk Architects, BIQ House appare come un esempio avveniristico di progettazione ispirata alla natura. La sua particolarità?  Si tratta della prima struttura al mondo dotata di una “facciata bioreattiva” in alghe. Il sistema innovativo della facciata include bioreattori che ospitano alghe, le quali, attraverso la fotosintesi, producono biomassa ed energia termica.

L’implementazione di questa innovativa tecnologia consente all’edificio di ridurre al minimo i consumi energetici, fornendo contemporaneamente energia pulita e assorbendo CO2 dai processi di combustione circostanti, contribuendo così a una riduzione dell’impatto ambientale del complesso.

Gardens By The Bay

Gli imponenti Supertrees del Gardens By The Bay imitano le funzioni ecologiche degli alberi naturali, offrendo ombra, raccogliendo l’acqua piovana e migliorando la qualità dell’aria.

I Supertrees sono progettati per massimizzare l’efficienza energetica e ambientale attraverso l’uso di pannelli solari integrati, che generano elettricità simile alla fotosintesi degli alberi, e un sistema di raccolta dell’acqua piovana per l’irrigazione, che ricorda il modo in cui gli alberi assorbono l’acqua dalla pioggia.

Eden Project

Tra i progetti di ispirazione naturalistica, citiamo l’Eden Project a cura di Grimshaw Architects e Arup. Il complesso è stato realizzato in una cava di caolino recuperata e si caratterizza per le sue imponenti cupole, che ospitano una vasta varietà di specie vegetali provenienti da ambienti naturali diversi.

Ciascuno dei biomi dell’Eden Project è costituito da centinaia di celle esagonali e pentagonali in etilene tetrafluoroetilene (ETFE), supportate da cupole geodetiche in acciaio tubolare. Il bioma della foresta pluviale, il più grande al mondo, ricrea un ambiente umido e lussureggiante, mentre il bioma mediterraneo ospita piante adattate a condizioni più secche.

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