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Biomimesis. El camino hacia un diseño eficiente
TRP 21
Marcelo Fraile Narvaez Editor
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BIOMIMESIS
El camino hacia un diseño eficiente
BIOMIMESIS. EL CAMINO HACIA UN DISEÑO EFICIENTE Marcelo Alejandro Fraile ... [et al.]; compilado por Marcelo Fraile Narvaez; editado por Marcelo Fraile Narvaez. - 1a ed compendiada. - Ciudad Autónoma de Buenos Aires: Marcelo Alejandro Fraile, 2019.
Libro digital, PDF
Archivo Digital: descarga y online ISBN 978-987-86-2145-6
1. Diseño Arquitectónico. 2. Proyectos de Investigación. 3. Naturaleza. I. Fraile, Marcelo Alejandro. II. Fraile Narvaez, Marcelo, comp. CDD 729
Septiembre 2019.
EDITOR GENERAL Dr. Marcelo Alejandro Fraile.
DISEÑO GRÁFICO Arq. M. Sofía Piantanida.
DIRECCIÓN DEL DERECHO DE AUTOR Esta publicación forma parte de un proyecto de investigación académica sin fines de lucro, tanto la bibliografía como las fotos utilizadas tienen su cita correspondiente al cierre de cada artículo o epígrafe. Cada uno es resultado de una investigación desarrollada en el ámbito académico y sólo manifiesta un punto de análisis que responde a determinado objetivo. Una vez publicados, los trabajos pasan a ser propiedad intelectual de la revista.
Registro de propiedad intelectual Nª 5235508.
PROPIETARIO Marcelo Alejandro Fraile
DOMICILIO LEGAL Intendente Güiraldes 2160. Pabellón III - Capital Federal. Buenos Aires - Argentina - C1428EGA
EDITORIAL Proyecto SI TRP21 info@trp21.com.ar http:// www.trp21.com.ar
TRP21 no se hace responsable, en ningún caso, de los daños y perjuicios de cualquier naturaleza que pudieran ocasionar, errores u omisiones en los contenidos.
Esta publicación cuenta con el auspicio de la Facultad de Arquitectura, diseño y urbanismo de la Universidad de Buenos Aires y el Centro Cultural de España en Buenos Aires, CCEBA.
Un diseño inspirado en las leyes de la naturaleza se abre ante nuestros ojos, un ensamblaje de funciones que hace uso de herramientas paramétricas de avanzada, para descubrir una familia de soluciones aptas para resolver un problema determinado.
Nuevas herramientas y nuevos materiales, serán los encargados de materializar estos proyectos, donde el ser humano y el hábitat se interrelacionan en un sistema flexible y dinámico, un diseño biomimético que funciona y perdura en el tiempo.
Exposición “How to Entangle the Universe in the Spider Web”. 2017. Tomás Saraceno. Museo de Arte Moderno de Buenos Aires (MAMBA).
tronco hacia el extremo libre (Figura 16). Este aspecto se ha relacionado en algunos casos con una estrategia denominada resistencia constante, que implica que en una viga con sección transversal variable el valor de los esfuerzos sea siempre constante independientemente del punto en el que se mida, ya que se utiliza solo la cantidad de material necesario para soportar el momento flector (Niklas, 1993).
Configuración Macroscópica Local
Con respecto a la CMaL se analiza la posición de los tejidos con respecto al eje centroidal o al eje neutro de la sección transversal y las características formales y funcionales de cada uno de ellos. Todos los tejidos vegetales están formados por agregados de células que difieren en propiedades y morfología. La epidermis, tejido externo que recubre el peciolo, se configura a partir de una capa continua de células que se organiza bidimensionalmente y que tiene muy poco espacio intersticial, lo que hace que el área de contacto entre las paredes celulares sea muy alta. La epidermis contribuye con cerca del 70% de la rigidez total a flexión mientras contribuye solo con entre un 5% y un 10% del peso total de la sección transversal (Niklas, 1992). Las células que componen la epidermis son generalmente de naturaleza parenquimática, lo que significa que almacenan protoplasma vivo presurizado en su interior, tienen paredes celulares delgadas, tienen sección circular o poliédrica y son isodiametrales. También se encuentran en esta zona de la sección ases vasculares que incluyen xilema que transporta de agua y iones minerales y fibras de esclerénquima lignificada es decir, fibras con células con paredes gruesas recubiertas con lignina (figura 17) (Enos, Spatz & Speck, 2000).
En el interior de la sección del peciolo se encuentra generalmente tejido poroso de naturaleza parenquimática que como se dijo, puede ocupar todo el espacio o dejar una zona, generalmente la central, vacía. Sin embargo, este tejido puede también en ocasiones presentar un importante espacio intercelular en el que se almacena aire (Hejnowicz & Barthlott, 2005).
Cleveland Point Foto: Anastasia Tyurina
Todos los organismos participan en la naturaleza. “El sistema mantiene una relación con la naturaleza en un modo elemental, pero artificial y útil” José Ballestero. [1]
Las abejas se alojan en colmenas, con una estricta subdivisión del trabajo: desde las abejas obreras, los zánganos o la abeja reina, cada uno cumple una función dentro de este perfecto engranaje de la naturaleza. Cada colmena extiende sus dominios a través de un extenso territorio. A fin de optimizar su búsqueda de flores, las abejas exploradoras son las encargadas de buscar alimento, buscar la mayor concentración de flores de un área, tarea que desarrollan instintivamente, en un refinado comportamiento aleatorio desarrollado a través del paso de millones de generaciones. Al regresar al panal, las obreras exploradoras desarrollan un “baile” en una zona determinada de la colmena. Al finalizar este baile, las obreras salen en masa hacia la zona de mayor concentración de flores.
ABEJAS / ABEJORROS
Marcelo Fraile
Arquitecto (FAU.UNT). Master en Conservación y Rehabilitación del Patrimonio Arquitectónico (FAUD.UNC). Doctor en Arquitectura (FADU.UBA).
Rhynchophorus ferrugineus. Picudo rojo Foto: Jaume Bobet
Escamas de alas de mariposa Morpho Foto: Ángel Navarro
Detalle del ala “mosca de la flor” (Diptera: Syrphidae) Foto: Agustin Aguilera
Los fractales naturales se diferencian de los fractales matemáticos ya que su autosimilitud alcanza solo un rango determinado de escalas, dado que las estructuras atómicas difieren de las esturcutras macroscópicas.
El estudio de las formas en la naturaleza devino en la generación de series o diagramas que, descriptos por su correspondencia en las matemáticas, permiten simular estructuras y comportamientos de origen natural. En esta línea, se destaca la secuencia de Fibonacci.
La secuencia o serie de Fibonacci es una sucesión infinita de números naturales que comienza con los números 0 y 1, y a partir de estos, cada término es la suma de los dos anteriores. Nuevamente, la definicón de esta serie es recurrente, es decir, que el resultado se obtiene a partir de la aplicación de la secuencia previa.
Esta lógica es la que se encuentra en la configuración biológica de la estructura espiral del caparazón de algunos moluscos (ej. nautilus), en el crecimiento de las ramas de los árboles, en la disposición de las hojas de algunas plantas, en varias flores y frutos, como ser el brécol romanesco, o la configuración de las piñas de las coníferas. También se observa este patrón en procesos de crecimiento como el del embrión en etapa de gestación o el desarrollo de una supernova.
Otro patrón que solemos reconocer en el mundo natural es el diagrama de Voronoi. Esta teselación, definida en 1907 por el matemático ucraniano Gueorgui Voronói, plantea la forma de dividir un plano euclediano a partir de la interpolación de un conjunto de puntos conocidos. El diagrama que se genera surge del trazado de las mediatrices de los segmentos que unen los puntos analizados, resultando una serie de polígonos donde cada partición se encuentra equidistante a sus puntos vecinos.
El concepto que da forma a la teselación de Voronoi es la cercanía, la menor distancia, o la zona de influencia de los puntos analizados. En esta confirguración los polígonos generados pueden ir variando de forma y tamaño, ya que se desprenden de la posición inicial de los puntos. Este diagrama es muy fácil encontrar en la naturaleza: las manchas de una jirafa, la forma en la que se agrita la superficie del suelo por falta de humedad, la distribución del creciemiento de las ramas en las copas de los árboles, la estructuras de las alas de las libélulas, entre otros numerosos casos.
El desarrollo de instrumentos cada vez más potentes y provistos de una gran sensibilidad, han permitido captar y recopilar nuevas imágenes del asombroso universo que nos rodea.
Hoy gracias a la ayuda de telescopios como el FUSE, el Hubble y Keck I, es posible captar una inmensa y azulada malla de filamentos que parecen conectar las galaxias unas con otras.
Una compleja investigación que, gracias al uso de sistemas de computación de última generación, ha permitido conectar investigaciones tan disímiles como el nacimiento de nuestro universo desde el Big Bang, y el comportamiento de las arañas Parawixia Bistriata, cuando tejen su red de filamentos cuasi caóticos interconectados.
Una exploración que constantemente traspasa las barreras disciplinares, llegando a relacionar campos tan diferentes como la biología, la astronomía o el diseño.
En arquitectura, el uso de modelos de otras disciplinas, ha permitido extender los límites del proyecto hasta insólitos territorios: una contaminación, que parece desdibujar constantemente las fronteras de su especificidad.
Desde este punto de vista, y con un enfoque que hace centro en los pensamientos tecnológico-digitales, este trabajo tiene como objetivo, presentar las características de un nuevo diseño, bio-digital. Una tendencia para el desarrollo de una arquitectura de eficiencia, en sus diferentes escalas: una sintonía entre la tela de una araña, los finos hilos que conectan a las diferentes galaxias de este universo, y las respuestas hacia un diseño eco-sustentable en armonía con el ambiente.
Para ello, este artículo propone una alternancia entre la macro y la micro escala, un estudio de casos: una serie de ejemplos en donde se exponen los resultados de estructuras complejas y variables. Modelos optimizados de un modo lógico, hacia una búsqueda de eficiencia eco-sustentable. Una arquitectura paradigmática, donde la tecnología parece extender los límites de nuestro conocimiento hasta insólitos lugares, desvaneciendo las fronteras: una propuesta de vanguardia que vincula, ciencia, arte y diseño, en armonía con el entorno.
REDES Y TELARAÑAS
Marcelo Fraile y M. Sofia Piantanida
Proyecto SI PIA 12. Biomímesis: el uso de la biología en la ideación del proyecto contemporáneo. Instituto de Arte Americano, Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires.
Redes cósmicas: el universo y sus interconexiones. Utilizando la luz producida por un lejano quasar, el UM287, un equipo de astrónomos de la Universidad de California, ha descubierto a comienzos del 2014, una extensa red de filamentos, constituidos por polvo cósmico que enlazan las galaxias entre sí.
Y aunque el modelo cosmológico actual, ya predecía el modo en que las galaxias están incrustadas en una especie de estructura cósmica de materia, esta malla no había podido ser observada hasta ahora. Para el doctor Rafael Bachiller, director del Observatorio Astronómico Nacional de España, se trata de una especie de telaraña cósmica, una malla de filamentos que se interconectan de manera aparentemente caótica.
Mediante la utilización del telescopio Keck I, un telescopio de diez metros de diámetro, ubicado en lo alto del volcán Mauna Kea en Hawái, y un espectrómetro LRIS, fue posible tomar imágenes de esta galaxia ubicada a más de diez mil millones de años luz.
Exo Del griego ἐξω- exō-. Elemento compositivo que significa ‘fuera’, ‘en el exterior’. Exoesqueleto, exógena. Fuente: DRAE. http://dle.rae.es
GLOSARIO
Dermatoesqueleto De dermato- y esqueleto. Piel o parte de ella engrosada y muy endurecida, ya por la acumulación de materias quitinosas ocalcáreas sobre la epidermis, frecuentemente en forma de conchas o caparazones, como en los celentéreos, moluscos y artrópodos, ya por haberse producido en la dermis piezas calcificadas u osificadas, como son lasescamas de los peces y las placas óseas cutáneas de muchos equinodermos, reptiles y mamíferos. Fuente: DRAE. http://dle.rae.es
Genética Del latin geneticus ‘relativo al origen’, genĕsis ‘génesis’; del griego γεννητικός gennētikós ‘que produce o genera’. Perteneciente o relativo a la génesis u origen de las cosas. Fuente: DRAE. http://dle.rae.es Rama de la biología que estudia la herencia y las leyes por las que se rige ésta. Fuente: http://www.doctissimo.com/ar/salud/diccionario-medico/genetica
Para esto, se imaginó un recipiente compartimentado, capaz de albergar en su interior un cultivo de algas marinas, que utilizarían la luz solar y el dióxido de carbono del ambiente para producir energía eléctrica. Esta energía seria almacenada en una serie de baterías en la base del cartel. Por la noche, un conjunto de luces led ubicados en la estructura del cartel, alimentadas por la energía de las baterías, se encendería revelando el segundo mensaje: un proceso limpio y sin perjuicio para el medio ambiente.
Conclusiones
Se realizó una animación con la aplicación CAMONAPP, plataforma digital que permite crear contenido interactivo a partir de una imagen. Se acerca el dispositivo celular a la imagen presentada donde aparece solo una parte del cartel para que pueda visualizarse el mensaje completo.
Un dispositivo capaz de proteger a los exploradores del hostil espacio exterior, a través de una cubierta multilaminar provista de gran espesor preparada para aislar a los habitantes de las radiaciones solares, manteniendo estable la temperatura en el interior. Una cubierta sensible capaz de regular la entrada de luz en el interior, a través de unos fuelles que se abren o cierran paulatinamente.
Un sistema en equilibrio de energía autosustentable, con cero desperdicios, capaz de aprovechar el calor residual, así como el agua de condensación y otros subproductos, permitiendo reducir el consumo de energía y de recursos.
Conclusiones
colectivo
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