Aprendiendo de la naturaleza: Materiales que unen tecnología, arquitectura y arte

Aprendiendo de la naturaleza: Materiales que unen tecnología, arquitectura y arte

Popularmente conocida como lotus, la especie acuática Nelumbo nucifera tiene una particularidad: sus hojas son autolimpiantes o ultrahidrofóbicas. Esto significa que no se le adhieren partículas de suciedad o agua, lo que es especialmente útil en el contexto húmedo y fangoso en el que vive la planta. Pero a diferencia de lo que podemos imaginar, esto no se debe a una superficie perfectamente lisa o una capa resinosa sobre sus hojas. De hecho, el loto está lleno de pequeños pliegues que reducen la superficie de contacto y repelen todas las partículas que intentan adherirse. El efecto loto ha sido estudiado por nanotecnólogos para aplicarlo a productos como superficies, pinturas, tejidos y baldosas que se pueden auto limpiar fácilmente. Por trivial que parezca, cuando pensamos en los recursos que se gastan en la limpieza de los cristales en rascacielos o incluso en la cantidad de energía fotovoltaica que se deja de generar debido al polvo de los paneles, podemos hacernos una idea de las infinitas posibilidades que representan las superficies hidrofóbicas.

La naturaleza, a lo largo de miles de millones de años, ha desarrollado soluciones adaptativas que estamos empezando a entender con las tecnologías que tenemos disponibles. Cuando científicos, biólogos, ingenieros, arquitectos y otros profesionales unen fuerzas y se enfocan en comprender aspectos de la naturaleza, con una visión empática y respetuosa, los resultados pueden ser impresionantes.

© Krizde (shutterstock)
© Krizde (shutterstock)

Otro ejemplo similar proviene de los océanos. La Oficina de Investigación Naval de los Estados Unidos ha pedido a un científico que busque estrategias para reducir el uso de pinturas antiincrustantes tóxicas y costosas aplicadas repetidamente en sus muelles, para prevenir la proliferación de algas. La inspiración para la solución provino de la piel de los tiburones. Al examinar sus dentículos dérmicos, se observó que están dispuestos en forma de diamante, desalentando a los microorganismos a asentarse sobre ellos. Los microorganismos no mueren, sino que simplemente no tienen interés en permanecer en la superficie debido a su incómoda geometría. Sharklet fue la tecnología desarrollada a partir de este razonamiento. El patrón artificial desarrollado es extremadamente pequeño, de alrededor de 3 micrones de alto y 2 micrones de ancho, y no se puede ver a simple vista ni sentir al tacto, pero está ahí, protegiendo la superficie de las bacterias y otros microorganismos. Los estudios incluso han sugerido que tales superficies pueden prevenir el crecimiento y la propagación de bacterias que causan enfermedades, incluida la temida superbacteria Staphylococcus aureus, resistente a los antibióticos que se usan comúnmente para tratar las infecciones por estafilococos y causante de infecciones hospitalarias graves.

<a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Denticules_cutan%C3%A9s_du_requin_citron_Negaprion_brevirostris_vus_au_microscope_%C3%A9lectronique_%C3%A0_balayage.jpg">Pascal Deynat/Odontobase</a>, <a href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0">CC BY-SA 3.0</a>, via Wikimedia Commons. ImageAnálise microscópica da pele do tubarão
Pascal Deynat/Odontobase, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons. ImageAnálise microscópica da pele do tubarão

Estos dos casos ejemplifican un poco lo que es la biomimética, que no es más que una innovación inspirada en la naturaleza. Más que reproducir una forma natural, la biomimética busca comprender e imitar las prácticas y estrategias utilizadas por las especies para crear, diseñar y procesar productos y procesos que puedan ayudar a resolver nuestros desafíos de diseño. Los materiales biomiméticos son materiales sintéticos (hechos por el hombre) que imitan a los naturales o que siguen una configuración derivada de la naturaleza. Sobre todo, es un enfoque multidisciplinario. Se trata de cambiar la perspectiva de aprender sobre la naturaleza para aprender junto a la naturaleza como una forma de resolver problemas humanos, como señala Janine Benyus. El término biomimética (biomicry) se popularizó después del lanzamiento de su libro Biomimicry: Innovation Inspired by Nature.

X Tower. Image Cortesia de Haresh Lalvani
X Tower. Image Cortesia de Haresh Lalvani

Es común y natural restringirnos a ciertas áreas de conocimiento para buscar inspiración para nuestro trabajo. Pero también puede terminar creando barreras entre disciplinas y profesiones. Si esto es un legado de nuestros métodos pedagógicos, del capitalismo o es un comportamiento inherente a los seres humanos, no es tema de este artículo. Pero a la hora de derribar las barreras de la arquitectura, un nombre que viene a la mente es el de Buckminster Fuller (1895-1983). Fue un defensor de lo que llamó la "ciencia del diseño anticipatorio integral" [Comprehensive Anticipatory Design Science]. acuñando el término "revolución de la ciencia del diseño". Su premisa principal era que el orden omnipotente y existente de la naturaleza debería guiar todos los proyectos humanos, si queremos sobrevivir y prosperar como especie. Muchas de las preocupaciones de Fuller sobre el mundo se han hecho realidad, mientras que varias de sus ideas han sido posibles y probadas con la tecnología más avanzada, casi 40 años después de su muerte.

© meunierd (shutterstock)
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Pabellón de filamentos Elytra. Image © NAARO via the V&A
Pabellón de filamentos Elytra. Image © NAARO via the V&A

De hecho, los materiales sensibles, resilientes o autocorregibles ya no son parte de la ciencia ficción. Un ejemplo es el hormigón autoregenerador a base de bacterias, que se autoregenera cuando aparecen fisuras y grietas. Sabemos cuánta infiltración de agua daña las estructuras de hormigón armado, especialmente a través de la oxidación del refuerzo. Pero, ¿y si el agua, al entrar en la pieza, pudiera ser parte de la solución? El razonamiento es interesante: junto con la mezcla tradicional, se incluyen esporas bacterianas (Bacilus pseudofirmus) en diminutas cápsulas permeables al agua. Permanecerán inertes y no afectarán la integridad de la estructura. Esto cambia cuando se forma una grieta y el agua se filtra en el hormigón. Tan pronto como el agua toca las cápsulas, las esporas se activan y estas bacterias producirán calcita, que actúa como una especie de biocemento, llenando las grietas del hormigón a medida que las bacterias se mueven. El nuevo material utiliza conceptos de la biología y la ingeniería con el objetivo de ser una solución que se pueda regenerar por sí misma. El uso masivo de esta solución todavía está limitado por el alto costo, pero ya se han construido prototipos en estructuras subterráneas de difícil acceso. Para saber cómo trabajar con bacterias en la construcción, la colaboración con biólogos y científicos es fundamental. Por supuesto, no es como comprar un paquete de levadura en el supermercado. Las bacterias deben procesarse adecuadamente y esto requiere una enorme cantidad de recursos humanos, tecnologías y conocimientos. Es decir, muchas disciplinas sentadas a la mesa para desarrollar un mismo proyecto.

El agregado de este concreto contiene esporas bacterianas que rellenan las grietas del material. Image © UCL, Institute of Making/Robert Eagle via flickr
El agregado de este concreto contiene esporas bacterianas que rellenan las grietas del material. Image © UCL, Institute of Making/Robert Eagle via flickr
Pabellón de seda. Image © Markus Kayser
Pabellón de seda. Image © Markus Kayser
Pabellón de seda. Image © Steven Keating
Pabellón de seda. Image © Steven Keating

Sin embargo, es difícil para nuestra imaginación subvertir el repertorio que ya tenemos para llegar a algo realmente creativo. Tanto es así que, hasta ahora en este artículo, solo se han citado ejemplos de materiales conocidos, que no llegan a redefinir la forma en que siempre se han realizado las construcciones, como una superposición de partes y piezas. Neri Oxman, profesora del MIT y coordinadora del Mediate Matter Group, dice que "desde la revolución industrial, el mundo del diseño ha estado dominado por el rigor de la fabricación y la producción en masa. Las líneas de montaje dictaron un mundo hecho de piezas, enmarcando la imaginación de diseñadores y arquitectos, que fueron entrenados para pensar en sus objetos como resultado de piezas con diferentes funciones". Esto sigue siendo un contraste con la naturaleza, donde células similares se transforman y adaptan para realizar diferentes funciones, y las estructuras se optimizan para una multiplicidad de funciones a varias escalas: carga estructural, presiones ambientales, restricciones espaciales, etc. En lugar de ensamblar piezas, crecen las estructuras naturales. ¿Podrían ser nuestros materiales también así?

Fiberbots. Image © The Mediated Matter
Fiberbots. Image © The Mediated Matter

El concepto de Ecología Material es un enfoque científico que explora, informa y expresa las interrelaciones entre lo construido, lo crecido y lo aumentado. El grupo liderado por la arquitecta trabaja en cómo la tecnología de fabricación digital puede interactuar con lo biológico, en la intersección entre lo material, lo físico, lo digital y lo biológico. El grupo ha desarrollado proyectos que van desde impresoras de vidrio, pabellones construidos por gusanos de seda, piezas de arte y materiales que podrían reemplazar al plástico y mostrar las infinitas posibilidades cuando combinamos naturaleza, tecnología y arte.

Cortesia de The Breathing Skins Project
Cortesia de The Breathing Skins Project

Repensar la forma en que estamos construyendo nuestro mundo es esencial para un futuro saludable. Apoyarse en la naturaleza parece ser un camino lógico. Earth Overshoot Day marca la fecha en que la demanda de recursos y servicios ecológicos de la humanidad en un año determinado excede lo que la Tierra puede regenerar en ese mismo año. En 2020, cayó el 22 de agosto. En otras palabras, ese día la humanidad utilizó todos los recursos naturales que la Tierra puede reponer durante un año completo, incluida la capacidad de los ecosistemas naturales para absorber las emisiones de carbono de la quema de combustibles fósiles. La fecha se calcula comparando el consumo anual total de la humanidad (huella ecológica) con la capacidad de la Tierra para regenerar recursos naturales renovables ese año (biocapacidad). Y cada año esa fecha se adelanta, lo que es muy preocupante. Pocos cuestionan que vamos por mal camino en relación a cómo estamos tratando al planeta y, como dice la famosa frase: "La locura esta en esperar resultados diferentes haciendo todo exactamente igual". Si los problemas son globales, adoptar una postura multidisciplinar es fundamental para enfrentar los problemas y buscar resultados efectivos.

Este artículo es parte del Tema del mes en ArchDaily: Diseño Multidisciplinario. Cada mes exploramos un tema en profundidad a través de artículos, entrevistas, noticias y obras. Conoce más sobre nuestros temas. Y como siempre, en ArchDaily valoramos las contribuciones de nuestros lectores. Si quieres postular un artículo o una obra, contáctanos.

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Sobre este autor/a
Cita: Souza, Eduardo. "Aprendiendo de la naturaleza: Materiales que unen tecnología, arquitectura y arte" [Aprendendo com a natureza: materiais que unem tecnologia, arquitetura e arte] 05 jun 2021. ArchDaily México. (Trad. Franco, José Tomás) Accedido el . <https://www.archdaily.mx/mx/962217/aprendiendo-de-la-naturaleza-materiales-que-unen-tecnologia-arquitectura-y-arte> ISSN 0719-8914

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