El papel de la biomimética en la configuración de un entorno construido sostenible

Oct 15, 2023

La humanidad tiene grandes problemas de sostenibilidad con el entorno construido. La naturaleza tiene muchas de las soluciones.

Por Desiree Izecksohn y Sreeja Raghunathan

12 de mayo de 2023

El Proyecto Mobius se dedica a revolucionar la industria de producción de alimentos al tomar lo que necesitamos menos, desperdicios, y convertirlo en lo que necesitamos mucho más, alimentos nutritivos bajos en carbono cultivados localmente. Visualización: Filippo Previtali

[GreenBiz publica una variedad de perspectivas sobre la transición a una economía limpia. Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente la posición de GreenBiz.]

La naturaleza ha tenido una ventaja de 3.800 millones de años para que los humanos aprendan a resolver desafíos complejos. Los seres humanos han estado imitando el mundo natural para resolver las complejidades y los desafíos del entorno construido durante milenios, desde la antigua arquitectura excavada en la roca de la India en el año 6000 a. C. hasta las catedrales góticas.

Con la creciente comprensión de cómo la urbanización, la industrialización y el crecimiento económico sin restricciones están afectando a nuestro mundo, debemos mirar a la naturaleza en busca de soluciones sostenibles.

Las técnicas de construcción modernas son intensivas en materiales y contaminantes: son responsables de alrededor de una cuarta parte del cambio en el sistema terrestre y del 40 por ciento de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Y con un área del tamaño de París que se construye cada semana, debemos hacerlo mejor.

El último informe del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático emitió otra advertencia terrible y destaca el papel fundamental del entorno construido en la mitigación del cambio climático. La industria de la construcción tiene el poder de dar forma a una economía más resiliente y positiva con la naturaleza, y la naturaleza puede mostrarnos cómo: desde el nivel de la ciudad hasta el nivel del diseño del edificio y el nivel de los materiales y componentes, hay una gran cantidad de ejemplos de los cuales aprender.

El invernadero de aspecto futurista del proyecto Mobius muestra exactamente lo que las ciudades necesitan ahora: una forma de administrar el sistema de infraestructura de una ciudad, desde el tratamiento de desechos hasta el sistema de agua, por ejemplo, a través de un enfoque de economía circular de circuito cerrado.

Iguana Architects, el creador del proyecto, modeló esto a partir del roble, uno de los ejemplos brillantes de la naturaleza que tiene el potencial de reutilizar sus recursos de salida, como materiales, energía y agua, actuando como un sistema de circuito cerrado y conservando recursos. Al imitar un ecosistema natural, Mobius replantea el tratamiento del agua, la generación de energía y la gestión de residuos. Los desechos biológicos, por ejemplo, se convierten en alimentos cultivados localmente, reduciendo las millas de alimentos, o se convierten en metano para generar electricidad para el invernadero.

Muchas ciudades luchan por plantar sus propios alimentos, particularmente en las regiones más secas. El Proyecto Sahara Forest está tratando de crear vida en uno de los entornos más inhóspitos de la Tierra, aprendiendo de las innovaciones de la naturaleza para la vida en el desierto. Los investigadores estudiaron cómo el escarabajo de la niebla de Namibia sobrevive en un ambiente tan árido y descubrieron que atrae y recolecta gotas de agua de la niebla y el viento para beber. El caparazón hidrofílico del escarabajo le permite sobrevivir en un clima que solo recibe 1 centímetro de agua por año. A partir de este hallazgo, nació la idea del invernadero refrigerado por agua de mar.

Eso no es todo: los paneles solares también se colocaron para recibir la luz reflejada en un espejo para recolectar la energía del sol a un ritmo exponencial. Exploration, la firma de arquitectos detrás de este proyecto, creó un proyecto piloto de 2.4 acres, un éxito tal que afirman que "una instalación con [148 acres] de invernaderos podría proporcionar todos los pepinos, tomates, pimientos y berenjenas actualmente importados a Qatar. " El proyecto ha sido escalado e implementado con éxito en Jordania y Túnez.

Si bien las criaturas individuales tienen mucho que enseñarnos, también lo tienen los ecosistemas completos. Inspirándose en el concepto de sucesión ecológica, en el que la estructura de una comunidad biológica evoluciona con el tiempo, Jan Kudlicka y su equipo idearon un plan para regenerar la favela da Rocinha, un asentamiento de bajos ingresos de Río. Su plan: organizar la región en niveles verticales, con la planta baja para tiendas, consultorios médicos y otros servicios, la capa intermedia para vivir y los techos destinados a parques infantiles, cine al aire libre y jardines. Esto optimiza el uso del espacio en un área poblada que no puede crecer sino que debe crecer, ya que el espacio está limitado por las montañas de arriba y la ciudad de abajo. El proyecto también busca regenerar la estructura de los edificios existentes en lugar de derribarlos para construir otros nuevos, ahorrando así materiales y minimizando la contaminación.

El proyecto Eden, un invernadero gigante inspirado en el bíblico Jardín del Edén, fue diseñado para parecerse a las pompas de jabón. Imagen cortesía de Unsplash

Arquitectos de renombre, desde Antonio Gaudí hasta Buckminster Fuller y Frei Otto, se han inspirado en la naturaleza al soñar con sus edificios. Incluso se dice que la Torre Eiffel se basó en la estructura del fémur humano. Si bien la biomimética ha estado en la mente de los arquitectos durante un tiempo, ahora se está explorando a un nuevo nivel.

Recientemente, se ha obtenido inspiración de algo que parece frágil a primera vista. El proyecto Eden, un invernadero gigante inspirado en el bíblico Jardín del Edén, fue diseñado para parecerse a las pompas de jabón, posicionado de manera óptima al sol para permitir el autocalentamiento completo. Las alas de libélula sirvieron de inspiración para la mejor manera de ensamblar piezas de acero, lo que permitió una estructura liviana que requería menos emisiones de carbono para transportarse de un lugar a otro.

El aligeramiento es una preocupación principal en el diseño del entorno construido: hacer más con menos. Si bien el cáñamo y el bambú son opciones destacadas, también podemos inspirarnos en la concha de abulón. Químicamente, su composición es similar a la de la tiza de pizarra, aunque hay una diferencia estructural clave entre los dos: la forma en que se superponen los discos de carbonato de calcio del caparazón hace que la formación sea 3000 veces más fuerte. Al imitar los discos, podemos crear estructuras fuertes con la mitad del volumen de materiales, reduciendo la necesidad de materiales vírgenes en la construcción. Inspirados por estos discos de abulón, los científicos están trabajando para desarrollar concreto flexible que pueda extender la vida útil de la infraestructura y reducir los costos.

Imagen vía Shutterstock/Cloudpost

Podemos reducirnos a un nivel microscópico para aprender qué otros trucos tiene la naturaleza bajo la manga. La hoja de loto, por ejemplo, cuenta con pequeños pelos cubiertos con una capa cerosa que le permite permanecer seca. La estructura de la hoja de loto inspiró una capa protectora para las áreas externas que repele el agua y la suciedad, lo que reduce la necesidad de mantenimiento de los edificios. Cuando llueve, las gotas caen y recogen suciedad al caer. Esto disminuye la necesidad de acabados protectores, que suelen ser tóxicos y pueden ser perjudiciales para el medio ambiente.

Las bacterias productoras de piedra caliza también han servido de inspiración para reducir los costes de mantenimiento en millones de euros y prolongar la vida útil de los edificios. Hendrick Jonkers, investigador de TU Delft, estaba fascinado por la forma en que los huesos se regeneran después de romperse y quería traducir esto en regeneración en el entorno construido. Descubrió que ciertas bacterias pueden producir piedra caliza, rellenando los huecos y grietas que afectan a las estructuras de hormigón con el tiempo.

La naturaleza se puede utilizar para guiar la planificación urbana de ciudades sostenibles, dar forma a edificios individuales e incluso actuar como musa para la innovación material. Ya contamos con una amplia biblioteca de soluciones; solo tenemos que implementarlas a escala.

Dado el impacto del entorno construido, es hora de tomarse en serio la construcción de una manera que armonice con la naturaleza, en lugar de dañarla. Si bien el diseño biomimético definitivamente no es el santo grial para lograr un entorno construido regenerativo, podría convertirse en una fuente de inspiración. Nos gusta pensar en nosotros mismos como la especie más inteligente, pero la Madre Tierra tiene muchos más años de experiencia y está feliz de compartir su propiedad intelectual gratuita.

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