ELYTRA: Cómo la naturaleza dará forma a nuestro futuro

Este verano pasé todo el mes de junio viajando por Europa. La experiencia fue verdaderamente una aventura vertiginosa que cambió mi perspectiva sobre casi todas las facetas de la condición humana. En cada ciudad, desde Dublín hasta Oslo y desde Dresde hasta París, me sorprendían continuamente las maravillas históricas que cada ciudad tenía para ofrecer, pero lo que no esperaba era vislumbrar el futuro de la vida urbana.

Mientras visitaba el Museo Victoria y Alberto (conocido ampliamente como el Museo V&A) en un día de calor abrasador, entré de mala gana al pabellón al aire libre. Allí me sorprendió ver una exposición titulada ELYTRA, un marcado contraste con las exposiciones históricas y antropológicas del V&A. ELYTRA es una innovación de ingeniería que es eficiente, sostenible y probablemente podría dar forma al futuro de nuestra arquitectura y espacios recreativos públicos.

¿Qué es ELYTRA?

La estructura llamada ELYTRA es una exposición visitante de robótica desarrollada por los arquitectos Achim Menges y Moritz Dobelmann en colaboración con el ingeniero estructural Jan Knippers y el ingeniero climático Thomas Auer. La exposición interdisciplinaria demuestra el impacto futuro de los diseños inspirados en la naturaleza en la tecnología, la ingeniería y la arquitectura. (Victoria y Alberto).

La exhibición consistía en un robot desactivado sentado debajo del centro de una compleja estructura tejida que había construido. Las piezas hexagonales de la exhibición son livianas, pero resistentes y duraderas.

Biomímesis: lo que necesitas saber

La estructura hexagonal de cada pieza de ELYTRA fue desarrollada y perfeccionada mediante Ingeniería Biomimética o Biomímesis. La biomímesis es un campo definido por diseños de inspiración biológica y adaptaciones derivadas de la naturaleza.

La historia de la biomímesis es vasta. Ya en el año 1000 d.C., los antiguos chinos intentaron desarrollar tejidos sintéticos inspirados en la seda de araña. Leonardo da Vinci se inspiró en los pájaros al diseñar los planos de sus famosas máquinas voladoras.

Hoy en día, los ingenieros siguen mirando a la naturaleza para crear nuevas tecnologías. Los dedos pegajosos de los geckos inspiran la capacidad de un robot para subir escaleras y paredes. La piel de tiburón inspira trajes de baño aerodinámicos y de baja resistencia para deportistas.

La biomímesis es verdaderamente una Área interdisciplinaria y fascinante de la ciencia y la tecnología. (Bhushan). El Instituto de biomimetismo explora este campo y proporciona formas de involucrarse.

La inspiración de ELYTRA

ELYTRA se inspiró en el lomo endurecido de los escarabajos. Los élitros de los escarabajos protegen las delicadas alas y el cuerpo vulnerable del insecto (Enciclopedia de la vida). Estos duros escudos protectores dejaron perplejos a ingenieros, físicos y biólogos por igual.

¿Cómo podrían estos élitros ser lo suficientemente fuertes como para permitir que el escarabajo se desplazara por el suelo sin dañar su equipo y, al mismo tiempo, ser lo suficientemente livianos para mantener el vuelo? La respuesta estaba en el diseño estructural de este material. La sección transversal de la superficie de los élitros muestra que las conchas están compuestas por pequeños haces de fibras que conectan las superficies exterior e interior, mientras que las cavidades abiertas reducen el peso total.

El profesor Ce Guo del Instituto de Estructuras Bioinspiradas e Ingeniería de Superficies de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing publicó un artículo que detalla el desarrollo de una estructura basada en los fenómenos naturales de los élitros. Las similitudes entre la muestra de élitros y la estructura material propuesta son sorprendentes.

Los beneficios de la biomímesis

Elytra posee "Excelentes propiedades mecánicas... como alta intensidad y dureza.". De hecho, esta resistencia al daño es también lo que hace que los diseños biomiméticos como ELYTRA sean tan sostenibles, tanto para nuestro medio ambiente como para nuestra economía.

Sólo medio kilo de peso ahorrado en un avión civil, por ejemplo, reducirá las emisiones de CO2 al disminuir el consumo de combustible. Esa misma libra de material eliminado reducirá el costo de ese avión en $300. Al aplicar ese biomaterial que ahorra peso a una estación espacial, una libra se traduce en un ahorro de más de 300,000 dólares.

La ciencia podría avanzar inmensamente cuando innovaciones como El biomaterial de Guo se puede aplicar para distribuir fondos de manera más eficiente (Guo et.al). De hecho, un sello distintivo de la biomímesis son sus esfuerzos hacia la sostenibilidad. Los objetivos del campo incluyen “construir desde abajo hacia arriba, autoensamblar, optimizar en lugar de maximizar, usar energía libre, polinizar de forma cruzada, abrazar la diversidad, adaptarse y evolucionar, usar materiales y procesos amigables con la vida, participar en relaciones simbióticas y mejorar la biosfera”.

Prestar atención a cómo la naturaleza ha elaborado sus materiales puede permitir que la tecnología coexista de forma más natural con nuestra Tierra y llamar la atención sobre cuánto ha sido dañado nuestro mundo por la tecnología "antinatural" (Crawford).

Además de la eficiencia y sostenibilidad de ELYTRA, la exposición muestra un inmenso potencial para la arquitectura y el futuro del espacio público recreativo, debido a su capacidad de evolución. La estructura es lo que se conoce como un “refugio receptivo”, con muchos sensores entrelazados en ella.

ELYTRA contiene dos tipos distintos de sensores que le permiten recopilar datos sobre el mundo que lo rodea. El primer tipo son las cámaras termográficas. Estos sensores detectan de forma anónima el movimiento y las actividades de las personas que disfrutan de la sombra.

El segundo tipo de sensor son las fibras ópticas que recorren toda la exposición. Estas fibras recopilan información sobre el entorno que rodea la estructura y monitorean el microclima debajo de la exhibición. Explorar mapas de datos de la exposición. esta página.

La increíble realidad de esta estructura es que “la cubierta crecerá y cambiará su configuración durante el transcurso de la Temporada de Ingeniería de V&A en respuesta a los datos recopilados. La forma en que los visitantes inhiban el pabellón determinará en última instancia Informar cómo crece el dosel y la forma de los nuevos componentes. (Victoria y Alberto)”.

Dentro del pabellón del Museo de Victoria y Alberto, estaba claro que la estructura se expandiría para seguir la curva del pequeño estanque. La simple lógica de permitir que las personas que usaban el espacio determinaran su arquitectura era sorprendentemente profunda.