ELYTRA: Como a natureza dará forma ao noso futuro

Este verán pasei todo o mes de xuño viaxando por Europa. A experiencia foi verdadeiramente unha aventura remolino, que cambiou a miña perspectiva sobre case todas as facetas da condición humana. En todas as cidades, desde Dublín a Oslo e Dresde a París, quedei continuamente impresionado polas marabillas históricas que cada cidade tiña para ofrecer, pero o que non esperaba era ver unha ollada ao futuro da vida urbana.

Mentres visitaba o Victoria and Albert Museum (coñecido amplamente como o V&A Museum) nun día de calor abrasador, entrei de mala gana no pavillón ao aire libre. Alí sorprendeume ver unha exposición titulada ELYTRA, un marcado contraste coas exposicións históricas e antropolóxicas do V&A. ELYTRA é unha innovación de enxeñería que é eficiente, sostible e que probablemente podería dar forma ao futuro dos nosos espazos e arquitecturas recreativas públicas.

Que é ELYTRA?

A estrutura chamada ELYTRA é unha exposición de robótica visitante desenvolvida polos arquitectos Achim Menges e Moritz Dobelmann en colaboración co enxeñeiro estrutural Jan Knippers e Thomas Auer, enxeñeiro climático. A exposición interdisciplinar demostra o impacto futuro dos deseños inspirados na natureza na tecnoloxía, a enxeñaría e a arquitectura (Vitoria & Albert).

A exposición consistía nun robot desactivado sentado baixo o centro dunha complexa estrutura tecida que construíra. As pezas hexagonais da exposición son lixeiras, pero fortes e duradeiras.

Biomimetismo: o que debes saber

A estrutura hexagonal de cada peza de ELYTRA foi desenvolvida e perfeccionada a través da Enxeñaría Biomimética, ou Biomimetismo. O biomimetismo é un campo definido por deseños inspirados bioloxicamente e adaptacións derivadas da natureza.

A historia do biomimetismo é ampla. Xa no ano 1000 d.C., os antigos chineses intentaron desenvolver tecidos sintéticos inspirados na seda de araña. Leonardo da Vinci seguiu as indicacións dos paxaros ao deseñar os seus famosos planos de máquinas voadoras.

Hoxe, os enxeñeiros seguen mirando á natureza para crear novas tecnoloxías. Os dedos pegajosos dos geckos inspiran a capacidade dun robot para subir escaleiras e paredes. A pel de tiburón inspira os traxes de baño aerodinámicos de baixa resistencia para os atletas.

O biomimetismo é verdadeiramente un área interdisciplinaria e fascinante da ciencia e a tecnoloxía (Bhushan). O Instituto de Biomimetismo explora este campo e ofrece formas de involucrarse.

A inspiración de ELYTRA

ELYTRA inspirouse nas costas endurecidas dos escaravellos. Os élitros dos escaravellos protexen as delicadas ás e o corpo vulnerable do insecto (Enciclopedia da vida). Estes duros escudos protectores deixaron perplexos a enxeñeiros, físicos e biólogos por igual.

Como poderían estes élitros ser o suficientemente fortes como para permitir que o escaravello rodase ao redor do chan sen danar o seu equipo, ao mesmo tempo que fose o suficientemente lixeiro para manter o voo? A resposta estaba no deseño estrutural deste material. A sección transversal da superficie dos élitros mostra que as cunchas están compostas por pequenos feixes de fibras que conectan as superficies exterior e interna, mentres que as cavidades abertas reducen o peso total.

O profesor Ce Guo do Instituto de Estruturas Bio-Inspiradas e Enxeñaría de Superficies da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing publicou un artigo no que se detalla o desenvolvemento dunha estrutura baseada nos fenómenos naturais dos élitros. As semellanzas entre a mostra de élitros e a estrutura do material proposta son sorprendentes.

Os beneficios do biomimetismo

Elytra posúe "excelentes propiedades mecánicas... como alta intensidade e tenacidade". De feito, esta resistencia ao dano tamén é o que fai que os deseños biomiméticos como ELYTRA sexan tan sostibles, tanto para o noso medio ambiente como para a economía.

Só unha libra de peso aforrado nunha aeronave civil, por exemplo, reducirá as emisións de CO2 ao diminuír o consumo de combustible. Esa mesma libra de material eliminado reducirá o custo desa aeronave en 300 dólares. Cando se aplica ese biomaterial de aforro de peso a unha estación espacial, unha libra tradúcese en máis de 300,000 dólares de aforro.

A ciencia podería avanzar inmensamente cando innovacións como Biomaterial de Guo pódese aplicar para distribuír fondos de forma máis eficiente (Guo et.al). De feito, un selo distintivo do biomimetismo son os seus esforzos cara á sustentabilidade. Os obxectivos do campo inclúen "construír de abaixo cara arriba, autoensamblarse, optimizar en lugar de maximizar, usar enerxía gratuíta, polinizar cruzadamente, abrazar a diversidade, adaptarse e evolucionar, usar materiais e procesos amigables para a vida, participar en relacións simbióticas e mellorar a biosfera”.

A atención á forma en que a natureza elaborou os seus materiais pode permitir que a tecnoloxía coexista de forma máis natural coa nosa terra e chamar a atención sobre o moito que o noso mundo foi danado pola tecnoloxía "antinatural" (Crawford).

Ademais da eficiencia e sostibilidade de ELYTRA, a exposición mostra un inmenso potencial para a arquitectura e o futuro do espazo público recreativo, debido á súa capacidade de evolución. A estrutura é o que se coñece como un "refugio sensible", con moitos sensores entretecidos.

ELYTRA contén dous tipos distintos de sensores que lle permiten recoller datos sobre o mundo que o rodea. O primeiro tipo son as cámaras de imaxe térmica. Estes sensores detectan de forma anónima o movemento e as actividades das persoas que gozan da sombra.

O segundo tipo de sensor son as fibras ópticas que atravesan a totalidade da exposición. Estas fibras recollen información sobre o ambiente que rodea a estrutura, así como o seguimento do microclima debaixo da exposición. Explorar mapas de datos da exposición aquí.

A incrible realidade desta estrutura é que “o dosel crecerá e cambiará a súa configuración ao longo da tempada de enxeñería V&A en resposta aos datos recollidos. Como os visitantes inhiben o pavillón será finalmente informar como crece a copa e a forma dos novos compoñentes (Victoria e Albert).

De pé no interior do pavillón do Victoria and Albert Museum, estaba claro que a estrutura se ampliaría para seguir a curva do pequeno estanque. A simple lóxica de permitir que as persoas que usan o espazo determinasen a súa arquitectura foi sorprendentemente profunda.