1 Short Presentazione Ottobre 2011

5/11/2018 1 Short Presentazione Ottobre 2011 - slidepdf.com

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L’approccio biomimetico per un design sostenibile e per l’eco-innovazione di prodotto

Università degli studi di Camerino

sede collegata di Ascoli Piceno

Scuola di Architettura e Design Eduardo Vittoria

PhD Program: Industrial Design and Experimental Architecture

Dottoranda: Mariangela Stoppa | [email protected]

Relatore: Prof.ssa Lucia Pietroni

“Non dobbiamo limitarci ad imitare la natura, ma dobbiamo piuttosto cercare di individuare i principi sui quali essa si basa”Buckminister Fuller

Biomimesi ed Eco-desi n

Stato di avanzamento 10 Novembre 2011



Quadro normativovincolante e restrittivo

Crisieconomico/ambientale/sociale

A b s t r a c t

S t r u m e

n t i

Design per la sostenibilitàcome uno strumento strategico

Rafforzare gli strumenti del Designper la sostenibilità osservando la

biomimesi

P a p a n e k V .

B e n y u s J .

Biomimesi



La ricerca ha come obiettivo generale analizzare e comprendere il contributo dei nuovisviluppi della biomimesi nell’ambito del design sostenibile

In particolare, la ricerca, partendo dal dibattito scientifico e culturale in atto a livellointernazionale e dalla recente letteratura circa le implicazioni e i vantaggi ambientali diun approccio biomimetico alla progettazione di nuovi materiali e prodotti,intende sviluppare un quadro metodologico di riferimento, come supporto alledecisioni di progettisti e imprese, che faciliti il trasferimento e l’integrazionedell’approccio biomimetico nell’ambito del design sostenibile.

Obiettivo

generale

Obiettivo specifico della ricerca è rafforzare ed integrare gli attuali strumenti

dell’ecodesign con criteri e linee guida derivanti dalle applicazioni della biomimesi finalizzate all’eco-innovazione di prodotto.Obiettivospecifico

La ricerca intende verificare le possibilità applicative attuali e potenziali della biomimesi(che opera secondo il principio del minimo sforzo della natura, proprio del designsostenibile) in termini di eco-efficienza e sostenibilità ambientale e di facilitare, con lecompetenze e le metodologie di ricerca del design sostenibile, il trasferimentodell’approccio biomimetico nella progettazione e sviluppo di prodotti e servizi sostenibili.

a m

b i t o s c i e n t i fi c o

d i

i n q u a d r a m e n t o

O b i e t t i v i d e l l a r i c

e r c a

Sostenibilità

Design

BiomimesiLa ricerca si colloca nellʼambito del disegnoindustriale e nello specifico nellʼambito deldesign per la sostenibilità e dellabiomimesi o design bio-ispirato, al fine diintegrare e rafforzare gli attuali strumenti deldesign per la sostenibilità con approccio

bio-ispirato.



INTRODUZIONE

Breve descrizione del tema di ricerca contestualizzato nel quadro di riferimento scientifico-culturale, degli obiettivi e della metodologia del lavoro condotto e dei principali risultati raggiunti.

PRIMA PARTEL’APPROCCIO BIOMIMETICO AL DESIGN E LE NUOVE SFIDE DEL DESIGNSOSTENIBILEQuadro di riferimento scientifico-culturale, problematiche aperte, inquadramento degli obiettivi della ricerca.

CAPITOLO 1Verso un’era biomimetica: il quadro culturale di riferimento

1.1 Dalla sostenibilità debole alla sostenibilità forte: verso una fase di maturità deldibattito culturale1.2 Dal concetto di eco-efficienza a quello di sufficienza, verso il concetto dirigenerazione: concetti per la sostenibilità forte1.3 Il contributo dell’economia: verso un modello di sviluppo economico sostenibile,bio-ispirato e rigenerativo (economia della sufficienza-decrescita)1.4 Il contributo delle nanoscienze e delle nanotecnologie: dal macro al nano1.5 La figura di Janine Benyus1.6 Il contributo delle università e dei centri di ricerca biomimetici o bio-ispirati

In questo capitolo, al fine di inquadrare gli obiettivi della ricerca, si intende indagare eanalizzare sia la necessità di un cambiamento del modello economico attuale che quelladi un cambiamento socio-culturale più sostenibile così come messo in evidenza dai diversi studiosi.

CAPITOLO 2Approcci contemporanei della cultura del design alla biomimesi

2.1 Dalla culla alla culla (McDonough W., Braungart M.)2.2 Design Sistemico (Bistagnino L.)2.3 Design ad alto potenziale rigenerativo (Manzini E. e Jégou F.)2.4 Hybrid Design (Langella C.)2.5 Design Bio-ispirato (Salvia G., Rognoli V. e Levi M.)2.6 Bio-ID4S: Biomimicry in Industrial Design for Sustainability (Carlos AlbertoMontana Hoyos)2.7 Design Computazionale: Materialecology (Neri Oxman)

CAPITOLO 3Strumenti per la biomimesi3.1 I differenti approcci e strumenti metodologici (Bio-triz, Spirale della vita, BID diToronto di l.Shu)3.2 I differenti livelli analogici3.3 Ask Nature: la prima banca dati di soluzioni progettuali bio-ispirate3.4 EOL Enciclopedia della vita

In questi capitoli, al fine di analizzare e confrontare (individuare/inquadrare) gli approcci contemporanei della cultura del design alla biomimesi, si intende indagare e analizzarecome i diversi ambiti del design, ed in particolar modo gli ambiti del design per lasostenibilità, messi in evidenza dai diversi studiosi, si sono confrontati con l’approcciobiomimetico o bio-ispirato.

I n d i c e a r g o m e n t a t o p e r c a

p i t o l i e p a r a g r a

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SECONDA PARTEBIOMIMESI ED ECO-DESIGN: LE POTENZIALITÀ DELL’APPROCCIO BIOMIMETICOPER INCREMENTARE LE PERFORMANCE AMBIENTALI DEI PRODOTTISviluppo del focus della ricerca, attraverso l’indagine e l’analisi delle relazioni tra gli sviluppi recenti della biomimesi e gli scenari futuri dell’eco-design. Messa a sistema dei criteri biomimetici e dei criteri di eco-design attraverso la mappatura e l’analisi di alcuni casi studio (progetti, prototipi, prodotti) finalizzati ad identificare le potenzialitàdell’approccio biomimetico nell’ambito dell’eco-design.

CAPITOLO 4Stato dell’arte sulle applicazioni biomimeticheLa biomimesi nelle diverse discipline (ingegneria, architettura, chimica, nanoscienze,economia, design)4.1 La biomimetica e le discipline che utilizzano un’approccio biomimetico.4.2Le aziende che utilizzano un’approccio biomimetico4.3 Design biomimetico4.4 Le relazioni tra design biomimetico e il design per la sostenibilità

CAPITOLO 5Principi e criteri biomimetici per la progettazione e lo sviluppo di prodottieco-sostenibili/ ambientalmente compatibili

CAPITOLO 6Casi studio: selezione, schedatura e analisi critica

TERZA PARTELINEE GUIDA PER L’INTEGRAZIONE DI CRITERI BIOMIMETICI NELL’ECO-PROGETTAZIONE E NEL PROCESSO DI SVILUPPO DI NUOVI PRODOTTIStrutturazione di un quadro di riferimento metodologico e di linee guida per l’integrazionedi criteri biomimetici nell’eco- progettazione, in relazione alle differenti tipologie di

prodotto

CAPITOLO 7

Criteri biomimetici per il design sostenibileQuadro di sintesi: criteri biomimetici per il design sostenibile e l’eco- innovazione diprodotto.Quali criteri biomimetici per quali prodotti e per quali performance ambientali?

CAPITOLO 8Linee guida

CAPITOLO 9Riflessioni conclusive

GLOSSARIOBIBLIOGRAFIA 3



•Definizione dei concetti chiave: risultato stesura di un glossario di voci

•Scheda libri di riferimento: citazioni

•Strumenti per classificare i casi studio (La Natura come mentore, misura e modello;

Principi della Natura; Livelli omologici: Raccolta casi studio e strategie B iomimetiche; Livelli analogici; Analisi tassonomia biomimetica)

•Scheda casi studio: elaborazione della scheda

•Analisi dei diversi approcci biomimetici (Bottom-up/Top-down, Spirale della vita, BioTriz)

•Mappatura di Studiosi ed esperti di Biomimesi/biomimetica

•Mappatura di centri di Biomimesi

•Conferenze su Internet (TED)

•Gruppi e associazioni su internet (LinkedIN)

•Interviste (1to1 e on-line)

S t r u m e n t i

I n d a g i n e

P r e l i m i n a r e

R i c e r c a

s u l C a m p o

1.1 Analisi del quadro culturale di riferimento: sostenibilità debole/forte; eco-efficienza/sufficienza/rigenerazione; verso un’economiarigenerativa; il contributo delle nanoscienze; Janine Benyus

1.2 Approcci contemporanei della cultura del design alla biomimesi: Dalla culla alla culla (McDonough W., Braungart M.); Design

Sistemico (Bistagnino L.); Design ad alto potenziale rigenerativo (Manzini E. e Jégou F.); Hybrid Design (Langella C.); Design Bio-ispirato (Salvia G., Rognoli V. e

Levi M.); Bio-ID4S: Biomimicry in Industrial Design for Sustainability (Carlos Alberto Montana Hoyos); Design Computazionale: Materialecology (Neri Oxman).

1.3 Analisi delle metodologie dei diversi approcci alla biomimesi: Bottom-up/Top-down; , Spirale della vita, BID di Toronto di l.Shu.

1.4 Analisi dei principali strumenti biomimetici: database/AskNature; software/CAO(Computer Aided Optimisation)- SKO (Soft Kill

Option), Bio-Triz (Matrice conflittuale, i 40 principi inventivi)

2.1 Mappatura studiosi, centri di ricerca e imprese che si occupano di biomimesi2.2 Strutturazione della scheda dei casi studio: La Natura come mentore, misura e modello; Principi della Natura; Livelli omologici:Raccolta casi studio e strategie Biomimetiche; Livelli analogici; Tassonomia biomimetica (Analisi tassonomia biomimetica per comprensione eindividuazione casi studio)2.3 Interviste ad esperti di biomimesi e eco-design2.4 Conferenze2.5 Stage estero M

e t o d o l o g i a

Mi hanno permesso di elaborare una prima considerazione sul quadro culturale di riferimento e una prima classificazione per i casi studio



Livelloomologico

AnalogiaNatura

EsempioProdotto

AziendaR&D

ProprietàCaratteristiche

Forma casualità delle“pavimentazioni”naturali come ilsottobosco

Quadrottemoquette

Interfaceflor Le quadrotte della moquette imita i singoli pezzi che compongono le pavimentazioni naturali chesono modulari, unici, mobili e flessibili. Questo a permesso vari vantaggi come la flessibilità erapidità dellʼ installazione della moquette; una facile manutenzione ed un ciclo di vita più lungopoiché quando la moquette è usurata non è necessario cambiare tutta la moquette ma solo lequadrotte usurate, poichè non viene compromesso lʼaspeto estetico della pavimentazione.

Processo/ sistema

Processo diautoreplicazioneprocessi digenerazione

naturali bottom-up

RepRap Università diBath

Stampante 3D che imita sia il sistema di autoreplicazione delle cellule sia il sistema digenerazioe naturale bottom-up.

Forma/ Processo

Conformazioneddei vortici;spirale diFibonacci

PAX WaterTechnologies;PAX Streamline;PAX Mixer; PAXFa

PAXScientific;

Prodotti che usano la forza di gravità e la conformazione del vortice in sistemi che possono siaaerare lʼacqua sia espellere lʼaria dallʼacqua.

Forma -Movimentodelle alghe-Movimento deipesci

-Sistema diancoraggio dellealghe

Biowave

BioSTREAM;

bioBASE

BioPawerSistems

Dispositivi efficienti per lʼutilizzo di fonti rinnovabili. Sistema di recupero energia delle correntimarine e sistema di ancoraggio, che si ispira al movimento delle alghe e al loro sistema diancoraggio.

Forma/ processo

BrachinoCrepitante

uMist 3000SWEDISHBiomimetics

Sistema di propulsione/nebulizzazione meccanica senza gas (Cfc) che imita il Brachinocrepitante

Forma/ Processo

Termoregolazione (Principifisici)

Caso studio delBioTRIZ

Buro HappoldLtd, SalmaanCraig

Superfice termoregolata che utilizza ilprincipi fisicodel 'caldo-selettivo' per lʼ isolamento/raffreddamento radiativo degli edifici

Forma Ali della farfallamorpho.

TessutoMorphotex

Teijin Il tessuto Morphotex è un tessuto iridescente che imita la struttura nano delle ali della farfalla cheè generato dal colore strutturale, ovvero una superfice colorata senza pigmenti colorati.

Forma Lontra Tessuto iso lante Finisterre Il tessuto del la Finisterre imita la pel le del la lontra per le sue caratter istiche termoisolanti .

Forma/ Processo

Coleotteritenebrionidi deldeserto delNamib

Superfice checapta il vapore

Qinetiq (UK) Superfice per il recupero dellʼacqua attraverso la captazionde del vapore, che imita laconformazione della corazza del coleottero del deserto del Namib.



•Prodotto

•Applicazione

•Azienda | R&D

•Problema tipologia prodotto

•Essere biologico | Espediente naturale imitato

•Tipologia approccio biomimetico: Top Down | Bottom up

•Natura come Mentore: Caratteristica fenomeno biologico | Tassonomia biomimetica

•Natura come Misura: I principi della natura (J. Benyus)

•Natura come Modello: Livello omologico | Livello di astrazione | I 40 Principi Inventivi (J. Vincent)

•Miglioramento apportato

•Strategie di design sostenibile

C a s i S t u d i o GRUPPI

FUNZIONALIAbbattere (87)_

Ottenere, conservare o

distribuire le risorse (411)

Mantenere la comunità (310)

Mantenere l'integrità fisica (924)

Fare (157)

Modificare (328)

Spostare o restare (3)

Elaborare le informazioni (316)

MENTORE I d e e ,

insegnamenti, principi e regole che

ispirano il progetto (la natura è guidaper la soluzione più efficiente);

MODELLO modelli naturali

(formali, strutturali , funzionali ,organizzativi e strategici) comeispirazione per soluzioni tecniche

MISURA standard ecologici

insiti nella natura come riferimenti

quantitativi e qualitativi per il progetto

S c h e d a c a s i s t u d i o

A R C H I T E T T O N I C O

L i v e l l o d

i

a s t r a z i o n e

M O R F O L O G I C O

S T R U T T U R A L E

B I O C H I M I C O

F U N Z I O N A L E

C O M P O R T A M E N T A L E

O R G A N I Z Z A Z I O N E

Processo

Ecosistema

Forma

LIVELLI OMOLOGICI



La ricerca proposta prevede tre tipologie di uscite, cosìindividuate:

• Identificazione di principi e criteri di biomimesi utiliper la progettazione di prodotti/servizi sostenibili e perincrementare le performance ambientali dei prodotti/ servizi.

• Redazione/raccolta di casi studio di progetti eprodotti sviluppati secondo criteri biomimetici esignificativi per lʼeco-innovazione di prodotto;

• La re daz i on e / de fi n i z i on e d i u n qu adrometodologico di riferimento e di linee guida perintegrare criteri biomimetici nellʼeco-progettazione alfine di massimizzare i vantaggi ambientali.

P o s s i b i l i u s c i t e

d e l l a t e s i

•Mostra sul design e lʼarchitettura | Milano, Fuori Salone, cortilidell'Università Statale, aprile 2011“Mutant architecture & design” curata da Interni

•Mosta sullʼarte le scienze e la nanotecnologia | Milano, PiazzaDuomo, aprile 2011“Principia, stanze e sostanza delle arti prossime” a cura di DenisSantachiara

•Conferenza sul turismo | Ascoli Piceno 29 giugno 2011“Antipodi”Silvia Pietrini “CANCÚN E LA RIVIERA MAYA. Turismo etrasformazione urbana”Lucia Tommasini “TURISMO RESPONSABILE. Pro Poor TourismStrategies” in Ecuador

•Conferenza su come comunicare la ricerca | Camerino 7 luglio2011Research and communication Science and education tools and methods to communicate effectively

•Conferenza sul BAG | Ascoli Piceno 14 luglio 2011

"Ecologia del RI-COSTRUIRE".Lecture degli architetti Paolo Robazza e Fabrizio Savini di"BAG_officinamobile"

•Corso di Inglese alla “Severnvale Academy” in Shersburry (UK) dal 25 agosto al 9 settembre 2011

•Confrenza | Camerino 11 ottobre 20115th WORKSHOP DOC-CAREERS II Project : Promoting CollaborativeDoctoral Education for Enhanced Career Opportunities University ofCamerino

•Redazione di un intervista ad esperti di biomimesi (Allegato 2 )

•Elenco esperti intervistati on line (Allegato 3 )

•Intervista on line Julian Vincent (Allegato 4 )

•Incontro Julian Vincent 12 settembre 2011 Bath (UK) (Allegato 5 |Report incontro )

•Richiesta di accoglienza Università di Bath e Università diReading e Finisterre

C o l l o c a z i o n e s c i e n t i fi c a

Pertanto la ricerca, cerca di elaborare un quadroteorico-metodologico , inquanto intende identificarequei principi e quei cri teri biomimetici cheopportunamente integrati, già nelle prime fasi di sviluppodi un prodotto/progetto, possano contribuire amigliorarne il profilo ambientale e quindi possanocontribuire, più in generale, a massimizzare gli obiettividel design sostenibile.

1 Short Presentazione Ottobre 2011

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