Le Morfologie Analoghe 02

8/10/2019 Le Morfologie Analoghe 02

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www.bionikasproni.org

Le morfologie analoghePercorsi trasversali tra bionica e architettura

Massimo Lumini

02www.bionikasproni.org


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In copertina disegno dell'autore per il progetto editoriale Intentions in-tension 2012

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Le morfologie analoghePercorsi trasversali tra bionica e architettura

Massimo Lumini

I pi esperti Artisti fra gli Antichi erano dell'opinione cheun edificio fosse come un animale, di modo che nellaformazione di esso noi dovremmo imitare la Natura.

Leon Battista Alerti

!e re edificatoria Lier "

In copertina disegno dell'autore per il progetto editoriale Intentions in-tension 2012


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Prefazione.

Nel noembre 2002! su initodell'"niersit# degli $tudi di %agliari! inun incontro dibattito alla %ittadella deiMusei! enia presentata e discussa&uesta pubblicaione.

Il contenuto dell'interento ertea sullapossibilit# di tessere relaionianalogic(e tra il design naturale e ilfare costruttivo umano. )alla citaionedi Leon *attista +lberti relatia allaauspicata analogia oomor,a tramembra animali e parti arc(itettonic(e!alle tensostrutture di rei tto! eniapresentata una tesi relatiamente allanecessit#! da parte della cultura del

progetto! di riaicinarsi al grande emisterioso insegnamento della natura.Il principio della costruzione leggera/il ,ilo conduttore di &uesta ricerca!trama tra natura e arti,icio! c(e sidipana nella storia e nella eoluionedell'arc(itettura! dagli albori della ciilt#umana ,ino alle ,uturibili inenionigeodetic(e di *uckminster uller.In particolare! enia discussa per laprima olta in ambito pubblico in$ardegna ! il tema della #ensegrit$,documentando le applicaionitrasersali di )onald . Ingber! c(eattraerso il modello sinergetico diuller! applicato alla risposta bio-meccanica del citosc(eletro cellulare!portaa la biologia ad esplorare unnuoo campo di studi estremamentepromettente.

*roc(ure della settimana cittadina dellasciena - %agliari noembre 2002


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Analogia mancata.

%on il termine Bionic, dalla radice grecaBios % &ita e dal termine ingleselectronic! si sono intesi! dalla ,inedegli anni '0! due speci,ici ambiti distudio()*

Il primo! c(e indaga i sistemineuro,isiologici delle ,orme ienti conl'obiettio di riprodurli arti,icialmente! sicolloca trasersalmente ai settori delleneurosciena! della cibernetica!dell'elettronica! della robotica! dellabiomeccanica! della protesica e dellenanotecnologie in genere3(+*

l'altro! relatio allo studio di prototipibiologici dei &uali analia i principimor,ologici di crescita e ,unionamentonaturale alla luce del rapporto sinergicotra ,orma! materia! ,unione ed energia!/ maggiormente orientato a proporresoluioni nell'ambito del productdesign! della progettaione deimateriali! dell'arc(itettura edell'ingegneria strutturale.(*Nel metodo bionico! progetto e naturainteragiscono ad un liello intimo3 leri,lessioni sui principi tecnologici del,are umano si ri,lettono sullacomprensione dei modelli descrittiisecondo i &uali la materia organica edinorganica si struttura! cresce e sirelaiona nello spaio e iceersa. Lescoperte di breetti naturali! tras,eritianalogicamente! permettono soluioni

innoatie in campi tecnologicamenteaanati.(-*+lcune delle consideraioni di base di&uesta disciplina! sottolineano lapro,onda di,,erena riscontrabile tra ilmodo di costruire umano e &uellonaturale

la costruione umana! tramite l'utiliodi so,isticati materiali e complessiprocessi e cicli industriali! aienetradiionalmente attraerso delle ,asirigidamente programmate! conaggiunte e sorapposiioni progressiedi elementi! allo scopo di controllarestep $ step, gli e,,etti di scala dellearie scelte di progetto3

l'eoluione naturale al contrarioproduce molecole! animali o egetaliprocedendo sistematicamente concontinue tras,ormaioni dinamic(e!metamor,osi! adattamenti e retroaioniprogettuali continue.L'uomo costruisce e ie strutturepesanti sia dal punto di istastrettamente materiale e ,isico! sia perl'impatto c(e esse producono sull'ecositema! causando pesantissimiin&uinamenti e deastaioni ambientali.In,atti i cicli di produione! ita econsumo dei prodotti ad alta tecnologiasono ancora ,ortemente caratteriatida un enorme dispendio di energia e dimateria prima! scarsa riciclabilit# e dagenerali pro,onde diseconomie disistema. La natura inece! cresce!tras,orma e rigenera continuamente se

1

Fig. 1 e 2 +rc(itetture animali nido ditessitore masc(erato a,ricano.4eno 5iano 6 modello per il %entroculturale 7ean Marie 89ibaou - Nuoa%aledonia


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stessa in una intricata dana leggera dicomplesse aioni e relaioni i cui bilancienergetici risultano sempre in e&uilibriodinamico.+nalogia inocata ,in dal passato! ma di,atto! oggi completamente mancata.:uesta sembra essere in sintesi lasostaniale di,,erena c(e rende

ancora cos; artificiale il prodotto delcostruire e dell'agire umano! tanto pocointegrato e in sintonia con le ineluttabilileggi c(e goernano gli ecosistemiterrestri.(*

"n discorso a parte meriterebbel'analisi delle arc(itetture ernacolari etribali! c(e inece dimostrano &uanto lostato di natura dell'umanit#! prima

dell'aento delle rioluioni industriali!,osse coinolto in un intimo e pro,ondodialogo con le ,ore e la rete degliorganismi ienti del suo ambiente.(*

In natura! al contrario! si costruisce damiliardi di anni! con molta esperiena esi tende continuamente allaottimiaione attraerso proe! tirocini!,allimenti! sostituioni ed eoluioni.Il catalogo dei prodotti naturali /costantemente aggiornato con ra,,inateed e,,icaci soluioni di design!caratteriate da geometrie per,ettec(e de,iniscono trame di materialicompositi! ,orme e ,unionistrutturalmente integrate edappropriate! esteticamente armoniose ecapaci di interagire dinamicamente conil net/or0 iologicointegrale.(1*

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Fig. 3 e 4 +rc(itetture animali tipologiedi nidi.%apanna tribale - +,rica centrale.


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Design naturale.

$ia per l'uomo c(e per la natura! inogni caso! il processo di progettaionee siluppo di una struttura ,unionale

ed e,,iciente non / semplice.In natura! milioni di anni di proe e diseleioni! (anno comun&ue prodottouna ariet# enciclopedica di ,ormeimper,ette o intermedie! destinateall'obsolescena.5arallelamente! nel mondo della ricercatecnologica! il cammino erso unaconoscena scienti,ica ed appropriatadei materiali da costruione! dei modellidi analisi! di dimensionamento e di

controllo strutturale e ,unionale! /stato imperi! costellato da clamorosiinsuccessi e comun&ue ancora apertoa enormi prospettie di siluppo.(2*)ietro &uesta logica! umanamentede,inibile e,,icientistica! si pone laariet# delle tipologie naturali! ed /proprio nella ariet# c(e annoricercate le origini dell'e&uilibrio.L'origine delle ,ore e dei modelli c(e

mantengono il tutto in continua edinamica interaione non sono ancoradel tutto c(iarite e le discipline,iloso,ic(e e tecno-scienti,ic(econtemporanee conergono nell'ipotesic(e la complessia ariet# delle ,ormee delle strutture naturali si debbareggere su uno sc(ema

In tal senso ogni oggetto naturale!racconta! attraerso la sua ,irmamor,ologica! la storia della propria,ormaione e le matrici strutturali e,unionali attraerso le &uali la natura ele sue ,ore si mani,estano sia sulpiano organico c(e inorganico.$trutture atomic(e! galassie! onde

gocce di li&uidi! cellule ed organismicomplessi ci sono noti come ,enotipi e,orse sono proprio riconoscibili perc(?essi tendono a presentarsi all'interno diun determinato repertorioindipendentemente da dimensioni!stato di aggregaione e tempo.In termini geometrico-costruttio! nellanatura si possono riscontrare tipicimodelli organiatii ,ondamentali!

incolati da speci,ici constraintsstrutturali


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+d una appro,ondita analisi! &uesticaratteri strutturali e mor,ologici!appaiono a loro olta intimamentecollegati ,ra loro da due algoritmi,ondamentali la 5ezione Aurea e la5erie di 6ionacci, i cui risultati sonoconnessi dal gioco gerarc(ico edenergetico di particolarissimi rapporti

numerici e proporionali.(7*La bionica e la mor,ologia strutturalenaturale! tentano di proporre modelli diinterpretaione delle relaioni c(e simani,estano attraerso la ,orma e la,unione di moduli e strutture naturalitra &uesti! c(e paiono sempliciistruioni di assemblaggio costruttiouniersale e i complessi principi italic(e controllano la crescita e lo siluppo

degli organismi ienti e non.:uesta appro,ondita indagine sulleleggi del controllo dinamico della ,ormanaturale! si ,onda su un metodo dilaoro in cui biologia! matematica egeometria! ,isica! cibernetica! economi!arte! computergra,ica e product design!interagiscono tra loro trasersalmenteattraerso continui tras,erimenti diin,ormaioni! immagini e modelli! allaricerca di una ia c(e integri l'uomo

tecnologicamente aanato aicomplessi e delicati anelli di retroaionedell'ecosistema terrestre.()8* %ampioniideali per uno studio bionico applicatiosono ad esempio le piante! c(e nei loroprocessi di crescita! adattamento eriproduione! si strutturano dall'internosecondo con,iguraioni di resistenattimali tali da poterle considerare alla

@

stregua di costruioni leggere! cos;come i prodotti del laoro costruttio dialcuni insetti sociali o animali &uali itermitai! i nidi e gli sbarramenti arti,icialidei corsi d'ac&ua.:uesti prodotti dell'attiit# naturale!(anno la propria ragione di esserenell'e&uilibrio sinergico di dierse

circostane &uali la legge di grait#!l'energia molecolare! la tensionesuper,iciale! il moto ondoso! le ,oreelettromagnetic(e o momentaneein,luene ambientali &uali la ,ore delento! la pioggia! la pressioneatmos,erica o le eruioni ulcanic(e.gni oggetto naturale esistente /&uindi sottoposto a complesseinteraioni tra ,lussi di ,ore interne e

,ore esterne c(e lo modellano! aendoattraerso la sua stessa con,iguraionespaiale! la ,acolt# di assorbire e ditrasmettere &uesti caric(i statici edinamici.%onsiderato &uindi da un puntos&uisitamente tecnico e tecnologico /assimilabile ad una era e propriacostruzione.())*L'arc(itettura al contrari! soprattutto&uella antica! megalitica! (a en,atiato

attraerso i propri manu,atti! i concettidi massa! grait# e peso! esaltandoimmagini e modelli strutturali diiperstaticit#3 ne sono esempiparadigmatici le torri! le piramidi! lemura ciclopic(e e gli obelisc(i.Nella tradizione mediterranea, dalla9uale discende la maggior parte dell'architettura occidentale scrie 4eAner

*an(am! alla necessit: di renderepermanente o almeno durevole ilriparo, la risposta di solito ; stats 9uelladi renderlo massiccio (


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soluioni tecnic(e di leggerea eresistena meccanica! c(e aieneassociando materiali altamenteanisotropi e contemporaneamente!,ortemente integrati tra loro in sandwic(unitari dalle prestaioni altamentesinergic(e e multi,unionali.+d esempio il legno / un materiale

naturale c(e combina tra loro ,ibreresistenti di cellulosa e una matriceplastica! la lignina.()-*Inoltre in natura &uasi tutti gli elementi,unionali (anno anc(e il compito digarantire e,,iciena strutturale di caricostatico e dinamico! con prestaionispesso al limite come nei ,usti dellepiante.()*

B

Fig. -$c(ema struttura legno. Fig. $truttura del legno al $M.


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A""unti "er un "ercorso.

La ricerca della leggerea al contrario!non sembra caratteriare leprestaioni dei prodotti umani ingenere! ma nello speci,ico dellestrutture arc(itettonic(e e

ingegneristic(e! / possibile delineareun ,ilo di continuit# c(e nel tempocollega tra loro alcune intuiioni erealiaioni.Il primo sguardo cade su alcunecostruzioni provvisorie &uali tendenomadi! ponti temporanei e diemergena! impalcature! sistemi dielatura e di imbragatura diimbarcaioni! macc(ine c(e (anno

accompagnato e sostenuto migraionie guerre o sono serite per costruire igrandi monumenti del passato.()1*4iportando l'attenione ai primordi delcostruire! l'uomo-natura utiliaamateriali egetali giunc(i! liane! ,oglie!pelli animali ed altro o,,ertodall'ambiente circostante per costruirecapanne e ripari! applicando soluioni estratagemmi per rendere le sue

costruioni leggere e nello stessotempo resistenti agli agenti atmos,ericie all'aggressione di altri uomini! consoluioni e procedimenti costruttii c(eancora oggi sopraiono nelle ormairare culture tribali e natie."no dei momenti storici ,ondamentalidella ricerca di un ,are leggero /&uello istoso e programmaticoriscontrabile nell'architettura gotica!

in cui l'organicit# delle sue componentistrutturali pilastri! nerature! olte!arc(i rampanti! guglie! contra,,orti!trascende l'uso puramente decoratiodi elementi naturalistici come ,oglie!,usti di albero! ,rutti ed animali! peraddentrarsi nel mondo piC complessodelle analogie strutturali e ,unionali

delle ,ore c(e modellano! reggono edanimano le ,orme dell' immensocatalogo iente del mondo naturale. Ilvitalismo strutturale delle cattedraligotic(e si mani,esta soprattutto nelgotico ornato inglese e nello stile,iammeggiante ,rancese. Lacattedrale! / un' enciclopedia isia emistica del creato! in cui lo slancio dis,idare la ,ora di grait# erso una

linea erticale ardita e ertiginosamentetesa erso il cielo! genera un catalogodi sperimentaioni arc(itettonic(esena precedenti nella storiaoccidentale. ssa si pone come unprocesso di creaione arti,iciale insintonia con la natura! tanto daapparirci come una meta,ora traslata di,oresta pietri,icata. Il costruttore gotico!appare animato da un sincretismoreligioso di cristianesimo e di cultipagani pro,ondamente animisti eradicati nella celebraione sacra deibosc(i e delle ,oreste. I c(iaroscurisuggestii c(e aolgono il ,edele! traimmense arcate di rami,icaioniimpietrite e il tra,oro di merletto di lucedelle etrate colorate! ripropongonol'atmos,era tenebrosa dei bosc(i piCsacri. )al ,ondo pagano ed esoterico


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del proprio animo dionisiaco! la ,edegotica innala una preg(iera di ertiginestrutturale erso la luce apollinea deldio cristiano! alla ricerca della saleaeterna. L'arc(itetto! s,idando le leggidella grait# c(e ,ino ad allora aeanoancorato le costruioni umane al suolocon massicci muri portanti sollecitati da

enormi caric(i di compressione! imital'atto della creaione diina ,ondendoarte e natura in un opera unica esublime.Nerature di pietra come rami e tendini!nodi e giunti spaiali! ele e olte acrociera come pelle e membrane! snellipilastri come ,usti e ossature! etratecome delicate ,iligrane di ,oglietrasparenti! turgide di ita e di colore! siprestano ad un laoro ,isico staticonuoo! dinamico e complesso.:uesto desiderio di immaterialit# e dietericit# / espresso con il materiale piCpesante e graitaionale disponibileallora la pietra da taglio. &uesto processo aiene conl'esclusio supporto della culturaartigianale delle corporaioni! senamodelli statici o sperimentali consolidatiai &uali a,,idarsi! sena una cultura

organica e scienti,ica del progetto senon &uella simbolica e numerologica!sena l'ausilio di una adeguata tecnicadi rappresentaione geometrica per ilcontrollo gra,ico e progettuale dellearticolaioni strutturali nello spaio.Intuiione! esperimento! errore!successo! esperiena e tradiione inuna s,ida titanica ed ambiiosa c(e (a

D

colleionato nei diersi secoli roinosicrolli come &uello della cattedrale di*eauais! cominciata nel EIII secolo!ma c(e (a lasciato testimonianeassolute di una ispiraione mistica e alcontempo di maestria tecnica senaprecedenti.5aragonare un edi,icio ad una pianta e

iceersa! tema tipicamente bionico!porta a pensare entrambi i soggettimaniera di,,erente ed innoatia.La costruione diiene una sorta diprocesso itale! bene appuntoorganico! in cui ,orme! materia e ,orestatic(e e dinamic(e si modellano e siin,luenano in un gioco di rapportigeometrici c(e si condensano in ,ormenuoe! leggere e ardite.Ficeersa la pianta! ista come unorganismo c(e dee crescere lottandocontro mille ,ore inisibili c(e lapiegano! la incatenano e la legano alsuolo e alla erticale terrestre


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5iC c(e un semplice pretesto stilisticoed ornamentale eccentrico e isionario.La costruione arti,iciale! in analogiacon &uella naturale! si ,a in,inita! siaolge nello spaio concaoGconessodella crescita a spirale e del meandro!attraerso complesse e ertiginosesoluioni ,ormali e strutturali! c(e

spingono i materiali della tradiione almassimo grado di sperimentaione.Lo spaio si de,orma attraerso ,ormegeometric(e c(e creano soluioni,ormali e strutturali in relaioneanalogica con la complessit# dellamor,ologia organica! c(e ri,ugge dalpiano e dall'angolo retto! permani,estarsi attraerso gusci! ooli!ellissi! iperbole e s,eroidi.

La leggerea barocca / nell'immaginestessa della matrice spaiale c(e lageometria euclidea rinascimentale!raionale! risolta attraerso sc(emisimmetrici e canoni proporionale!risulta incapace di esprimere erappresentare.La nuoa sensibilit# spaiale estrutturale barocca! sperimenta unnuoo modello geometrico! capace dicontrollare e rappresentare ,isicamenteil paradosso irraionale dellacreaione naturale! doe complessipiani e linee cure si attorcigliano! sicontorcono! si compenetrano edesplodono in un delirante bestiario dimostruosit# mor,ologic(e diiperdecoratiismo di innesti bio-umani!in un isionario dialogo tra natura edarti,icio! c(e testimonia l'incredibile

H

Fig. 10 *orromini - )isegno dellalanterna di $.Io alla sapiena Fig. 11 #urritella communis


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ansia e inesplorate possibilit# c(e lenoit# scienti,ic(e aprono nelloscenario delle conoscene edell'immaginario umano.()2*

$ull'onda del isionarismo e dellameta,ora bio-arc(itettonica! si colloca iltitanico laoro sperimentale di Anton

Gaud! c(e (a dedicato tutta la sua itaad un work in progress eolutio! in cuila costruione appare un continuoprocesso di inenione! in cuil'intuiione e tecnologia sembranosimulare il processo del designitalistico naturale


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+ $ir Jopseph Paxton! giardiniere-ingegnere del duca del )eons(ire! side nel 1H@ la germinatura di unnenu,aro gigante! raccolto nellauAana *ritannica la &ictoria @egia(attualmente &ictoria amazonica* .

Le sue ,oglie galleggianti! c(e possono

raggiungere il diametro di &uasi duemetri! sono solcate da una rete dinerature c(e la rendonoestremamente leggera e adatta algalleggiamento ma nel contempoestremamente resistente! tanto dasostenere il peso di una persona.:uesta pianta costituir# il modellostrutturale del celebre ?r$stal 4alace,costruito da 5aKton nel 1HB1 perospitare l'sposiione "niersale.%on,rontando la ,oglia al progetto!l'analogia non appare subito eidente!ma dal punto di ista delcomportamento statico possiamonotare c(ele traature reticolari longitudinalicorrispondono alle grandi neratureradiali della pianta3 le cosiddette grondaie 4aton! traitrasersali sottese! solgono la

,unione delle lamine a disposiionecircolare c(e collegano le nerature traloro3la copertura di etro corrisponde allamembrana del lembo ,ogliare3l 'insieme delle strutture / sostenutoda un sistema di piloni cos; come la,oglia poggia sull'ac&ua3in analogia con i ,ori di drenaggio dell

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pianta per l'ac&ua pioana! egli realiaun sistema di scarico dell'ac&uaattraerso la struttura stessa.

5aKton costru; il 5alace! capolaoroandato purtroppo perduto di arc(itetturadia,ana! in sole entidue settimane dicantiere! mettendo a punto un

complesso processo diindustrialiaione e pre,abbricaioneestremamente innoatio per i suoitempi. :uesto esempio di costruionead ispiraione bionica! ieneconsiderato una delle opere piCrappresentatie dell'ingegneria e dellatecnologia ottocentesca.


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%elebrato come un classico dello studiodella mor,ologia dei ienti! Crescita eforma (n Cro/th and 6orm*scritto nel1J1D da D'Arcy W !hompson! /ancora oggi un testo scienti,icoesemplare! tanto da ispirare "an#te$art! docente di matematicaall'"niersit# di arwick! autore tra

l'altro del celbre testo )io gioca adadi' e importante diulgatorescienti,ico! alla stesura del suo L'altrosegreto della ita


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In sostana! la teoria aanata da&uesti autori / &uella c(enell'eoluione delle piante e deglianimali! la natura stessa abbiarealiato di ,atto una grande ariet# diinvenzioni! rappresentate nel designdegli organi o negli adattamenti,unionali degli arti.

:ueste inenioni! per aer successoeolutio! (anno risolto tutti i problemi,ormali! strutturali! ,unionali edingegneristici! persino c(imici edelettromagnetici! c(e la natura pone aisuoi stessi prodotti.La proposta di studiare &uestaingegnosit# naturale e tras,erirla aimanu,atti e alla tecnologia umana!prende cos; aio.In particolare ood sostiene c(e!essendo gi# stato anticipato nelprocesso di adattamento degli organinaturali! sicuramente si scoprir# c(e innatura si possano troare i prototipi diinenioni non ancora note all'uomocome un gran numero degli attrei edelle macc(ine gi# esistenti.d / proprio in &uesto trattato c(eood non manca di citare tra i modellinaturali per le costruioni

arc(itettonic(e! la &ictoria @egia di7.5aKton.%!he p*ant as an inventor)pubblicatonel 1J20 da +, -ranc.! / un testo dibotanica molto eccentrico! in cuil'autore cerca di analiare le ,oremeccanic(e c(e goernano i processidi crescita e le ,orme strutturali dellepiante! con alcuni resoconti aggiuntii

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dei loro meccanismi idraulici! metabolicie dei sistemi riproduttii presenti nei,iori. $econdo l'autore! tutte le ,ormenella natura organica iente! essendoil prodotto della seleione! sono ilnecessario risultato delle ,unioni soltee per ogni problema biologico! /possibile troare un'unica! ottimale

risposta ,ormale e strutturale c(e nepossa ,ornire una soluione ottimale.

' l'aione della legge di economia o diminor dispendio energetico c(e! per ilranc?! dorebbe goernare anc(e leinenioni meccanic(e e tecnologic(eumane ed i particolare tutta la gammadelle possibili ,orme si riduce in realt#ad un numero limitato di modellistrutturali &uali elementi geometrico-platonici! la s,era! il cono! la spirale edaltri ancora.

Fig. 13 )aNature's teachingsD humaninvention anticipated $ nature! del1HDD

Fig. 14 )a #he plant as an inventor!del 1J20


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"no degli esempi di ricerca piCappro,ondito e ,ertile di bionica -biotecnica applicata alle disciplinearc(itettonic(e ed ingegneristic(e /stato &uello del gruppo tedesco%Bio*ogie un Bauen)! ,ondato a$toccarda nel 1J1! di cui l'arc(itetto-rei /tto / stato il rappresentante piC

,amoso.(+8*:uesto gruppo di ricercatori iniia alaorare ad un modello sperimentale diconoscena trasersale tra arc(itetturae sciene naturali! con lo scopo diraggiungere una migliore comprensionereciproca tra biologia! tecnica earc(itettura.$uperando la banale e limitanteanalogia estetica! i ricercatori tedesc(i!siluppano un particolare metodo diricerca sulle costruioni leggere! senadistinguere se l'oggetto analiato 6cellula! microrganismo! trae! ponte!traliccio 6 appartenga al campo dellanatura inanimata! della natura iente odella tecnica! realiando opereoriginali ed innoatie nel campo dellecostruioni e strutture sollecitate dalle,ore di traione.Le tende del padiglione di Losanna nel

1J>! il ,amosissimo padiglionetedesco a Montreal e &uello successioper lo stadio di Monaco durante lelimpiadi del 1JD2! nascono dainnoatie ri,lessioni sui materiali e suicomponenti strutturali di particolari,orme in analogia con elementi naturali&uali le ragnatele! gli sc(eletri ossei! itessuti! le membrane organic(e! le

1>

bolle e le lamine saponate. *en lontanidalla semplice imitaione ,ormale! iprogettisti del *.".*.! in collaboraionecon il pro,. rnst ullmamm! alloradirettore dello oo di %olonia! si sonospinti ad osserare e a documentare,otogra,icamente con piC attenione imanu,atti naturali! arriando a

conoscere dettagli e soluioni tecnic(e!,unionali ed estetic(e ,ino ad allorasconosciuti e c(e! in manierabiunioca! (anno con,ermatosperimentalmente la corretteadell'approccio disciplinare arc(itettonicoe strutturale.

Ilprincipio de**a costruzione *eggera(Leichtau nt/erfen* (a aperto nuoeprospettie alle indagini sia sullestrutture naturali &uanto su &uelletecnic(e umane! ed / applicato comeuna sorta di unit# di misura uni,icantenel processo di con,ronto tra mondonaturale e mondo arti,iciale.

Nella scala delle grandee c(e annodall'atomo all'"nierso! la terra /solamente un oggetto relatiamenteminuscolo e la natura iente! con una

scala di misure c(e pu ariare da undecimo di millimetro


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:uesto sistema strutturalepneumatico0 con un nucleo ,luidoall'interno ed una pellicola resistente edelastica all'esterno come una sorta dimicrosfera! sembra alere per lepiante come per gli animali e tutti imicrorganismi.

La ariet# in,inita attraerso la &uale&uesto sistema pneumatico simani,esta! porta a ri,lettere su unapossibile arc(itettura ce( disponga diun unico modulo strutturale! adesempio il mattone! e con esso riesca acostruire tutti i manu,atti possibili &ualiponti! palai dig(e e &uant'altro.

In e,,etti! dietro l'incredibile catalogodelle arianti strutturali! ,unionali edestetic(e del iente! si nasconde unprincipio di semplicit# ed economicit#!realiato da poc(i materiali! secon,rontati con la miriade presente neiprocessi tecnologici umani! come leproteine! la cellulosa! il calcio! c(etendono ad essere utiliati e riutiliatiin un continuo! per,etto processo diottimiaione delle risorse.

"n autentico processo di riconersionedell'ambiente arti,iciale erso unapossibile ecologia planetaria! dorebberipartire da &uesta sempliceconsideraione e permettere l'aio diun globale processo di sempli,icaioneproduttia e di riciclo del mondomateriale umano! in era sintonia conle leggi c(e goernano la casa-terra.

1@

Fig. 1, 4agnatele

Fig. 1- Monaco 6 %omplesso olimpico1JD2

Fig. 1 Lin,ociti

Fig. 20 5rogetto sperimentale IL 6$toccarda.


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Ferso &uesta nuoa isione dellanatura e dell'arc(itettura / di,ondamentale importana! nel nostropanorama storico! il pensiero di un altrogrande pioniere delle strutture leggere!l'arc(itetto americano . uc)minsterFuller.In collaboraione con un suo gioane

allieo! il ,uturo scultore ennethSnelson! gi# dai primi anni '0!contestaa apertamente il modellospaiale ortogonale di improntacartesiana e il relatio concetto ,isico dicompressione e carico-scaricoerticale come modello base delcostruire terrestre.4i,lettendo sul modello di strutturaatomica c(e enia elaborato in &ueglianni dagli studiosi della ,isicasperimentale! in cui gli elementi nucleo-elettroni non risultano di ,atto a contattotra loro ma bens; tenuti insieme da unrapporto di tensione energeticadinamica! uller riscrier# attraersol'intuiione della geometria geodetica ilcatalogo strutturale dell'arc(itettura del,uturo! o,,rendo nuoe intuiioni allacomprensione dei sottili ed elusiisistemi energetici c(e generano e

regolano l'intima struttura subatomica emolecolare della natura e dell'intero"nierso.(+)* La sua ,amainternaionale / legata alla costruionedel 5adiglione +mericano all'Kp diMontreal del 1JD una strutturageodetica trasparente di circa ottantametri di diametro realiata con aste enodi spaiali a maglia tetraedrica.

1B

Fig. 23 e 24 $c(io di uller per unostudio di nodo spaiale 6 4adiolare astruttura icosaedrica3 disegno daEunstformen der natur di . Oaeckel1J0@.

Fig. 21 e 22 5adiglione +mericano del1JD e ritratto di 4. *uckminster ullercon un modello 5$nergetics.


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I fullereni/ cos; c(iamati proprio inonore dell' arc(itetto uller!costituiscono una classe di sostaneallotropi molecolari del carbonio. Lemolecole di ,ullerene! costituiteinteramente di carbonio! assumono una,orma simile a una s,era caa! di unellissoide o di un tubolare. I ,ullereni di

,orma simile a una s,era o a unellissoide sono c(iamati buckAball!mentre &uelli di ,orma tubolare sonoc(iamati buckAtube


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produttii e ,unionali dallecaratteristic(e ,isic(e completamenteinnoatie. L'analogia naturale nelpensiero e nell'opera di &uesto grandeutopista contemporaneo! innesca unaradicale rioluione della geometriaeuclidea e cartesiana! c(e si celebranonel culto dogmatico di una matrice

spaiale irrigidita entro assi e pianiortogonali ,ra loro.Nel suo modello di geometriaenergetica e sinergetica ( 5$nergetics*.egli introduce un rioluionarioapproccio per la comprensione delleleggi dinamic(e c(e collegano micro emacro cosmo! attraerso unamodularit# spaiale poliedrica c(e sibasa sul modello del triangoloe&uilatero e del tetraedro.

$ua l'intuiione geniale c(e la naturanon utilia la trappola in,initesima delnumero 4igreco nel dimensionamentoe nella costruione delle s,ere


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Fig. 32 e 33 )onald Ingber! modellitensegritA e #he Architecture of Life.

+pplicato agli studi biologici! &uestoconcetto (a migliorato enormemente lacomprensione della ,orma cellulare!doe ad esempio il citosc(eletro si purappresntare come una con,iguraionetensegritA! composta da microtuboli e,ilamenti collegati tra loro in unosc(ema strutturale de,inibile di

trazione continua e com"ressionelocale5. %onsiderando la trasportabilit#al mondo tecnologico di &uesta ideastrutturale abbiamo c(eAl contrario la maggior parte degliedifici e dei manufatti umani, deve la

propria stailit: alla compressionecontinua esercitata dalla forze digravit:.Nelle strutture soggette a tensegrit:, icomponenti resistenti alla trazione

segnano il percorso pi reve fraelementi tra loro adiacenti e sono9uindi per definizione, disposti in modogeodetico. !ato che le forze di trazione

per loro natura si trasmettono lungo ilpercorso pi reve tra due punti nellospazio, gli elementi di una similestruttura, sono disposti precisamente inmodo da sopportare al meglio lesollecitazioni.

5er &uesta ragione le strutture ditensegrit# o,,rono il massimo dellaresistena a parit# di materialeimpiegato per la loro costruione e pertale obbediena alla leggedell'ottimiaione delle energie e dellerisorse sembra essere un modelloalido per tutte le scale dimensionalidell'"nierso e della ita.(+-*

In particolare il citobiologo americanoDonal %. 6ngberdel *oston %(ildrenOospital! in un celebre articoloL'architettura della vita del 1JHB!propone una interpretaionetrasersale della cellula nella &ualeconergono

le piC attuali idee sull'organiaionebiologica3 Ie teorie della geometria $inergetAcsdi uller3gli interessi personali per la scultura eper il laoro artistico e scienti,ico di .$nelson3 le potenialit# di irtualiaione e dimodellaione tridimensionale graiealla manipolaione digitale dellacomputergra,ica piC aanata.(+*

+ttraerso il principio della tensegrit$! sidescrie il ,unionamento di unsistema c(e ac&uista stabilit#strutturale graie al modo in cui le ,oremeccanic(e di tensione e dicompressione sono distribuite ebilanciate all'interno della stessastruttura. La stabilit# meccanica dellestrutture sottoposte al regime tensegritAnon dipendono dalla resistena di

ciascun modulo! bens; dalla maniera incui l'intera con,iguraione spaialedistribuisce e bilancia le sollecitaionimeccanic(e di traione e compressionelocale e generale! come accade nelleincredibili sculture di $nelson!composte da reti spaiali di elementirigidi


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1J

7ote bibliografiche

1= Fedi oce Bionica nciclopedia Italiana8reccani! a cura di . "rbani.

2= Lucien erardin! La Bionica, Il $aggiatore!Milano 1JH.

8esto ,ondamentale! tratta della bionica dell'in,ormaione!dei modelli biologici della comunicaione e dell'intelligenaarti,iciale.

>= Oeinric( Oertel! 5tru0tur, 6orm, Be/egung,Eraus0opf, Fainz )73-.

L'autore! )irettore dell'Istituto di $tudi +eronautici e spaialidell'"niersit# tecnica di berlino! espone ricerc(e erealiaioni pionieristic(e c(e (anno in,luenato un grannumero di studi bionici nel mondo.

@= %armelo )i *artolo! BionicaD lo svilupponaturale del progetto! in )omus nQ H1H! Milano!1JJJ.

L'autore! progettista e teorico di bionica strutturale!)irettore del %entro 4icerc(e $trutture Naturali presso I)!Milano! / uno dei poc(i designer italiani c(e utilia unapproccio bionico per aanare proposte di design disistema.

B= rit9o, %apra! La rete della vita! *"4-

*iblioteca "niersale 4ioli 6 %ollana $uperbur$ciena! Milano! 2001.

In particolare il %ap. 1 cologia profonda, un nuovo

paradigma.

= abrice Fanden *roeck! Bioni9ue Biodesign)ispensa cole %antonale des *eauK +rts!Lausanne! 1JH1.


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D= Res %oineau e *iruta resling! Leinvenzioni della natura e la ionica! d. 5aoline!Milano! 1JHJ.

"no dei testi diulgatii piC interessanti3 pone leproblematic(e ,ondamentali della bionica in modo c(iaro ein prospettia storica con molte immagini ed esempi pratici.

H= Mic(ele $ar#! Nuove prospettive sul ruolodei vincoli ( constrains* nell'evoluzione, Istituto

di Soologia! "niersit# di enoa.

www.biologiateorica.itGsAstemanaturaeGart1JJHG10.(tm

J= %.7. $ni7ders! La sezione Aurea Arte,Natura, Fatematica, Architettura, Fusica, Muio$ciena editore! 5adoa! 1JJ>.

)runalo Melc(iedeck! L'antico segreto del6iore della &ita! Fol. 1 Macro diioni! 2001.pp. 1JJ-222

10= 6uturo Bionico, Le $ciene )ossier nQ @!Luglio 2000.

11= rei tto! L'Architettura della Natura, Ilsaggiatore! Milano! 1JH2.

Le ricerc(e di . tto e del gruppo Biologie und Bauendocumentate in &uesto testo ,ondamentale! rappresentanouno dei metodi piC corretti per l'indiiduaione di analogie

naturali da tras,erire ai prodotti della tecnologia strutturale eiceersa.

12= io Manini! La materia dell'invenzione%materiali e progetto! +rcadia diioni! Milano!1JH.

1>= $aladori 6 eller! Le strutture inarchitettura! tas ompass! Milano.

20

1@= 7ames ordon 5trutture sotto sforzo
http://www.biologiateorica.it/systemanaturae/art1998/10.htmhttp://www.biologiateorica.it/systemanaturae/art1998/10.htm


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1@= 7ames . ordon! 5trutture sotto sforzo,Sanic(elli ditore! *ologna! 1JJ1.

"n testo illuminante in cui l'autore con grande periiadiulgatia! traccia un percorso trasersale tra sciena deimateriali! ingegneria strutturale e sciene biologic(e.

1B= )'+rcA . 8(ompson! ?rescita e 6orma!*oring(ieri! 8orino! 1JJ2.

%ap. H. 6orma ed efficienza meccanica- pp. 2@J-2B1"no dei testi c(iae! insostituibile per la comprensionedegli siluppi storici della mor,ologia naturale e dellabiotecnica.

1= 7osep( 4Akwert! La casa di Adamo inparadiso! scar Mondadori! Milano! 1JDD.

1D= 7. 5. Sipper e . *ekas! Architecturesvitalistes! 5arent(/se! Marseille! 1JH.

1H= Isidre 5uig I *oada! l temple de la5agrada 6amilia! dicions de Nou +rt 8(or!*arcelona! 1JH.

1J= 5(ilip $teadman! L'evoluzione del design Hl'analogia iologica in Architettura e nelle artiapplicate! Liguori ditore! Napoli! 1JDJ.

In particolare il %ap. 10. Biotecnica%piante come inventori.

rancesca La 4occa! #ecniche della natura inarchitettura% 4ercorsi della iologia nella teoria

progettuale! Maggioli ditore! 4imini! 1JJD.

In particolare il %ap. 1.Fetafore iologiche in architettura.

20= !al laoratorio di 6rei tto alcaravanserraglio nel deserto! in *ioarc(itettura!4iista edita da )irect diioni 5! 1JJD.

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21= $ulle opere e teorie del modello atomico di t( $ l


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ennet( $nelson

www.grunc(.netGsnelsonGindeK.(tm

www.kennet(snelson.netG,a&sG,a&.(tm

22= 4. *uckminster uller! Letter on tensegrit$.

///.bobwb.tripod.comGsAnergeticsGbuckAG

www.angel,[email protected],

+mA %. dmondson!A 6uller eplanation.

www.angel,ire.comGmtGmarksomersG@Ba.(tml

*. oldstein )e Farco! Invisile architecture.#he Nano>orld of Buc0minster 6uller

www.members.cruio.comGUdearcoGnature.(tm

(ttpGGwww.angel,[email protected],

2>= )onald . Ingber! L'Architettura della vita,in Le $ciene- &uaderni nQ 12@.

2@= 4obert *urk(ardt! #ensegrit$ solution. Atechnolog$ for designing tensegrit$ domes andspheres.

bobwbV9uno.com

22
http://www.grunch.net/snelson/index.htmhttp://www.kennethsnelson.net/faqs/faq.htmhttp://www.angelfire.com/ma4/bob_wb/tenseg.pdfhttp://www.angelfire.com/mt/marksomers/45a.htmlhttp://www.members.cruzio.com/~devarco/nature.htmhttp://www.angelfire.com/ma4/bob_wb/tenseg.pdfhttp://www.angelfire.com/ma4/bob_wb/tenseg.pdfhttp://www.members.cruzio.com/~devarco/nature.htmhttp://www.angelfire.com/mt/marksomers/45a.htmlhttp://www.angelfire.com/ma4/bob_wb/tenseg.pdfhttp://www.kennethsnelson.net/faqs/faq.htmhttp://www.grunch.net/snelson/index.htm


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www.bionikasproni.org

Massimo Lumini

Le Morfologie Analoghe 02

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