Biomimetica: Come la biologia ispira l’ingegneria e l’architettura (e come la natura può cambiare il futuro)

Immaginate di passeggiare in una foresta lussureggiante, dove ogni foglia, ogni insetto, ogni minimo dettaglio sembra racchiudere un segreto antico, frutto di milioni di anni di evoluzione. Ecco, la biomimetica è proprio questo: l’arte di osservare la natura, di carpirne i segreti e di trasformarli in soluzioni ingegnose per migliorare la nostra vita. Non si tratta di semplice imitazione, ma di un processo di profonda comprensione dei meccanismi che regolano il mondo naturale, per poi applicarli alle nostre creazioni.

L’uomo si ispira alla natura da sempre. Pensate a Leonardo da Vinci, genio universale, che osservando il volo degli uccelli sognava di far volare anche l’uomo. Oppure al generale coreano Yi Sun-sin, che nel XVI secolo si ispirò alla corazza delle tartarughe per costruire le sue formidabili navi da guerra, le “Geobukseon”, le prime navi corazzate della storia.

Oggi, la biomimetica è una vera e propria scienza, con un potenziale enorme in campi come l’ingegneria, l’architettura, la medicina e la robotica. E le notizie non mancano! Proprio recentemente, un team di ricercatori dell’MIT ha sviluppato un nuovo tipo di adesivo ispirato alle zampe del geco, capace di aderire a superfici bagnate e oleose (fonte: MIT News).  Pensate alle possibili applicazioni in campo medico, con cerotti che aderiscono perfettamente alla pelle anche in presenza di sudore o sangue, o in ambito industriale, con robot in grado di arrampicarsi su superfici scivolose.

Biomimetica

Ma quali sono i principi che guidano la biomimetica?

Innanzitutto, la natura è un laboratorio a cielo aperto, dove ogni organismo, ogni struttura, ogni processo è il risultato di una lunga e sapiente evoluzione. In secondo luogo, la natura ci offre soluzioni a problemi che l’uomo si pone da sempre. Infine, la biomimetica non si limita a copiare, ma reinterpreta e adatta le soluzioni naturali alle esigenze umane, in un processo creativo continuo.

E in un’epoca in cui la sostenibilità è fondamentale, la biomimetica ci offre spunti preziosi. Pensate ai termitai, vere e proprie opere di ingegneria naturale, che riescono a mantenere una temperatura interna costante grazie a un sistema di ventilazione naturale. Questo principio è stato applicato nella progettazione di edifici come l’Eastgate Centre di Harare, in Zimbabwe, che  minimizza l’uso di energia per il riscaldamento e il raffreddamento. Oppure alle foglie di loto, che grazie alla loro superficie idrorepellente rimangono sempre pulite. E che dire della seta del ragno, un materiale incredibilmente resistente e leggero?  Sapevate che  un team di ricercatori dell’Università di Cambridge sta studiando la seta del ragno per creare nuovi materiali biodegradabili per l’industria tessile?

Questi sono solo alcuni esempi di come la natura possa ispirarci a creare tecnologie e soluzioni più efficienti e sostenibili. Edifici che “respirano” come i termitai, superfici autopulenti come le foglie di loto, materiali innovativi ispirati alla seta del ragno… le possibilità sono infinite!

Ma la biomimetica non si ferma qui. Gli ingegneri, ad esempio, si ispirano alla forma idrodinamica dei pesci per progettare veicoli più efficienti, come il famoso treno giapponese Shinkansen, il “proiettile” che sfreccia a oltre 300 km/h ispirato al becco del martin pescatore.  E a proposito di velocità,  la rivista Nature ha recentemente pubblicato uno studio su come la pelle degli squali riduce l’attrito con l’acqua,  un principio che potrebbe essere applicato per progettare navi e aerei più veloci e con un minor consumo di carburante.

E che dire dei robot? Anche in questo campo la biomimetica ha molto da offrire. Robot che si muovono come insetti, capaci di esplorare ambienti difficili, o robot ispirati ai meccanismi di movimento dei serpenti, in grado di insinuarsi in spazi angusti. Persino i materiali autoriparanti, come quelli ispirati alle ossa, sono una realtà grazie alla biomimetica.

Anche l’architettura trae grande ispirazione dalla natura. Forme organiche, strutture leggere, sistemi di ventilazione naturale, edifici che si adattano all’ambiente come organismi viventi… la biomimetica sta rivoluzionando il modo di concepire e costruire gli edifici.  Un esempio?  Il progetto “The GreenPix Zero Energy Media Wall” a Pechino,  una parete verde che purifica l’aria ispirata al processo di fotosintesi delle piante.

GreenPix Zero Energy Media Wall
GreenPix Zero Energy Media Wall

Insomma, amici, la biomimetica è molto più di una semplice disciplina scientifica. È un nuovo modo di guardare al mondo, di imparare dalla natura, di vivere in armonia con essa. È un invito a riscoprire la bellezza e la saggezza che ci circonda, per costruire un futuro più sostenibile e in sintonia con il nostro pianeta.

E non dimentichiamo che la biomimetica è un processo continuo di osservazione, analisi, sperimentazione e adattamento. È un percorso affascinante che ci permette di entrare in contatto con la natura, di comprenderne i segreti e di trarne ispirazione per le nostre creazioni.

La biomimetica è anche un ponte tra diverse discipline, un luogo di incontro tra biologi, ingegneri, architetti, chimici e designer. È la dimostrazione che la collaborazione e la condivisione delle conoscenze sono fondamentali per affrontare le sfide del nostro tempo.

Certo, la biomimetica ha anche i suoi limiti. La natura è un sistema complesso e non sempre è facile replicarne i meccanismi. Ma è proprio questa sfida che rende la biomimetica così stimolante e affascinante.

E non dimentichiamoci dell’importanza della biomimetica nell’educazione. Ispirandoci alla natura, possiamo avvicinare i giovani alla scienza e alla tecnologia in modo creativo e coinvolgente, stimolando la loro curiosità e la loro capacità di osservazione.

In conclusione, amici, la biomimetica ci offre un’opportunità unica: quella di imparare dalla natura, di collaborare con essa, di trarre ispirazione dalla sua infinita saggezza. È un invito a guardare al futuro con occhi nuovi, con la consapevolezza che la natura è la nostra migliore alleata nella costruzione di un mondo più sostenibile e armonioso.

Questionario sulla Biomimetica

1. Cos’è la biomimetica?

  • L’arte e la scienza di ispirarsi alla natura per creare soluzioni innovative.
  • L’imitazione diretta degli animali.
  • La progettazione di prodotti senza considerare l’ambiente naturale.
  • Un processo evolutivo naturale.

2. Qual è un esempio di biomimetica applicata all’architettura?

  • L’uso di vetri colorati per decorare gli edifici.
  • Edifici che respirano come i termitai per ridurre il consumo energetico.
  • L’utilizzo di materiali plastici tradizionali.
  • La costruzione di edifici con forme geometriche rigide.

3. Qual è uno dei principi chiave della biomimetica?

  • Copiare la natura pedissequamente.
  • Comprendere i principi naturali e adattarli alle esigenze umane.
  • Sfruttare le risorse naturali senza limiti.
  • Evitare di ispirarsi alla natura.

4. Quale innovazione si ispira alle zampe del geco?

  • Adesivi potenti per uso medico e industriale.
  • Nuovi tipi di vernice colorata.
  • Sistemi di riscaldamento solare.
  • Dispositivi elettronici impermeabili.

5. Qual è un beneficio della biomimetica nella sostenibilità?

  • Incrementare l’uso di risorse non rinnovabili.
  • Ridurre il consumo di energia e risorse.
  • Progettare tecnologie complesse senza considerare l’ambiente.
  • Utilizzare esclusivamente materiali sintetici.

Riferimenti bibliografici

  • Jatsch, Anne-Sophie, Shoshanah Jacobs, Kirsten Wommer, and Kristina Wanieck. 2023. “Biomimetics for Sustainable Developments—A Literature Overview of Trends.” Biomimetics 8, no. 3: 304. https://doi.org/10.3390/biomimetics8030304.
  • Perricone, Valentina, Carlo Santulli, Francesco Rendina, and Carla Langella. 2021. “Organismal Design and Biomimetics: A Problem of Scale.” Biomimetics 6, no. 4: 56. https://doi.org/10.3390/biomimetics6040056.
  • Ilieva, L., I. Ursano, L. Traista, B. Hoffmann, and H. Dahy. 2022. “Biomimicry as a Sustainable Design Methodology—Introducing the ‘Biomimicry for Sustainability’ Framework.” Biomimetics 7, no. 37. https://doi.org/10.3390/biomimetics7020037.
  • Hwang, J., Y. Jeong, J. P. Park, K. H. Lee, J. W. Hong, and J. Choi. 2015. “Biomimetics: forecasting the future of science, engineering and medicine.” International Journal of Nanomedicine 10: 5701–13. https://doi.org/10.2147/IJN.S83642.
  • Stenvinkel, P., J. Painer, R. J. Johnson, and B. Natterson-Horowitz. 2021. “Biomimetics – Nature’s roadmap to insights and solutions for burden of life style diseases.” J Intern Med. https://doi.org/10.1111/joim.13279.
  • Vincent, Julian F. V., Olga A. Bogatyreva, Nikolaj R. Bogatyrev, Adrian Bowyer, and Anja-Karina Pahl. 2006. “Biomimetics: Its Practice and Theory.” Journal of the Royal Society Interface 3, no. 9: 471–82. https://doi.org/10.1098/rsif.2006.0127.
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U.Candido
U.Candido

Caporedattore e fondatore. Collabora inoltre con diverse riviste online nella revisione di guide su medicina, biologia, farmacologia, salute e benessere.

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