arquitectura

A estrutura do Estádio Nacional de Pequim, obra de Herzog & de Meuron, imita o ninho de uma ave. Uma membrana translúcida de polímero ETFE preenche algumas das aberturas da enorme malha de aço. O design permite filtrar a luz solar e favorece a ventilação natural. VIEW PICTURES/ UNIVERSAL IMAGES GROUP/ GETTY IMAGES.

Arquitectos e engenheiros inspiram-se nos sistemas naturais para projectar as suas obras mais arrojadas.

Texto: Eva Van Denberg

Alguns deleitam-se com a estética e a forma. Outros procuram também incorporar nos projectos soluções apuradas pela evolução ao fim de milhões de anos de experiências. “Biomimético e biomórfico são totalmente diferentes”, esclarece a arquitecta Maria João de Oliveira, do Centro de Estudos sobre a Mudança Socioeconómica e o Território do ISCTE-IUL. “O biomimetismo procura na natureza possíveis eventos ou adaptações que lidam, enfrentam e resolvem problemas ou outros desafios semelhantes com que nós, humanos, nos deparamos.”

Como é óbvio, esta busca de inspiração na natureza não é um fenómeno contemporâneo. “Para os nossos antepassados, a natureza foi, durante muito tempo, a única inspiração possível e a sustentabilidade era a máxima a seguir”, afirma o engenheiro industrial Francesc Arbós, presidente do grupo Bellapart e projectista de originais estruturas de aço e vidro construídas por todo o mundo. Um exemplo ainda existente, observa, é a ponte suspensa de Q’eswachaka, no departamento peruano de Cuzco. Precisamente nesta altura, no início de Junho, como acontece todos os anos há quase seis séculos, desde a época dos incas, a ponte é reconstruída pelas comunidades que vivem nas duas margens do rio Apurimac. Tem 28 metros de comprimento e 1,20 metros de largura e a sua renovação anual implica três dias de trabalho, nos quais as diferentes comunidades de ambos os lados do desfiladeiro colaboram, entretecendo cordas com fibras de ichu, uma gramínea abundante no altiplano andino, com as quais entrançam cordas grossas e compridas parecidas com os cabos que, em versão metálica, ainda se usam em algumas pontes suspensas da actualidade.

Quando a primeira corda fica pronta, é passada para o outro lado do desfiladeiro através da ponte antiga. De seguida, cortam-se os extremos da passagem antiga, que cai no rio, sendo arrastada pelas águas e biodegradada. Esta obra de engenharia tradicional, cuja prática de renovação é Património Cultural Imaterial da Humanidade desde 2013, exemplifica o princípio da acção mínima formulado por Pierre-Louis Moreau de Maupertuis em 1744: “A natureza é económica em todos os seus actos.”

Mais tarde, matemáticos como Leonhard Euler demonstraram que esse princípio também se aplica fora do âmbito terrestre, por exemplo, na descrição da trajectória de um planeta em órbita do Sol. “Foi a semente matemática que permitiu compreender como a natureza alcança um nível máximo de optimização”, acrescenta Francesc Arbós, que realizou experiências desta índole nos seus próprios projectos. Recorreu por exemplo ao efeito Venturi, esse fenómeno físico que proporciona às termiteiras gigantes o seu extraordinário sistema de ventilação. “Trata-se de fazer circular o ar através de condutas que se estreitam de maneira a criar correntes de ar, permitindo desta forma evitar sistemas de ar condicionado”, explica.

Frei Otto

Inspirado por Frank Lloyd Wright e Mies van der  Rohe, cuja máxima era “menos é mais”, o arquitecto alemão Frei Otto construiu formidáveis estruturas inspiradas em elementos naturais, como conchas, teias de aranha ou bolhas. Em 2015, poucos dias antes de morrer, conquistou o prestigiado Prémio Pritzker. Fotografia: VON SCHLAICH

A empresa Bellapart pôs o sistema em prática no enorme átrio do edifício da Endesa em Madrid, projectado pelo atelier KPF Architects, de Londres, e galardoado pela sua sustentabilidade. Antes disso, fora testado noutra construção industrial premiada, a Metalúrgica Ros, localizada em Sant Jaume de Llierca, em Gerona.

Os desenvolvimentos matemáticos de Maupertuis, Euler e outros haveriam de desencadear investigações que abririam um mundo de possibilidades a arquitectos e engenheiros, desde encontrar o caminho mais curto para unir duas cidades até fazer experiências com as forças moleculares de diferentes superfícies e materiais. Na década de 1960, o arquitecto alemão Frei Otto promoveu as primeiras grandes construções inspiradas no mundo natural, que puseram na vanguarda uma arquitectura baseada nas formas orgânicas.

Otto nasceu em 1925, um ano antes de um eléctrico tirar a vida a Antoni Gaudí, para quem a natureza era um guia primordial. “O grande livro, sempre aberto, e que devemos esforçar-nos por ler, é o livro da natureza”, dizia o genial precursor do modernismo. “Os outros livros foram extraídos deste e neles encontram-se os erros e más interpretações dos homens.”

Já não nos confinamos à natureza macroscópica: a natureza microscópica também estimula a mente de arquitectos e engenheiros.

Foi precisamente Gaudí, seguido por Otto e outros, como o visionário arquitecto norte-americano Buckminster Fuller, que “abriram caminho à geometria computacional, disciplina que, através de algoritmos geométricos, permite hoje optimizar variáveis como o consumo energético, a eficiência estrutural, os custos ou a iluminação”, acrescenta Francesc Arbós. Alguns autores sugerem que Fuller, inventor da cúpula geodésica e em cuja homenagem se chamou fulerenos às moléculas esféricas de carbono, devido à sua parecença com as cúpulas que ele desenhou, dedicou a vida a responder a uma pergunta: “Terá a humanidade possibilidade de sobreviver com sucesso no planeta Terra e, se sim, como?” A verdade é que esta é uma pergunta que continua a ser feita, hoje mais do que nunca.

Como defende Janine Benyus, responsável pelo Instituto de Biomimética de Montana, nos EUA, a resposta está na natureza, onde a vida encontra respostas há 3.800 milhões de anos para resolver todo o tipo de problemas de design e de adaptação ao ambiente. Segundo esta bióloga, a natureza revela-nos um modo de construção no qual toda a matéria possui uma função e em que tudo está integrado no sistema.

A automontagem, o uso de CO2 como matéria-prima, a transformação da energia solar, o poder da forma, a autolimpeza, a auto-reparação ou o aproveitamento da água são algumas das capacidades inspiradoras que deveríamos aprender com a natureza.

Na mesma linha de pensamento, encontra-se o arquitecto britânico Michael Pawlyn, que defende a necessidade de aumentar radicalmente a eficiência e a gestão dos recursos na construção, evitando a utilização de combustíveis fósseis. Pawlyn participou no Projecto Éden, desenvolvido pelo gabinete de arquitectura de Nicholas Grimshaw, situado na Cornualha, em Inglaterra. Inspirado em moléculas de carbono, como as cúpulas geodésicas de Fuller, foi criada a maior estufa do mundo, constituída por dois grandes biomas que acolhem diferentes ecossistemas. Em vez de vidro, a sua cobertura é feita de peças poliédricas de um polímero denominado ETFE (acrónimo de etileno tetrafluoretileno), que possibilitam um tamanho até sete vezes maior, pesando apenas 1% do que pesaria o vidro, apesar do duplo revestimento. A sua leveza permitiu minimizar o uso de aço na estrutura, proporcionando maior luminosidade. “Calculámos que, no final do projecto, o peso desta superestrutura seria menor do que o peso do ar contido no seu interior”, afirmava Pawlyn há algum tempo.

Esta inteligente solução estrutural é um exemplo claro de biomimética inspirada num organismo ou numa unidade estrutural da natureza. Neste caso, as cúpulas de ETFE imitam bolhas de sabão e moléculas de carbono. Essas formas permitiram uma grande adaptabilidade a uma topografia irregular e uma disposição variável de tamanhos e alturas. Outro exemplo semelhante é o Estádio Olímpico de Munique, obra de Frei Otto, inspirado nas asas das libélulas.

A biomimética abre caminho a uma época que se baseia não naquilo que podemos extrair da Natureza, mas naquilo que podemos aprender com ela. – Janine Benyus

Por outro lado, os dois arranha-céus cobertos de vegetação do Bosco Verticale de Milão, obra de Boeri Studio, não imitam um organismo, mas um ambiente, imitando as diferentes interacções de um ecossistema. Utilizam a vegetação como elemento construtivo e englobam várias medidas inspiradas no funcionamento natural para conseguir máxima eficiência. O edifício de apartamentos BIQ de Hamburgo, na Alemanha, desenvolvido pela empresa internacional de engenharia Arup, pretende reproduzir o comportamento da natureza, ou seja, a interacção entre os organismos e o ambiente. Na sua fachada de vidro, são cultivadas micro-algas produtoras de biomassa, que por sua vez se transforma num biogás que sustenta energeticamente o conjunto das habitações.

Outros designs foram concebidos com fórmulas muito mais biomórficas, como o Pavilhão Quadracci do Museu de Arte de Milwaukee, nos Estados Unidos, projectado pelo arquitecto Santiago Calatrava. Esta estrutura complexa foi inspirada nas asas de uma ave, abrindo e fechando ao longo do dia como um chapéu-de-sol gigante que fornece sombra ao espaço inferior.

Dois edifícios de culto religioso também colheram inspiração no biomimetismo. Um, o Templo de Lótus de Nova Deli, obra do arquitecto iraniano Fariborz Sahba, da empresa de engenharia Flint & Neil, simula uma flor de lótus entreaberta. O outro é a Sagrada Família, do universal Antoni Gaudí, cujo interior, com as suas colunas ao estilo de árvores e as suas abóbadas ramificadas com vitrais verdes e dourados que permitem a entrada da luz entre as folhas, reproduz o efeito de uma floresta de pedra. Além de imitarem a natureza, estes dois espaços geram uma atmosfera contemplativa e de reflexão que procura uma relação interactiva entre o público e a edificação.

Em Portugal, o movimento ainda não recolheu adeptos suficientes para se expressar na arquitectura. “Portugal tem, como sabemos, um delay temporal nos seus movimentos de arte. A participação na Primeira Grande Guerra, a criação do Estado Novo e as restrições impostas pela Segunda Guerra Mundial impuseram contornos específicos e determinísticos à nossa arquitectura”, defende Maria João de Oliveira. “Normalmente apelidada de ‘tradicionalista’ ou até de ‘regionalista’ é na arquitectura de Raul Lino que podemos encontrar alguns elementos tímidos de biomimetismo nas construções arquitectónicas – nas abóbadas, na agregação volumétrica da composição geométrica ou na implantação estratégica do construído na paisagem natural… Ainda assim, não se pode dizer que Raul Lino nos deixou uma arquitectura com traços significativos de biomimetismo.”

As sementes de um biomimetismo aplicado à arte, mesmo que não assumido, devem ser procuradas noutras áreas. “O biomimetismo em Portugal apenas vislumbrou protagonismo (não assumido) em outras artes: ceramistas como Bordalo Pinheiro e alguns dos nossos pintores, poetas e escritores como Miguel Torga, Irene Lisboa ou Mário Cesariny.”

Apesar do talento de tantos génios e da influência que a natureza exerceu sobre todos, é evidente que a nossa maneira de povoar o mundo acabou por virar costas aos sistemas naturais, pondo em xeque os ecossistemas e ameaçando a saúde à escala planetária – sobretudo desde a Revolução Industrial que, por sua vez, impulsionou o maior avanço social e económico da história da humanidade, gerando danos colaterais que são hoje mais do que óbvios.

A arquitectura não foi excepção, comenta Rachel Armstrong, professora de arquitectura experimental na Universidade de Newcastle. “Os nossos edifícios são responsáveis por metade do consumo mundial de energia e por metade de todas as emissões de gases com efeito de estufa. Consomem um sexto da água potável, um quarto das safras mundiais de madeira e dois quintos das restantes matérias-primas, enquanto os ciclos de construção e demolição dos edifícios produzem dois quintos dos nossos resíduos”, diz. Todas as edificações da actualidade têm algo em comum: “Foram feitas com tecnologia vitoriana. Desenhamos as plantas, pomos em marcha processos de produção industrial e desenvolvemos um esforço de construção que culmina num objecto inerte.  A transferência de energia ocorre apenas num sentido – do ambiente para as nossas casas e cidades. E isso é insustentável.”

Rachel Armstrong está envolvida naquilo a que chama arquitectura metabólica, baseada em materiais que se relacionam com o ambiente. “Consegue imaginar-se a projectar edifícios como a natureza o faria? Reproduzindo a sua forma e processos, mas incorporando todo o espectro de propriedades dos seres vivos, capazes de enriquecer e regenerar o mundo?”, pergunta. Após realizar experiências com protocélulas que produzem estruturas semelhantes a calcário – o que poderia ser de extrema utilidade para, por exemplo, regenerar os pilares de madeira dos frágeis alicerces de Veneza – Rachel Armstrong lidera o projecto LIAR (Living Architecture) para desenvolver tecnologias vivas no âmbito do programa europeu FET Open, que apoia ideias inovadoras com potencial para desenvolvimentos tecnológicos. Trata-se de uma iniciativa que faz experiências com tijolos que contêm microrganismos capazes de produzir oxigénio e electricidade e de depurar as águas residuais.

“Os microrganismos oferecem possibilidades infinitas e são muito diversificados e abundantes”, diz Carlos Medina, microbiólogo da Universidade de Sevilha. “Estima-se que, em determinadas zonas do oceano, existam 109 células por litro de água. Num grama de solo há mais microrganismos do que seres humanos no planeta e, no corpo humano, há mais microrganismos do que células.” Muitos cientistas fazem investigação sobre a maneira como estes seres obtêm energia e como produzem compostos derivados do seu metabolismo, estudando a sua caprichosa morfologia. “Graças à sinergia entre microbiologia e arquitectura, é possível reduzir tanto os materiais não-renováveis como as fontes de energia baseadas em petróleo, finitas e responsáveis pela crise climática”, comenta Carlos Medina.

Alguns microrganismos podem ser utilizados para a construção de materiais mais sustentáveis, em especial os que precipitam carbonato de cálcio, úteis para selar fendas, compactar solos arenosos ou fabricar betão biológico, um material que acolherá por sua vez fungos, musgos e líquenes. Também podem gerar efeitos benéficos para a saúde. “Alguns designs erróneos, e certos materiais como o chumbo ou determinados microrganismos prejudiciais, provocam a chamada síndrome do edifício doente”, diz o microbiólogo. “Da mesma forma, existem materiais e comunidades bacterianas que podem conduzir a um ambiente mais saudável.”

As belas e ultrafuncionais estruturas dos microrganismos também são fonte de inspiração. Como a tecnologia nos permite observá-los em pormenor, o campo de imitação já não se confina à natureza macroscópica: a natureza microscópica também estimula a mente de arquitectos e engenheiros, que vêem nela infinitas possibilidades. Como disse Norman Foster, a arquitectura é uma expressão de valores. Neste “nós evolutivo” em que vivemos, como lhe chama Janine Benyus, a tarefa de repensar estes valores e agir em conformidade será o caminho que deveremos seguir se quisermos viver neste planeta a longo prazo.

Descubra uma nova visão do mundo!

Assine a National Geographic.

Pesquisar