Superfici che reagiscono alla pioggia con il materiale biomimetico

News di Progettazione
Osservare la natura per creare nuovi materiali e nuove soluzioni tecnologiche è proprio quello che fa il designer cinese Chao Chen con la superficie biomimetica
Materiale biomimetico per superfici che reagiscono alla pioggia
Ing. Gilda Montesano

La facciata idroreattiva che si trasforma con la pioggia


La tecnologia negli ultimi decenni sta facendo passi da gigante, soprattutto nella ricerca e nella sperimentazione di nuovi materiali e di nuove soluzioni tecniche per l’edilizia che rispettino l’ambiente e che siano a impatto ambientale pari a zero.

Superficie idroreattiva di Chao Chen
Per fare questo, è importante studiare e analizzare con attenzione i fenomeni naturali come l’irraggiamento solare, la pioggia, la neve, il vento ecc e soprattutto capire il comportamento di alcuni organismi dinanzi a questi fenomeni.

Chao Chen un giovane designer cinese, ha fatto proprio questo: dopo aver svolto un primo periodo di studi nella facoltà di Design Industriale presso la Jiangnan University in Cina, decide di trasferirsi a Londra per approfondire i suoi studi di design al Royal College of Arts.

Secondo il pensiero di Chen un designer, solo osservando il mondo che lo circonda e in particolar modo la natura, adoperando le moderne tecnologie riesce a trovare soluzioni semplici volte a migliorare la vita di tutti i giorni.

La sua attenzione si è soffermata sul meccanismo di reazione che molti organismi naturali, sia di origine animale che vegetale avevano a contatto con le gocce di pioggia; in particolare, ha studiato il comportamento delle pigne, che lo ha portato a realizzare un prototipo di facciata biomimetica.

Secondo gli studi di Chan Chen, l’elemento acqua che giunge sulla Terra sottoforma di pioggia è fondamentale per la vita dell’uomo e della Terra stessa, ma nel contempo rappresenta uno dei nemici più grandi per gli edifici e per gli architetti, che recentemente nei loro progetti sono continuamente alla ricerca di possibili soluzioni per poterla recuperare e riutilizzarla in virtù della sua importanza.


L’idea e il progetto della facciata vivente


Chao Chen nel suo progetto si è fatto ispirare completamente dalla natura.
Infatti, la sua idea è nata in una piovosa giornata londinese, durante la quale il designer stava passeggiando per Hyde Park.

In quella occasione la sua attenzione si è soffermata sul modo in cui le pigne a contatto con le gocce di pioggia allungavano il loro guscio esterno per proteggere i loro semi, una sorta di reazione automatica che s’innescava al contatto con le gocce d’acqua.

Materiale biomimetico di Chao Chen
Questo meccanismo ha incuriosito molto il designer facendogli approfondire la struttura di una pigna che egli stesso ha analizzato nel minimo dettaglio.

Sezionandola si è accorto che la pigna è composta di due gusci, uno interno eduno esterno: il primo si allunga oltre il secondo strato, in modo da impedire che i semi vengano a contatto con l’acqua piovana. Questo meccanismo naturale della pigna è stata la scintilla che ha ispirato Chao Chen a ideare un materiale in legno laminato capace di reagire all’acqua.

La superficie creata da Chao Chen è biomimetica, ovvero in funzione del grado di umidità dell’aria muta la sua forma naturalmente, senza l’utilizzo di sistemi elettronici o strutture meccaniche, che ne determinano il movimento

Facciata idroreattiva di Chao Chen
Il materiale creato da questo designer si muove naturalmente poiché le fibre che lo compongono sono tecnicamente vive, ovvero si espandono a contatto con l’acqua distendendosi, cosicché ne risulta una superficie che allungandosi o incurvandosi si apre e si chiude a seconda della pioggia.

Il designer ha pensato queste lamine per più utilizzi in diversi contesti; in campo agricolo, queste lamine si utilizzano come indicatori per il giardinaggio, per determinare il grado di umidità di un terreno, Nella pratica, la lamina di materiale presenta una duplice colorazione sui lati rosa e azzurro, e viene utilizzata nei vasi o nella terra, permettendo di rilevare il grado di umidità del suolo.

In questo modo è possibile capire quando annaffiare le piante. Sperimentalmente si è visto che quando la terra è secca il materiale si alza mostrando il lato rosa, mentre quando la terra è umida il materiale si curva mostrando il lato azzurro.

Indicatori per il giardinaggio con il materiale biomimetico  di Chao Chen
In campo architettonico, invece, questo materiale permette di creare una superficie che cambia colore a contatto con l’acqua, o che sia dinamica, ovvero che si apra e si chiuda per impedire all’acqua di entrare al di sotto della superficie stessa, nella pratica questa idea si è tradotta in una pensilina intelligente che reagisce alla pioggia, composta da lamelle che si chiudono a contatto con l’acqua per impedire agli utenti di bagnarsi durante una giornata piovosa.

Nelle giornate di sole, invece, le lamelle sono aperte in modo da far passare la luce naturale filtrata da queste finte foglie, che fungono da schermatura, si avrà così l’impressione di essere sotto un albero.

Dettaglio facciata biomimetica idroreattiva di Chao Chen
Il designer ha ideato anche un terzo prototipo, ovvero quello di una vera e propria superficie architettonica che reagisce alla pioggia, pensata su una scala più ampia, quindi per l’involucro degli edifici, come le coperture ad esempio.

Per realizzare superfici così estese Chao Chen ha pensato ad una struttura composta da elementi romboidali uniti tra loro attorno a dei perni, quasi ad assomigliare a dei petali di un fiore, realizzati appunto con questa lamina biomimetica.

Questi elementi non dovranno essere sottoposti a nessun tipo di trattamento così da essere liberi di curvarsi e di distendersi in funzione del grado di umidità che c’è nell’aria, nello specifico, nelle giornate di pioggia la superficie risulterà compatta e chiusa, mentre nelle giornate di sole questi elementi tenderanno a incurvarsi lasciando passare le radiazioni solari all’interno degli ambienti.

Il designer non si è limitato a pensare solo alla funzionalità di questo materiale ma si è preoccupato anche della sua estetica: essendo pensato per città molto piovose e grigie, il materiale è di tonalità chiare, per dare più luminosità alle facciate e rendendole più piacevoli da vedere.

Il materiale non è ancora stato messo in commercio perché trattandosi di un prototipo da collocare per lo più in ambienti esterni la sua resistenza dovrà essere testata anche rispetto ad altri agenti atmosferici come ad esempio il vento.Ma i risultati ottenuti fino ad ora lasciano ben sperare.

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