Biomimicry. Innovaties met de natuur als inspiratie
Klittenband, een Japanse hogesnelheidstrein, natuurlijke ventilatie in een kantoren- en winkelcomplex, de aluminium structuur van de Audi A8 … De link tussen al deze producten? Biomimicry, ofwel het nabootsen van slimme ideeën uit de natuur om te komen tot nieuwe designoplossingen. Het doel? Zorgen voor duurzame innovaties!
Voor de ontwikkeling van nieuwe producten een beroep doen op slimme ideeën waarvan de efficiëntie gedurende 3,8 miljard jaar getest en verbeterd werd door natuurlijke selectie. Dat is het idee achter biomimicry of biomimetica. Deze benadering haalt haar inspiratie uit oplossingen bij dieren, planten en micro-organismen, en vertaalt deze naar onze eigen menselijke engineering. Ontwerpen volgens dit principe kunnen ons helpen om onze ontwerpen en concepten efficiënter, robuuster en duurzamer te maken. Bovendien kan het principe toegepast worden in talloze sectoren: geneeskunde, architectuur, design van wagens en vliegtuigen, landbouw, stedenbouw … Ook het merk met de vier ringen maakt hiervan gebruik.
Van stekelige vruchtjes naar klittenband
Een van de bekendste voorbeelden van biomimicry is wellicht klittenband. Het sluitingssysteem werd in de jaren ’40 uitgevonden door de Zwitser George de Mestral, die geïnspireerd werd door vruchtjes van de Klitplant (Arctium) die hij na het wandelen aantrof op zijn kleding en in de vacht van zijn hond. Hij onderzocht deze onder een microscoop en realiseerde zich dat de kleine haakjes zich bijzonder goed hechten aan lussen in de vacht of stof. Dit gaf de Mestral het idee om de structuur na te bootsen als een sluitingssysteem: de klittenband was geboren en kwam in de jaren ’50 op de markt onder de merknaam Velcro®.
Een hogesnelheidstrein gemodelleerd naar een ijsvogelbek
Een hightech vorm van biomimicry vinden we terug in de aerodynamica van de Japanse elektrische hogesnelheidstrein Shinkansen. In zijn oorspronkelijke design creëerde de trein, die tegen snelheden van 240 tot 320 km/u door het landschap zoeft, een luide knal bij het verlaten van tunnels. Dit had te maken met een drukgolf die gecreëerd werd voor de neus van de trein, en die de tunnel met een luide knal verliet bij het buitenrijden. Een probleem dat voor geluidsoverlast zorgde en dus aangepakt moest worden. Eén van de ingenieurs die werkten aan een oplossing, was een fervent observator van vogels. Hij dacht aan de manier waarop een ijsvogel door de lucht en het water klieft, waardoor er haast geen druppel water opspat tijdens het duiken door het wateroppervlak. Vanuit dit inzicht werd de neus van de trein hertekend, met de bek van de ijsvogel als inspiratiebron. Niet alleen werd hiermee het geluidsprobleem opgelost, de trein reed ook nog eens 10% sneller en verbruikte 15% minder elektriciteit.
Van termietenheuvel tot kantoren- en winkelcomplex
In de Zimbabwaanse hoofdstad Harare bevindt zich het Eastgate Centre, het grootste kantoren- en winkelcomplex van het Afrikaanse land. Deze duurzame architectonische parel maakt gebruik van biomimicry-principes om conventionele airconditioning of verwarming te vermijden. Architect Mick Pearce zorgt er samen met de ingenieurs van Arup voor een aangenaam binnenklimaat in combinatie met een aanzienlijk lager energieverbruik, door zich voor het design van het gebouw te laten inspireren door de natuurlijke ventilatie in Afrikaanse termietenheuvels. Binnenin de constructies van deze insecten bevindt zich een complex systeem met een grote centrale schoorsteen, ventilatiegaten en leidingen. Hierin circuleert de lucht op een vernuftige manier om de binnentemperatuur constant op 31°C te houden, terwijl de buitentemperatuur er kan schommelen tussen 2°C ’s nachts en 31°C overdag. Door gebruik te maken van hetzelfde principe, verbruikt het Eastgate Centre 35% minder energie dan het gemiddelde van zes andere gebouwen in Harare die wél een conventioneel systeem van verwarming, ventilatie en airconditioning hebben. Bovendien werd door dit laatste systeem te vermijden 10% bespaard op de totale constructiekost.
Een olifantenschedel inspireert de Audi A8
Hoe zorg je ervoor dat de lichtgewicht aluminium carrosserie van de Audi A8 toch sterk is? Audi lead designer Heinrich Timm dacht hierbij aan de schedel van een olifant. Als je bedenkt hoe zwaar de slagtanden zijn en hoe groot de kop is, lijkt het haast onmogelijk dat het dier zijn kop überhaupt kan dragen. De genialiteit zit hem in het feit dat de schedel bijzonder licht is, maar toch heel sterk. Binnenin is deze overwegend hol met dunne botwanden, die werken als versterkende dragers van het gewicht. Dit principe werd gebruikt voor de aluminium Audi ultra® lichtgewichttechnologie van de Audi A8. Hierbij wordt een uitzonderlijk lichtgewicht bereikt, terwijl de onderdelen van de wagen toch de beoogde stijfheid behouden. Al bouwen we complexe en prestatiegerichte wagens, bij Audi houden we onze ogen steeds gericht op de natuur.
