Fractal Patterns, marca registrada de la naturaleza para crear espacios hermosos, curativos y atractivos
Fractal Patterns o los patrones fractales fueron descritos por Terrapin (Browning et al., 2014) que los clasificó bajo el patrón de diseño biofílico de “complejidad y orden”. Fueron definidos como una “rica información sensorial que se adhiere a una jerarquía espacial similar a la que se encuentra en la naturaleza” que engendra la restauración de la fatiga mental, la recuperación ante el estrés, el aumento de la creatividad, la relajación y la emoción.
Al identificar los datos y recursos más apropiados, estas herramientas permitirán ampliar la comprensión y el estudio sobre los fractales para su aplicación directa por parte de la comunidad del diseño y sectores relacionado. De todas formas las ideas clave de una investigación como esta suelen suponer un promedio de 17 años antes de convertirse en práctica industrial.
Este trabajo es el resultado del esfuerzo de Terrapin Bright Green, European Cooperation in Science and Technology, Cost Restore action, “REthinking Sustainability TOwards a Regenerative Economy”, Eurac Researchi, International Living Future Institute y muchos otros socios, incluidos profesionales y académicos.
Fractales como un fenómeno natural
La naturaleza se caracteriza por un tipo particular de geometría estadística, diferente de la geometría euclidiana, llamada geometría fractal (Mandelbrot, 1982). Los seres humanos evolucionaron en entornos naturales complejos y sensoriales, donde toda la estructura natural son fractales en una jerarquía de escalas, desde lo grande hasta lo microscópico. En la actualidad, la mayor parte de la población mundial vive en entornos urbanos construidos, caracterizados por una arquitectura minimalista/euclidiana, por ejemplo, líneas rectas, ángulos rectos, planos vacíos, rectángulos, cubos, cilindros, etc., que resultan en espacios poco nutritivos e inadecuadamente sostenibles. La abundante investigación en psicología ambiental sugiere que los humanos necesitan escalas de fractales, patrones ricos, capas espaciales y geometrías entrelazadas que son típicas de la naturaleza. En otras palabras, a los humanos les gustan las características fractales en su hábitat porque estas características tienen un valor de supervivencia.
En última instancia, un buen hábitat es donde las personas pueden funcionar a su potencial óptimo (Kellert y Calabrese, 2015). Cuando la marca registrada de la naturaleza para la complejidad y el orden se aplica a la arquitectura y al diseño puede trascender en espacios, productos y materiales nutritivos, satisfactorios y sostenibles.
Diseño de fractales en la arquitectura y el arte en la historia humana
Los fractales han impregnado culturas que abarcan muchos siglos y continentes, arte clásico y arquitectura vernácula: los capiteles de columnas de la antigua Grecia, las civilizaciones egipcias, aztecas, incas, el arte de los antiguos templos mayas, islámicos e hindúes, Angkor Wat en Camboya, la Torre Eiffel en París o las estructuras de Santiago Calatrava. Los fractales también son evidentes en obras tan conocidas como las de Botticelli, Vincent van Gogh y Jackson Pollock (Taylor, 2002; Taylor, Micolich y Jonas, 1999; Taylor, Micolich y Jonas, 2002; Taylor et al., 2007). Los matemáticos también exploraron sus propiedades visuales cuando Benoit Mandelbrot publicó The Fractal Geometry of Nature (1982) en el que catalogó los fractales estadísticos de la naturaleza utilizando métodos matemáticos para su replicación.
Los fractales constituyen un componente central de la experiencia humana diaria del medio ambiente (Taylor y Spehar, 2016). Si bien se han documentado (tras una extensa investigación) los efectos negativos de los entornos que no tienen el complemento de una rica variedad estética experiencial (Mehaffy y Salingaros, 2013), su papel en el arte y el diseño puede continuar creciendo y diversificándose, creando arquitectura, interiores y productos diseñados para necesidades humanas. En las últimas dos décadas, los equipos interdisciplinarios han confirmado que las cualidades estéticas de los patrones fractales de la naturaleza pueden inducir efectos positivos sobre la salud.
La salud de los astronautas
La NASA financió una investigación pionera sobre fractales para reducir el estrés con el objetivo de mantener la salud de los astronautas durante las largas misiones lejos del paisaje de la Tierra (Taylor, 2006). Así pues, ¿cómo podemos exponer a las personas a fractales (con el objetivo de mantener la salud) en las actividades cotidianas que, en la Tierra, pueden generar estrés?
Los fractales permiten que diferentes partes del entorno hagan eco y se conecten entre sí en un sentido cognitivo.
El adorno podría ser lo que los humanos usamos como una especie de “pegamento” que permite que diferentes partes del entorno hagan eco y se conecten entre sí en un sentido cognitivo y con un propósito funcional aún más profundo. Ahora parece que la eliminación de adornos y patrones tiene consecuencias de largo alcance para la capacidad de las estructuras ambientales de los conjuntos coherentes y resistentes. El adorno no es una mera decoración, sino una herramienta importante para formar un tejido complejo de relaciones coherentes dentro del entorno humano (Mehaffy y Salingaros, 2015).
Definición de fractales
El término fractal proviene del latín, significa roto y romper, como para indicar patrones rotos. El matemático francés Benoit Mandelbrot (1924-2010) acuñó este término para describir un “patrón interminable” de naturaleza ubicua. En su libro “¿Cuánto mide la costa de Gran Bretaña? Autosimilitud estadística y dimensión fraccional” (1967), que indica los aumentos consecutivos de patrones autosimilares.
Los fractales generan patrones autosimilares en un rango de escalas de aumento (Fairbanks y Taylor, 2011; Mandelbrot, 1983), creando así estímulos visuales inherentemente complejos y organizados.
La dimensión fractal (D) es el parámetro que indica la complejidad fractal o la jerarquía de escala entre los patrones con diferentes aumentos.
Este valor D se encuentra en un rango de 1.1 a 1.9, D = 1 y D = 2 indican que no hay propiedades fractales. Por ejemplo, una línea suave (que no contiene estructura fractal) tiene un valor D de 1, mientras que un área completamente llena (que no contiene estructura fractal) tiene un valor D de 2.
Quizás la primera descripción de un patrón fractal en la naturaleza vino del gran artista y científico Leonardo da Vinci en el siglo XV: Todas las ramas de un árbol en cada etapa de su altura cuando se juntan son igual de grosor que el tronco (fractalfoundation.org). Leonardo especuló sobre una relación lógica entre las ramas de los árboles a diferentes alturas, en función de sus volúmenes; fue pionero en diseño integrado. Sus grandes esfuerzos a través del arte y la ciencia solo ahora podrían entenderse completamente.
Los fractales se pueden dividir en dos tipos: estadísticos y exactos
Dada la prevalencia y la gran variedad de patrones fractales en la naturaleza, el arte y la ciencia, hemos elegido reducir el enfoque de los patrones fractales para ser más accesibles para el diseño.
Los fractales estadísticos repiten las cualidades estadísticas del patrón a diferentes escalas y tienen aleatoriedad en su construcción. Esto interrumpe la repetición precisa para que solo se repitan las cualidades estadísticas del patrón (por ejemplo, densidad, rugosidad y complejidad). Revelan la firma orgánica del paisaje de la naturaleza.
Los fractales exactos repiten un patrón a escalas cada vez más finas y aparecen exactamente iguales a diferentes aumentos. Exhiben la limpieza de formas matemáticas artificiales. Son generados comúnmente por ordenadores que repiten los patrones exactamente.
En una segunda parte profundizaremos sobre porqué las personas necesitamos fractales.
Artículo publicado en la revista EcoHabitar nº 66 verano 2020
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