blog

De breuk als verbetering

Architectuur

Afentoe kom je iemand tegen met een verfrissend originele blik op de wereld. Zo iemand is prof. dr. Claus Mattheck, die heeft ontdekt dat de natuur één hoofdvorm hanteert om druk- en trekbelasting op te vangen. Wij mensen kunnen die vorm maar beter adopteren. En trouwens, als we dat niet doen, dan corrigeert de natuur ons vanzelf wel.

 

Hij zag hem voor het eerst onderaan de stam van een boom, waar wortel en stam op elkaar aansluiten:

Vervolgens bleek het verrassend eenvoudig om dezelfde vorm terug te vinden in allerlei natuurlijke objecten, zowel dood als levend:

Het komt er in feite op neer dat de scherpe hoek tussen horizontaal en verticaal, waar de druk- en trekkrachten het grootst zijn, wordt versterkt door een stelsel van gelijkbenige driehoeken. Onderaan komt een negentig-graden driehoek, met zijn kont tegen de stam. De lijn van de scherpe hoek die naar boven steekt, wordt doorgetrokken. Vervolgens wordt weer een gelijkbenige driehoek gemaakt, waarvan de schuine zijde loopt vanaf het punt halverwege de schuine zijde van de onderste driehoek tot het punt op de recht naar boven doorlopende lijn die er een gelijkbenige driehoek van maakt. En zo verder.

  

Overigens is er ook een variant: de verdubbeling. Deze komt veel voor bij erosie. Mattheck beschouwt erosie dan ook als een productiemethode, waarbij imperfecties op het gebied van spanningsvrij construeren worden opgeheven.

Dit doet de natuur niet alleen met natuurlijke objecten, maar ook met objecten die de mens heeft gebouwd:

 

Volgens deze redenering is een scheur of breuk geen fout, maar het wegwerken van spanning.

Mattheck: “De natuur kent geen genade. Wie niet functioneert, wie niet kan concurreren, wordt verdreven, overschaduwd, verdrongen of opgevreten. Geen wonder dat de overlevenden van de evolutie wat betreft hun mechanische sterkte zowel qua vorm als qua materiaal goed geoptimaliseerd zijn.”

Misschien kunnen we er wat van leren.

  Claus Mattheck (1947) studeerde theoretische natuurkunde in Dresden en promoveerde in 1973. Hij kwalificeerde zich in 1985 als schade analyticus aan de Universiteit van Karlsruhe. Hij is hoofd van de afdeling Biomechanica aan het Instituut voor Materiaalonderzoek van het Centrum voor Onderzoek in Karlsruhe, en expert op het gebied van mechanica en breukgedrag van de bomen en materiaalmoeheid en het falen van mechanische componenten.
Hij kreeg vele academische prijzen, waaronder de prijs van de Berlijn-Brandenburg Academie van Wetenschappen in 1998, de Literatuur Prijs van de Karl-Theodor-Vogel-Stichting voor technologiejournalisten in 1992, de Inge-Werner-Grüter prijs voor wetenschapsjournalistiek in 1999 en de Duitse Milieu prijs 2003. Hij is erelid van de Urban Tree Diagnose Vereniging Japan.

Prof. Dr. Claus Mattheck sprak deze week op het congres over Nanotechniek en Bionica, dat plaatsvond tijdens de beurs Bau in München.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels