One of the most important issues in the contemporary debate, is the one concerning the long-term sustainability of society as we understand it today. The human being is recovering the lost sensitivity that conceived us as part of the natural cycle of life. We have finally understood that we cannot be self-sufficient and independent of the natural environment which surrounds us. Beyond respect and care, we’ll find that the gateway to the infinite knowledge that nature provides us at all levels and at all scales is open.

Within the architectural discipline, there have been remarkable examples such as Antoni Gaudí or Frei Otto who have inspired their work in the natural world. Both, found in nature the strategies and basis of their architectural designs. However, they have been a minority within the huge cast of architects defenders of the right angle.

In recent decades, the trend is changing. We are not referring to the growing sensitivity in trying to achieve energy efficiency that has led to an enhancement of vernacular architecture, transferring its wisdom to bioclimatic strategies. We refer to a specific case within the wide range of architectural forms that have appeared thanks to the integration of computer tools in both design and production processes. We are interested in architectures that exploit these techniques to analyse and interpret the complex and highly efficient strategies found in nature, and shift them to the discipline of architecture. This trend, which is being implemented in the framework of the Biomimicry or biomimetics, is called Bioarchitecture.

This thesis deals with morphology and more specifically with morphogenesis. Morphology is the study of a concrete form that allows us to understand a specific case. However, our focus is centered in morphogenesis or, in other words, the study of the processes of generation of these forms, in order to replicate patterns and generate a range of adaptable and reconfigurable cases. The fact of studying shapes does not mean that this is a "formalistic" thesis with the pejorative connotation that is often attributed to this term. This study conceives the concept of shape as Nature does: as a synthesis of efficiency. There is no meaningless form in nature. Furthermore, forms and shapes in nature play a particular role and are developed with minimum energetic consumption. This quest to find the efficient shape is what makes us go beyond formalistic architecture.

The road of morphological investigation is traced, as the title of the thesis suggests, following the thread of radiolaria. These single-cell microorganisms possess very complex skeletons, so to be able to understand their morphology we must establish a wide spectrum which spans throughout more than 4.000 years of human knowledge. From the discovery of the platonic solids, polyhedrons which configure a huge range of global shapes of these skeletons, through the application of generative algorithms which allow us to understand and recreate the behavioral patterns behind the systems of compression and irregular tessellation of the radiolarian skeletons. The thesis does not pretend to lay out the problem from a biological, paleontological standpoint, although inevitably the first chapter is developed through an analysis in reference to the current state of the science. A deeper analysis of morphological aspects and different positionings is taken into account where these microorganisms have served as reference in the architectonic discipline. In addition we find necessary to analyse other natural patterns which share generative strategies with radiolarian skeletons.

Aforementioned, in the second chapter an itinerary of the most basic geometries to the more complex ones is addressed. These are related, in this chapter, to the generative strategies of the shapes found in microorganisms. At the same time, the analysis of these geometries is placed among examples of applications inside the fields of architecture, design and the arts. To come to an end, a time chart synthesizes and relates the three investigation paths addressed: natural, geometrical and architectonic.

After the two central chapters, the final chapter summarises the strategies analysed and applies the knowledge acquired throughout the thesis. This final chapter is shaped by the realization of different prototypes which range from traditional analytical drawings, to digital fabrication and parametric design, going through plaster analogical models, metal bars, resin, silicone, latex, etc.

Uno de los temas más importantes dentro del debate contemporáneo, es el que se refiere a la sostenibilidad a largo plazo de la sociedad tal y como la entendemos hoy. El ser humano está recuperando la sensibilidad perdida que le concebía como una pieza más dentro del ciclo natural de la vida. Por fin hemos entendido que no podemos ser auto suficientes e independientes del entorno natural que nos rodea. Más allá del respeto y del cuidado, está abierta la puerta del conocimiento infinito que nos brinda la naturaleza a todos los niveles y a todas las escalas.

Dentro de la disciplina arquitectónica han existido ejemplos como Antoni Gaudí o Frei Otto que han referenciado su obra en el mundo Natural, encontrando en él las estrategias y bases para el diseño arquitectónico. Sin embargo han sido una minoría dentro del enorme elenco de arquitectos defensores del ángulo recto.

En las últimas décadas, la tendencia está cambiando. Nos referimos a un caso específico dentro del amplio abanico de formas arquitectónicas que han aparecido gracias a la incorporación de las herramientas computacionales en el diseño y la producción. Las arquitecturas que nos interesan son las que aprovechan estas técnicas para analizar e interpretar las estrategias complejas y altamente eficientes que encontramos en la naturaleza, y trasladarlas a la disciplina arquitectónica. Esta tendencia que se enmarca dentro de la Biomímesis o Biomimética es conocida con el nombre de Bioarquitectura.

La presente tesis trata de morfología y sobre todo de morfogénesis. El término morfología se refiere al estudio de una forma concreta que nos permite entender un caso específico, nuestro foco de atención se centra sin embargo en la morfogénesis, es decir, en el estudio de los procesos de generación de esas formas, para poder reproducir patrones y generar abanicos de casos adaptables y reconfigurables. La investigación concibe el concepto de forma como lo hace el mundo natural: forma como síntesis de eficiencia. No hay ninguna forma natural gratuita, que no cumpla una función determinada y que no se desarrolle con el mínimo material y gaste la mínima energía posible.

El camino de investigación morfológica se traza, como el título de la tesis indica, siguiendo el hilo conductor concreto de los radiolarios. Estos microorganismos unicelulares poseen unos esqueletos tan complejos que para poder entender su morfología es necesario establecer un amplio recorrido que abarca más de 4.000 años de conocimiento humano. Desde el descubrimiento de los sólidos platónicos, poliedros que configuran muchas de las formas globales de estos esqueletos; hasta la aplicación de los algoritmos generativos, que permiten entender y reproducir los patrones de comportamiento que existen detrás de los sistemas de compactación y teselación irregular de los esqueletos radiolarios. La tesis no pretende plantear el problema desde un punto de vista biológico, ni paleontológico, aunque inevitablemente en el primer capítulo se realiza un análisis referenciado del estado del conocimiento científico actual. Sí se analizan en mayor profundidad cuestiones morfológicas y se tratan los diferentes posicionamientos desde los cuales estos microorganismos han servido de referencia en la disciplina arquitectónica. Además encontramos necesario analizar otros patrones naturales que comparten estrategias generativas con los esqueletos radiolarios.

Como ya hemos apuntado, en el segundo capítulo se aborda un recorrido desde las geometrías más básicas a las más complejas, que tienen relación con las estrategias de generación de las formas detectadas en los microorganismos. A su vez, el análisis de estas geometrías se intercala con ejemplos de aplicaciones dentro de la arquitectura, el diseño y el arte. Finalizando con un cronograma que sintetiza y relaciona las tres vías de investigación abordadas: natural, geométrica y arquitectónica.

Tras los dos capítulos centrales, el capítulo final recapitula las estrategias analizadas y aplica el conocimiento adquirido en la tesis, mediante la realización de diferentes prototipos que abarcan desde el dibujo analítico tradicional, a la fabricación digital y el diseño paramétrico, pasando por modelos analógicos de escayola, barras metálicas, resina, silicona, látex, etc.

Uma das questões mais importantes no debate contemporâneo é a que se refere à sustentabilidade a longo prazo da sociedade como a entendemos hoje. O ser humano está recuperando a sensibilidade perdida que o concebeu como mais uma peça no ciclo natural da vida. Nós finalmente entendemos que não podemos ser auto-suficientes e independentes do ambiente natural que nos rodeia. Além do respeito e do cuidado, a porta do conhecimento infinito que a natureza nos oferece em todos os níveis e em todas as escalas é aberta.
Dentro da disciplina de arquitetura, tem havido exemplos como Antoni Gaudí ou Frei Otto que referenciaram seu trabalho no mundo natural, encontrando nele as estratégias e bases para o projeto arquitetônico. No entanto, eles têm sido uma minoria dentro do enorme elenco de arquitetos de ângulo reto.
Nas últimas décadas, a tendência está mudando. Referimo-nos a um caso específico dentro da ampla gama de formas arquitetônicas que surgiram graças à incorporação de ferramentas computacionais em design e produção. As arquiteturas que nos interessam são aquelas que aproveitam essas técnicas para analisar e interpretar as estratégias complexas e altamente eficientes encontradas na natureza, e transferi-las para a disciplina arquitetônica. Essa tendência enquadrada na Biomimética ou Biomimética é conhecida como Bioarquitetura.
Esta tese trata da morfologia e sobretudo da morfogênese. O termo morfologia refere-se ao estudo de uma forma concreta que nos permite compreender um caso específico, nosso foco de atenção está centrado, no entanto, na morfogênese, ou seja, no estudo dos processos de geração dessas formas, a fim de reproduzir padrões e gerar ventiladores adaptáveis ​​e reconfiguráveis. A pesquisa concebe o conceito da maneira que o mundo natural faz: forma-se como uma síntese de eficiência. Não há caminho natural livre, que não cumpra uma certa função e que não se desenvolva com o mínimo de material e gaste o mínimo de energia possível.
O caminho da investigação morfológica é traçado, como o título da tese indica, seguindo o fio condutor específico dos radiolários. Esses microrganismos unicelulares têm esqueletos tão complexos que, para entender sua morfologia, é necessário estabelecer um caminho amplo que cubra mais de 4.000 anos de conhecimento humano. Desde a descoberta dos sólidos platônicos, poliedros que compõem muitas das formas globais desses esqueletos; até a aplicação de algoritmos generativos, que nos permitem entender e reproduzir os padrões de comportamento que existem por trás dos sistemas de compactação e irregularidade dos esqueletos radiológicos. A tese não pretende colocar o problema do ponto de vista biológico ou paleontológico, embora, inevitavelmente, no primeiro capítulo, seja realizada uma análise referenciada do estado do conhecimento científico atual. Sim, as questões morfológicas são analisadas em maior profundidade e as diferentes posições das quais esses microrganismos serviram como referência na disciplina arquitetônica são tratadas. Também achamos necessário analisar outros padrões naturais que compartilham estratégias geradoras com esqueletos radiológicos.
Como já apontamos, o segundo capítulo trata de uma jornada das geometrias mais básicas às mais complexas, que estão relacionadas às estratégias de geração das formas detectadas nos microrganismos. Por sua vez, a análise dessas geometrias é intercalada com exemplos de aplicações dentro de arquitetura, design e arte. Finalizando com um cronograma que sintetiza e relaciona os três caminhos de pesquisa abordados: natural, geométrico e arquitetônico.
Após os dois capítulos centrais, o capítulo final recapitula as estratégias analisadas e aplica os conhecimentos adquiridos na tese, através da realização de diferentes protótipos que vão desde o desenho analítico tradicional, a fabricação digital e design paramétrico, através de modelos analógicos de gesso, barras de metal, resina, silicone, látex, etc.