Michael Pawlyn: Korištenje genija prirode u arhitekturi

Započeo bio sa par kratkih primjera. Ovo su bradavice žlijezde na paukovom trbuhu. One proizvode šest različitih vrsta svile, koje su zatim ispredene u vlakno, čvršće od bilo kojeg vlakna koje su ljudi ikada proizveli. Najbliže što smo uspjeli proizvesti je aramidno vlakno. A da bi se to proizvelo, moramo uključiti ekstremne temperature, ekstremne pritiske i gomilu zagađenja. A ipak, pauk to uspijeva proizvesti na temperaturi i pritisku okoline sa sirovinama mrtvih muha i vode. To nam sugerira da još uvijek imamo ponešto za naučiti. Ova buba može detektirati šumski požar na udaljenosti od 80 km. To je ugrubo 10.000 puta bolje od detektora požara koje su ljudi izradili. I štoviše, ovom liku nije potrebna žica koja je cijelim putem povezana sa električnom centralom koja sagorijeva fosilna goriva.

Dakle, ova dva primjera nam daju osjećaj što biomimikrija može polučiti. Kada bismo mogli naučiti izrađivati stvari i raditi stvari na način na koji to priroda radi, postigli bi faktor od 10, faktor od 100, možda faktor od 1.000 puta u uštedi resursa i korištenju energije. A ukoliko želimo postići napredak sa revolucijom održivosti, vjerujem kako postoje tri doista velike promjene koje moramo provesti. Prvo, radikalna povećanja u učinkovitosti resursa. Drugo, prebacivanje sa linearnog,rasipnog, zagađivačkog načina korištenja resursa na model zatvorene petlje. I treće, promjena sa ekonomije fosilnih goriva na solarnu ekonomiju. A za sve tri, vjerujem, kako biomimikrija ima mnogo rješenja koja će nam biti potrebna.

Možete promatrati prirodu kao katalog proizvoda, a svaki od njih se okoristio 3,8 milijardi dugačkim periodom istraživanja i razvoja. I uzimajući u obzir taj nivo investicija, ima ga smisla koristiti. Stoga ću pričati o nekim projektima koji su istraživali te ideje. I započnimo sa radikalnim povećanjima u učinkovitosti resursa. Kada smo radili na projektu Eden, morali smo stvoriti veoma velik staklenik na lokaciji koja, ne samo da je bila nepravilna, već se i stalno mijenjala jer su je još uvijek iskopavali. Bio je to ogroman izazov, i zapravo su nam primjeri iz biologije pružali mnogo tragova. Na primjer, mjehurići sapuna su nam pomogli u generiranju oblika građevine koji će funkcionirati neovisno o konačnim temeljima. Proučavajući zrnca peluda i radiolarije i molekula ugljika, pomoglo nam je u osmišljavanju najučinkovitijeg strukturalnog rješenja koristeći heksagone i pentagone.

Sljedeći nam je potez bio maksimizirati veličinu tih heksagona. A da bismo to napravili, morali smo pronaći alternativu staklu, što je veoma ograničavajuće u terminima veličine njegove jedinice. A u prirodi postoji mnogo primjera veoma učinkovitih struktura koje se baziraju na membranama pod pritiskom. Stoga smo počeli proučavati taj materijal zvan ETFE. To je polimer visoke čvrtoće. A ono što napravite jest, da ih stavite zajedno u tri sloja, zavarite ih oko rubova i zatim ga napuhnete. I odlična stvar u tome je da ga možete proizvoditi u veličinama od otprilike sedam puta veće od veličine stakla. I teži samo jedan posto težine dvostrukog stakla. Dakle, to je faktor uštede od 100 puta. I ono što smo otkrili jest da smo ušli u pozitivni krug u kojem je prodor na jednom području olakšao prodor na drugom. Dakle, sa tako velikim, laganim jastucima, imali smo puno manje čelika. Sa manje čelika, dobivali smo više sunčevog svjetla, što znači da nismo morali toliko grijati po zimi. A sa manje ukupne težine u superstrukturi, ostvarili smo velike uštede u temeljima. A na kraju projekta smo izračunali da je težina te superstrukture zapravo manja od težine zraka u toj građevini.

Stoga mislim kako je projekt Eden prilično dobar primjer kako ideje iz biologije mogu voditi do radikalnih povečanja u učinkovitosti resursima -- obavljajući istu funkciju, ali sa djelićem ulaznih rsursa. I zapravo postoje tone primjera u prirodi kojima se možete okrenuti za slična rješenja. Na primjer, mogli biste razviti super učinkovite krovne strukture koje se baziraju na Amazonskim lopočima, cijele zgrade inspirirane školjkama petrovog uha, super lagane mostove inspirirane biljnim stanicama. Postoji svijet ljepote i učinkovitosti koji možemo istražiti koristeći prirodu kao oruđe dizajna.

Sada, dakle, želim prijeći na govor o ideji prijelaza sa linearne na zatvorenu petlju. Način na koji koristimo resurse jest da ih izvlačimo, pretvaramo ih u kratkoročne proizvode i zatim ih se rješavamo. Priroda funkcionira veoma drugačije. U ekosustavima, otpad jednog organizma postaje hranjiva tvar za nešto drugo u tom sustavu. I postoje neki primjeri projekata koji su namjerno pokušali oponašati ekosustave. A jedan od meni najdražih je nazvan projekt Karton do kavijara od Graham-a Wiles-a. U njihovom području bilo je mnogo trgovina i restorana koje su proizvodile mnogo hrane, kartona i plastičnog otpada. To je završavalo na odlagalištu. Sada, uistinu pametan dio je ono što su učinili sa kartonskim otpadom. Pričat ću dok traje ova animacija.

Dakle, bili su plaćeni da ga sakupe po restoranima. Zatim su isjeckali karton i prodali ga konjičkim centrima kao posteljinu za konje. Kada se to zagnojilo, ponovno su plaćeni da ga sakupe. Stavili su ga u sustave rekompostiranja pomoću crva, što je proizvelo mnogo crva, kojima su hranili sibirskog jesetra, koji je proizveo kavijar, koji su zatim natrag prodali restoranima. Dakle, transformirao je linearni proces u model zatvorene petlje, i stvorio je više vrijednosti u procesu. Graham Wiles je nastavio dodavati sve više i više elemenata tome, pretvarajući potoke otpada u sheme koje stvaraju vrijednost. I isto kao i prirodni sustavi koji se šire u raznolikosti i otpornosti kroz vrijeme, tako postoji pravi smisao s ovim projektom jer se broj mogućnosti samo nastavlja povećavati. I znam da je zeznut primjer, ali mislim kako su implikacije toga prilično radikalne, jer navodi kako bismo zapravo mogli transformirati veliki problem, otpad, u masovnu priliku.

I naročito u gradovima -- mogli bismo promatrati čitave metabolizme gradova, i promatrati te prilike. A to je ono čime se bavimo na slijedećem projektu o kojemu ću pričati, projekt Mobius, gdje pokušavamo spojiti zajedno određen broj aktivnosti, sve unutar jedne zgrade, tako da otpad jedne zgrade može biti hranjiva tvar za drugu. A vrste elemenata o kojima pričam su, prvo, imamo restoran unutar produktivnog staklenika, pomalo nalik onome u Amsterdamu zvanom De Kas. Zatim bismo imali anaerobni probavljivač, koji bi brinuo o ukupnom biorazgradivom otpadu sa lokalnog područja, pretvorio to u toplinu za staklenik i struju kojom bi se zatim napajala električna mreža. Imali bismo sustav za pročišćenje vode koji tretira otpadnu vodu, pretvarajući je u svježu vodu i generirajući energiju iz krutina koristeći samo biljke i mikroorganizme. Imali bismo farmu riba koje bi hranili otpadnim povrćem iz kuhinje i crvima iz komposta i ponovno opskrbljujući restorane sa ribom. Ujedno bi imali i kafić, a zrnca za otpad bi se mogla iskoristiti kao podloga za uzgoj gljiva.

Dakle, možete vidjeti kako spajamo krugove hrane, energije i vode i otpada sve unutar jedne zgrade. I samo za zabavu, prredložili smo ovo za kružni tok u središnjem Londonu, koji je trenutno potpuni trn u oku. Neki od Vas će prepoznati ovo. Sa samo malo planiranja, mogli bsmo transformirati prostor kojim dominira promet u neki koji pruža otvoreni prostor za ljude, ponovno spaja ljude sa hranom i transformira otpad u prilike zatvorene petlje.

Dakle, posljednji projekt o kojemu želim pričati jest projekt Sahara šuma, na kojemu trenutno radimo. Neki od Vas će biti iznenađeni kada čuju da su prilično velike površine onoga što je trenutno pustinja, bile zapravo pošumljene prije prilično kratkog vremena. Na primjer, kada je Julije Cezar stigao u sjevernu Afriku, velike površine sjeverne Afrike su bile prikrivene šumama cedra i čempresa. I tijekom evolucije života na Zemlji, kolonizacija zemlje od strane biljaka je pomogla stvoriti dobroćudnu klimu u kojoj trenutno uživamo. Isto vrijedi i u suprotnom smjeru. Što više vegetacije gubimo, to je izvjesnije da ćemo pogoršati klimatske promjene što će voditi do daljnjeg opustošenja. A ta animacija, ona prikazuje fotosintetičku aktivnost tijekom niza godina. A ono što možete vidjeti su granice tih pustinja, one se poprilično mijenjaju. A to postavlja pitanje možemo li utjecati na uvjete granica da zaustavimo, ili možda čak preokrenemo, opustošenje.

I ako promotrite neke od organizama koji su evoluirali da žive u pustinjama, postoje neki izvanredni primjeri prilagodbe nestašicama vode. Ovo je Namibijska buba sakupljač magle, i evoluirala je na način da prikuplja svoju vlastitu svježu vodu u pustinji. Način na koji to radi jest da izlazi van tijekom noći, puže na vrh pješćane dine, i zato jer ima oklop crne mat boje, sposobna je zračiti toplinu van prema noćnom nebu i postaje malo hladnija nego njezino okruženje. Dakle, kada vlažan povjetarac zapuše s mora, na oklopu bube se formiraju kapljice vode. Tik pred izlazak sunca, ona postavi svoj oklop prema gore, voda poteče prema njenim ustima, dobro se napije, ode i sakrije se preko cijelog dana. A genijalnost, ako to možete tako nazvati, ide čak i dalje. Jer ako pobliže promotrite oklop bube, postoji mnogo malih kvržica na tom oklopu. A te kvržice su hidrofilne: one privlače vodu. Između njih postoji voštani završetak, koji odbija vodu. A učinak toga je, kako se kapljice počinju formirati na kvržicama, one ostaju u uskim, sferičnim zrncima, što znači da su puno mobilnije nego bi to bile kada bi na cijelom oklopu bube bila tanka prevlaka vode. Dakle, kada postoji čak i mala količina vlage u zraku, još uvijek je sposobna vrlo učinkovito prikupljati i usmjeriti vodu prema svojim ustima. Dakle, izvanredan primjer prilagodbe okruženju koje je veoma ograničeno resursima -- i u tom smislu, veoma važno za vrste izazova s kojima ćemo se suočavati tijekom idućih nekoliko godina, idućih nekoliko desetljeća.

Radimo sa čovjekom koji je izumio staklenik morske vode. Ovo je staklenik dizajniran za suha obalna područja, a način na koji radi jest da imate cijeli taj zid od rešetki isparivača, i kapate morsku vodu preko toga tako da vjetar puše kroz to, i kupi mnogo vlage i u tom procesu se hladi. Dakle, iznutra je svježe i vlažno, što znači da biljke trebaju manje vode za uzgoj. I zatim, u stražnjem dijelu tog staklenika, velike količine te vlage se kondenziraju kao svježa voda u procesu koji je po učinku identičan onome u bube. Ono što su otkrili kod prvog staklenika morske vode koji je bio izgrađen jest da je proizvodio malo više svježe vode nego što je to bilo potrebno biljkama unutra. Stoga su to počeli nanositi na zemlju okolo. Kombinacija toga i povišene vlažnosti je imala prilično dramatičan učinak na lokalno područje. Ova fotografija je snimljena na završni dan, i samo godinu dana kasnije, izgledalo je ovako. Dakle, bilo je poput mrlje zelene tinte koje se širila izvan zgrade pretvarajući neplodnu zemlju ponovno u biološki plodnu zemlju -- i u tom pogledu, išli su iznad održivog dizajna kako bi dostigli restorativni dizajn.

Bili smo željni to povećati i primjeniti ideje biomimikrije kako bismo maksimizirali pogodnosti. A kada pomislite o prirodi, često mislite kako se cijela priča vrti oko završetka. Ali zapravo u zrelim ekosustavima, imate iste izglede pronaći primjere simbiotičkih veza. Dakle, važno načelo biomimikrije je pronaći načine spajanja tehnologija u simbiotičke klastere. A tehnologija koju smo odabrali kao idealan partner za staklenik morske vode je koncentrirana solarna energija, koja koristi zrcala koja prate sunce kako bi usmjeravala toplinu sunca za stvaranje energije. I samo da Vam da neki uvid u potencijal koncentrirane solarne energije, uzmite u obzir da mi primimo 10.000 puta više energije od sunca svake godine nego što koristimo energiju u svim oblicima -- 10.000 puta. Stoga naši energetski problemi nisu tvrdoglavi. Oni su izazov našoj genijalnosti. A vrste sinergije o kojima ja pričam su, prvo, obje tehnologije funkcioniraju jako dobro u vrućim, sunčanim pustinjama. Koncentrirana solarna energija treba dobavu demineralizirane svježe vode. To je upravo ono što staklenik morske vode proizvodi. Koncentrirana solarna energija proizvodi mnogo nepotrebne topline. Moći ćemo sve to upotrijebiti kako bismo isparili više morske vode i unaprijedili restorativne pogodnosti. I konačno, u sjeni ispod ogledala, moguće je uzgajati sve vrste usjeva koje ne bi rasle na izravnom sunčevom svjetlu. Dakle, tako bi ta shema izgledala. Ideja je da kreiramo tu dugu ogradu staklenika usmjerenih prema vjetru. Imali bismo elektrane za koncentriranu solarnu energiju na intervalnim točkama uzduž.

Neki od Vas se možda pitaju što ćemo učiniti sa svim tim solima. A kod biomimikrije, ako imate nedovoljno iskorišten resurs, ne mislite, "Kako ću se riješiti ovoga?" Mislite, "Što mogu dodati sustavu kako bi stvarao više vrijednosti?" I ispostavlja se da se različite stvari kristaliziraju u različitim stadijima. Kada isparujete morsku vodu, prva stvar koja se iskristalizira je kalcij karbonat. A to se nadovezuje na isparivače -- a to je tema ove lijeve slike -- postupno postaje optočena sa kalcij karbonatom. Stoga bismo nakon nekog vremena, mogli to uzeti van, i koristiti kao lagani gradbeni blok. I ako razmišljate o ugljiku u tome, on bi uzeo ugljik iz atmosfere i vratio ga u more i zatvorio ga u građevinski proizvod.

Iduća stvar je natrijev klorid. Isto tako ga možete sabiti u gradbeni blok, kao što su to napravili ovdje. Ovo je hotel u Boliviji. A nakon toga, postoje različite vrste smjesa i elemenata koje možemo izvaditi, poput fosfata, koje moramo staviti natrag u pustinjska tla kako bi ih oplodili. I svaki element periodične tablice postoji u morskoj vodi. Dakle, trebalo bi biti moguće izvaditi vrijedne elemente poput litija za baterije visoke izdržljivosti. A u dijelovima Arapskog zaljeva, morska voda, slanoća stalno raste zbog ispuštanja otpadne slane vode iz desalinacijskih tvornica. I gura ekosustav blizu ruba propasti. Mi bismo mogli iskoristiti svu tu otpadnu slanu vodu. Mogli bismo je ispariti kako bismo unaprijedili restorativne pogodnosti i uhvatili soli, pretvarajući hitan problem otpada u veliku priliku. Doista, projekt Sahara šume je model kako bismo mogli proizvesti hranu bez ugljika, obilnu obnovljivu energiju u nekim od najugroženijih dijelova planeta po pitanju vode kao i preokretanje opustošenja u određenim područjima.

Dakle, vraćajući se na velike izazove koje sam spomenuo na početku: radikalna povećanja u učinkovitosti resursima, zatvarajući petlje i solarnu ekonomiju. One nisu samo moguće, one su kritične. I čvrsto vjerujem kako proučavajući način na koji priroda rješava probleme će pružiti mnogo rješenja. Ali možda više od svega, ono što takvo razmišljanje pruža je uistinu pozitivan način pričanja o održivom dizajnu. Previše govora o okolišu koristi veoma negativan jezik. Ali ovdje se radi o sinergijama, obilnosti i optimizaciji. I to je ključna točka.

Atoine de Saint-Exupery je jednom rekao, "Ako želite graditi flotu brodova, nemojte samo sjediti i pričati o stolariji. Ne, morate zapaliti ljudske duše sa vizijama istraživanja udaljenih obala." I to je ono što trebamo raditi, stoga budimo pozitivni, i učinimo napredak sa onim što bi mogao biti najuzbudljiviji period inovacija koje smo ikada vidjeli.

Hvala Vam.

(Pljesak)