Michael Pawlyn: Usare la genialità della natura in architettura

Vorrei iniziare rapidamente con due esempi. Queste sono ghiandole filiere sull'addome di un ragno. Producono sei diversi tipi di seta, che vengono intrecciati per creare una fibra, più robusta di qualsiasi fibra creata dall'uomo. Quella che più si avvicina è la fibra aramidica. Per produrla occorrono altissime temperature e un'enorme pressione, ma si inquina moltissimo. Eppure il ragno ci riesce a temperatura e pressione ambiente con materia prima fatta di mosche morte ed acqua. Ciò suggerisce che abbiamo ancora molto da imparare. Lo scarafaggio percepisce un incendio nella foresta a 80 km di distanza. Una sensibilità di circa 10.000 volte maggiore dei sensori fabbricati dall'uomo. Inoltre questo animaletto non ha bisogno di cavi collegati a una centrale elettrica che brucia combustibili fossili.

Dunque questi due esempi danno un'idea di cosa potrebbe fare la biomimetica. Se potessimo imparare a costruire e fare cose come la natura, potremmo raggiungere un fattore di risparmio pari a 10, 100 o perfino 1000 nell'uso delle risorse e dell'energia. E se dobbiamo andare avanti con la rivoluzione della sostenibilità, credo ci siano tre grossi cambiamenti che dovremmo operare. Dapprima un aumento radicale nell'efficienza energetica. Secondo, passare da un sistema di sfruttamento delle risorse lineare, dispersivo e inquinante a un modello a ciclo chiuso. Terzo, passare da un'economia basata sui combustibili fossili ad una basata sull'energia solare. Per tutte e tre le cose, sono convinto che la biomimetica abbia molte delle soluzioni di cui avremo bisogno.

Si può pensare alla natura come a un catalogo di prodotti che hanno già beneficiato di 3,8 miliardi di anni di ricerca e sviluppo. Considerata la mole di investimento, è logico farne uso. Vi parlerò dunque di alcuni progetti che hanno esplorato queste idee. Inizierò con l'aumento radicale di efficienza nell'uso delle risorse. Quando lavoravamo al Progetto Eden dovevamo costruire una grandissima serra su un terreno che era non solo irregolare ma in continuo assestamento per via di alcuni scavi in corso. Era davvero una bella sfida, ma ci siamo ispirati alla biologia che ci ha dato molti spunti. Per esempio, le bolle di sapone ci hanno aiutato a concepire una costruzione che si sarebbe adattata a qualsiasi tipo di terreno. Studiando i granelli di polline, i radiolari e le molecole di carbonio siamo riusciti a realizzare la soluzione strutturale più efficiente usando esagoni e pentagoni.

Il passo successivo era massimizzare la dimensione degli esagoni. Per poterlo fare dovevamo trovare un alternativa al vetro, che ha dei grossi limiti in termini di dimensioni unitarie. In natura ci sono moltissimi esempi di strutture super efficienti basate su membrane pressurizzate. E quindi abbiamo cominciato a studiare un materiale chiamato ETFE (Etilene TetrafluoroEtilene). E' un polimero ad alta resistenza. Quello che facciamo è unire insieme tre strati, sigillandoli sui lati, e poi ci si immette aria. E la cosa eccezionale è che se ne possono fare unità sette volte più grandi di quelle del vetro. E con un peso pari a un centesimo di quello dei doppi vetri. In questo caso abbiamo un risparmio di fattore 100. E ci siamo ritrovati automaticamente in un ciclo positivo in cui una scoperta ne facilitava un'altra. E così con queste cellule grandi e leggere c'era bisogno di molto meno acciaio. Con meno acciaio penetrava più luce il che vuol dire che ci sarebbe stato bisogno di meno calore d'inverno. E con minor peso complessivo si sarebbe risparmiato notevolmente con le fondamenta. Al termine del progetto abbiamo calcolato che il peso di tutta la sovrastruttura era inferiore al peso dell'aria contenuta al suo interno.

Penso che il Progetto Eden sia un ottimo esempio di come le idee provenienti dalla biologia possano portare ad aumenti radicali di ottimizzazione delle risorse -- svolgendo la stessa funzione ma con una frazione delle risorse impiegate. E ci sono in effetti moltissimi esempi in natura a cui ci si può ispirare per soluzioni analoghe. Per esempio si potrebbero costruire tetti con strutture super efficienti basandosi su quelle delle ninfee amazzoniche giganti, palazzi interi ispirandosi alle conchiglie orecchie di mare, ponti ultraleggeri prendendo spunto dalle cellule vegetali. C'è tutto un mondo di bellezza ed efficienza da esplorare usando la natura come strumento di design.

Ora vorrei proseguire parlandovi del concetto di linearità e di ciclo chiuso. Il modo in cui tendiamo a usare le risorse è di estrarle, trasformarle in prodotti non duraturi e poi disfarsene. La natura funziona in modo molto diverso. Negli ecosistemi ciò che viene scartato da un organismo diviene il nutrimento per qualche altra componente del sistema. Ci sono degli esempi di progetti che hanno voluto tentare di replicare degli ecosistemi. Uno dei miei preferiti è il Progetto 'Dal cartone al caviale' di Graham Wiles. Nella loro zona si trovavano molti negozi e ristoranti che producevano molti rifiuti di cibo, cartoni da imballaggio e plastica. Finivano tutti in discarica. Ora la parte interessante è ciò che facevano con i cartoni. Vi spiegherò questo grafico.

Dunque venivano pagati per ritirare i cartoni dai ristoranti. Quindi li riducevano in pezzetti per poi rivenderli ai centri ippici per i giacigli dei cavalli. Quando i giacigli si insudiciavano, venivano di nuovo pagati per portarli via. E questi rifiuti venivano utilizzati da sistemi di ricompostaggio che producevano moltissimi lombrichi che venivano dati in cibo agli storioni siberiani, i quali producevano caviale che veniva rivenduto ai ristoratori. Perciò avevano trasformato un processo lineare in un modello a ciclo chiuso, creando maggior valore nel processo. Graham Wiles ha continuato ad aggiungere sempre più elementi trasformando sistemi di smaltimento in schemi che creano valore. E proprio come i sistemi naturali tendono ad aumentare in diversità e resilienza col passar del tempo, con questo progetto si ha davvero la consapevolezza che il numero di possibilità non può che aumentare. So che è un esempio particolare, ma credo che le implicazioni siano alquanto radicali, perché ci suggerisce che potremmo effettivamente trasformare un grosso problema in una incredibile opportunità.

E particolarmente nelle città -- potremmo analizzare l'intero metabolismo delle città, e trarne delle opportunità. Questo è ciò che stiamo facendo col prossimo progetto di cui vi parlerò, il Progetto Mobius, con cui stiamo cercando di raggruppare una serie di attività all'interno della stessa struttura, cosicché lo scarto di una possa foraggiarne un'altra. Gli elementi di cui vi parlo sono primo, un ristorante all'interno di una serra con coltivazioni, simile a questa che si trova ad Amsterdam, che si chiama De Kas. Poi un digeritore anaerobico per gestire tutti i rifiuti biodegradabili della zona, tramutarli in calore per la serra ed elettricità da reimmettere in rete. Poi un sistema di trattamento delle acque per le acque chiare e scure, per trasformarle in acqua pulita e generare energia dagli scarti solidi usando solo piante e microorganismi. Quindi ci sarebbe un allevamento ittico alimentato con rifiuti di cibo e lombrichi del compost che rifornirebbe il ristorante di pesce. Ci includeremmo anche una caffetteria, e i residui di caffè macinato verrebbero usati per coltivare funghi.

Dunque potete vedere che stiamo accorpando i cicli di cibo, energia, acqua e rifiuti in una sola struttura. E per divertimento abbiamo proposto questo modello per una rotatoria nel centro di Londra, che al momento non è un bello spettacolo. Forse alcuni di voi la riconosceranno. Ma con una piccola pianificazione potremmo trasformare un luogo dominato dal traffico in uno che offre spazi liberi per le persone, in cui possano mangiare e trasformarne i rifiuti in opportunità a ciclo chiuso.

Infine, l'ultimo progetto di cui vi voglio parlare è il Progetto della Foresta del Sahara, su cui stiamo lavorando ora. Alcuni di voi rimarranno sorpresi ad apprendere che vaste aree ora desertiche una volta ospitavano foreste. Ad esempio, quando Giulio Cesare approdò in Nord Africa, enormi aree dell'Africa Settentrionale erano ricoperte da foreste di cedri e cipressi. E lungo l'evoluzione della vita sulla terra, è stata la colonizzazione della terra da parte delle piante che ha contribuito a creare il clima atmosferico di cui godiamo oggi. Ed è vero anche il contrario. Maggiore è la perdita di vegetazione maggiore la probabilità di cambiamenti radicali del clima che portano all'aumento della desertificazione. Questa animazione mostra l'attività della fotosintesi nell'arco di alcuni anni. Come vedete, i limiti di questi deserti si sono estesi parecchio. Quindi sorge la domanda se abbiamo la possibilità di intervenire su queste condizioni per impedire o addirittura invertire il processo di desertificazione.

Se pensate ad alcuni degli organismi che si sono adattati al deserto, ci sono esempi incredibili di adattamento alla penuria d'acqua. Questo è la scarafaggio della Namibia che ha sviluppato un sistema per raccogliere acqua nel deserto. Fa così: di notte esce e risale la cima di una duna, e la sua corazza nera è in grado di irradiare calore nell'aria notturna e diventare più freddo rispetto all'esterno. Così quando soffia la brezza dal mare, sulla sua corazza si formano queste goccioline d'acqua. Appena prima dell'alba solleva la corazza e fa arrivare le gocce d'acqua in bocca, si fa una bella bevuta, e poi se ne va a nascondersi per il resto del giorno. E la sua genialità, se possiamo chiamarla così, va anche oltre. Perché se osservate da vicino la sua corazza, vedrete tanti piccoli incavi. Queste buchette sono idrofile: attirano l'acqua. Sono divise da strati impermeabili che respingono l'acqua. L'effetto è che man mano che le goccioline si formano negli incavi, queste si condensano in perline sferiche, che le rende molto più mobili di quanto lo sarebbero se la corazza fosse tutta ricoperta da una pellicola d'acqua. Perciò anche quando c'è solo una piccola percentuale di umidità nell'aria è ancora in grado di raccoglierla efficacemente e di farla arrivare alla bocca. Straordinario esempio di adattamento ad un ambiente con scarsissime risorse -- e in questo senso, ha molto a che vedere col tipo di sfide che dovremo affrontare nei prossimi anni e decenni.

Stiamo lavorando con la persona che ha inventato la Serra d'Acquamarina. Si tratta di una serra concepita per le zone aride della costa, e funziona con questa intera parete di griglie per l'evaporazione, su cui si fa gocciolare dell'acqua salata così che quando viene attraversata dal vento, questo raccoglie molta umidità e la raffredda. Perciò all'interno è fresca ed umida, e in questo modo le piante necessitano di meno acqua. Mentre nella parte posteriore della serra molta di quell'umidità si condensa sotto forma di acqua dolce con un processo praticamente identico a quello dello scarafaggio. E si è scoperto che questa serra produceva un po' più acqua dolce di quanta ne servisse alle piante coltivate all'interno. E allora hanno cominciato a spandere quest'acqua tutt'intorno. E la combinazione dell'acqua e dell'elevata umidità ha avuto un effetto significativo sulla zona circostante. Questa è una foto scattata al termine della costruzione, questa un anno dopo, e osservate la differenza. Era come una chiazza d'inchiostro verde che usciva dalla serra, rendendo biologicamente produttivo un terreno morto -- e in questo senso, si va oltre il concetto del design sostenibile per approdare al design di ripristino.

Dunque siamo stati abili ad applicare su scala maggiore delle idee di biomimetica per massimizzare i benefici. Quando si pensa alla natura spesso si pensa che si basi tutta sulla competizione. Ma di fatto negli ecosistemi più maturi è probabile trovare esempi di relazioni simbiotiche. Un importante principio della biomimetica è trovare modi per riunire tecnologie in insiemi simbiotici. E la tecnologia che abbiamo adottato come partner ideale della Serra d'Acquamarina è energia solare concentrata (CSP), che fa uso di specchi che seguono il sole per concentrare il calore e creare elettricità. Tanto per avere un'idea del potenziale della CSP, pensate che noi riceviamo dal sole ogni anno 10.000 volte più energia di quanta ne possiamo ricevere da altre fonti -- 10.000 volte. Quindi i nostri problemi di energia non sono difficili da affrontare. E' una sfida per il nostro ingegno. Il tipo di sinergie di cui parlo sono innanzitutto che entrambe queste tecnologie funzionano benissimo in deserti caldi e assolati. Le centrali solari hanno bisogno di acqua demineralizzata. Esattamente quello che produce la serra. Le centrali producono molto calore. Noi potremo usare quel calore per far evaporare più acqua di mare ed accrescere i benefici di ripristino. Inoltre, all'ombra degli specchi, è possibile far crescere tutti i tipi di ortaggi che non potrebbero crescere se esposti direttamente al sole. Questa è una rappresentazione dello schema. L'idea è creare questa lunga fila di serre esposte al vento. Costruiremmo centrali solari lungo questa linea ad intervalli regolari.

Qualcuno potrebbe chiedersi che cosa ci facciamo con tutto il sale prodotto. Ma per la biomimetica se si dispone di una risorsa sottoutilizzata non si pensa "In che modo me ne posso disfare?" ma piuttosto "Cosa posso aggiungere al sistema per creare maggior valore?" E si scopre che oggetti diversi cristallizzano in stadi diversi. Quando si fa evaporare acqua di mare, il primo a cristallizzare è il carbonato di calcio. Questo si forma sugli evaporatori -- è l'immagine sulla sinistra -- e un po' alla volta si formano degli strati. Dopo un po' li possiamo staccare e usarli come mattoni da costruzione leggeri. Se pensiamo al carbonio che contengono, esso proveniva dall'atmosfera, poi dal mare ed infine viene bloccato all'interno di un prodotto edile.

Poi si cristallizza il cloruro di sodio. Anche questo si può compattare in mattoni, come hanno fatto qui. Qui siamo in un hotel in Bolivia. E poi, dopo di quello, c'è tutta una serie di composti e di elementi che possiamo estrarre, come i fosfati che possiamo usare per fertilizzare il suolo del deserto. E praticamente esistono quasi tutti gli elementi della tabella periodica nell'acqua di mare. Per cui sarebbe possibile estrarre elementi preziosi come il litio per batterie ad alte prestazioni. E in alcune zone del Golfo Arabico l'acqua di mare ha una salinità crescente a causa degli scarti di salamoia prodotti dagli impianti di desalinizzazione. E questo sta portando l'ecosistema al collasso. Ora potremmo usare tutta quella salamoia di scarto. La potremmo far evaporare per aumentare i benefici di ripristino ed estrarre i sali, trasformando l'emergenza rifiuti in una grande opportunità. Davvero il Progetto Foresta del Sahara è un modello di come ottenere cibo senza produrre carbonio, abbondante energia rinnovabile in alcune delle zone più aride del pianeta ed invertire il processo di desertificazione in alcune aree.

Dunque torniamo alle grandi sfide cui accennavo all'inizio: aumento radicale di efficienza delle risorse, cicli chiusi ed economia basata sul sole. Tutto questo non solo è possibile, ma è cruciale. E sono convinto che lo studio di come la natura risolve i problemi ci fornirà la maggior parte delle soluzioni. Ma forse più di tutto, quello che ci dà questo modo di pensare è un modo veramente positivo di parlare di design della sostenibilità. Troppe discussioni sull'ambiente usano toni estremamente negativi. Ma qui si tratta di sinergie e abbondanza e ottimizzazione. E questo è un punto importante.

Antoine de Saint-Exupéry una volta disse, "Se vuoi costruire una flottiglia di navi, non ti metti a parlare di carpenteria. No, dovete generare nelle persone il desiderio di scoprire lidi lontani." Ecco il nostro compito, e allora siamo positivi e cerchiamo di andare avanti in quello che potrebbe diventare il periodo più eccitante per l'innovazione che abbiamo mai avuto.

Grazie.

(Applausi)