Michael Pawin: Usando o génio da natureza na arquitectura

Eu gostaria de começar com um par de exemplos rápidos. Estas são glândulas fiandeiras no abdómen de uma aranha. Elas produzem seis tipos de seda, que são fiados juntos produzindo uma fibra, mais forte do que qualquer fibra desenvolvida por humanos. O mais perto que conseguimos foi com a fibra de aramida. E para fazer isso, é preciso temperaturas extremas, pressões extremas e muita poluição. E mesmo assim a aranha consegue fazer isso à temperatura e pressão ambientes com matérias-primas provenientes de moscas mortas e água. Isto sugere que temos ainda um pouco para aprender. Este escaravelho consegue detectar um fogo florestal a 80 km de distância. Isso é cerca de 10.000 vezes o alcance de detectores de fogo feitos pelo homem. E ainda por cima, este indivíduo não precisa de um cabo conectado todo o caminho até uma estação de energia que queima combustíveis fósseis.

Então estes dois exemplos dão uma ideia do que é que a biomímica pode trazer. Se nós pudessemos aprender a produzir e a fazer as coisas da maneira que a natureza o faz, nós poderíamos atingir um factor 10, factor 100, talvez até um factor 1.000 de economia de utilização de recursos e energia. E se o nosso intuito for fazer progressos com a revolução de sustentabilidade, eu acredito que há três grandes alterações que necessitamos abordar. Primeiro, aumentos radicais de eficiência de recursos. Segundo, passar de uma forma linear, que promove desperdício, e poluidora de usar recursos para um modelo de ciclo fechado. E terceiro, mudar de uma economia baseada em combustíveis fósseis para uma economia solar. E para todos estes três, eu acredito, que a biomímica tem muitas das soluções que nós vamos precisar.

Pode-se olhar para a natureza como sendo um catálogo de produtos, e todos estes beneficiaram de um período de 3.8 biliões de anos de pesquisa e desenvolvimento. E dado o nível de investimento, faz sentido usá-lo. Então eu vou falar acerca de alguns projectos que têm vindo a explorar essas ideias. E vamos começar com aumentos radicais de eficiência de recursos. Quando nós estávamos a trabalhar no Eden Project nós tivemos de criar uma estufa muito grande num local que, não só era irregular, mas também estava continuamente a mudar por causa das intempéries. Foi um desafio muito grande, e foram alguns exemplos proveniente da biologia que nos deram muitas pistas. Então por exemplo, foram bolas de sabão que nos ajudaram a gerar uma forma de edifício que pudesse funcionar independentemente dos níveis de terreno. Estudar grãos de pólen e radiolários e moléculas de carbono ajudaram-nos a chegar à melhor solução estrutural. usando hexágonos e pentágonos.

O próximo passo foi que queríamos maximizar o tamanho desses hexágonos. E para fazer isso tínhamos de encontrar uma alternativa ao vidro, que é realmente muito limitado em termos de tamanhos unitários. E na natureza há muitos exemplos de estruturas muito eficientes baseados em membranas tensionadas. Então nós começamos a explorar um material chamado ETFE. É um polímero muito forte. E o que se faz é juntá-lo em três camadas, solda-se à volta das arestas, e depois enche-se de ar. E a melhor coisa acerca deste material é que se podem fazer unidades cerca de sete vezes o tamanho do vidro. E é apenas um por cento do peso de vidros duplos. Então é um factor de 100 em poupança. E aquilo que nós descobrimos foi que entramos num ciclo positivo em que um avanço facilitou outro. Assim com estas grandes, leves almofadas, nós tínhamos muito menos aço. Com menos aço nós tínhamos mais luz solar a entrar, o que significava que não tínhamos de utilizar tanto aquecimento extra no inverno. E com menos peso global na super-estrutura, houve grandes poupanças nas fundações. E no final do projecto chegamos à conclusão que o peso dessa super-estrutura era efectivamente menor do que o peso do ar dentro do edifício.

Então eu penso que o Eden Project é justamente um bom exemplo de como ideias de biologia podem levar a melhorias radicais em eficácia de recursos -- executando a mesma função, mas com uma fracção do input de recursos. E actualmente há muitos exemplos na natureza para os quais se poderia virar para soluções similares. Desta forma, poder-se-iam desenvolver estruturas de telhados super-eficientes baseadas em lírios gigantes da Amazónia, edifícios inteiros inspirados em conchas de abalones, pontes super-leves inspiradas em células de plantas. Há um mundo de beleza e eficiência para explorar aqui usando a natureza como uma ferramenta de design.

Então agora quero falar acerca da ideia de ciclo fechado. A maneira que nós temos tendência de usar os recursos é extraí-los, transformá-los em produtos de vida curta e deitá-los fora. A natureza funciona de uma forma muito diferente. Nos ecossistemas, os resíduos de um organismo transformam-se nos nutrientes para qualquer outra coisa nesse sistema. E há alguns exemplos de projectos que têm tentado deliberadamente imitar os ecossistemas. E um dos meus favoritos chama-se Cardboard to Caviar Project (Projecto Cartão para Caviar) de Graham Wiles. Na sua área, eles tinham muitas lojas e restaurantes que estavam a produzir muita comida, cartão e resíduos plásticos. E estavam a acabar nos aterros de resíduos. Agora a parte inteligente é o que eles fizeram com os desperdícios de cartão. Vou só falar durante esta animação.

Então eles eram pagos para recolher o cartão dos restaurantes. Depois desfaziam-no em retalhos e vendiam-no a centros equestres como camas de cavalo. Quando estavam sujas com excrementos, eles eram pagos pagos para as irem buscar. Eles colocavam-no em sistemas de recompostagem de vermes, que produziam muitos vermes, que mais tarde alimentavam esturjões Siberianos, que produziam caviar, que vendiam aos mesmos restaurantes. Então istro transformou um processo linear num modelo de ciclo fechado, e isso criou mais valor no processo. Graham Wiles continuou a adicionar mais e mais elementos a isto, transformando cadeias de resíduos em esquemas que criam valor. E como os sistemas naturais tendem a aumentar na diversidade e resiliência ao longo do tempo, há uma sensação real com esse projecto que o número de possibilidades só continuam a aumentar. E eu sei que é um exemplo peculiar, mas as implicações disto são radicais, porque sugere que nós podemos actualmente transformar um grande problema, desperdícios, numa grande oportunidade.

E particularmente em cidades -- nós podíamos olhar para o metabolismo integral das cidades, e olhar para elas como oportunidades. E é isso que nós estamos a fazer no próximo projecto que eu vou falar, o Mobius Project, onde nós tentamos executar um número de actividades, todas dentro de um edifício, de forma a que o resíduo de um possa ser o nutriente de outro. E o tipo de elementos a que me refiro são, em primeiro lugar, temos um restaurante dentro de uma estufa produtora, um bocado como esta em Amesterdão chamada De Kas. Depois nós teríamos um digestor anaeróbico, que pudesse tratar de todos os resíduos biodegradáveis da área local, transformá-los em calor para a estufa e electricidade para alimentar a rede. Nós teríamos um sistema de tratamento de águas tratando água residual, tornando-a potável e gerando energia através dos (resíduos) sólidos usando apenas plantas e micro-organismos. Nós teríamos uma quinta de peixes aliementados com resíduos vegetais provenientes da cozinha e vermes do composto e fornecendo peixes para o restaurante. Teríamos também um café, e os resíduos de grão daí poderiam ser usados como substracto para a cultura de cogumelos.

Assim consegue ver que estamos a adicionar ciclos de comida, energia e água e desperdício tudo dentro um edifício. E só por divertimento, nós propusemos isto para uma rotunda em Londres, que de momento não é muito agradável à vista. Alguns de nós podem reconhecer isto. E com algum planeamento apenas, nós podemos transformar um espaço dominado pelo trânsito num outro que ofereça espaços abertos para as pessoas, reconecta pessoas com alimentos e transforma resíduos em ciclos de oportunidade fechados.

Desta forma o projecto final de que vos quero falar é o Sahara Forest Project, que nós estamos a trabalhar no momento. Pode ser uma surpresa para alguns de vós ouvir que tão grandes áreas do que actualmente é deserto, foram florestas há relativamente pouco tempo. Então por exemplo, quando Júlio César chegou ao Norte de África, grandes áreas do Norte de África estavam cobertas de florestas de cedros e ciprestes. E durante a evolução da vida na Terra, foi a colonização da terra pelas plantas que ajudou a criar o clima benigno que actualmente desfrutamos. O inverso é também verdade. Quanto mais vegetação perdemos, mais é provável que as alterações climáticas sejam exacerbadas e conduzam a uma maior desertificação. E esta animação, mostra a actividade fotosintética durante vários anos. E o que se pode ver é que as fronteiras desses desertos, mudam bastantes vezes. E isto levanta a questão se podemos intervir em condições limites para alterar, ou até reverter, a desertificação.

E se olhar para algum dos organismos que evoluíram para viver em desertos, há alguns exemplos estraordinários de adaptações à escassez de água. Este é o escaravelho-do-deserto-da-Namíbia, e a sua forma evoluída de colher a sua própria água no deserto. A maneira através da qual ele o faz é sair à noite, dirigir-se ao topo de uma duna de areia, e porque tem uma carapaça preta mate, é capaz de radiar calor para o céu nocturno e ficar ligeiramente mais fresco que o ambiente circundante. Então quando uma brisa húmida vem do mar, uma gotículas de água formam-se na casca do escaravelho. E mesmo antes do nascer do sol, ele inclina a carapaça, a água desce para a sua boca, bebe, vai-se embora e esconde-se durante o resto do dia. E o engenho, se se pode chamar assim, vai ainda mais longe. Porque se olharmos de perto para a carapaça do escaravelho, há muito pequenos altos nessa carapaça. E esses altos são hidrofílicos: eles atraem água. Entre eles há um acabamento de cera, que repele a água. E o efeito disto é que, à medida que as gotículas se começam a formar nos altos, elas ficam em grânulos esféricos e apertados, o que significa que são muito mais móveis do que deveriam ser se fosse só uma camada de água em cima de toda a carapaça do escaravelho. Então mesmo quando há apenas uma pequena quantidade de humidade no ar, continua a ser capaz de a recolher muito eficazmente e canalizá-la para a sua boca. Um exemplo tão maravilhoso de adaptação para um ambiente com tantas restrições de recursos -- e nesse sentido, muito relevantes para o tipo de desafios que vamos ter de enfrentar durante os próximos anos, próximas décadas.

Estamos a trabalhar com um indivíduo que inventou a Seawater Greenhouse. Esta é a estufa desenhada para regiões costais áridas, e a forma como funciona é com esta parede cheia de grelhas de evaporação, e pingas de água do mar gotejam através dela de maneira a que quando o vento sopra através dela, ela recolhe muita humidade e é arrefecida no processo. Assim dentro é frio e húmido, o que significa que as plantas necessitam de menos água para crescer. E também atrás da estufa, muita humidade é condensada em água potável num processo que é efectivamente idêntico ao do escaravelho. E o que eles descobriram com a primeira Seawater Greenhouse que foi construída foi que estava a produzir ligeiramente mais água do que precisava para as plantas que estavam dentro. Então eles começaram a espalhá-la nos terrenos circundantes. E a combinação disso e a humidade elevada teve um efeito dramático na área. Esta fotografia foi tirada no dia em que a construção foi completada, e apenas um ano depois, estava assim. Então foi como se uma mancha verde de tinta se espalhasse a partir do edifício transformando terreno árido em produtivo biologicamente -- e nesse sentido, indo além do design sustentável para alcançar design restaurador.

Desta forma estávamos interessados em aumentar a escala disto e aplicar a ideias de biomímica para maximizar os benefícios. E quando pensa acerca da natureza, muitas vezes pensa sobre isso como se se tratasse de uma competição. Mas realmente em ecossistemas maduros, é normal encontrar exemplos de relações simbióticas. Assim, um princípio importante da biomímica é encontrar formas de juntar tecnologias em clusters simbióticos. E a tecnologia em que nos baseamos como um parceiro ideal para a Seawater Greenhouse é energia solar concentrada, que usasse espelhos detectores de luz solar para focar o calor do sol para criar electricidade. E só para vos dar um exemplo do potencial de CSP, considere que nós recebemos 10.000 vezes mais energia do sol todos os anos que usamos em energia de todos os tipos -- 10.000 vezes. Então os nossos problemas de energia não são intratáveis. É um desafio ao nosso engenho. E o tipo de energias a que me refiro são, primeiro, ambas estas tecnologias funcionam muito bem em desertos quentes e cheios de luz de sol. CSP precisa de um fornecimento de água potável desmineralizada. É exactamente o que a Seawater Greenhouse produz. CSP produz muito desperdício em forma de calor. Vamos ser capazes de utilizar isso para evaporar mais água do mar e melhorar os efeitos restauradores. E finalmente, na sombra debaixo dos espelhos, é possível plantar várias culturas que não crescem sob luz directa do sol. Então é assim que este esquema iria parecer. A ideia é nós criarmos esta barreira de estufas de frente para o vento. Concentraríamos centrais solares de produção de energia em intervalos ao longo do caminho.

Alguns de vós podem estar a perguntar-se o que faríamos com os sais. E com a biomímica, se tiver um recurso inutilizado, não pensa, "Como é que me vou livrar disto?" Pensa, "O que é que eu posso adicionar ao sistema para criar mais valor?" E parece que diferentes coisas cristalizam em fases diferentes. Quando evapora água do mar, a primeira coisa a cristalizar é carbonato de cálcio. E isso cresce nos evaporadores -- que são o que se pode ver na imagem à esquerda -- gradualmente a encrustrar-se com o carbonato de cálcio. Então um pouco depois, podemos tirar isso fora, e usá-lo como um bloco de construção leve. E se pensarem no carbono que ali está dentro, que teria sido libertado na atmosfera, no mar, e depois bloqueado num edifício.

A segunda matéria é o cloreto de sódio. Pode-se comprimir isso num bloco de construção, como foi feito aqui. Este é um hotel na Bolívia. E depois disso, há vários tipos de compostos e elementos que podemos extrair, como fosfatos, que necessitamos de colocar nos solos dos deserto para os fertilizar. E há praticamente todos os elementos da tabela periódica na água do mar. Então deveria ser possível extrair elementos valiosos como lítio para baterias de alta performance. E em partes do Golfo da Árábia, na água do mar, a salinidade está continuamente a aumentar devido à descarga de resíduos de sal de centrais de salinização. E isso está a levar ao colapso dos ecossistemas. Agora nós somos capazes de usar esse resíduo de sal. Nós podemos evaporá-lo para melhorar os benefícios restauradores e capturar os sais, transformando um problema urgente de resíduos numa grande oportunidade. Realmente o Sahara Forest Project é um modelo para o qual podemos criar comida de carbono zero, abundante energia renovável em algumas das zonas mais afectadas pela escassez de água do planeta assim como reverter a desertificação em certas áreas.

Então voltando para esses grandes desafios que mencionei no início: aumentos radicais da eficiência de recursos, fechando ciclos e economia solar. Eles não só são possíveis, são críticos. E eu acredito firmemente que estudar a forma como a natureza resolve os problemas vai fornecer muitas das soluções. Mas talvez mais do que alguma coisa, o que este modo de pensar proporciona é uma forma realmente positiva de pensar acerca do design sustentável. Uma parte demasiado grande da conversa sobre o ambiente utiliza uma linguagem negativa. Mas aqui é sobre sinergias e abundância e optimização. E isto é um ponto importante.

Antoine de Saint-Exupery disse uma vez, "Se quiser construir uma frota de navios, não se senta a falar de carpintaria. Não, você precisa de inflamar as almas das pessoas com visões de explorações a praias distantes." E é o que nós precisamos de fazer, então vamos ser positivos, e vamos fazer progresso com o que poderá ser o mais excitante período de inovação que jamais vimos.

Obrigado.

(Aplausos)