Majkl Polin (Michael Pawlyn): Korišćenje genija prirode u arhikteturi

Počeo bih parom brzih primera. Ovo su bradavice žlezdi na stomaku pauka. One proizvode šest različitih tipova svile, koje su upredene zajedno u vlakno koje je jače od bilo kojeg vlakna koje su ljudi ikada napravili. Najbliže što smo uspeli da stvorimo je aramidno vlakno. Da bismo ga napravili, trebaju nam ekstremne temperature, ekstremni pritisak i mnogo zagađenja. A ipak, pauku to polazi za rukom na ambijentalnoj temperaturi i pritisku sa sirovim materijalima mrtvih mušica i vode. Ovo nam sugeriše da imamo još ponešto da naučimo. Ovaj tvrdokrilac može da otkrije šumski požar na udaljenosti od 80 kilometara. To je 10.000 puta više od dometa detektora dima koje je napravio čovek. Što je još bolje, njemu ne treba žica koja je povezana na električnu centralu koja sagoreva fosilna goriva.

Ova dva primera nam daju uvid u ono što nam biomimetika može pružiti. Ako bismo mogli da naučimo da stvaramo i radimo stvari onako kako to priroda radi mogli bismo da dostignemo faktor 10, faktor 100, možda čak i faktor 1 000 u uštedi resursa i upotrebi energije. Ako želimo da ostvarimo napredak u revoluciji održivosti, verujem da postoje tri velike promene koje treba da primenimo. Prvo, korenito povećanje učinka resursa. Drugo, promena od linijskog, rasipničkog, zagađujućeg načina korišćenja resursa do modela zatvorene petlje. I treće, promena od ekonomije zasnovane na fosilnim gorivima do solarne ekonomije. Verujem da za ove tri promene biomimetika ima mnogo rešenja koja će nam trebati.

Možete gledati na prirodu kao na katalog proizvoda i svi oni su imali koristi od perioda od 3.8 milijardi godina istraživanja i razvoja. S obzirom na nivo investicija, ima smisla iskoristiti ga. Govoriću o nekim projektima koji su istraživali ove ideje. Počnimo sa korenitim povećanjem učinka resursa. Kada smo radili na Edenskom projektu, morali smo da napravimo jako veliki staklenik na gradilištu koje ne samo da je bilo nepravilno, već se i stalno menjalo zbog vađenja kamena iz kamenoloma. To je bio veoma veliki izazov i zapravo su nam primeri iz biologije dali puno smernica. Tako su nam, na primer, mehurići sapunice pomogli da damo oblik građevini koji bi radio bez obzira na nivelaciju zemljišta. Proučavanje čestica polena, radiolarije i molekula ugljenika nam je pomoglo da osmislimo najefikasnije rešenje konstrukcije korišćenjem šestouglova i petouglova.

Sledeći korak je bio naša želja da povećamo do maksimuma veličinu ovih šestouglova. Da bismo to uradili, morali smo pronaći zamenu za staklo, koje je veoma ograničeno u pogledu veličine svojih delova. U prirodi imamo mnogo primera veoma efikasnih struktura baziranih na membranama koje su pod pritiskom. Počeli smo da istražujemo materijal nazvan ETFE. Ovo je veoma jak polimer. Ono što radite sa njim jeste da ga sastavite u tri sloja, zavarite ga oko ivica, a onda naduvate. Ono što je odlično u vezi sa ovom stvari je što možete da napravite komade otprilike sedam puta veće od staklenih, a činio je samo jedan procenat težine dvostrukog zastakljivanja. Dakle to je faktor 100 uštede. Ono što smo otkrili jeste da smo ušli u pozitivan ciklus u kome je jedan proboj olakšavao drugi. Dakle, sa tako velikim, laganim jastucima, imali smo mnogo manje čelika. Uz manje čelika, imali smo više sunčeve svetlosti koja je prodirala unutra što je značilo da nismo morali mnogo da dogrevamo tokom zime. A sa manjom ukupnom težinom superstrukture, imali smo i velike uštede u temeljima. Na kraju projekta smo izračunali da je težina te superstrukture zapravo bila manja od težine vazduha koji je u unutrašnjosti zgrade.

Mislim da je Edenski projekar sasvim dobar primer kako ideje iz biologije mogu voditi u korenito povećanje učinka resursa -- pružajući istu funkciju, ali sa delićem korišćenih resursa. Zapravo postoji mnoštvo pimera u prirodi koje bi mogli iskoristiti za slična rešenja. Na primer, mogli biste da razvijete superefikasne krovne strukture zasnovane na džinovskim amazonskim lotusima, cele zgrade inspirisane abalon školjkom, superlake mostove inspirisane biljnim ćelijama. Postoji ceo svet lepote i efikasnosti koji treba istražiti koristeći prirodu kao alatku za dizajniranje.

Sada želim da govorim o ideji promene od linijskog do modela zatvorene petlje. Način kome naginjemo prilikom korišćenja resursa je da ih izvadimo, pretvorimo u proizvode sa kratkim vekom trajanja i onda ih bacimo. Priroda funkcioniše mnogo drugačije. U ekosistemima, otpad jednog organizma postaje hrana za nešto drugo u tom sistemu. Postoje primeri projekata koji su namerno pokušali da imitiraju ekosisteme. Jedan od mojih omiljenih je nazvan "Od kartona do kavijara" projekat sačinjen od strane Grejema Vajlsa. U njihovom kraju su imali puno prodavnica i restorana koji su proizvodili puno otpadaka hrane, kartona i plastike. To je završavalo na deponijama. Zaista je pametno šta su uradili sa kartonskim otpadom. Sada ću da vam objasnim ovu animaciju.

Bilo im je plaćeno da ga sakupljaju od restorana. Onda su seckali karton i prodavali ga jahačkim centrima kao prostirku za podloge. Kada bi se ona zaprljala, ponovo su bili plaćeni da bi je sakupili. Stavljali bi je u crvlje sisteme za rekompostiranje, koji bi proizveli puno crva, kojima su hranili sibirske jesetre koje su proizvodile kavijar, koji su prodavali restoranima. Tako je linijski proces preobražen u kružni model i tokom procesa je stvorio veću korist. Grejem Vajls je nastavio da ovome pridodaje još i još elemenata, pretvarajući tokove otpada u šeme koje stvaraju korist. I baš kao što prirodni sistemi teže da povećaju raznovrsnost i otpornost tokom vremena, postoji velika izvesnost vezana za ovaj projekat da će broj mogućnosti nastaviti da se povećava. Znam da je ovo pomalo čudan primer, ali mislim da su njegove implikacije zaista korenite, zato što upućuje da bismo zapravo mogli da preobratimo jedan veliki problem -- otpad -- u veliku priliku.

Naročito u gradovima -- mogli bismo da se fokusiramo na ceo metabolizam gradova, i na njih gledamo kao na prilike. To i radimo u sledećem projektu o kome ću da govorim, U Mobijus projektu, gde pokušavamo da spojimo brojne aktivnosti, sve u okviru jedne zgrade, tako da otpad jedne postaje hrana za drugu aktivnost. Vrste elemenata o kojima govorim su, prvo, imamo restoran u okviru produktivnog staklenika, pomalo nalik onom u Amsterdamu nazvanom "De Kas". Potom imamo anaerobnu jedinicu za varenje, koja bi mogla da se izbori sa svim biorazgradivim otpadom u oblasti, pretvori ga u toplotu za staklenu baštu i struju koja se može vratiti u mrežu. Imali bismo sistem za prečišćavanje vode, koji bi tretirao otpadne vode, pretvarajući ih u svežu vodu, i stvarajući energiju iz čvrstih materijala koristeći samo biljke i mikro-organizme. Imali bi ribnjak u kome bi kao hranu koristili otpadno povrće iz kuhinje i crve iz komposta, obezbeđujući ribu za restoran. Takođe bi imali i kafić, a otpadno zrnevlje iz njega bi moglo biti iskorišćeno za uzgoj pečuraka.

Možete videti da spajamo cikluse hrane, energije, vode i otpada sve u okviru jedne zgrade. Čisto zbog zabave smo ovo predložili za kružni tok u centralnom delu Londona koji je trenutno pravo ruglo. Neki od vas možda prepoznaju ovo. Uz samo malo planiranja, mogli bismo da preobrazimo ovaj prostor u kome dominira saobraćaj u onaj koji pruža ljudima otvoren prostor, ponovo povezuje ljude sa hranom i koji preobražava otpad u zatvorenu petlju prilika.

Krajnji projekat o kome želim da govorim jeste Projekat šume Sahare, na kome trenutno radimo. Za neke od vas može biti pravo iznenađenje da čuju da su prilično velike oblasti onoga što je trenutno pustinja zapravo bile pod šumom pre jako malo vremena. Tako na primer, kada je Julije Cezar došao u severnu Afriku velike oblasti severne Afrike su bile pokrivene šumama kedra i čempresa. Tokom evolucije života na Zemlji nastanjivanje kopna od strane biljaka je pomoglo stvaranju dobroćudne klime u kojoj trenutno uživamo. Obrnuta situacija je takođe tačna. Što više vegetacije izgubimo, veće su mogućnosti da će se klimatske promene pogoršati i odvesti do dalje dezertifikacije. Ova animacija, ovo nam pokazuje fotosintetičku aktivnost tokom perioda od nekoliko godina, a ono što možete videti je da se granice ovih pustinja dosta pomeraju, a to postavlja pitanje da li se možemo umešati u granične uslove da bi zaustavili ili možda čak i obrnuli, dezertifikaciju.

Ako pogledate neke organizme koji su evoluirali da bi preživeli u pustinji, videćete neke neverovatne primere adaptacije na oskudnost vode. Ovo je namibijski tvrdokrilac koji se izležava u magli i razvio je način za prikupljanje sveže vode u pustinji. Način na koji ovo radi je da izađe u toku noći, uspuže se do vrha brda, a zato što ima matirani crni oklop može da oslobodi toplotu put noćnog neba i postane malo hladniji od svog okruženja. Kada vlažan povetarac duva iz pravca mora, dobijete ove kapljice vode koje se formiraju na oklopu ovog tvrdokrilca. Pre izlaska sunca, on nagne svoj oklop, voda se slije u njegova usta, on je popije, ode i krije se tokom ostatka dana. Genijalnost, ako bismo je mogli nazvati tako, ide čak i dalje. Zato što ako pogledate izbliza njegov oklop, videćete mnogo malih izbočina na njemu. Sve te izbočine su hidrofilne, one privlače vodu. Između njih je voskirana površina koja odbija vodu. Efekat koji ovo ima je taj da kada kaplice počnu da se formiraju na izbočinama, one ostaju u tesnim, sferičnim perlama što znači da su one mnogo mobilnije nego da su samo film vode preko celog tvrdokrilčevog oklopa. Čak i kada ima samo malu količinu vlage u vazduhu, on može da je sakupi veoma efikasno i kanališe je u svoja usta. Ovo je neverovatan primer prilagođavanja na okruženje sa veoma oskudnim resursima -- i u tom smislu, veoma relevantan za vrste izazova sa kojima ćemo se mi suočavati tokom nekoliko sledećih godina, nekoliko sledećih decenija.

Radimo sa čovekom koji je izumeo Staklenik morske vode. Ovo je staklenik koji je dizajniran za suve priobalne predele, a princip na kome radi je da imate ovaj ceo zid rešetki isparivača, i kada morska voda curi preko njih, a vetar duva kroz njih, on sakuplja mnogo vlage i biva rashlađen tokom ovog procesa. Unutra je sveže i vlažno, što znači da biljkama treba manje vode da bi rasle. Potom, na kraju staklenika veliki deo te vlage biva kondenzovan kao sveža voda u procesu koji je efektivno istovetan onom kod tvrdokrilca. Ono što su otkrili sa prvim Staklenikom morske vode je da proizvodi malo više sveže vode nego što je neophodno za biljke unutra. Počeli su da je prolivaju po okolnom zemljištu i mešavina toga i povišene vlažnosti imala je dramatičan efekat na okolnu regiju. Ova fotografija je snimljena na dan završetka, a samo godinu dana kasnije, izgledalo je ovako. Bilo je poput mrlje od mastila koja se širila iz zgrade pretvarajući jalovo zemljište u biološki produktivno -- i u tom smislu, odlazeći iznad održivog dizajna da bi dostiglo povratni dizajn.

Bili smo željni da proporcionalno uvećamo ovo i primenimo ideju biomimetike da bismo povećali koristi. Kada mislite o prirodi često mislite da se u prirodi radi samo o takmičenju. Ali zapravo, u zrelim ekosistemima isti su vam izgledi da nađete primere simbiotičkih odnosa. Jedan od bitnih biomimetičkih principa je pronaći načine za spajanje tehnologija u simbiotičke grupe. Tehnologija za koju smo se složili da će biti idealan partner Stakleniku morske vode je koncentrisana solarna energija, koja koristi ogledala koja prate sunce da bi fokusirala toplotu zarad stvaranja energije. Da bih vam dao uvid u potencijal koncentrisane solarne energije, razmotrite da mi svake godine primimo 10.000 puta više energije od Sunca nego što potrošimo energije u bilo kom obliku -- 10.000 puta. Dakle, naši energetski problemi nisu nerešivi. To je izazov za našu genijalnost. Oblik sinergija o kojima govorim su, prvo, obe ove tehnologije rade jako dobro u vrelim, sunčanim pustinjama. Koncentrisanoj solarnoj energiji treba zaliha demineralizovane sveže vode. A to je upravo ono što Staklenik morske vode proizvodi. KSE proizvodi mnogo otpadne toplote. Moći ćemo da je iskoristimo da isparimo više morske vode i unapredimo povratne koristi. I na kraju, u senci ispod ogledala moguće je uzgajati razne vrste useva koji ne bi rasli na direktnom suncu. Evo kako bi ova šema izgledala. Ideja je da napravimo ovaj veliki niz staklenika koji bi bili upravljeni ka vetru. Imali bi elektrane koncentrovane sunčeve energije na intervalima duž ovog niza.

Možda se pitate šta bi uradili sa svim solima. U biomimetici, kada imate resurs koji ne koristite, ne mislite: "Kako da se rešim ovoga?" Mislite: "Šta mogu da dodam u sistem da bih dobio još koristi?" Ispostavilo se da se različite stvari kristališu u različitim fazama. Kada isparavate morsku vodu, prva stvar koja se kristališe je kalcijum karbonat. To se kristališe na isparivačima -- i to je ono što je na levoj slici -- postepeno se formira korica od kalcijum karbonata. Posle nekog vremena, mogli bismo to da izvadimo i upotrebimo kao gradivni blok. Mislite o ugljeniku koji je unutra, koji je izdvojen iz atmosfere u more, a onda zaključan u gradivnom proizvodu.

Sledeća stvar je kuhinjska so. Nju takođe možete kompresovati u gradivni blok, kao što je urađeno ovde. Ovo je hotel u Boliviji. Nakon toga, postoji mnoštvo jedinjenja i elemenata koje možemo izvaditi, kao što su fosfati, koje trebamo vratiti u pustinjska tla da bi ih nađubrili. U morskoj vodi postoji gotovo svaki elemenat iz periodnog sistema. Bilo bi, dakle, moguće izvaditi vredne elemente, poput litijuma za baterije visokih performansi. A u delovima Persijskog zaliva morska voda, salinitet stabilno raste zbog otpuštanja otpadnih voda iz postrojenja za desalinizaciju. Ovo gura ekosistem ka kolapsu. Sada bi mogli da iskoristimo sve te otpadne vode. Mogli bismo da ih isparimo da bismo povećali povratne koristi i zarobimo soli, preobražavajući hitan problem otpada u jednu veliku priliku. Zaista, Projekat šume Sahare je model prema kome bismo mogli da stvaramo ugljenički neutralnu hranu, obilnu obnovljivu energiju u nekima od najsuvljih predela planete kao i da preokrenemo dezertifikaciju u nekim oblastima.

Vratimo se na velike izazove koje sam spomenuo na početku: radikalno povećanje učinka resursa, modeli zatvorene petlje i solarna ekonomija. Oni nisu samo mogući; oni su od velike važnosti. Čvrsto verujem da će nam izučavanje načina na koji priroda rešava probleme dati mnogo rešenja. Ali ako ništa drugo, ono što nam ovo razmišljanje pruža je jedan veoma pozitivan način govora o održivom dizajnu. Preveliki deo razgovora o životnoj sredini koristi veoma negativan jezik. Ali ovde se radi o sinergijama i izobilju i optimizaciji. Ovo je jedna jako bitna tačka.

Antoan de Sent-Egziperi je jednom rekao: "Ako želiš da sagradiš flotu brodova, ne sediš i pričajuči o stolariji. Ne, trebate rasplamsati duše ljudi vizijama o istraživanju dalekih obala." I to je ono što mi treba da uradimo, zato budimo pozitivni, i hajde da stvaramo napredak sa nečim što bi moglo da bude najuzbudljiviji period u inovacijama koji smo ikada videli.

Hvala vam.

(Aplauz)