Αυτοθεραπευόμενο σκυρόδεμα, βιολογικά τούβλα και άλλα – Η βρωμιά

0
Αυτοθεραπευόμενο σκυρόδεμα, βιολογικά τούβλα και άλλα – Η βρωμιά
Transmaterial Next / Princeton Architectural Press

Ενώ όλοι έχουμε βιώσει τα αποτελέσματα της επανάστασης της πληροφορικής που βρίσκεται τώρα σε εξέλιξη, μπορεί να γνωρίζουμε λιγότερο τον αντίκτυπο της νέας «επανάστασης των υλικών», υποστηρίζει ο καθηγητής του Πανεπιστημίου της Μινεσότα Blaine Brownell στο εξαιρετικό νέο του βιβλίο. Διαυλικό Επόμενο: Ένας κατάλογος υλικών που καθορίζουν το μέλλον μας. Τα δομικά υλικά μετασχηματίζονται για να ανταποκριθούν στην πλανητική περιβαλλοντική μας κρίση, να μειώσουν το κόστος και να ενισχύσουν την αποδοτικότητα και να παρέχουν νέα μέσα για δημιουργική έκφραση. Δεδομένων των σοβαρών προβλημάτων που αντιμετωπίζει η Γη, η κλίμακα της φιλοδοξίας είναι ενθαρρυντική.

Ο Brownell καταγράφει την εξέλιξη των οικοδομικών υλικών εδώ και αρκετό καιρό. Την τελευταία δεκαετία, έχει γράψει Στρατηγικές Υλικών: Καινοτόμες Εφαρμογές στην Αρχιτεκτονική; Υπερφυσικό: Η νέα σχέση της αρχιτεκτονικής με τη φύση (ανάγνωση Η βρωμιά ανασκόπηση); και τρία βιβλία στο Διαυλικό σειρά.

Διαυλικό Επόμενο είναι πλούσιο με ενδιαφέρουσες λεπτομέρειες και καλά οργανωμένο, με τμήματα σε σκυρόδεμα, ορυκτά, μέταλλα, ξύλα και βιοϋλικά, πλαστικό και καουτσούκ, γυαλί, χρώματα και επιστρώσεις, ύφασμα, φως και ψηφιακά υλικά. Περισσότερες από 100 σύντομες περιπτωσιολογικές μελέτες για υλικά προσφέρουν σύντομες περιλήψεις, εικόνες, την κατάσταση εμπορικής ετοιμότητας και μελλοντικές πιθανές επιπτώσεις. Επίσης ορίζει τα υλικά με βάση τις τάσεις που αντιπροσωπεύουν.

Για παράδειγμα, τα μελλοντικά υλικά μπορεί να είναι εξαιρετικά αποδοτικά, πράγμα που σημαίνει ότι είναι «δυνατότερα, ελαφρύτερα, πιο ανθεκτικά και εύκαμπτα από τα συμβατικά αντίστοιχά τους». πολυδιάστατο, «με μεγαλύτερο βάθος και πλούτο» επαναπροσδιορίζονται, καθώς συχνά «αντικαθιστούν πολύτιμες πρώτες ύλες με λιγότερο απειλούμενες, πιο άφθονες και εκτρέπουν τα προϊόντα από τη ροή των απορριμμάτων·» ανασυνδυασμένο — επειδή «δύο ή περισσότερα διαφορετικά υλικά δρουν αρμονικά για να δημιουργήσουν ένα προϊόν του οποίου η απόδοση είναι μεγαλύτερη από το άθροισμα των μερών του·» ευφυείς, επειδή «εμπνέονται από βιολογικά συστήματα και επομένως είναι λιγότερο σπάταλοι·» μετασχηματιστικές, επειδή «υφίστανται μια φυσική μεταμόρφωση που βασίζεται σε περιβαλλοντικά ερεθίσματα·» και διεπαφής — καθώς μπορούν να χρησιμεύσουν ως σύνδεσμος μεταξύ του «φυσικού και εικονικού κόσμου».

Ο Brownell κάνει εξαιρετική δουλειά εξηγώντας το περιβαλλοντικό κόστος της εκρηκτικής χρήσης των πόρων μας και πώς θα βοηθήσουν νέα, λιγότερο σπάταλα υλικά.

Το σκυρόδεμα, το οποίο χρησιμοποιήθηκε από τους Ρωμαίους πριν χάσει την εύνοια για αιώνες, είναι τώρα «το υλικό με τη μεγαλύτερη χρήση στη Γη μετά το νερό». Η παραγωγή σκυροδέματος αντιπροσωπεύει περίπου το 5-10 τοις εκατό των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και η χρήση του αυξάνεται 2-4 τοις εκατό ετησίως, δεδομένης της σχετικά μικρής διάρκειας ζωής του και της δυσκολίας ανακύκλωσης.

Η παραγωγή σκυροδέματος μπορεί να είναι πολύ λιγότερο ρυπογόνος. Ο Brownell προσδιορίζει πώς η απλή αντικατάσταση μέρους του τσιμέντου Πόρτλαντ με «εναλλακτικά τσιμεντοειδή υλικά, όπως ιπτάμενη τέφρα ή σκωρία» μπορεί να μειώσει τις εκπομπές κατά περίπου 46 τοις εκατό. Ζητεί την αντικατάσταση του προβληματικού χάλυβα, που χρησιμοποιείται ως οπλισμός σε κάποιο δομικό σκυρόδεμα, με ίνες ή άλλα υλικά.

Οι εκπομπές σκυροδέματος μπορούν επίσης να μειωθούν με την επιμήκυνση της ωφέλιμης ζωής του σκυροδέματος επίσης — μέσω τεχνολογιών «αυτοσυντηρούμενων» ή «αυτοθεραπευόμενων» που μειώνουν τη συντήρηση. Για παράδειγμα, η BacillaFilla είναι μια «μηχανική μικροβιακή κόλλα» που μπορεί να επιδιορθώσει ρωγμές στο σκυρόδεμα. Τα μικρόβια αναπτύσσονται σε βιοαντιδραστήρα. Αφού εφαρμοστούν με ένα σπρέι, τα μικρόβια δένουν γρήγορα και συνοδεύονται από διακόπτη εξόντωσης, έτσι ώστε η «διαδικασία βλάστησης να μπορεί να τερματιστεί».

BacillaFilla / Υπέροχη Μηχανική

Και μετά υπάρχει το εύκαμπτο σκυρόδεμα, το οποίο είναι «πολύ λιγότερο εύθραυστο από το συμβατικό σκυρόδεμα». Ενώ το εύκαμπτο σκυρόδεμα δημιουργεί μικρορωγμές εάν λυγίσει πολύ, μπορεί να «αυτοθεραπευθεί παρουσία αέρα και νερού».

Κάμψη σκυροδέματος / The ACE-MRL, Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν. From Transmaterial Next by Blaine Brownell, © 2017 Princeton Architectural Press, που ανατυπώθηκε με την άδεια του εκδότη.

Στον τομέα των ορυκτών, ο Brownell βλέπει την ανάγκη μείωσης των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από τη βιομηχανία τούβλων, η οποία εκπέμπει υψηλές ποσότητες μαύρου άνθρακα. Ένας τρόπος για να γίνει αυτό είναι η καλλιέργεια τούβλων μέσω βιοχημικών διεργασιών. Η Mason, μια εταιρεία από τη Βόρεια Καρολίνα, επιδιώκει να το κάνει αυτό με το BioBrick, το οποίο χρησιμοποιεί βακτήρια για να δημιουργήσει τούβλα από άμμο ή άλλο αδρανή.

BioBrick / bioMASON. From Transmaterial Next by Blaine Brownell, © 2017 Princeton Architectural Press, που ανατυπώθηκε με την άδεια του εκδότη.

Μια άλλη συναρπαστική εφαρμογή – το Stone Spray, ένα είδος τρισδιάστατου εκτυπωτή που «συλλέγει απευθείας και άμμο που βρίσκονται σε τοποθεσίες και τα αναμιγνύει με ένα συστατικό συνδετικού υλικού». Το όραμα της σχεδόν στιγμιαίας εκτύπωσης μιας δομής με χρήση κοντινών υλικών προκαλεί δέος. Η τεχνολογία βρίσκεται σε πολύ πρώιμα στάδια και θα υπήρχαν περιορισμοί – οι φέρουσες ικανότητες των κοντινών υλικών θα καθόριζαν την ικανότητα της κατασκευής.

Stone Spray / Institute for Advanced Architecture of Catalonia. From Transmaterial Next by Blaine Brownell, © 2017 Princeton Architectural Press, που ανατυπώθηκε με την άδεια του εκδότη.

Τα τελευταία 500 χρόνια, περίπου 4,45 δισεκατομμύρια στρέμματα δάσους έχουν καθαριστεί. Εάν ο πλανήτης συνεχίσει να πηγαίνει με τον ρυθμό που ήταν, θα χάσουμε τα τροπικά δάση του κόσμου σε έναν αιώνα. «Αυτή η κρίση πόρων υποδηλώνει ότι τα δάση πρέπει να διατηρηθούν όσο το δυνατόν περισσότερο». Για να επιβραδύνει ή να σταματήσει την αποψίλωση των δασών, η Brownell προσφέρει μερικές νέες τεχνολογίες, όπως το NewsPaperWood, ένα ολλανδικό προϊόν, που είναι κατασκευασμένο από ανακυκλωμένη εφημερίδα και είναι πανέμορφο.

Ξύλο εφημερίδας / Ακατέργαστο χρώμα. From Transmaterial Next by Blaine Brownell, © 2017 Princeton Architectural Press, που ανατυπώθηκε με την άδεια του εκδότη.

Στην ενότητα χρωμάτων και επιστρώσεων, μαθαίνουμε για τις δυνατότητες των επιφανειών επόμενης γενιάς με τεχνολογίες επίστρωσης που επιτρέπουν «συλλογή φωτός, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και δομική παρακολούθηση». Ένα λαμπρό παράδειγμα είναι η φωτοφωταύγεια βαφή που βρέθηκε στο Dutch Smart Highway Project. Μια ομάδα από το Studio Roosegaarde και το Heijmans δημιούργησε ένα δοκιμαστικό κρεβάτι με φωτοφωταύγιες λωρίδες που «απορροφούν το φως της ημέρας και εκπέμπουν φως κατά τη διάρκεια της νύχτας για έως και οκτώ ώρες». Σκεφτείτε την εξοικονόμηση κόστους για τον φωτισμό και τις δημιουργικές ευκαιρίες.

Μονοπάτι Βαν Γκογκ / Πιμ Χέντρικσεν. From Transmaterial Next by Blaine Brownell, © 2017 Princeton Architectural Press, που ανατυπώθηκε με την άδεια του εκδότη.

Μια σχετική ιδέα στην ενότητα φωτισμού: Μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν αξιοποίησε γενετικά τροποποιημένα Ε. coli βακτήρια, φύκια και πρωτίστες για να δημιουργήσουν μια πηγή βιοφωτισμού που θα λειτουργεί με το φως του ήλιου και τα δικά της απόβλητα. Ακόμα στην πρώιμη ανάπτυξη, οι σχεδιαστές λαμπτήρων αντιμετωπίζουν προκλήσεις για να το κάνουν αξιόπιστο, υποστηρίζει ο Brownell.

BioBulb / AnaElise Beckman, Alexandra Cohn και Michael Zaiken. From Transmaterial Next by Blaine Brownell, © 2017 Princeton Architectural Press, που ανατυπώθηκε με την άδεια του εκδότη.

Και υπάρχει επίσης το Starlight Avatar, ένα παράξενο φυτό που εκπέμπει φως. Το γονίδιο του χλωροπλάστη έχει τροποποιηθεί γενετικά με στοιχεία θαλάσσιων βακτηρίων. Η Bioglow, η εταιρεία πίσω από αυτόν τον νέο οργανισμό, θέλει να «δημιουργήσει φύλλωμα που μπορεί να διπλασιαστεί ως πηγές φωτός χαμηλής ενέργειας». Το εργοστάσιο, το οποίο ο Brownell πιστεύει ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί παράλληλα με μονοπάτια για νυχτερινή πλοήγηση, είναι έτοιμο για την αγορά και διαθέσιμο στις ΗΠΑ Αν υπάρχει μελλοντική αγορά για φυτά που λάμπουν στο σκοτάδι είναι άγνωστο.

Τώρα αυτά τα νέα υλικά πρέπει να κλιμακωθούν. Ειδικότερα, ο πλανήτης έχει περάσει πολύ πιο αποτελεσματικό και πιο μακροχρόνιο σκυρόδεμα.

Schreibe einen Kommentar