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Diante de temperaturas recordes, ondas de calor sufocantese custos crescentes de CA, engenheiros e arquitetos estão encontrando maneiras criativas de manter as temperaturas habitáveis ​​em ambientes fechados, usando menos energia. Sua musa: plantas, animais e insetos.

Temos muito a aprender com o mundo natural. Afinal, os humanos estão longe de ser a única espécie que demonstrou resiliência diante do calor extremo. Criaturas que variam do papagaio noturno da Austrália, um morador do deserto que evoluiu para ser noturno, até a Dorcas Gazelle, que conserva a água sem fazer xixi, sobreviveram em ambientes intensamente quentes por milhões de anos. Por que não tirar uma página de seu livro?

Talvez o exemplo mais famoso da arquitetura inspirada na natureza venha de Mick Pearce, um arquiteto zimbabuense cujos projetos modelam montículos de cupins. Os cupins podem não ser as criaturas mais majestosas, mas constroem arranha-céus impressionantemente altos – torres de terra que podem atingir 30 pés. (Se os humanos construíssem uma torre com o mesmo número de vezes a nossa altura, ela atingiria cerca de 3.600 pés; o atual prédio mais alto do mundo, o Burj Khalifa, tem cerca de 3.000 pés de altura.)

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Na mesma época em que Pearce foi contratado para projetar o Eastgate Center, um prédio comercial e de escritórios em Harare, Zimbábue, ele viu alguns cupins em um campo de golfe, pontilhados de pequenos buracos. "Eu pensei que deve ser o formato e a forma ideais para usar as forças naturais do clima, e é aqui que economizaremos muita energia", lembrou ele em uma ligação recente.

Pearce disse que o trabalho dos insetos serviu como um "modelo metafórico". Na época, os cientistas ainda estavam aprendendo sobre a arquitetura dos cupins, mas ele suspeitava que as chaminés no topo do monte circulam ar quente através do topo, enquanto o ar frio permanece no ambiente. no fundo do monte, onde a rainha fica. (Estudos subsequentes confirmaram seu palpite.)

Pearce levou essa idéia para sua equipe de engenheiros e eles incorporaram o design do monte de cupins ao novo prédio. O resultado final são duas torres conectadas por um átrio. Na parte inferior de cada torre, há um pequeno arsenal de ventiladores que empurram o ar frio e ao nível do solo para cima através de uma série de dutos. Isso também move o ar quente de cada andar para cima pelas chaminés do edifício. Pearce usou projetos similares inspirados em chaminés de cupins em um prédio de escritórios em Melbourne e em um refeitório em Shenzhen, China.

Em outra homenagem à engenharia inteligente da natureza, Pearce incluiu detalhes irregulares de pedra na fachada do edifício, destinados a imitar os espinhos de um cacto. As superfícies pontiagudas têm uma área de superfície maior do que um típico vidro plano, tijolo ou pedra, por isso absorvem menos calor. Eles sangram o calor com mais facilidade também, mantendo o Eastgate mais frio do que um edifício comum.

A prática de emular formas ou processos biológicos no design e na engenharia humana é chamada biomimética, e apenas começamos a explorar o potencial.

Outro praticante de biomimética é Pravin Bhiwapurkar, professor de arquitetura da Universidade de Cincinnati. Bhiwapurkar e a bióloga Daphne Fecharyr-Lippens inspiraram-se em duas criaturas resistentes ao calor e à umidade: o sapo-caniço africano e o besouro Hércules, espécies capazes de modular suas camadas de pele em resposta a mudanças de temperatura ou umidade.

O sapo de junco é geralmente cinza ou bege, mas em climas quentes, a cor da pele muda para branco para refletir o máximo de luz possível longe do corpo. Da mesma forma, as camadas externas do besouro de Hércules se adaptam ao seu ambiente; em clima úmido, uma camada de poros sob a pele absorve a umidade do ar circundante.

"O que eles estão realmente fazendo com essas estratégias é não permitir que o calor entre no corpo, não deixar a temperatura subir ou gerenciar os níveis de umidade", diz Bhiwapurkar. "Pensamos que talvez precisássemos observar o comportamento dos prédios".

A instalação de monitores e experimentos em um edifício real é dispendiosa e perturbadora; portanto, a dupla optou por um modelo. Usando um prédio de escritórios de três andares em Chicago como exemplo, Bhiwapurkar e Fecheyr-Lippens simularam quanta energia o prédio poderia economizar se fosse equipado com um exterior refletivo de calor, como o sapo africano, e uma camada de hidrogel no prédio que absorve a umidade, como o besouro Hércules.

“Conseguimos economizar muita energia; um sistema de ar condicionado não precisa trabalhar tanto ", diz Bhiwapurkar. De acordo com o modelo, o prédio de escritórios de Chicago poderia reduzir em 66% o uso de energia do ar condicionado com essas modificações.

O próximo desafio é colocar essas tecnologias no mercado. "A maioria desses materiais existe apenas em laboratórios e é feita sob medida – ainda não é comercializada", diz Bhiwapurkar. E mesmo depois que os materiais se tornam mais amplamente disponíveis, há outro obstáculo em incentivar engenheiros e arquitetos a adotá-los.

Mas existem muitas outras maneiras de incorporar a beleza e os processos da natureza no design, e os princípios biomiméticos já aparecem em edifícios em todo o mundo. o Spring Mountains Visitor Gateway na floresta nacional de Humboldt-Toiyabe, em Nevada, existem tubos radiantes de aquecimento e resfriamento, projetados para imitar as orelhas grandes de seu vizinho do deserto, o Jackrabbit de cauda negra. Outros arquitetos destacaram a beleza da natureza – desde lótus pétalas, para imponentes troncos de árvoresgracioso asas de pássaros, conchas de moluscos, a Esponja do mar da cesta de flores de Vênuse até o Sequência de Fibonacci – em seus projetos.

Toda essa magia vem com seu próprio conjunto de desafios, é claro. Mesmo após a implantação de projetos inovadores de auto-resfriamento nos edifícios, a economia de energia ainda exige vigilância contínua dos gerentes e inquilinos. “Os agentes de mudança são os que realmente viver no prédio ”, diz Pearce.

Seu prédio em Melbourne foi projetado para economizar 85% da energia usada em um escritório típico, mas na verdade economiza mais de 65%, diz ele, porque não é gerenciado da maneira mais eficiente.

E em um mundo de mudanças climáticas, as abelhas operárias também podem precisar se adaptar um pouco, diz Justin Stenkamp, ​​engenheiro da consultoria PAE. Depois que o PAE ajudou a projetar o Bullitt Center, um edifício sustentável de última geração em Seattle (também construído usando princípios biomiméticos), a empresa mudou seu próprio escritório para o edifício. Stenkamp lembra como seus primeiros dias na nova base foram mais quentes do que ele estava acostumado, e ficou surpreso ao ouvir um colega falando sobre o quão confortável ele estava no clima quente.

“Quando ele se afastou, notei que ele estava descalço, então tirei meus sapatos e meias e imediatamente me senti melhor”, diz ele.

O escritório do PAE agora mantém uma política que permite que os funcionários usem shorts se a temperatura ultrapassar os 80 graus. "Existem maneiras de interagir com o seu ambiente para torná-lo mais confortável", diz Stenkamp.

Bhiwapurkar concorda. "O que eu aprecio nesses organismos é sua adaptabilidade natural", diz ele. "Isso é algo que podemos aprender."



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