Nowe technologie

Wszyscy widzą: miasta coraz wyższe, downtown zajmuje coraz więcej powierzchni, peryferyjne osiedla rozrastają się tam, gdzie jeszcze kilka sezonów temu sadzono cebulę i marchew. Oczywiście, zmiany te wytyczane są przez „trendy”, wygodę, budowę infrastruktury, zapobiegliwość i chciwość deweloperów. Czy jednak da się próćz tego dostrzec jakieś prawidłowości, rządzące rozrostem miast?

Wydaje się, że na ich tropie są obecnie badacze z hiszpańskiego University of A Coruna, których zdaniem rozrost wieżowców w centrach miast do złudzenia przypomina “rozrost niektórych wysoce zorganizowanych ekosystemów i organizmów złożonych”. Wykorzystując „genetyczne algorytmy rozrostu” zespół badaczy na czele z Ivanem Pazosem przeanalizował rozrost kilkunastu miast na czele z Minato Ward, jedną z dzielnic w ścisłym centrum Tokio.
Teoria nie sprawdza się bez weryfikacji. Ta – właśnie nadeszła: po opublikowaniu wstępnych założeń zespół przeanalizował rozrost „linii dachowej” Minato w ciągu ostatnich dwóch lat, by przekonać się, że korelacja wyklucza przypadkowość. Nie wiemy jeszcze, czy decyduje klucz genetyczny, czy darwnizm podgryzających się nawzajem deweloperów – ale klucz dla inwestorów pragnących wyprzedzić konkurencję już jest: starczy kupic algorytm…

Architektura antysmogowa, miękka, rozkładana, czy może raczej nadmuchiwana jak harmonika? Być może właściwsze byłoby określenie „instalacja”. Ale tak czy inaczej dokonania znanego projektanta Kengo Kuma dla Dassault Systèmes robią wrażenie.

Struktura o średnicy sześciu metrów, choć w pionie rozciągająca się na kilkanaście, na pierwszy rzut oka nie robi szczególnego wrażenia: ni to stukrotnie powiększony tasiemiec, ni to wydobyta z trzewi wysokościowca instalacja filtrująca, ni to jedno z dokonań, którymi tak szczodrze szafują plastycy. W rzeczywistości jednak wykonana ona została z materiału wyjątkowo dobrze pochłaniającego zanieczyszczenia („mszysta” tkanina ma dobre właściwości adsorbcyjne i wyjątkowo wysokie powinowactwo do najczęściej spotykanych rodzajów zanieczyszczeń), zbudowanego trochę na kształt origami, trochę – miechów: jej całkowita powierzechnia sięga setek metrów kwadratowych.

Jak deklaruje modny architekt Kengo Kuma, nowa instalacja jest w stanie „zabsorbować” zanieczyszczenia, jakie w ciągu rocznej eksploatacji wytwarza 90 tys. samochodów. To jeszcze nie załatwiłoby problemów Warszawy, Nowego Jorku czy tym mniej – Pekinu, ale już setka podobnych rozwiązań w każdym z tych miast…
„Architektura XX wieku była wyjątkowo >twarda< i rygorystyczna – deklaruje Kuma. – Czas sięgnąć po materiały lżejsze, stwarzające efekt niewymuszonej harmonii”.

Co chwila słychać o jakimś wysychaniu źródeł energii: świat co najmniej od lat 60. XX wieku słyszy o wyczerpywaniu się zapasów ropy, z gazem też ponoć nie jest najlepiej, uranu – mniej niż się spodziewano, a „zimnej syntezy” jak nie ma, tak nie ma. Nadal więc generujemy centralnie prąd, którego giga- i terawaty pożerane są przez rosnącą liczbę urządzeń, od klimatyzatorów po drony i samochody z napędem elektrycznym.

Wszystko to mieści się jeszcze jednak w wyobrażeniach i przewidywaniach dotyczących nakładów i zużycia w nadchodzących dekadach: tyle na drony, tyle na oświetlenie ulic. Wszystko? Nie: kilka lat temu pojawił się nowy czynnik energochłonny: praca komputerów „pozyskujących” bitcoiny.

To nie żart: mimo, że wieszczono rychły koniec „kryptowalut”, zdumiewającej inicjatywy idącej w poprzek wszelkich teorii ekonomicznych te, po lekkiej zapaści wiosną br., mają się dobrze: współcześnie funkcjonuje w świecie ponad 1600 rodzajów takich środków płatniczych, których łączna wartość szacowana jest na 369 mld USD. Zarazem jednak logika pozyskiwania, w drodze bardzo skomplikowanych obliczeń, kolejnych kluczy kryptograficznych jest taka, że „kopać” trzeba coraz głębiej, innymi słowy – przeprowadzać coraz bardziej zaawansowane i angażujące moc obliczeniową procesorów kalkukacje.

Rosnące zużycie prądu przez komputery najpierw bywało niemiłą niespodzianką dla indywidualnych poszukiwaczy bitcoinów, do których trafiał rachunek za prąd, potem stało ię przedmiotem żartów prasy, gdy najpierw na Syberii, potem na Alasce ktoś wziął się na sposób i wykorzystał ciepło, generowane przy okazji pracy procesorów, do dogrzania budynku. Grozą, nie ciepłem, wieje jednak, gdy czytamy o estymacjach na poziomie nie gospodarstwa domowego, lecz świata.

Jak wynika z obliczeń poświęconego energetyce kwartalnika „Joule”, prace nad pozyskiwaniem kryptowalut konsumują obecnie na świecie 2,55 gigawatów energii; do końca roku średnia może się podnieść nawet do 7,67 GW, co pozwoliłoby ni mniej ni więcej lecz na zaspokojenie potrzeb – nie energetycznych, lecz finansowych – Austrii. Rokrocznie emitowanych jest z tego tytułu średnio ponad 7 mln ton CO2. A co najgroźniejsze - jeśli ta dynamika nie ulegnie zmianie, do roku 2020 poszukiwanie bitcoinów konsumować będzie wszystkie obecnie dostępne zasoby energetyczne..

Ulegnie zmianie, to nieuchronne. Niemniej, w trosce o niezależność, warto zagwarantować sobie w projekcie domu jednorodzinnego dodatkowe miejsce na kominek.

“Terraforming” to termin, którym posługiwano się dotąd albo w przypadku “earth art” – wielkich projektów artystycznych zakładających rzeźbienie w masach ziemi (tworzenie grobli, wzgórków, fantazyjnych form), albo – podejmowanych “na serio” i z myślą o konkretnym skutku infrastrukturalnym czy rynkowym działaniach inżynieryjnych w rodzaju przekopywania mierzei czy wyrównywania pagórków. Współcześnie jednak terraformerem może być każdy – w niewielkiej piaskownicy.

Firma Tellart stworzyła „Terraform Table”: niewielką przestrzeń ćwiczebną wypełnioną piaskiem, który zmienia kolor (ściślej, zmianają go oświetlającego go lampy) zgodnie z naszą wiedzą o zmianach zabarwienia różnych „pięter” ekosystemów strefy umiarkowanej. Jeziora firmy Tellart są zawsze niebieskie, pagórki – złote i zimnozielone, szczyty – białe.

Taki fenomen możliwy jest dzięki typowemu algorytmowi “samodzielnego uczenia się”, uruchomionemu w komputerze, obsługującym “Terraform Table”: maszyna tak długo “uczyła się”, jaki rozkład wysokości odpowiada jakim kolorom zdjęć panoramicznych I wysokościowych, że w końcu potrafi “nadawać go”, za pomocą oświetlenia, dowolnej zmieniającej się masie, jaką jest przeszuflowywany z miejsca na miejsce piasek. Nie da się tego niestety wykorzystać przy projektowaniu ogródka domu jednorodzinnego. Ale już przy robotach na większą skalę…

Rozwiązania, podsuwane nam przez projektantów samochodów, mogą zostać wykorzystane również w rozwiązaniach dotyczących domów jednorodzinnych. Architekci wnętrz nigdy nie byli bardziej ciekawi możliwości kształcenia giętkiej, ewoluującej przestrzeni.

Historia techniki i materiałoznawstwa pełna jest nowych, nieoczekiwanych zastosowań dla wynalezionych nieoczekiwanie substancji: nad porcelaną, jak pamiętamy, alchemicy biedzili się w nadziei wynalezienia złota, ropę naftową destylowano w nadziei na uzyskanie substancji nadających się do smarowania osi wozów.

Trójwymiarowe, nadmuchiwane struktury, które zmieniają swój kształt w zależności od ciśnienia wdmuchiwanego w nie powietrza, zaprojektowano w legendarnym Massachusetts Institute of Technology (MIT) na zlecenie koncernu samochodowego BMW, który coraz bardziej serio przymierza się do myśli o świecie pojazdów autonomicznych, które będą mogły zmieniać kształt wnętrza w zależnosci od oczekiwań użytkowników: nietrudno też wyobrazić sobie, jak mogą być bezpieczne w sytuacji awarii bądź kraksy, jako błyskawicznie „otulające” pasażera kokony ratunkowe.

I właśnie ten kierunek zastosowań może zostać mistrzowsko wykorzystany w przypadku budynków, wznoszonych na niepewnych tektonicznie terenach: mieszka tam, w „pasie wulkanów”, lekko licząc, co najmniej milliard osób: nie dla wszystkich starczy superbezpiecznych kapsuł, nie wszystkie będzie w stanie objąć system wczesnego ostrzegania. Wyściółka ścian, zrobiona z nadmuchiwanej, trójwymiarowej struktury – w spoczynku płaskiej, w sytuacji wstrząsu „otulającej” mieszkańców elastyczną pianką – może okazać się ocaleniem dla wielu.

W projektowaniu i materiałoznawstwie połączenie sprzeczności udaje się jeszcze rzedziej niż w poezji. Ale są widoki, że może się to udać w przypadku materiału wyjątkowo potrzebnego budowniczym we wszystkich strefach zagrożeń tektonicznych: pojawiły się widoki na elastyczny beton.
Taka obietnicę sformułowali badacze z University of British Columbia: „elastyczny beton”, sporządzany z mieszaniny polimerów i popiołów lotnych, niezależnie już od tego, że wykorzystujący wcześniej istniejące surowce w trybie recyclingu, ż tani i niepalny, w sytuacji zwiększonego nacisku może się nieznacznie uginać nie odkształcając: rzekłbyś, super-gąbka, super-sprężyna.
Nowy beton może być nakładany na dotychczasowe powierzchnie w trybie natryskiwania: można więc zachować dotychczas istniejące realizacje architektoniczne, nadając im jedynie walor dodatkowego zabezpieczenia. EDCC, jak określają zaproponowane rozwiązanie badacze, należy do grupy geopolimerów – materiałów najpierw „teoretycznie przewidzianych” przez naukę, a obecnie dopiero sporządzanych i badanych. Wiadomo bowiem z dawna było, że duże możliwości daje obróbka długich łańcuchów (kopolimerów) tlenków krzemu i glinu i stabilizujących je kationów metali, najczęściej sodu, potasu, litu lub wapnia, oraz związanej wody: dopiero jednak współcześnie uczymy się je wytwarzać.

Kolejne podtopienia, zmiany frontów atmosferycznych i wahania klimatu czynią niesłychanie ważnym istnienie substancji zapewniających pełną wodoodporność materiałom budowlanym. Zespół badaczy z University of Michigan osiągnął w tej dziedzinie wiele, może nawet więcej niż zamierzyli? Anish Tuteja, szef pracowni materiałoznawczej UoM, stworzył materiał, określony przez władze uczelnię mianem „omniphobic” czyli, w luźnym przekładzie, „wszystkooodporny”: ze względu na cenę, służyć będzie z początku ochronie szczególnie cennych mechanizmów, w przyszłości jednak chronić może również budynki – niemal przed wszystkim.

Nowa, cudowna substancja stanowi związek stosowanego już wcześniej w podobnych celach fluoryzowanego poliuretanu oraz fluorodecylowego, oligometycznego związku krzemoorganicznego, którego dokładny skład na razie nie został podany do wiadomości publicznej. Nową mieszaninę najpierw „wydedukowano” w drodze symulacji komputerowej – potem dopiero sięgnięto po nią w praktyce. Now materiał, jak się okazało, odpycha nie tylko wodę (takie rozwiązanie udaje się stosunkowo często, ze względu na duże napięcie powierzchniowe wody), ale i płyny o mniejszym napięciu – oleje czy alkohole.

Materiał, który „odpycha wszystko” można nakładać pędzlem, natryskiwarką, można też zanurzać w nim przedmiody: suchość zabezpieczonych w ten sposób ścian i elementów drewnianych ma być przedmiotem gwarancji.

Bez tuneli aerodynamicznych nie byłoby postępu lotnictwa: zwykle jednak te gigantyczne, betonowe „rurociągi”, w których powietrze rozpędzane jest do kilkuset km/godzinę przez specjalne turbiny, lokowane są w centrach badawczych, z dala od śródmieść, zarówno ze względu na szpetotę i potencjalny hałas, co koszty gruntu. Wraz z nadejściem cywilizacji dronów jednak wszystko się, jak wiadomo, zmienia…

Wychodząc z tego założenia firma architektoniczna Foster + Partners, która kończy właśnie prace nad projektem dwóch wieżowców dla korporacji mechatronicznej DJI, czynnej w Shenzen, czyli chińskiej „Dolinie Krzemowej”, zaprojektowała między dwoma wieżami budynku – przejrzysty „korytarz”, w którym odbywać się będą próby znacznie mniejszych rozmiarami dronów.

Wielu architektów już dziś zapowiada, że drony będą czynnikiem zmieniającym oblicze budynków w sposób niespotykany od kilkudziesięciu lat: Mark Dytham twierdzi, że „wszyscy będziemy oglądali budynki z powietrza a nie, jak dotąd, >od dołu< lub>od frontu<”. Na razie jednak pozostaje mieć nadzieję, że testowane drony dużych prędkości zdążą wyhamować przed końcem korytarza…

Nie ma, poza najbardziej może jednostronnymi korwinistami, nikogo, kto nie przejmowałby się stanem środowiska naturalnego, a zwłaszcza zwałami śmieci, które pokrywają świat. To już nie zwały: to lawiny, a w przypadku oceanów – archipelagi.

Wiadomość o odkryciu – i to „ponad wszelką wątpliwość” – enzymu zdolnego do rozkładania polietylenu (PET) przez badaczy z University of Portsmouth, wspieranych przez zespół fachowców z Departamentu Energetyki, powinna zatem uskrzydlić wszystkich. Podczas badań nad bakteriami, które są zdolne w nader ograniczonym zakresie rozkładać niektóre postaci plastiku, badacze zdołali stworzyć nowy, znacznie silniejszy enzym, trafnie określony mianem „PETazy”.

Możliwości i szanse są ogromne. Futurolodzy i ekolodzy zwracają jednak uwagę na dwa zagrożenia. Jedno – gospodarcze: ogromne środki włożono w przebudowę w ciągu ostatnich lat infrastruktur, systemu pakowania i obrotu żywnością i innymi dobrami codziennego użytku, wreszcie, last but not least, w świadomość konsumentów, by możliwie szeroko wyeliminować użycie plastiku. Co jednak, jeśli wróci on z nowym rozmachem, jeśli nikt już nie będzie poczuwał się do potrzeby rezygnowania zeń, czy bodaj ograniczania zastosowań, skoro „i tak się go da zrecyklować”?

Po drugie zaś – jak zawsze pozostaje obawa uczniów czarnoksiężnika: czymże są zżerające drewno terminy wobec nieznanej siły, która któregoś dnia sprawiłaby, że świat wokół nas rozsypałby się – począwszy od mocowań i kołków, na których trzymają się nasze domy jednorodzinne, aż po izolację kabli?

Wiele pojawia się rokrocznie pomysłów w „Dniu Ziemi”, ale instalacja Michaela Pinsky’ego, przygotowana na dziedzińcu londyńskiej Somerset House, należy do najciekawszych: każdy może zobaczyć.. nieee, może raczej posmakować, czym grozi zanieczyszczenie powietrza. I westchnąć, tak, na pewno westchnąć.

W pięciu kopułkach, będących pomniejszonymi wersjami modnych przed laty „geoid” Fullera, artysta i enwiromentalista umieścił powietrze z pięciu kolejnych lokalizacji. W pierwszej znalazło się krystalicznie czyste powietrze znad fiordów w norweskiej Tautr: kryształ z domieszką mchu i jesionu. A potem – potem jest już tylko duszniej, gdy trafiamy pod kopułę zawierającą wyziewy z Londynu, São Paulo, Pekinu i New Delhi. Oczywiście, są to próbki zawierające ograniczoną i zbadaną przez lekarzy ilość pyłów i substancji smolistych, do przetrwania przez kwadrans: większość mieszkańców tych miast ryzykuje oddychanie podobną atmosferą przez całe, znacząco skrócone za sprawą wdychanych pyłów i zanieczyszczeń, życie.

Czy przestrogi pomogą? Sygnałów o zanieczyszczeniach jest wiele, coraz więcej przepisów, transportu publicznego i filtrów. Pinsky, od lat zajmujący się zanieczyszczeniami, dopowiada banalną, szokująco trafną radę: uczmy dzieci oddychać nosem!