Architektura budoucnosti – obytná ekologická vzducholoď

"Hydrogenase" Farma řas na recyklaci CO2 pro bio-vodíkovou vzducholoď V rámci techniky a biologie, je Hydrogenase jedním z prvních projektů bio-mimikry, který čerpá inspiraci z krás a tvarů přírody, ale především také  z kvalit svých materiálů a svých výrobních procesů. Nová zelená revoluce je opravdu ve vývoji a umožňuje nám navrhnout vzducholoď po ropném bodu zlomu, 100% energeticky soběstačnou a s nulovými emisemi uhlíku! Tento obydlený vertikální letoun přináší možnost šetrně a eticky se přemisťovat pro uspokojení potřeb lidstva zasaženého přírodními a sanitárními katastrofami, a to vše bez potřeby rozjezdové dráhy! Architektura tohoto projektu je kritická vůči způsobu života naší současné společnosti, kterou je třeba zcela přetvořit! Pojďme vzlétnout díky biopalivům a směřujme k ekologicky nezávadné dopravě budoucnosti!   2015: Biopaliva 3. generace, výzva pro udržitelnost mobility Cena pohonných hmot dosáhla v roce 2010 nového historického rekordu okolo 75 dolarů za barel. Během následujících 10 let  bychom mohli dosáhnout slavného "Hubbertova vrcholu", tedy momentu, od kterého celosvětová produkce paliva díky jeho nedostatku začne klesat . V tomto kontextu se masivní uchýlení se k  obnovitelným energiím a nanotechnologiím, nezpůsobujícím skleníkový efekt, stává absolutní ekonomickou,  technologickou a politickou prioritou. Od univerzity v Queenslandu k té v Karlsruhe, přes Berkeley v Kalifornii, jsou biopaliva "třetí generace" ve svém zárodku a budou znamenat revoluci v našem do budoucna udržitelném hospodaření s půdou či  leteckou dopravou. Hlavní předností ekologických paliv je, že neohrožují produkci potravy ani zalesněné oblasti  a mohou být vyvinuty přirozeně všude ve světě i na suchých územích. Celkově směřují k rekultivaci  průmyslových emisí CO2! Zejména vodík je v dnešní době  velmi slibný zdroj čisté energie, umožňující vyrábět elektřinu a biopaliva bez emise CO2 nebo jiné znečišťující látky. Proto je jeho výroba, která respektuje životní prostředí a je dostatečná, tématem studií, o které se zajímají  největší mezinárodní vědecké skupiny.  Na konci 90. let bylo zjištěno, že  mikrořasy přecházejí od výroby kyslíku  (klasická fotosyntéza) k výrobě vodíku. Tak jako rostoucí strom využívá sluneční záření k výrobě organických materiálů, my se dnes snažíme o produkci pomocí fotosyntézy některých dihydrogenů (tj. plynných vodíků) z živých mikroorganismů, jako jsou mořské řasy z rodu Chlamydomonas reinhardtii, které vlastní  enzym typu hydrogenase.   Podle biologů je produkce získaná na farmě s mikrořasami lepší než ta získávaná v současné době s pomocí zemědělských prostředků k výrobě bionafty nebo bioetanolu. To je odhadováno na 1000 litrů vodíku na 330 g chlorofylu za den, zatímco například řepka produkuje zhruba jen 1000 litrů oleje na hektar. Podle průmyslníků hektar mořských řas by proto vyráběl ekologicky 120krát více biopaliv než hektar řepky, sóji nebo slunečnice. Navíc farma s mořskými řasami je skutečně jakási miniaturní biochemická elektrárna schopná absorbovat CO2 jako hlavní  živinu. Toto je urychleno  pomocí fotosyntézy výrobou vodíku „in vitro“ nebo v bioreaktorech. Tento přirozený proces, živící se  naším odpadem, umožňuje za pomoci slunečního efektu  recyklovat  v mořských řasách nebo v lázních s mořskou vodou, a to až  80 %  uhličitého plynu a NOx (oxidy dusíku mají také velký dopad na skleníkový efekt). Globální ekologický cyklus nám tímto umožňuje přehodnotit zavrhování uhlíku, jako například toho z filtrů našich automobilů, z reaktorů našich letadel nebo i kouře z tepelných elektráren na uhlí nebo plyn.  

2020:  Vstříc vzdušné revoluci  a  nové generaci vzducholodí? : Konstruktéři letadel jsou zapojeni do projektu v souladu s mezinárodní dohodou, která by měla být splněna nejpozději  do roku 2020. Provoz těchto letadel bude méně znečišťující (snížení  oxidů dusíku o 80 % ), šetrnější ve spotřebě paliva (snížení o 20 % ) a nakonec také méně hlučný (snížení o 10 decibelů, tedy dvakrát méně šumu). Ale co se stane, když už nebude žádné palivo? Bude to znamenat konec letecké  dopravy v roce 2030? Podle předpovědí bude od roku 2010 létat každoročně  200 miliard obyvatel Číny na  dovolenou do zahraničí. Po posledních modelech Airbus A380 a  Boeing 777-200LR letadla budoucnosti již nebudou mít takovou spotřebu jako jejich předchůdci a budou konstruována s ohledem na životní prostředí. To je hledisko, které  bylo před patnácti lety v této oblasti naprosto pomíjeno. Letecká doprava musí být navržena ekologicky z obnovitelných zdrojů energie a bez žádných uhlíkových emisí.   Žádné letadlo, helikoptéra, ani letoun,  projekt "Hydrogenase" představuje nové umění  hybridních vzducholodí. Tento projekt je věnován humanitárním misím, záchranným  akcím, instalacím prostor pro vědecké studie a samozřejmě  letecké  dopravě. Za druhé mohou být tyto aktivity rozšířeny na volný čas, ekologický cestovní ruch,  hoteliérství, sdělovací prostředky a sledování měst a teritoriálních vod..   Tento způsob dopravy je rozhodně méně zajímavý než doprava kombinovaná nebo námořní a je pomalejší  než letoun; potřebuje však méně infrastruktury a prostorů, jako jsou rozjezdové dráhy, dálnice, apod. Tímto nezabere mnoho místa a postupně umožní léčit naší krajinu, jejíž charakter je vinou dopravních sítí vedoucích k odlesňování značně poškozen. Proto je jak přeprava těžkých břemen, tak i běžné cestování 10krát levnější a nepoškozuje planetu! Pro odborníky na logistickou dopravu, čelící dlouhodobému nedostatku odpovídající silniční a letištní infrastruktury v mnoha částech světa (pouště a oceány), je tato nová vlna také velkým přínosem z důvodů propojení výrobců a spotřebitelů. Kromě toho střediska zdravotní péče nebo i státní nemocnice, které nemají možnost letecké dopravy, by mohly zasahovat při přírodních katastrofách, kdy je lidský život v nebezpečí. Tato doprava by také umožnila  prozkoumávat a pomáhat znevýhodněným zemím třetího světa, a to dodáváním potravinových surovin do neúrodných odlehlých oblastí!    Hydrogenase je tedy obrovské plavidlo (DGP), které létá v průměru  2000 metrů vysoko. Tento náklad je téměř 400 m  vysoký na 250 000 m3. Unese až 200 tun nákladu rychlostí 175 km / h (tj. dvojnásobek rychlosti lodí a je více než 1,5krát rychlejší než nákladní automobil). Tento letoun je sedmkrát pomalejší než letadlo a má potenciál letecké vzdálenosti mezi 5 a 10 tisíci km. Tak může naučit naše současné cestovatele dlouhým cestám a  půvabu  pomalosti. Historie dopravy, která se vždy zaměřovala na větší rychlost, brzy skončí ve prospěch "lepší cesty" vzducholodí!   2030: Hydrogenase, 100% soběstačná organická vzducholoď budoucnosti Projekt Hydrogenase vnáší pochybnosti do naší "vždy rychlejší" společnosti a přistupuje jinak k mobilitě a službám. Biotickým pohledem je tato obydlená svislá vzducholoď propojena s plovoucí farmou mořských řas, které ji přímo dodávají bio- vodík. Oba tyto vzájemně provázané subjekty jsou putující a organické. První létá na nebi a druhý pluje na mořích a oceánech.  

Loď  rozkvétající ve vzduchu   Téměř neohebná vzducholoď bez přetlaku se táhne vertikálně okolo stromovité  páteře, která se aerodynamicky rozpíná do více než 400 metrů na výšku a 180 metrů na šířku. Má tvar velkého poupěte, prostory dole jsou křížově rozděleny do tvarů  okvětních lístků, které naplní hlavní oblasti činnosti: bydlení, kanceláře, vědecké laboratoře a zábavné podniky. Stonek okolo této struktury funkčních lístků bude sloužit k vertikální cirkulaci;  budou zde  technické prostory a sklady zboží pro nákladní dopravu. Tyto čtyři obytné prostory jsou umístěny mezi čtyři velké bubliny naplněné biovodíkem - energií z obnovitelných zdrojů. Bubliny jsou tvořeny tuhým trupem z lehké slitiny, který je tvarovaný zakroucenými podélnými nosníky, navzájem propojenými širokým sinusovými kroužky . Na konci každého nosníku je  kužel. Ten, který je na dně a je nejvíce naostřený, nese stabilizátory a kormidla hloubky a směru. Toto celé je pokryto dvojitou vrstvou vodotěsného, ohnivzdorného glazovaného plátna. Prostředek je rozdělen na plátky, v nichž jsou malé balónky naplněné héliem. Héliová matrace na okraji umožňuje chránit balóny biovodíku a hélia. Tato hybridní technologie zajišťuje 70% výživu biovodíkem a héliem, zbývajících 30 % je poskytnuto aerodynamikou krouceného trupu vzducholodi v rychlosti podobné jako u letadla.    Tento typ vzducholodi je samozřejmě díky hmotnosti konstrukce těžší než pružný balón stejných rozměrů,  ale může dosáhnout vyšší rychlosti, díky pevnosti jeho trupu z titanu, a unese více tun díky schopnosti vytvářet stále větší vrstvy (10 000 m3 v roce 1900, 70 000 m3 v roce 1924 a 200 000 m3 v roce 1938, 250 000 m3 v roce 2010). Co také odlišuje  takový stroj od klasických letadel z minulosti je, že tento je těžší než vzduch a letí díky statickému vztlaku (to dělá každý balón nebo vzducholoď), díky vrtulím a jemně zkroucené aerodynamice, který umožňuje snížit výkyvy mezní vrstvy. Skutečnost, že je tento stroj těžší než vzduch, umožňuje  rychlejší klesání bez zvláštní potřeby plynu. Navíc výživa tohoto stroje je založena na kompresi a dekompresi bioplynu. Stroj tak může být lehčí nebo těžší podle potřeby a požadované výšky.  Za cílem vybudovat proaktivní vzducholoď s pozitivní energií, jsme také zapojili všechny energie z obnovitelných zdrojů. Zatímco nafukovací bubliny jsou laminované fotovoltaickými buňkami,  čtyři křídla lodě mají vsazené vrtule pro obnovu energie. Těchto 20 větrných vrtulí je  spojeno okolo oběžných kruhů, které jim umožní přejít z vodorovné polohy při vzletu do vertikální polohy, přičemž plavidlu zajišťují navigační rychlost 175 km/h. Obytné prostory postupně začleňují zeleninové zahrady, které čistí odpadní vody, biomasy odstraňující organický odpad a naložené pohonné buňky. Nic se neztratí, vše se recykluje a transformuje!                  Kromě absorbování sluneční energie tento létající hrad čerpá svou inspiraci z biomimikry technologií a je postaven z lehčích a odolnějších kompozitních materiálů (sklolaminátu a uhlíkových vláken) s cílem maximálně snížit váhu celé struktury. Systém je tedy samočistící, z nanostrukturovaného skla inspirovaného lotosovým listem, který nenavlhne. Plavidlo je vyrobeno z "inteligentních vrstev", které se vyvarují například hromadění ledu nebo sněhu, a "samoopravná“ keramika nabízí větší odolnost vůči roztržení a sama zacelí své praskliny. Tento bionický povlak čerpá inspiraci také ze žraločí kůže, která umožňuje bez toxicity zabránit lepení bakterií, zatímco čtyři křídla mají povrchové nerovnosti stejně jako  jemně vroubkované velrybí ploutve ke snížení turbulence. Zelený průmysl  tak prostřednictvím tohoto bionického prototypu splňuje očekávání spotřebitelů a čím dál  náročnějších regulací proti znečištění a řídnutí zdrojů.  

Plovoucí ekologická farma na mořích a oceánech: Plovoucí farma je skutečně ekologická čistící stanice složená ze čtyř uhlíkových studní, v nichž zelené řasy recyklují náš odpad přivážený loděmi na vodíkové palivo . To je přímo určené k biologické výživě vzducholodi. To nahradí jak čerpací stanice, tak i přistávací dráhu pro tradiční letadla a má formu jemně krajkované tkáně obojživelníka!   Vzducholoď se skutečně dobře usazuje jak na hladině, tak i pod ní a  dodržuje  čtyřstranné rozdělení okvětních lístků celého projektu Hydrogenase. V prodloužení čtyř křídel vzduchové věže jsou čtyři velké oblouky, které dávají strukturu celé kruhové plošině a distribuují vertikálně  všechny úrovně centrálního kruhu obývaného vědci. Na povrchu jsou tyto oblouky pokryté solárními a fotovoltaickymi štíty, zatímco pod vodou jsou vybaveny 32 turbínami transformujícími přílivovou energii mořských proudů na elektřinu.     Tato energeticky soběstačná farma připravuje bioreaktory mořských řas vystavené slunci v zenitu pod lentikulárními urychlovači pro lepší fotochemický výkon. Celý systém tvoří čtyři zahrady určené k urychlené fotosyntéze a  přístup k nim je přes přístavy, které spojují toto plovoucí město a okolní pobřeží. Kromě výroby čisté energie je tato plovoucí čistící stanice  zároveň výjimečná pozorovatelna mořské fauny a flóry, které bojují za ochranu ekosystémů a pro revitalizaci lůžek korálů a ohrožených druhů. Představuje skutečnou čističku moří a oceánů, mající jako  hlavní živinu škodliviny a odpad  naší energeticky náročné civilizace.         Hydrogenase je tedy projekt zaměřený na odolnost životního prostředí, který umožní vymyslet čistou mobilitu podle cyklu "z kolébky do kolébky“, respektující naši planetu a zajišťující technologický vývoj lidského dobrodružství! Jedná se o biotechnologický prototyp, který si klade za cíl symbiózu lidských činů a jejich pozitivní dopady na přírodu. Tím, že napodobuje procesy přírodních ekosystémů, se zabývá  znovu objevováním  průmyslových, urbanistických a architektonických procesů, za účelem přinést šetrná řešení a vytvořit průmysl, kde je všechno znovu využito.A to buď  navrácením do  půdy formou netoxických 'biologických živin'  nebo navrácením do průmyslu formou 'technických živin', které lze recyklovat neomezeně dlouho.   Vincent Callebaut, architekt

Přeložila Dita Diene