Waterkringloop

Bomen heb ik altijd fascinerend gevonden. Als kleine jongen in het bos lekker in bomen klauteren, met vuile knieën en groene handen die naar mos roken. Later, tijdens een boswandeling genieten van de kleuren compositie, de vormen en de grootsheid. En nu zijn zowel de esthetiek van bomen als het materiaal hout een bron van inspiratie, een goed voorbeeld van biomimicry. De natuur kent dan wel geen esthetiek, een boom is toch wel een van de mooiste dingen op aarde, als je zo naar deze eik kijkt.

Biomimicry 001

Biomimicry neemt de natuur als voorbeeld. Zowel de esthetiek van bomen als het materiaal hout zijn een bron van inspiratie.

Bouwer en constructeur

Vermoedelijk zullen de meeste van jullie weten dat hout van een boom komt. Het mooie is dat de evolutie van de boom een uitstekende bouwer en constructeur heeft gemaakt. Daarnaast is hij ook erg bedreven in installatiewerk, recycling, energieopwekking, waterkringlopen en circulair denken. Laten we vandaag eens kijken wat we op het gebied van architectuur, bouwen en biomimicry van de boom kunnen leren, voordat we hem in stukjes zagen.

Van groot naar klein, dus we beginnen met de boom als systeem. De boom en zijn directe omgeving vormen een perfect ecosysteempje. Blaadjes groeien, vallen en zijn weer compost voor het bodemleven, waar de boom weer voeding uit haalt voor het volgende jaar. Een boom heeft geen afval, maar hergebruikt, reinigt en geeft leven. Een boom is een van de schakels in de koolstofkringloop op aarde. Koolstof, het belangrijkste element voor leven, alle levende organismen ademen koolstofdioxide uit, een boom maakt er weer zuurstof van.

Biomimicry 002
CO2 kringloop en een overzicht van de CO2 impact van verschillende bouwmaterialen

CO2 opslag

De boom slaat tijdens zijn leven CO2 op in zijn hout. Bovengrondse CO2 opslag dus, heren en dames politici. In de tabel hieronder zien we dat een kuub vurenhout maar liefst 0,6 ton CO2 opslaat in tegenstelling tot de andere materialen, die alleen maar CO2 verbruiken voor dezelfde kubieke meter.

Biomimicry 003
De wortels van sterk hout houden de boom overeind

Sterk waar nodig

Een boom heeft ook de geweldige eigenschap alleen op die plekken waar de meeste krachten spelen hout aan te maken. Stel eens voor als ons dat zou lukken. Het is zo logisch als wat, kijk maar naar de woudreuzen. De breed uitstekende wortels zijn van het hardste hout gemaakt. Het hout tussen de wortels is relatief zacht.

Het feit dat een boom hout aanmaakt op de plekken waar de krachten het sterkst zijn kan zelfs een kwestie van leven of dood zijn. Toen het leven nog vol avontuur was, heb ik aandachtig het SAS (Special Air Service) survival boek gelezen van John Wiseman. Daarin stond dat als je de weg kwijt bent in een bosrijke omgeving je aan de jaarringen van een boom kan zien waar het noorden of zuiden is. Aan de zuidkant maakt de boom immers dikkere jaarringen doordat daar de zon staat (inderdaad op het noordelijk halfrond, voor de echte diehard survivers…). Als je dat weet kan je je oriënteren en de weg naar de bewoonde wereld terugvinden. Ik hoop voor John dat in het voorkomende geval, er geen sterke noordenwind staat. In dat geval zal de boom juist aan de noordzijde hout aanmaken en dikkere jaarringen hebben om niet naar het zuiden om te vallen…

Biomimicry 004
Het ‘woud’ van kolommen in het interieur van Gaudi’s Sacrada Familia in Barcalona

De krachtenwerking in een boom is ook vaak bestudeerd om van te leren. Gaudi heeft zijn leven gewijd aan het maken van architectuur en constructies naar een evenbeeld in de natuur. Dat is niet eenvoudig, misschien zijn ze daarom nog steeds met de Sagrada Familia bezig…

Biomimicry 005
Het Zonneboom ontwerp door bureau wUrck

Organische groei

Tegenwoordig kunnen we er natuurlijk wat dieper induiken. Ogenschijnlijk lijkt een boom volstrekt willekeurig te groeien en vertakkingen te maken. De invloeden die maken dat een boom op een bepaalde wijze groeit of juist daar vertakt, zijn zo multifactorieel dat het ons nog niet lukt voor god te spelen en dat na te doen. Genen, soort, grond, voedsel, vocht, wind, dieren om er maar een paar te noemen.

Een bijzondere zoektocht daarnaar is het ontwerp voor een zonneboom van het bureau wUrck. De vraag was hoe je het ogenschijnlijk willekeurige kan rationaliseren zonder dat het een saai repeterend beeld wordt. De architecten hebben een constructief ontwerp opgezet dat een natuurlijke groei van een boom simuleert maar tegelijkertijd een constructieve logica oplevert. Het materiaal zit daar waar je het vanuit constructieve overwegingen het meest nodig hebt.

Biomimicry 007
Sequoia’s, de reuzen van het woud

Waterhuishouding

Een boom heeft ook een ingenieus watersysteem, dat uiteraard onderdeel is van zijn natuurlijke omgeving, tot in de atmosfeer toe. Door deze waterhuishouding kan je op een terras beter onder een boom gaan zitten dan onder een zonnescherm of parasol. Onder de bladeren is het zeker een paar graden koeler. De bladeren verdampen immers permanent water, waardoor de omringende lucht afkoelt.

Ook zouden we de eens van de Sequoias wat installatie advies kunnen inwinnen. Immers kunnen zij zonder een verdieping te reserveren voor pompen, puur door verdamping in het bladerdek duizenden liters water meer dan honderd meter omhoog vervoeren. Geen gek idee.

Biomimicry 006
Bladgroenkorrels onder de microscoop en de kort cyclische houtkringloop

Brilliant bladgroen

Wat betreft recyclen doen bomen ook niet zomaar wat. Bladeren zijn groen omdat ze bladgroenkorrels bevatten. Dit bladgroen zorgt ervoor dat de bomen van de lente tot en met de herfst door zonlicht koolstofdioxide en water omzetten naar voedingsstoffen en zuurstof. Suikerfabriekjes dus. Als het kouder wordt en de boom zou doorgaan met verdampen, dan droogt de boom uit. Dus die bladeren moeten er af in de winter. Echter zonde om die suikerfabriekjes en andere voedingsstoffen allemaal aan het bodemleven te geven, dus die trekken ze eerst zoveel mogelijk terug in de stam. Doordat de bladgroenkorrels terug getrokken worden, verschijnen de andere kleurstoffen, van oranje, rood, geel, purper tot bruin.

Als we het dan toch over de bladgroenkorrels hebben, dat zijn ook nog de meest efficiëntste zonnepanelen. De fotosynthese produceert niet alleen 100% groene energie, maar halen ook nog CO2 uit de lucht. Ontwerpers van zonnepanelen maken dankbaar gebruik van de biomimicry om zonnecellen te produceren die even efficiënt functioneren als bladeren. Bladeren hebben vasculaire kanalen om voedingsstoffen aan te leveren door de nerven in de bladeren om ze te herstellen indien ze zijn aangetast door UV licht. Voor regeneratieve zonnecellen gebruiken onderzoekers tevens natuurlijke materialen die goedkoper en beter voor het milieu zijn dan de standaard zonnecellen, die gebaseerd zijn op silicium. De zonnecellen bestaan uit een gel kern op waterbasis, goedkope organische kleurstofmoleculen en elektroden.

Biomimicry 008
Methusaleh

Stel nu eens voor dat ons dit ook zou lukken. Dan kunnen we prachtig bouwen, volledig circulair, zonder fossiele grondstoffen, zeer efficiënt materiaalgebruik, voorzien van energie en water, zelfs op grote hoogte, koel in de zomer en ook nog recyclebaar. Tsjonge, ik kan me voorstellen dat als je dat onder de knie hebt je ook wel 4850 jaar kan worden, zoals deze ‘bristlecone pine’ Methuselah in de White Mountains van Californië.

Houtblad

Dit artikel werd eerder gepubliceerd door het Houtblad

Meer informatie