Termit, Yalıçapkını ve Diğerleri… BİYOMİMİKRİ

Tasarım, mühendislik, mimari, inşaat, yönetim stratejileri, Ar&Ge, inovasyon vb. birçok alanda her geçen gün giderek popüleritesi artan bir bilimsel yaklaşım olan biyomimikri sayesinde birçok problemimize sürdürülebilir yanıtlar bulabilir miyiz? Bunun için, yalıçapkını, baykuş, termit ve mercan resiflerine bakmak yeterli gibi…  

Yazı: Zeynep YURTKURAN

İnsanoğlu doğanın bir parçası ama aynı zamanda doğaya hükmetme, kendi kurduğu tökezleyen sistemini devam ettirme çabasında. Biyomimikri; yani doğayı taklit etme sanatı, işte tam bu noktada imdada yetişiyor. İyi inceleyebildiğinizde, doğadaki canlıların 3,8 milyar yıllık bilgelikle, dünyamızın fiziksel ve kimyasal kurallarına yönelik geliştirdikleri yaşamsal stratejilerine mükemmel çözümler geliştirdiklerini görebilirsiniz. Eğer şu an en ciddi problemler olarak karşımıza çıkan; aşırı seragazı salımlarına neden olan yaşam tarzımız, atık çöplüğüne döndürdüğümüz okyanuslar, bulaşıcı hastalıklar ve obezite gibi aslında insanın kendisinin yarattığı sorunlara çözümler üretmek istiyorsak, ilk yapmamız gereken pencereden dışarı bakmak. Doğayı gözlemlemek ve canlıların var olduklarından beri süregelen yaşamsal öğretilerini iyi gözlemlemek bize birçok sorunun cevabını sunuyor. Tasarım, mühendislik, mimari, inşaat, yönetim stratejileri, Ar&Ge, inovasyon vb. birçok alanda popülaritesi her geçen gün giderek artan bilimsel bir yaklaşım olarak karşımıza çıkan biyomimikri sayesinde birçok problemimize sürdürülebilir yanıtlar bulabileceğimiz her geçen gün artan başarılı örneklerle destekleniyor.
Yunanca’da “bios” (hayat, yaşam) ve “mimesis” (taklit) anlamına gelen kelimelerin birleştirilmesiyle anlam kazanan Biyomimikri (Türkçe’ye Biyomimetik olarak da çevirenler var) kavramı ilk olarak Amerikalı mühendis Otto Schmitt tarafından literatüre kazandırıldı. 1950 yılı öncesinde mühendisliğin birçok alanında farklı seviyelerde kullanılan biyomimikri yaklaşımının en güzel tarihi örneklerinden birisi de hiç kuşkusuz ilk uçak tasarımları. Leonardo da Vinci’nin kuşların anatomisini ve uçuşlarını inceleyerek insanları uçurma isteği sonucu yaptığı teknik çizimler ve araştırmalar, onun ardından gelen Wright Kardeşler’e de ilham kaynağı oldu. Güvercinlerin uçuşlarıyla ilgili detaylı araştırmalarıyla Leonardo’nun çizimlerini geliştiren Wrigth kardeşler ilk uçağı 1903’te tamamlayarak, uçurdular.
Biyomimikri kelimesi ve kavramı, 1997 yılında Janine M. Benyus tarafından yazılan “Biomimicry: Innovation Inspired by Nature” (Biyomimikri: Doğadan Esinlenen İnovasyon) kitabıyla daha da yaygınlaştı ve tanınmaya başladı. Benyus’un tanımladığı gibi; doğa, insanoğlunun fiziksel olarak yapamayıp aklını kullanarak yapmaya çalıştığı; uçmak, okyanusların en derinlerinde ya da en yüksek zirvede yaşamak, mucize materyaller oluşturmak, karanlıkta ışık saçmak, güneş enerjisini yaşamsal enerjiye dönüştürmek ve düşünebilen beyni yaratmak gibi oldukça zor işleri en iyi şekilde yapabiliyor. Benyus’un kitabında bu konu ile ilgili çok güzel ve uygulanmış örnekler mevcut. İşte onlardan birkaç tanesi…

Termitlerin Evlerine Bak!
Her sene giderek daha da sıcak geçen yaz aylarında genellikle çözüm olarak gidip klima taktırmayı tercih ediyor olabilirsiniz. Çevreci yanınızdan dolayı enerji verimli ve ekonomik olsun diye mümkünse A sınıfı olanlardan hatta değil mi? Aslında bu yaklaşımlarımız kesin bir çözümün ötesinde günü kurtarma eylemi. Size dünyadan sürdürülebilir güzel örneklerden biri olarak sıcak bir iklime sahip Zimbabwe’de yapılan The Eastgate Centre binasının mimarisinden bahsetmek istiyoruz. Termitlerin 1,6-40°C arasındaki hava sıcaklıklarında sabit ısısını koruyabilen evlerindeki doğal havalandırma sistemine benzer şekilde tasarlanan binanın inşaat malzemeleri, duvar kalınlıkları, baca özelliğinde pencereler ve açık renkli duvar boyaları ile ışığı yansıtma gibi temel fiziksel prensiplere dayanılarak yapıldı. The Eastgate Centre binasının havalandırması dışarıdaki havanın çok sıcak ya da soğuk olmasından bağımsız olarak, zeminden en tepedeki baca sistemine doğru sürekli bir hava akışı olacak şekilde sağlanıyor. Hava sürekli olarak fanlar yardımıyla dışarıdan birinci kata çekiliyor, daha sonra iki bina arasında omurga gibi oturtulan dikey borulara iletilerek her kattaki tavandan bayat havayı alıp temiz havayı içeri göndererek en tepedeki bacaya kadar ilerliyor.
Bu teknoloji sayesinde Eastgate Center binası kendi boyutundaki diğer binalara oranla yüzde 10 enerji tasarrufu sağlıyor ve sahiplerine sadece klima sistemi taktırmadıkları için 3,5 milyon Dolar kazandırıyor. Bu nedenle diğer binalara oranla yüzde 20 daha indirimli kiralık ofisler de bulmak mümkün.

Kuşlar Kadar Hızlı ve Sessiz…
Japon yapımı olan Shinkansen şu an dünyanın en hızlı treni. Shinkansen’in en önemli özelliği tahmin edeceğiniz üzere çok hızlı ve şaşıracağınız üzere oldukça da sessiz olması! Shinkansen tasarlanırken “biyomimikri” prensibinden yola çıkan tasarımcılar ve mühendisler baykuşlardan esinlendiler. Baykuşlar tüm kuşlar içinde en sessiz ve hızlı uçuculardan. Bunu ise tüylerinin özgün yapısı ile sağlıyorlar. Tırtıklı tüy yapıları hava akımında küçük girdaplar oluşturuyor ve bu sayede büyük girdapların neden olduğu ses olayı ortadan kalkıyor. Burada geliştirilen bir başka önemli teknoloji ise “girdap jeneratörü”. Trende oluşturulan girdap enerjisi kablolar ile elektriğe dönüştürülebiliyor.
Japon araştırmacılar ve tasarım ekibi, hızlı trenlerin diğer bir problemi olan tünel çıkışlarında oluşan düşük seviye sonik patlamalar için çözümüyse, güzelliklerinden bakmaya doyamadığımız kuş cinsleri olan yalıçapkınlarını incelediklerinde bulmuşlar. Yalıçapkınlarının gaga yapısı, havadan suya geçişte, düşükten yükseğe doğru oluşan direnç ortamına karşı minimum enerji kaybı ile dalmasını sağlıyor. Shinkansen treni için en ideal tasarım bu şekilde yapıldı.

Biyomimikri ile Enerji Yaprakları
Güneş enerjisinin kullanımında geliştirilen fotovoltaik sistemler de, yaprağın güneşi kullanarak enerji üretiminin taklidi sayılabilir. Günümüzde yapılan araştırmalardaki amaç uygun fiyatlı ve taşınabilir elektrik üreten sistemler geliştirmek. Doğaya baktığımızda yapraklar katalizör moleküller sayesinde bir dizi kimyasal reaksiyon oluşturarak suyu hidrojen ve oksijene parçalayarak enerji elde ediyor. Yapay yapraklar olarak da tanımlanabilecek bu paneller de klorofil yerine karbon kullanılarak, aynen yapraktaki gibi birçok su-jel bazlı hücreden oluşan bütünleşik bir sistem oluşturuluyor. Yapay yapraklarımızla gerçek yapraklardakine benzer olarak tasarlanan sistemin çalışma prensibinde hidrojen ve oksijen birbiri ardına dizilmiş ince silikon tabakalarını katalizliyor. Bu reaksiyonla oluşan gazlar bir yakıt hücresine gönderiliyor ve böylece kablosuz elektrik sağlanıyor. Rakamlarla ifade edecek olursak modern bir şehirli evinin ihtiyacı olan günlük 30KW elektriği bu sistemle üretebiliyorsunuz. Bu sistemler sayesinde belki de yakın bir gelecekte cep telefonu ve taşınabilir bilgisayarlarımızı şarj etme derdinden kurtulacak, hesap makinelerimiz gibi güneş enerjisiyle çalıştırabileceğiz.