Termity mogą pomóc nam mieszkać przyjemniej i bardziej przyjaźnie dla środowiska

Na świecie występuje około dwa tysiące gatunków termitów. Kopce zbudowane przez niektóre rodzaje, na przykład Amitermes, Macrotermes, Nasutitermes i Odontotermes, osiągają wysokość do ośmiu metrów i należą do największych biologicznych struktur na świecie. Zdaniem naukowców, badania nad kopcami mogą pomóc w tworzeniu "żywych i oddychających" budynków, które zużywają mniej energii.

Doktor David Andréen z uniwersytetu w Lund w Szwecji oraz doktor Rupert Soar z Nottingham Trent University w Wielkiej Brytanii badali kopce termitów Macrotermes michaelseni z Namibii, aby się przekonać, w jaki sposób bez pozostawiającej ślad węglowy klimatyzacji w ich kopcach udaje się utrzymać optymalne warunki. W centrum kopców, w których zamieszkuje nawet milionom osobników, położone są "ogrody" z symbiotycznymi grzybami, hodowanymi przez termity na pokarm. Badacze skupili się na "kompleksie wyjściowym": gęstej sieci tuneli o szerokości od 3 do 5 milimetrów, która łączy szersze kanały wewnętrzne z zewnętrznymi. W porze deszczowej (od listopada do kwietnia), kiedy kopiec jest rozbudowywany, kompleks rozciąga się na jego północnej powierzchni, bezpośrednio wystawionej na działanie południowego słońca. Poza tym sezonem termity blokują tunele wyjściowe. Uważa się, że kompleks umożliwia odparowanie nadmiaru wilgoci, przy jednoczesnym zachowaniu odpowiedniej wentylacji. Wnioski badacze opublikowali na łamach czasopisma "Frontiers in Materials". Andréen i Soar zbadali, w jaki sposób układ kompleksu umożliwia przepływy oscylacyjne lub pulsacyjne. Oparli swoje eksperymenty na zeskanowanej i wydrukowanej w 3D kopii fragmentu kompleksu, zebranego w naturze w lutym 2005 roku. - Pokazujemy, że "kompleks wyjściowy", skomplikowana sieć połączonych ze sobą tuneli znalezionych w kopcach termitów, może być w nowatorski sposób wykorzystany do usprawniania przepływu powietrza, ciepła i wilgoci w ludzkiej architekturze - powiedział doktor Andréen. Badacze symulowali wiatr za pomocą głośnika, który napędzał oscylacje mieszanki dwutlenku węgla i powietrza, jednocześnie śledząc przenoszenie masy za pomocą czujnika. Jak się okazało, przepływ powietrza był największy przy częstotliwościach oscylacji między 30 a 40 Herców, umiarkowany przy częstotliwościach między 10 Hz a 20 Hz, zaś najmniejszy przy częstotliwościach między 50 Hz a 120 Hz. Naukowcy doszli do wniosku, że tunele w kompleksie wchodzą w interakcję z wiatrem w sposób, który zwiększa przepływ masy powietrza, zapewniając wentylację. Oscylacje wiatru o określonych częstotliwościach generują turbulencje wewnątrz kopca, których efektem jest przenoszenie gazów oddechowych i nadmiaru wilgoci z dala od centrum kopca. - Wentylując budynek, chcesz zachować delikatną równowagę między temperaturą a wilgotnością powstającą wewnątrz, bez utrudniania ruchu zużytego powietrza na zewnątrz i świeżego do wewnątrz. Większość systemów klimatyzacyjnych ma z tym problem. Tutaj mamy zorganizowany kompleks, który umożliwia wymianę gazów oddechowych, po prostu napędzanych różnicami w stężeniu między jedną a drugą stroną. W ten sposób optymalne warunki wewnątrz zostają zachowane - wyjaśnił Soar. Naukowcy przeprowadzili symulację kompleksu wyjścia za pomocą serii modeli o wzrastającej złożoności. Użyli silnika elektrycznego do napędzania oscylacji wodnego roztworu barwnika przez tunele i sfilmowali przepływ. Co zaskakujące, silnik musiał przesunąć roztwór tam i z powrotem tylko o kilka milimetrów (co odpowiada słabym oscylacjom wiatru), aby przypływy i odpływy przeniknęły przez cały kompleks. Niezbędne turbulencje pojawiały się tylko przy odpowiednim układzie tuneli.

Autorzy publikacji doszli do wniosku, że kompleks wylotowy może umożliwić napędzaną wiatrem wentylację kopców termitów przy słabym wietrze. - Wyobrażamy sobie, że ściany budynków przyszłości, wykonane przy użyciu nowych technologii, takich jak drukarki 3D, będą zawierały sieci podobne do kompleksu wyjściowego - powiedział Andréen. - Drukowanie 3D w skali konstrukcyjnej będzie możliwe tylko wtedy, gdy będziemy mogli projektować konstrukcje tak złożone, jak w naturze. Kompleks wyjściowy jest przykładem skomplikowanej konstrukcji, która może rozwiązać wiele problemów jednocześnie: utrzymanie komfortu w naszych domach, przy jednoczesnej regulacji przepływ gazów oddechowych i wilgoci przez przegrody zewnętrzne budynku - podsumował Soar.