Filleri örnek aldılar: klima derdi bitiyor mu?

Yaz geldi mi hepimizin tek derdi aynı: o boğucu sıcaklar ve klimayı açtığımızda cebimizi cayır cayır yakan elektrik faturaları. Hani böyle bir düğmeye bassak da evimiz mis gibi serinlese, faturayı da dert etmesek diye iç geçiririz ya hep. İşte tam da bu hayalin gerçeğe dönüşme ihtimali, en beklenmedik yerden gelen bir ilhamla kapıya dayandı: Afrika filleri.

Meseleye biraz daha geniş açıdan bakalım. Binalar, dünya genelinde tüketilen birincil enerjinin yaklaşık yüzde 40'ını yutuyor; bu devasa dilimin de neredeyse yarısı iklimlendirmeye, yani klimalara ve ısıtma sistemlerine gidiyor. Rakamlar bu kadar büyükken çözümün de o ölçekte yaratıcı olması gerekiyor. Neyse ki bilim insanları bu soruna öyle beklenmedik bir kapıdan girmiş ki, duyunca "Fillerin aklına kurban olayım!" demekten kendinizi alamayacaksınız.

Filden fikire: doğa bir harika dostum

Weitzman Tasarım Okulu'ndan Dorit Aviv, Penn Mühendislik Fakültesi'nden Shu Yang ve Syracuse Üniversitesi'nden Kun-Hao Yu liderliğindeki ekip, çözümü laboratuvarda değil, Afrika savanasında aradı. Bu devasa hayvanlar, kıtanın kavurucu sıcağında nasıl serin kalıyor sanıyorsunuz? Derilerindeki derin çatlaklar sayesinde! Fillerin geniş, kırışık ve çatlaklı derileri suyu normalden çok daha uzun süre yüzeyde tutarak buharlaşmayı artırıyor ve böylece kimseye sormadan, prize takılmadan çalışan doğal bir soğutma sistemi oluşturuyor. Milyonlarca yıllık evrimsel mühendislik, varın siz hesaplayın kaç kilowatt-saat tasarruf ediyor.

Ekip bu ilhamı alıp modern mimariye taşıdı. Geliştirdikleri çimento bazlı karo, sıradan Portland çimentosu ile fosilleşmiş alglerden oluşan gözenekli diyatomlu toprak — kısaca DE — karışımından yapılmış. Doğanın iki ayrı zekâsı birleşince ortaya binalar için gerçek anlamda bir "cilt yenileme operasyonu" çıkmış. Karoların üzerinde mühendislik ürünü bir kanal ağı var; bu ağın tek görevi suyu yüzeyde akıp gitmesine izin vermek yerine içeride dolaştırmak.

Peki bu karolar tam olarak nasıl çalışıyor?

İki ana mekanizma var ve ikisi de birbirini tamamlıyor.

Birincisi mikroskobik depolama: karoların içindeki minicik gözenekler, üzerine düşen su damlacıklarını milisaniyeler içinde emiyor. Binlerce minik sünger gibi çalışan bu yapı sayesinde su yüzeyde kalmıyor, hemen içe işliyor ve buharlaşmak için doğru anı bekliyor.

İkincisi kılcal dağıtım: asıl sihir burada başlıyor. Karo yüzeyindeki çatlak ağı, yerçekimine meydan okuyarak suyu tüm yüzeye eşit biçimde yayıyor. Altıgen geometri sayesinde su zikzaklar çizerek, adeta küçük bir labirentte dolanarak ilerliyor. Bu rota ne kadar uzarsa buharlaşma da o kadar uzun süre devam ediyor. Sonuç mu? Yirmi saate kadar kesintisiz soğutma. Evet, neredeyse bir günü klima düğmesine basmadan atlatabiliyorsunuz.

Sıcaklık farkı şaka değil

Performans testleri de bu iddiayı sağlam biçimde destekliyor. Aynı test koşullarında ticari çatlaklı sıvalar 107,6°F'ye, standart çatlak dışı sıvalar ise 125,6°F'ye ulaşmış. Yeni karo sistemi ise yüzey sıcaklığını geleneksel kaplamalara kıyasla 10 ila 20°F, yani yaklaşık 5,5 ile 11°C daha fazla düşürebiliyor. Kulağa küçük gelmesin; bir binanın dış yüzeyi bu kadar serin kalırsa içerisi de buna göre şekilleniyor.

Ekibin Penn Mühendislik Fakültesi'nden ismi Shu Yang'ın sözleri durumu güzel özetliyor: "Binalar birincil enerjinin yaklaşık yüzde 40'ını tüketiyor ve bunun neredeyse yarısı iklimlendirmeye gidiyor. Bu tür pasif, biyolojik olarak esinlenilmiş sistemler dış ortama ilave ısı atmadan binaları kendi kendine soğutuyor." Cep açısından kazanım net, ama gezegen açısından da önemli: geleneksel klimalar ısıyı içeriden dışarı atarken kenti daha da ısıtıyor; bu sistem öyle bir yük oluşturmuyor.

Üstüne üstlük ekip, teknolojinin akıllı bir versiyonunu da geliştirmeyi hedefliyor. Anlık hava durumu verilerine bağlanan sistemler sayesinde karolar yalnızca ihtiyaç duyulan anlarda ve tam gereken miktarda su kullanacak; yani gereksiz su israfı da söz konusu olmayacak. Hem sürdürülebilir hem de akıllı.

Fillerden öğreneceğimiz daha çok şey var demek ki. Acaba sıradaki icada hangi hayvan ilham verecek?