Coola jobb: Planetskydd

När du går nerför en stadsgata prasslar en lätt bris löven som täcker byggnadernas väggar. Fåglarna kvittrar, insekter surrar och framme står någon på en ställning och skördar druvor. Högt uppe på taket vågar en äng av inhemska gräs i vinden. Nere på marken skuggar träd cykelvägen och gångvägen som du tar för att komma hem från skolan.

I det här samhället skulle växter, djur och maten vi äter vara lika mycket en del av staden som dess byggnader.

Sådana städer finns ännu inte. Men flera arkitekter — personer som ritar byggnader eller, när det gäller landskapsarkitekter, utomhusutrymmen — har sådana städer i åtanke. Bland dem finns Susan Loh vid Queensland University of Technology i Brisbane, Australien, och Gabrielle Fladd från Design Ecology i San Francisco.

Lövfullt liv täcker en färdig vägg designad av Gabrielle Fladd. Den “levande väggen” är installerad i södra Kalifornien och använder tåliga tropiska växter anpassade till det varma klimatet.Foto med tillstånd från Design Ecology

Förr arbetade byggnadsarkitekter och landskapsarkitekter separat. Men alltmer går de samman. Och landskapsarkitekter fokuserar inte längre bara på marken. Nuförtiden odlar de också växter – rakt upp på sidorna av byggnader. Dessa är “levande väggar”, och växterna de innehåller måste väljas noggrant.

“Det är viktigt att välja växter som kan trivas på den plats muren ska byggas”, förklarar Loh. “Detta kan betyda att de är inhemska i området eller kan växa bra i just det klimatet och läget.”

Levande väggar är också viktiga livsmiljöer för djur. “Vi använder växter som ger mat och skydd för specifika djurarter”, säger Fladd – “särskilt fjärilar, fåglar och inhemska bin.”

Idag är de flesta levande väggar inlagda på befintliga byggnader . Byggpersonal fäster ett rutnätsliknande stödsystem på utsidan av en byggnads väggar. Men först applicerar arbetare ett tätskikt över den befintliga väggen. Detta förhindrar att vatten – som leds i plastslangar tillsammans med näringsämnen ända till växternas rötter – skadar byggnaden. Sedan installeras stödsystemet. Nu är det dags att bjuda in de nya lummiga invånarna.

Att arrangera växterna är Fladds favoritdel. “Jag får kombinera natur och konst, måla bilder i landskapet samtidigt som jag integrerar ekologi och naturliga system.” Ekologi är studiet av hur organismer interagerar med varandra och sin miljö, och de levande väggarna ger nya platser för livet att mingla. Att titta på en levande vägg på avstånd är verkligen som att titta på en tavla. Färgvirvlar förvandlar en vanlig vägg till en sak av skönhet.

Lohs forskning visar att levande väggar gör mycket mer än att försköna landskapet och tillhandahålla livsmiljö för djur. När de planteras i områden som är fria från fordonstrafik kan levande väggar användas för att odla mat. Växterna tar också bort koldioxid och andra föroreningar, och renar luften som människor andas. Om framsidan av New York Public Library var täckt med en levande vägg skulle det omvandla tillräckligt med koldioxid till syre för 256 personer varje år – och det är bara en sida av en byggnad!

Levande väggar förhindrar också att byggnader blir för varma på sommaren, vilket kyler den sida som utsätts för direkt solljus med upp till 10 °C. Det kan avsevärt minska behovet av kostsam luftkonditionering. Och dessa lummiga strukturer kan till och med hjälpa till att kyla luften utanför: När vatten avdunstar från löven tar fukten med sig lite värme. Tester i “urban canyons” – stadsgator med höga byggnader på båda sidor – visar att levande väggar kan kyla området mellan byggnader med 8 °C till 11 °C.

Förklarar Loh, ” Framtidens städer kan vara bra platser att bo i med bra luftkvalitet, behagliga temperaturer, rent vatten, riklig tillgång på färsk mat och mycket natur omkring dig.”

Vattenmässigt

Du är fortfarande några kvarter hemifrån, och med all mat som växer på utomhusväggar börjar magen kurra. Du går in på en marknad för ett mellanmål. Choklad låter bra, men då märker du att den inte har en märkning för bra vattenvård. Det betyder förmodligen att det krävdes mycket vatten för att producera godiset. Kanske kan du hitta ett mer miljövänligt mellanmål. Bingo! Det är ett äpple från en lokal takträdgård, vattnat med lite mer än regn.

Detta hoppas Arjen Hoekstra, en vattenforskare vid University of Twente i Enschede, Nederländerna. dag se. Hoekstra använde sin bakgrund inom teknik och intresse för vatten för att banbryta ett nytt studieområde som undersöker hur vatten som används vid tillverkning av livsmedel och produkter påverkar vattenförsörjningen. Han hoppas att hans forskning kommer att säkerställa en framtid med mycket vatten.

Även om 70 procent av planetens yta är täckt med vatten, är cirka 96 procent saltvatten, vilket de flesta landväxter och djur kan' inte använda. Landbaserat liv är beroende av sötvatten, eller osalt vatten. Endast cirka 4 procent av planetens totala vattenförsörjning är sötvatten. Och mer än hälften av det är inlåst i glaciärer och polarisar. Det lämnar bara cirka 1 procent av planetens totala vattentillgång som färskt, användbart vatten.

I många delar av världen har floder börjat torka. Människor tar bort för mycket vatten från floder och sjöar och lämnar inget annat än en torr flodbädd under en del av året. Det enda sättet som människor kan ha en framtid med mycket vatten är att begränsa dess onödiga användning. Hoekstra utvecklade vad han kallar “vattenfotavtrycket” som en guide för att hjälpa människor att göra just det.

Hur mycket vatten använder du? Det första man tänker på är förmodligen att duscha, borsta tänderna eller spola en toalett. Men dessa aktiviteter representerar en liten del av det mänskliga vattenavtrycket – bara cirka 4 procent av vad de flesta stadsbor konsumerar. Resten av vattenanvändningen är knuten till att producera de varor och tjänster som folk köper, säger Hoekstra.

Produkt

Totalt WF

Grön WF

Blå WF

Grå WF

1 kg kyckling

4325 liter

82 % (3546 l)

7 % (303 l)

11 % (476 l)

1 kg torr pasta

1849 liter

70 % (1294 l)

19 % (351 l)

11 % (204 l)

1 kg rörsocker

1782 liter

66 % (1176 l)

27 % (481 l)

6 % (107 l)

1 kg potatis

287 liter

66 % (149 l)

11 % (32 l)

22 % (63 l)

1 kg tomater

214 liter

50 % (107 l)

30 % (64 l)

20 % (43 l)

1 kg fläsk

5988 liter

82 % (4910 l)

8 % (479 l)

10 % (599 l)

250 ml glas mjölk

255 liter

85 % (217 l)

8 % (20 l)

7 % (18 l)

100 g chokladkaka

1700 liter

98 % (1666 l)

1 % (17 l)

1 % (17 l)

150 g äpple

125 liter

68 % (85 l)

16 % (20 l)

15 % (19 l)

Bomull för en

250 g T-shirt

2495 liter

54 % (1347 l)

33 % (823 l)

13 % (325 l)

En vardagsvaras vattenfotavtryck (WF) – mängden vatten som används för att producera varan – kan vara förvånansvärt hög. Vattenavtrycket för 1 kg fläsk är lika med en 10 timmar lång dusch med ett fullflödesduschhuvud. Kredit: http://www.waterfootprint.org

Till exempel visade en nyligen genomförd studie av hans grupp att det kan ta 170 till 310 liter vatten för att producera en enda halvliter av en cola eller någon annan läsk. Vattnet i läskburken står för mycket mindre än 1 procent av det totala vattnet som används.

Hur är det möjligt?

Tillverkare kan använda någon av tre typer av vatten. Hoekstra har tilldelat en färgbeteckning till var och en. Han kallar nederbörd som faller som regn för “grönt vatten”. “Blå vatten” är det som pumpas ut ur sjöar, floder och grundvattenakviferer (eller underjordiska sjöar). Och Hoekstra hänvisar till vatten som förorenats av processen att tillverka produkter som “grått”. Det totala vattenavtrycket inkluderar alla tre typerna av vatten: grönt, blått och grått.

Mätt på det sättet använder en enda hamburgare 2 400 liter (634 gallon) vatten! Det mesta av dess vattenavtryck kommer från odling av grödor som används för att mata boskap. Det betyder att grönt vatten – eller regn – står för mycket av hamburgarens totala mängd. Men när grödor odlas i ett torrt område, eller under en torka, kommer bönder att öka bidraget från blått vatten. Och oavsett hur grödorna vattnades, förorenar avrinning från gödningsmedel och bekämpningsmedel närliggande vattendrag, vilket ökar den grå delen – och det totala vattenavtrycket.

Det är mycket vatten för en hamburgare!

Så hur stort är ditt totala vattenavtryck? Det beror på var du bor. De flesta amerikaner använder mer än 2,8 miljoner liter (740 000 gallons) vatten varje år. Det är mer än en simbassäng i olympisk storlek kan hålla.

För att öka medvetenheten om vår vattenanvändning (och missbruk) började Hoekstra mäta vattenfotavtrycken för alla typer av produkter, från bomull till kaffe till nötkött. Han tror att om vi kan se hur mycket vatten som går in i en produkt kan vi fatta bättre beslut om vilka saker vi ska köpa.

Hoekstra hoppas att en vattenförvaltningsmärkning en dag ska göra det lättare att välj föremål med mindre vattenavtryck. Och i takt med att företag börjar minska sina fotavtryck kommer antalet tillgängliga vattenmässiga produkter att öka.

Under tiden kan du minska ditt eget vattenavtryck. Som Hoekstra noterar, “Det bästa man kan göra är att äta mindre kött.”

Klippa av snöret

Fortfarande mumsar på ditt äpple, når du hem och tar din framtida e-läsare från en solig fönsterbräda. Dess hölje – allt utom skärmen – kan glittra svagt i det starka ljuset. Du slår dig ner för att läsa din favoritroman – eller kanske din lärobok – glad över att se att batteriet är fulladdat.

De där små, gnistrande prickarna är inget vanligt glitter. De är miniatyrsolceller. Var och en omvandlar en liten mängd solljus till elektricitet som färdas längs ett nätverk av ledningar och så småningom når – och laddar – enhetens batteri. Den här enheten behöver inga sladdar, inga kraftverk — bara ljus.

Denna sladdlösa framtid kan snart bli verklighet tack vare Greg Nielson på Sandia National Laboratories i Albuquerque. Som mikrosystemingenjör använder han mikroskopiska delar för att skapa nya produkter eller system.

Nielson fokuserar på att använda sina färdigheter för att utnyttja solenergi. “Mängden energi vi kan få från solljus överstiger vida alla andra tillgängliga energikällor”, förklarar han, “och det inkluderar kol, naturgas, olja, kärnkraft och vind.”

Paneler gjorda av solceller som omvandlar solljus till el är inget nytt. Men traditionella solpaneler är skrymmande och kräver stora mängder extremt rent kisel, ett kostsamt material som används i många elektronik. Storleken på dessa solpaneler och solceller kan begränsa antalet platser de kan användas. Och som kiselgrisar brukar de vara väldigt dyra.

Det fick Nielson att undra: Tänk om han kunde göra solceller mindre? Kan de fortfarande generera tillräckligt med el för att vara användbara?

Under det förflutna sex år har hans team arbetat för att svara på dessa frågor. Resultatet är “solglitter.” Dessa små celler är både tunnare och mindre i diameter än traditionella celler som omvandlar solljus till elektricitet. Faktum är att solglitter är så mycket mindre att Nielson uppskattar att de små cellerna använder ungefär en tusendel av mängden kisel i en traditionell, större cell för att generera samma mängd energi.

Pretty Fantastisk. Men om de är så små, hur absorberar de tillräckligt med solljus? Hemligheten ligger i små linser som sitter precis ovanför miniatyrsolcellerna och fokuserar solens strålar på glittret. Om du någonsin har använt ett förstoringsglas för att fokusera ljus till en punkt, kan du föreställa dig hur detta fungerar. (Lyckligtvis tar inte solglitter eld!)

Nielson föreställer sig en värld där solglitter driver allt från mobiltelefoner och bärbara datorer till lampor. Små bitar av solglitter kan byggas in i vissa typer av glas, vilket gör att fönster kan samla in solenergi utan att skymma din sikt. Ska du campa? Ett tält täckt av solglitter kan driva lampor för att läsa eller hålla borta boogeyman efter sena spökhistorier. För att det glittrade tältet ska fungera måste forskare hitta ett batteri eller något annat sätt att effektivt lagra den solgenererade elen tills natten faller. Men Nielson är övertygad om att problemet kommer att lösas när utbredd solenergi blir verklighet.

En sak som särskilt upphetsar den här ingenjören är möjligheten att få lågkostnadselektricitet till människor runt om i världen. Miljontals människor bor i hem utan el. Solglitter kan tillåta dessa människor att ha ljus på natten utan att förlita sig på farliga oljelampor inomhus eller vedeldade bränder. Glittersolceller kan till och med driva datorer, vilket kan ge en modern utbildning till barn som för närvarande lär sig i utomhusskolor som saknar elektricitet. Sjukhus och kyla för livräddande vacciner skulle en dag kunna drivas av de små cellerna.

“Att kunna tillhandahålla lågkostnadsenergi som [doesn’t hurt the] miljön, runt om i världen, som är bara oerhört spännande för mig, säger Nielson. “Det kommer att bli som nästa energirevolution.”

Efter att ha avslutat ett kapitel om din glittrande e-läsare beger du dig ut på taket för att plocka några tomater till middag. Där, i grenarna på ett krukträd, sjunger en liten fågel. Du känner igen det, men bara från bilder. Det är första gången du har sett en i staden.

I denna hållbara framtidsvärld kan människor och natur verkligen samexistera.