Serbatoi e biomimetica : trovare soluzioni ispirate alla natura per l’uso in ingegneria e in architetturaMolte soluzioni ingegneristiche alle sfide del passato e dell'attuale architettura e design industriale si sono basate su energia abbondante ed economica per la loro efficacia. Quando l'energia è economica e abbondante, l'utilizzo di una maggiore quantità di potenza è una posizione di default seducente nella progettazione di sistemi e processi industriali. Un problema che l'Università della California di Davis (UC Davis) ha sottolineato sperimentando con un serbatoio di acqua potabile: coinvolgendo un serbatoio di superficie all'aperto di un milione di litri, come esempio istruttivo, l'acqua uscì dal terreno freddo e si sarebbe poi scaldata man mano che si avvicinava alla superficie, con la temperatura che alla fine sarebbe diventata abbastanza calda da promuovere e sostenere la crescita delle alghe, le quali avrebbero dovuto decomporsi, creando una domanda biologica di ossigeno (BOD) nel processo di decadimento. Ciò ha provocato la proliferazione di alghe che non erano sempre benigne, ma anche essere tossiche. Un trattamento convenzionale per un tale problema era di aggiungere sostanze chimiche all'acqua per uccidere le alghe, una soluzione che richiedeva ripetute applicazioni dei prodotti chimici, simile al trattamento delle alghe nelle piscine. Queste sostanze chimiche di solito si basano sul cloro, che rovina anche il sapore dell'acqua e causerebbe una reazione avversa da parte della comunità universitaria. Un'altra soluzione ingegneristica convenzionale consisteva nel riadattare il serbatoio con un sistema meccanico, che richiedeva il drenaggio del serbatoio, l'installazione di tubi perforati lungo il fondo del serbatoio e il collegamento di questi a compressori che pompavano l'aria attraverso i tubi. Le bolle poi salgono attraverso l'acqua nel serbatoio, mescolandolo e, auspicabilmente, producendo una temperatura inconducibile alla crescita delle alghe. Lo svantaggio di questa strategia di progettazione era che richiedeva un drenaggio di un milione di litri di acqua potabile e il ritiro del serbatoio durante l'installazione e il collaudo. Questi aspetti, oltre ai costi di trasporto, alla manutenzione meccanica e all'energia elettrica che i compressori avrebbero richiesto continuamente avrebbero portato a un'impronta di carbonio sempre più grande. Tuttavia, c'era un'altra opzione. Jay Harman, fondatore e CEO di Pax Scientific è stato contattato per esplorare un'altra strategia di progettazione / ingegneria per affrontare la necessità di mescolare il milione di litri di acqua potabile. La sua azienda ha inventato una tecnologia chiamata "Lily Impeller", una strategia di progettazione biometrica. Harman ha dimostrato la tecnologia riempiendo un trasparente serbatoio con acqua fino ad una profondità di quattro piedi. Sospesi nell'acqua vi erano sfere di luce verde fluorescente di circa un quarto di pollice di diametro neutro. La "Lily Impeller" fu inserita appena sotto la superficie e il Dr. Harman accese il piccolo motore elettrico e, dopo un momento, emerse dal fondo della girante un vortice perfetto che si estendeva sul fondo del serbatoio. Tutte le sfere verdi a incandescenza del giorno potrebbero quindi essere viste circolare dall'alto al basso nell'acqua del serbatoio. Il design della girante di Harman è stato ispirato dalla forma di un Calla Lily. Organismi, piante e animali naturali crescono in modelli proporzionali che sono in modo ottimale efficiente, e imitando questi modelli e proporzioni produce forme che si comportano in modo altrettanto efficiente. Il team di progetto della Pax ha collegato la Lily Impeller a un motore elettrico da 24 watt e lo ha fissato a una struttura galleggiante simile a un anello di salvataggio, con la girante immersa nell'acqua per otto pollici. Questa struttura è stata quindi dotata di un collettore solare da 32 watt e l'intero assieme è stato fatto galleggiare sulla superficie del serbatoio dell'acqua potabile. Venti ore più tardi, tutti i milioni di galloni furono omogeneizzati ad una temperatura inferiore a quella che avrebbe sostenuto la crescita delle alghe - un'impresa che fu compiuta senza usare una goccia di combustibile fossile, usando invece una sola girante in movimento con una forma biomimetica. Inoltre, è stato realizzato senza alcuna diminuzione della qualità dell'acqua o interruzione della fornitura di acqua potabile alla comunità del campus di UC Davis. Le efficienze in termini di costi ottenute erano significative ed evidenti. Ora ci sono centinaia di queste "Lily Impellers" che mescolano tutti i tipi di liquidi in tutto il Paese. Come strategia di progettazione, la biomimetica presenta al progettista soluzioni collaudate nel tempo che si trovano in natura caratterizzate da eleganza, efficienza e benefici accessori spesso imprevedibili se applicate a sfide convenzionali di progettazione umana.