Bio-inspired innovation: richting een circulaire campus door te leren van de natuur

Door te bestuderen hoe de natuur problemen oplost, kunnen we een samenleving creëren die daadwerkelijk zorgdraagt voor de aarde. Jaco Appelman, onderzoeker aan de Universiteit Utrecht, is daarvan overtuigd. Op de universiteit wordt deze aanpak, samengevat in de term ’bio-inspired innovation‘, in de praktijk toegepast. De directie Vastgoed & Campus van de universiteit werkt onder andere samen met Appelman en promovendus Katharina Hecht om het concept een plek te geven binnen de toekomstige ontwikkeling van het Utrecht Science Park.

Inspiratie uit de natuur wordt al langer gebruikt om processen efficiënter te maken. Denk maar aan biomimicry, de wetenschap die kijkt naar de natuur voor het oplossen van technologische uitdagingen.

Biomimicry is een onderdeel van bio-inspired innovation. Maar bio-inspired innovation heeft volgens Appelman een bredere doelstelling. Appelman: “We kunnen via bio-inspired innovation tot oplossingen komen voor menselijke problemen die werken binnen de ecologische grenzen.”

De natuur voeden

Door anders naar uitdagingen te kijken, wordt het mogelijk een stap richting een circulaire samenleving te zetten. Appelman: “Nu wordt er vaak gekeken naar hoe iets minder slecht voor de natuur gemaakt kan worden. Maar we moeten een stap verder gaan en bekijken hoe iets de natuur kan voeden, in plaats van beschadigen.”

We kunnen via bio-inspired innovation tot oplossingen komen voor menselijke problemen die werken binnen de ecologische grenzen.

Volgens Appelman is het niet nodig dat we het wiel steeds zelf opnieuw proberen uit te vinden. Appelman: “De natuur heeft miljarden jaren ervaring met het oplossen van uitdagende problemen. Het zou zonde zijn daar geen gebruik van te maken.”

Ecosysteemdiensten

Katharina Hecht is promovendus bij het Departement Biologie van en de afdeling Advies, Vastgoed & Campus en wordt onder andere begeleid door Appelman. Haar onderzoek richt zich op ecosysteemdiensten, diensten die de natuur levert aan mensen en alle andere organismen binnen een ecosysteem. Zo leggen ecosystemen CO₂ vast, zorgen ze voor voedsel en zuiveren ze water. Hecht onderzoekt hoe ecosysteemdiensten geïntegreerd kunnen worden in stedelijk gebied.

Hecht: “In stedelijke gebieden hebben we met veel urgente uitdagingen te maken, zoals klimaatverandering en vervuiling. Mijn vraag is hoe we kunnen leren van ecosystemen om met deze uitdagingen om te gaan. Welke processen spelen een rol binnen ecosystemen en hoe kunnen we die nabootsen en integreren in gebouwen en steden? Op dit moment gebruiken gebouwen en steden vooral grondstoffen en energie. Wij willen dat deze plekken ook ecosysteemdiensten gaan leveren, zodat ze juist grondstoffen, informatie en energie opleveren.”

In de bouwsector is er op dit moment al aandacht voor bepaalde ecosysteemdiensten, zoals het opwekken van energie, het opvangen van water en het stimuleren van biodiversiteit. Maar volgens Hecht kan het nog een stap verder gaan. Hecht: “Ecosystemen zitten heel complex in elkaar. Je kunt je dus eigenlijk niet zomaar op één dienst richten zonder na te denken over de andere factoren.”

Workshops

Hecht wil de bouwsector verbinden met de wetenschap. Volgens de promovendus valt er daarmee veel te winnen, omdat er al veel potentiële oplossingen beschikbaar zijn voor uitdagingen in de bouw. Hecht: “Deze oplossingen zitten verstopt in wetenschappelijke artikelen. Niemand in de bouwsector gaat deze artikelen lezen, eruit halen wat ze nodig hebben en de oplossing dan in de praktijk brengen.”

Hoe kunnen we leren van ecosystemen om met urgente uitdagingen als klimaatverandering en vervuiling om te gaan?

Hecht werkt daarom aan een database die bouwprofessionals kunnen gebruiken om ontwerpstrategieën te vinden die ze helpt om bepaalde ecosysteemdiensten in gebouwen te integreren. Ook ontwikkelt en geeft Hecht workshops aan bouwprofessionals, waarin ze uitleg geeft over ecosysteemdiensten en hoe deze geïntegreerd kunnen worden in bouwplannen.

Op de campus

De principes van bio-inspired innovation worden op de universiteit inmiddels in de praktijk toegepast. Alex Ziegler is hoofd van de afdeling Advies, Vastgoed & Campus, de afdeling die zich inzet om de kwaliteit van de vastgoedontwikkeling van de universiteit vast te stellen en te borgen, zowel op technisch als functioneel vlak. Zo draagt de afdeling bij aan de ontwikkeling van nieuwbouw-, herontwikkelings- en renovatieprojecten, ontmantelingsprojecten en energie-gerelateerde werken van de Universiteit Utrecht, zowel op de campus in de binnenstad als op het Utrecht Science Park.

Ziegler en haar collega’s spraken met Appelman en Hecht over hun onderzoek en hun ideeën. Op die manier droegen de onderzoekers bij aan de nieuwe, tweede versie van het Ambitiedocument Toekomstbestendige Gebouwen.

We zijn een universiteit en dan moet je vooral gebruik maken van de kennis die we in huis hebben en de ontwikkelingen die daar gaande zijn.

Ziegler: “De afgelopen jaren zijn we bezig geweest met een stevige implementatie van duurzaamheid in onze vastgoedprojecten. Vier jaar geleden hebben we het eerste ambitiedocument opgesteld over de toekomstbestendigheid van onze gebouwen. Dit gaat dan vooral over circulaire gebouwen, gezonde gebouwen, functionele en energieopwekkende gebouwen. Sindsdien zijn we volop bezig met de implementatie hiervan.”

Ziegler legt uit wat de onderzoekers toevoegden: “De feedback van de onderzoekers heeft ons erg geholpen bij het aanscherpen en actualiseren van onze ambities wat betreft klimaatadaptief en natuurinclusief bouwen. Klimaatadaptief bouwen is zelfs een heel nieuw thema in het plan. Dan gaat het bijvoorbeeld over gebouwen die bestand zijn tegen extreme weersomstandigheden, zoals hitte.”

Samenwerking

Voor Ziegler is het logisch dat ze onderzoekers betrekt bij projecten. Ziegler: “We zijn een universiteit en dan moet je vooral gebruik maken van de kennis die we in huis hebben en de ontwikkelingen die daar gaande zijn.” Hecht geeft wel aan dat de samenwerking met bouwprofessionals niet altijd even eenvoudig was. Hecht: “Ik kreeg het idee dat de professionals een best negatieve mening hadden over wetenschappers. In hun ogen zijn wetenschappers moeilijk om mee te praten en mee te werken. En daar zit misschien ook wel een kern van waarheid in.”

Uiteindelijk weten de bouwprofessionals en de wetenschappers elkaar toch te vinden. Hecht: “In deze workshops geef ik de professionals niet alleen informatie over de ecologische achtergrond, maar zij geven mij ook feedback over de praktische uitvoerbaarheid. Het is heel leuk dat deze interactie plaatsvindt. En ik merk dat een vlammetje zich begint te verspreiden. Dat is erg leuk om te zien, want het is meer dan ik eigenlijk had durven hopen.”