EM BUSCA DE ARQUITETURAS RESILIENTES 1: LIÇÕES DE BIOLOGIA

MEHAFFY, Michael & SALINGAROS, Nikos A.

A palavra “resiliência” se espalha nos dias de hoje entre os designers de ambiente. Entre

alguns grupos, está ameaçando substituir a popular palavra “sustentabilidade”. Esta é uma reflexão

parcial sobre eventos interessantes como o furacão Sandy e outros de uma crescente lista de

eventos disruptíveis como tsunamis, secas e ondas de calor. Sabemos que não conseguimos projetar

para tais eventos imprevisíveis, mas podemos ter certeza que nossas edificações e cidades têm

capacidade de contornarem tais disrupções e se recuperarem. Em uma escala maior, precisamos ser

capazes de nos adaptarmos aos choques das mudanças climáticas, destruição de recursos e

escassez, e a começarmos a levar em conta os crescentes desafios do bem-estar humano. Nós

precisamos mais de design resiliente, não como um novo jargão transitório, mas como uma

necessidade para nossa sobrevivência a longo prazo.

Aparte dessa idéia legal, o que é resiliência realmente, estruturalmente falando? Quais lições

podemos, como designers, aplicar para alcança-la? Em particular, o que podemos aprender da

evidente resiliência dos sistemas naturais? Um bom tanto, analisemos.

Sistemas resilientes e não-resilientes

Vamos começar reconhecendo que temos tecnologias incrivelmente complexas e

sofisticadas nos dias de hoje, de estações de energia, sistemas prediais até os aviões a jato. Essas

tecnologias são, geralmente falando, maravilhosamente estáveis dentro dos parâmetros de projeto.

Isto é um tipo de estabilidade que C. H. Holling, o pioneiro na teoria da resiliência em ecologia,

chamou de “engenharia resiliente”. Mas elas frequentemente não são resilientes fora dos sistemas

operacionais para os quais foram projetadas. A confusão aparece com as consequências não

intentadas que ocorrem como “externalidades”, que frequentemente causam resultados

desastrosos.

Figura 1 - Na esquerda, uma superconcentração de componentes em larga-escala; na direita, uma rede de nós com distribuição mais resiliente (Desenho de Nikos A. Salingaros)

Um bom exemplo é o grupo de reatores nucleares de Fukushima no Japão. Por anos

funcionou perfeitamente, produzindo com confiabilidade energia para toda sua região, e brilhava

como exemplo de “engenharia resiliente”. Mas não tinha o que Holling chamou de “resiliência

ecológica”, que é a resiliência para as disrupções frequentemente caóticas que sistemas ecológicos

aguentam. Umas destas disrupções caóticas foi o terremoto e a tsunami que atingiram a planta em

2010, causando um catastrófico acidente de fusão. Os reatores de Fukushima foram projetados com

um design americano da década de 60, dependente de um sistema de resfriamento de emergência

elétrico. Quando a eletricidade falhou, incluindo os geradores, o sistema de controle de emergência

ficou inoperante e os núcleos dos reatores nucleares fusionaram. Foi também um erro (em

retrospecto) centralizar a produção de energia colocando seis grandes reatores próximos uns dos

outros. A confusão com as disrupções caóticas é que elas são hereditariamente imprevisíveis. De

fato podemos prever (mesmo que pobremente) a probabilidade de um terremoto e tsunami

relativamente melhor comparando com outros fenômenos naturais. Pense em quão difícil seria

prever a hora e a localidade de uma colisão de asteroide, ou mais difícil ainda, se preparar para as

consequências. Físicos referem-se a este tipo de caos como “longe da condição de equilíbrio”. Este

é um problema que designers estão começando a levar em conta com mais seriedade, a medida com

que lidamos com eventos mais assustadores como o furacão Sandy – na verdade a combinação

caótica de três sistemas climáticos que devastaram a costa caribenha e do leste dos EUA em 2012.

Como se esses perigosos imprevistos não fossem o suficiente, nós humanos estamos

contribuindo para a instabilidade. Uma complicação adicional é que nós mesmos agora somos

responsáveis por muito do caos, na forma da nossa complexa tecnologia sempre em

desenvolvimento e suas imprevisíveis interações e disrupções. As alterações climáticas são uma

consequência de tais disrupções, junto com as infraestruturas complexas e instáveis das localidades

litorâneas. (Na verdade, a infraestrutura tecnológica do Japão tem sido pesadamente danificada em

uma área muito maior pelo efeito “dominó” caótico do desastre de Fukushima). Nossa intrusão

tecnológica na biosfera tem pressionado sistemas naturais a condições que estão longe do equilíbrio

– e como resultado, disrupções catastróficas estão mais próximas do que nunca.

Lições da biologia

Então o que podemos aprender de sistemas biológicos? Que eles são incrivelmente

complexos. Tome, por exemplo, a rica complexidade de uma floresta chuvosa. Ela também gera

interações complicadas entre muitas bilhões de componentes. Ainda assim muitas destas

permanecem estáveis por milhares de anos, apesar das incontáveis disrupções e “choques no

sistema”. Podemos entender e aplicar as lições de suas características estruturais? Parece que sim.

Aqui estão quatro destas lições extraídas de sistemas biológicos distribuídos (não-centralizados) que

poderemos discutir em mais detalhes:

1. Estes sistemas tem uma rede estrutural interconectada.

2. Eles caracterizam-se pela diversidade e redundância (uma noção totalmente distinta

de “eficiência”).

3. Eles apresentam uma grande distribuição de estruturas entre várias escalas, incluindo

escalas granulares.

4. Eles têm a capacidade de se auto adaptarem e “auto organizarem”. Isto geralmente

(nem sempre) é atingido através do uso de informações genéticas.

A Internet é um exemplo familiar de estrutura de rede interconectada. Ela foi inventada pelo

exército dos EUA como uma forma resiliente de prover a comunicação de informações em caso de

ataque. Sistemas biológicos também têm estruturas de rede interconectadas, como podemos ver

por exemplo nos sistemas circulatório e hormonal do corpo, ou os padrões de conexão dos

Figura 2 - Mapa da Internet: uma rede resiliente paradigmática em parte por causa de sua livre-escalabilidade e redundância (Imagem: The Opte Project/Wikimedia)

neurônios. Tecidos danificados até certo ponto podem regenerar-se, e cérebros danificados

frequentemente são capazes de reaprender conhecimentos e habilidades perdidas procurando

conexões neurais alternativas. Os padrões de interconexão, sobreposição e adaptabilidade das

relações de ecossistemas e metabolismos parecem ser a chave de seus funcionamentos. Focando

na redundância, diversidade e plasticidade, exemplos biológicos contradizem extremamente a

noção de “eficiência” usada no pensamento mecanicista. Nossos corpos têm dois rins, dois pulmões,

e dois hemisférios cerebrais, sendo que um pode funcionar ainda que o outro esteja danificado ou

destruído. Um ecossistema tipicamente tem muitas espécies diversas, das quais uma pode ser

perdida sem afetar o sistema inteiro. Por contraste, uma monocultura agrícola é altamente

vulnerável a apenas uma peste ou outra ameaça. Monoculturas são terrivelmente frágeis. Elas são

eficientes apenas se as condições são perfeitas, mas suscetíveis a falhas catastróficas a longo prazo.

(Esta pode ser uma descrição muito boa da nossa atualidade!). Por que a distribuição de estruturas

entre escalas é tão importante? Por causa de uma coisa, é uma forma de diversidade. Por contraste,

uma concentração em apenas algumas escalas (especialmente as de larga escala) é mais vulnerável

a choques. Por outro lado, quanto menor as escalas que compõem e suportam escalas maiores, mais

fácil é a regeneração e adaptação. Quando as pequenas células de um órgão são danificadas, é fácil

para o tecido danificado crescer novamente – o mesmo que reparar os pequenos tijolos de uma

parede danificada.

Figura 3 - Distribuição de elementos interconectados através de várias escalas. (Desenho por Nikos A. Salingaros)

Auto-organização e auto-adaptação também são atributos centrais dos sistemas vivos e da

evolução deles. Na verdade, esta espantosa capacidade de auto-estruturação é um dos processos

biológicos mais importantes. Como ele funciona? Sabemos que ele requer redes, diversidade e

distribuição de estruturas entre escalas. Mas também requer a habilidade de reter e de se construir

a partir de padrões existentes, que gradualmente tornam-se padrões complexos. Frequentemente

isto é feito através do uso da memória genética. Estruturas que codificam padrões anteriores são

reusadas e reincorporadas posteriormente. O exemplo mais familiar disto, claro, o ADN (Ácido

desoxirribonucleico). As transformações evolucionárias dos organismos usando o ADN

gradualmente construíram um mundo que transitou de vírus e bactérias para um de vastamente

mais complexos organismos.

Aplicando as lições para designs humanos resilientes

Como podemos aplicar essas lições estruturais para criar cidades resilientes, e, melhorar

pequenas partes vulneráveis de cidade tornando-as resilientes? Desenvolvendo as idéias da lista

anterior, cidades resilientes têm as seguintes características:

1. Elas têm redes interconectadas de vias e relacionadas. Elas não são separadas em

categorias compartimentadas de uso, tipo ou via, as quais tornam-nas vulneráveis a falhas.

2. Elas têm diversidade e redundância de atividades, tipos, objetivos e populações.

Há muitos tipos diferentes de pessoas fazendo muitas coisas diferentes, qualquer das quais

poderia ser a chave para a sobrevivência do sistema em caso de choque (precisamente que

não podem ser conhecidas antecipadamente).

3. Elas têm uma larga distribuição de escalas da estrutura.

Dos maiores padrões de planejamento regional para a maioria dos detalhes de grão-fino.

Combinando com (1) e (2) acima, estas estruturas são diversas, interconectadas e podem ser

mudadas relativamente e localmente (em resposta a mudanças necessárias). Elas são como

os pequenos tijolos de uma edificação, facilmente reparados quando danificados. (O oposto

seria grandes e caros painéis pré-fabricados que precisam ser substituídos completamente).

4. Seguido do (3), elas (e suas partes) podem adaptar-se e organizarem-se em

resposta a mudanças necessárias em diferentes escalas de espaço e temporais, e em

resposta a outras. Que é, elas podem “auto-organizarem-se”. Este processo pode ser

acelerado através de mudanças evolucionárias, transformações do conhecimento tradicional

e conceitos, sobre o que funciona para ir de encontro as necessidades humanas e aos

ambientes naturais nos quais elas dependem.

Cidades resilientes evoluem de maneira muito específica. Elas são construídas a partir de

padrões e informações retidas, e ao mesmo tempo adaptam-se a mudanças adicionando novidades

em resposta ao ambiente. Elas quase nunca criam algo totalmente novo, e quase sempre criam

apenas novidades muito selecionadas quanto necessárias. Algumas mudanças são testadas via

seleção, apenas as mudanças que evoluem o organismo são selecionados para auxiliar em suas

atividades no ambiente. Isto exclui mudanças drásticas e discontínuas. Cidades resilientes são então

“estruturalmente-preservantes” mesmo se ocorrerem profundas mudanças estruturais. Como estes

elementos contribuem com as cidades resilientes na prática, na era da escassez de recursos e

mudanças climáticas? É fácil ver que a cidade com ruas e passeios interconectados será mais

caminhável e menos dependente de carros do que a cidade com tipos de vias rigidamente de cima

para baixo hierarquizadas, que afunila todo o tráfego em um limitado número de “coletoras” e

“artérias”. Similarmente, a cidade projetada para funcionar com usos mistos será mais diversa e

capaz de melhor adaptar-se às mudanças que a cidade rigidamente separada em monoculturas.

Uma cidade com uma rica e

balanceada diversidade de

escalas, especialmente incluindo

e encorajando a escala de grão-

fino, será mais facilmente

reparável e adaptável a novos usos. Ela pode suportar disrupções melhor por que suas soluções

podem ocorrer em qualquer e todos os diferentes níveis escalares. A cidade usa a disrupção para

definir um “pivô” em uma particular escala, ao redor do qual se estrutura uma complexa estrutura

multi-escalar responsiva. E é mais provável que a cidade seja capaz de se auto-organizar em novas

atividades econômicas e novos recursos, se e quando os antigos recursos começarem a ficar

escassos.

Figura 4 - Um complexo sistema resiliente coordena sua resposta multi-escalar para distúrbios em qualquer única escala. (Desenho por Nikos A. Salingaros)

A evolução de cidades não-resilientes

Então onde estamos hoje? Muitas das nossas cidades foram (e ainda são) moldadas por um

modelo de planejamento urbano que evoluiu de uma era de energia barata de combustíveis fósseis

e um zelo por segregação mecanicista de suas partes. O resultado é que por muitas semelhanças

temos um tipo de cidade rígida não-resiliente; em que, no máximo, tem alguma “engenharia

resiliente” direcionada a um único objetivo, mas certamente não nada “ecologicamente resiliente”.

A resposta é tanto limitada quanto cara. Considere o modelo que adentrou o século 20 de

planejamento urbano definido por estes critérios não-resilientes:

1. Cidade são estruturas de ramificações “racionais” (de cima para baixo, “dendríticas”),

não apenas em vias e passagens, mas também na distribuição das funções.

2. “Eficiência” demanda a eliminação de redundância. Diversidade é conceitualmente

confusa. O Modernismo queria almejava limpeza visual, divisões ordeiras e

agrupamentos unitários, que privilegiassem a larga escala.

3. A idade da máquina dita nossas limitações construtivas e estruturais. De acordo com

a maioria dos teoristas da cidade modernista, a mecanização comanda (Giedion);

ornamentação é crime (Loos); e as mais importantes edificações são expressões

esculturais de arte em larga escala (Le Corbusier, Gropius, et al.).

4. Qualquer uso do “material genético” do passado é uma violação ao espírito da idade

da máquina, e logo pode apenas ser uma expressão de políticas reacionárias; não pode

ser tolerada. Novidade e neofilia devem ser elevadas e privilegiadas acima de todas as

considerações do design. “Evolução” estrutural pode apenas ser permitida de ocorrer

dentro do discurso abstrato da cultura visual, como também nas avaliações e

julgamentos das necessidades humanas por seus(as) próprios(as) (especialidades,

ideologias, estéticas) padrões.

Desta perspectiva da teoria da resiliência, isto pode ser visto como uma fórmula efetiva para

gerar cidades não-resilientes. Não é um acidente que os pioneiros de tais cidades foram, de

fato, evangelistas por uma forma de industrialização dependente de muitos recursos, em um

tempo onde o entendimento de tais materiais era mais primitivo comparado com hoje. Aqui,

por exemplo, é o arquiteto Le Corbusier, um dos mais influentes pensadores do

planejamento moderno, escrevendo em 1935, e dando pistas da expansão moderna: “As

cidades será parte do país; eu devo viver 48 quilômetros do meu escritório em uma direção,

embaixo de um pinheiro; minha secretária irá viver 48 quilômetros longe de mim também,

em outra direção, embaixo de outro pinheiro. Nós dois teremos carros. Nós usaremos pneus,

vestiremos estradas e engrenagens, consumiremos gasolina e óleo. Tudo isso irá necessitar

um grande trabalho... suficiente para todos.”. Tristemente, não há suficiente para todos! Isto

relativamente na breve idade da abundância de combustíveis fósseis – e a não-resiliente

arquitetura urbana que tem expandido ao redor do globo – está rapidamente caminhando

para um fim. Nós devemos nos preparar para o que virá. Da perspectiva da teoria da

resiliência, a soluções não virão de simples ajustes tecnológicos, como alguns cândidos

acreditam. O que será requerido é uma mais profunda análise e reestruturação do sistema

estrutural: admitivelmente não é algo fácil de ser alcançado desde que não gera dinheiro a

curto prazo.

Postscript: uma lição da nossa própria evolução

As pessoas tendem a ser carregadas pelo presente, e pôr ambos o passado e futuro

fora de suas mentes. Mesmo na nossa era de muita informação, o passado é remoto e

abstrato – apenas um conjunto de imagens como qualquer filme. E então nós ignoramos de

onde viemos, o caminho que nos trouxe aqui na nossa maravilhosa cultura tecnológica. Nós

estamos doentemente preparados para ver onde nós devemos na próxima etapa. Para nossa

cultura tecnológica de consumo, amanhã não haverá surpresas. Mas novas pesquisas em

antropologia, antropogenia e genética sugerem que nós humanos, literalmente, criamos a

mudança climática. Graças aos nossos geniais detetives, nós sabemos agora que 195.000

anos atrás, nossas espécies ficaram muito próximas de ser extintas – dificilmente um pouco

mais de 1000 sobreviventes lidaram na costa sul africana para sobreviver, já que uma grande

seca varria o continente. Nossa evidente resposta foi diversificar, e desenvolver muitas novas

fontes de alimentação e tecnologias para obtê-los: anzol, lanças, cestas, urnas e outras

inovações. Uma linguagem mais complexa provavelmente se seguiu, permitindo-nos

coordenar estratégias mais sofisticadas de caça e reuniões. 10.000 anos atrás, ao que parece,

nós nos adaptamos mais uma vez a uma mini-idade-do-gelo, incitando-nos a inovar com

novas tecnologias agrícolas e novas formas de assentamento ao redor delas. Estas inovações

cresceram mais ou menos simultaneamente em muitas partes, então desconexas, do

mundo, sugerindo que o que as causou foi o clima. Nós hoje estamos fascinados com a

terceira grande adaptação na nossa história da mudança climática. Mas desta vez nós, nós

mesmos, causamos isso com nossa própria tecnologia. Se nós vamos nos adaptar

satisfatoriamente, precisaremos entender as oportunidades para inovar novamente, na

forma que projetamos e operamos nossas tecnologias. Nosso estilo de vida confortável (no

rico ocidente, e entre as classes socioeconômicas que podem nos copiar) é

significativamente menos resiliente do que a maioria das pessoas gostaria de admitir, ou

mesmo refletir. Se nós vamos como sucesso de civilização tecnológica de longo termo, nós

teremos que melhorar as lições da teoria da resiliência no coração.

NOTA DOS AUTORES: com esse post nós começamos uma série de 5 partes sobre o conceito

de resiliência, e como designers podem aplicar seus fundamentos.