Per costruire abitazioni autosufficienti in armonia con la natura, è necessario risolvere anche il problema degli scarichi domestici. I principali scarichi provenienti dalle case sono quelli della lavatrice, della cucina, del lavandino, del bagno e dei WC. Per prima cosa, gli scarichi dovrebbero essere trattati con un sistema di drenaggio naturale che fa infiltrare l’acqua nel terreno vicino all'abitazione. In termini semplici, si tratta di riempire un buco con ghiaia o sabbia, permettendo agli scarichi di penetrare nel terreno.
Per il drenaggio si utilizzeranno tubi di terracotta. Questi tubi sono realizzati cuocendo l'argilla a temperature superiori ai 1000°C. Sono resistenti, durevoli, resistenti alla corrosione e alle sostanze chimiche, e sono realizzati con materiali che possono essere restituiti alla natura.
È necessario utilizzare detergenti, saponi e dentifrici che non siano inquinanti. I saponi e gli shampoo a base di oli essenziali, che non contengono materie prime derivanti dal petrolio o sostanze chimiche, si degradano completamente dopo il loro utilizzo. Anche l'alcol etilico può essere utilizzato, in quanto ha proprietà disinfettanti e può prevenire la proliferazione dei batteri sulla pelle. L'alcol etilico è una risorsa naturale derivata da piante come la canna da zucchero, quindi può essere restituito direttamente al suolo e coltivato in modo pianificato. Per piatti e vestiti, si può utilizzare acqua bollente a oltre 70°C. L'acqua bollente ha proprietà antibatteriche ed è efficace nel rimuovere il grasso, eliminando sia le macchie che gli odori. Successivamente, si possono usare detergenti naturali.
Per quanto riguarda il dentifricio, poiché la maggior parte degli ingredienti nei dentifrici commerciali sono sostanze chimiche e non si degradano completamente, questi non devono essere utilizzati. Si prenderà in considerazione l'uso di xilitolo e fluoro nei dentifrici. Inoltre, è necessario spazzolare i denti con lo spazzolino e il filo interdentale. Con lo spazzolino da solo, si puliscono solo circa il 50% dei denti, mentre il filo interdentale viene utilizzato per rimuovere i residui di cibo e lo sporco tra i denti. Se almeno dopo ogni pasto non si eseguono questi due passaggi, molte persone avranno la carie.
In questo modo, si evita di utilizzare sostanze chimiche e si fa infiltrare gli scarichi nel terreno, evitando così l'inquinamento del suolo.
○Toilette a biogas
Per il trattamento dei rifiuti umani, si utilizzerà una toilette a biogas con sciacquone. Questo sistema genera biogas, che può essere utilizzato per produrre gas, elettricità o idrogeno. Nelle abitazioni sarà installata una cisterna per raccogliere l'acqua piovana, utilizzata per il WC, il bagno, l'acqua calda e la lavanderia. Considerando anche il futuro esaurimento delle risorse idriche, questo ridurrà l'uso dell'acqua proveniente da fiumi e laghi.
Si utilizzerà carta igienica naturale biodegradabile, come quella a base di bambù o altre piante. Un punto importante è che, se il biogas dovesse fuoriuscire dalla vasca di depurazione, si deve evitare che il gas si accumuli all'interno della casa, prendendo in considerazione la posizione e le strutture del sistema. Sono stati segnalati incidenti in cui scintille dai circuiti elettrici hanno innescato esplosioni.
In caso di disastri come i terremoti, un problema che potrebbe sorgere è la disponibilità del WC. Il WC a sciacquone può funzionare senza elettricità, ma in caso di interruzione dell'acqua, non sarà possibile far scorrere l'acqua. Se si prevede che sia possibile trasferire manualmente i rifiuti nel serbatoio, il problema della carenza di WC durante le emergenze può essere risolto.
Se non è possibile utilizzare una toilette a biogas, si può considerare l'uso di una toilette biologica. Questa toilette ha una vasca che contiene polvere di bambù o segatura, che viene utilizzata per mescolare e decomporre i rifiuti, trasformandoli in compost. Le toilettes biologiche non utilizzano acqua e non richiedono svuotamento. La polvere di bambù all'interno deve essere sostituita o rifornita. Le toilettes biologiche separano le feci dall'urina. Questo sistema è adottato perché l'elevato contenuto di umidità ostacola la fermentazione e l'urina, essendo ricca di acqua, può produrre cattivi odori. Inoltre, la vasca viene riscaldata dall'energia solare per favorire il processo di decomposizione.
Inoltre, i pannolini per neonati e per la cura degli anziani vengono realizzati abbattendo alberi delle foreste. Inoltre, per bruciare i pannolini usati e bagnati è necessaria una maggiore potenza termica, il che comporta un maggiore rilascio di anidride carbonica. Pertanto, i pannolini di stoffa sono la prima scelta. L'uso di pannolini sintetici può causare prurito, quindi si utilizzeranno materiali naturali. Poiché tutte le abitazioni sono frequentate da neonati, anziani e persone che necessitano di assistenza, ogni casa sarà dotata di una piccola lavatrice per i pannolini di stoffa e di un'area di lavaggio. Gli scarichi saranno gestiti con un sistema di drenaggio naturale che favorisce l'infiltrazione.
Per quanto riguarda la gestione dei rifiuti, in una società autosufficiente come il Villaggio Prout, non ci sono supermercati o negozi di convenienza, quindi non ci sono rifiuti di contenitori e imballaggi non biodegradabili come sacchetti di plastica, bottiglie di plastica, lattine e bottiglie di vetro. Rimangono solo i rifiuti organici e i contenitori biodegradabili. Questi rifiuti vengono prima trattati nella toilette a biogas e trasformati in energia. Se questo sistema non è disponibile, si utilizza un compostaggio, il cui principio è simile a quello della toilette a biogas: i rifiuti vengono mescolati con polvere di bambù o segatura e decomposti dai microrganismi.
In questo modo, lo smaltimento delle acque reflue, dei rifiuti organici e degli avanzi alimentari avviene principalmente all'interno della casa. Gli scarichi vengono trattati autonomamente e restituiti al terreno, mantenendo così mari e fiumi in uno stato di acqua pulita e potabile, e gli organismi acquatici possono tornare al loro stato naturale e prospero.
○Stampante 3D
Le stampanti 3D utilizzano filamenti PLA fatti da amido, come quello di canna da zucchero, mais e patate, che si decompongono naturalmente nell'ambiente. Nei villaggi del Villaggio Prout, i residenti usano la stampante 3D per produrre gratuitamente beni di consumo utilizzando risorse locali.
Con una stampante 3D, è possibile creare direttamente in forma tridimensionale l'immagine 3D progettata su uno schermo del computer. I dati progettati dai designer vengono condivisi online, e ogni residente può scegliere il design che preferisce o creare il proprio. Le regole per la progettazione della stampante 3D e dei prodotti fabbricati saranno le seguenti.
- La prima priorità per i materiali dei beni di consumo è l'uso di materie prime che possano essere raccolte ovunque nel mondo.
- I materiali principali sono risorse vegetali che possono essere raccolte ripetutamente, come filamenti PLA realizzati da amido e materiali naturali come il bambù e il legno, che possono essere restituiti all'ambiente.
- È necessario utilizzare materiali riutilizzabili.
- Non ci deve essere inquinamento ambientale.
- Non si devono utilizzare materiali derivati dagli animali, come la pelle.
- La progettazione deve essere tale che una stampante 3D possa produrre direttamente i prodotti. Questo è importante per facilitare la costruzione di infrastrutture in altre municipalità e per la rapida assistenza nella ricostruzione in caso di disastri.
Seguendo queste regole, nel centro di produzione si ripareranno anche i prodotti e si recupereranno i materiali dai vecchi elettrodomestici per il riutilizzo.
○Forni elettrici, forni di fusione
I metalli sono utilizzati come materiali per le infrastrutture pubbliche, le abitazioni e gli elettrodomestici, ma ciò che è necessario per produrre metalli e vetro dai minerali è un forno di fusione. Questo è generalmente un forno di fusione di piccole e medie dimensioni o un tatara. Il tatara è un forno basso e angolare realizzato con argilla, una tecnica antica tramandata nel tempo. Il materiale per accendere il fuoco è il carbone di legna o il carbone di bambù.
Il numero di prodotti fabbricati nelle municipalità sarà inferiore rispetto a quello di una società basata sulla moneta, ma poiché si utilizza il carbone di legna, verrà comunque emessa anidride carbonica. La possibilità di utilizzo dipende dalla quantità complessiva di emissioni in ogni zona. Pertanto, si prenderà in considerazione anche l'uso di forni elettrici di piccole e medie dimensioni. Se un forno elettrico può funzionare esclusivamente con energia rinnovabile prodotta dalla municipalità, questo sarà la priorità.
In questo modo si producono ferro, rame, alluminio, vetro e altri materiali. I residenti producono solo ciò che è necessario e qui avviene anche il riciclaggio dei metalli. Poiché si trattano alte temperature, se possibile, il calore rilasciato nell'atmosfera viene accumulato in batterie di sabbia o utilizzato per processi come l'estrazione dell'olio dal bambù.
○Piccole fabbriche di semiconduttori
Quasi tutti gli elettrodomestici e i dispositivi elettronici quotidiani contengono semiconduttori. I semiconduttori sono piccoli componenti necessari per inviare onde radio per la comunicazione, aumentare il volume degli altoparlanti, controllare i motori, eseguire calcoli o impostare timer.
I semiconduttori sono generalmente prodotti in fabbriche che costano centinaia di miliardi o addirittura trilioni di yen. Tuttavia, in una società autosufficiente, anche questo viene prodotto localmente dalla municipalità in modo che venga consumato a chilometro zero. Per questo motivo, verranno utilizzate piccole fabbriche composte da apparecchiature miniaturizzate, simili a stampanti 3D.
Oltre ai semiconduttori, le schede a circuito stampato che ospitano resistori, condensatori, trasformatori, diodi, transistor e altre componenti saranno prodotte con stampanti 3D.
Attraverso questo processo, i materiali metallici derivati dai minerali vengono utilizzati per produrre semiconduttori e schede a circuito stampato nelle piccole fabbriche. Non in grandi fabbriche, ma in piccole fabbriche che utilizzano principalmente risorse locali. In questo modo si ottiene una produzione minima necessaria con il minimo impatto ambientale. Inoltre, questo sistema impedisce che i principali componenti vengano monopolizzati da qualcuno, rendendoli accessibili a tutti. Questo avverrà anche nel centro di produzione della municipalità.
○Uso limitato del cemento
Nella società monetaria, l'asfalto e il cemento sono i due materiali principali utilizzati per l'asfaltatura delle strade in tutto il mondo. In alcune città, vengono utilizzati i lastricati in pietra per migliorare l'aspetto estetico, e in questi casi viene impiegato anche il cemento. Inoltre, il cemento viene utilizzato per le pareti di gallerie e metropolitane.
Poiché l'asfalto è prodotto dal petrolio, il suo processo di produzione emette anidride carbonica. Nel caso del cemento, il materiale principale utilizzato per solidificare il terreno è il calcare, che, se bruciato a temperature superiori ai 900°C, si trasforma in calce viva e rilascia anidride carbonica. Inoltre, per il processo di combustione vengono utilizzati combustibili fossili come petrolio e carbone, con conseguente emissione doppia di anidride carbonica. Alcuni studi stimano che la produzione di cemento rappresenti l'8% delle emissioni globali di anidride carbonica e il 4% in Giappone.
Le ragioni per l'uso del cemento includono la necessità di resistenza per le strade, che devono sopportare il peso dei veicoli, e la sua capacità di ridurre il consumo energetico dei veicoli grazie alla sua superficie liscia. Inoltre, il cemento è necessario per edifici e strutture residenziali di grande dimensione e la sua disponibilità economica lo rende un materiale popolare.
Il cemento è ampiamente utilizzato in vari ambiti della vita quotidiana. Tuttavia, l'uso eccessivo di cemento ha portato alla scarsità globale di sabbia e ghiaia, materiali necessari per la sua produzione, e ciò ha generato conflitti tra i paesi per il controllo delle risorse. Alcuni paesi hanno iniziato a limitare l'estrazione della sabbia. Sebbene le riserve di calcare, materia prima del cemento, siano abbondanti, sono finite e l'uso eccessivo potrebbe portare all'esaurimento delle risorse.
Alla base di questo uso eccessivo c'è la motivazione economica, che riguarda tanto i paesi quanto le imprese e gli individui. Il cemento è diventato un materiale indispensabile nella vita quotidiana, ma è necessario ridurre le emissioni di anidride carbonica e affrontare i cambiamenti climatici. Per questo, è fondamentale limitare l'uso del cemento a determinate aree della vita quotidiana, riducendo il consumo complessivo.
Ad esempio, nel Villaggio Prout non vengono costruiti edifici in cemento come grattacieli o appartamenti, riducendo così il consumo di cemento. Inoltre, le fondamenta delle case sono prioritariamente costruite con pietre, quindi l'uso di fondamenta in cemento è ridotto. I pilastri sono realizzati con paulownia a crescita rapida, e le pareti sono fatte di paglia, quindi non è necessario usare cemento.
Per quanto riguarda i mezzi di trasporto dei residenti, all'interno della municipalità ci si sposta con automobili che viaggiano a una velocità di 20 km/h, mentre per i viaggi a lunga distanza tra le municipalità si utilizzano i treni. Di conseguenza, non c'è bisogno di usare cemento per le autostrade.
Tuttavia, il cemento è necessario per le rotaie dei treni, così come per i tunnel e i ponti che richiedono resistenza. Anche le strade all'interno della municipalità necessitano di cemento, ma non c'è bisogno di costruire una rete stradale fitta come nelle città della società monetaria, limitandosi all'uso minimo necessario. Le strade saranno pavimentate con pietre, dando la priorità alla pavimentazione in pietra per ridurre ulteriormente l'uso di cemento, migliorando anche l'aspetto del paesaggio della municipalità. L'uso di cemento sarà limitato a dighe e argini, se necessario.
In questo modo, riducendo complessivamente l'uso di cemento, e in assenza della società monetaria, si riuscirà a ridurre drasticamente le emissioni di anidride carbonica.
Il calcare per la produzione di cemento è facilmente reperibile in tutto il mondo, mentre il petrolio per l'asfalto è una risorsa limitata. Poiché il petrolio sta per esaurirsi, il cemento diventerà la prima scelta per la pavimentazione delle strade.
Inoltre, esistono già tecnologie per il riutilizzo del cemento già prodotto, che dovrebbe diventare la prima priorità se disponibile.
In Giappone esiste anche una pietra artificiale, sviluppata nell'era Meiji, quando non esistevano grandi macchine da costruzione. Questa pietra è stata utilizzata per lavori di grande scala come porti e canali. La pietra artificiale è composta da 10 parti di sabbia derivata dalla degradazione del granito e 1 parte di calcare. In luoghi dove non è disponibile la sabbia, si possono usare argille o ceneri vulcaniche.
La pietra artificiale ha la proprietà di indurirsi in acqua, ed è stata usata per formare uno strato protettivo spesso sui bordi di strutture come argini e porte d'acqua, combinando pietra naturale e argilla impastata. In questo caso, l'argilla veniva inserita tra le pietre per circa 10 cm, impedendo che le pietre si toccassero. Poi, veniva compresso tutto con mazzette o strumenti simili. Questo processo richiede molta manodopera.
Questa pietra artificiale è anche apprezzata per la sua capacità di ritornare alla natura. Pertanto, se le sue proprietà di resistenza sono sufficienti per le strade della municipalità, potrebbe essere un'opzione da considerare.
Inoltre, questo si è evoluto in un metodo che combina 100 parti di terra, 40 di sabbia, 30 di calcare e acqua di bittern per indurire il materiale, utilizzato per costruire case con pareti realizzate con questa miscela.
In questo caso, il tipo di terra determina anche il tipo di indurente da utilizzare. Per le terre contenenti molta sabbia, si usa il cemento come indurente, mentre per le terre più viscose si utilizza calcare (calce viva), che viene prodotto aggiungendo acqua alla calce viva. La combinazione degli ingredienti e le proporzioni variano a seconda delle caratteristiche della terra, influenzando così la solidificazione del materiale.
In futuro, se verrà sviluppato un metodo per indurire la terra senza l'uso di calcare, simile al cemento, potrebbe diventare una valida opzione. Tuttavia, al momento, l'uso del cemento viene limitato e, insieme alla transizione verso una società senza moneta, si riuscirà a contenere al massimo le emissioni di anidride carbonica.
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