Majengo ya siku za usoni ambapo maisha yatakua ndani ya uzio

Miji yenye majengo ya kisasa imekuwa simulizi kwa ajili ya makazi ya siku zijazo katika hadithi za kisayansi.

Ni makazi yanayojitosheleza, yakijumuisha miundombinu yote muhimu, uzalishaji wa nishati, chakula, udhibiti wa taka na maji.

Neno linalochanganya usanifu na ikolojia - lilipendekezwa na mbunifu Paolo Soleri mnamo mwaka 1969, alipotaka kuchanganya ujenzi na falsafa za ikolojia.

Mwaka mmoja baadaye, Soleri alianza kazi Arcosanti, mji uliofanyiwa jaribio la wazo lake huko Marekani.

Wazo la Soleri liliongoza hadithi za kisayansi kwa maono ya miji ya baadaye: makazi ambapo idadi ya watu wanaishi na kufanya kazi bila kuondoka kwenye jengo hilo.

Mifano ya sinema ni pamoja na majengo makubwa ya miinuko huko Dredd (kulingana na mhusika wa kitabu cha vichekesho Jaji Dredd) jengo refu, ingawa maelezo machache yanatolewa kuhusu jinsi yanavyofanya kazi.

Hadithi za kisayansi, kwa upande wake, zinaweza kuwa zilihamasisha anuwai za ulimwengu halisi.

Mji unaopendekezwa na Saudi Arabia wa ‘The Line’ umejengwa kama jiji kubwa ambalo linaweza kukaa watu milioni tisa ndani ya jengo moja lenye upana wa mita 200 (futi 660), urefu wa kilomita 170 na 500m (futi 1,650).

Mji huo ungeendeshwa kwa kutumia nishati ya jua na mitambo ya upepo, lakini haingeweza kujitosheleza kabisa, kwani chakula na vifaa vingine bado vingehitajika kwa wakazi, na ingebidi kutolewa kutoka vyanzo vya nje.

Baadhi ya miundo inayofanana na akiolojia tayari ipo.

Kwa mfano, misingi ya utafiti wa Antaktika ni jumuiya zinazojitosheleza kwa kiasi, hasa kutokana na umbali wao.

Ulinzi wa mazingira unaozunguka pia unamaanisha kuwa wanahitaji nyumba ambazo zinajitosheleza.

Kituo cha McMurdo kinatoa makazi kwa takriban watafiti 3,000 na wafanyikazi wa usaidizi.

Hata hivyo, kituo hicho bado kinahitaji usambazaji mkubwa wa chakula na mafuta kila mwaka.

Miundo mbinu mingine ambayo imeundwa kujitosheleza na kujitegemea iwezekanavyo ni pamoja na meli za kubeba  ndege, nyambizi za nyuklia na mitambo ya mafuta.

Hizi zina sehemu zote za kuishi kama zinavyohitajika kwa wafanyakazi, ingawa kwa matumizi ya muda mfupi.

Meli ya kubeba ndege inahitaji kupelekwa tena kila baada ya wiki chache, ilhali manowari ya nyuklia inaweza kubaki chini ya maji kwa hadi miezi minne.

Hata hivyo, hakuna kati ya hizi ni mahali pazuri pa kuishi.

Nyambizi haswa ni ndogo na zina harufu mbaya, sehemu za kulala zinaweza kugawanywa na wafanyakazi wameagizwa virutubisho vya vitamini D kwa sababu ya ukosefu wa mwanga mchana.

Lakini swali ni, je tunaweza kujenga akiolojia?

Saizi ya muundo kama huo ingehitaji misingi mikubwa ili kuhimili uzito wake.

"Unaweza kujenga karibu kila kitu", anasema mhandisi wa miundo Monika Anszperger wa BSP Consulting.

"Upakiaji ungekuwa mkubwa, lakini hakuna jambo lisilowezekana. Itagharimu zaidi kujenga misingi yake."

Changamoto kubwa inayosababishwa na urefu wa jengo ni athari ya upepo.

Upakiaji wa upepo hautii wasiwasi hata kidogo kwa nyumba ya kawaida lakini minara mikubwa, kama vile Burj Khalifa huko Dubai, inahitaji kuzingatia mwenendo wa upepo na vimbunga vinavyotokea.

Mzunguko unaosababishwa na mawimbi ni athari inayosababishwa na upepo kugonga uso wa jengo, na kuunda eneo la shinikizo la chini upande wa pili.

Ni hatua hii ya mawimbi ambayo husababisha majengo marefu kuyumba wakati wa upepo mkali.

Madhara ya kuyumbayumba yanaweza kuanzia vinywaji kuanguka hadi muundo kuporomoka.

Daraja la Tacoma Narrows huko Washington liliporomoka mwaka wa 1940 kutokana na upepo mkali uliosababisha kuongezeka kwa mizunguko ya masafa ya juu (mwendo wa haraka) kwenye daraja hilo, hadi wakati daraja hilo lilipasuka lenyewe vipande vipande.

‘’Njia moja ya kupunguza mizunguko ni kubadilisha umbo la jengo linapopanda,’’ anasema Adrian Smith, mbunifu wa majengo mengi makubwa, ikiwa ni pamoja na Burj Khalifa.

‘’Ikiwa hutabadilisha sura ya jengo, mizunguko hiyo ina fursa ya kujijenga yenyewe na kuunda mawimbi ya harakati. Wanapatanisha muundo wa jengo na kusababisha kuanguka kwa kasi.’’

Kwa hivyo, badala ya kujenga akiolojia kama muundo wa kuta, kama inavyowasilishwa huko Dredd, kuna uwezekano mkubwa kwamba ingejengwa ili kutatiza mwenendo wa upepo, kama vile kwa kutumia ujenzi wa ngazi kama miundo ya kale ya asili.

Changamoto nyingine muhimu ni uzalishaji wa nishati.

Teknolojia za nishati mbadala, kama vile paneli za jua na mitambo ya upepo, zinaweza kupachikwa kwa urahisi kwenye sehemu ya nje ya akiolojia, lakini haiwezekani kutoa suluhisho kamili la nishati zenyewe.

Zitakuwa na ufanisi katika nyakati fulani tu, mifumo ya kuhifadhi nguvu za umeme na nishati itahitajika wakati kuna upungufu.

Vinu vya nyuklia ni suluhisho linalowezekana la kuzalisha nishati mbadala.

Vinu vidogo vya moduli (SMRs), vilivyojengwa kiwandani kwa teknolojia ya juu ya nyuklia, ni vyanzo vya nishati thabiti na vya ufanisi.

SMRs hudaiwa kuwa na manufaa fulani juu ya vinu vikubwa, katika suala la kuimarishwa kwa usalama na uzuiaji wa kuenea kwa nyenzo za nyuklia.

Hata hivyo, kama ilivyo kwa vinu vyote ambavyo atomi zimegawanyika, na kutoa nishati, uchakataji na uhifadhi wa taka za nyuklia ni changamoto.

Vinginevyo, vinu hivyo vitakuwa salama na kutoa aina safi zaidi za nishati, hata hivyo miundo ya sasa haina uimara wala uwezo wa kifedha, kwani bado hakuna iliyozalisha nishati zaidi ya inayotumia.

Uzalishaji wa chakula pia unahitaji kuzingatiwa.

Kilimo cha kawaida hakitawezekana ndani ya jengo.

Mashamba ya haidroponiki (ni mbinu ya kukuza mimea kwa kutumia mmumunyo wa virutubishi unaotokana na maji badala ya udongo) yanaweza kutumika, ambayo pia yangetoa aina ya asili ya kuchakata hewa.

Hata hivyo, mwanga unaohitajika ungeongeza mahitaji ya nishati na shinikizo kwenye hewa yanaweza kufanya iwe vigumu kuzalisha chakula cha kutosha.

Akiolojia iliyoonyeshwa katika riwaya ya Paolo Bacigalupi ya ‘Water Knife’ ilitumia mfululizo wa madimbwi ya kuchuja ili kuchakata maji, jambo ambalo linawezekana.

Hata hivyo, hasara haziepukiki katika mfumo wowote wa kuchakata.

Kituo cha Kimataifa cha Anga za Juu (ISS) husafisha takriban galoni 3.6 (lita 17.3) za maji kila siku, ikijumuisha mkojo na jasho, lakini bado huhitaji maji safi ya kawaida kila baada ya miezi michache.

Sio kila mtu anayeona siku zijazo za majengo ya ghorofa.

Mnamo 2021, Uchina ilipiga marufuku majengo mapya zaidi ya 500m (1,650ft) na kuweka vikwazo vikali kwa majengo zaidi ya 250m (825ft).

Hata hivyo, ongezeko la watu duniani linahitaji kushughulikiwa.

Kupanua miji mara kwa mara, kwa kujenga kwenye ardhi mpya, sio endelevu kwa muda usiojulikana.

Hii inaimarisha hoja ya majengo ya kwenda juu na kuunda miji yenye majengo yaliyo wima.

"Miji inapanuka sana, kutoka milioni moja hadi 10," anasema Antony Wood, mkurugenzi wa Majengo Marefu na Miji iliyo Wima katika Taasisi ya Teknolojia ya Illinois na rais wa Baraza la Majengo Marefu na Makazi ya Mjini.

"Hayawezi kwenda kwa usawa, kwa sababu hayawezi kudumu, kwa matumizi ya ardhi na nishati inayochukuliwa kujenga na kuendesha jiji lenye majengo mafupi na nafasi kubwa inayohitajika."

Badala ya vizuizi vya mnara wa kujitegemea, majengo yanaweza kuunganishwa na madaraja ya ardhini, na kuunda eneo la kijani kati yao.

Hata hivyo, kuendelea kwenda juu na mtandao wa madaraja ya ardhini kunahatarisha kuweka viwango vya chini kwenye kivuli, na kufanya viwango vya juu kuhitajika zaidi, na hivyo kusababisha mfumo wa uongozi uliopangwa.

‘’Ninaona miji ikipanuka wima karibu na maeneo ya usafirishaji na kwa hakika naiona ikipanuka kwa usawa pia,’’ anasema Smith.

‘’Siwezi kamwe kusema kitu hakiwezi kujengwa,’’ anahitimisha Anszperger.

Inaweza kujengwa, lakini kuna haja ya kuwa na maono na hitaji lake.