Termeszek építészeti technikája

A termeszvárak rendkívül hatékony hőszabályzó és szellőző rendszerrel rendelkeznek a puszta szerkezetük alapján, s így az építészek számára példát jelenthetnek arra, miként lehet hasonló tulajdonságú házakat alkotni. Nem ismert azonban, hogy milyen mechanikai jellemzők tartják fenn a termeszvár különös szerkezetét, s irigylésre méltó önfenntartó rendszerét.
A Science Advances 2019. március 22-én számolt be vizsgálatokról. A kutatás során egy szárazabb homokos és egy nedvesebb, agyagos talajú területen álló termeszvárat választottak ki (egymástól 1100 km távolságban), mégpedig olyan fajét, amely nem termeszt gombákat a fészkében. A gombatermesztő termeszek aktívan is segítik a szellőzést (a gomba növekedésekor keletkezű CO2 kiszellőztetését) azzal, hogy időnként kis szellőzőjáratokat nyitnak a vár falába, amelyben eleve vannak néhány milliméteres, e célra szolgáló járatok is. A gombát nem termelő termeszeknél viszont csak passzív szellőző rendszer működik, így náluk különösen fontos a jó építészeti megoldás. Ez utóbbiak közé tartozik a fűfélékkel táplálkozó vizsgált faj (Trinervitermes geminatus) is.
A termeszvárakat körbeásták, majd számítógépes tomográf (CT) segítségével 3 dimenzióban felmérték a pontos szerkezetüket, 0,3-0,6 mm felbontásban, s a termeszvárak anyagát (a használt talajszemcséket) röntgendiffrakciós vizsgálattal elemezték. A mikroszkopikus részletek feltárásához viszont kisméretű mintákat vettek a fészkek számos pontjáról, mind a vékonyabb belső, mind a kissé vastagabb külső falakból, ezeket 2-5 mikron felbontású röntgen-mikrotomográffal elemezték.
A makroléptékű vizsgálat az egész fészek felépítését mutatta be, míg a mikrotomográfia a falszerkezet rendkívül apró pórusait tárta fel. Ezen apró pórusokat viszont két mérettartományba lehet sorolni: azok, amelyek az építőanyag szemcsének találkozásakor a szemcsék alakja közti hézagokat jelentik, illetve egy ennél nagyobb méretű pórus-típust, amely viszont nem magyarázható a szemcsék építéskori összevissza elhelyezésével. Ez a különbség a két fészek eltérő építőanyagában is megmutatkozott, az agyagos anyagúban jóval kevesebb volt az apró pórusokból, feltehetően magának az agyagnak köszönhetően. A nagyobb méretű pórusok mérete és aránya igen hasonló volt a két fészek esetében.
A nagyobb méretű pórusok egymással is összeköttetésben álltak (a lyukacskák 92-98 %-ában), s azt feltételezték a kutatók, hogy ezeknek köszönhető maga a szellőzőrendszer.
A feltételezéseket azonban bizonyítani is lehetett a rendelkezésre álló mérési adatok alapján. A pórusok rendszeréről készült számítógépes modellben szimulálták a légáramlást s a CO2-vel terhelt levegő cseréjét különböző külső szélsebességek mellett, majd megállapíthatták, hogy mely járatocska milyen mértékű áramlást és légcserét tesz lehetővé. Az agyagos alapanyagú fészek kevesebb mikro-repedése ellenére ugyanolyan jól szellőzött, mint a homokos talajszemcsékből álló másik fészek, amelyben több volt a kisebb méretű pórus.
A pórusok eloszlása a fészkek hőháztartásában is kulcstényezőnek bizonyult, a fészkek falainak adataival modellezett és számított hővezetés alapján. A falak hővezetésében szerepet játszott azok összetétele, vagyis az agyagos, illetve a nagyobb fémtartalmú szemcsék jelenléte is.
A fészeknek azonban nemcsak a levegő és a hő egészséges szinten tartása a feladata. A kutatók arra is kíváncsiak voltak, mi történik esős időszakban a fészekkel, vagyis a víznek milyen hatása van a speciális felépítésű falakra. A kisebb esőkkel biztosan nem lehet gond, mivel a hajszálcsövesség elve okán a nagyobb, szellőztető pórusokból a víz hamar átvándorol az apró pórusokba, így a légáramlás útja szabad marad. A nagyobb esőzéseket a fészek falából vett mintadarab eláztatásával szimulálták. A darab tetejére vizet folyattak, majd 2,5 órára légmentesen becsomagolták (hogy a párolgás miatt ne változzon a víztartalma). Eztán a tomográfia ismét megmutatta a nagyobb pórusok jelentőségét: azokban ugyanis levegőt talált a vizsgálat, nem vizet, mindeközben a kisebb pórusok vízzel telítettek voltak. A nagy pórusokból elszivárgó víz helyét az apránként beszivárgó levegő tölti ki, így a szellőzés tartós ázás esetén is biztosított.
A nagy pórusoknak az építés során is van szerepük: a termeszek nedves talajszemcséket tapasztanak egymáshoz, a nedvességet a nyáluk és az ürülékük jelenti. A pórusok nyújtotta szellőzés révén a szemcsék száradása gyorsabb, így a fészek falai hamarabb stabillá válhatnak. A hézagokkal anyagot is spórolnak, a számítások alapján 11-14 százalékkal kevesebb szemcsére van szükség a fészeképítéshez, ha a nagy pórusokat is létrehozzák.

Forrás: Égen-Földön-Föld alatt