Preâmbulo: A Permacultura permite de criar e desenvolver sistemas complexos. Na gênese da Permacultura se acha uma metodologia específica criada pelos cientistas recentemente para entender e manejar sistemas complexos, como , por exemplo, os ecossistemas naturais, a meteorologia ou a economia. Essa nova metodologia se chama abordagem sistêmica em oposição à abordagem reducionista. 

A primeira se funda sobre uma modelização das interações entre sistemas, a observação, a simulação e iterações de desenvolvimento  na construção do sistema. A segunda, a abordagem reducionista, pilar da ciência ocidental, desenvolvida ao longo dos séculos, se funda sobre a separação dos elementos em parte para facilitar a análise de cada parte. Essa redução do escopo de análise não permite de ver todas as interações que podem existir entre os elementos e não é adaptada no manejo de sistemas complexos. 

O design geral de um sítio de Permacultura precisa essa visão das interações do ambiente do local com o contexto mais global assim com os subsistemas do local e suas inter-relações.

Vamos ver aqui como o design se implementa ao nível macroscópico de um sítio de Permacultura e utiliza essa visão sistêmica / holística. 

A construção do paisagismo envolve fatores bióticos (vegetação, animais)  e abióticos (infraestrutura). A implantação precisa duma projeção temporal, analisando o comportamento e crescimento da vegetação e a evolução da infraestrutura. O paisagismo permacultural integra muitos elementos ou funções por exemplo  horta, sistema agroflorestal, represa e canais de água, modificação do relevo, criação animal, estufa, espaço de estocagem, quebra ventos, logística, etc

Ao nível superior o sistema de referência é a biorregião.

Como otimizar o design de um sítio para captar o máximo de energia e facilitar o manejo dos fluxos que entram e transitam no sítio?

A primeira etapa é identificar a localização do coração do sítio: a casa.

Armazenamento de água. 

O recurso principal de um sistema vivo é água. Com as mudanças climáticas e as variações mais e mais extremas de temperaturas, chuvas, secas, a primeira etapa vai ser identificar como captar e armazenar água de maneira a temperar a chegada desse recurso no local, seja chuva ou escoamento. 

O melhor sistema de captação de água é a floresta. Ela, junto como o solo florestal bem estruturado, cheio de carbono e de vida funciona como uma esponja, um absorbante que fornece de volta água ao longo do tempo na forma de umidade, evaporação, elevação do lençol freático, condensação, estimulação de chuva, etc, diminuindo a necessidade de irrigação. 

Além dessa retenção natural de água , vamos criar um sistema de captação e armazenamento da água da chuva para alimentar as funções domésticas e eventualmente de irrigação. Essa captação é feita com uma modificação da forma do relevo, de maneira a conduzir e armazenar os fluxos de água. 

Existem várias técnicas de manejo dos fluxos de água,  esse vídeo explica (inglês) diferentes conceitos como vala de infiltração,  keylines e ponto chave.

Mas o que nos interessa aqui é a represa de água, sua localização, a maneira de trazer água da chuva e utilizar essa água com um mínimo de despesa de energia. 

Escavação e/ou criação das paredes de contenção.  

Vamos identificar a localização da represa de maneira a minimizar o investimento em infraestrutura e o potencial de distribuição sem utilização de energia . Isso utiliza o conceito de ponto chave. 

O ponto chave é o ponto onde uma curva convexa se torna côncava. Existe geralmente vários pontos chaves em um sítio. A ideia é construir a represa embaixo do ponto chave de maneira a aproveitar do relevo naturalmente adaptado a uma maximização do volume de água. O lugar ideal será ele que facilita o enchimento da represa em quantidade suficiente e dá um grande potencial de redistribuição do recurso na propriedade com gravidade (de maneira a evitar a utilização duma bomba).

Keypoint = Ponto chave

Uma vez identificada a localização da reserva podemos posicionar a casa embaixo da represa de maneira a utilizar essa água com gravidade para o uso doméstico. Geralmente a parte concave perto da casa integra uma área plana, ideal para o cultivo de hortaliças, horta que beneficia também dessa água com gravidade. IMPORTANTE: é necessário prever o caminho do fluxo de saída de água da represa em caso de transbordamento, fluxo que evite os elementos de infraestrutura. Água pode ser muito destrutiva.

A casa é considerada o centro do sítio, o centro nervoso da logística. 

As duas técnicas de Macro-design seguintes se apoiam sobre uma modelização do ecossistema do sítio,  as fronteiras da propriedade são as limites do modelo, o centro é a casa, mais especificamente, a cozinha, ou unidade de transformação e estocagem dos alimentos o lugar o mais utilizado do sitio onde transitam os fluxos de alimentos e de pessoas.

Essas duas técnicas são a formalização dos sectores e das zonas. 

Zonas

O principal objetivo do zoneamento de um sítio é escolher a localização das funções e elementos, de forma a otimizar a logística humana e a distribuição dos recursos.

A perspectiva apurada das zonas mostra círculos concêntricos de 5 zonas (amarelo no desenho)

A originalidade do gráfico seguinte, comparativamente ao zoneamento convencional é considerar a zona 5 como o centro da vida selvagem e sua influência gradual no bioma do sítio (verde no desenho)

A zona 0 é o centro (a casa)  as zonas 1,2,3,4 até a zona 5 refletiam uma gradação de distância ao centro então uma despesa maior de utilização de energia na logística. A optimização do modelo é colocar os elementos mais visitados, seja precisando de visita mais frequente, mais perto de centro. 

Zona 1 é a área onde fica os elementos que precisam de visita quotidiana e muita atenção, por exemplo horta

Zona 2 a área onde tem vegetais e animais que podem ser manejados com frequência menor  etc.

A zona 5 é uma zona de conservação do meio ambiente natural onde a intervenção do ser humano cujo único objetivo é restabelecer um ecossistema endêmico como fonte de recursos biológicos adaptados no ecossistema no seu clímax natural.

No caso da regeneração de uma terra degradada, se a zona 5 foi desertificada, um primeiro passo de reflorestamento endêmico é necessário. A zona 5 é uma zona de influência biológica segurando um bioma regenerativo com espécies e um ecossistema resiliente contra degenerescência possível devida à domesticação. 

O zoneamento depende do tamanho do terreno e da especialização produtiva do sítio. Um quintal de 100 m2 terá só a zona 1 ao redor da casa. É o caso geralmente da Permacultura urbana. A zona 5 nesse caso se acha na presença de parques urbanos e na introdução de espécies endêmicas dentro da zona 1 no caso de parques inteiramente artificializados.

Exemplos de posicionamento dos elementos e funções. A horta está localizada na zona 1 de maneira a garantir a criação de legumes com controle e manejo frequentes. A estufa pode estar apagada na casa na zona 1 de maneira a temperar o ambiente da estufa e da casa por exemplo no inverno , facilitar a criação de mudas a partir das sementes vindo da cozinha, acessar a estufa protegido da chuva, etc. O poleiro pode ficar na zona 1 ou 2 e o espaço de vida das galinhas nas zonas 2 ou 3. Na zona 3 ou 4 podemos desenvolver um pomar quando a coleta se faz uma vez por ano. No caso de canteiros agroflorestais, seja de Agricultura Sintrópica ou outra as atividades de limpeza, de coleta e de replantio podem Justificar duma presença de frequência maior (zonas 2 e 3). Pode se imaginar também linhas de canteiros em curvas concêntricos seguindo as curvas das zonas. O posicionamento dos temperos está na fronteira entre a casa e a zona 1, de maneira a coletar eles frescos quando fazendo pratos e evitar andar na chuva. 

Na construção genética do bioma (adição sucessiva de novas plantas) a zona 1 pode ser utilizada na experimentação de integração de novas plantas com controle (observação intensiva) e manejo regular, no começo. Uma vez com confiança sobre a criação ou a utilização do elemento, escolher o posicionamento futuro nas outras zonas se precisa. Cuidar de não plantar árvores de grande tamanho nesse espaço para não reduzir o espaço útil (volume e luminosidade.) 

A très regras gerais seguinte se aplicam nessa ideia de optimização: 

1. 1) posicionar os elementos que precisam visitas as mais frequentes o mais perto do centro
2. 2) no posicionamento de um elemento contemplar a utilização do elemento ou função no futuro uma vez na maturidade.
3. 3) Tentar de posicionar os elementos o mais longe possível do centro mantendo a ideia de otimizar a logística. De maneira mais explicite: se um elemento pode ser colocado nas zona 2 ou 3 então escolher a zona 3  de maneira a manter mais espaço na zona 2 para o posicionamento de elementos precisando a zona 2 no futuro. A ideia fundamental é abrir, e não fechar, o design, para facilitar a evolução. 

Sectores 

A modelização por sector tem como objetivo identificar e manejar os fluxos vindos do exterior,  fluxos que podem ser positivos ou negativos.  Os fluxos são materiais, por exemplo água, ou virtuais, por exemplo luz. 

Um fluxo pode ser negativo ou positivo dependendo do tipo de elemento encontrado pelo fluxo. Por exemplo a Maresia, esse vento que vem do mar no microclima do litoral, pode refrescar o quarto de dormir, função útil na redução de temperatura alta. A maresia pode também ser agressiva (contém sal) para as hortaliças ou enferrujar os eletrodomésticos de maneira acelerada.

Quando negativo um fluxo deve ser atenuado ou divertido, quando positivo deve ser aproveitado. 

O modelo apurado do design em sectores utiliza, como o modelo em zonas, uma perspectiva onde o centro é a casa e o contorno exterior as limites do terreno, isso em forma de círculo. 

Os sectores são as fatias do gráfico de pizza onde a base, parte larga da fatia, indica a amplitude do fluxo entrando no sistema e a parte apontada, o centro do sistema. Proporcionar as fatias dessa maneira permite indicar qual deveria ser o tamanho dos elementos receptores do fluxo, por exemplo o tamanho de um quebra vento capaz de atenuar um vento agressivo. A direção da fatia, projeção a partir do centro sobre o contorno, indica o local onde entra o fluxo. Essa convenção permite posicionar os elementos receptores dos fluxos.

Exemplos de sectores e soluções:

• Vento dominante. O vento seca os vegetais . No caso de vegetação frágil, um quebra vento permite de guardar a umidade e proteger esse tipo de vegetação. 
• O caminho do sol. Dois setores podem ser modelados: sol de inverno, mais baixo, e sol do verão que tem a particularidade de passar do outro lado da vertical nos trópicos com um impacto muito específico dependente do horário. Plantas que gostam de sol forte (emergente tropicais) podem ser localizadas onde bate o sol do verão no meio dia
• O escoamento de água. Quando localizada no meio de uma encosta, o terreno pode receber fluxos importantes de água no caso de chuvas fortes. Essa água é um presente que precisa ser armazenado em uma represa. Considerando o lugar de entrada no sistema, o relevo do sítio é a presença dos elementos no sítio, um canal pode ser instalado para dirigir o fluxo e alimentar uma represa.
• Cachorros perturbadores do vizinho (som alto e desagradável). Uma cerca vegetal densificada pode diminuir o som e reduzir a capacidade dos cachorros a identificar (cheire e veja) uma pessoa que se aproxima do limite com o vizinho, razão da irritação dos cães. 
• Utilização de agrotóxicos pelo vizinho. Uma cerca densificada pode impedir a passagem desse tipo de produto.
• Chuvas fortes com grandes ângulos de queda. A direção desse tipo de chuva pode ser modelada com um sector para indicar um fluxo lateral e orientar e proteger o plantio de vegetação frágil
• Etc. 

Esses três modelos são projetados na realidade do sítio em uma estratégia de fusão.  De maneira mais explícita não tem uma sequência específica de aplicação de cada modelo e as soluções finais dependem da análise global. Um modelo indica várias soluções de design e essas soluções são então analisados ​​sob a perspectiva dos outros dois modelos, para,  no final, achar uma solução de design global que providencia o melhor output.

Existem ferramentas para analisar o caminho do sol. Por exemplo : SunCalc é um aplicativo acessível no internet que mostra o movimento e as fases da luz solar durante um determinado dia em um determinado local.

Dicas

Um design deve ser aberto e prever adições e evolução. Por exemplo colocar um elemento na zona a mais longe do centro, sempre seguindo a regra de frequência de visita. Se um elemento pode ser colocado na zona 2 ou 3 nesse caso escolher a zona 3 para guardar a possibilidade de colocar um novo elemento na zona 2 no futuro quando necessário. O espaço das zonas perto do centro tem um valor intrinsico maior. Colocar um elemento na zona 1 quando não precisa de visita frequente bloquea o espaço útil para elemento precisando monitoramento frequente.

Prever adição significa prever espaços virgem dentro do design, não atribuídos no começo. Permite o aumento em tamanho de uma função ou adição duma função relacionada não necessária no começo.  

A escalabilidade duma função permite aumentar o tamanho sem a obrigação de destruir e reconstruir a função. 

O polimorfismo permite de reutilizar uma infraestrutura para um papel diferente. Estou dando um exemplo básico na bioconstrução: pessoas gostam de construir uma cama em duro (com barro e material duro complementar). Nesse caso o design Interior da casa proíbe a utilização dela para outro objetivo sem destruir a cama.

Se lembra ; um design ótimo é um design onde você não pode tirar mais os elementos (supérfluos) sem diminuir a funcionalidade geral. Um design ótimo é simples!

Por exemplo tentar de limitar o numero de especie para limitar a necessidade de manejo das especificidades. O papel não é criar um museu dedicado a conservação ambiental com uma inflação de biodiversidade, que poderia se tornar não natural, mas achar o melhor equilíbrio possível do ecossistema. O foco de conservação da biodiversidade se aplica na zona 5 onde devemos preservar as especies endêmicas e segurar a diversidade do bioma. A zona 5 apos de um tempo se torna autônoma com uma imigração natural de tudo tipo de organismos; da microbiologia, da micro e macro fauna e flora.

Uma plataforma de simulação …

para achar o design ótimo…

Anovafloresta tenha a ideia de criar uma plataforma simples de construção de design permacultural. Nesse vídeo em inglês tem a apresentação dessa plataforma feita de uma caixa de areia e figurinhas. Essa plataforma está utilizada durante os cursos do PDC (Permaculture Design Course) para estudantes elaborar um design em três dimensões de maneira colaborativa com o poder da simulação.

Mais informação em português sobre a plataforma de Design 3 D

Da importância do design.

A grande diferencia entre a agricultura industrial e a Permacultura é a passagem entre a utilizacao da forca bruta da energia fóssil, com uma eficiência extremamente baixa (10 calorias de energia fóssil para a produção de 1 caloria de alimento) e a inteligencia do design (baseada na biomimética) com 0 inputs e só a captação da energia do local (sol e água da chuva) para dar uma caloria de alimento sem tóxicos, nutritiva e completa.

Como a Permacultura tira a sua forca do design.

Além da questão do macro-design, uma implementação pratica para captar, armazenar e aproveitar da energia ao nível de um sitio, precisamos considerar a noção de biomimética e a sua aplicação na implementação de cada função: a Eco- concepção.

A eco-concepção é a capacidade de integrar junto com o design funcional (o papel funcional de um elemento) as propriedades ecossistemáticas, propriedades garantindo ;

• a integração natural ao ecossistema, para facilitar a conexão entre os elementos e garantir trocas flexíveis sem perda de energia de transformação (interface natural)
• a capacidade de reciclagem total dentro do ecossistema

Para facilitar esses dois objetivos a Permacultura se apoia sobre a noção de plataforma de carbono e terra. A ideia e homogeneizar o substrato comum , derivado do carbono e da argila, para simplificar o desenvolvimento e os ciclos e garantir integração e reutilização. A argila e o carbono (barro, madeira, compostos argiloso-húmicos, alimentos, linina, celulosa, etc) são o substrato primário onde operam as ferramentas de metal quando necessárias.

A eco-concepção pode se aplicar também na própria criação das ferramentas, exemplo; tecnologia de baixo nível de sofisticação (lowtech) garantindo o controle (autonomia) da criação e da manutenção das ferramentas.

A aprendizagem do design na perspectiva da biomimética se apoia sobre os estudos das formas naturais, na Permacultura; curvas, formas geométricas, fractais, cada vez associadas a propriedades funcionais; ” A forma segue a função”.

Observando a natureza e os organismos podemos conceptualizar a maneira de formar os elementos para orientar as funções, com o mínimo de despesa de energia.