Анна Будникова Анна Будникова

«КАЗАНЬ СТОИТ НА КАРСТОВЫХ ПЛАСТАХ, КОТОРЫЕ РАЗМЫВАЕТ ДВИЖЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД»

— Анна, давайте с самого начала. Вы ведь оканчивали КГАСУ? Как получилось, что оказались в ВШЭ?

— Да, в 2016 году я окончила КГАСУ как архитектор-специалист. После этого сразу переехала в Москву и год работала здесь в проектной организации. Получилось так, что меня не очень устраивало то, что я увидела на практике, и мне захотелось параллельно продолжить исследование, которым занималась в КГАСУ. Оно было связано с мониторингом водных ресурсов в архитектуре — такого рода инновационное ее направление. Практически весь год я параллельно с рутинной работой писала научные статьи, размышляла, в итоге мне посоветовали пойти на магистерскую программу ВШЭ «Шухов Лаб». Там я увидела прототипы того, о чем писала, и сразу решила поступать. Параллельно с этим узнала, что объявлен конкурс на получение гранта президента Татарстана на обучение данной программе — его инициатором была помощник главы РТ Наталия Фишман-Бекмамбетова. Тут переплелось желание вести свое исследование и сделать что-то для Казани. Как результат получила грант и развивала свою научную тему, актуальную, в частности, для Татарстана, только в Москве и с зарубежными экспертами. 

— Поступать оказалось сложно?

— Самым сложным, точнее волнительным, для меня стал английский — нужно было сдать тестовый экзамен при поступлении, пройти собеседование. На него приехала лично с портфолио, что всегда поощряется (нежели «Скайп»). Остальное в целом также состоялось без проблем — было готово исследование, которое подходило к программе, мотивационное письмо. На грант президента РТ подали больше 150 заявок — очень серьезный конкурс на пять мест. Для этого нужно было указать важность планируемого финального проекта для Татарстана (мой «гидрологический кластер» являлся как раз для Казани), еще раз пройти интервью, поучаствовать в воркшопе и презентовать свою работу. 

— И у вас преподавал Висенте Гуаярт — бывший архитектор Барселоны? 

— Как директор нашей лаборатории он был академическим руководителем, то есть координировал основной курс city project — выдавал своего рода техзадания на курс. 

— Сами вы ездили в Барселону, пока учились?

— Два раза. В конце первого курса у нас была стажировка, связанная с проектом семестра — устойчивым жилым блоком, где мы изучали городские слои (мой, собственно, вода — гидрология и архитектура). Потом Висенте позвал меня работать с ним — делать конкурсный проект прибрежного района в Шеньчжене, опять-таки посвященный моей теме — гидрологии. Сначала я работала с архитектором удаленно, а потом приехала в Барселону, в офис.

— Получается, ваша работа так или иначе крутилась вокруг гидрогеологии?

— Да. В Казани я делала проект «гидрологический кластер» — мне было интересно, как архитектура взаимодействует с водой. Он получил много международных премий, первую в Нью-Йорке, в общем, и актуальность подтверждалась, и мой интерес не угасал. В «Шухов Лаб» тоже приехала с этой темой. Финальный проект у меня чуть-чуть отклонился — я пришла к самовосстанавливающимся материалам, но вода здесь тоже играет непосредственную роль, скорее как активатор.

— Давайте поговорим о вашем исследовании. Оно называется «Микокарст: новая генерация самовосстанавливающихся материалов городской среды на основе спор грибов» и посвящено проблеме карстовых провалов. Почему вы выбрали эту тему? 

— Если по-простому, то я как архитектор интересуюсь оболочкой. Помимо формы, занимаюсь архитектурными материалами и аспектом их взаимодействия с природой (архитектура = технология). Я, например, проектировала экспериментальный фасад, который вырабатывает воду из воздуха. А последний проект у меня был посвящен системе материалов, которые выживают в экстремальных условиях нашего климата. Для России эта проблема в последнее время тоже актуальна: климатические изменения, антропогенная нагрузка — все влияет. Затем я увидела, что наша Казань стоит на карстовых пластах, которые размывает движение подземных вод. То есть опять-таки задействована вода. И я решила рассмотреть эту тему.

«СПОРЫ МОГУТ РАЗРАСТАТЬСЯ, РАСШИРЯТЬСЯ С ВОДОЙ, В РЕЗУЛЬТАТЕ ЗАДЕЛЫВАЯ ТРЕЩИНЫ»

— Давайте восстановим последовательность — что вы делали?

— Я взяла карст, который на самом деле очень близок по составу к архитектурным материалам — бетону, кирпичу. Они также разрушаются под воздействием тех или иных факторов, а я рассмотрела, как могут самовосстанавливаться, то есть как может материал, который теряют, возобновляться снова без нашего участия. Я основывалась на исследовании Бингемтонского университета, который использует споры грибов для восстановления бетона. И еще этим занимается Делфтский университет в Голландии, но он рассматривает споры бактерий. Я же в качестве вспомогательного материала использовала споры грибов. Оказалось, что они способны со временем вырабатывать известняк, который является неотъемлемым компонентом стен, в том числе карстовых воронок. Споры могут разрастаться, расширяться с водой, параллельно осаждая кальцит и минерализуя компоненты материала. В результате заделываются трещины. В этом основная идея.

Применять подобное можно в разных направлениях. Я рассмотрела в карсте, карстовых воронках — например, укрепление стенок, использование этих воронок, а также в стене архитектурного сооружения, когда возникает какая-то трещина. При нанесении спор они могут расширяться и вырабатывать «потерянный» материал.

— На какой территории вы тестировали свой метод?

— Вдоль реки Ноксы есть ЖК «Царицынский бугор», где начинается лесная зона и где я нашла карстовый овраг. Этот участок мне подсказали в КФУ — эксперт заявил, что вся территория Царицыно, вдоль Ноксы — большие карстовые пласты и там постоянно происходят обвалы. Я специально рассмотрела участок не в центре города, чтобы не вызвать каких-то осуждений в этом плане. Исследовать территорию вдоль Кремля, к примеру, слишком смело. Я съездила, взяла пробы материалов, сфотографировала, измерила параметры, климат и далее уже тестировала непосредственно с конкретным веществом.

— Необходимы какие-то специальные условия, чтобы споры начали работать так, как нужно? Дополнительная влажность, например?

— Необязательно. Карстовая воронка сама по себе внутри земли, и уже существующая там влажность позволяет спорам работать. Единственное условие — когда мы их наносим, нужно, чтобы температура была ниже 20 градусов тепла. Именно три недели выдержать, а потом уже эти споры и в жаре, и в холоде могут восстанавливаться и работать вне зависимости от нашего участия. Как в лесу грибы растут, условно. То есть мы должны именно при нанесении соблюдать эти условия.

— Насколько споры — распространенный материал? Можно их использовать в глобальных масштабах — к примеру, для укрепления карстовых воронок по всей Казани?

— Как ни странно, я про подобное не слышала. Это споры гриба триходерма (как раз американские ученые его и использовали). В хозяйстве, к примеру, он применяется как удобрение. Я легко нашла гриб в «Ашане» — он стоит буквально копейки и может использоваться в коммерческих масштабах. Ученые тоже это отмечают. Бактерии же, которые представляют собой альтернативное решение, конечно, очень дорогостоящие. Та же самая порция стоит 60 тысяч. То есть вообще неприменимо, на мой взгляд, как в больших масштабах, так и для единичных тестов.

— На самих архитектурных материалах вы тестировали?

— Я пробовала на кирпиче — это самый первый эксперимент. Что я обнаружила? Главное — чтобы химический состав был нужный. И карст, и кирпич могут приблизиться к одному составу за счет плюс-минус добавления кальция. Споры тоже могут расширяться, единственное — в кирпиче они не растут именно в грибы, то есть, расширяясь, образуют известняк. Дальше встает вопрос питательных добавок для дальнейшего роста — для воспроизводства системы или образования нового ландшафта города. А так, в принципе, да, все нужное грибы вырабатывают, то есть система работает.

— То есть, помимо них, в кирпич нужно добавить что-то еще?

— В него в идеале надо дополнить доломитовую муку — это аналог золы, целлюлоза для роста гриба, одновременно работает и как источник кальция. Я немного не поняла из опыта ученых — у них как раз возникла такая проблема, что в бетоне в трещинах споры могут погибнуть. Исследователи не описывают, как с этим бороться. Но я нашла способ с доломитовой мукой. Может быть, существуют еще какие-то технологии.

«ТАКИЕ ВОРОНКИ ЧАСТО ОБРАЗУЮТСЯ НА ДОРОГАХ, АСФАЛЬТЕ, И ИХ ПРОСТО ЗАЛИВАЮТ БЕТОНОМ»

— Получали ли вы после своего исследования какие-то предложения? В Казани ваш способ найдет применение?

— Пока я только-только сделала этот проект, буквально несколько недель назад состоялась защита. В начале июля в рамках московского урбанистического форума у нас была встреча с президентом РТ Рустамом Миннихановым, мы презентовали ему и заместителю мэра Москвы Марату Хуснуллину свои проекты. Глава РТ очень внимательно слушал, по каждому исследованию задал вопросы. Там был проект по приложению в парке, еще фасадные модули, их рекомендовали использовать для хрущевок — в каких-то новых вариантах реновации. У меня Рустам Нургалиевич спросил, можно ли использовать данный способ в реставрации. Поскольку это инновационный материал, он эффективен и при разрушении стен. Потому ответ был положительным, однако это немного другое направление работы материала — нужно тестировать снова. В целом президенту работы понравились, и он нашел актуальным их применение в Татарстане, а Хуснуллин заинтересовался их внедрением в Москве. Отметили, что это разнообразные по технологии, но по-своему полезные для города проекты.

— У нас в Казани много территорий, где вашу технологию можно было бы применить?

— Да, ее можно использовать на любой местности, в зависимости от необходимости, потому что химический состав не меняется. Аналогично можно использовать у Кремля. Единственное — отличается морфология данной системы. Это может быть и открытая воронка укрепленная (водный резервуар), и туристический объект, а можно материал использовать как заливку вместо бетона, например, чтобы система укрепляла стенки, то есть несколько вариантов применения в зависимости от территории.

— О каком участке у Кремля идет речь?

— Судя по фотографиям, сейчас этой воронки уже нет, залили бетоном. Она появилась на площади перед национальной библиотекой, прямо перед воротами Кремля. Такие воронки часто образуются на дорогах, асфальте, и их просто заливают бетоном. Понятно, что все это разрушается и не решает проблему. 

— Бетон, по идее, искусственное внедрение. А то, что разработали вы, получается, более естественное?

— Да, засыпка идет из того же карстового материала (внимание на карбонатный состав), плюс споры. И нужно обращать внимание на климат при засыпке. В идеале образуется такой именно природный паттерн — он интегрируется с существующим покрытием, а не конфликтует с ним. То есть эти споры способны сами управлять материалами, его трещинами, проникают внутрь и могут быть видимыми, невидимыми, что уже зависит от условий среды. Но главное — природный паттерн действительно укрепляется, становится адаптивным. Бетон и проседает, и может крошиться, а этот материал устойчив. Аналогов я просто не видела, поэтому решила обратиться к данной технологии, чтобы привлечь внимание и к феномену, потому что он действительно уникальный. 

— По всей Казани получится вашу технологию применить?

— Я тестировала небольшой участок, прототип. На нем все работает. Но, конечно, я думаю, что, если взять воронку в 300 метров, вряд ли этого будет достаточно. Все-таки либо она должна быть до 10 метров в диаметре, либо нужно добавлять что-то еще. При больших масштабах все это нужно проверять, тестировать.

— Планируете дальше разрабатывать данную тему? 

— Да, я буду работать и в этом направлении, и, возможно, параллельно тему гидрологии продолжать. Планирую поступать в докторантуру, и там уже будет поддержка более значительная от других лабораторий и т. п. Коллаборации начну развивать — и в этом направлении, и в плюс-минус других. Но это касается больше науки, а я все же архитектор, так что про реализацию тоже важно не забывать. Моя приоритетная цель — объединить науку и практику.

— Докторантура тоже в «Вышке»?

— Скорее зарубежную хочу делать — именно там есть возможность писать сразу PhD doctorate. И стану искать удаленную учебу — совмещать научное хобби и работу архитектором. В любом случае это будет в течение года. Пока я говорила только с Делфтским университетом — он меня готов взять на удаленный режим. Посмотрим. 

— Здорово. А какие темы были у ваших коллег, которые тоже подавались на конкурс?

— Трое из Казани участвовали в BDC (Biodesign Challenge 2019 — прим. ред.). У одного из них была анемокинетика — это выработка энергии из движения деревьев, у другой — связанная с повышением биоразнообразия города за счет фасадов. Еще одна сокурсница (не участвовала в биодизайне) сотрудничала с парками и разработала приложение для общения с деревьями.