Case di stampa su una stampante 3D e altre 4 tendenze ingegneristiche che renderanno il nostro mondo un posto migliore
Miscellanea / / January 19, 2022
Una maglietta realizzata in tessuto intelligente ti terrà caldo al freddo e fresco al caldo. E le fattorie multipiano salveranno chilometri di campi. Scopri come altri ingegneri cambieranno le nostre vite nel prossimo futuro.
Trend 1: sviluppo di carburanti ecologici per ridurre la tua impronta di carbonio
Il mondo progressista è seriamente impegnato nella transizione verso fonti di energia pulite e rinnovabili per i trasporti. Le strade sono piene di veicoli elettrici, ma questo non basta agli ingegneri. Stanno lavorando con forza e potenza per migliorare i motori a idrogeno. L'idrogeno verde è già considerato la principale alternativa al carburante diesel e gli scienziati hanno trovato un modo per produrlo in modo ecologico. Per fare ciò, viene utilizzata l'elettrolisi dell'acqua e l'energia necessaria per la reazione proviene da una fonte rinnovabile. Il metodo ti consente di sbarazzartene 830 milioni di tonnellate emissioni nocive di anidride carbonica all'anno.
Molti giganti dell'auto stanno già producendo automobili con motori a idrogeno. Il prossimo è l'aviazione. Airbus è attivamente Lavorando sulla creazione di velivoli "verdi" e negli Stati Uniti hanno in programma di realizzare il primo equipaggio al mondo elicottero sul carburante a idrogeno. Tuttavia, esperti diconoche l'idrogeno "verde" sarà in grado di competere con le sue controparti non rispettose dell'ambiente non prima di 10 anni. Allo stesso tempo, l'UE, l'Australia, gli Stati Uniti e altri paesi lo sono già cominciato per sviluppare l'energia a idrogeno e il Giappone ne ha fatto una priorità statale nel 2017. In questo settore, gli ingegneri avranno sicuramente qualcosa da fare.
Trend 2: ottimizzazione della produzione alimentare - aziende agricole verticali per frutta e verdura
Un tempo la costruzione dei grattacieli risolveva il problema della compattazione delle città. Ora gli ingegneri stanno trasferendo questa idea all'agricoltura e suggeriscono di costruire fattorie non in larghezza, ma in alto - letti a più piani invece di chilometri di campi. Un'azienda agricola verticale è un complesso automatizzato con illuminazione artificiale, aria condizionata, riscaldamento e aria sterile. Di solito c'è un sistema di irrigazione chiuso: puoi riutilizzare l'umidità evaporata e risparmiare fino al 90% di acqua. Un tale miracolo ingegneristico consentirà l'agricoltura anche nel centro della città. E anche nelle zone dal clima arido e dalle condizioni difficili dell'estremo nord.
La frutta e la verdura di tali fattorie non sono peggio di quelle ordinarie. E forse anche meglio: non contengono pesticidi e parassiti, perché nella produzione non vengono utilizzati fertilizzanti e prodotti chimici. Di valutazioni di esperti, entro il 2025 le fattorie verticali diventeranno la norma per le grandi città dei paesi sviluppati. Oggi, l'agricoltura insolita è più attiva si sviluppa negli USA, Germania, Cina e Giappone. Anche il capo di Amazon, Jeff Bezos, ha apprezzato il trend tecnologico e si è affrettato investire in una startup che lavora con le vertical farm.
Trend 3: sviluppo della modellistica e dell'ingegneria informatica
La concorrenza tra i produttori sta crescendo a un ritmo vertiginoso, i processi nelle imprese stanno diventando più complessi, i costi ei rischi stanno aumentando. L'ingegneria informatica aiuta a stare al passo con i progressi e ridurre i costi. Questi sistemi consentono di progettare modelli digitali di prodotti e processi dell'intero ciclo produttivo.
Tali tecnologie si rivelano più economiche dei prototipi reali: i modelli virtuali non richiedono materiali, solo calcoli sullo schermo di un computer. Nella produzione dei beni, la modellazione riduce la percentuale di difetti del prodotto, perché molti errori vengono eliminati in fase di progettazione. Oggi, queste tecnologie sono utilizzate con successo nell'ingegneria meccanica, nella metallurgia, nella biomedicina, nell'architettura, nel design e persino nell'industria aerospaziale. Nell'ottobre dello scorso anno, Elon Musk ha aperto la quarta Tesla Gigafactory a Berlino. È previsto pubblicazione 500mila auto all'anno. Naturalmente, tali volumi di produzione saranno forniti, tra l'altro, dall'ingegneria informatica. A proposito, sono iniziati preziosi specialisti di questo profilo cucinare e nelle università russe.
Trend 4: costruire edifici con la stampa 3D
Con l'uso di una stampante 3D, è diventato possibile costruire case in pochi giorni. Il più grande edificio del mondo "stampato" a Dubai. Questo è il risultato del lavoro di una startup con radici russe, che già nel 2017”costruito» sulla nostra stampante 3D una casa di 38 metri a Stupino vicino a Mosca in sole 24 ore. L'area edificabile negli Emirati Arabi Uniti è di 641 mq orribile nel Guinness dei primati e ha portato agli imprenditori un milione di dollari. Secondo i piani delle autorità di Dubai, entro il 2030 un quarto degli edifici della città sarà costruito utilizzando stampanti 3D.
Tecnologia consente ridurre di sei volte i costi di costruzione e ridurre i rifiuti in cantiere. Nel campo della stampa 3D degli edifici, anche un'altra direzione è rilevante per gli ingegneri: la creazione di nuovi materiali. Ad esempio, l'Università del Galles del Sud è stata in grado di farlo venire concome riparare la plastica stampata in 3D utilizzando i raggi LED. Gli esperimenti hanno dimostrato che il metodo trovato ripristina il materiale e, inoltre, lo rende più forte. Un utile bonus della scoperta è la preoccupazione per l'ambiente, perché la soluzione riduce la quantità di rifiuti di plastica.
Trend 5: fare vestiti con tessuti intelligenti
Chi avrebbe mai pensato che gli ingegneri si sarebbero impegnati seriamente nella produzione di materiali per l'abbigliamento. Fibra ottica, metalli, polimeri conduttivi e altri componenti hanno sostituito il tradizionale cotone e lana. Ad esempio, i nuovi materiali sintetici possono assorbire il sudore e non appesantirsi e i tessuti impermeabili proteggono perfettamente dalle intemperie: questo non sorprenderà nessuno.
Ora c'è uno sviluppo attivo di materiali speciali - intelligenti - in grado di adattarsi ai cambiamenti ambientali. Ad esempio, cambia colore, "accendi" la resistenza all'acqua, l'antibatterico e altre proprietà. I vestiti intelligenti ti aiuteranno a non congelare al freddo e a non surriscaldarti al caldo. tessuto adattivo inventato presso l'Università del Maryland. Reagisce alla temperatura del corpo umano e decide se riscaldare o raffreddare il corpo. I tessuti intelligenti possono persino semplificare il lavoro dei medici. Sensori e sensori in tali materiali permettere monitorare la salute dei pazienti e cogliere i sintomi di alcune malattie.
Gli ingegneri rendono il nostro mondo migliore e più conveniente. La professione sarà molto richiesta nei prossimi decenni, quindi molti scolari e studenti vogliono costruire una carriera in questo settore. Ci sono anche intere competizioni tra futuri ingegneri! Al via a breve la decima stagione del CASE‑IN International Engineering Championship, uno dei progetti della piattaforma presidenziale “Russia – Land of Opportunities”. Durerà 5 mesi e la finale si terrà a maggio 2022 a Mosca. Gli "atleti" dovranno risolvere problemi sull'argomento "Industria 4.0".
Sono già iniziate le iscrizioni dei partecipanti al campionato. Alunni, studenti e giovani specialisti di qualsiasi regione della Russia possono cimentarsi nella competizione. Tra i premi ci sono ulteriori punteggi USE, condizioni preferenziali per l'ammissione ai corsi di laurea magistrale e magistrale, nonché interessanti offerte di lavoro.