Imprimindo casas em uma impressora 3D e mais 4 tendências de engenharia que farão do nosso mundo um lugar melhor
Miscelânea / / January 19, 2022
Uma camiseta feita de tecido inteligente irá mantê-lo aquecido no frio e fresco no calor. E fazendas de vários andares economizarão quilômetros de campos. Descubra como outros engenheiros mudarão nossas vidas em um futuro muito próximo.
Tendência 1: Desenvolver combustíveis verdes para ajudar a reduzir sua pegada de carbono
O mundo progressista está seriamente engajado na transição para fontes de energia limpas e renováveis para o transporte. As estradas estão cheias de veículos elétricos, mas isso não é suficiente para os engenheiros. Eles estão trabalhando com força e força para melhorar os motores de hidrogênio. O hidrogênio verde já é considerado a principal alternativa ao diesel, e os cientistas descobriram uma forma de produzi-lo de forma ecologicamente correta. Para isso, utiliza-se a eletrólise da água, e a energia necessária para a reação vem de uma fonte renovável. O método permite que você se livre de 830 milhões de toneladas emissões nocivas de dióxido de carbono por ano.
Muitos gigantes automotivos já estão produzindo carros com motores a hidrogênio. O próximo passo é a aviação. A Airbus está ativamente trabalhando na criação de aeronaves "verdes", e nos Estados Unidos planejam fazer a primeira aeronave tripulada do mundo helicóptero em combustível de hidrogênio. No entanto, especialistas eles dizemque o hidrogênio “verde” será capaz de competir com seus equivalentes não ecologicamente corretos não antes de 10 anos. Ao mesmo tempo, a UE, a Austrália, os EUA e outros países já estão iniciado para desenvolver a energia de hidrogênio, e o Japão tornou uma prioridade estadual em 2017. Nesta indústria, os engenheiros definitivamente terão algo a fazer.
Tendência 2: otimização da produção de alimentos - fazendas verticais para hortaliças e frutas
Uma vez que a construção de arranha-céus resolveu o problema da compactação das cidades. Agora os engenheiros estão transferindo essa ideia para a agricultura e sugerem a construção de fazendas não em largura, mas em cima - canteiros de vários andares em vez de quilômetros de campos. Uma fazenda agrícola vertical é um complexo automatizado com iluminação artificial, ar condicionado, aquecimento e ar estéril. Geralmente existe um sistema de irrigação fechado: você pode reutilizar a umidade evaporada e economizar até 90% de água. Tal milagre de engenharia permitirá a agricultura mesmo no centro da cidade. E também em áreas de clima árido e condições adversas do Extremo Norte.
Frutas e vegetais de tais fazendas não são piores do que as comuns. E talvez ainda melhor: não contêm agrotóxicos e pragas, pois não são utilizados fertilizantes e produtos químicos na produção. Por avaliações de especialistas, até 2025, as fazendas verticais se tornarão a norma para as grandes cidades dos países desenvolvidos. Hoje, a agricultura incomum é mais ativa desenvolve nos EUA, Alemanha, China e Japão. Até o chefe da Amazon, Jeff Bezos, apreciou a tendência tecnológica e se apressou investir em uma startup que trabalha com fazendas verticais.
Tendência 3: desenvolvimento de modelagem e engenharia da computação
A concorrência entre os fabricantes está crescendo a um ritmo vertiginoso, os processos nas empresas estão se tornando mais complexos, os custos e os riscos estão aumentando. A engenharia da computação ajuda a acompanhar o progresso e reduzir custos. Esses sistemas permitem projetar modelos digitais de produtos e processos de todo o ciclo de produção.
Essas tecnologias acabam sendo mais econômicas que os protótipos reais - os modelos virtuais não requerem materiais, apenas cálculos na tela do computador. Na produção de mercadorias, a modelagem reduz o percentual de defeitos do produto, pois muitos erros são eliminados na fase de projeto. Hoje, essas tecnologias são usadas com sucesso em engenharia mecânica, metalurgia, biomedicina, arquitetura, design e até mesmo na indústria aeroespacial. Em outubro do ano passado, Elon Musk abriu a quarta Tesla Gigafactory em Berlim. Está planejado para lançamento 500 mil carros por ano. É claro que esses volumes de produção serão fornecidos, entre outras coisas, pela engenharia da computação. A propósito, valiosos especialistas desse perfil começaram cozinheiro e nas universidades russas.
Tendência 4: construir edifícios com impressão 3D
Com o uso de uma impressora 3D, tornou-se possível construir casas em questão de dias. O maior edifício do mundo "impresso" em Dubai. Este é o resultado do trabalho de uma startup com raízes russas, que em 2017 “construído» em nossa própria impressora 3D uma casa de 38 metros em Stupino, perto de Moscou, em apenas 24 horas. A área de construção nos Emirados Árabes Unidos é de 641 metros quadrados, horrível no Guinness Book of Records e trouxe aos empresários um milhão de dólares. De acordo com os planos das autoridades de Dubai, até 2030, um quarto dos edifícios da cidade serão construídos com impressoras 3D.
Tecnologia permite reduzir os custos de construção em seis vezes, além de reduzir o desperdício no canteiro de obras. No campo da impressão 3D de edifícios, outra direção também é relevante para os engenheiros - a criação de novos materiais. Por exemplo, a Universidade de South Wales conseguiu venha comcomo reparar plástico impresso em 3D usando feixes de LED. Experimentos mostraram que o método encontrado restaura o material e, além disso, o torna mais forte. Um bônus útil da descoberta é a preocupação com o meio ambiente, pois a solução reduz a quantidade de resíduos plásticos.
Tendência 5: Fazer roupas com tecidos inteligentes
Quem teria pensado que os engenheiros se envolveriam seriamente na produção de materiais para roupas. Fibras ópticas, metais, polímeros condutores e outros componentes substituíram o algodão e a lã tradicionais. Por exemplo, os novos sintéticos podem absorver o suor e não ficarem pesados, e os tecidos impermeáveis protegem perfeitamente contra o mau tempo - isso não surpreenderá ninguém.
Agora há um desenvolvimento ativo de materiais especiais - inteligentes - capazes de se adaptar às mudanças ambientais. Por exemplo, mude a cor, "ligue" a resistência à água, propriedades antibacterianas e outras. Roupas inteligentes ajudarão você a não congelar no frio e não superaquecer no calor. tecido adaptativo surgiu com na Universidade de Maryland. Ele reage à temperatura do corpo humano e decide se deve aquecer ou resfriar o corpo. Tecidos inteligentes podem até facilitar o trabalho dos médicos. Sensores e sensores em tais materiais permitir monitorar a saúde dos pacientes e detectar os sintomas de certas doenças.
Os engenheiros tornam nosso mundo melhor e mais conveniente. A profissão estará em alta demanda nas próximas décadas, por isso muitos alunos e estudantes querem construir uma carreira nesta indústria. Existem até competições inteiras entre futuros engenheiros! A 10ª temporada do CASE‑IN International Engineering Championship, um dos projetos da plataforma presidencial “Russia – Land of Opportunities”, terá início em breve. Durará 5 meses e a final será realizada em maio de 2022 em Moscou. "Atletas" terão que resolver problemas sobre o tema "Indústria 4.0".
As inscrições dos participantes do campeonato já começaram. Alunos, estudantes e jovens especialistas de qualquer região da Rússia podem experimentar a competição. Entre os prêmios estão pontuações adicionais de USE, condições preferenciais de admissão em programas de pós-graduação e mestrado, além de ofertas de trabalho interessantes.