Imprenta en impresora 3D y 4 tendencias de ingeniería más que harán de nuestro mundo un lugar mejor

Tendencia 1: desarrollo de combustibles ecológicos para ayudar a reducir su huella de carbono

El mundo progresista está seriamente comprometido con la transición hacia fuentes de energía limpias y renovables para el transporte. Las carreteras están llenas de vehículos eléctricos, pero esto no es suficiente para los ingenieros. Están trabajando con todas sus fuerzas para mejorar los motores de hidrógeno. El hidrógeno verde ya se considera la principal alternativa al combustible diesel, y los científicos han encontrado una manera de producirlo de manera respetuosa con el medio ambiente. Para ello se utiliza la electrólisis del agua, y la energía necesaria para la reacción procede de una fuente renovable. El método le permite deshacerse de 830 millones de toneladas emisiones dañinas de dióxido de carbono por año.

Muchos gigantes automotrices ya están produciendo automóviles con motores de hidrógeno. El siguiente paso es la aviación. Airbus está activamente laboral en la creación de aviones "verdes", y en los Estados Unidos planean hacer el primer avión tripulado del mundo helicóptero en combustible de hidrógeno. Sin embargo, los expertos ellos dicenque el hidrógeno "verde" podrá competir con sus contrapartes no amigables con el medio ambiente no antes de 10 años. Al mismo tiempo, la UE, Australia, EE. UU. y otros países ya están empezado para desarrollar energía de hidrógeno, y Japón lo convirtió en una prioridad estatal en 2017. En esta industria, los ingenieros definitivamente tendrán algo que hacer.

Tendencia 2: optimización de la producción de alimentos: granjas verticales para verduras y frutas

Una vez que la construcción de rascacielos resolvió el problema de la compactación de las ciudades. Ahora, los ingenieros están transfiriendo esta idea a la agricultura y sugieren construir granjas no a lo ancho, sino en altura: lechos de varios pisos en lugar de kilómetros de campos. Una granja agrícola vertical es un complejo automatizado con iluminación artificial, aire acondicionado, calefacción y aire estéril. Suele haber un sistema de riego cerrado: se puede reutilizar la humedad evaporada y ahorrar hasta un 90% de agua. Tal milagro de ingeniería permitirá la agricultura incluso en el centro de la ciudad. Y también en zonas de clima árido y duras condiciones del Extremo Norte.

Las frutas y verduras de tales granjas no son peores que las ordinarias. Y tal vez aún mejor: no contienen pesticidas ni plagas, porque no se utilizan fertilizantes ni productos químicos en la producción. Por evaluaciones de expertos, para 2025, las granjas verticales se convertirán en la norma para las grandes ciudades de los países desarrollados. Hoy en día, la agricultura inusual es más activa desarrolla en Estados Unidos, Alemania, China y Japón. Incluso el máximo responsable de Amazon, Jeff Bezos, agradeció la tendencia tecnológica y se apresuró invertir en una startup que trabaja con granjas verticales.

Tendencia 3: desarrollo de la ingeniería de modelado e informática

La competencia entre los fabricantes crece a un ritmo vertiginoso, los procesos en las empresas se vuelven más complejos, los costos y los riesgos aumentan. La ingeniería informática ayuda a mantenerse al día con el progreso y reducir los costos. Estos sistemas permiten diseñar modelos digitales de productos y procesos de todo el ciclo productivo.

Dichas tecnologías resultan ser más económicas que los prototipos reales: los modelos virtuales no requieren materiales, solo cálculos en una pantalla de computadora. En la producción de bienes, el modelado reduce el porcentaje de defectos del producto, porque muchos errores se eliminan en la etapa de diseño. Hoy en día, estas tecnologías se utilizan con éxito en ingeniería mecánica, metalurgia, biomedicina, arquitectura, diseño e incluso en la industria aeroespacial. En octubre del año pasado, Elon Musk inauguró la cuarta Gigafactory de Tesla en Berlín. Está planeado para liberar 500 mil autos al año. Por supuesto, tales volúmenes de producción serán proporcionados, entre otras cosas, por la ingeniería informática. Por cierto, valiosos especialistas de este perfil comenzaron cocinar y en las universidades rusas.

Tendencia 4: construir edificios con impresión 3D

Con el uso de una impresora 3D, fue posible construir casas en cuestión de días. El edificio más grande del mundo "impreso" en Dubai. Este es el resultado del trabajo de una startup con raíces rusas, que allá por 2017”construido» en nuestra propia impresora 3D una casa de 38 metros en Stupino, cerca de Moscú, en solo 24 horas. El área de construcción en los Emiratos Árabes Unidos es de 641 metros cuadrados, horrible en el Libro Guinness de los Récords y trajo a los empresarios un millón de dólares. Según los planes de las autoridades de Dubái, para 2030 una cuarta parte de los edificios de la ciudad se construirán con impresoras 3D.

Tecnología permite reducir los costos de construcción seis veces, así como reducir los desechos en el sitio de construcción. En el campo de la impresión 3D de edificios, otra dirección también es relevante para los ingenieros: la creación de nuevos materiales. Por ejemplo, la Universidad de Gales del Sur pudo proponercómo reparar plástico impreso en 3D usando haces de LED. Los experimentos han demostrado que el método encontrado restaura el material y, además, lo fortalece. Una ventaja útil del descubrimiento es la preocupación por el medio ambiente, porque la solución reduce la cantidad de desechos plásticos.

Tendencia 5: Confección de ropa con tejidos inteligentes

¿Quién hubiera pensado que los ingenieros se involucrarían seriamente en la producción de materiales para la ropa? La fibra óptica, los metales, los polímeros conductores y otros componentes han reemplazado al algodón y la lana tradicionales. Por ejemplo, los nuevos materiales sintéticos pueden absorber el sudor y no volverse pesados, y las telas impermeables protegen perfectamente contra el mal tiempo; esto no sorprenderá a nadie.

Ahora hay un desarrollo activo de materiales especiales, inteligentes, que pueden adaptarse a los cambios ambientales. Por ejemplo, cambiar de color, "encender" la resistencia al agua, propiedades antibacterianas y otras. La ropa inteligente te ayudará a no congelarte con el frío y no sobrecalentarte con el calor. tejido adaptativo se le ocurrió en la Universidad de Maryland. Reacciona a la temperatura del cuerpo humano y decide si calentar o enfriar el cuerpo. Los tejidos inteligentes pueden incluso facilitar el trabajo de los médicos. Sensores y sensores en tales materiales. permitir monitorear la salud de los pacientes y detectar los síntomas de ciertas enfermedades.