10 incredibili tecnologie di costruzione che potrebbero cambiare il mondo

Gli effetti degli umani sulla Terra stanno diventando più profondi ogni giorno. Il nostro consumo energetico è più elevato che mai e sta solo peggiorando. Anche la popolazione sta crescendo, il che sta mettendo a dura prova le risorse di base come lo spazio, l'acqua e il cibo. Infine, l'ambiente sta cambiando rapidamente, il che ha portato a condizioni climatiche estreme che hanno avuto un effetto tremendo sulle città di tutto il mondo.

Per affrontare alcuni di questi problemi, sono state apportate modifiche innovative alle vecchie tecnologie di costruzione per rendere il futuro bello, pulito e (soprattutto) vivibile.

10 città di bambù

La maggior parte delle persone in Occidente pensa al bambù come materiale decorativo. Ma in realtà è una risorsa di costruzione incredibile. Il bambù è in rapida crescita, più forte dell'acciaio e più resistente del cemento. Questo è il motivo per cui Penda, uno studio di architettura a Pechino, in Cina, vuole usare il bambù come risorsa principale per costruire un'intera città.

La città sarebbe sostenibile, rispettosa dell'ambiente e poco costosa. Gli edifici sarebbero stati costruiti mettendo insieme canne di bambù per creare un giunto a X e poi legandoli insieme con la corda. Usando questa tecnica, Penda pensa di poter costruire una città che ospiterà 200.000 persone entro il 2023.

Una volta completata la struttura, le aggiunte possono essere facilmente installate sia orizzontalmente che verticalmente. Inoltre, una stanza o anche un'intera struttura può essere smontata senza molti sforzi, e dal momento che è solo canne e corde di bambù, può essere riutilizzata.

9 Nanotread di diamante

Per quanto ne sappiamo, i diamanti sono i minerali più duri che si verificano naturalmente sulla Terra. Nella giusta forma, questa forza rende i diamanti un eccellente materiale da costruzione.

Alla Penn State University, i ricercatori hanno creato innovative nanostrutture di diamanti che sono 20.000 volte più sottili di una ciocca di capelli umani. Anche così, i nanotesti di diamante sono considerati il ​​materiale più forte sulla Terra (e forse nell'universo). Oltre ad essere magri e forti, sono incredibilmente leggeri.

I ricercatori sono stati in grado di creare queste stringhe di diamanti ultrasottili applicando cicli alternati di pressione a molecole di benzene isolate che si trovavano allo stato liquido. Questo ha creato anelli di atomi di carbonio che si univano in una catena ordinata.

Questi nanotesti non possono essere utilizzati nella costruzione di tutti i giorni, ma potrebbero essere utilizzati in progetti ambiziosi, come il cavo per un ascensore spaziale, che potrebbe portare a un turismo spaziale più economico.

8 isolamento Airgel

Airgel non è un nuovo materiale. In effetti, è stato studiato negli anni '20, con risultati sul materiale pubblicato nel 1932. Viene creato rimuovendo il liquido dal gel e sostituendo il liquido con il gas. In questo modo, la sostanza diventa ultraleggera perché è al 90 percento di aria. Quando viene trasformato in una coperta, è ottimo per l'isolamento. L'aerogel è stato utilizzato per isolare le condutture nelle aree industriali, ed è stato addirittura utilizzato sul rover Mars.

Una società che vuole utilizzare la tecnologia di aerogel per l'isolamento domestico è Aspen Aerogels. Hanno creato un prodotto chiamato coperte Spaceloft con cui è facile lavorare perché sono così leggeri e sottili. Nonostante il loro peso leggero, le coperte hanno da due a quattro volte il valore di isolamento per pollice rispetto al tradizionale isolamento in fibra di vetro o schiuma.

Le coperte Spaceloft permettono anche al vapore acqueo di attraversarle, e forse la cosa più impressionante, sono resistenti al fuoco. Anche se le case avvolte nelle coperte di aerogel non saranno a prova di fuoco come le case Fahrenheit 451questo tipo di isolamento ridurrebbe certamente il numero di incendi residenziali.

Il problema è che l'aerogel è molto più costoso dell'isolamento tradizionale, anche se a lungo termine farà risparmiare denaro sulle bollette energetiche. Inoltre, non tutte le case possono essere facilmente adattate al materiale. Le coperte funzionano meglio nelle case più vecchie o con nuove case specificamente progettate per essere isolate con aerogel.

7 Stampanti stradali

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Ci vuole molto tempo per aprire una strada. In media, un lavoratore può pavimentare 100 metri quadrati al giorno nel modo tradizionale. Cercando di accorciare questo processo sono le stampanti stradali come la pavimentazione Tiger Stone, che può "stampare" 300 metri quadrati di strada di ciottoli in un giorno.

Un altro è RoadPrinter di RPS, che può fare 500 metri quadrati (5.300 piedi) al giorno. Da uno a tre operatori alimentano i mattoni nella macchina. Quindi il pusher ordina i mattoni in uno schema simile a un tappeto. A quel punto, la gravità prende il sopravvento e la macchina appoggia la strada di mattoni. In seguito, un rullo compressore schiaccia i mattoni in posizione.

Le stampanti sono alimentate elettricamente e non hanno molte parti mobili, il che le rende facili da usare e da mantenere. Inoltre, non fanno molto rumore, soprattutto rispetto ai tradizionali metodi di pavimentazione stradale.

Naturalmente, la differenza principale tra la maggior parte delle strade e quelle stampate a macchina è che le macchine appoggiano il mattone anziché l'asfalto. Tuttavia, le strade in mattoni sono anche migliori dell'asfalto perché filtrano l'acqua, si espandono quando sono congelate e durano più a lungo.

6 ascensori multidirezionali senza cavo

Un grosso problema con le enormi infrastrutture è il modo efficace per aggirarle. Gli umani possono camminare così velocemente e così lontano. Inoltre, ogni pozzo dell'ascensore ha una sola cabina dell'ascensore. Se hai mai dovuto usare un ascensore in un grande edificio, sai che spesso può richiedere molto tempo per ottenere una macchina.

La compagnia di ascensore tedesca ThyssenKrupp sta cercando di rimediare a questi problemi. Invece di usare i cavi, il loro ascensore proposto userebbe la tecnologia di levitazione magnetica. Ciò consentirebbe alle loro auto di viaggiare sia verticalmente che orizzontalmente. Permetterebbe anche più di una macchina per albero, il che ridurrebbe i tempi di attesa. Quindi ci sarebbe meno bisogno di più porte dell'ascensore.

Infine, gli elevatori magnetici userebbero molta meno energia, rendendoli migliori per l'ambiente. Nel 2016, ThyssenKrupp ha in programma di testare il nuovo sistema di ascensori in un edificio nel loro campus di ricerca.

5 colori solari

Una delle più grandi lamentele riguardo ai pannelli solari è che sono grandi occhi neri e gonfi che non sono abbastanza potenti. Per cambiare questo, alcuni ricercatori stanno producendo celle solari così piccole e flessibili da poter essere dipinte sulle superfici. Infatti, un team di ricercatori dell'Università di Alberta ha creato una cella solare spray con nanoparticelle di zinco e fosforo.

Se ogni proprietario di casa dipingesse il suo tetto con questo tipo di pittura solare, potrebbe generare più di abbastanza energia per la casa e ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili. Non sarebbe necessario alcun retrofitting, il che minimizzerebbe i lavori di costruzione. Inoltre, la vernice solare è molto meno costosa da produrre rispetto ai tradizionali pannelli solari. Le celle solari utilizzate nella vernice non sono ancora efficienti, ma i ricercatori stanno lavorando per risolvere questo problema.

4 città verticali

Secondo le proiezioni delle Nazioni Unite, ci saranno oltre 9,6 miliardi di persone sulla Terra entro il 2050. Questo è 2,3 miliardi di persone in più rispetto a oggi. Inoltre, si stima che il 75% della popolazione mondiale vivrà nelle città, aggravando i nostri problemi con la mancanza di spazio nelle nostre città.

Un modo per superare questo problema è costruire città verticali. Ci sono già alcune città verticali proposte da costruire nel Sahara, negli Emirati Arabi Uniti (EAU) e in Cina.

Queste città verticali sarebbero edifici giganteschi che fornirebbero residenze, luoghi di lavoro e acquisti. Ad esempio, lo studio italiano Luca Curci Architects sta costruendo un edificio negli Emirati Arabi Uniti con 189 livelli. Ospiterà 25.000 persone, insieme a negozi e attività commerciali. Dal momento che le persone non avrebbero bisogno di lasciare l'edificio, questo risolverebbe il problema dello spazio e ridurrebbe le impronte di carbonio dei residenti.

Le megastrutture sarebbero autosufficienti e verdi. Dal momento che sono così grandi, i pannelli solari potrebbero essere collocati in tutti gli edifici. Userebbero anche energia geotermica e hanno la raccolta dell'acqua piovana.

3 Smart Concrete

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Quando un'area inizia ad allagare, non ci sono abbastanza posti per l'acqua da drenare. Questo peggiora nelle aree urbane perché c'è meno terreno per assorbire l'acqua. Per ridurre le inondazioni, la società britannica Tarmac ha creato un prodotto per asfalto chiamato Topmix Permeable.

La maggior parte del calcestruzzo consente all'acqua di immergersi nel terreno, ma solo circa 300 millimetri (1 piedi) di acqua passano all'ora. Topmix può consentire 36.000 millimetri (118 piedi) di acqua all'ora, che è di circa 3.300 litri (880 galloni) al minuto.

Invece di usare sabbia come la maggior parte del cemento, Topmix produce il suo prodotto con pezzi di granito frantumato che vengono imballati insieme. L'acqua defluisce attraverso questi pezzi di granito, dove può essere assorbito nel terreno, indirizzato a un sistema fognario, o raccolto in una riserva d'acqua. Oltre a ridurre le possibilità di inondazioni, Topmix mantiene le strade più asciutte, il che le rende più sicure. Inoltre, l'acqua può essere indirizzata verso un serbatoio per il riutilizzo in vari modi.

Il problema con il calcestruzzo permeabile è che può essere utilizzato solo in aree dove non fa troppo freddo. Il freddo farebbe espandere il calcestruzzo, che lo distruggerebbe. È anche molto più costoso da installare rispetto al calcestruzzo tradizionale, ma le città potrebbero risparmiare denaro nel lungo periodo se il prodotto riduce le inondazioni.

2 Smart Bricks

Solo guardando gli Smart Bricks sviluppati da Kite Bricks, puoi vedere che sono stati ispirati da Lego. Questi mattoni hanno le manopole sulla parte superiore e si connettono esattamente come fanno i pezzi Lego. Gli Smart Bricks sono tenuti in posizione usando il tondo per cemento armato, con pezzi di diverse forme stratificati nel design.

Invece di usare il cemento, i mattoni sono tenuti insieme da un forte adesivo biadesivo. All'interno dell'edificio, pannelli intercambiabili con motivi possono essere attaccati ai mattoni. Questi pannelli eliminerebbero la necessità di cartongesso e verniciatura. Ci sono anche pezzi per costruire pavimenti e soffitti. I centri dei blocchi sono vuoti, lasciando spazio per isolamento, tubi idraulici e fili elettrici.

I mattoni porterebbero a un migliore controllo dell'energia termica, a una maggiore versatilità nell'edilizia ea costi di costruzione inferiori di circa il 50%.

1 costruzione di sciame robot

Per sviluppare metodi innovativi nel mondo delle costruzioni, i ricercatori di Harvard si sono rivolti alla natura per ispirarsi, in particolare termiti. Le termiti possono costruire grandi strutture pur non avendo una supervisione centrale. Per fare questo, le termiti portano un pezzo di terra nel primo cantiere. Se quel punto viene preso, si spostano semplicemente sul punto successivo.

Il progetto TERMES utilizza la stessa idea di costruzione dello sciame, ma usano piccoli robot. Questi droni semplici ed economici costruiscono strutture seguendo un progetto iniziale e mettendo un blocco nel successivo spazio disponibile fino al completamento della struttura. Ciò significa che lo sciame necessita di un piccolo intervento da parte degli umani dopo il progetto iniziale.

Gli sciami sarebbero l'ideale per costruire strutture in luoghi pericolosi, come quelli nello spazio o sott'acqua. Potrebbero anche fare un lavoro umile che sarebbe uno spreco di tempo umano. Poiché sono autoguidati, possono costruire strutture in modo più efficiente ed efficace rispetto agli umani.