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10 innovazioni per salvarci dal drenaggio delle risorse della terra
Mentre la popolazione continua a crescere e i combustibili fossili continuano a diminuire, troveremo sempre più difficile produrre energia, cibo e acqua pulita. Ma i progressi della tecnologia - alcuni semplici, alcuni strabilianti - stanno rivelando nuovi modi per farci prosperare sulle risorse limitate del pianeta.
10Warka Water
L'Etiopia ha il minimo accesso all'acqua potabile pulita tra tutti i paesi africani. Le donne ei bambini della maggior parte dei villaggi devono viaggiare molte ore al giorno per raccogliere l'acqua, che è spesso sporca e contaminata dall'essere condivisa con il bestiame e altri animali.
"Warka Water" è una soluzione progettata da due ingegneri italiani e si basa su un principio molto semplice. Cattura il vapore acqueo dall'aria attraverso la condensa. Con un'altezza di 9 metri (30 piedi), la struttura è realizzata in bambù e uno speciale tessuto in polietilene che raccoglie le gocce d'acqua. Pesa circa 60 chilogrammi (130 libbre) e può essere assemblato da quattro persone in un paio d'ore senza impalcature. Ogni pilastro può produrre circa 100 litri (26 galloni) di acqua pulita e fresca al giorno dal nulla senza alcuno sforzo.
La parola etiope Warka si riferisce ad un albero di fico selvatico nativo del paese. L'albero warka simboleggia la fertilità e la generosità ed è comunemente usato per incontri pubblici e classi scolastiche.
Il progetto Warka Water mira a essere attivo e funzionante nel 2015 in alcuni villaggi in tutto il paese. Rappresenta una soluzione semplice, economica ed elegante per risolvere una piccola parte di un grande problema.
9Energy Tower
The Energy Tower è un concetto basato sullo stesso principio della Solar Updraft Tower, ma al contrario. Invece di riscaldare l'aria sul terreno e farlo alzare, il piano qui è di raffreddare l'aria nella parte superiore e farla cadere. Per fare ciò, gli scienziati spruzzano acqua alla testa della torre, imitando la pioggia. L'aria si raffredda mentre l'acqua evapora. Poiché l'aria fredda è più pesante dell'aria calda, scende a velocità molto elevate. La forza dei venti verticali guida le turbine alla base della torre, producendo elettricità.
Una torre del genere dovrebbe essere incredibilmente alta - 1.000 metri (3280 piedi), che è quasi tre volte l'altezza dell'Empire State Building e circa il 20 percento più alta dell'attuale struttura più alta del mondo. Ma sarebbe relativamente economico, considerando le dimensioni. Funzionerebbe efficientemente nei posti caldi e asciutti vicino alle fonti d'acqua.
Oltre a generare energia pulita, la torre avrebbe anche tagliato i costi di desalinizzazione di circa il 50%. Le acque reflue possono anche essere purificate, se città e paesi si trovano nelle vicinanze. I bacini di acqua marina vicino alla torre possono ospitare fino a 160.000 tonnellate di pesce. Inoltre, l'aria più fredda e umida pompata può modificare il clima arido locale, rendendolo adatto all'agricoltura.
Nel tempo, sale o altri materiali solidi possono intasare le turbine, ma a parte questo, la Torre dell'Energia sarebbe ampiamente autosufficiente.
8 Il frigorifero Bio
I normali frigoriferi domestici, anche i modelli più eco-compatibili, costituiscono circa l'8 percento della nostra intera bolletta dell'elettricità. Dopo lo sviluppo iniziale nel 1748 e alcune ulteriori modifiche apportate negli anni 1920, la tecnologia di refrigerazione non è cambiata molto. Il loro design è certamente diverso, ma funzionano ancora con refrigeranti chimici che rappresentano un rischio significativo per la salute se inalato.
Tuttavia, nel 2010 al concorso Electrolux Design Lab, la giovane designer russa Yuriy Dmitriev ha presentato la sua idea di refrigerazione futura. Invece di una scatola standard piena d'aria, il suo design mette il cibo in un gel di biopolimeri. Il gel assorbe il calore dal cibo e lo espelle come luce visibile.
Il frigorifero non ha motore. Fino al 90 percento del suo volume può essere utilizzato come spazio di archiviazione. Può venire in varie forme e dimensioni, e perché non ha porte o cassetti, si potrebbe anche montarlo sul soffitto se si voleva davvero.
Il design è solo un concetto a questo punto e non abbiamo la tecnologia per farlo funzionare, ma è una visione di come potrebbero essere i frigoriferi nell'anno 2050.
7Mine Kafon
Oltre 50 milioni di mine terrestri rimangono disperse in paesi come Angola, Cambogia, Afghanistan, Iraq e Mozambico. Le persone perdono regolarmente le loro membra o anche le loro vite per questi assassini nascosti. Si stima che il disarmo di una miniera sia costato circa $ 1.200, e considerando che solo l'Angola ne ha oltre 20 milioni, il totale richiesto per liberare il paese da questa terribile situazione potrebbe essere di oltre $ 24 miliardi.
Massoud Hassani, un designer afgano ed ex rifugiato, ha costruito il suo dispositivo di detonazione a basso costo. Con un peso di 70 chilogrammi (150 libbre), è abbastanza pesante da innescare una mina ma abbastanza leggero da essere spinto dal solo vento. Assomiglia a un dente di leone e si muove come un tumbleweed. Fatto di bambù e plastica biodegradabile, questo dispositivo può detonare tre o quattro cariche prima che sia completamente distrutto. Il costo per produrre un Mine Kafon è solo $ 40.
La miniera Kafon ha anche un sistema di localizzazione GPS integrato in grado di rilevare i movimenti di ogni singolo dispositivo e mostra dove è avvenuta una detonazione. Questo aiuta le persone a individuare le aree libere da mine e quali no.
Tuttavia, il Mine Kafon è ancora nelle prime fasi di sviluppo e presenta degli inconvenienti. È possibile che uno di questi dispositivi non inneschi ogni mia mina, specialmente se è già stato fatto detonare alcune volte. Un altro singhiozzo coinvolge il terreno. Non importa quanto il vento stia soffiando, è probabile che non sarà in grado di spingere la Miniera Kafon su una collina ripida, fuori da un fosso, o attraverso una zona boscosa.
Hassani è a conoscenza di questi problemi e afferma che le generazioni future del dispositivo saranno equipaggiate con motori elettrici per una maggiore mobilità e metal detector per mappare ogni oggetto metallico, in caso di detonazione fallita. Anche se questo non è il dispositivo perfetto, è un passo nella giusta direzione.
6Aerogel
L'aerogel è un materiale solido a base di gel di silice mediante un processo di rimozione di tutto il liquido, lasciando intatta la struttura molecolare. È composto da aria fino al 99,98%, il che lo rende estremamente leggero ma anche molto fragile. Può contenere fino a 4000 volte il proprio peso, ma può facilmente rompersi semplicemente piegandolo delicatamente.
Attualmente è utilizzato nella scienza spaziale e nell'esplorazione, raccogliendo polvere di cometa e fungendo da isolante di veicoli spaziali. Gli scienziati stanno attualmente cercando di capire come renderlo più resistente alle forze esterne in modo che possa avere un uso ancora più pratico.
Conosciuto anche come "fumo congelato", Airgel potrebbe farci risparmiare in modo significativo i costi di riscaldamento. Poiché è principalmente aria, e l'aria è un buon isolante, questo materiale a base di silicio può mantenere il calore dentro o fuori dalle nostre case. Altre sostanze simili, costituite da elementi come il carbonio, hanno ulteriori usi eco-compatibili.
5Soylent
Il buon cibo richiede tempo per prepararsi, mentre il cibo conveniente di solito contiene molte calorie grasse e vuote. Quindi, a meno che tu non abbia molto tempo libero, probabilmente mangi male. Un gruppo di giovani imprenditori americani si è preso la responsabilità di risolvere questo problema, sostituendo il cibo solido con una miscela pronta di tutti i minerali e le sostanze nutritive di cui il corpo ha bisogno.
Prende il nome dal prodotto un po 'simile in una classica storia di fantascienza, la polvere di Soylent si trasforma in una bevanda che è nutrizionalmente equivalente al pasto ideale. Centinaia di persone, incluso il designer, hanno vissuto esclusivamente su Soylent per mesi e si sentono meglio che mai.
Il prodotto è abbastanza economico da produrre e facile da conservare. A partire dal 2014, vendite al dettaglio per $ 3 per porzione e viene commercializzato a persone impegnate nei paesi industrializzati. La stessa tecnologia potrebbe aumentare di dimensioni per combattere a buon mercato la fame nel mondo.
4Bioluminescence
Gli scienziati stanno lavorando per dare le capacità di animali come meduse e lucciole alle piante, creando alberi che brillano nell'oscurità. Lo scopo di questo esperimento, oltre ad essere fantastico e abbastanza romantico, è quello di sostituire i lampioni nelle città. Venti somme e grandi quantità di carburante vengono spese ogni notte per l'illuminazione stradale, quindi la luce naturale autosufficiente produrrebbe enormi risparmi.
La State University di New York sta cercando di splicare i geni dai batteri bioluminescenti ai cloroplasti delle piante, che sono corpi di cellule vegetali che assorbono energia dalla luce solare. Finora, il progetto ha avuto successo con piccole piante da appartamento. Su una scala più ampia, questo stesso processo potrebbe davvero creare alberi che sostituiscono i lampioni stradali.
3The Traveling Wave Reactor
L'energia nucleare è un modo molto efficace per risolvere il dilemma della CO2 emissioni. Mentre alcuni disastri (Chernobyl nel 1986 e Fukushima nel 2011) hanno alimentato la paura e la sfiducia nei confronti della tecnologia, l'energia nucleare è complessivamente molto più sicura e pulita rispetto alle alternative più ampiamente utilizzate.
Tuttavia, mentre non consuma combustibili fossili, l'energia nucleare ha il suo problema di risorse. Usa un isotopo relativamente raro di uranio, uranio 235. L'uranio impoverito, U238, è un sottoprodotto della fissione nucleare ed è considerato uno spreco, buono solo per lo stoccaggio e l'armamento.
La società TerraPower sta sviluppando un nuovo tipo di reattore alimentato dall'uranio impoverito o il 99 percento dell'uranio che si trova solo in giro. Attualmente ci sono oltre 825.000 tonnellate di questo materiale solo negli Stati Uniti. Con il reattore a onde mobili, questo materiale potrebbe alimentare l'America per i prossimi 700 anni. E a causa del suo design e del tipo di uranio e liquido di raffreddamento utilizzato, un incidente si dice che sia quasi impossibile.
Questo tipo di reattore è stato considerato per decenni, ma gli sviluppi più recenti nella tecnologia hanno attirato molta nuova attenzione da figure come Bill Gates.
2 cucine solari
Il fornello solare è un dispositivo economico ed ecologico in grado di concentrare i raggi del sole in un punto utilizzando specchi o metalli riflettenti. Ci vuole solo il 10-15% in più per preparare il cibo, rispetto a un forno normale, ma funziona senza carburante.
Nei paesi in via di sviluppo in cui molte persone non hanno accesso alle basi per una vita decente, un forno autosufficiente vale il suo peso in oro. Tuttavia, questo non significa molto: un fornello solare pesa molto poco e persino un bambino piccolo può farcela. Allevia anche la grande richiesta di legno in aree che lottano contro la deforestazione e la desertificazione.
1 Piattaforme ascendenti
Il problema principale con le fonti energetiche rinnovabili come turbine eoliche e pannelli solari è che richiedono grandi quantità di spazio per coltivare correttamente l'elettricità. Influenzano anche la bellezza naturale del paesaggio. Un paio di turbine eoliche in cima a un campo verde con montagne innevate sullo sfondo sembrano molto belle e serene, ma centinaia e migliaia di persone imballate insieme creano un tale fastidio che le persone di solito rifiutano i progetti per costruirle. La risposta a questo problema potrebbe risiedere nel posizionare le turbine su superfici galleggianti, molto al largo.
Al concorso di design LAGI (Land Art Generator Initiative) del 2014, l'artista Felix Cheong ha presentato la propria interpretazione a questa soluzione. Le piattaforme oscillanti galleggiano sul mare e sfruttano la potenza del vento attraverso le loro vele slanciate. Assorbono anche il potere dalle maree attraverso le loro sottopelle. Producono persino energia dal semplice movimento fatto dalle persone che camminano sulla cima.