مشروع سكني بالطباعة التجسيمية للعيش المستدام

قطاع البناء يولد الحصة الأكبر من انبعاثات غازات الدفيئة عالمياً

مشروع سكني بالطباعة التجسيمية للعيش المستدام
TT

مشروع سكني بالطباعة التجسيمية للعيش المستدام

مشروع سكني بالطباعة التجسيمية للعيش المستدام

اليوم، وبينما تواصل البشرية معركتها مع أزمة مناخية تطول تأثيراتُها السلبية جميع الصناعات، تحتل التصميمات المستدامة صدارة عالم التصميم. وتبدو الاستدامة في عالم العمارة مهمة صعبة نظراً لحجم التصميم المطلوب، ولكن إيجاد الحلول الصحيحة سيولد آثاراً كبيرة لإحداث الكثير من التغييرات الإيجابية.

سكن مستدام
تواجه العالم، اليوم، حقيقة مدهشة بعض الشيء، وهي أن قطاع البناء يولد الحصة الأكبر من انبعاثات غازات الدفيئة عالمياً، أي 39 في المائة منها... مقابل قطاع الطيران الذي لا تتعدى حصته 2 في المائة. وفي الواقع، ينتج الإسمنت وحده ما يقارب 8 في المائة من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية، ما يعكس أهمية تطوير مساكن مبنية بطريقة مستدامة.
ولهذا السبب، قررت شركتا «ماريو كوتشينيلا أركيتكتس» و«واسب» (WASP) المضي نحو هذا الحل وصممتا مشروع «تيكلا» الذي يرتكز على بناء مساكن بواسطة الطباعة التجسيمية (ثلاثية الأبعاد) وباستخدام مواد طبيعية.
بدأ مشروع «تيكلا» TECLA للعمارة كنموذج تجريبي عام 2019، بالقرب من مدينة بولونيا في إيطاليا للاستجابة لمشاكل اجتماعية ملحة ناتجة عن انفجار سكاني متصاعد أدى إلى نقص حاد في المساكن ذات الأسعار المعقولة.
وُلد المشروع بالاعتماد على مواد مُعاد استخدامها وتدويرها مستخرجة من الأرض المحلية، ويهدف إلى تأمين نموذجٍ للسكن الدائري الاقتصادي المناسب لمحدودي الدخل. وقد صممت هذا المسكن شركة «ماريو كوتشينيلا أركيتكتس» ونفذته على أرض الواقع شركة «واسب» لتقنيات الهندسة والطباعة.
يُعد «تيكلا» أول المشروعات المبنية بالكامل من الطباعة ثلاثية الأبعاد، ومن طين محلي المصدر استخدم لقرون في دول كالهند كبديل للإسمنت، غير مكلف وصديق للبيئة. ويتميز الطين بقابلية التحلل وإعادة التدوير ويعد بتصفير النفايات الصادرة عن هذا البناء.

تأقلم مع المناخ
استوحت الشركتان اسم المشروع من مدينة خيالية تحدث عنها الكاتب إيتالو كالفينو، وسيتم بناؤه باستخدام عدد من الطابعات ثلاثية الأبعاد، التي ستعمل مع بعضها في وقتٍ واحدٍ، الأمر الذي سيُعتبر إنجازاً بحد ذاته نظراً لحجم المشروع.
صُمم المشروع السكني وبُني ليتأقلم مع بيئات متعددة، وفقاً لموقع «يانكو ديزاين»، وليكون قادراً على الإنتاج الذاتي باستخدام «أدوات صانع الاقتصاد المبتدئ» من «واسب». يسهم هذا المشروع في تقليل النفايات الصناعية وينشّط الاقتصادات المحلية والوطنية باستخدام نموذج مستدام يتطلب مشاركة السكان، ما سيسهم في تمتين المجتمع والصحة البيئية. طُور المشروع بكامله بالاعتماد على بحث مستفيض قامت به مؤسسة مدرسة الاستدامة التي أنشأها ماريو كوتشينيلا نفسه، واستكشف هذا البحث القيم أسباب وآثار التشرد بناءً على دراسة حالات في مناطق مختلفة بمناخات مختلفة.
في النتيجة، نجحت الشركتان في تصميم مشروع سكني قادر على الصمود في أي مناخ مع الحفاظ على فاعليته على صعيد الطاقة، على عكس المساكن ونماذج البناء التقليدية. ويشكل «تيكلا» اليوم موضوع دراسة قد تتحول إلى قاعدة للمدن البيئية المكتفية ذاتياً.



«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية
TT

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

«طلاء شمسي» لشحن السيارات الكهربائية

في المستقبل، يمكن تغطية سيارتك الكهربائية بألواح شمسية -ليس فقط على السطح، ولكن في جميع أنحاء الجزء الخارجي من السيارة- بفضل طلاء خاص.

وسواء كنت تقود السيارة أو كانت متوقفة، يمكن لهذا الطلاء الشمسي حصاد الطاقة من الشمس، وتغذيتها مباشرة في بطارية السيارة الكهربائية. وربما يبدو الأمر وكأنه شيء من كتاب خيال علمي، إلا أن الباحثين في شركة «مرسيدس بنز» يعملون بالفعل على جعله حقيقة واقعة.

عجينة لطلاء شمسي

يقول يوشين شميد، المدير الأول لشركة «مستقبل القيادة الكهربائية» Future Electric Drive، للبحث والتطوير في «مرسيدس بنز» الذي يستكشف تقنيات السيارات الكهربائية في مرحلة مبكرة: «نحن ننتج مئات السيارات يومياً، وسطح السيارة مساحة كبيرة جداً. فلماذا لا نستخدمها لحصاد طاقة الشمس؟».

إن المادة الكهروضوئية التي تبحثها شركة مرسيدس تشبه العجينة التي يمكن وضعها على الجزء الخارجي للسيارة. يبلغ سمك الطلاء 5 ميكرومترات فقط (يبلغ متوسط ​​سمك شعرة الإنسان نحو 100 ميكرومتر)، ويزن 50 غراماً لكل متر مربع.

وقود شمسي لآلاف الكيلومترات

في سيارة رياضية متعددة الأغراض SUV متوسطة الحجم، ستشغل العجينة، التي تطلق عليها مرسيدس أيضاً طلاءً شمسياً، نحو 118 قدماً مربعة، ما ينتج طاقة كافية للسفر لمسافة تصل إلى 7456 ميلاً (12000 كم) في السنة. ويشير صانع السيارة إلى أن هذا يمكن أن يتحقق في «ظروف مثالية»؛ وتعتمد كمية الطاقة التي ستحصدها هذه العجينة بالفعل على قوة الشمس وكمية الظل الموجودة.

طلاء مرن لصبغ المنحنيات

ولأن الطلاء الشمسي مرن، فيمكنه أن يتناسب مع المنحنيات، ما يوفر فرصاً أكبر للطاقة الشمسية مقارنة بالألواح الشمسية الزجاجية التي لا يمكن ثنيها، وبالتالي لا يمكن تثبيتها إلا على سقف السيارة أو غطاء المحرك. يُعدّ الطلاء الشمسي جزءاً من طلاء متعدد الخطوات يتضمن المادة الموصلة والعزل والمادة النشطة للطاقة الشمسية ثم الطلاء العلوي لتوفير اللون (يشكل كل ذلك معاً عمق بـ5 ميكرونات).

لن تكون هذه الطبقة العلوية طلاءً قياسياً للسيارات لأنها لا تحتوي على صبغة. بدلاً من ذلك، ستبدو هذه الطبقة أشبه بجناح الفراشة، كما يقول شميد، وستكون مادة شديدة الشفافية مليئة بجسيمات نانوية تعكس الأطوال الموجية من ضوء الشمس. كما يمكن تصميمها لتعكس أطوال موجية محددة، ما يعني أن السيارات الكهربائية يمكن أن تأتي بألوان أخرى.

وسيتم توصيل الطلاء الشمسي أيضاً عن طريق الأسلاك بمحول طاقة يقع بجوار البطارية، الذي سيغذي مباشرة تلك البطارية ذات الجهد العالي.

تأمين أكثر من نصف الوقود

ووفقاً للشركة فإن متوسط سير ​​السائق هو 32 ميلاً (51.5 كم) في اليوم؛ هناك، يمكن تغطية نحو 62 في المائة من هذه الحاجة بالطاقة الشمسية من خلال هذه التكنولوجيا. بالنسبة للسائقين في أماكن مثل لوس أنجليس، يمكن أن يغطي الطلاء الشمسي 100 في المائة من احتياجات القيادة الخاصة بهم. يمكن بعد ذلك استخدام أي طاقة إضافية عبر الشحن ثنائي الاتجاه لتشغيل منزل شخص ما.

على عكس الألواح الشمسية النموذجية، لا يحتوي هذا الطلاء الشمسي على أي معادن أرضية نادرة أو سيليكون أو مواد سامة أخرى. وهذا يجعل إعادة التدوير أسهل. وتبحث «مرسيدس» بالفعل عن كيفية جعل إصلاحه سهلاً وبأسعار معقولة.

يقول شميد: «قد تكون هناك مخاوف من أن سيارتي بها خدش، فمن المحتمل أن لوحة الباب معطلة»، وتابع: «لذا اتخذنا احتياطاتنا، ويمكننا بسهولة القول إن لدينا تدابير مضادة لذلك».

ومع تغطية المركبات الكهربائية بالطلاء الشمسي، لن يكون هناك الكثير من القلق بشأن شبكات الشحن، أو الحاجة إلى قيام الناس بتثبيت أجهزة الشحن في منازلهم. ويقول شميد : «إذا كان من الممكن توليد 50 في المائة أو حتى أكثر من قيادتك السنوية من الشمس مجاناً، فهذه ميزة ضخمة ويمكن أن تساعد في اختراق السوق».

ومع ذلك، فإن حقيقة طلاء سيارتك الكهربائية بالطاقة الشمسية لا تزال على بعد سنوات، ولا تستطيع مرسيدس أن تقول متى قد يتم طرح هذا على طرازاتها، لكنها شركة واثقة من تحقيقها.

* مجلة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».

اقرأ أيضاً