ο Υποτροφίες E4Cμε τη χορηγία του Engineering for Change, δίνουν τη δυνατότητα στους αρχικούς μηχανικούς και άλλους τεχνικούς επαγγελματίες σε όλο τον κόσμο να εργαστούν σε τοπικές και παγκόσμιες προκλήσεις βιώσιμης ανάπτυξης, χτίζοντας παράλληλα επαγγελματικές δεξιότητες και σχέσεις. ο Ίδρυμα Autodesk υποστηρίζει έως και 30 E4C Fellows, οι οποίοι θα δεσμευτούν πέντε μήνες για να εργαστούν για οργανισμούς χαρτοφυλακίου σε έργα Design for Good, Advancing Workflows και Impact Research. Οι E4C Fellows εργάζονται εξ αποστάσεως με ευέλικτα χρονοδιαγράμματα και στα δύο καλοκαίρι και χειμώνα κοόρτες. Αυτή η ιστορία είναι μέρος μιας συνεχιζόμενης σειράς που παρουσιάζει προφίλ αρκετών E4C Fellows που υποστηρίζονται από το Autodesk Foundation.
Το πρόβλημα της αντιμετώπισης των οργανικών ανθρώπινων αποβλήτων παραμένει ένα θέμα ταμπού, καθώς και μια απατηλά διάχυτη πρόκληση, σύμφωνα με τη Fresh Life (παλαιότερα γνωστή ως The Sanergy Collaborative), έναν οργανισμό που ιδρύθηκε το 2010 για να λύσει την κρίση αποχέτευσης απορριμμάτων μέσω της κυκλικής οικονομίας. Περίπου ο μισός πληθυσμός του πλανήτη ζει σε ένα μέρος όπου τα ανθρώπινα απόβλητα καταλήγουν στο περιβάλλον τους, σύμφωνα με τη Fresh Life. Αυτό οδηγεί στο θάνατο 2 εκατομμυρίων παιδιών το χρόνο, καθώς και σε ζημιές στα συστήματα ύδρευσης, στο περιβάλλον γενικότερα και στην οικονομία.
Για να καταπολεμήσει αυτό το πρόβλημα με τρόπο που θα μπορούσε να φτάσει σε όλους δίκαια, η Fresh Life έχει αναπτύξει ένα σύστημα απορριμμάτων 3 βημάτων που μπορεί να συμπληρώσει συστήματα αποχέτευσης με βάση το νερό. Περιλαμβάνει τουαλέτες που περιέχουν απόβλητα με ασφάλεια, υπηρεσίες συλλογής απορριμμάτων και ασφαλή ανακύκλωση που παράγει λιπάσματα, καύσιμα και ζωοτροφές.
Είναι αυτό το τελευταίο στοιχείο της ανακύκλωσης που έχει απορρίψει μια διετής σχέση με το πρόγραμμα Engineering for Change E4C Fellowship για να εργαστεί για τη βελτιστοποίηση της εκτροφής μαύρων στρατιωτών (BSF) από θερμοκήπια. Η εκτροφή BSF είναι ένας από τους πιο δημοφιλείς τύπους εκτροφής εντόμων επειδή τρέφεται με οργανικά απόβλητα και μπορεί να παράγει λιπάσματα και ζωοτροφές πλούσιες σε θρεπτικά συστατικά για τα ζώα.
Αέρας που κυκλοφορεί για την κυκλική οικονομία
Η καλλιέργεια BSF από θερμοκήπια μπορεί να κάνει τη διαχείριση των ανθρώπινων λυμάτων βιώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον ακολουθώντας τον βασικό μισθωτή μιας κυκλικής οικονομίας: μετατρέποντας αυτό που θεωρούνταν απόβλητο σε πόρο. Οι προνύμφες BSF τρέφονται με ένα υπόστρωμα οργανικών αποβλήτων και στο τέλος του κύκλου, οι αγρότες συλλέγουν τις προνύμφες και τις συσκευάζουν ως τροφή πλούσια σε πρωτεΐνες για τα ζώα και τα ψάρια. Αυτή η τροφή αποτελεί μια βιώσιμη εναλλακτική λύση σε άλλες ευρέως χρησιμοποιούμενες πηγές πρωτεϊνών, όπως η σόγια και τα ιχθυάλευρα. Μετά τη συγκομιδή, το υπόλοιπο οργανικό υπόλειμμα συλλέγεται και κομποστοποιείται για να συσκευαστεί και να πωληθεί ως οργανικό λίπασμα.
Για να μεγιστοποιηθεί η παραγωγή των γεωργικών εκροών των εκμεταλλεύσεων BSF, η ροή φρέσκου αέρα μέσα από τα ράφια που περιέχουν προνύμφες BSF πρέπει να βελτιστοποιηθεί για τον έλεγχο των επιπέδων CO2 και αμμωνίας. Μαζί με ιδέες καταιγισμού ιδεών για συστήματα διαχείρισης αέρα θερμοκηπίου, η ομάδα του 2021 E4C Summer Fellowship Program της Fresh Life χρησιμοποίησε το Autodesk Inventor για να δημιουργήσει μοντέλα CAD του θερμοκηπίου και των μονάδων ραφιών του. Ξεκίνησε επίσης τις εργασίες για την προσομοίωση των ελεγχόμενων περιβαλλοντικών συνθηκών ενός θερμοκηπίου.
Μια δεύτερη θερινή υποτροφία E4C το 2022 συνέχισε το έργο με τον μηχανολόγο Isaac Charles Kimani ως συνεργάτη. Μετά την αποφοίτησή του από το Πανεπιστήμιο Moi στην Κένυα, ο Kimani βυθίστηκε στην εφαρμογή εργαλείων CAD, CAE και υπολογιστικής δυναμικής ρευστών (CFD) για την επίλυση προβλημάτων σχεδιασμού και μηχανικής σε οποιοδήποτε έργο με το οποίο συμμετείχε.
Όπως εξηγεί ο Kimani, η ροή του αέρα επηρεάζει τη θερμοκρασία, την υγρασία και τον αερισμό ενός θερμοκηπίου, τα οποία επηρεάζουν την απόδοση του αγροκτήματος. Θερμοκρασία (βέλτιστη 27-35ΟΓ) επηρεάζει όλες τις βιοχημικές αντιδράσεις των προνυμφών που καθορίζουν την ανάπτυξη και την ανάπτυξή τους. Τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου μειώνουν τη δραστηριότητα των προνυμφών, η οποία με τη σειρά της μειώνει το βάρος της συγκομιδής, επομένως ο σωστός αερισμός είναι σημαντικός για τη διατήρηση της σωστής ποσότητας οξυγόνου. Και τέλος, η υπερβολική υγρασία πέρα από το εύρος του 70-75% οδηγεί σε ανεπιθύμητη χύτευση.
Ο Kimani και οι συνεργάτες του στο έργο ξεκίνησαν να βρουν περιοχές για βελτίωση στον αερισμό του θερμοκηπίου BSF για να επιτύχουν υψηλότερες αποδόσεις πρωτεϊνικής τροφής και λιπάσματος. «Το design είναι μια συλλογική προσπάθεια», λέει ο Kimani. «Τα διαφορετικά μέλη της ομάδας φέρνουν διαφορετική προοπτική και τεχνογνωσία. Η αποτελεσματική επικοινωνία είναι το κλειδί για να διασφαλίσουμε ότι όλοι βρίσκονται στην ίδια σελίδα.”
Προσομοίωση πριν από την κατασκευή
Η χρήση μιας πλατφόρμας συνδεδεμένης στο σύννεφο όπως το Autodesk Fusion 360 για τις διαφορετικές ιδέες σχεδίασης του θερμοκηπίου BSF και των ραφιών CAD βοήθησε να διατηρηθεί ο Kimani και οι συνάδελφοί του ευθυγραμμισμένοι στην επικοινωνία τους σε ένα κεντρικό, πάντα ενημερωμένο σύστημα. Χρησιμοποίησαν επίσης το Autodesk CFD, ένα λογισμικό για την προσομοίωση πολύπλοκων συστημάτων υγρού, αερίου και αέρα, για να αξιολογήσουν και να προσομοιώσουν τη ροή και την κυκλοφορία του αέρα μέσα στο θερμοκήπιο.
Ο Kimani λέει ότι αυτό το λογισμικό τους έδωσε τη δυνατότητα να αναπτύξουν ένα ψηφιακό δίδυμο του αναπνευστικού θαλάμου θερμοκηπίου BSF που θα χρησιμοποιηθεί στο στάδιο της δημιουργίας πρωτοτύπων. Κατασκεύασαν τα τρισδιάστατα μοντέλα στο Fusion 360, ενώ προσομοίωσαν τις πραγματικές συνθήκες ροής αέρα των σχεδίων θαλάμων στο Autodesk CFD. «Η ανάγκη κατασκευής και φυσικής δοκιμής των διαφορετικών εννοιών εξαλείφθηκε», λέει ο Kimani, οδηγώντας σε σημαντική εξοικονόμηση χρόνου και κόστους.
Αφού ανέλυσε την απόδοση των παραμέτρων σχεδιασμού της στο λογισμικό, η ομάδα της Fresh Life επέλεξε τις τελικές σχεδιαστικές ιδέες που θα ενσωματωθούν σε ένα θερμοκήπιο BSF. Ο Kimani λέει ότι το επόμενο βήμα θα είναι η δημιουργία πρωτοτύπων αυτών των σχεδίων για την αξιολόγηση της απόδοσης του αναπνευστικού θαλάμου τους ως κατασκευασμένου προϊόντος στο φυσικό χώρο. Πριν από πολύ καιρό, οι βελτιώσεις του σχεδιασμού του θα μπορούσαν να βελτιώσουν την απόδοση της καλλιέργειας θερμοκηπίου BSF για έναν από τους ιδρυτικούς συνεργάτες της Fresh Life, τη Regen Organics, να μετατραπεί σε ζωοτροφή με πρωτεΐνη εντόμων και αναγεννητικό οργανικό λίπασμα.
Μάθετε περισσότερα για το E4C που βρίσκεται σε εξέλιξη χειμερινές και καλοκαιρινές κοόρτες και πώς να υποβάλετε αίτηση για μελλοντικά έργα.
