La Cornell University è pioniera della stampa 3D subacquea per le infrastrutture oceaniche: una rivoluzione finanziata dalla DARPA

Globale - Agenzia stampa Ekhbary

La Cornell University è pioniera della stampa 3D subacquea per le infrastrutture oceaniche: una rivoluzione finanziata dalla DARPA

In uno sviluppo destinato a trasformare radicalmente l'ingegneria marina e le costruzioni subacquee, i ricercatori della Cornell University hanno svelato una tecnologia di stampa 3D all'avanguardia in grado di costruire e riparare strutture direttamente sul fondo dell'oceano. Questo sforzo pionieristico, notevolmente rafforzato da una sovvenzione della Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), segna un salto sostanziale verso la realizzazione di costruzioni sottomarine più veloci, più economiche, più sicure e ambientalmente sostenibili.

I metodi tradizionali di costruzione e riparazione subacquea sono da tempo afflitti da sfide formidabili. Queste includono costi proibitivi, processi lenti e ad alta intensità di manodopera, rischi significativi per i sommozzatori umani e impatti spesso dannosi sugli ecosistemi marini fragili. Il team della Cornell, guidato da Sriramya Nair, assistente professore di ingegneria civile e ambientale presso il David A. Duffield College of Engineering, sta affrontando attivamente questi ostacoli di lunga data integrando la stampa 3D robotica avanzata con una formulazione di calcestruzzo innovativa che utilizza prevalentemente sedimenti del fondale marino.

Uno degli ostacoli più critici nella stampa 3D subacquea è stato il fenomeno del "dilavamento", in cui i materiali cementizi tendono a disperdersi nell'acqua circostante anziché legarsi efficacemente tra loro o alla loro posizione prevista. Il team di ricerca della Cornell ha aggirato con successo questa sfida raggiungendo un equilibrio ottimizzato sperimentalmente tra la viscosità del materiale e la pompabilità. Questo delicato equilibrio è cruciale per garantire che la miscela di calcestruzzo mantenga la sua integrità strutturale e precisione durante il processo di stampa nell'impegnativo ambiente acquatico.

Inoltre, la DARPA ha introdotto un requisito specifico e ambizioso per il progetto: la miscela di calcestruzzo doveva incorporare i sedimenti del fondale marino come ingrediente principale. Questa clausola non era solo una considerazione logistica, riducendo la necessità di trasportare materiali dalla superficie, ma anche un profondo obiettivo ambientale. Riutilizzando materiali locali facilmente disponibili, il progetto minimizza significativamente la sua impronta di carbonio e l'impatto ecologico, riducendo drasticamente i costi e le complessità associate all'impiego di materiali da costruzione convenzionali in siti offshore remoti.

Per affrontare le condizioni di scarsa visibilità intrinseche negli ambienti oceanici profondi, i ricercatori hanno anche dedicato notevoli sforzi allo sviluppo di nuovi sofisticati sistemi di rilevamento. Questi sistemi avanzati consentono un monitoraggio preciso e un adattamento in tempo reale del processo di stampa 3D subacquea, garantendo accuratezza ed efficienza anche negli scenari più difficili. Ciò si basa sulla vasta esperienza precedente del team con la stampa 3D terrestre su larga scala di strutture in calcestruzzo, utilizzando un robot industriale da 6.000 libbre.

La genesi di questo progetto risale al riconoscimento da parte del team della Cornell dell'invito a presentare proposte della DARPA, che cercava tecnologie innovative di costruzione in calcestruzzo con stampa 3D per applicazioni sottomarine. Nonostante la loro attenzione esistente alle strutture in calcestruzzo su larga scala a terra, hanno colto l'opportunità di esplorare il potenziale della loro tecnologia nel campo marino. Questa svolta strategica si è rivelata fruttuosa, portando a una sostanziale sovvenzione di 1,4 milioni di dollari, subordinata al raggiungimento di specifici parametri di riferimento, e producendo risultati sottomarini iniziali molto promettenti.

Questo risultato rappresenta più di un semplice progresso tecnologico; promette di rivoluzionare molteplici settori, dalla costruzione di parchi eolici offshore e piattaforme petrolifere e di gas alla riparazione urgente di infrastrutture marine danneggiate da disastri naturali o corrosione. L'accelerazione e la riduzione dei rischi di queste operazioni potrebbero stimolare significativamente l'economia blu globale, salvaguardando al contempo vitali ecosistemi marini.

Sebbene i risultati iniziali siano molto incoraggianti, questa soluzione non è ancora la risposta "vincente" definitiva per la costruzione sottomarina. Il team della Cornell è pronto a presentare e dimostrare la propria tecnologia di costruzione basata su stampanti 3D sottomarine in un attesissimo 'bake-off' della DARPA, previsto per marzo di quest'anno. In questo evento competitivo, si sfideranno contro altre cinque squadre per stampare in 3D un arco sottomarino precisamente secondo i requisiti tecnici specificati. Questa competizione servirà come test cruciale delle prestazioni della tecnologia in condizioni reali e competitive.

In conclusione, gli sforzi completi del gruppo della Cornell sembrano aver affrontato con successo gli obiettivi principali del progetto. Ciò suggerisce che i metodi tradizionali di costruzione subacquea, lenti, costosi e ambientalmente dannosi, potrebbero presto diventare una reliquia del passato, aprendo la strada a un futuro più efficiente, sostenibile e tecnologicamente avanzato nell'ingegneria sottomarina.

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