Η τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης
Bρισκόμαστε εν μέσω μιας διαρκώς επιδεινούμενης κλιματικής κρίσης με καταστροφικές συνέπειες για τον πλανήτη, η οποία εκδηλώνεται με την άνοδο της μέσης θερμοκρασίας της Γης, με το λιώσιμο των πάγων και με την εμφάνιση εκτεταμένων περιόδων ξηρασίας καθώς επίσης και συχνότερων φυσικών καταστροφών. Μέσα σε αυτήν την κατεπείγουσα συνθήκη, αναδύονται συνεχώς νέες τεχνολογίες που σχετίζονται με βιώσιμες επιλογές για την αναχαίτιση της κλιματικής αλλαγής. Η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι μία από αυτές.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση, ή αλλιώς η προσθετική κατασκευή, είναι η διαδικασία κατασκευής τρισδιάστατων αντικειμένων οποιουδήποτε μεγέθους και σχήματος με τη χρήση ενός ψηφιακού μοντέλου. Κατά τη διάρκεια της εκτύπωσης διαδοχικές στρώσεις υλικού προστίθενται η μία πάνω στην άλλη σε διάφορα σχήματα έτσι ώστε να προκύψει το επιθυμητό αντικείμενο. Έτσι μπορεί να κατασκευαστεί οποιοδήποτε σύνθετο αντικείμενο χρησιμοποιώντας λιγότερες πρώτες ύλες σε σχέση με τις συμβατικές κατασκευαστικές μεθόδους, γεγονός που μειώνει αυτόματα το περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει, επίσης, την αποκεντρωμένη παραγωγή κατασκευών και αντικειμένων κοντά στα σημεία όπου υπάρχει η ανάγκη για την κατανάλωση τους. Από παιχνίδια μέχρι ιατρικά εμφυτεύματα και τμήματα αεροπλάνων και κτηρίων, η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει πλέον αναρίθμητα πεδία εφαρμογής σε πολλούς τομείς, όπως για παράδειγμα στην υγεία, στην εκπαίδευση και στη μηχανική. Παρόλο που ως τεχνολογία έχει τις ρίζες στη δεκαετία του 1980, η χρήση της τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί ραγδαία, γεγονός που σχετίζεται με τη βελτίωση του απαιτούμενου εξοπλισμού και με τη μείωση του κόστους. Συνεχώς αναπτύσσονται καινούρια υλικά με μοναδικές ιδιότητες, τα οποία χρησιμοποιούνται από τους τρισδιάστατους εκτυπωτές. Σε συνδυασμό με τη διαρκή εξέλιξη του λογισμικού και των μηχανημάτων δεν είναι υπερβολή να θεωρήσουμε ότι οι εφαρμογές της συγκεκριμένης τεχνολογίας είναι, σε θεωρητικό τουλάχιστον επίπεδο, απεριόριστες.
Με τη χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης στον κατασκευαστικό τομέα θεωρείται ότι καταναλώνεται λιγότερη ενέργεια και παράγονται λιγότερα απορρίμματα. Υπολογίζεται ότι μπορούν να μειωθούν οι εκπομπές άνθρακα κατά περίπου 50% και να περιοριστούν τα απορρίμματα έως και 90%. Αυτό συμβαίνει διότι η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι μία πολύ ακριβής διαδικασία κατά την οποία χρησιμοποιείται μόνο η αναγκαία ποσότητα πρώτων υλών. Ορισμένοι τρισδιάστατοι εκτυπωτές μπορούν να χρησιμοποιήσουν ανακυκλώσιμα υλικά όπως διάφορα
πλαστικά και μέταλλα. Πλαστικά απορρίμματα, μπορούν, για παράδειγμα να λιώσουν και να μετατραπούν σε υλικά που χρησιμοποιούνται από τους εκτυπωτές, περιορίζοντας, έτσι, τη χρήση νέων φυσικών πόρων. Στην τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιούνται και βιοδιασπώμενα υλικά, όπως το βιοπλαστικό πολυγαλακτικό οξύ (PLA), το οποίο παράγεται από άμυλο καλαμποκιού.
Στις κατασκευές υπάρχουν, επίσης, αρκετές εφαρμογές της τρισδιάστατης εκτύπωσης με θετικό πρόσημο για το περιβάλλον. Για παράδειγμα, κάποιοι τρισδιάστατοι εκτυπωτές μπορούν να κατασκευάσουν τμήματα αυτοκινήτων ή ακόμα και αεροπλάνων με βάρος πολύ χαμηλότερο σε σχέση με τα συμβατικά οχήματα. Τα οχήματα που προκύπτουν χρειάζονται λιγότερα καύσιμα για να λειτουργήσουν και συνεπώς απελευθερώνουν λιγότερους ρύπους στην ατμόσφαιρα. Υπολογίζεται ότι με τη χρήση τμημάτων των αεροπλάνων που έχουν προκύψει από τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να μειωθεί η κατανάλωση καυσίμων περισσότερο από 15%. Άλλες εταιρίες στοχεύουν στην κατασκευή αυτοκινήτων με αυτήν την τεχνολογία, τα οποία θα έχουν χαμηλότερο βάρος και συνεπώς και αυτά θα καταναλώνουν λιγότερα καύσιμα.
Η αποκατάσταση των κοραλλιογενών υφάλων
Ορισμένες από τις πλέον ενδιαφέρουσες εφαρμογές της τρισδιάστατης εκτύπωσης σχετίζονται με τη διατήρηση και την προστασία των οικοσυστημάτων. Θαλάσσιοι βιολόγοι σε συνεργασία
με αρχιτέκτονες από το Πανεπιστήμιο του Χονγκ Κονγκ ανέπτυξαν το 2020 μια κεραμική κατασκευή που προσομοιάζει το σχήμα των κοραλλιών, σε μια προσπάθεια να ενισχύσουν την ανάκαμψη των εύθραυστων οικοσυστημάτων των κοραλλιογενών υφάλων. Μέσα σε θαλάσσιο πάρκο της πόλης, περιβαλλοντικά υποβαθμισμένο, που κάποτε φιλοξενούσε κοραλλιογενείς υφάλους, τοποθετήθηκαν 128 κεραμικές πλάκες, βάρους 20 κιλών και διαμέτρου 65 εκατοστών η κάθε μία. Οι πλάκες κάλυψαν 40 τετραγωνικά μέτρα σε τρία διαφορετικά σημεία. Οι πλάκες, που περιείχαν πτυχές και διακλαδώσεις, μετατράπηκαν σε σημεία όπου μπορούσαν τα κοράλλια να προσκολληθούν και να αναπτυχθούν.
Τα κοράλλια παρόλο που καλύπτουν μόλις το 0,2% του πυθμένα της θάλασσας, είναι ιδιαίτερα σημαντικά για τα υδάτινα οικοσυστήματα. Εκτιμάται ότι το ένα τέταρτο των ωκεάνιων ψαριών εξαρτάται από τους κοραλλιογενείς υφάλους για τροφή και καταφύγιο σε κάποια φάση της ζωής τους. Η επιβίωση εκατομμυρίων ανθρώπων που ζουν σε παραθαλάσσιες περιοχές, σχετίζεται, επίσης, με την ύπαρξη των κοραλλιογενών υφάλων. Τα κοράλλια είναι ευαίσθητα στις φυσικοχημικές μεταβολές του θαλασσινού νερού και ιδιαίτερα στην αύξηση της θερμοκρασίας του και για αυτό πλήττονται άμεσα από την κλιματική αλλαγή. Η αποκατάστασή τους αποτελεί προτεραιότητα για τους επιστήμονες και η χρήση των κεραμικών πλακών υπολογίζεται ότι μπορεί να συμβάλλει δραστικά προς αυτήν την κατεύθυνση.
Η αντιμετώπιση των πετρελαιοκηλίδων
Η διαρροή πετρελαίου στη θάλασσα είναι ένα δυσεπίλυτο πρόβλημα που ζημιώνει ανεπανόρθωτα τα υδάτινα οικοσυστήματα. Διάφορες μεθοδολογίες έχουν αναπτυχθεί για τη συλλογή και την απομάκρυνση του πετρελαίου από τη θάλασσα. Οι συμβατικές μέθοδοι αντιμετώπισης των πετρελαιοκηλίδων έχουν σημαντικά μειονεκτήματα, όπως είναι το υψηλό κόστος και η μειωμένη ικανότητα απορρόφησης ή διατήρησης του πετρελαίου.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει χρησιμοποιηθεί για τον καθαρισμό του θαλασσινού νερού από πετρελαιοκηλίδες. Συγκεκριμένα έχουν δημιουργηθεί διάτρητες κατασκευές, με τις οποίες το πετρέλαιο διαχωρίζεται από το θαλασσινό νερό και συλλέγεται προκειμένου να χρησιμοποιηθεί εκ νέου. Οι κατασκευές αποτελούνται από ανακυκλωμένο πλαστικό υψηλής απορροφητικότητας που μπορεί να απομακρύνει μεγάλες ποσότητες πετρελαίου από τη θάλασσα. Η μέθοδος, που θεωρείται πολύ ακριβής και αποτελεσματική, δεν επιβαρύνει το υδά