Ejemplos de proyectos innovadores de ingeniería
Tokyo Sky City, una ciudad espacial, parece una pequeña novela de ciencia ficción, pero resuelve un problema espinoso al que se enfrenta la humanidad: las ciudades que ya estaban abarrotadas se están volviendo cada vez más pobladas. Sus principales instalaciones incluyen:
●Apartamento - Ciudad en el Cielo, con capacidad para 35.000 hogares. La zona residencial estará ubicada en el corazón de la ciudad, con vistas panorámicas de la ciudad desde la torre de apartamentos de 106 metros de altura. Los apartamentos comienzan desde la planta baja, e incluso si el proyecto elevado todavía está en construcción, los residentes pueden mudarse a los pisos terminados y comenzar su vida normal.
●Stadium - City in the Sky es una ciudad real que no solo cuenta con edificios residenciales y de oficinas, sino también con un recinto deportivo y de entretenimiento del tamaño de un estadio olímpico, suspendido entre tres edificios residenciales.
●Ascensor: cada edificio residencial consta de 14 plataformas altas y los residentes son transportados verticalmente mediante ascensores de alta velocidad. Los visitantes pueden subir desde el suelo hasta el techo de 106 metros de altura en poco más de dos minutos.
●Centro: un edificio tan alto puede provocar fácilmente vientos fuertes, y el diseño circular puede evitar vientos fuertes. Un área de control central conectada al edificio podría albergar una pista de aterrizaje para helicópteros o incluso un pequeño aeropuerto.
●Monorraíl: durante el pico de tráfico urbano en el cielo, aproximadamente 65.438+ personas viajan entre edificios. Una forma de transporte es el monorraíl, que recorre en espiral las fachadas de los edificios y las plataformas altas para llegar a las casas.
●Espacio verde: las 14 torres de cada edificio residencial son espacios verdes, llenos de árboles, arbustos, flores y plantas. Aunque toda la ciudad está situada bajo una cubierta de cristal y no necesita resistir el viento y la lluvia, todavía penetrará algo de aire exterior, lo que traerá la sensación de cuatro estaciones distintas. ¿Le entusiasmaría poder volar sin escalas desde Nueva York a Londres en menos de una hora? Si te adentrases en el fondo del Océano Atlántico y viajaras en un tren maglev con una velocidad de más de 8.000 kilómetros por hora a través de un túnel submarino, ¿te gustaría intentarlo?
Los ingenieros están diseñando tres túneles móviles interconectados para que los trenes puedan viajar directamente desde Terranova a Escocia por ferrocarril bajo el Océano Atlántico. Increíblemente, un tren puede recorrer toda la longitud de este túnel submarino en seis horas y media. Si el diseño tiene éxito, los viajes intercontinentales globales sufrirán cambios dramáticos en los próximos 20 años.
El plan incluye lo siguiente:
●Ancla de mar: no importa cuán grande o pequeño sea, los humanos nunca han construido un túnel flotante. Para cruzar el Océano Atlántico, cada túnel debe estar anclado al fondo del océano. Calculado de esta manera, este proyecto requiere al menos 654,38 millones de anclas marinas de este tipo. El túnel debe estar ubicado a 45,7 metros bajo el nivel del mar para evitar el paso de barcos y minimizar la presión del agua de mar sobre el túnel para que no se sacuda demasiado.
●Trenes de levitación magnética: para hacer posible el viaje por túneles, los trenes que transportan pasajeros deben ser 20 veces más rápidos que los trenes más rápidos disponibles en la actualidad. Esto significa que la tecnología de levitación magnética reemplazará las ruedas y vías tradicionales para levantar, controlar y conducir el tren, y cada vagón será como una nave espacial cerrada.
●Punto de mantenimiento: el túnel está fijado al fondo del mar y flota a unos 45,7 metros bajo el nivel del mar. Los conductos de mantenimiento están ubicados encima y debajo de ellos y sirven como canales de energía, comunicación y mantenimiento. Todo el túnel puede requerir mil millones de toneladas de acero, costar 12 billones de dólares y tardar 10 años en construirse.
●Bomba de vacío - Para alcanzar una velocidad de 8.046,5 kilómetros por hora, el tren no puede encontrar ninguna resistencia del aire. Todo el sistema debe aspirarse por completo, por lo que es esencial una bomba de vacío enorme.
●Raíles guía: el túnel está equipado con monorraíl en dirección este (de Nueva York a Londres), monorraíl en dirección oeste (de Londres a Nueva York) y monorraíl auxiliar de emergencia. En realidad, el tren en movimiento no aterriza sobre la vía, sino que queda suspendido a unos 2,54 centímetros por encima de la vía debido a una fuerza magnética.
●Tuberías públicas: la línea de suministro de energía en el túnel tiene una longitud de 4.827,9 kilómetros. Estos cables se colocan en tuberías ordinarias.
●Juntas - El túnel de Nueva York a Londres consta de 54.000 piezas de tubería prefabricadas conectadas por juntas impermeables y selladas al vacío y tardó décadas en completarse. Cada accesorio está hecho de acero inoxidable y cubierto con una gruesa capa de espuma flotante.
●Ventana: permite a los pasajeros explorar el hermoso paisaje de las profundidades del mar en la plataforma submarina. La empresa japonesa Shimizu Engineering Company está diseñando y construyendo un edificio transparente en Tokio llamado "Ciudad Pirámide". La ciudad tiene 1,07 km de altura y cubre tanto tierra como mar. En su interior se encuentran decenas de rascacielos de 100 pisos, con capacidad para 250.000 residentes y trabajadores. Al igual que otras superestructuras, Pyramid City se construyó para resolver los problemas de congestión y daño ambiental de Tokio.
Robots autónomos construirán ciudades a partir de materiales de carbono de próxima generación, y el clima en las ciudades será controlado por energía solar y eólica.
Este extraordinario diseño contiene las siguientes ideas fantásticas:
●Robots: en este peculiar diseño arquitectónico, el trabajo de construcción se entrega a robots, quienes son responsables de construir toda la ciudad. estructuras.
●Rascacielos: estos edificios de 30 pisos no solo están sostenidos por bases, sino que también están conectados al caparazón de la ciudad piramidal a través de nanotubos de carbono livianos. La idea surgió de un concurso de diseño celebrado en la década de 1980 para solucionar los problemas de congestión urbana.
●Nodo: los residentes de la ciudad pueden desplazarse libremente a través de las tuberías huecas de la ciudad a través de aceras móviles, cabinas no tripuladas y ascensores inclinados. Los 55 nodos de la ciudad son centros de transporte y brindan soporte estructural a la ciudad.
Ascensor inclinable: no hay ascensores en Pyramid City, al menos no en las paredes exteriores de cada edificio. Pero en la mayor parte de la ciudad hay "ascensores inclinados" que circulan por pendientes.
●Superestructura: las superestructuras hechas de nanotubos de carbono sirven como pilares de la ciudad y están recubiertas con una película fotovoltaica que convierte la energía luminosa en energía eléctrica. Esta ciudad autosuficiente también utiliza las mareas e incluso pilas de combustible alimentadas por algas para generar electricidad.
Tránsito rápido personal: no hay automóviles en esta ciudad. Los residentes pueden tomar módulos de transporte exprés personales a la mayoría de los lugares de la ciudad. Se trata de un vehículo libre de contaminación controlado por una computadora y que puede desplazarse libremente a través de tubos huecos que se extienden en todas direcciones.
●Pilares: si se utilizan materiales de construcción comerciales, la ciudad será extremadamente pesada. Pero utilizando nanotubos de carbono ultraligeros y ultrarresistentes (un cilindro envuelto en fibras de carbono ultrafinas) la ciudad piramidal podría ser 100 veces más ligera. Sin embargo, los pilares de la ciudad piramidal todavía tenían que estar hechos de hormigón especial para soportar el peso extremo. Hoy aparecerá en nuestra mesa de dibujo un puente majestuoso que desafiará cualquier lógica y expectativa a la que los humanos estamos acostumbrados. Imagine un gran edificio que conectaría América del Norte y Asia, generando un crecimiento económico sin precedentes en ambos continentes. El puente contiene 220 tramos y se extiende 88 kilómetros a través de mares agitados e incluso océanos helados. Para lograr su objetivo, el puente tuvo que asentarse sobre cientos de pilares de hormigón, cada uno de los cuales pesaba millones de libras, para resistir la intensa presión de millones de toneladas de hielo del Atlántico. El clima atlántico es conocido por su clima frío y duro, por lo que todo el puente debe estar envuelto en hormigón grueso, incluso los cables de acero.
El plan incluye lo siguiente:
●Trenes de alta velocidad: el puente previsto se divide en tres niveles: la capa superior es para el tráfico de vehículos, la capa intermedia es para el tráfico de alta velocidad. trenes de alta velocidad, y la capa inferior es para oleoductos y gasoductos. Las dos plantas inferiores están cerradas y se pueden utilizar durante todo el año. El último piso está abierto a turismos y camiones sólo cuatro meses al año.
●Carretera de dos carriles: un puente que cruce el estrecho de Bering tendría poco valor por sí solo y tendría que estar equipado con miles de kilómetros de nuevas carreteras y vías férreas para conectar verdaderamente los dos extremos. Este "Corredor Ártico" se extiende 4.000 millas desde el centro de Siberia hasta el sur de Canadá, conectando Eurasia y el hemisferio occidental.
●Columna de cable único: el puente tiene 220 pilares, cada uno conectado por un tramo. Un único cable gigante envuelto en hormigón para resistir los elementos sostiene la plataforma del puente a 60,96 metros sobre el nivel del mar sobre el estrecho que conecta el mar de Bering con el océano Ártico.
●Pilares - El puente del estrecho de Bering, de 88 kilómetros de longitud, requiere 220 pilares. Estos pilares son cónicos, similares en forma y función al canal de un rompehielos, y cada muelle pesa 50.000 toneladas.
●Oleoducto: un puente que tardó décadas en construirse y que costó aproximadamente 654,38+5 mil millones de dólares debe traer beneficios económicos. Los niveles inferiores del puente estarán cerrados, transportando petróleo y gas de Siberia a través de oleoductos a América del Norte.
●Clima: El Puente del Estrecho de Bering no sólo tendrá que ser el puente más largo del mundo, sino que también tendrá que hacer frente a condiciones climáticas adversas a las que ningún otro puente puede enfrentarse: enormes icebergs, agua rugiente y temperaturas bajo cero de -40 grados Fahrenheit. ¿Qué tan diferente sería Europa si pudiéramos cruzar fácilmente los gigantescos Alpes a través de túneles?
El Túnel Alpino de 56,3 kilómetros de longitud será el túnel más largo del mundo. Durante el proceso de construcción, los trabajadores desafiaron las altas temperaturas y trabajaron bajo rocas que se desmoronaban, lo que fue una verdadera salvación de la muerte. Los ingenieros comenzaron a utilizar máquinas perforadoras de túneles especialmente diseñadas en lugar de mano de obra para evitar que los trabajadores murieran en deslizamientos de tierra. Además, los trabajadores también utilizan sistemas de imágenes láser para explorar grietas de rocas en cuevas oscuras y evitar posibles peligros.
El diseño, que ahora está en pleno desarrollo, incluye los siguientes elementos:
●Cintas transportadoras: un sistema de cinta transportadora transportará la grava fuera del túnel y directamente al procesamiento de concreto. planta. Una vez reciclada, la mayor parte de la piedra se convertirá en hormigón y se reutilizará en la construcción de túneles.
●Pistola de hormigón inyectado: si se está construyendo un nuevo muro, un brazo robótico rociará hormigón licuado sobre cada centímetro del muro desde una distancia de aproximadamente 59,4 metros... en tan solo unos segundos, el El hormigón se secará y endurecerá, adhiriéndose firmemente a la pared, evitando así deslizamientos de tierra.
●Camino de reciclaje: los guijarros excavados por la excavadora del túnel volarán hacia el cubo y luego serán transportados fuera del túnel y enviados a la planta de procesamiento de concreto.
●Brocas de corte: cada excavadora de túneles gigante está equipada con 58 brocas de corte que pueden girar en sentido contrario a las agujas del reloj como dientes afilados para cortar la roca en pedazos diminutos. Si se utiliza a plena potencia, la excavadora de túneles avanzará 39,6 metros en un día. Se espera que todo el proyecto de excavación esté terminado en 2009.
●Support Shield: cada excavadora de túnel tiene un valor de 265.438+0 millones de dólares. Además de la broca de corte, la placa de soporte también es una ayuda indispensable. Los escudos de soporte son brazos hidráulicos mecánicos que se pueden incrustar en el muro de piedra para ayudar al avance de la broca.
●Tren - Una vez terminado, los camiones pueden viajar a través del túnel a 161 kilómetros por hora, mientras que los autobuses pueden alcanzar velocidades de 249,5 kilómetros por hora.
El Puente de la Bahía de Hangzhou, con una inversión total de 65.438 millones de yuanes, conecta Jiaxing Haiyan y Ningbo Cixi. Está situado en el centro del triángulo económicamente desarrollado Shanghai-Hangzhou-Ningbo. para la línea troncal nacional, la línea Tongsan, para cruzar el pasillo de la bahía de Hangzhou. El puente está previsto que se construya en cinco años, con una longitud total de 36 kilómetros, de los cuales el puente tiene 35,7 kilómetros de largo. Es una carretera de doble sentido y seis carriles con una velocidad de diseño de 100 kilómetros por hora y una carretera diseñada. Vida útil de más de 100 años. Está previsto que esté terminado en 2008 y abierto al tráfico en 2009. El puente de la bahía de Hangzhou es más largo que puentes famosos del mundo, como el puente de la bahía de Chesapeake y el puente Bahrain Embankment en los Estados Unidos, lo que lo convierte en el puente marítimo más largo del mundo que se ha construido o está en construcción.