Forscher der British University in Ägypten und der Cosign Group haben ein 3D-gedrucktes System entwickelt, mit dem Abwasser aus Klimaanlagen sinnvoll weiterverwendet werden kann. Das entstandene Bewässerungssystem besteht aus Biopolymeren und Algen. Wir stellen die Arbeit der Wissenschaftler, die vor allem in Afrika eingesetzt werden soll, einmal genauer vor.

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Forscher der Cosign Group und der British University in Ägypten haben ein mit Algen beladenes Filament in ein umweltfreundliches, auf dem Dach montierbares Bewässerungssystem mit Hilfe von einem 3D-Drucker hergestellt. Das röhrenförmige Gerät soll die enorme Abwassermenge der Klimaanlagen des Landes bewältigen und filtert Nebenprodukte, um die anliegenden Pflanzen optimal zu bewässern. Für die Wissenschaftler ist ihre Entwicklung die erste einer neuen Ära der „lebenden Architektur“. Ihre Arbeit stellten sie in einem wissenschaftlichen Artikel unter dem Titel „Wastewater matter: From Algae to Bio-Algae plastic 3D printed Facade Element“ vor.

Das Team erklärt:

„In Ägypten produzieren Klimaanlagen während der extremen Hitze im Sommer eine riesige Menge Abwasser, das die Gebäudefassaden stark beschädigt. Unser Papier präsentiert eine innovative Produktlösung aus Algen, die darauf abzielt, dieses Abwasser als selbst bewässerndes Landschaftsfassadenelement wiederzuverwenden, das als Bewässerungssystem fungiert.“

Details zur Arbeit

3D-gedrucktes Filtersystem
Das von der BUE und der Cosign Group entwickelte 3d-gedruckte Filtersystem (im Bild) kann für die Bewässerung genutzt werden (Bild © Journal Materials and Contact Characterization).

Der Klimawandel verursacht weltweit extreme Temperaturschwankungen, weshalb viele Länder zunehmend ihre Baumethoden und Energiequellen umweltfreundlicher gestalten. Thermische Veränderungen mit stromintensiven „HVAC“-Klimaanlagen zu bewältigen, wie es in großen Städten vorkommt, verschlimmert das Problem durch das Abpumpen von verschmutztem Wasser. In Kairo, der Hauptstadt Ägyptens, gibt es hohe Luftfeuchtigkeit im Sommer. Viele Klimaanlagen sind oft undicht, werden nicht repariert und verursachen Schäden in der Architektur. Algen, die ein Bioabfallprodukt darstellen, eignen sich als Kreislaufbasis für den Bau von Wasserrecyclinganlagen.

Ästhetisch ansprechende Photobioreaktor-Panels (PBRs) sollen mit dem 3D-Druck realisierbar sein. Sie sind in der Lage, Abwasser zu sammeln, zu reinigen und das Gebäude gleichzeitig thermisch zu regulieren.
Das Bewässerungssystem wurde mit der generativen Designsoftware Rhino modelliert und mit den Ultimaker 2 und Monoprice MP Select Mini– Maschinen in 3D gedruckt. Sie verwendeten einen PLA-Prototypen und ermittelten die idealen Parameter für die Erstellung einer algenbasierten Einheit ohne Stützen.

3D-gedrucktes Bewässerungssystem-Sonnensimulationstest
Ein Test mit simulierter Sonneneinstrahlung (im Bild) erwies sich als erfolgreich (Bild © Journal Materials and Contact Characterization).

Sie druckten so schließlich einen 400 x 200 mm großen Prototypen aus vollständig biobasierten Material. Das Objekt besteht aus Biopolymeren und Algen. Die endgültige Konstruktion bestand aus einem Außenrohr zum Sammeln des Abfalls. Das Ganze war so strukturiert, dass es die Fließfähigkeit des Wassers unterstützte. Das Innenrohr hat die Flüssigkeiten bis zu dem Zeitpunkt, an dem sie für die Bewässerung benötigt wurden, abgekühlt. Geht es nach den Forschern, dann könnte ihr System nicht nur dazu beitragen, die Abhängigkeit der Menschen von Wechselstrom zu verringern. Es würde auch den Energieverbrauch senken. Dazu müsste es zu Bauplatten hochskaliert werden.

Weitere Projekte zum Thema „3D-Druck und Umweltschutz“ haben wir auf der gleichnamigen Themenseite gesammelt. Abonnieren Sie gerne unseren Newsletter und bleiben Sie informiert (Newsletter abonnieren).

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