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Il Mortensen Center in Global Engineering lavora per offrire accesso all’acqua potabile in comunità remote utilizzando Autodesk Fusion 360.

Una cosa è installare una pompa manuale per pozzi d’acqua e fornire il tanto necessario accesso alle risorse idriche ad una comunità remota. Un’altra cosa è sapere quanto durerà e se funzionerà mesi o anni dopo l’installazione. Il Mortensen Center in Global Engineering (MCGE) dell’Università del Colorado ha deciso di indagare e dare più visibilità a questa sfida comune, tra i suoi molti altri progetti di ricerca e l’innovativo programma educativo. 

MCGE combina istruzione, ricerca e partnership con organizzazioni come la Autodesk Foundation per incidere positivamente sui maggiormente vulnerabili. Il tutto nella visione che chiunque nel mondo abbia accesso ad acqua potabile, servizi igienici, energia, cibo, riparo e infrastrutture sicure. MCGE offre agli studenti l’opportunità unica di diventare ingegneri internazionali apprendendo le politiche, il lavoro sul campo e molti argomenti urgenti, tra cui la resilienza ai disastri e la ricostruzione post-calamità.

Il dottorando Taylor Sharpe è un ricercatore e istruttore che gestisce il laboratorio presso l’MCGE. Lui e il suo team hanno accettato la sfida di progettare sensori da installare sulle pompe di acqua potabile in Nigeria. Tali sensori potrebbero fornire dati rivelatori sui guasti delle pompe contando il numero di volte che la maniglia viene usata e in che occasioni, insieme a misurazioni dei livelli d’acqua nelle cisterne. Il team ha dovuto considerare molti fattori, come le dimensioni, la durata, lo spazio e la facilità di installazione.

Fusion 360 e la progettazione di sensori

Sharpe ha usato Fusion 360 per la realizzazione di progetti di ricerca e di design sin dalla fine del suo corso di laurea in ingegneria meccanica. Ha lavorato su uno strumento di misurazione della qualità dell’aria da usare in Ruanda, su un monitor di occupazione delle latrine in Kenya, su sistemi di monitoraggio del livello dell’acqua in Sierra Leone e altro ancora.

Fusion 360 è stato il fulcro di tutto lo sviluppo e della collaborazione per la progettazione del sensore della pompa manuale. Si tratta di un team globale, che ha operato tra il Colorado, la California, il Kenya e la Nigeria. A causa della pandemia, Sharpe e il team hanno dovuto abbandonare le consuete visite in loco. Invece, si sono affidati esclusivamente a Fusion 360 per dare vita al sensore attraverso modelli 3D.

“Il nostro obiettivo con il progetto della pompa manuale è quello di fornire le nozioni per il supporto di servizi idrici sostenibili”.

—Taylor Sharpe, PhD, Mortensen Center in Global Engineering

Formazione, installazione e monitoraggio da mezzo mondo di distanza

Il team ha affrontato un’altra grande sfida: comunicare i processi di installazione dei sensori all’interno delle pompe e indicare dove perforare. I materiali di apprendimento sono stati facilmente sviluppati e visualizzati all’interno di Fusion 360, inclusi i rendering prodotti per i video e la documentazione scritta.

Sul terreno in Nigeria, hanno anche scoperto che un altro modello di pompa a mano era inaspettatamente prevalente. Sono stati in grado di aggiornare il design per adattarlo a una nuova e inaspettata geometria, utilizzando un mosaico di tecnologie di comunicazione per lavorare insieme ai co-progettisti sul posto. Una di queste tecnologie è stata Fusion 360.

Duecento sensori sono stati installati su pompe manuali, pozzi elettrici e cisterne d’acqua per trasmettere i dati via satellite per il monitoraggio. Gli approfondimenti risultanti aiutano a creare un resoconto più ampio e ben documentato delle prestazioni e della manutenzione richiesta. Ciò è particolarmente importante in aree remote. Senza il servizio di telefonia mobile per segnalare una pompa rotta, le zone più remote possono perdere l’accesso all’acqua pulita per lunghi periodi di tempo.

“Una pompa manuale, da sola, non è una soluzione sostenibile a lungo termine”, afferma Sharpe. “Questo tipo di monitoraggio e raccolta di dati è importante per guidare la consapevolezza dei cambiamenti politici necessari per il finanziamento delle infrastrutture e la gestione dell’acqua”.

“L’integrazione fluida di elettricità e meccanica, le capacità di lavorazione e le caratteristiche di collaborazione differenziano davvero Fusion 360 da qualsiasi altro pacchetto software. Ecco perché ora è sempre la mia scelta principale”.

—Taylor Sharpe, PhD, Mortensen Center in Global Engineering

Ottenere una prospettiva globale con un progetto pratico

MCGE fornisce agli studenti di ingegneria l’esposizione ai problemi di sviluppo globale attraverso progetti di ricerca e lezioni. Il centro, inoltre, ispira carriere che portano a soluzioni sostenibili.

Ogni semestre, Sharpe tiene lezioni per studenti laureati per insegnare processi di progettazione meccanica. La maggior parte degli studenti partecipanti sono laureati in ingegneria ambientale o civile. Un laboratorio pratico fornisce loro un primo assaggio dello sviluppo del prodotto e dell’ingegneria meccanica.

Grazie all’Autodesk Technology Impact Program, ogni studente riceve la propria copia di Fusion 360 per mettere a punto, progettare e prototipare un sistema di monitoraggio. È un’esperienza che apre gli occhi a molti.

“Si può ottenere un certificato di Global Engineering”, spiega Sharpe. “Fusion 360 è stato uno strumento fondamentale per l’esperienza degli studenti all’interno del Global Engineering Program. Per esempio, gli studenti sono stati in grado di usarlo per imparare come funziona il monitoraggio della strumentazione e per comprendere le intersezioni chiave tra l’ingegneria e la salute pubblica. Tutto si inserisce nel concetto di esplorazione ed esposizione per aiutarli ad andare a risolvere i nostri problemi più grandi”.