YourExtreme - Norge 6.0

Transkript

1 YourExtreme - Norge 6.0 The Flashfighters Arnt Hafsås Gjert Magne Kahrs Knutsen Eirik Ruben Grimholt Søvik Sondre Moe Knudsen

2 Innhold Ingress Hvem er vi? Problemstilling og avgrensing Problemstillinger og våre løsninger Energi Næring og mineraler CO 2 - tilførsel Automatiserte så- og høsteredskaper Oppsummering of 5

3 Ingress En undersjøisk gård som bruker ny teknologi for å bedre og automatisere plantedyrking skal løse fremtidens matproblem. Folk skal mettes smart og miljøvennlig. 1 Hvem er vi? Gruppen Flashfighters består av de fire NTNU- studentene Arnt Hafsås, Gjert Magne Kahrs Knutsen, Eirik Ruben Grimholt Søvik og Sondre Moe Knudsen, alle fra forskjellige studieprogrammer. Arnt studerer petroleumsfag og har tidligere studert matematikk. Gjert Magne studerer fysikk og matematikk, Eirik studerer marin teknikk og Sondre studerer energi og miljø. I tillegg til vår faglige kompetanse har både Arnt og Sondre vokst opp på gård, noe som kommer godt med når vi skal skrive om fremtidens jordbruk. 3 of 5

4 2 Problemstilling og avgrensing Året er Jordens befolkning er 9 milliarder og 70% av disse bor i byer. Temperaturen på jorden har steget med 1,7 grader celsius. Norge er fremdeles blant verdens rikeste land og er verdensledende på nettverksbasert produksjon. I Trondheim er Midtfjordskomplekset tatt i bruk. Dette er den første hybride land- til- sjø- baserte byen i verden. 20% av Trondheims befolkning bor her. Komplekset er selvforsynt med energi og mat. I 2050 vil 9 milliarder innbyggere føre til at matproduksjonen må øke med 70 prosent i forhold til i dag. Dette vil kreve en stor økning både teknologisk og arealmessig i landbruket. Kjøttforbruket må ned, og man må spise flere vegetariske måltider. Kjøtt krever mer kalorier per kalori ferdig produkt enn grønnsaker, samt et større areal. En viktig del av å imøtekomme matproblemet i fremtiden ligger i såkalte vertikale gårder. Nå gjelder gårder hvor det dyrkes i høyden, og jord og sprøytemidler er lagt bak oss. Gårder hvor man har et dårlig år med en liten avling er historie. Midtfjordskomplekset vil bruke slike arealbesparende og effektive gårder til å være selvforsynt med grønnsaker. I oppgaven vil vi ta for oss selve gården og problemene denne vil støte på. Det antas at Midtfjordskomplekset produserer rikelig med energi til plantene. Gårdene er formet som sylindere og går fra Miftfjordskomplekset og ned til havbunnen. 3 Problemstillinger og våre løsninger 3-1 Energi Planter trenger energi som kommer i form av sollys. Det å produsere like mye sollys som en plante får i løpet av en dag ville trengt store mengder energi. Heldigvis trengs ikke dette. Planter utfører fotosyntesen mest effektivt i en viss bølgelengde. Denne bølgelengden vil endres gjennom plantens livstid. Hvis en LED- lampe fokuseres på denne bølgelengden vil man kunne dyrke flere planter av en høyere kvalitet enn ved bruk av en vanlig lampe, og energibehovet være 85 prosent lavere. En LED- lampe med mulighet til å gi ut lys ved forskjellige bølgelengder vil da være en viktig del av gården Næring og mineraler En forutsetning for å kunne dyrke grønsaker er at vekstene har tilgang på god næring. Biologiske vekster henter vanligvis næringen sin fra sollys og jorda de er plantet i. Sollyset i den undersjøiske sylinderfarmen må nødvendigvis erstattes med fiktivt sollys i hvert plan, som tidligere nevnt. Når det gjelder matjord vil den erstattes med såkalt hydroponikk der det lar seg gjøre. Hydroponikk innebærer at vi dyrker i næringstilsatt vann istedenfor jord, noe som er fordelaktig på mange områder. Grønsakene vil kunne vokse tettere enn de gjør i matjord og vi vil får bedre kontroll over vekstenes næringsinntak. Grønsakene vil dermed vokse fortere enn de gjør naturlig i jord. Til tross for vår store satsning på hydroponikk vil noen av vekstene vi skal dyrke være helt avhengige av matjord for å kunne vokse. 1 releases/philips- commercializing- city- farming- solutions- based- on- LED- light- recipes.html (Lastet ned ) 4 of 5

5 Eksempler på dette er gulrøtter, poteter andre rotvekster. Her må vi løse store utfordringer med tanke på transporten av jorda ned i den undersjøiske sylinder- farmen og jordbearbeidelsen. 3-3 CO2- tilførsel Planter trenger CO 2 for å utføre fotosyntesen. Det har vist seg at planter vokser mest effektivt når CO 2 - innholdet i lufta er 3-4 ganger høyere enn vanlig luft. Midtfjordskomplekset har et kraftverk som tilfører energi helt miljøvennlig, så det er ikke noe CO 2 å hente fra energiproduksjonen. Mellom 25 og 30 prosent av menneskers CO 2 - utslipp absorberes av havvann. Når vann og luft får vekselvirke over tid ender rundt 85% av utslippene i havet 2. 1% av dette løses som gass, mens 10% og 89% er henholdsvis karbonat- og dikarbonationer. Selv dersom utslippet i 2050 er redusert til en brøkdel av dagens utslipp vil fortsatt CO 2 - nivået i havet være betydelig 3. Ved å utvinne CO 2 fra det omkringliggende havvannet vil plantene kunne utføre effektiv fotosyntese. Dette kan gjøres ved å utnytte den kjemiske reaksjonen 2H + (aq) + CO 3 2- (aq) H 2 O(l) + CO 2 (g), der H + er hentet fra organiske syrer. En annen kilde til CO 2 kan være avfallsbrenning. En enkel måte å kvitte seg med ikke- resirkulerbart avfall er å brenne det. Allerede med dagens teknologi lar det seg gjøre å fange opp og lagre CO 2 som dannes, samt skille ut mer farlige partikler og ufarliggjøre disse. 3-4 Automatiserte så- og høsteredskaper Helautomatisering er en viktig del av fremtiden. Det er gjort ekstreme fremskritt innen feltet, og det vil kunne utnyttes godt i den undersjøiske gården. Effektivitet og billig arbeidskraft er gode grunner, men man vil også ha minst mulig menneskelig interaksjon med plantene. Ved å holde kontakten mellom gården og resten av systemet separert vil faren for smitte være lav, og bruken av insekt- og soppmiddel vil kunne være nesten ikke- eksisterende. Designet vi har tenkt oss er en autonome armer som kan bevege seg opp og ned den tenkte sylinderen, gjennom glipper i gulvet. Plantene som er klare for innhøsting må mest sannsynlig identifiseres av menneskelig personell, men alt vil kunne skje uten fysisk kontakt med plantene. Innhøstingen vil foregå i kjernen av sylinderen. Enkelte planter vil kunne vokse kontinuerlig etter innhøsting, og trenger dermed ikke å sås på nytt etter hver innhøsting. Gjenstående såing vil skje gjennom de autonome armene. 4 Oppsummering Under Midtfjordkomplekset går det tykke og solide sylindere ned til havbunnen. I disse sylinderfarmene vil man dyrke grønnsaker lagvis i høyden for å utnytte arealet best mulig. Farmene vil sørge for at det konstant er ideelle dyrkingsforhold slik at utbyttet blir størst mulig, og energigjerrige LED- lamper kompenserer for manglende sollys. Automatiserte så- og høstemaskiner, samt egne transportsystemer effektiviserer logistikken fra spire til ferdig mat. 2 acidity- in- the- ocean/?page=1 (Lastet ned ) 3 much- co2- can- the- oceans- take- up/ (Lastet ned ) 5 of 5