Dynamo nr. 65

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

65

06

21

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

90 dage i Grønland på simuleret månemission TEMA

3DBETONPRINT Fra hypet teknologi til en pålidelig og bæredygtig løsning.

KO M P O S I T M AT E R I A L E R :

STARTUP UDVIKLER BENPROTESER, MAN KAN LØBE MED DYNAMO SPØRGER:

Hvorfor stiger interessen for atomkraft?

G L O B A LT P U S L E S P I L :

MÆRSK OG DTU REGNER PÅ, HVOR TOMME CONTAINERE SKAL SEJLES HEN

02

LEDER

I N D H O L D

Beton har (stadigvæk) en fremtid Beton er verdens mest anvendte byggemateriale.

Alene i Danmark blev der i 2015 produceret ca.

8,7 mio. ton beton – en mængde, der svarer til, at vi hvert år bygger omtrent fire storebæltsbroer.

Beton er så udbredt på grund af dens gode egenskaber såsom høj styrke og god holdbarhed, og prismæssigt er den også særdeles fornuftig.

Det gør beton til et demokratisk byggemateriale, idet alle lande bliver i stand til at opføre bl.a. boliger og infrastruktur, som er til at betale.

Dog har beton en anden pris, som skal betales: den klimamæssige. Beton har et tungt CO2aftryk, der skyldes indholdet af cement.

Netop de ovennævnte fordele og ulemper ved beton bevirker, at materialet udgør et væsentligt felt på DTU, både hvad angår forskning, inno­ vation og uddannelse.

På forsknings- og innovationsområdet arbejder DTU med beton som materiale, bl.a. for at bidrage til en bæredygtig udvikling inden for byggeriet. Vores dedikation til feltet kommer bl.a. til udtryk i de 60 mio. kr., som universitetet har investeret i det helt nyopførte beton- og materiale­laboratorium på Lyngby Campus.

En anden stor infrastruktur finder vi på Ballerup Campus, hvor DTU har fået en stor 3D-betonprinter. Det er en teknologi, der kan blive yderligere en vej til et mere bæredygtigt betonbyggeri. Teknologien er stadig i sin vorden, og vi har endnu til gode at se dens fulde potentiale udfoldet, men her er DTU også i fuld gang med at beregne og afprøve mulighederne. Ved at udforske og udnytte de nye teknologier kan verden minimere betonforbruget til kun det absolut nødvendigste.

Med 3D-betonprint skal man ud over at mestre beton som materiale også mestre den digitale side af byggeri. For ingen kan printe med beton uden at have byggeriet repræsenteret digitalt.

Vores næste generation af bygningsingeniører fra DTU eksponeres således for avanceret teknologi, bæredygtig udvikling og digitalisering, og det er et rigtig godt afsæt i en verden, hvor vi skal bruge stadig færre ressourcer – også i byggeriet.

Anders Bjarklev Rektor

8 TEMA

3D-betonprint Forskere udvikler næste generation af 3D-betonprint-­ teknologien.

04 P H . D . - FO RS K N IN G

Vindmøller med mindre støj Forsker undersøger, hvordan man kan både mindske støjen og øge energiudbyttet fra vindmøller.

10

Betonen skal flyde – lige indtil den ikke skal

14

spørgsmål om 3 3D-betonprint

15

uld fart på markedet F for 3D-betonprintere

16

” Vi vil se nye arkitektoniske udtryk”

18

Studerende printer vægge

20

Her skal de printe organiske

strukturer – med cementfri beton

DYNAMO

03

6 5 0 6 2 1 UDGIVER Danmarks Tekniske Universitet Anker Engelunds Vej 1 2800 Kgs. Lyngby tlf. 45 25 25 25, dtu.dk ANSV. CHEFREDAKTØR Tine Kjær Hassager REDAKTION Lotte Krull, lkru@dtu.dk ABONNEMENT dynamo@dtu.dk Magasinet udkommer fire gange om året DESIGN & PRODUKTION OTW A/S ISSN 1604-7877 FORSIDEFOTO Henning Larsen Architects

34 COVID - FO RS K N IN G :

26

40

International rift om unikt datasæt Udenlandske forskere i kø efter DTU’s data om 1.000 borgeres færden..

DYNA M O SP Ø RGE R ...

Hvorfor stiger interessen for atom­ kraft? Det svarer Bent Lauritzen fra DTU Fysik på..

24

Spildevand uden resistente bakterier Ny teknologi renser hospitalernes spildevand for antibiotikaresistente bakterier.

U D DAN N E LS E

BAGSID EN

Kreativitet redder kursus

Vi zoomer ind på ... tjah, hvad er det?

Postdoc fik en idé til, hvordan laboratorie­ undervisning kunne gennemføres trods lockdown.

Hvad sker der med atomkraft?

29 I SO LE RE T I G RØ N L AN D :

Simuleret måne­ mission To arkitekter fik hjælp af DTU, så de kunne teste deres månehabitat i 90 dage.

44

36 S TART U P

Benprotese af komposit­ materialer Virksomheden Levitate har udviklet ny, stærk og billig motionsprotese til benamputerede.

41 OPERATIONSA NALYSE

Hvor skal skibs­ containerne i havn?

Mærsk og DTU beregner, hvor tomme containere skal sejles hen.

04

V I N D E N E R G I

”JEG HÅBER, AT FORSKNINGEN KAN GØRE VINDMØLLER MERE POPULÆRE”

DTU

DYNAMO

65

06

21

05

Mariann e Vang Ry de Bax Lin d h ard t

Camilla Nyborg er i gang med et ph.d.-projekt, som gerne skulle resultere i en ny strategi for, hvordan man, specielt i vind­ mølleparker, på en gang holder støjen fra de store vinger nede og optimerer energiudbyttet.

C

amilla Nyborg er i gang med et ph.d.-projekt, som gerne skulle resultere i en ny strategi for, hvordan man, specielt i vindmølleparker, på en gang holder støjen fra de store vinger nede og optimerer energiudbyttet.

Camilla Nyborg elsker at se ud over Øresund på de 20 møller i Middelgrundens Vindmøllepark. Hun synes, det er et smukt syn, når de store vinger bare snurrer og snurrer og sender bæredygtig energi videre til resten af landet.

Men det er ikke alle, der deler hendes fascination af vindmøller, og hun er også forudindtaget; det ved hun godt.

Camilla har nemlig en kandidatgrad i vindenergi fra DTU, og nu er hun halvvejs i sit ph.d.-projekt om vindmøllers støjudbredelse og effektivitet. ”Samfundet er meget fokuseret på at se en udvikling inden for bæredygtig

energi, og vindmølleproducenterne forsøger hele tiden at optimere møllerne ved at gøre dem større og mere effektive. Men vi må ikke glemme, at der også er en miljøpåvirkning fra møllerne. Støj er et af de helt store problemer, især når de står på land, og det kan medføre, at et helt vindmølleparkprojekt bliver afvist, hvis producenterne ikke kan love, at støjen er lav nok. Støjen kan desuden få folk til at klage over at have møllerne stående i nærheden af deres hjem, da den bl.a. forstyrrer deres nattesøvn,” siger Camilla.

Mikrofoner måler støjen Det er netop baggrunden for hendes ph.d.-projekt, som gerne skulle resultere i en ny strategi for, hvordan man, specielt i vindmølleparker, på en gang holder støjen fra de store vinger nede og optimerer energiudbyttet.

06

V INDENERGI

”Der er klare regler for, hvor meget en vindmølle må støje, og derfor kan man være nødt til at holde vindmøllerne slukket om natten eller lade dem køre på en støjreducerende måde i nogle perioder. Men det går jo ud over energi­udbyttet, så vi forsøger at optimere på den balance med udgangspunkt i en computermodel udviklet på DTU Vindenergi,” siger Camilla.

For at kunne gøre det må man også indhente data fra vindmøller ude i landskabet. Men det er en svær opgave, fortæller hun: ”Vi sætter en række mikrofoner på en linje ud fra en vindmølle og måler på støjen. På den måde kan vi sammenligne målingerne med de beregninger på støjudbredelsen, som vi laver med vores modeller. Men det bliver hurtigt meget kompliceret, for der er masser af baggrundsstøj fra forbikørende f.eks.

Camilla Nyborg troede, at hun skulle være astrofysiker, men blev optaget af den grønne omstilling og valgte derfor at tage en kandidatuddannelse i vindenergi. I dag er hun ph.d.-studerende ved DTU Vindenergi.

DYNAMO

traktorer, pippende fugle og vinden, der suser i mikrofonerne.”

Da Camilla startede studierne på DTU, valgte hun at tage en bachelor i Geofysik og Rumteknologi, fordi hun havde en idé om, at hun skulle være astrofysiker. Men på et udvekslingsophold ved et af DTU’s partner­ universiteter, Nanyang Technological University i Singapore, blev hun meget fascineret af Singapores hurtige udvikling hen imod en mere grøn og bæredygtig by. Og det inspirerede hende så meget, at hun besluttede sig til at flytte sit fokus fra rummet til de mere jordnære vindmøller.

Hun var også blevet vild med fluid mekanik, som bl.a. bruges til at regne på luftens strømning omkring en vindmølle. Så hun gik videre med kandidat­ uddannelsen i vindenergi og søgte bagefter et ph.d.-projekt på DTU

65

06

21

Vindenergi. Hun havde for længst forstået, at det var det bedste sted i verden at være, hvis man ville beskæftige sig med vindmøller. ”Folk kommer fra hele verden for at lære af de professorer, der er her. Det synes jeg, man kan være enormt stolt af. Derfor har jeg heller aldrig kunnet se nogen grund til at søge andre steder hen,” siger hun.

Camilla elsker det internationale miljø på DTU, hvor dørene altid står åbne, og man kan gå ind til hvem som helst og få hjælp eller komme med en god idé til, hvordan man kunne gøre tingene anderledes. ”Man bliver altid taget seriøst, også selvom man ’bare’ er studerende.” a mil l a N yb o rg , ph . d . -st u d e re n d e , C DTU V in d en erg i, c m ny @ d t u . d k

”Vi må ikke glemme, at der også er en miljø­påvirkning fra møllerne. Støj er et af de helt store problemer, især når de står på land.”

CAMILLA NYBORG, PH.D.-STUDERENDE, DTU VINDENERGI

Om projektet Titlen på Camilla Nyborgs ph.d.-projekt er ’Development of numerical tools for noise control in wind farms’.

Projektperioden er 1/10/2019 til 30/9/2022.

Vejleder er professor Wen Zhong Shen, DTU Vindenergi.

DTU

S A M A RBEJDE

N Y H E D E R

DYNAMO

65

06

21

DT U

”DTU er glade for også via den nye innovationshub at kunne sætte hele Greater Copenhagen på verdenskortet som førende inden for intelligente energiløsninger.”

M A R I A N N E T H E LLE R S E N , KO N C E R N D I RE K TØ R , DT U , O M D E T N YE S T O R E D A N S K - S VE N S K S A M A R B E J D E ’ I N N O VAT I O N S - H U B F O R I N T E L L I G E N T E O G F L E K S I B L E E N E R G I L Ø S N I N G E R I G R E AT E R C O P E N H A G E N ’.

+

1.000.000 Antal danskere, der fejrede 200-året for H.C. Ørsteds opdagelse af elektromagnetismen i 2020. Det viser en effektmåling udarbejdet af Experimentarium, Danske Universiteter, Astra – det nationale naturfagscenter, Det Kongelige Videnskabernes Selskab og DTU.

NYT SAMARBEJDE UNDERSTØTTER DEN GRØNNE OMSTILLING DTU og GreenLab Skive, der huser verdens første grønne industripark, har indgået en samarbejdsaftale med fokus på uddannelse og forskning. Med aftalen får DTU en ledende og koordinerende rolle i en ny forskningsoverbygning, hvor også de øvrige danske universiteter inddrages. Målet er at udvikle og demonstrere metoder til en effektiv og robust omstilling til fremtidens grønne og bæredygtige energisystemer.

DTU og GreenLab Skive samarbejder allerede på en række områder, men med den nye aftale lægges der op til en mere målrettet og strategisk indsats. ”Samarbejdet mellem DTU og GreenLab Skive har enormt potentiale, fordi det giver mulighed for at se teori blive til virkelighed. I GreenLab Skive udvikler vi fremtidens smarte energisystemer og er helt i front på f.eks. storskala produktion af Power-to-X. Med DTU’s kræfter kan vi accelerere arbejdet med endnu flere grønne energiløsninger,” siger Christopher Sorensen, CEO i GreenLab Skive.

DTU , Mette Jo hn se n, NIels Nygaard

Partnerskaber for virksomheder Små og mellemstore virksomheder og startups får de kommende tre år tilbud om at blive en del af samarbejds­ projektet Skylab Pilots. Projektet har fået 10 mio. kr. i støtte fra Industriens Fond og skal understøtte teknologi­ partnerskaber og accelerere den teknologiske udvikling i 30 virksomheder. Formålet er dels at øge konkurrence-­­ evnen hos danske virksomheder og dels at give tekno­­lo­ giske startups hurtigere adgang til markedet.

07

08

TEM A : 3D - BE TONPRINT

TEMA OM

3D-BETONPRINT 10 BETONEN SKAL FLYDE – LIGE INDTIL DEN IKKE SKAL

14 3 SPØRGSMÅL OM 3D-BETONPRINT

15 FULD FART PÅ MARKEDET FOR 3D-BETONPRINTERE

16 ”VI VIL SE NYE ARKITEKTONISKE UDTRYK”

18 STUDERENDE PRINTER VÆGGE

20 HER SKAL DE PRINTE ORGANISKE STRUKTURER – MED CEMENTFRI BETON

Studerende øver sig på DTU’s store 3D-betonprinter, der står på Ballerup Campus.

DTU

DYNAMO

65

06

21

09

3D-

betonprint

En vej til bæredygtigt betonbyggeri I midten af sidste årti var 3D-betonprint på toppen af sin hypekurve. Interessen var rødglødende, og fra udlandet forlød det, at printede huse skød op i øst og vest. Selvom tekno­ logien ikke længere får så meget omtale, så printes der fortsat.

Tilgangen til 3D-betonprint er dog stadig baseret på trial and error, dvs. man forsøger sig frem for at få det til at lykkes.

Det kræver både udvikling og mere viden at rykke 3D-betonprint-teknologien fra at være en eksperimentel til en pålidelig metode i byggeriet.

3D-betonprint er, ligesom øvrige 3D-printteknologier, en additiv fremstillingsteknologi. Dvs. at man opbygger en konstruktion lag på lag. Typisk bruger man væsentligt mindre materiale ved at 3D-printe end ved at benytte de konventionelle fremstillingsmetoder.

Et lavere materialeforbrug er særligt interessant for beton­byggeri grundet betons tunge CO2-aftryk. Med 3D-­betonprint kan betonbyggeriets CO2-udslip mindskes.

På DTU er forskere med til at udvikle næste generation af 3D-betonprint, og de afsøger også helt nye opskrifter på beton, så materialets CO2-aftryk reduceres så meget som muligt.

En hypet teknologi er ved at modnes.

Læs mere på de følgende sider.

10

T E M A : 3 D - B E T O N P R I N T

DTU

Betonen skal flyde – lige indtil den ikke skal

Skal 3D-betonprint blive en pålidelig teknologi i byggeriet, kræver det, at der er fuldkommen styr på betonen og printprocessen. Danske ingeniører, arkitekter, entrepre­ nører, beton­producenter samt en dansk printerpro­ducent er i fuld gang med at løse udfordringen.

Lotte K rull H e n n in g Larse n A rc h ite cts, Tekno lo gisk I n stitut

3

D-betonprint lyder jo enkelt: Man blander sin beton, får den pumpet ud af et printerhoved, og så printer man lag på lag en væg.

Hvor svært kan det være? Hvis man ikke ønsker at blive revet ud af forestillingen om, at det er pærelet, så lad være med at spørge en af de partnere, der deltager i det store forskningsprojekt N3XTCON. Projektet samler aktører inden for dansk byggeri og danske vidensinstitutioner for at løse nogle af de største udfordringer ved 3D-betonprint. En af udfordringerne er at gennemskue betonen som materiale, fortæller projektets leder fra Teknologisk Institut, Thomas Juul Andersen:

”Når vi printer i dag, så ved vi ikke, præcis hvornår et print er ved at kollapse. Vi har måske en god fornemmelse, men vi ved det først, når det rent faktisk sker. Derfor er vi typisk nødt til at printe med stor sikkerhedsmargin. Den kan opnås ved f.eks. at printe langsommere eller ved at ændre på betonblandingen.”

Derfor fylder udforskningen af beton som materiale i N3XTCON-­ projektet, især hvordan den flyder, og hvor hurtigt den hærder. Det er egenskaber, der er afgørende for et vellykket 3D-betonprint. ”Betonen skal være så flydende, at vi kan pumpe den ud af en dyse, men vi vil samtidig gerne have, at den finder

sin form med det samme, så den ikke splatter ud. Så betonen skal kunne stå med det samme. Det er jo lidt af et paradoks: Vi har brug for et materiale, der både er flydende og nærmest fast på stort set samme tid,” siger Thomas Juul Andersen.

Ikke for hurtigt – ikke for langsomt En af de knapper, der kan skrues på for at imødekomme det modsatrettede krav til betonen, er hastigheden, hvormed man printer. Det regner forskere ved DTU på. I spidsen for dem står vicedirektør og professor Henrik Stang fra DTU Byg. Han forklarer: ”Det optimale print opnås, hvis man har den rigtige printhastighed.

For printer man for hurtigt, risikerer man, at betonen ikke når at hærde, før næste lag beton lægges ovenpå, og så bliver konstruktionen ustabil, og den kan deformeres eller ligefrem kollapse.

Hvis man printer for langsomt, så når betonen at hærde for meget, så lagene ikke ’smelter’ sammen. Så får man støbeskel overalt i printet, og det betyder,

DYNAMO

65

06

21

D T U

11

Om N3XTCON Innovationsfondens investering: 16 mio. kr.

Samlet projektbudget: 24 mio. kr.

Varighed: fire år Partnere: Teknologisk Institut DTU COBOD International CRH Concrete NCC Danmark BIG – Bjarke Ingels Group Syddansk Universitet Henning Larsen Architects Aalborg Portland FB Gruppen PensionDanmark

at konstruktionen ender med at få en lavere styrke.”

Til at forudsige printprocessen og betonens opførsel udvikler forskerne ved DTU derfor simuleringsværktøjer.

Det er matematiske modeller, hvor man forud for printningen bl.a. definerer en række materialeparametre for betonen, så man kan forudsige, om det overhovedet er muligt at printe den konstruktion, man har planlagt, samt hvordan man så skal gå frem. ”Beton er et materiale med mange variabler, og dens egenskaber kan ændre sig fra den ene blanding til den næste, selvom man i princippet blander de samme ingredienser i de samme forhold.

Men forhold som temperatur, hvor i

grusbunken du tager småstenene fra, og hvor lang tid der går, fra du laver blandingen, til du printer, er med til at skabe en masse usikkerheder om, hvor hurtigt man kan printe,” siger Henrik Stang, der tilføjer, at jo bedre simuleringsværktøjer, jo bedre kan man vælge den rigtige printstrategi. ”Hastigheden af printet har også et økonomisk aspekt, for jo hurtigere man kan printe, jo mere økonomisk interessant bliver det som teknologi i byggeriet,” siger Henrik Stang.

Validering af værktøjerne Simuleringsværktøjerne bliver valideret i betonlaboratoriet på Teknologisk Institut, hvor man printer og ser,

Et printet boligbyggeri er et af de koncepter, som Henning Larsen Architects arbejder med i N3XTCONprojektet.

om værktøjerne forudsiger betonens opførsel ved en given printstrategi. En af metoderne til at validere er at benytte digital image correlation. ”Vi dokumenterer hele printprocessen systematisk med fotos og følger, hvordan materialet opfører sig; hvordan det flyder, og hvordan det evt. deformerer.

Sådan kan vi følge, om de matematiske modeller rammer det, der sker i virkeligheden,” siger Thomas Juul Andersen.

Drømmescenariet er at kunne udnytte simuleringsværktøjet, imens man printer, fortæller Henrik Stang: ”Ideelt set, så vil vi gerne derhen, hvor vi kan regne på konstruktionen, imens vi printer den. Så kan man løbende bruge beregningerne som styringsgrundlag

12

T E M A : 3 D - B E T O N P R I N T

for, hvordan printningen skal fortsætte, og om man skal sætte hastigheden op eller ned.”

Vejen til bæredygtigt betonprint En vigtig del af N3XTCON er at se på betonprints bæredygtighed. Her spiller beton som materiale også en vigtig rolle. Beton er i al sin enkelhed sten, der bindes sammen af cement og vand.

Produktionen af cement udleder store mængder CO2, hvilket hovedsageligt skyldes, at det er en meget energi­ intensiv produktion. Danmarks eneste cementproducent – Aalborg Portland – deltager også i N3XTCON. Ud over at få afprøvet virksomhedens cementtyper til betonprint, så er de også med for at lære, forklarer Jesper Sand Damtoft, Group Sustainability and R&D Director for Cementir Holding, Aalborg Portlands moderselskab. ”Betonprint er en teknologi, som vi er begyndt at få forespørgsler på, og vi kan mærke en forventning fra vores kunder

I betonlaboratoriet på Teknologisk Institut valideres forskernes beregninger gennem forsøg med 3D-betonprint.

om, at vi kan vejlede dem,” siger Jesper Sand Damtoft.

En af Aalborg Portlands cementtyper, der netop kom på markedet ved årsskiftet, er FutureCEM. Det er en nyudviklet cementtype med et lavere CO2-aftryk. Forenklet forklaret har man i FutureCEM skruet ned for indholdet af cementklinker – den ingrediens, der er forbundet med størst udledning af CO2 – og erstattet den del af klinkerne med andre materialer. FutureCEM har potentiale til at reducere den globale CO2-udledning fra cementproduktionen med op til 30 pct. Derfor var det med spænding, at man i N3XTCONprojektet afprøvede FutureCEM i betonprint. Resultatet blev godt. ”FutureCEM er blevet testet med ret stor succes, og det er vi rigtig glade for.

Vi har været meget interesserede i at se, hvordan lige præcis denne cementtype opfører sig. For kan man anvende nogle cementtyper, der har et lavere CO2aftryk, så får man en rigtig god miljø-

DYNAMO

65

06

21

profil ud af 3D-betonprintede konstruktioner,” siger Jesper Sand Damtoft.

En hemmelig armeringsløsning Da N3XTCON-projektet begyndte i 2019, var ambitionen at udvikle 3D-betonprint, så man gik fra at printe uarmerede konstruktioner i mørtel til at printe armerede konstruktioner i beton. Målet med beton er i hus. Og forbavsende nok er målet om armering også ved at lande, forlyder det.

Armering forhøjer en konstruktions styrke, og i traditionelt betonbyggeri bliver armering indstøbt i beton enten på elementfabrikken eller på byggepladsen. Men inden for 3D-betonprint findes der endnu ingen robuste og industrialiserede løsninger på armeringsspørgsmålet. Flere strategier er afprøvet, eksempelvis at printe rundt om en armeringsstruktur. I N3XTCON arbejdes der videre på at udvikle flere løsninger. Men det er endnu for tidligt at afsløre dem, da det er en potentiel

”Det er jo lidt af et paradoks: Vi har brug for et materiale, der både er flydende og nærmest fast på stort set samme tid.”

THOMAS JUUL ANDERSEN, PROJEKTLEDER I N3XTCON, TEKNOLOGISK INSTITUT

D T U

forretningshemmelighed for nogle af partnerne i projektet.

Projektets svanesang Det sidste skridt i N3XTCONs fireårige projekt er at 3D-betonprinte to boligbyggerier, som bliver tegnet af henholdsvis Henning Larsen Architects og BIG – Bjarke Ingels Group (se artikel på side 16 om BIG’s projekt).

Arkitekterne deltager i N3XTCON for bl.a. at udforske de muligheder for formgivning, som 3D-betonprint tilbyder. Hvor BIG planlægger at printe offsite, dvs. ikke på byggepladsen, men i stedet få printet præfabrikerede elementer, som transporteres til byggepladsen, så planlægger Henning Larsen Architects at printe in situ, dvs. på selve byggepladsen.

Begge arkitektvirksomheder ser spændende muligheder for at udnytte 3D-betonprint i byggeri. Projektleder hos Henning Larsen Architects, Troels Dam Madsen, uddyber:

”Med 3D-­ beton­print er der et kæmpe potentiale for at reducere betonforbruget i bygninger.”

HENRIK STANG, PROFESSOR OG VICEDIREKTØR, DTU BYG

En robotbaseret beton­printer muliggør mere komplicerede printprocesser, bl.a. 5-akset printning.

13

”Med 3D-betonprint får vi helt andre frihedsgrader i betonbyggeri. Det hele behøver ikke at være rette vinkler, som vores arkitektur i dag i høj grad er underlagt på grund af de præfabrikerede betonelementer.”

Troels Dam Madsen er fascineret af 3D-betonprints potentialer for at kunne løse flere problemstillinger samtidig.

Bl.a. printets påvirkning af akustikken indenfor. ”Hvor en glat betonflade kan give akustiske problemer, giver betonprint mulighed for at skabe en helt anden overflade, f.eks. med en masse små folder, så man får reflekteret lyden på en mere hensigtsmæssig måde.”

Optimering af konstruktioner Når formgivningen bliver sat fri, bliver det også billigere at optimere konstruktionen af bygningerne, fortæller Troels Dam Madsen: ”Meget af det beton, der står derude i dag, er voldsomt overdimensionerede strukturer, hvor man går efter den største styrke overalt i konstruktionen.

Med 3D-betonprint kan vi nøjes med at udlægge materiale lige dér, hvor en struktur skal bære lasten. Det vil spare byggeriet for en masse beton.”

Den pointe er Henrik Stang fra DTU enig i: ”Med 3D-betonprint er der et kæmpe potentiale for at reducere betonforbruget i bygninger. Og grunden til, at man ikke har gjort det endnu, er bl.a., at det er langt billigere at støbe store firkantede klodser, end det er at optimere.

For med en optimering får du typisk nogle avancerede geometrier, som er sindssygt dyre at lave støbeforme til eller at operationalisere i en industriel produktion.”

Henrik Stang tilføjer, at beton er et billigt materiale og derfor altid interessant at bygge med. Og snart kan det også ske med en mindre belastning på klimaet. ”Vi har en forpligtelse til at sørge for, at opførelsen af fremtidige generationers huse og infrastruktur forbruger væsentlig færre ressourcer, end vi har brugt indtil nu,” siger Henrik Stang.

Henrik Stang, vicedirektør, professor,

DTU Byg, hs@byg.dtu.dk

14

T E M A : 3 D - B E T O N P R I N T

DYNAMO

65

06

21

DTU

3

spørgsmål om 3D-betonprint Thomas Juul Andersen er teamleder i betonsektionen på Teknologisk Institut. Han har beskæftiget sig med 3D-betonprint i flere år og leder forsknings­projektet N3XTCON, hvor DTU også deltager.

Lot te K rull I CO N , Te kno lo gisk In stit ut

1

Hvor bliver 3D-betonprint brugt?

I Danmark er der kun få eksempler med print på byggepladserne. I f.eks.

USA, Rusland, Kina og Dubai er der p.t. en del eksempler på printede konstruktioner. Tendensen i disse lande er dog, at de – lidt groft sagt – bare fremstiller traditionelle betonkonstruktioner på en ny måde. I Europa er vi mere optaget af at udforske teknologiens arkitektoniske muligheder.

2

Hvordan kan teknologien forbedre byggeriets bæredygtighed?

Materialevalg er helt centralt her.

Mange steder er det slet ikke beton, der anvendes, men et mørtellignende materiale. Desværre har det typisk et større CO2-aftryk end beton. Derfor er udvikling af nye betonløsninger med f.eks. lavere indhold af cement central for at sikre, at 3D-betonprint bliver en klimavenlig løsning. Det er noget af det, vi udforsker i forskningsprojektet N3XTCON (se artikel på side 10).

3D-betonprint har et stort potentiale til at reducere materialeforbruget i betonbyggeri. Det skyldes, at det er en additiv løsning, dvs. man tilføjer kun det materiale, som skal bruges.

Hvis man f.eks. vil printe en søjle, så behøver man ikke at printe en massiv søjle. Man kan måske nøjes med en hul søjle.

Teknologien lægger også op til optimering af konstruktioner, hvor man kun udlægger materialer dér, hvor lasterne i konstruktionen løber. Det er også med til at reducere materialeforbruget og fremme bæredygtigt byggeri.

Den amerikanske virksomhed ICON fremstiller 3D-betonprintere.

ICON er sammen med BIG i gang med at designe 3D-printede månehabitater.

ICON er blandt de første, der printer boliger i USA bl.a. i Austin, Texas.

3

Hvor er vi om ti år?

Det kan godt være, at vi har printerne i dag, men materialemæssigt og på arkitektursiden er vi ikke helt på plads endnu. Mit bud er, at det er vi muligvis om tre-fem år. Dernæst vil der måske gå yderligere fem år, før vi ser 3Dbetonprint implementeret i dansk byggeri i større udstrækning. Men denne slags revolutionerende teknologier har tidligere vist, at udviklingen på kort tid kan tage uventede kvantespring, så måske kan det gå meget stærkere.

T E M A : 3 D - B E T O N P R I N T D Y N A M O

65

06

DT U

21

15

Fuld fart på markedet for 3D-beton­printere Den danske virksomhed COBOD International fremstiller 3D-betonprintere til et internationalt marked, der vækster stort.

Lotte K ru ll CO BO D Inte rnatio nal

”I

2015-2017 var betonprint helt vildt hypet. Man så mange sensationelle overskrifter i verdenspressen, hvor der blev skrevet om alt det, der kunne lade sig gøre med 3D-betonprint. Men da arkitekter og andre i branchen ville arbejde med det, så var teknologien slet ikke moden. Så kølnede interessen lidt,” siger Henrik Lund-Nielsen.

Han er administrerende direktør i COBOD International, der fremstiller 3D-betonprintere. I efteråret 2017 kom virksomheden, som dengang hed 3D Printhuset, på alles læber, da de gik i gang med at 3D-printe det første hus i Europa, der lever op til danske og europæiske standarder, ude i Nordhavnskvarteret i København. The BOD (building-on-demand), som huset blev døbt, var en showcase på 3D-betonprint-teknologien. Det tog 50 timer at printe væggene til den 50 m2 store bygning over et par måneder. Dengang havde verden store forventninger til 3D-betonprint, fortæller Henrik Lund-Nielsen, der i disse år selv rejste rundt til 35 udenlandske projekter med betonprint for at indsamle viden om teknologien.

Ordrer vælter ind I dag mærker COBOD International, at interessen for betonprint er vendt stærkt tilbage. Virksomhedens produktion af betonprintere blev i 2020 fordoblet i forhold til året før. Og i dette års første to måneder har COBOD allerede flere

bestillinger i ordrebogen, end de fik i hele 2020, ifølge direktøren selv. Alle printere bliver shippet til udlandet. ”Vi sælger til Afrika, Asien, USA, Mellemøsten og Europa. Vi er ved at shippe den næststørste printer hidtil, som er 22,5 meter lang, til Malaysia,” siger Henrik Lund-Nielsen.

Han uddyber, at den mest efterspurgte printer måler 10 x 15 meter.

Sådan en printer står på DTU Ballerup Campus (se side 18).

Sideløbende med at ordrerne nærmest vælter ind hos COBOD, er virksomheden i gang med at udvikle den næste generation af 3D-betonprintere.

Den skal kunne mere end at printe. ”Vi vil udnytte, at vi har hele den her struktur, som 3D-printeren udgør.

Hvorfor kun printe? Måske kunne den også isolere eller male husene. Jeg tror, at vi inden længe ikke kalder det for

The BOD-huset i København blev Europas første hus, der lever op til europæiske bygningsstandarder.

Den sammenlagte printtid af The BOD var 50 timer.

en printer, men en multifunctional construction robot,” siger Henrik LundNielsen.

Samarbejde med DTU COBOD samarbejder med DTU både i N3XTCON-projektet (se artikel på side 10) og med Ballerup Campus. ”Vi er sindssygt glade for samarbejdet med DTU. Gennem N3XTCONprojektet får vi en masse ny viden om beton som materiale og styrbarheden af printprocessen. Og gennem vores kontaktflade med DTU i Ballerup ansætter vi mange praktikanter, der som led i deres diplomingeniøruddannelse er et halvt år ude i en virksomhed. Mange af dem ansætter vi derefter som studenter­ medhjælpere, mens de bliver færdige med deres uddannelse, hvorefter vi har ansat flere af dem i faste stillinger,” siger Henrik Lund-Nielsen.

Og COBOD har stærkt brug for denne rekrutteringsbase, fortæller direktøren, for han regner med at skulle øge antallet af medarbejdere i løbet af 2021 fra 42 til omkring 70 ansatte for at efterkomme den stigende efterspørgsel på 3D-betonprinterne. www.cobod.com

16

T E M A : 3 D - B E T O N P R I N T

DTU

I N3XTCON-projek­tet arbejder BIG-arkitek­ terne især på to idéer til 3D-betonprintede boligblokke. Den pude­ formede bygning er det koncept, som BIGarkitekterne ser som det mest lovende af de to koncepter.

”Vi vil se nye arkitektoniske udtryk” 3D-betonprint vil give arkitekter mere fleksibilitet og nye udtryksformer, når bygninger skal designes, lyder det fra Catherine Huang, partner i BIG – Bjarke Ingels Group.

Lotte K rull B IG

”V

i står kun lige på tærsklen til at finde ud af, hvordan vi kan udnytte 3D-betonprint i arkitektur og byggeri. Det er en spændende tid, hvor vi er i gang med at afsøge, hvad der er den mest meningsfulde anvendelse af teknologien.”

Ordene kommer fra Catherine Huang, der er en af de 17 partnere i ledelsen hos BIG – Bjarke Ingels Group.

BIG er med i forskningsprojektet N3XTCON, hvor DTU samarbejder med Teknologisk Institut samt en række virksomheder og vidensinstitutioner om at udvikle og anvende 3D-betonprintteknologien.

Dette er ikke det eneste projekt, hvor BIG beskæftiger sig med 3D-betonprint.

I sommeren 2020 indgik arkitektfirmaet

et samarbejde med den amerikanske printerproducent Icon, der i 2018 printede det første – og af myndighederne godkendte – enfamilieshus i Austin, Texas. Siden er flere huse blevet printet.

I efteråret annoncerede BIG og Icon, at de med funding fra bl.a. NASA gik i gang med at udvikle forslag til et 3D-printet månehabitat.

Større fleksibilitet Men tilbage til Jorden, hvor Catherine Huang ser spændende potentialer i 3D-betonprintteknologien inden for arkitektur og byggeri. ”Som arkitekter får vi en større fleksibilitet, når vi designer. Det er svært at forudsige, hvordan betonprint nøjagtigt vil komme til at påvirke vores design,

for vi er kun lige ved at udforske mulighederne. Så jeg kan ikke sige et eller andet vildt futuristisk, som at vi alle en dag kommer til at bo i runde huse,” siger Catherine Huang, der uddyber: ”Med 3D-betonprint åbner sig nogle muligheder for at lade printet blive et udtryk i sig selv. Det bliver også muligt at integrere løsninger i de printede design, hvilket også er det, vi afprøver i det design, som BIG printer som en del af N3XTCON-projektet.”

Som eksempler på integration af løsninger i betonprintede huse nævner BIG-arkitekten bl.a. altankasser, blomsterkummer eller furer til diverse installationer o.l. Som et andet eksempel på, hvordan 3D-betonprint vil påvirke udformningen af bygninger, nævner Huang, hvordan man i England har printet en bølget væg, der som struktur kunne erstatte en dobbelt murstensvæg. ”Det så fantastisk ud, og det er utroligt, at med 3D-betonprint er den

DYNAMO

65

06

2 1

17

I begge koncepter planlægger BIGarkitekterne, at betonelementerne 3D-printes ’offsite’ – dvs. et andet sted end på byggepladsen.

Elementerne trans­ porteres dernæst til byggepladsen, hvor de monteres.

bølgede struktur den mest effektive måde at bygge muren på,” siger Catherine Huang.

Bæredygtigt byggeri Huang ser også et potentiale i 3D-­ betonprint som vejen til øget bæredygtighed, hvor byggeri kan opføres hurtigere, uden at det rent fysisk slider mennesker op, og at man også får minimeret forbruget af materialer. ”Vi må som arkitekter se i øjnene, at en af de største problemstillinger, vi står med, er spørgsmålet om bæredygtighed.

Betonens klimabelastning er noget, vi må forholde os til. Med betonprint kan vi nøjes med at bruge akkurat den mængde beton, der skal til for at beholde strukturens kvalitet. Det kan føre til et meget lavere materialeforbrug, mindre spild og dermed til en renere og mere bæredygtig verden,” siger Catherine Huang. www.big.dk

Catherine Huang er en af de 17 partnere i ledelsen hos BIG – Bjarke Ingels Group og er med til at udvikle det koncept, som skal 3D-betonprintes i det store N3XTCONprojekt, som DTU også deltager i.

”Med 3Dbetonprint åbner sig nogle muligheder for at lade printet blive et udtryk i sig selv.”

CATHERINE HUANG, PARTNER, BIG – BJARKE INGELS GROUP

18

T E M A : 3 D - B E T O N P R I N T

DTU

Studerende fra DTU og Kunstakademiets Arkitektskole printer på DTU’s store 3D-betonprinter på Ballerup Campus.

Studerende printer vægge I foråret blev DTU’s store 3D-betonprinter brugt af studerende, der deltog i en konkurrence om at udvikle innovative løsninger til printede huse.

Li ne Re e h T h o m as H jo rt J ense n

”I

dag er der meget fokus på hastigheden, men vi mener også, at der er et stort, og endnu ikke udforsket, potentiale for at lave 3D-betonprintede bygninger mere energieffektive.”

Ordene kommer fra Lars Fogh, Rasmus Green og Adrian Brun, hhv. fra kandidatuddannelsen i Byggeteknologi ved DTU og fra Kunstakademiets Arkitektskole. I foråret var de i aktion med DTU’s store 3D-betonprinter i Design Build Lab hos DTU Engineering Technology i Ballerup.

Printet var en del af konkurrencen 3D Printing Housing Hack, som blev afholdt af LaFargeHolcim, hvor opgaven var at opfinde innovative løsninger, der kan udvikle 3D-betonprint.

Rasmus Green fra DTU fortæller: ”Vi arbejder med en ydervæg, der kombinerer flere funktioner i én væg.

Ydervæggen har ingen kuldebroer – noget der normalt er en udfordring med 3D-betonprint. Den er isoleret med det bæredygtige materiale mycelium, som ud over isolerende egenskaber også

har konstruktionsmæssige egenskaber.

Derudover har vi integreret ventilations­ kanaler i væggen.”

Unikt redskab En af Europas største 3D-betonprintere er at finde i Design Build Lab på DTU Ballerup Campus. Printeren BOD2 fra den danske virksomhed COBOD International er en såkaldt gantryprinter, der kan printe på et areal på ca. 12 x 9,5 m og 3,5 m i højden i en hastighed på op til 30 m/min.

DYNAMO

De studerendes printforsøg var en del af en konkurrence.

De printede vægge var udfyldt af mycelium, som er en svamepvækst med isolerende egenskaber.

De printede vægge kollapsede ikke – en succes i sig selv mener de studerende.

Med 3D-betonprinteren har både DTU’s fag­miljø, de studerende og branchen et unikt redskab til at modne næste generation af 3D-betonprint gennem fælles undervisnings- og udviklingsprojekter på DTU. ”Printningen gik over alt forventning, og bare det, at alle vores print ikke væltede, er en succes. Det er første gang, vi ser vores koncept ’komme til live’. At kunne se og føle udtrykket i 3D-printet beton giver meget til det videre arbejde.

Printprocessen gav desuden meget bedre føling med, hvad der er muligt at udføre og hvilke udfordringer, der er ved den,” siger Rasmus Green.

Og konkurrencen? Den vandt de.

To m my Jo h an se n, ingeniørdoc ent, DTU E n gine e ring Te ch n ology, tomjo@dtu.dk

65

06

21

D T U

19

19

20

T EM A : 3D - BE TONPRINT

Her skal de printe organiske strukturer – med cementfri beton

Forskere er ved at patentere en ny opskrift på beton, hvor de helt udelader cement, som er betonens store CO2-belastende ingrediens.

I stedet udnytter de organiske stoffer fra bl.a. affald. Og 3D-printer snoede, biomorfe strukturer.

Lot t e K ru l l M ika l Sc h l o s s er, S a n d e r Le u si n k

D

et var ikke lige en ny beton­ opskrift, lektor Holger Koss og ph.d.-studerende Julian Christ ved DTU Byg var på jagt efter, da Julian for fem år siden som studerende på DTU begyndte at optimere konstruk­ tionen af et shelter til Grønland. De var egentlig heller ikke ude på at beskæftige sig med 3D-betonprint og opfinde en helt ny løsning i printteknologien, så det er muligt at printe i flere retninger end bare vertikalt.

Ikke desto mindre er Holger Koss og Julian Christ i dag på vej til at 3D-printe

DYNAMO

65

06

21

D T U

21

7%

af den totale menneskeskabte CO2-udledning globalt anslåes at komme fra produktionen af cement.

KILDE: DET INTERNATIONALE ENERGIAGENTUR (IEA)

CO2-synder i beton. Ifølge Det Internationale Energiagentur (IEA) anslås den globale cementproduktion til at være årsag til 7 pct. af den totale menneskeskabte CO2-udledning. Så en cementfri beton er særdeles interessant i en tid, hvor der skal skrues og drejes på alle de knapper, vi kan finde, for at sænke CO2-udslippet.

Ph.d.-studerende Julian Christ (tv.) og lektor Holger Koss udforsker både 3D-beton­ printteknologien og materialesiden for at kunne printe biomorfe strukturer.

i stort set alle retninger med beton. De kan printe buer og større udhæng, og de er i gang med at patentere en ny opskrift på beton. En cementfri beton. ”Vi har udviklet og afprøvet en betontype, hvor vi helt udelader cement.

Vi har erstattet cement med biopolymerer, dvs. organiske stoffer, der er biologisk nedbrydeligt materiale,” siger Holger Koss.

Hører man til det flertal i befolkningen, der ikke lige vandrer rundt med opskriften på beton i baghovedet, så er det vigtigste i denne forbindelse at huske, at cement består af kalk og ler og kan udgøre op til 20 pct. af beton, og at det er cementen, som er den største

Optimeret design på et shelter Men hvad fik de to forskere hertil?

Holger Koss forklarer: ”Jeg forsker i vindens påvirkning af bygningskonstruktioner og oprettede derfor et kandidatprojekt, hvor Julian skulle udvikle den optimale struktur til et shelter til Grønland, som var så stærkt, at det kunne modstå de barske vindforhold der, samtidig med at der blev brugt så få materialer som muligt.

Samtidig havde vi et ønske om at udnytte eller genanvende materialer, der findes lokalt.”

Shelteret var en kuppelformet struktur ligesom de telte, festivalgæster bruger på teltpladserne. I en vindtunnel kunne forskerne måle, hvordan hård blæst belaster shelteret, og ud fra denne viden begyndte Julian Christ at optimere strukturen. Metoden, han benyttede, var stokastisk topologioptimering, der lidt forenklet forklaret handler om at regne ud, hvor man skal placere materialet i en konstruktion ud fra ønsket om at bruge så lidt materiale som muligt, uden at det går ud over konstruktionens styrke. I den stokastiske topologi­ optimering tog Julian Christ højde for de varierende belastninger, som vinden påfører shelterstrukturen.

Efter topologioptimeringen stod forskerne med et kuppelformet shelter, hvor de bærende strukturer forgrenede sig rundt i halvkuglen uden nogen lige linjer eller rette vinkler. ”Vi fik en meget organisk og biomorf struktur ud af optimeringen. Det ligner

noget, som naturen selv ville have lavet,” siger Julian Christ.

Kan det 3D-printes?

Da beton mest består af sten og sand, som findes i rigelige mængder på Grønland, ville det give mening at opføre shelteret i beton. Men som de bygnings- og konstruktionsingeniører, Holger og Julian er, gennemskuede de med det samme, at denne biomorfe struktur ville blive meget udfordrende at støbe i beton. Bare at producere formene til støbningen ville blive alt for dyrt. At støbe hele kuplen uden forme og fjerne al den unødvendige beton bagefter ville skabe et unødvendigt stort materialespild. ”Så vi spurgte os selv: Kan vi 3D-­ printe det?” fortæller Holger Koss.

Indlysende løsning. Men en stor udfordring. For det kræver både en beton og en printteknologi, der tillader mere rumlig frihed, end den konventionelle printteknologi med beton tillader i dag. Betonmaterialet er for flydende og hærder for langsomt til, at man kan printe i andre retninger end vertikalt.

Julian og Holger har brug for at kunne printe i flere retninger og med buer og udhæng også.

I 2019 blev Julian Christ ansat som ph.d.-forsker på DTU Byg med støtte fra Villum Experiment-programmet, som støtter radikale forskningsidéer, og han kunne fortsætte arbejdet med at finde en løsning. I sit ph.d.-projekt skal han finde og afprøve nye ingredienser, som kan udvindes lokalt på Grønland, og som kan erstatte cementen. Dels for at give betonen de egenskaber, der gør det muligt at printe shelteret, og dels for at finde en mere bæredygtig løsning, hvor man kan udelade cement. ”Mit udgangspunkt er stadig min case fra kandidatprojektet med at opføre et optimeret betonshelter i Grønland.

Den mest bæredygtige løsning er

22

T E M A : 3 D - B E T O N P R I N T

DTU

I sit ph.d.-projekt afprøver Julian Christ 14 forskellige biopolymerer som alternativer til cement.

at kunne printe med en beton uden cement, for så undgår man den lange transport af cementsække, der heller ikke pynter i et CO2-regnskab. Derfor skal det alternative materiale til cement være en ressource, som er til stede og lettilgængelig i Grønland,” siger Julian Christ, der har afgrænset sin forskning til en liste på 14 forskellige biopolymerer, som er organiske stoffer, der stammer fra enten proteiner eller kulhydrater.

Organiske stoffer erstatter cement Den hidtil mest lovende ingrediens, som Julian Christ har identificeret og afprøvet, udvindes fra sidestrømme i fødevareindustrien, som de genanvender til at udvinde biopolymerer. En sidestrøm er spildprodukter i en produktion, som typisk bliver regnet som affald. ”Vi har lavet tryktest af beton, hvor cement er erstattet med biopolymerer, og vi har fået ret flotte resultater, hvor biopolymerbetonens styrke svarer til konventionel beton,” siger Julian Christ,

der udvidede afprøvningen af den nye betontype ved at 3D-printe med den.

Resultatet overraskede. ”Vores biopolymerbeton gør det muligt for os at printe i flere retninger,” siger Julian Christ, der dog måtte opfinde og implementere tekniske løsninger til selve 3D-printeren for at få det til at lykkes. En af løsningerne handler om opvarmning af materialet inden print. ”Vi har brug for at få betonen opvarmet inden print for at få den til at flyde godt. Den måde, vi har brug for at opvarme materialet på, findes ikke i nogen af de gængse printere, som vi kunne indkøbe. Så vi måtte selv udvikle den løsning, der kan opvarme materialet. Når materialet er varmt, så er det flydende, og så snart det er kommet ud, så køler det af og hærder ret hurtigt. Det er den primære årsag til, at vi nu kan printe i flere retninger end bare vertikalt,” forklarer ph.d.-forskeren, der ikke kan gå i detaljer om deres teknologiske løsning på opvarmningen af betonen af hensyn til mulig fremtidig patentering.

Om beton og cement • Beton består af sand og småsten (kaldet tilslag), der bindes sammen med cement og vand.

• Tilslaget udgør hovedparten af beton, mens cementen udgør op til 20 pct. af beton – alt efter hvilke blandinger man laver.

• Ofte tilsættes andre stoffer til beton, f.eks. flyveaske, mikrosilica og kalkfiller.

• Cement består hovedsageligt af kalk og ler, der blandes og brændes ved høje temperaturer i cementovne. Herefter knuses det til pulver, der er den færdige cement.

• Der kan tilsættes forskellige andre materialer til cement, bl.a. flyveaske og gips.

• Det er cementen, der er CO2-synderen i beton, dels fordi cementfremstillingen er en energiintensiv produktion, dels fordi kalken afgiver CO2 under opvarmningen i cementovnene.

• Det anslås, at den globale cementproduktion er årsag til 7 pct. af den totale menneskeskabte CO2-udledning.

KILDE: DANSK BETONFORENING, BYGGERIETS REGLER

DYNAMO

65

06

2 1

23

Med en lysdiode for enden af robot-printarmen kan forskerne illustrere mulige printretninger.

Relevant for hele verden Forskerne arbejder på at patentere opskriften på den beton, hvor cement er erstattet med biopolymerer. Selvom de to forskere har gjort store fremskridt på kort tid, ser de stadig en lang vej foran sig, før horisontale 3D-betonprint bliver allemandseje. ”Vi har kun taget de første skridt.

Der er stadig mange ting, vi skal have afklaret, eksempelvis omkring udvindingen af biopolymerer, og om det er bedst at høste dem fra plante- eller dyreverdenen, eller om de skal fremstilles syntetisk, samt hvilke biopolymerer der har de bedste flydeegenskaber og er velegnede til print, og hvilke der tilføjer mest styrke i de printede konstruktioner,” siger Julian Christ.

Biopolymerbeton hærder hurtigt, og det øger mulig­hederne for at printe i flere retninger.

Holger Koss tilføjer en anden vigtig afklaring, som er nødvendig: ”Biopolymerer er organiske materialer og derfor lettere at nedbryde, og der skal vi også have udforsket yderligere, hvordan man beskytter dette materiale mod nedbrydning. Det kan sammenlignes med træ, som jo også er et organisk materiale, men hvor vi har lært, hvordan man beskytter mod for tidlig nedbrydning.”

Selvom den cementfri 3D-betonprint er udviklet med tanke på at realisere et shelter, der kan modstå grønlandske vindforhold, så finder de to forskere det relevant at fortsætte udviklingen af deres idéer, da hele verden kan få glæde af dem.

Forskerne ser også relevansen knyttet til en fremtid, hvor der tales om at 3D-printe habitater på Månen eller andre planeter.

Uanset om det er på Jorden eller ude i rummet, så mener forskerne, at mennesket kan blive bedre til at genanvende og udnytte ressourcer, der kan findes lokalt.

Holger Koss uddyber: ”En cementfri beton vil altid være interessant, da det er en mere bæredygtig løsning. Det er også relevant for mange lande at udnytte ressourcer lokalt – ikke kun for Grønland. Grønland var blot vores afsæt. Anvendelse og genanvendelse af lokale materialer og at bygge optimale konstruktioner med så få materialer som muligt er relevant for alle i verden.”

H o l g er Ko s s , le k to r, DT U B yg, h ko @ b yg . d t u .d k Ju l ia n C h rist , p h . d . -st u d e re n d e , DTU Byg , ju l c h @ b yg. d t u . d k

24

DTU

FRI FOR Anne Kirsten Frederiksen Ravi Chhetri, CDC

Ny teknologi gør det muligt at fjerne antibiotika­ resistente bakterier fra hospitalers spildevand, før det når rensningsanlægget og kan udgøre en fare for mennesker og miljø.

G

ennem de sidste to år har et samarbejde mellem DTU, Teknologisk Institut, tre forsyningsselskaber og teknologileverandøren Alumichem udviklet en teknologi, der kan fjerne antibiotika­ resistente bakterier fra hospitalers spildevand på en miljøvenlig måde.

Ved at fjerne de multiresistente bakterier allerede ved hospitalerne mindskes sundhedsrisikoen for særligt kloakarbejdere og ansatte på de rensningsanlæg, der modtager spildevandet. Ligesom færre resistente bakterier i spildevandet er væsentligt, hvis kloakkerne ved kraftige regnskyl løber over.

Den nye teknologi anvender kemikaliet pereddikesyre, der også bruges

til desinfektion i fødevareindustrien og på sygehuse. Pereddikesyre nedbrydes fuldstændigt i vand og udgør dermed ingen miljømæssig risiko. Til gengæld har det vist sig at kunne fjerne antibiotikaresistente bakterier i spildevandet.

Pilottest ved to hospitaler ”Teknologien kan anvendes både i separate kloakledninger, som nye hospitaler ofte har, og i de løsninger, hvor spildevandet fra typisk ældre hospitaler hurtigt ledes ind i det øvrige kloaknet,” siger professor Henrik Rasmus Andersen, DTU Miljø, der leder projektet, og forsker Ravi K. Chhetri, som har været ansvarlig for en del af laboratorieforsøgene og analysearbejdet bag den nye løsning.

Projektet har gennemført pilottest ved to forskellige hospitaler, Hillerød og Slagelse, der repræsenterer hver sin kloakløsning. Det er sket ved hjælp af et pilotanlæg, der er bygget i en container og dermed let at flytte.

Containeren har gjort det muligt at udtage prøver af spildevand undervejs i processen, så virkningen af forskellige doseringsniveauer af pereddikesyre kunne testes og sammenholdes med

tidsfaktoren. Hvis hospitalets spildevand allerede efter et minut blandes med andet spildevand, er en større koncentration af pereddikesyre nødvendig, end hvis en separat kloakledning betyder, at blandingen med det øvrige ledningsnet først sker efter en halv time.

Rensningsanlæg klar til salg Rent praktisk er det virksomheden Alumichem, der har opbygget pilotanlægget. Alumichem leverer rensningsanlæg til industrivirksomheder, der fjerner eksempelvis olie eller kemikalier fra deres spildevand, før det udledes til kloaknettet. Fremover kan virksomheden også levere anlæg til hospitaler. ”På baggrund af projektet kan vi tilpasse løsningerne til de forskellige behov, som hospitaler og kommunale rensningsanlæg har. Flere danske kommuner har allerede vist interesse, og vi ved, at der også i udlandet er et stigende behov for at rense spildevand fra hospitaler,” siger direktør Thomas Eilkær, Alumichem.

Hillerød Forsyning er da heller ikke i tvivl om værdien af projektets resultater. I forbindelse med det nye

VA N D M I L J Ø

DYNAMO

65

06

21

25

RESISTENTE BAKTERIER I HOSPITALSSPILDEVAND

supersygehus, der skal bygges i byen, er der således projekteret med en separat kloakledning. ”Hospitalet bliver en væsentlig kilde til resistente bakterier i spildevandet, og vi har nu den teknologiske løsning til, hvordan vi kan fjerne dem på hospitalets matrikel, inden de blandes med byens øvrige spildevand,” siger Jørgen Skaarup, planlægger i Hillerød Forsyning.

Pilotanlægget, som er inde i en container, er opbygget af virksomheden Alumichem, fhv. Norlex Systems.

Næste skridt er medicinrester Antibiotikaresistente bakterier findes ikke kun i hospitalers spildevand, da meget antibiotika indtages hjemme og dermed ender i husholdningernes spildevand. Som en del af projektet har Teknologisk Institut derfor sammen med forsyningsselskaberne indsamlet viden om niveauet for indhold af

antibiotikaresistente bakterier i dansk spildevand generelt. Det er sket ved analyse af mere end 70 prøver fra 20 rensningsanlæg.

Disse tal kan være væsentlige i forhold til en kommende vejledende grænse for indholdet af antibiotika­ resistente bakterier i spildevand fra hospitaler. ”Nogle af de nye hospitaler arbejder med løsninger, der fjerner alle antibiotikaresistente bakterier fra deres spildevand. Det er meget dyrt, og måske er det ikke nødvendigt, at grænsen er nul. Det kan derimod være mere logisk, at myndighederne stiller krav om at nedbringe niveauet til det, der findes i almindeligt husholdningsspildevand,” siger Caroline Kragelund Rickers, forretningsleder, Teknologisk Institut.

Næste skridt for forskerne bliver at undersøge, hvor god pereddikesyre er til at fjerne medicinrester fra spildevandet. ”Vi har i projektet set, at der er en effekt, men er endnu ikke færdige med de nødvendige analyser, der kan kvanti­ficere potentialet. Det glæder vi os til at se nærmere på i den kommende tid,” siger Ravi K. Chhetri.

H en rik R a s mu s A n d ers en , p rofes s o r, DTU M il jø , h ra n @ env. d t u . d k R avi Ku ma r C h h et ri, fo rs ker, DTU M il jø , ra kc @ env. d t u . d k

Om resistente bakterier • Antibiotikaresistens er en af de største trusler mod menneskers sundhed.

• Alle bakterier kan udvikle resistens over for antibiotika.

• Flere infektioner bliver sværere at behandle, i takt med at antibiotika mister sin virkning.

• Antibiotikaresistens fører til længere hospitalsophold, højere medicin­ ud­gifter og øget dødelighed.

• Antibiotikaresistens accelereres af overforbrug af antibiotika samt dårlig forebyggelse og inddæmning af infektioner.

• Antibiotikaresistens truer medicinske landvindinger.

Organtransplan­ tation, kemoterapi og operationer som kejsersnit vil blive langt farligere uden effektive antibiotika til at forebygge og behandle infektioner.

KILDE: WHO

26

DY N A MO SP Ø RGER …

… E R AT O M K R A F T V E D AT B L I V E T R E N D Y ?

Lot t e K ru l l Ba x L in d h a rd t

HVAD SKER DER MED ATOMKRAFT? Pressen er fyldt med artikler om atomkraft. Flere europæiske lande fra Finland til Bulgarien planlægger nye atomkraftværker. Er atomkraft blevet trendy? Og kommer den en dag til Danmark? Det svarer sektionsleder Bent Lauritzen fra DTU Fysik på. Han har i årtier forsket i atomkraft.

q: Hvilken udvikling ser vi i verden? a: Generelt er tendensen den,

at de lande, der allerede har atomkraft, fortsætter og måske udvider deres programmer.

Men vi ser også lande, der aldrig har haft atomkraft, som er på vej med det, f.eks. Forenede Arabiske Emirater, der sidste år åbnede deres første atomkraftværk. I Europa ser vi en øget polarisering, hvor nogle lande som Tyskland, Belgien og Spanien vil udfase atomkraft, mens andre lande som bl.a. Storbritannien, Frankrig, Finland og flere østeuropæiske lande, heriblandt Polen og Rumænien, enten allerede bygger eller vil bygge nye atomkraftværker.

q: Er der sket et holdningsskifte? a: Ja, nogle steder. I Finland var

deres miljøparti førhen overbeviste modstandere af atomkraft, mens de i dag er fortalere, og der er i det hele taget bred opbakning til atomkraft i Finland nu. Min fornemmelse er, at der generelt er en fornyet interesse for atomkraft.

Personligt oplever jeg langt flere henvendelser fra pressen, men også fra unge, som skal skrive opgaver og vælger at skrive om atomkraft. Den slags henvendelser fik jeg slet ikke for ti år siden.

q: Hvad er drivkraften bag interessen? a: Det er især klimadags­

orde­nen, der er drivkraften.

Det er ønsket om at udfase fossile brændstoffer i el­produktionen, så man får reduceret CO2-udslippet. Flere lande vil erstatte kul- og gasfyrede værker med atomkraftværker, fordi de ikke udleder CO2. I andre lande som f.eks. de østeuropæiske har man også motiver som forsyningssikkerhed og uafhængighed af import af energi fra Rusland. q: Kan vi ikke nøjes med vind og sol som CO2-fri løsninger? a: Udfordringen med ved­

varende energi (VE) som vind og sol er, at den er fluktuerende, så vi er ikke garanteret en stabil produktion af el.

Danmark har meget VE, men vores energiforsyning, og forsyningssikkerhed, bliver reddet af, at vi importerer en del af vores el fra vores nabolande – el, som i princippet kan være produceret af et atomkraftværk. For mange lande gælder det, at det bliver svært at udfase kul- og gasfyrede værker uden at erstatte dem med en anden løsning, der sikrer en elproduktion, der både er billig og stabil og dækker en stor – og i øvrigt stigende – efterspørgsel på strøm. Mange lande har brug for atomkraft for at fjerne sig fra de fossile brændsler. q: Vil atomkraft være en løsning for Danmark? a: Det er jo en politisk beslut-

ning. Danmark besluttede i 1985, at atomkraft ikke skulle indgå i energiplanlægningen.

Men jeg synes, at man skal tage en ny og åben debat om atomkraft som klimavenlig energiteknologi, der kan sikre os en relativt billig strøm og gøre os uafhængige af import af el. Desuden vil næste generation af reaktorer kunne levere mere end strøm.

De vil alle køre med højere temperaturer og har derfor også potentiale til at levere procesvarme til industrien samt indgå i P2X-løsninger som produktion af syntetiske brændstoffer. Derudover er man ved at udvikle små,

DYNAMO

65

06

21

DT U

27

Sektionsleder ved DTU Fysik Bent Lauritzen har forsket i atomfysik og -energi helt tilbage til dengang, Danmark havde tre forsøgsreaktorer ved Roskilde Fjord.

Reaktorerne på Risø • På halvøen Risø (i dag DTU Risø Campus) ved Roskilde Fjord har Danmark haft tre forsøgsreaktorer.

• De blev taget i brug i henholdsvis 1957, 1958 og 1960.

• Reaktorerne blev brugt til forskning og undervisning inden for reaktorfysik og -teknologi, til fremstilling af isotoper og dotering af halv­ ledere og i de sidste mange år til materiale­forskning.

• Den første reaktor blev lukket allerede i 1975, og de sidste to lukkede i henholdsvis 2000 og 2001.

• Siden har Dansk Dekommi­s­ sionering stået for håndtering og demontering af reaktorerne.

Se mere: www.dekom.dk

modulære reaktorer, dvs. at det bliver muligt at skalere atomkraftanlægget i størrelsen, og man kan vælge at have flere mindre værker i stedet for få meget store anlæg. Jeg mener, at atomkraft kan spille en rolle i den grønne omstilling også i Danmark.

Men det kræver, at man tør at se fordomsfrit på teknologien. q: Er der sket en udvikling mht. sikkerhed? a: Ja. Atomkraft er blevet mere

sikkert – det kan bl.a. ses på frekvensen af hændelser og uplanlagte driftsstop, som er faldet markant. Nye atomkraftværker har en større grad af passiv sikkerhed, dvs. systemer, der styrer værket,

selv hvis der mangler mennesker til at gribe ind, eller elforsyningen afbrydes. Hvis vi måler sikkerheden på tab af menneskeliv, er der færre mennesker, der dør som følge af atomkraft end af andre teknologier til elproduktion.

Samme konklusion kom en ekspertgruppe under Europa-Kommissionen igen frem til i en rapport, som de udgav i foråret. Med fjerdegenerationsreaktorer vil vi se en yderligere øgning af sikkerheden, da det er en af de internationale målsætninger for udviklingen af dem. Man arbejder på at gøre dem så sikre, at det ikke vil være nødvendigt med en evakueringszone uden for selve anlægget.

Hvor er teknologien om 20 år? a: Vi vil stadig have store atom-

kraftværker, alene fordi de værker, der bygges i disse år, vil være i drift ca. 60 år frem. Derudover tror jeg, at de store atomkraftværker vil blive suppleret med de mindre modulære reaktorer, som udvikles i dag. Den næste generation af reaktorer vil kunne udnytte brændslet måske op til 100 gange bedre.

Det betyder 100 gange færre miner og 100 gange mindre affald. Så mit gæt er, at vi om 20 år vil have en blanding af tredje- og fjerdegenerationsreaktorer kørende rundtom i verden.

Bent L a u r i t ze n , se k t i o n sle d e r,

DTU Fy si k , b la u @ d t u . d k

28

F O R S K N I N G

H Y H E D E R

DYNAMO

65

06

21

DTU

Seks faktorer afgør succes med hjemmearbejde Forskere fra DTU Management har fundet frem til tre fordele og tre ulemper, der spiller ind på oplevelsen af hjemmearbejdet. ”Inden virksomheder og organisationer lægger nye planer for mængden af hjem­ mearbejde, er det vigtigt at huske på, at fordele og ulemper opleves vidt forskelligt.

Ved at analysere medarbejdernes oplevel­ ser ud fra de seks identificerede faktorer kan ledelsen få et overblik over, hvad man skal holde sig for øje,” siger lektor ved DTU Management Christine Ipsen, der er en af forskerne bag en undersøgelse af hjem­ sendte i videnjob i otte europæiske lande.

”DTU har haft stort fokus på at gøre tillid til AI til en særlig dansk vinkel, og det er også blevet et helt centralt element i visionen for det nye center.”

De seks faktorer Fordele • Bedre balance mellem arbejde og privatliv.

• Forbedret arbejdseffektivi­ tet, bl.a. på grund af færre forstyrrelser, færre møder, mindre spildtid.

• Større kontrol over eget arbejde, pauser, når man vil, mindre indblanding.

Ulemper • Begrænsninger f.eks. isolati­ on og mere tid foran skærm.

• Usikkerheder i arbejdet f.eks. hvilke opgaver skal løses og uspændende opgaver.

• Utilstrækkelige værktøjer som begrænset adgang til dokumenter, data, prin­ tere mv.

Pa nthe rm e d ia, Bo jita W imalasiri/Unsplash

PROFESSOR LARS KAI HANSEN, DTU C O M P U T E , D T U ’ S R E P R Æ S E N TA N T I D E N ARBEJDSGRUPPE, DER HAR FORMULERET FORSKNINGSPLANER FOR ET NYT PIONERCENTER FOR FORSKNING I KUNSTIG INTELLIGENS - DEN STØRSTE D A N S KE S AT S N I N G PÅ OMRÅDET NOGENSINDE.

10.000

Antal kvadratmeter på den nye bygning, Climate Challenge Laboratory, på DTU Lyngby Campus, der fra 2024 skal danne ramme om forskning og udvikling af nye teknologier til grøn omstilling.

VILDE VISIONER

DYNAMO

65

06

21

D T U

90 DAGE I MÅNEHABITAT I en simuleret månemission tilbragte to arkitekter tre måneder i Nordgrønland for at teste deres fold-ud-månehabitat. Missionen, der blev hjulpet på vej af eksperter fra DTU Space, har vist, hvordan man kan skabe et miljø, hvor man ikke kun overlever, men også trives i rummet.

C h rist in a Tæ k ker

SAGA Sp a c e A rc h it ec t s

29

30

V I L D E V I S I O N E R

T

emperaturen på Månens overflade varierer enormt. Om dagen kommer den op på 130 grader, og om natten falder den til næsten minus 160 grader. Her er ingen atmosfære, og den kosmiske stråling, som kommer fra universet, er radioaktiv. Derudover skal man kæmpe med meget fint månestøv i stil med vulkanaske, der trænger ind overalt.

De ugæstfri betingelser afskrækker dog ikke verdens rumnationer fra at drømme om at bygge beboelige baser til almindelige mennesker på Månen.

Heller ikke arkitektfirmaet SAGA Space Architects. Sidste år testede de to arkitekter Karl-Johan Sørensen og Sebastian Aristotelis Frederiksen deres nyudviklede og arkitekttegnede habitat i området omkring en nedlagt titaniummine i det nordlige Grønland. Det skete med hjælp fra DTU Space.

Ambitionen var at undersøge, hvordan de ekstreme månelignende omgivelser påvirkede deres psykiske og fysiske velvære. Et projekt, der adskiller sig fra andre lignende projekter, der typisk undersøger, hvordan man overlever i rummet. ”Hvor alle andre rummissioner fokuserer på at få elektronik samt strøm-, vand- og iltforsyning til at fungere, har vi forsøgt at skabe et miljø, hvor mange mennesker vil kunne trives i rummet over længere tid,” fortæller Sebastian. ”Hvis man virkelig ønsker en vedvarende civilisation uden for Jorden, handler det ikke kun om at opfylde menneskers basale behov som mad, vand og ilt. Det handler også om at skabe livsglæde, psykologisk velvære og mentalt overskud.”

Det var en vild idé Idéen om at bygge beboede miljøer i det ydre rum begyndte for Sebastian og Karl-Johan, da de studerede på Kunstakademiets Arkitektskole. I 2018 startede de SAGA Space Architects i København og vandt den internationale konkurrence Marstopia med ’Dandelion Shelter’. Her tegnede de et primitivt Mars-shelter inspireret af frøstanden på en mælkebøtte, mens

overfladen var designet ud fra idéen om at høste statisk elektricitet fra støvog sandstorme på Mars. Senere tilbragte de to måneder på sommerskolen International Space University, hvor de sammen med ingeniørstuderende blev inspireret af oplæg fra rumorganisationer fra USA, Japan og Israel.

I 2020 satte de sig for at bygge og teste deres eget månehabitat LUNARK i Grønland.

Inden de tog afsted, havde de dog brug for hjælp til at blive klogere på både rummet og Grønland. Dels skulle de vide, hvordan de kunne udvikle et prototypemånehabitat, der kunne opskaleres og fungere i rummet, og dels skulle de vide mere om Grønlands

DYNAMO

65

06

21

Karl-Johan og Sebastian fik råd­ givning og hjælp fra forskere på DTU Space, så de kunne afprøve deres habitat i Grønland.

klimatiske forhold og problemerne omkring håndtering af bjørne, logistik, transport og redning med mere for at holde sig i live i den barske natur.

Gennem fælles venner fik de kontakt til Per Lundahl Thomsen, der er chefkonsulent på DTU Space. Han kunne trække på sin erfaring fra projekter som bl.a. Danmarks store rummission Atmosphere-Space Inter­ actions Monitor, hvor man undersøger energiudladninger fra lyn og uvejr i rummet, samt satellitmis­sioner som Ørsted-satellitten, der har målt Jordens magnetfelt. Per skabte forbindelse til andre forskere fra DTU Space, der bl.a. overvåger klima­­for­andringer i Arktis, og med tiden blev rådgivningen fra

DTU udvidet til også at omfatte organisering, risikoanalyse og tilladelser til at komme igennem Thule Air Base. ”Da Sebastian ringede og sagde, at SAGA Space Architects ville bygge et habitat i rummet, tænkte jeg: Hvor fedt er det lige. Det var en vild idé, ja næsten en vanvittig udfordring, men det er jo også ofte det, der skal til for at skabe et helt fantastisk projekt,” fortæller Per. ”Normalt er min rolle at være system­ingeniør og projektleder og den, der får tingene til at hænge sammen.

Jeg tænkte, at det kunne være en idé at hjælpe på den front og være med til at prioritere. Når man som Sebastian og Karl-Johan har store ambitioner, kommer man til et punkt, hvor man

D T U

må prioritere for at få enderne til at mødes til sidst. Og det kan være svært, når man ikke har noget at sammen­ ligne med.”

Helikopter kommer, når det er fuldmåne Nogle af de største beslutninger, som Per og hans kolleger hjalp arkitekterne med, handlede om logistik, planlægning og udførelse af projektet.

Allerførst skulle de finde et sted på Jorden, der mindede om Månen. Valget faldt på Nordgrønland nær Thule Air Base, hvor de fik opfyldt betingelserne for at måle det reelle psykologiske stress, som astronauter bliver udsat for. Her er koldt, og man kan ikke være uden for habitatet særlig længe ad gangen. Lyssituationen minder om det konstante sollys på Månens sydpol.

Mens der på Månen er 14 dages mørke efterfulgt af 14 dages lys, oplevede arkitekterne 30 dage, hvor Solen kun var lidt fremme, og derefter 30 dage, hvor de slet ikke så Solen.

Endelig er der et monotont is- og klippelandskab, som på mange måder ligner Månens golde overflade. Den sidste faktor, som gør Grønland ideel er, at der er totalt isoleret. Faktisk var de så langt væk fra civilisationen, at de kun kunne hentes hjem med en helikopter, når vejret en sjælden gang var stille, og der var lys fra enten Solen eller fra Månen.

Men en af de ting, der virkelig trak tænder ud, var strukturen på habitatet, som arkitekterne tegnede efter inspiration fra den japanske papirfoldekunst origami. Skallen består af kulfiberpaneler og kan foldes sammen i en container og udvides med 560 pct., når den bliver foldet ud. Det gør metoden ideel til også at transporteres i en raket.

Som en krølle på halen blev habitatet designet så stærkt, at det også kunne holde til, at isbjørne og moskusokser gnubbede sig op ad det.

Habitat med teknologier Habitatet blev fyldt med teknologier, som i fremtiden kan gavne vores velvære i rummet. En af teknologierne var et såkaldt Circadian Light System,

Tilbage til Månen Månen er det nærmeste objekt i det ydre rum på nattehimlen og den eneste fremmede klode, der har været betrådt af mennesker. Men Månen har også haft besøg af mange ubemandede rumfartøjer.

Den første mission til Månen var den russiske Luna 1. Den blev opsendt af det daværende Sovjetunionen i 1959.

Missionen gik dog ikke helt som planlagt, og i en afstand på knap 5.000 km fløj rumfartøjet forbi Månen. Luna 1 endte på den måde som det første menneskeskabte objekt, der gik i kredsløb om Solen.

Samme år fulgte Luna 2, der var det første rumfartøj, der ramte Månens overflade, og i 1959 blev Luna 3 opsendt som det første rumfartøj, der tog billeder af Månens bagside. I 1964 tog det amerikanske rumfartøj Ranger 7 de første nærbilleder af Månens overflade.

I 1966 blev Luna 9 opsendt af det daværende Sovjetunionen som et ubemandet rumfartøj og blev det første rumfartøj, som lykkedes med en blød landing. I 1968 var tre astronauter med NASA’s Apollo 8 de første mennesker, der kom i kredsløb om Månen i et rumfartøj, og i 1969 blev amerikaneren Neil Armstrong det første menneske, der betrådte Månen.

Det var med Apollo 11-missionen, som var opsendt af den amerikanske rumfartsorganisation, NASA. I årene efter Apollo 11 gennemførte NASA flere månelandinger, og i alt 12 mennesker har gået på Månen. Den sidste bemandede månemission fandt sted i 1972.

Efter Apollo-programmet var der i mange år ikke så stor interesse for at rejse til Månen. Men nu er man igen begyndt at planlægge missioner til Månen.

KILDE: WWW.VILDMEDRUMMET.DK

31

32

I tre måneder bestod menuen af pulvermad.

der består af fem LED-paneler, som arkitekterne fordelte i habitatet. Her simulerede de en normal døgnrytme, der betød, at de oplevede skumring, solopgang, dagslys, solnedgang, skumring og nat i habitatet, selvom det var mørkt udenfor. Teknologien bliver i øjeblikket analyseret af et hold psykologer.

Men efter Sebastians mening er effekten overbevisende. ”Som alle andre organismer på Jorden har mennesker en finjusteret 24-timers døgnrytme, som styrer en masse processer i kroppen som søvn, kropstemperatur og hormonproduktion. Hvis døgnrytmen bliver forstyrret, kan det få alvorlige konsekvenser for helbredet,” siger Sebastian. ”Lyspanelerne gav os forskellige lysintensiteter og spektre af lys. Om dagen øgede vi det kolde blålige lys, der fremmer produktionen af kortisol, som er det stof, der fremmer aktivitet og koncentration. Hen imod aften blev det kolde lys afløst af et varmt og gulligt lys, der fik niveauet af melatonin til at stige i kroppen. Det fik os til at føle os trætte.”

En anden teknologi, som arkitekterne testede, var, hvordan man kan bruge mental hygiejne ved hjælp af virtual reality. Bag pilotprojektet står DTU Space og Skejby Sygehus, der afprøver og dokumenterer, om teknologien kan bruges blandt astronauter i rummet på længere missioner. De første reaktioner fra Grønland viser, at

Sebastian og Karl-Johan oplevede en nærmest terapeutisk effekt ved at se tre forskellige naturvideoer hver dag.

Almindelige mennesker i rummet Håbet er, at de foreløbige resultater fra LUNARK kan være med til at hjælpe mennesker med at bosætte sig på Månen. Med tiden er det nemlig ikke kun specialtrænede astronauter, som skal ud i rummet, men også ganske almindelige mennesker.

Et kig op mod loftet i det smalle habitat.

DYNAMO

65

06

21

DTU

V I L D E V I S I O N E R

33

(Foto modsatte side): Vha. VR-teknologi og korte naturfilm blev det undersøgt, om stressniveauet som følge af isolationen kunne mindskes.

(Foto tv.): Med Circadian Light System kunne belysningen i habitatet simulere Jordens døgnrytme.

Om missionen Hvad: Test af månehabitatet LUNARK. Hvem: Arkitekterne Karl-Johan Sørensen og Sebastian Aristotelis Frederiksen har designet habitatet og gennemført testen.

Hvor længe: 90 dage.

Hvornår: September-december 2020.

Hvor: Tæt på Thule Air Base i Nordgrønland.

Habitatets materialer: Skallen består af rigide kulfiberpaneler, som kan folde sig ud fra en kompakt transporttilstand og blive 7,5 gange større.

Plads: Habitatets gulvareal er på 4,37 m2.

Særlige udfordringer: De så ingen mennesker, spiste pulvermad, havde intet internet, tog ikke et eneste brusebad og så ikke solen i de sidste 30 dage af missionen, fordi de var nord for polarcirklen.

LUNARK er ikke det eneste initiativ.

Allerede nu arbejdes der på, at Månen fra 2024 bliver første stop for missioner længere ud i rummet. Et af initiativerne kommer fra NASA, der har en ambition om at udvikle mere permanente boliger på Månen. Det skal bl.a. ske med hjælp fra det danske arkitektfirma BIG. Også Rusland og Kina har afsløret et stort samarbejde om en ny international rumstation på Månen. ”Netop i disse år kommer flere og flere længerevarende missioner til Månen og på sigt også til Mars. Derfor er samarbejdet med SAGA Space Architects en kærkommen mulighed for, at DTU Space kan få erfaring med denne type projekter, når DTU i fremtiden skal gøre sig håb om opgaver på disse spændende missioner,” siger Per. Men hvorfor skal vi overhovedet ud i rummet? Hvis man spørger Per, ligger det helt fundamentalt i menneskers natur, at vi udforsker: ”Udforskningen driver vores dagligdag, vores teknologi og hele evolutionen. Hvis man gerne vil have svar på livets store spørgsmål, er man nødt til at tage nogle udfordringer for at få svar på, hvor vi kommer fra, og hvor vi skal hen.” ø l g LU N A R K p å i n st a gra m : F @ s a g a _ s p a c e _a rc h i t e c t s. er L u n d a h l T h o m se n , c h ef ko n su le nt , P DTU Sp a c e, plt @ sp a c e . d t u . d k

34

M O B I L I T E T

DYNAMO

65

06

21

DTU

INTERNATIONAL COVID-19-FORSKNING SKER MED

DTU’S MOBILDATA Unikt datasæt fra et af­ sluttet DTU-projekt er i høj kurs hos udenlandske forskergrupper, der arbejder med COVID-19-relateret forskning. Datasættet har ført til flere publikationer.

H a nne Ko kke gård I be n Ju lie S chm id t, S e nsibleDTU

D

a smartphones for ti år siden begyndte at blive allemandseje, fik professor Sune Lehmann en idé: Han ville bruge mobildata i et socialt netværks-eksperiment, hvor folks færden og netværk blev kortlagt.

Sammen med sin gruppe på DTU og en række samarbejdspartnere på Københavns Universitet designede han projektet SensibleDTU. Således blev 1.000 frivillige DTU-­ studerende i 2013 udstyret med en gratis smartphone, mod at DTU – efter alle forskrifter, tilladelser og privacyregler og ved hjælp af en specialudviklet software – måtte benytte mobildataene i anonymiseret form. Gennem tre år opsamlede forskerne et enormt datasæt om mobilitet, der dagligt blev forøget med 50-100 GB.

Vigtige data i en pandemi Dengang var tanken om en pandemi mere af akademisk end praktisk interesse. Men da verden pludselig manglede viden til smitteopsporing, smittestopapps baseret på Blue­toothteknologi, nedlukninger og genåbninger, blev datasættet en eftertragtet vare, for ingen havde lavet noget til­ svarende.

I foråret er flere pandemiartikler med DTU-datasættet blevet udgivet,

herunder i to Nature-tidsskrifter, med Sune Lehmann som medforfatter. ”Jeg er virkelig stolt af, at et DTU-­ eksperiment designet i 2012 stadig viser sig at spille en kæmpe rolle i videnskaben med nu to flotte publikationer, hvor DTU medvirker. Uden at have planlagt det har vi pludselig et datasæt med målinger, som for det første er banebrydende på verdensplan i forhold til størrelsen af populationen, men som også viser sig at være ufatteligt nyttige, fordi vi ud fra Bluetooth estimerede, hvor tæt folk var på hinanden, og hvor de mødte hinanden i den virkelige verden,” fortæller professor Sune Lehmann.

Professoren på DTU Compute bliver ofte kontaktet af udenlandske forskere og myndigheder, der ønsker at bruge datasættet. Han deltog selv i den rådgivende ekspertgruppe, da Danmark skulle udvikle sin egen smittestopapp.

COVID-19 og sociale netværk De nyudgivne artikler er publiceret i henholdsvis Nature Physics og Nature Communications.

Det første studie ledet af forskere på Indiana University i USA viser, hvordan man kan bruge såkaldt baglæns-tracking til effektivt at smitteopspore og hindre smitte. DTU-dataene viser, at nogle mennesker har rigtig mange venner (fungerer som en slags venskabshub), mens andre ikke har så mange. I studiet bruger forskerne

Fotoet er fra 2015, hvor Johan Rojek var studerende på DTU og deltog i projektet SensibleDTU, der indsamlede anonymiserede data fra 1.000 studerendes mobiltelefoner for at følge menneskers færden og de sociale knudepunkter.

Ved hjælp af mobil­telefonerne var det muligt at se de studerendes færden på Lyngby Campus i forsøget.

De røde farver viser, hvor koncentrationen af personer var størst, og den opstod – ikke uventet – ved kantiner og undervisningslokaler.

dataene til at vise, at det er vigtigt at finde COVID-19-smittekilder med rigtig mange venner hurtigt, mens de stadig smitter, for at stoppe smitten den vej, ligesom med de nysmittedes netværk. I Danmark benytter man begge metoder – baglæns-tracking og forlæns-tracking – til at stoppe smitten, men artiklen understreger effektiviteten af baglæns-opsporing.

Det andet store studie med forskere fra det italienske universitet i Trento i spidsen handler om digital kontakt­ opsporing. Den oprindelige analyse af digital smitteopsporing er baseret på en simpel model med mange antagelser.

I studiet ser forskerne derimod på, hvordan man lægger de mest realistiske parametre ind i f.eks. smittestop­ apps, så smitteopsporing bliver mest mulig effektiv. Her bidrager det unikke DTU-datasæt med rigtige data og dermed realisme.

I yderligere en artikel fra Havard University i USA trækker forskere også på datasættet i stedet for at bruge simulerede data. Forskerne har undersøgt, hvordan man genåbner en campus på en sikker måde efter COVID-19-nedlukningen, og der vurderes forskellige genåbningsstrategier i forhold til spredningen af virussen, og de ser på, hvad test, isolation, mundbind og social afstand betyder. une Lehmann, professor, DTU Com p u t e, S sljo@dtu.dk

35

DT U

SensibleDTU 1.000 førsteårsstuderende på DTU fik i 2013 udleveret en smartphone med software, der loggede telefonens placering i tid og rum samt alle sociale interaktioner foretaget med telefonen: e-mails, sms’er, telefonsamtaler og aktiviteter på online-netværk som Facebook og LinkedIn. Softwaren opsamlede hver smartphones position hvert 20. sekund 24 timer i døgnet i tre år, og datamængden blev forøget med mellem 50 og 100 GB dagligt. Forsøgspersonerne var anonymiseret, så de kun op­trådte som numre og datapunkter.

Alle studerende underskrev en samtykkeerklæring og udfyldte et spørgeskema udviklet af forskere inden for folkesundhed, økonomi og psykologi på Københavns Universitet.

Læs mere: sensible.dtu.dk / socialfabric.ku.dk

I projektet kunne den enkelte smartphones placering spores over hele verden.

36

DYNAMO

65

06

21

IVÆRKSÆTTER LØBER STARTUP I GANG E MED HJÆLP FRA DTU

C h rist in a Tæ k ker Ba x L in d h a rd t

Startup udvikler ny ’plug and play’-protese til motionsudøvere i tæt samarbejde med ingeniører og forretningsudviklere på DTU.

t forskningsmiljø i verdensklasse, et opstartsmiljø for små og mellemstore virksomheder og en god idé fra en civil­ ingeniøruddannet fra DTU har ført til startup-virksomheden Levitate, der nu udvikler den første ’plug and play’motionsprotese.

Motionsprotesen adskiller sig fra andre ved, at foden er lavet i et kompositmateriale, der er mere fleksibelt end traditionelle proteser og kan monteres direkte på et protesehylster. Derudover bliver den billigere end lignende produkter, som man typisk skal betale et engangsbeløb på 50-100.000 kr. for. Levitates protese skal efter planen kunne fås for en mindre månedlig abonnementspris eller en lavere engangspris. Det skal være med til

I N N O VAT I O N

DT U

37

at give alle amputerede i hele verden mulighed for at få et fysisk aktivt og sundere liv. ”Da jeg første gang hørte idéen om at konstruere motionsproteser til gavn for amputerede, var jeg ikke i tvivl om, at jeg ville bidrage med min viden om kompositmaterialer,” siger Malte Markussen, der er udviklingsingeniør på DTU Vindenergi. ”Her kunne jeg med en meget lille indsats få en reel ’impact’ på samfundet, hjælpe en masse mennesker, reducere omkostningerne og gøre tingene smartere. Det er netop det, vi er sat i verden for. At udvikle teknologi til gavn for samfundet.”

Lasse W. Madsen er aktiv løber og kender til andre benamputeredes udfordringer med at skaffe motionsproteser af god kvalitet til en rimelig pris.

Opstartsmiljø betyder alt Samarbejdet begyndte i december 2019, da Lasse W. Madsen, der er benamputeret, tog kontakt til DTU for at få hjælp til at udvikle en benprotese, som var billigere, end hvad der var tilgængeligt på markedet. Her fik han kontakt til Malte, der arbejder med materialefremstilling og bygger prototyper og komponenter i Large Scale Facility, en testfacilitet af højeste internationale standard, hvor DTU forsker i at teste styrke og ud­­

38

I N N O VAT I O N

DYNAMO

65

06

21

DTU

”Da jeg første gang hørte idéen om at konstruere motionsproteser til gavn for am­ puterede, var jeg ikke i tvivl om, at jeg ville bidrage med min viden om komposit­ materialer.”

MALTE MARKUSSEN, UDVIKLINGSINGENIØR PÅ DTU VINDENERGI

mattelse af store konstruktioner som bl.a. vindmøllevinger til industrien.

Malte lærte Lasse at fremstille og bearbejde kompositkomponenter og gav ham en kontakt til forretningsudvikleren Thomas Hørdam fra DTU Link. DTU Link er et inkubationsmiljø på DTU Risø Campus, der understøtter samarbejde og innovation på tværs af forskere, SMV’er og startups i Region Sjælland. Således fik Lasse hjælp til at udvikle og teste sin løbeprotese i DTU’s værksteder og laboratorier. ”Et inkubationsmiljø som DTU Link betyder alt for iværksættere som Lasse.

Vi begynder altid med at afdække den enkelte iværksætters behov og yder på den baggrund sparring omkring forretningsidéen. Vi gennemfører også en række faglige arrangementer, som kan inspirere og klæde iværksætterne på inden for forskellige områder,” siger Thomas. ”Vi har bl.a. hjulpet Lasse ved at indgå i en dialog om idéen og afklare, hvad DTU kunne hjælpe ham med.

Desuden har vi matchet Lasse med andre startups inden for samme og beslægtede områder, hvilket har været til gensidig inspiration for dem.”

Hundredvis af maratoner Med adgang til DTU’s faciliteter kom Lasse hurtigt i gang med at bygge en

model til en kompositfod i proto­ typeværkstedet. Her har han testet de kunstige fødder på en testmaskine for at holde øje med materialets styrke og træthed. Indtil videre har fødderne løbet hundredvis af maratoner med flere hundrede kilo belastning på maskinen, ligesom Lasse og andre benamputerede har løbet tusindvis af kilometer med en prototype for at teste foden i praksis.

Virksomheden holder nu til i kontor­faciliteterne i DTU Link, hvor Lasse sammen med sin medstifter, Andrew C. Whittaker, stort set er selvkørende i at fremstille kompositkomponenter. Takket være Malte har Lasse kunnet trække på en årelang erfaring fra DTU’s materialeforskningsgruppe, der har arbejdet med kompositter siden 70’erne. Forskningsgruppen holder nu til i Section of Structural Design and Testing.

I dag bliver kompositmaterialer bl.a. brugt i tog og fly – foruden vindmøllevinger – hvor det giver lettere og stærkere konstruktioner. For flyene betyder det, at de kan medtage flere passagerer og flyve længere på den samme mængde brændstof. For togene betyder det, at der ikke skal bruges så meget energi til at accelerere. ”Komposit er en overordnet kategori af materialer, som har en række fordele

Iværksætter Lasse W. Madsen (th.) fik adgang til DTU’s kompetencer inden for kompositmaterialer gennem Malte Markussen (tv.), der er udviklingsingeniør på DTU Vindenergi, og sparring på sin forretningsidé fra Thomas Hørdam (i midten) fra inkubationsmiljøet DTU Link.

sammenlignet med metal, og som vi bruger til mange ting, der typisk er vægtfølsomme eller udsat for miljøer, der forringer materialets levetid, eller mange gentagne belastninger. Hvis man bruger kompositmaterialerne klogt, kan man anvende dem i stedet for konventionelle materialer inden for mange nicheområder,” siger Malte. ”Levitates motionsproteser er et godt eksempel, fordi det skal være let, men også rigtig stærkt. Ved hjælp af et smart design og avanceret matematik er det lykkedes at udvikle et konkurrencedygtigt alternativ til en brøkdel af prisen.”

1994:

2005:

2015:

Aktiv gymnast.

Mister som 14-årig sit højre ben i en trafikulykke og får benprotese.

Uddannet civilingeniør fra DTU.

Vilje og gåpåmod Dermed er Levitate kommet et stort skridt tættere på at sætte deres motions­protese i produktion. Rejsen begyndte allerede, da Lasse som 14-årig mistede sit højre ben i en trafikulykke. På det tidspunkt var han skrevet op til en gymnastik­efterskole og skulle begynde ni måneder senere.

Men ligesom de fleste andre amputerede fik han at vide, at han godt kunne glemme alt om løb og aktivitet, fordi det er utrolig dyrt at investere i komponenter til ben­amputerede sportsudøvere. Lasse fik dog fat på en sportsprotese og begyndte på gymnastikefterskolen, hvor han deltog på lige vilkår med alle andre elever.

Siden oprettede han en Instagram profil, hvor han fortalte om livet som aktiv løber med benprotese. Her fik han et indblik i, hvor mange mennesker der gerne ville have fat i lignende sportsudstyr, men ikke havde råd. Med Levitate har Lasse gjort det nemt for benamputerede at komme i gang med at blive fysisk aktive: ”Jeg har en tro på, at hvis man har en god idé, vilje og gåpåmod, så kan tingene sagtens lade sig gøre. Kombi­ nationen af den viden og erfaring, som jeg har oparbejdet gennem min uddannelse og mit arbejde, har gjort, at jeg turde springe ud i det uden at vide, hvor det ville ende.”

39

DT U

Levitates protese adskiller sig fra øvrige ved, at foden er lavet i et komposit­ materiale, der er mere fleksibelt end traditionelle proteser og kan monteres direkte på et protesehylster.

M alte Markusse n , udviklingsingeniør, DTU Vin d e n e rgi, cmar@dtu.dk L æ s m e re : w w w .l etslevitate.com / w w w .l in k.d tu.d k

2019:

Start 2020:

2020:

August 2020:

2020:

2020:

Opsiger sit job som udviklingsdirektør i Esbjerg og starter Levitate.

Levitate flytter til DTU Link, der ligger på DTU Risø Campus. DTU Link drives med midler fra Region Sjælland. Små og mellemstore virksomheder fra regionen kan modtage op til 300 finansierede forskningstimer til at udvikle et teknologisk koncept eller en prototype i tæt samarbejde med forskere fra DTU.

Kommer på listen ’30 under 30 – Europe’ i magasinet Forbes.

En liste, der hylder de mest iøjnefaldende iværksættere under 30 år.

Udvalgt til at deltage i hardtech-konkurrencen Danish Tech Challenge, hvor 20 virksomheder dyster om 500.000 kroner.

Praktikant fra DTU Skylab bliver tilknyttet Levitate og arbejder med en 360-graders analyse af, hvad det betyder for individet at være fysisk aktiv efter en ulykke.

Løbeprotesen bliver testet af ben­amputerede hos Parasport Frederiksberg.

40

U N D E R V I S N I N G

DYNAMO

65

06

21

DTU

Fjernstyrede robotter redder laboratoriekursus Corona-lockdown fik underviser til at tænke kreativt med selvkørende robotter, og det skabte stort engagement blandt studerende.

Ch r istina Tæ kke r

D B a x Lin d h ard t

a corona lukkede landet ned i foråret 2020 skulle en gruppe master- og ph.d.-studerende på DTU Energi oprindeligt have været fysisk til stede på campus for at lære, hvordan man styrer et automatiseret laboratorium ved hjælp af maskinlæringsværktøjer. Det kunne ikke lade sig gøre, da de var hjemsendte. Men takket være en utraditionel løsning blev undervisningen dog gennemført alligevel. Underviseren, postdoc Rune Christensen, købte fire sæt LEGO Mindstorms, som børn og unge normalt bruger til at bygge robotter. Derefter lagde han et styre­ system ind i robotterne og udviklede sin egen software, så han kunne bruge de maskinlæringsværktøjer, han ønskede. Det virkede overraskende godt. Næste skridt var at koble de studerende og robotterne på DTU’s netværk. Via webcams i laboratoriet kunne de studerende se robotterne.

Dermed var der fuld adgang til at styre robotterne hjemmefra.

Løsningen skabte så stort et engagement hos de studerende, at Rune blev nødt til at lægge ekstra undervisningstimer ind for at imødekomme deres ønske om at få de mest valide data. ”Styrken ved robotterne er, at vi kan give de studerende en fysisk eksperi­ mentel dimension, uden at de er til stede,” fortæller Rune Christensen.

Han fik inspiration til robotterne fra

Postdoc Rune Christensen lagde et styresystem ind i fire LEGO Mindstormsrobotter og udviklede sin egen software, så han kunne bruge de maskinlæringsværktøjer, der var brug for i undervisningen af en gruppe master- og ph.d.-studerende.

University of Toronto, der har stor erfaring med automatiserede laboratorier. I et videnskabeligt tidsskrift fandt Rune Christensen opskriften på, hvordan man bygger LEGO-robotter, som blander væsker. Egentlig var det meningen, at de studerende skulle arbejde med kemikalier med henblik på at fremstille materialer til flowbatterier. Men på grund af faren for, at de kunne sidde hjemme og f.eks. komme til at skrue temperaturen alt for højt op, blev setuppet lavet om til at blande frugtfarve opløst i vand. Opgaven kom til at handle om at programmere robotterne, så de blandede grøn, rød, gul og blå for at opnå en bestemt orange farve.

På den måde kunne de studerende også lære at finde styrker og svagheder ved maskinlæringsværktøjerne.

”Vi overvejede, om vi skulle gennemføre undervisningen ved hjælp af rene simuleringer, men vi blev enige om, at der ikke var nok læring i dem. Selvom man tilføjer tilfældig støj, har simuleringer det med at virke for godt og for regelmæssigt. De studerende lærer mest, når de får erfaring med ting, der ikke virker. Der skal helst være nogle uregelmæssigheder – og det kan robotterne give,” fortæller Rune Christensen, der tilføjer: ”Det kom bag på mig, at de studerende viste så meget gåpåmod og ikke accepterede dårlige data. Jeg oplevede, at de engagerede sig i robotterne på en måde, som de ellers ikke ville gøre i en simulering.”

R u n e C h rist en s en , p o std o c , DT U En e rgi , ru n c h @ d t u . d k

O P E R AT I O N S A N A LY S E

DYNAMO

65

06

21

D T U

41

HVOR SKAL DE TOMME CONTAINERE HEN? Containere uden gods flyttes rundt på verdens­ havene, og det er dyrt og belaster miljøet. Med hjælp fra DTU bliver det muligt for Mærsk at udnytte de ledige containere bedre.

H e n rik B e n d ix Mae rsk Line

V

i køber langt flere varer fra Kina, end vi sælger til kineserne. Når et containerskib har sejlet gods fra Shanghai til Aarhus, og containerne er blevet losset og tømt, kan det være svært at få fyldt alle containerne igen – der er simpelthen ikke nok varer, der skal sejles den modsatte vej.

Billedet er det samme i hele EU og i USA, som har et massivt handels­ underskud i forhold til Fjernøsten.

For shippingfirmaer som Mærsk er ubalancen i verdenshandlen en stor udfordring, for den betyder, at der nødvendigvis må sejles med tomme containere. Det koster milliarder af kroner og belaster miljøet.

Men problemet kan minimeres, hvis Mærsk bliver bedre til at forudsige, hvor i verden der bliver brug for de tomme containere. Det gælder om at få dem til at stå det sted, hvor en ny efterspørgsel dukker op, og flytte så lidt rundt på dem som muligt.

Her giver Pierre Pinson en hjælpende hånd. Han er professor i ope-

rationsanalyse på DTU Management, og i samarbejde med Mærsk er han i fuld gang med at udvikle matematiske modeller for omplaceringen af tomme containere. ”Når der er brugt containere til at fragte gods fra Kina, så kunne man bare sejle de tomme tilbage, men helt så enkelt er det ikke, for behovet for containere varierer dynamisk i løbet af året og også som følge af geopolitiske beslutninger og alt muligt andet,” fortæller Pierre Pinson og fortsætter: ”Mærsk indsamler store mængder data, som kan bruges til at forudsige, hvor og hvornår der bliver brug for containere. Hvis firmaet kan blive bedre til disse forudsigelser, kan der spares enorme summer.”

Ifølge Mærsk selv flyttede virksomheden i 2020 12,6 mio. 40-fods-containere til søs, men kan ikke oplyse, hvor mange af containerne der var tomme.

Et globalt puslespil skal gå op Pierre Pinson udvikler nye matematiske metoder til at forvandle de store

42

O P E R AT I O N S A N A LY S E

mængder data til værdifuld viden, der kan træffes beslutninger ud fra.

Det sker ved hjælp af operationsanalyse, der er en matematisk tilgang til at optimere store og komplekse systemer og ofte er brugt inden for produktionsog ruteplanlægning, i økonomi og til beslutningstagning. Operationsanalyse kombinerer matematisk modellering, datalogi, stokastiske metoder og numerisk analyse.

Det tager lang tid at udvikle, teste og forfine modeller, der er på forkant med udviklingen og kan forudsige behovet for tomme containere forskellige steder på kloden, for det er et gigantisk puslespil, der skal gå op. Efterspørgslen skal forudsiges for mange hundrede lokationer adskillige uger ud i fremtiden – Mærsk kigger typisk mellem én og 13 uger frem. Desuden er der forskel på containere, og det nytter ikke at sende en tom 40-fods tørlastcontainer til en destination, hvor det fremtidige behov er en 20-fods kølecontainer, der kan bruges til fragt af madvarer.

Prognosen skal være baseret på historiske data og den ekspertviden, der findes hos medarbejderne rundtomkring. Puslespillet er dynamisk, for verdensøkonomien ændrer sig løbende, og modellerne skal også kunne fodres med de ændringer, Mærsk foretager internt. Hvis rederiet f.eks. forøger eller reducerer kapaciteten på visse ruter, skal modellerne tage hensyn til det.

Ud over løbende at kunne justere for omsving i den globale handel skal modellerne hurtigt kunne finde en ny ligevægt, når uforudsigelige hændelser som f.eks. en pludselig pandemi skubber til systemet. Så der er nok at tage fat på, og Pierre Pinson er rigtig godt tilfreds med at have adgang til de mange data fra Mærsk: ”Data er helt essentielt for en universitetsforsker som mig, der ønsker at bedrive den bedste videnskab. Data er som en rå diamant, der lige er hentet op fra minen; den skal slibes og poleres for at blive forvandlet til noget smukt.”

Pinson uddyber: ”På logistikområdet er Mærsk en af de største spillere, der sidder på den bedste data. Mærsk har den råvare, jeg skal bruge som forsker inden for datavidenskab.”

Erhvervs-ph.d. er bindeled Selv verdens største containerrederi har brug for den ekspertise, der findes på universiteterne, og Klaus Holst, der er seniorforsker i Mærsks forsknings- og udviklingsafdeling, er begejstret for samarbejdet: ”Vi får udbygget vores kompetencer og opgraderet vores faglige forståelse af anvendt matematik, for der er en stor talentmasse på DTU – vi får fantastisk sparring med meget dygtige mennesker, også blandt de studerende, hvoraf nogle kan blive kommende medarbejdere. Så vi forsøger at finde spændende problemer, vi kan løse i fællesskab.”

I dette tilfælde udgøres bindeleddet mellem Mærsk og DTU af erhvervsph.d. Benedikt Sommer, der har arbejdet på projektet med de tomme containere siden januar 2020. Som

Om operations­ analyse Operationsanalyse er en matematisk tilgang til at opti­ mere store og kom­ plekse systemer og er ofte brugt inden for produktions- og ruteplanlægning, i økonomi og til beslutningstagning.

Operationsanalyse kombinerer mate­ matisk modellering, datalogi, stokastiske metoder og nume­ risk analyse.

”Vi får udbygget vores kompetencer og opgraderet vores faglige forståelse af anvendt matematik, for der er en stor talentmasse på DTU – vi får fantastisk sparring med meget dygtige mennesker.”

KLAUS HOLST, SENIORFORSKER I MÆRSKS FORSKNINGS- OG UDVIKLINGSAFDELING

DYNAMO

65

06

21

D T U

43

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

60

03

20

03

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

Data teleporteret mellem to mikrochips TEMA

A B S O LUT BÆ RE DYGT I GH E D

FOSSILFRIE BRÆNDSTOFFER

NATURENS BÆREEVNE SOM MÅLESTOK TEMA

DYNAMO SPØRGER:

Fusionsenergi

Er meget fisk meget sundt?

Hvad er de største udfordringer?

Hvornår får vi verdens første fusionskraftværk?

Hvor stor bliver ITER – verdens største fusionsreaktor?

Hvorfor har DTU sin egen tokamak?

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

Hvordan kan vi fremstille flydende brændstoffer til fly, store skibe og lastbiler i en fossilfri fremtid?

62

09

20

CORONA-PANDEMI: FEM PROJEKTER, DER GØR EN FORSKEL DYNAMO SPØRGER:

Hvor mange satellitter er der plads til?

DEPRESSION BEHANDLES MED MAGNETISK STIMULATION

E LE KT RO M AGN E T I S M E

H.C. ØRSTEDS FANTASTISKE OPDAGELSE

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

63

12

20

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

63 12

09

20

20

Sådan kan vi bedre udnytte biomassen

Sådan kan immunforsvaret fjerne kræft TR AWL MED K AMER A:

F O R M L E N E R F U N D E T:

RESISTENTE BAKTERIER

KUNSTIG INTELLIGENS

DYNAMO SPØRGER:

Hvorfor skal batterier udvikles hurtigere?

Om forskning, der forhindrer en postantibiotisk æra, hvor vi ikke længere kan behandle infektioner med antibiotika.

03

21

DYNAMO SPØRGER:

Hvordan leder man hjemsendte medarbejdere?

Hvad bruges kunstig intelligens til, og hvordan opnår vi en sikker teknologiudvikling?

S TA RTU P- OPFINDE LS E :

NY TEKNOLOGI TIL PLASTIKSORTERING

64

FISKERE SIKRES DEN RIGTIGE FANGST

TEMA

NATURENS BRODDE HAR SAMME DESIGN

TEMA

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

M I L J Ø V E N L I G S K I B S F A R T:

LASERLYS AFSLØRER SKIBSMALINGENS TILSTAND

65

06

21

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

65

63

06

12

21

20

På verdensplan har Mærsk nu omkring 6.000 it-medarbejdere, der arbejder direkte med it-systemer, it-udvikling og lignende.

Ca. 500 af dem arbejder i Danmark. Planen er at ansætte yderligere 500 it-specialister – de fleste af dem softwareingeniører – i Danmark, Storbritannien og Indien i løbet af 2021.

20

Ny metode kan afsløre Alzheimers sygdom

62

Igennem de senere år har A.P. Møller – Mærsk igangsat en gennemgribende digitalisering af koncernen, og samarbejdet med DTU Management er et led i disse bestræbelser. Mærsk er nok bedst kendt som et containerrederi, men er nu nærmere en logistikvirksomhed og i stadig højere grad et techselskab.

06

20

20

P ie rre P in so n, p rofessor, DTU Manage m e nt, ppin@dtu.dk

Fra analogt rederi til datatung logistik

61

6 61 0 03 6

60

erhvervs-ph.d. er Benedikt Sommer ansat hos Mærsk, men samtidig er han indskrevet på DTU med Pierre Pinson som vejleder. Det er et arrangement, som alle involverede er glade for, ikke mindst Klaus Holst: ”Det er en fantastisk ordning, både for os og for den erhvervs-ph.d.studerende, der efterfølgende kan vælge at forfølge en akademisk karriere eller fortsætte i erhvervslivet med et forspring i forhold til almindelige ph.d.-studerende,” siger han. ”Nu er vi forankret i et treårigt projekt, og det giver ro på. Vi får et længere fokus, end vi typisk ville have i den slags projekter i Mærsk, og vi arbejder på en anden måde – vi driver forskning med en anden kadence, og det giver nye muligheder,” siger Klaus Holst.

DTU – TEKNOLOGI FOR MENNESKER

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

Sådan fandt forskere klæbet, der overvinder sved TEMA

HOTSPOT ARKTIS

D A N S K S TA R T U P :

SMÅ ANTENNER GIVER INTERNET TIL ALLE DYNAMO SPØRGER:

Hvad er fremtiden for olie- og gasforskningen?

Interessen for Arktis stiger. Med forskning, innovation og uddannelse kan en bæredygtig udvikling sikres.

N Y T L A B O R AT O R I U M :

NU SKAL TURBULENS UDFORSKES

90 dage i Grønland på simuleret månemission TEMA

3DBETONPRINT Fra hypet teknologi til en pålidelig og bæredygtig løsning.

KO M P O S I T M AT E R I A L E R :

STARTUP UDVIKLER BENPROTESER, MAN KAN LØBE MED DYNAMO SPØRGER:

Hvorfor stiger interessen for atomkraft?

G L O B A LT P U S L E S P I L :

MÆRSK OG DTU REGNER PÅ, HVOR TOMME CONTAINERE SKAL SEJLES HEN

FÅ DYNAMO TIL DØREN – HELT GRATIS Pierre Pinson, professor, DTU Management (på fotoet) er vejleder på erhvervs-ph.d.studerende Benedikt Sommers projekt sammen med Mærsk.

Hvis du ikke allerede er abonnent på Dynamo, eller hvis du kender nogen, der kunne tænke sig at få magasinet tilsendt, så husk, at det er ganske gratis.

Send en mail med navn og arbejdseller privatadresse til dynamo@dtu.dk.

Så lander magasinet i din postkasse eller på dit skrivebord fire gange om året.

Skriv til dynamo@dtu.dk – og få Dynamo tilsendt.

ZOOM

B A X L I N D H A R D T

DYNAMO

65

06

21

Kompositmateriale Close-up af et af de materialer, som startupvirksomheden Levitate har afprøvet i deres tidlige testforløb i forbindelse med udviklingen af en ny motionsprotese. På billedet ser man en såkaldt bio-fiber, der består af hørmateriale.

Målet for Levitate er ikke bare at fremstille en benprotese, der er tilgængelig for alle, men en protese, der er grønnere end andre alternativer på markedet.

Læs mere på side 36.