Как се създава подводен град?

Знания, умения и отношения от учебните програми по:

Предизвикателство

Идеята за създаване на подводен град е като излязла от научна фантастика, но с напредъка на технологиите и нарастващите предизвикателства пред човечеството – като пренаселването, недостига на земни ресурси и изменението на климата – този проект може скоро да стане реалност. Но как точно би изглеждал и как се създава един подводен град, който да предоставя всичко необходимо за живот под водата?

Трябва да създадете 3D макет на подводен град/подводен град в Minecraft, в който са налице основни условия за живот (хранене, дишане, отделяне, топлина, светлина и др.) и сгради като болница, училище, магазин и др.

Ето няколко посоки, които ви предлагаме за вашето изследване.

Част 1: Избор на място и анализ на околната среда

Първата и най-важна стъпка в създаването на подводен град е изборът на подходящо място. Идеалното място трябва да осигурява стабилни условия за дългосрочно пребиваване под водата, като например:

• Спокойни води: Подводен град трябва да бъде разположен на място, където няма прекомерни течения или постоянни бури, които биха могли да разрушат инфраструктурата.
• Оптимална дълбочина: Градът трябва да бъде на умерена дълбочина – достатъчно дълбоко, за да се избегне натиск от бурни води на повърхността, но не прекалено дълбоко, за да не създаде прекомерно налягане върху структурите.
• Близост до ресурси: Важно е подводният град да бъде в близост до водни ресурси като рибни популации и минерали, които могат да бъдат използвани за поддържане на живота.

Част 2: Дизайн и архитектура на подводния град

Един от основните предизвикателства при създаването на подводен град е проектирането на устойчиви и водонепроницаеми конструкции, които да издържат на налягането и да осигуряват защита на хората вътре. Архитектите и инженерите трябва да разработят решения, които:

• Издържат на огромното налягане на водата. На всеки 10 метра под водата налягането се увеличава с 1 атмосфера, което означава, че на дълбочина от 100 метра налягането ще бъде 10 пъти по-голямо от това на повърхността.
• Осигуряват постоянен достъп до въздух и кислород. Въздухът трябва да бъде рециклиран и пречистван постоянно, като се използват системи за филтрация и производство на кислород от вода чрез електролиза.

1. Материали и конструкции

Подводните структури трябва да бъдат изградени от материали, които могат да издържат на корозия от солената вода и да бъдат водонепроницаеми. Използват се специални композити, титан, въглеродни влакна и стъкло, които позволяват здравина, прозрачност и лекота.

Подводните сгради могат да бъдат сферични или цилиндрични, което помага да се разпредели равномерно налягането на водата. Сферите са една от най-устойчивите форми на натиск, тъй като при тях няма слаби точки.

2. Модулна архитектура

Един от най-добрите подходи при изграждането на подводен град е използването на модулна архитектура – градът се състои от свързани модули, които могат да се разширяват и променят с времето. Тези модули могат да включват:

• Жилищни единици: Подводни апартаменти с прозорци, които предлагат гледки към океанския живот.
• Търговски зони: Ресторанти, магазини и развлекателни центрове, всички подводни и свързани чрез тунели.
• Научни и изследователски центрове: Места за изследвания върху морската флора и фауна, както и за разработване на нови технологии.

Част 3: Осигуряване на въздух, храна и вода

За да бъде един подводен град устойчив и да поддържа живота на хората в него, е необходимо да бъдат осигурени жизненоважни ресурси като въздух, храна и вода.

1. Кислород и вентилация

Един от най-важните елементи за подводния град е постоянният достъп до кислород. Има няколко метода за осигуряване на кислород в подводните съоръжения:

• Пречистване на въздуха: Системи за филтрация ще премахват въглеродния диоксид от въздуха и ще пречистват въздуха вътре в структурите.
• Електролиза на водата: Процесът на електролиза може да се използва за разделяне на водата на водород и кислород. Това може да бъде постоянен източник на кислород за подводния град.

2. Производство на храна

За да бъде подводният град автономен, е необходимо да разполага със системи за производство на храна:

• Аквапоника: Включва комбиниране на рибовъдство с отглеждане на растения. Рибите осигуряват хранителни вещества за растенията, които от своя страна филтрират водата за рибите.
• Изкуствени рифове: Тези рифове могат да се използват за отглеждане на миди, стриди и други морски продукти, като предоставят естествено филтриране на водата и храна.

3. Пречистване на вода

Водата в подводния град ще трябва да бъде пречиствана и обезсолена, за да може да бъде използвана за пиене и готвене. Технологиите за обезсоляване чрез мембранни филтри или обратна осмоза могат да осигурят постоянен източник на чиста вода.

Част 4: Енергия и устойчивост

Един подводен град ще изисква огромно количество енергия, за да поддържа своите системи – осветление, пречистване на въздуха и водата, производство на храна и поддържане на стабилна температура. Някои от възможните източници на енергия включват:

1. Възобновяема енергия

• Течения и приливи: Подводните градове могат да използват енергията на морските течения и приливите чрез подводни турбини, които да захранват града с електричество.
• Слънчева енергия: Ако градът е разположен на плитко, соларни панели на повърхността могат да събират слънчева енергия и да я пренасят под водата.

2. Ядрена енергия

Друг вариант е използването на ядрени реактори, които да осигуряват голямо количество енергия за дълъг период от време, без замърсяване на околната среда. Те могат да бъдат изградени така, че да са напълно безопасни и надеждни дори в подводна среда.

Част 5: Технологии за комуникация и безопасност

Подводният град ще трябва да бъде свързан с останалия свят и да разполага с адекватни системи за безопасност и комуникация.

1. Комуникации

За да се осигури постоянна комуникация с повърхността, ще са необходими оптични кабели, които да свързват подводния град с глобалните комуникационни мрежи. Радиочестотите не се разпространяват добре под водата, така че оптичните кабели или подводните комуникационни системи ще бъдат от съществено значение.

2. Безопасност

Подводният град ще трябва да бъде оборудван със системи за мониторинг на налягането, състоянието на структурите и качеството на въздуха и водата. В случай на авария, трябва да има системи за аварийно евакуиране и спасителни капсули, които да позволят безопасното извеждане на хората на повърхността.

Част 6: Социален и културен живот под водата

Освен инфраструктурата и технологиите, подводният град трябва да осигурява социален и културен живот за своите жители. Модерните технологии позволяват създаването на виртуални пространства, в които хората могат да общуват, да се обучават и да се забавляват.

• Образование и култура: В подводния град могат да се организират културни събития, концерти, изложби и онлайн курсове, които да създадат динамична и стимулираща социална среда.

Създаването на подводен град е амбициозна и сложна задача, която изисква изключителни инженерни умения, иновации и адаптация към уникалните условия на подводната среда. Въпреки това, технологичният напредък и нуждата от нови решения на глобалните предизвикателства правят тази идея все по-реална.

Вашето предизвикателство е да се замислите какви нови технологии и стратегии можем да използваме, за да превърнем този фантастичен проект в реалност. Какви ще бъдат предизвикателствата и как бихте допринесли за изграждането на подводни градове, които да предлагат нови възможности за живот и развитие?

Автентично оценяване и продукт

Трябва да създадете 3D макет на подводен град/подводен град в Minecraft, в който са налице основни условия за живот (хранене, дишане, отделяне, топлина, светлина и др.) и сгради като болница, училище, магазин и др.

Умения за успех

• Дигитална грамотност
• Финансова грамотност
• Критично мислене
• Креативност

Критериална матрица

Как се създава подводен град?

Стълбица към финала

Стъпка	какво правят УЧИТЕЛИте	какво правят УЧЕНИЦИте
1.	Въвеждат чрез историята.	Разпределят се по групи.
2.	Запознават учениците с корозията.	Избират необходимите материали, подходящи за строежа на подводни сгради.
3.	Насърчават проучване в онлайн пространството.	Търсят и намират информация за техники, използвани при подводните конструкции.
4.	Провеждат дискусия върху казуса ,,водно налягане”.	Търсят начини за справяне с водното налягане.
5.	Дават насоки за обратна осмоза (цел - пречистване на вода) и условия за създаване на храна.	Създават свои предложения за хранителни вериги и хранителни мрежи, които може да ползват като трофични нива и енергийно гориво в подводния град многократно.
6.	Планират лабораторен експеримент, който онагледява провеждане на електричество и поток на светлината при различни ограничаващи фактори.	Наблюдават, анализират и вземат решения, които да използват при направата на своя подводен град.
7.	Поставят задача за изчисление на повърхнина, обем, площ на подводния град.	Изчисляват повърхнина, обем, площ на създадения от тях град.
8.	Поставят задача за изчисление на евентуални разходи, необходими за създаване на подводен град.	Изчисляват всички разходи, необходими за създаването на подводния град.
9.	Подкрепят представянията по групи и провеждат рефлексия.	Представят 3D макет на подводен град/подводен град в Minecraft.

Необходими материали и оборудване

Дигитални

• Компютър
• Minecraft – приложения в Google Play

Паркинг за идеи

*При разработване на предизвикателството, е използван ИИ.