Tallinna Tehnikaülikoolis on erialane kompetents ja professionaalsed õppejõud – tagamaks koolituse kõrget taset, viivad kursuseid läbi oma ala spetsialistid nii TTÜst kui ka mujalt
Eesti teadlaste töö andis tõuke Veneetsia päästmiseks
Vahemere pärl Veneetsia rajati ligi poolteist tuhat aastat tagasi äärmiselt hapra loodusega madalaveelise laguuni saartele.
Kaasaegsete suurte laevade liiklus laguuni kaevatud kanalites ohustab nii linna kui saari. Mittetulundusühingu We are here Venice (WahV) üheks eesmärgiks on vähendada Veneetsia laguuni sisenevate suurte kruiisilaevade kahjulikku mõju. Oma sõnumites toetutakse teadustööle, mille tegid teadlased üle maailma, kelle hulka kuulusid ka teadlased Eestist.
Itaalia valitsus planeerib piirata laevaliiklust Veneetsiasse, kuid WahVi hinnangul ei piisa sellest Veneetsia laguuni kaitsmiseks. Kuigi laguuni ei taheta enam lubada 55 000 tonnist suurema veeväljasurvega laevu, sisaldub kavas ka vastuoluline idee kaevata laguuni uus kanal, mida mööda pääseksid kruiisilaevad Veneetsia südamesse põhja poolt.
2014. aastal hakkasid üheksa teadlast üle maailma detailselt analüüsima kruiisilaevade tihedast liiklusest tekitatud erosiooni mõju Veneetsia laguunile. Uurimisrühma juhtis Veneetsia mereinstituut (CNR ISMAR). Töösse olid kaasatud teadlased Ca’ Foscari Ülikoolist Veneetsias, James Cook´i Ülikoolist (Austraalia), Sacred Heart Ülikoolist (USA), aga ka Tallinna Tehnikaülikooli teadlased Tarmo Soomere ja Kevin Parnell. Professor Parnelli tööd on varemgi mõjutanud riiklikku poliitikat. Nii keelati kiirlaevade liiklus Uus-Meremaa mõnedes fjordides just tema mõõtmistele tuginenes.
Selgus, et mitmekümne aasta pikkune tihe laevaliiklus laguuni lääneserva kaevatud kanalis on ulatuslikult lõhkunud randa ja kahjustanud Veneetsia laguuni ökosüsteemi. Teadlased järeldasid, et tihe laevaliiklus süvendab aegamisi laguuni keskosa ja lõhub sealseid looduslikke elupaikasid. Laguuni inimtekkeline sügavnemine avab tormilainetele ja erakordsetele veetõusudele otsetee Veneetsiasse. Pidev setete liigutamine võib kergesti paisata laguuni põhja aastasadade jooksul settinud saasteaineid veesambasse, kahjustades nii loodust kui inimesi.
Nüüd on WahV võtnud oma sõnumite aluseks teadlaste kolme aasta jooksul tehtud teadustöö. Nende kampaania eesmärk on aidata üldsusel mõista, et idee rajada laguuni veel üks kanal pole hea lahendus kruiisilaevade probleemile. Keskne sõnum on, et Veneetsia ellujäämine sõltub laguuni ökosüsteemi laitmatus toimimisest ning et strateegilised otsused tuleb langetada tõenduspõhiselt.
On päris ebatavaline, et kõne all oleva uuringu tulemused levivad mitte teadlaste endi säutsudena, vaid oma kodulinna patriootide kujundatud plakatitel, mida kleebiti nii tänavatele üle terve Veneetsia kui ka valgustati inimesi sotsiaalmeedia vahendusel. Teadlaste sõnumid on nüüd paigutatud ka kleepsudele, mis levivad kulutulena kohalike ettevõtjate saadetavatel pakkidel. Paljud neist, kes on mures Veneetsia tuleviku pärast, kasutavad neid tervituskaartidel ja kingituspakenditel ning neid kantakse ka riietel.
Lisamaterjalid:
Artikkel ilmus esmakordselt Delfis 1. augustil 2018 Tallinna Tehnikaülikooli allikatele tuginedes.
Tallinna tehnikaülikooli keemiainstituudis kaitses Jekaterina Mazina jaanuaris doktoritööd „Detection of Psycho- and Bioactive Drugs in Different Sample Matrices by Fluorescence Spectroscopy and Capillary Electrophoresis“ (Psühho- ja bioaktiivsete ainete tuvastamine erinevates proovimaatriksites kasutades fluoresentsspektroskoopia ja kapillaarelektroforeesi meetodeid).
Doktoritöö üks juhendajatest, professor Mihkel Kaljurand selgitab, et kaitstud doktoritöö peamiseks eesmärgiks oli hinnata alternatiivina või täiendavalt traditsioonilistele meetoditele uusi meetodeid narkootiliste ainete tuvastamiseks nii tänaval konfiskeeritud kui ka bioloogilistes proovides. „Vere ja uuriini asemel uuriti narkootiliste ainete marihuaana ja GHB (korgijook) joobe tuvastamist süljes. Sülje võtmine analüüsiks on aga väga lihtne võrreldes vere- ja uriiniproovide võtmisega ning nende meetodite väljatöötamine, mis selle kehavedelikuga suudavad opereerida on antud töö suurim saavutus,” lisab Kaljurand. Tema sõnul andsid töös arendatud meetodid väga häid ja usaldusväärseid tulemusi, võimaldades narkootilisi aineid erinevates proovimaatriksites efektiivselt analüüsida.
Narkootiliste ja psühhotroopsete ainete joove ja sõltuvus (ehk narkomaania) on kasvav probleem, mis tabab ainuüksi Eestis tuhandeid ohvreid igal aastal. Niisiis on selle valupunkti lahendamine muutumas järjest olulisemaks mitte ainult riiklikul vaid ka rahvusvahelisel tasandil.
Hiljuti avaldatud Euroopa Narkootikumide ja Narkomaania Seirekeskuse (EMCDDA) aruandest selgus, et 2014. aastal lisandus turule erakordselt suur arv uusi psühhotroopseid aineid, tervelt 101, saavutades sellega uue rekordilise arvu – 450. Andmed näitavad, et narkootikumide tarbimine maailmas on praegu saavutanud kõigi aegade kõrgeima taseme, mis omakorda tingib põletava vajaduse uute narkootikumide kiireks tuvastamiseks.
Enimlevinumad narkootilised ained on jätkuvalt kokaiin, heroiin ja kanepi produktid (marihuaana, hašiš – muuhulgas on kanep siiani üks enim tarbitavaid uimasteid). EMCDDA aruande järgi on iga neljas Euroopa Liidu elanik vähemalt kord oma elus proovinud kanepit. Seejuures tuleb silmas pidada, et kokaiini ja heroiini tarbimisega kaasnevad eriti rasked sotsiaalsed probleemid, kuna need uimastid tekitavad tugeva sõltuvuse ja muudavad põhjalikult, isegi pöördumatult inimese elu, mõjudes sageli kokkuvõttes fataalselt. Noorte seas on aga ülipopulaarsed ka teised narkootilised ained - MDMA, tuntud Ecstasy nime all ja GHB ehk korgijook.
Doktoritöö juhendajad olid professor Mihkel Kaljurand (TTÜ) ja PhD Larisa Poryvkina (NarTest AS), oponendid professoid Boguslaw Buszewski (Poola Nicolaus Copernicuse Ülikoolis) ja Heli Siren (Helsingi Ülikoolis).
Doktoritöö on avaldatud TTÜ raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?3969
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
Detsembrikuus ainsa TTÜ tudengina teaduste akadeemia riikliku teadustöö auhinna võitnud Piret Mägi võttis printimisel tekkinud pulbri ülejäägi ning kasutas seda järgmises töös toorainena.
Keemia- ja materjaliteaduskonna puidu- ja plastitehnoloogia magistriõppe üliõpilase Piret Mägi auhinnatud teadustöö kannab pealkirja „PA-12 taaskasutus kihtlisandusprotsessis ja selle mehaaniliste omaduste täiustamine”. Töö käigus uuriti, kuidas 3D-printimisel tekkivast polümeeripulbri jäägist toota täiustatud mehaaniliste omadustega filamenti, mida saaks edaspidi teistsuguses 3D-printimise protsessis toorainena kasutada.
Mägi sõnul on 3D-printimise üheks võimaluseks laserpaagutamine (SLS), kus kasutatakse toorainena polümeeripulbrit. Sellest kolmedimensioonilisi objekte tehes jääb aga üle palju paagutama pulbrit, millega seni pole olnud midagi peale hakata. Keskkonnateadliku inimesena huvitas noort teadlast, kuidas saaks ülejääki kasutada. „Võtsin hävitamisele mineva polümeeripulbri ülejäägi ja tegin sellest tooraine teistsugusele 3D-printimise protsessile ehk FDM-printimisele (Fused Deposition Modeling). Tegin pulbrist tooraineks plasttraadi ehk filamendi ning täiustasin materjali mehaanilisi omadusi,” kirjeldas Mägi.
Mägi sõnul on viimasel ajal küll järjest rohkem inimesi, kes hobi korras toodavad jäätmetest toorainet (purustavad plastikust objekti ja valmistavad sellest filamenti), kuid polümeeripulbrist polüamiid-12 pole seda seni tehtud. Piret Mägi ütleb, et see on väga kapriisne materjal ning seetõttu on sellest korraliku filamendi tootmine keeruline.
Idee proovida ära kasutada printimise ülejääke pakkus välja polümeeride ja tehnoloogia õppetooli juhataja professor Andres Krumme, kes koos vanemteadur Meelis Pohlaku ja insener Mihkel Viirsaluga Piret Mägi lõputööd juhendasid. Piret Mägi selgitab, et pikka aega puudus filamendi tootmiseks filamendi vastuvõtu liin, kuid möödunud aasta lõpus ehitas selle projekti jaoks Eno Kelk.
Kallis ja aeganõudev töö
Mägi kirjeldab 3D-printimise tehnilist poolt järgmiselt. Arvutis koostatakse või valitakse juba olemasolev sobiv kolmedimensiooniline mudel, mis avatakse programmis Slicer. See omakorda jagab mudeli valitud paksusega (tavaliselt 0,3–0,15 mm) detaili ristlõike kihtideks, misjärel valitakse ka ülejäänud printimise parameetrid ning nende põhjal koostab programm G-koodi. Selle koodi järgi printer töötabki.
Niisugune printimine on kalli tooraine ja ajamahukuse tõttu mõistagi üsna kulukas, näiteks pisikese inglikese printimiseks võib minna neli-viis tundi. „Printimine pole alati nii lihtne, et annad käskluse, jätad masina ööseks tööle ja hommikuks on kõik valmis. Kui printida midagi komplekssemat, võtab lisaks printimisele endale palju aega õigete printimisparameetrite valimine ning tihti tuleb ette, et ühe detaili printimist peab mitu korda uuesti alustama. Õigete parameetrite leidmiseks võib kuluda tunde ja palju materjali. Vahel juhtub ka nii, et pärast kuuetunnist printimist, kui detail on 98 protsenti valmis, läheb midagi valesti ning kõike tuleb otsast peale alustada,” selgitas Mägi printimise keerukat külge.
Üheks väljundiks, kus 3D-printimist saab kasutada, on käeproteesid. Hiljuti valmistasid Piret Mägi, tema juhendaja Mihkel Viirsalu ja Tallinna tervishoiukõrgkooli tudeng Renat Kadirov proteesi ühele seitsmeaastasele poisile, kellel ei olnud labakätt. „Üle maailma on tuhandeid vabatahtlikke, kes prindivad abivajajatele käsi. Kirjutasin nende organisatsiooni eNABLE foorumis käeproteesidest ning sealt Renat mu leidiski. Tal oli projekti jaoks vaja proteese, kuid polnud nende valmistamiseks vajalikke tehnilisi vahendeid ega teadmisi,” rääkis Mägi.
Poisile valminud käsi algab küünarvarrest, millega kontrollitakse ka proteesi sõrmede liigutusi. Käeprotees valmis umbes 70 printimistunniga, millele lisandus aeg mõnede detailide välja-treimiseks ning pinnaviimistluse tegemiseks. „Need konkreetsed käeproteesid, millega mina tegelen, on üsna lihtsad valmistada. Ning kulu pole ka suur, nende disainid on teinud vabatahtlikud, seega ei pea mudelite eest maksma,” rääkis Mägi.
3D-printimist saab kasutada veel mitmes valdkonnas. Näiteks prinditakse kliendile sobivas mõõdus klambreid hammaste korrigeerimiseks, peale selle kasutavad 3D-printimist aktiivselt ka kunstnikud ja kunstitudengid. Piret Mägi sõnul on Eestis hakanud 3D-printimine laialdaselt levima viimastel aastatel, nüüd harrastavad seda isegi koolilapsed. Ka TTÜ Mektory keskuses on kaks 3D-printimisega tegelevat firmat.
Inspiratsioon Costa Ricast
Piret Mägi on alati väga keskkonnateadlik olnud, kuid tema suurem huvi taaskasutuse vastu sai tõuke gümnaasiumis, kui ta Viljandi koolitüdrukuna sattus kaheks aastaks õppima Costa Ricasse. Nimelt sai ta 11. klassis UWC Eesti organisatsiooni kaudu stipendiumi sealsesse IB-õppega kooli United World College Costa Rica. „Seal suunatakse õpilasi natuke ka maailmaparandajateks, sest lisaks õpingutele keskendub suur osa programmist keskkonnakasulikule tööle,” meenutas Mägi.
Kokku oli Piret välismaal õppimas ja töötamas lausa kaheksa aastat. Pärast kooli sai ta täisstipendiumi USAsse Washingtoni lähistele Hood College’isse graafilise disaini ja veebiarenduse erialale, hiljem jäi veel pooleteiseks aastaks USAsse, kus praktiseeris mitmes MTÜs. Kui Piret Mägi taas Eestisse tuli, valis ta edasiõppimiseks TTÜ puidu- ja plastitehnoloogia magistriõppe, kus spetsialiseerus plastile. Tegemist on küllaltki uue erialaga, mis oma ingliskeelse õppekavaga on meelitanud siia palju välisüliõpilasi.
Mägi on siinsete õpingutega rahul, talle meeldib, et rõhku pannakse praktilistele töödele, palju on iseseisvat ja e-õpet ning seetõttu on mõnel juhul võimalik ka täiskohaga tööl käia. „Minule on küll loodud tööks head tingimused. TTÜs pole varem eriti tegeldud 3D-printimisega FDM-meetodil, aga mulle on palju vastu tuldud ja projekti jaoks vajalikke masinaid ostetud, nii 3D-printereid kui ka näiteks filamenditegija. Eri teaduskonnad on huvitatud, et saaks TTÜs leiduvat jääkmaterjali ümber töödelda ja õpilased saaksid ise hakata oma disaine välja printima. Kui näiteks õpitakse AutoCADi, saaks mudeli ka reaalselt välja printida.”
Projekt jätkub
Detsember oli Mägile erakordselt edukas kuu, sest peale teaduste akadeemia preemia sai ta ka Aimée ja Vladimir Beekmani auhinna – ühekordse stipendiumi, mille igal paaritul aastal saab üks TTÜ insenerieriala tudeng. Stipendiumi määrajatele oli väga imponeerinud ümbertöötlemise idee ja proteeside loomine. „Mida rohkem ma prindin, seda enam saan aru, kui vähe ma sellest kõigest tean. See on omaette teadus. Paljude jaoks on 3D-printimine vaid hobi, mille harrastamiseks piisab kujukeste printimisest. Kuid mina tahan tegelda funktsionaalsete asjade printimisega. Selle jaoks tuleb mul ka rohkem teadmisi ja oskusi omandada, et tagada prinditud detailide kvaliteet.”
Mägi jätkab oma projekti ka tuleval semestril. „Kuna materjalide tootmine on olnud üsna probleemne, pole olnud kerge leida ideaalset koostist täiendatud mehaaniliste omadustega filamendile ja sellele sobivaid printimisparameetreid. Tehnilisi probleeme tuleb ette palju ning väga kiiresti edasi liikuda ei saa,” selgitas magistrant.
Autor Kristi Helme
Avaldatud Mente et Manus 1/2016
TTÜ teadlased informaatikainstituudi professori Kuldar Taveteri juhtimisel osalesid hiljuti edukalt lõppenud Euroopa Liidu 7. raamprogrammi projektis "Kriisihalduse modelleerimine tegevuste ja valmisoleku parandamiseks" (CRISMA).
Lisaks tehnikaülikooli teadlastele osalesid projektis veel 15 Euroopa Liidu liikmesriigi ning Iisraeli ülikoolide, teadusasutuste, avalike organisatsioonide ja erafirmade esindajad. Projekt CRISMA tegeles arvutipõhiste simulatsioonide abil valmistumiseks kriisiolukordadeks (näiteks üleujutused, lumetormid, maavärinad, metsatulekahjud ning tööstus- ja liiklusõnnetused). Niisugune lähenemine aitab kokku hoida reaalseteks õppusteks kuluvat aega ja raha.
Projektis CRISMA töötati välja põhimõtted ja tehniline raamistik, mis võimaldavad omavahel seostada ja kasutada erinevaid, varem loodud simulatsioonisüsteeme, mis kujutavad näiteks majade jahtumist kütte puudumisel, tsükloni levimist, elanike evakueerimist, üleujutuste dünaamikat, metsatulekahjude levimist ja hoonete kahjustumist määvärina või maalihke tagajärjel.
TTÜ teadlased kavandasid ja teostasid projektis olemasolevatele simulatsioonidele lisaks ka kaardipõhise ressursihalduse simulatsioonisüsteemi, mis võimaldab kiirabi ja päästeteenistuse ressursside operatiivse ja optimaalse kasutamise treenimist kriisiolukordades nn tõsiste arvutimängude abil.
Hiljutisel Euroopa Liidu Komisjoni lõpphindamisel anti CRISMA projektile väga hea hinnang. Tehnikaülikooli jaoks oli projekt eriline veel selle poolest, et hõlmas TTÜ infotehnoloogia teaduskonnas kolme instituuti - lisaks informaatikainstituudile osalesid selles ka automaatikainstituudi ning raadio- ja sidetehnika instituudi teadlased.
Lisainfo professor Kuldar Taveter, kuldar.taveter@ttu.ee, 620 2313
http://www.crismaproject.eu
TTÜ-s kaitstud doktoritöös toodi välja reaalaja tariifisüsteemi algoritm, mis lubab tarbijatel ära kasutada elektri hinna kõikumist päeva sees.
TTÜ elektroenergeetika instituudis kaitstud Tanel Kivipõllu doktoritöö „Reaalaja tariifisüsteem jaeturule“, mille juhendajaks on professor Juhan Valtin, teema võib esmapilgul kerget segadust tekitada. Inimesed kipuvad nimelt arvama, et reaalaja tariifisüsteem ehk RTP on sama, mis osa elektrimüüjate poolt pakutud pakett, kus hind muutub tund-tunnilt vastavalt börsihinnale (millele lisandub müüja marginaal). Sellise paketi elektrienergia hinna määravad päev varem kokku lepitud tehingud – suuremad lõppkliendid ja elektri edasimüüjad teatavad, mis hinnaga ja kui palju elektrienergiat on nad valmis järgmisel päeval ostma ning tootjad vastavad omapoolse pakkumisega.
Põhjamaade elektribörsil NordPoolil on aga tegelikult kaks turgu. Neist üks on kirjeldatud päev-ette turg Elspot, teine aga päevasisene turg Elbas. „Enamik tehinguid toimub päev-ette turul, kuid päev ette ei suudeta alati tarbimist ja tootmist täpselt prognoosida, seega on vajadus teha korrektuure,“ selgitab Kivipõld.
Korrigeerivaid tehinguid saab teha Elbas turul, kus tehingu saab teha kuni üks tund enne järgmist hinnaperioodi. „See tähendab, et ka päevasiseselt võib hind muutuda – odavamaks või kallimaks“, ütleb Kivipõld. Seoses erinevate taastuvate energiaallikate kasutuselevõtuga – nagu tuul ja päike – võib tekkida olukord, kus elektrienergia hind päeva sees on väga madal või ka väga kõrge.
„Seega võiks ja peaks elektrienergia hind võtma arvesse ka päevasiseseid muutusi,“ räägib Kivipõld. „RTP tekitaks olukorra, kus päevasiseselt muutuks elektrienergia hind tarbijale vastavalt tegelikule, see tähendab, kui hind oleks madal, siis tarbimine tõuseks ja vastupidi.“ Kivipõllu pakutud algoritm on kombinatsioon päev-ette ja päevasisese turu hinnast.
Nii reageeriks tarbija senisest rohkem elektrisüsteemi tegelikule olukorrale. RTP eesmärk pole Kivipõllu sõnul lihtsalt pakkuda tarbijale võimalikku kokkuhoidu, vaid see aitaks optimeerida terviklikumalt elektrisüsteemi tööd.
Doktoritöö teema sai alguse Kivipõllu magistritööst, mis kandis nime „Hajatootmise potentsiaal Eestis“. „Selgus, et potentsiaal Eestis on väga suur, kuid kas on võimalik kõike kasutusele võtta, see on omaette küsimus,“ nendib ta. Hajatootmine tähendab tihti ka erinevate energiaallikate, sealhulgas taastuvate energiaallikate kasutuselevõttu. Neil kõigil on omakorda erinevad tootmiskulud, mis kujundavad ka elektrienergia hinda. Siit aga hakkamegi vaikselt jõudma doktoritöö teemani.
Kivipõld soovib teemat ka edasi arendada, eelkõige tegeleda elektrienergia koormuse prognoosi mudeli loomisega. Selleks, et pakutud RTP algoritm töötaks efektiivselt, oleks vajalik välja töötada mudel, mis võtaks arvesse väga palju erinevaid muutujaid. „Kas ma seda ka teha jõuan, on omaette küsimus,“ tunnistab ta. „Sügisel osalen hajatootmise õppekava ühe loengu lugemisel ja tegelik töökoht on hoopis teises valdkonnas – töötan nimelt Eesti ühes suurimas peatöövõtu ja projektijuhtimise ettevõttes.“
Erik Aru
Juuni lõpp ja juuli algus oli TTÜ ehitiste projekteerimise instituudis selline aeg, mis on kõigis kõrgkoolides võrdlemisi haruldane. Mõne päeva jooksul kaitses oma töö koguni kolm selle instituudi doktoranti.
Tööpõld on erialal lai. Alates 2019. aastast peavad kõik avalikud hooned ja 2021. aastast juba kõik uued hooned vastama liginullenergiamajadele kehtestatud nõuetele. Just energiatõhusust kõik kolm värsket doktorit oma töödes käsitlevadki.
Esimesena astus komisjoni ette Riigi Kinnisvara ASi energiatõhususe projektijuht Mikk Maivel tööga „Küttesüsteemi efektiivsuse aspektid madalenergia eluhoonetes” (juhendajad professor Jarek Kurnitski ja külalisprofessor Teet-Andrus Kõiv). Väitekiri uurib madala energiatarbega hoone küttesüsteemi väljastamise ja jaotamise kadusid ning soojuse tootmise efektiivsust soojuspumpade abil. „Ajalooliselt on küttesüsteemi kadudele vähe rõhku pööratud, kuna hoone soojuskadude vähendamine soojustamise teel annab oluliselt suuremat energiasäästu,” ütleb Maivel. „Madala energiatarbega hooned on aga üldist olukorda oluliselt muutnud.”
Töö aluseks olid arvutisimulatsioonid. Maivel modelleeris detailse dünaamilise simulatsioonimudeli abil väljastamise ja jaotamise kadusid eramajas ning kortermajas kahes eri kliimas, Münchenis ja Tallinnas. Mudel sisaldas ka küttesüsteemi jaotustorustikku. Üheks eesmärgiks oli leida andmeid uue standardi koostamiseks, mis arvestaks praegu kehtivast rohkem madalatemperatuuriliste küttesüsteemide ja madala energiatarbega hoonetega.
Tulemuseks olid soovitused, kuidas tõsta küttesüsteemi jaotuse ja väljastamise efektiivsust ning selle kaudu ka hoone energiatõhusust ilma soojuslikus mugavuses järele andmata. Nii näiteks selgus, et radiaatorküttesüsteemi kasutades tuleks põrandküttega võrdse tunnetusliku temperatuuri saavutamiseks tõsta õhutemperatuuri 0,2–0,3 kraadi võrra.
Teisena kaitses oma töö KredExi hoonete energiatõhususe projektijuht Kalle Kuusk, kelle teemaks oli „Korterelamute kuluoptimaalne tervikrenoveerimine liginullenergiahooneks” (juhendajad professor Targo Kalamees ja külalisprofessor Teet-Andrus Kõiv). Tema vaatles energiatõhususklasside saavutamist, kuluoptimaalsust ja vajalike investeeringute mahtu korterelamute rekonstrueerimisel. Veel uuris ta, kas riik peaks säärast tegevust rahaliselt toetama.
Kõigepealt analüüsis Kuusk renoveerimata tellis- ja suurpaneelkorterelamute mõõdetud energiakasutust. Referentshoonete näitel on arutletud üksikute energiasäästumeetmete ja meetmekogumite mõju üle. Eesmärgiks oli leida korterelamute rekonstrueerimise kuluoptimaalsuse tasemed ning hinnata, kui palju on vaja nende saavutamiseks investeerida.
Analüüs näitas, et senised väiksemad rekonstrueerimistööd ei ole korterelamute praegust energiatarbimist oluliselt vähendanud. Üksikutest energiasäästumeetmetest vähendas primaarenergiavajadust kõige enam välisseinte soojustamine – kuni 30 protsendi võrra. Parima tulemuse annab aga üksikute meetmete – nagu hoone välispiirete soojustamine, akende vahetus ja soojustagastusega ventilatsioonisüsteem – ühendamine energiasäästupakettidesse. Madalenergia taseme saavutamiseks tuleb mõne hoonetüübi puhul paigaldada ka päikesekollektorid, et tarbevett soojendada.
Hea sõnumina selgus, et ümmarguselt 70 protsendi võrra saab energiatarbimist vähendada korteriomanike 20 aasta kogukulusid suurendamata. Kehvema sisuga teadmine tuli aga selle kohta, kui suur peaks olema algne investeering: korterelamu terviklik rekonstrueerimine läheb maksma ligikaudu 200 eurot ruutmeetri kohta. Nii ongi kulukus kompleksse rekonstrueerimise üks peamisi takistusi – ja siit tuleb ka järeldus, et seda oleks vaja riiklikult toetada.
Kolmandana jõudis järg TTÜ teaduri Endrik Arumägi ja tema töö „Ajalooliste puitkorterelamute renoveerimine” (juhendaja professor Targo Kalamees) kätte. Väitekiri keskendub miljööväärtuslikes piirkondades asuvatele puithoonetele. Sellistele majadele kehtivad kohati vastukäivad reeglid, ühelt poolt energiatõhususe määrused ja teisalt muinsuskaitseseadused. Arumägi töö uurib miljööalade korterelamuid nii energiatõhususe, sisekliima kui ka niiskustehnilise toimivuse poolest, kasutades selleks ulatuslikke välimõõtmisi ja arvutisimulatsioone.
Mõõtmistulemuste põhjal koostas Arumägi sisetemperatuuri ja niiskuslisa modelleerimise mudeli, mida saab kasutada hoone piirete niiskustehnilise toimivuse analüüsil. „Analüüsi tulemusena leiti, et seespoolne lisasoojustus ei ole töökindel lahendus,” nentis autor.
Peale selle pakub töö välja meetodi energiatõhususe parandamise meetmete mõju hindamiseks, kui eesmärk on säilitada miljööväärtuslike hoonete välisilme. Selle abil hindas Arumägi erisuguste renoveerimispakettide mõju miljööväärtusliku hoone välimusele. Tuli välja, et nagu ka suurte korterelamute puhul, on üksikmeetmete asemel parem renoveerida hoone tervikuna. Kinnitust sai seegi, et ajalooliste puitkorterelamute energiatõhusust saab tublisti parandada, kahjustamata kuigivõrd hoone arhitektuurset välimust ja seega ka ümbritsevat miljööväärtuslikku keskkonda.
Erik Aru
avaldatud kuukirjas Mente et Manu 8/2015
Järgnevas loos on peategelasteks õietolm ja ristirüütlid, täpsemalt see, mida lugesid Tallinna tehnikaülikooli geoloogid välja õietolmu analüüsist ristirüütlite mõju kohta Baltikumi alade looduskeskkonnale, kirjutab ERRi teadusportaal Novaator.
Tallinna tehnikaülikooli geoloogia instituudi vanemteadur Atko Heinsalu ja üldise maateaduse professor Siim Veski on oma paleoökoloogia teadmisi rakendanud sedapuhku hoopis teemaga, mis muidu kuuluks arheoloogia valda. Nimelt on nad oma uurimisrühmaga analüüsinud keskaegse Liivimaa aladele jäänud järvede setteid, et teada saada, kas Liivi ordu tuleks siinsetele aladele mõjutas ka siinset põlluharimist või looduskeskkonda laiemalt.
Tänavu kevadel avaldasid Heinsalu ja Veski koos Läti ja Eesti kolleegidega artikli Āraiši järve asulakoha kohta (vt. ka kaarti artikli lõpus). Möödunud sajandi 1960. ja '70.aastatel tehtud arheoloogilised uuringud on andnud teadmise, et hilisel rauaajal ehitasid inimesed, peamiselt latgali hõimud, elamud otse järvel asuvatele ujuvsaartele. Küllap oli sel mõni kaitseotstarbeline eesmärk. Kuid kas ja mida kasvatasid need inimesed toiduks?
Siinkohal tulidki appi TTÜ geoloogid, kes analüüsisid järvesetteid, täpsemalt neis sisalduvat õietolmu, et saada aimu, millised taimed on erinevatel aegadel järveümbruses kasvanud. 2000 aastat setteid viitavad, et vanemal rauaajal (1–400 aastat pKr) oli järve ümbrus kaetud metsaga ning teraviljakasvatusest jälgi leida ei olnud.
Keskmisel rauaajal (400–800 aastat pKr) annab aga suurenenud lepa- ning metsikute kõrreliste õietolmu hulk tunnistust metsaraadamisest. Seega võib oletada, et järvel elanud hõimud harisid jõudumööda üha enam maad ning jätkasid seda ka nooremal ja hilisrauaajal (800-1050/1250 aastat pKr).
Āraiši järvel elanud hõimude toidulauale jõudis teraviljadest ohtralt rukist, veidi vähem nisu ja otra. Ilmselt ei puudunud ka õlu, kuivõrd õietolmuanalüüsis on näha humala jälgi. Sellest perioodist pärinevate karjamaadega seotud taimede õietolm annab aimu, et sealsed elanikud võisid pidada ka kariloomi.
Sellesse aega jääb ka ristisõdade ajajärk (1198-1291 pKr, Läänemere idakaldal jätkusid kuni 1561. aastani), millele järgnesid olulised kultuurilised, sotsiaalsed ja majanduslikud muutused. Siinne hõimkondlik ühiskonnakord ja halduslik jaotus asendus Saksa ja Liivi ordude ning Piiskopiriigi aladega.
Kui ühiskonnas tõi ristiusu saabumine kaasa suuri muutusi, siis looduskeskkonnas pole selle jälgi otseselt märgata, nendivad Heinsalu ja Veski. Uurides teist Läti veekogu, Valmiera lähedal asuvat Trikāta järve, leidsid teadlased, et sealgi on inimasustuse ja põlluharimise jälgi juba 500. aastast eKr, kuid maastik oli sellest hoolimata peamiselt metsaga kaetud.
12. sajand tõi ristisõjad ning õietolmuanalüüs näitab, et looduskeskkond muutus õige pisut vaheldusrikkamaks, andes tunnistust karjamaadest, aasadest ja põllumaast, kuid seda oluliselt väiksemal määral kui näiteks Preisimaal või Kirde-Poolas, kus ristisõdadele järgnenud koloniseerimine tähendas ühtlasi metsamassiivide asemele põllumaade rajamist. „Ristirüütlid vallutasid ala, ehitasid oma kindlused ning tuli ka kolonisatsioon. Rahvaarv kordades tõusis ning uued maaharimistehnoloogiad jõudsid sinna,“ selgitab Siim Veski.
Teises artiklis, mis suvel ilmus ajakirjas The Holocene, nendivad autorid, et Trikāta järv on mõnes mõttes ebatüüpiline, sest seal on märgata looduskeskkonnas muutusi pärast ristisõdu. Samas muudes paikades on märgata väiksemahulist inimmõju alles 14. sajandil ja hiljem. Selles artiklis jõuavad teadlased järeldusele, et koloniseerimine ja sõjad tõid kaasa küll poliitilised muutused, kuid mitte märgatavaid muutusi põlluharimises.
„Loomulikult muutsid nad poliitilist kultuuri – vallutasid maa, kristianiseerisid, jagasid maa omavahel ära ja hakkasid seda valitsema. Kas looduskeskkonnas ka midagi muutus?“ küsis Veski lähtuvalt Briti kolleegide huvist just sellele uurimisküsimusele vastus saada.
25 aasta jooksul, mis Siim Veski ja Atko Heinsalu oma uurimusi teinud on, ei olnud nad täheldanud, et just ristirüütlite tulekuga oleks looduskeskkonnas märgata olulisi muudatusi. „Pronksiaja, rauaaja või viikingiaja muutus või keskaegne mõisamaksimum – nende mõju on palju lihtsam märgata. Ristirüütlite osas olime me skeptilised.“ Siis aga torkaski silma erandlikuna Trikāta järvest kogutud teave. Trikāta puhul on teada, et sinna rajasid ristirüütlid linnuse ja asusid seal toimetama, muu hulgas ka senisest enam vilja kasvatama.
Ja seal tõepoolest on märgata ristirüütlite mõju. „Kui aga vaadata Baltikumi tervikuna, siis ristirüütlite tulekuga muutus ainult võim, maastiku struktuur aga ei muutunud,“ sedastab Siim Veski.
Seega on nüüd siis paleoökoloogia andnud vastuse ristirüütlite mõjust siinsele looduskeskkonnale ning see on ilmumas kolmanda artiklina. Selles artiklis on ühtekokku analüüsitud kaheksa Batikumi järve, teiste hulgas Maardu, Raigastvere, Rõuge Tõugjärve ja Lasva järve setteid.
Mida kavatsevad Siim Veski ja Atko Heinsalu järgmiseks uurima asuda?
Atko Heinsalu märgib, et edasi suunatakse pilgud DNA analüüsi poole. Soov on teada saada, kust jõudis Eestisse nisu, esimene teravili, mida siinsetel aladel kasvatama hakati. Kas see jõudis siia inimestega otse Egiptuse ja Süüria aladelt või on see ajapikku liikunud ja segunenud teiste nisusortidega, neile küsimustele võiksid Heinsalu ja Veski uuringud edaspidi vastuse anda.
Refereeritud ERRi teadusportaalist Novaator.
Värske TTÜ doktoritöö uuris, kuidas põlevkivist saaks võimalikult efektiivsel moel valmistada sünteetilist naftat.
Praegused tööstuslikud protsessid on orienteeritud põlevkiviõli tootmisele, millega kaasneb orgaanilise süsiniku suur kadu heit- ja lendproduktidesse.
Mai eelviimasel nädalal kaitses Julia Krasulina TTÜs doktoritöö „Kukersiitpõlevkivi vedelproduktide vääristamine katalüütilise hüdrogeenimise meetodil“. Uurimuse eesmärk oli selgitada, kuidas termokeemiliselt vääristada Eesti kukersiitpõlevkivi senisest efektiivsemalt, et saada põhilise lõpp-produktina võimalikult kõrge saagise ja suure süsivesinikesisaldusega õli, mis oleks loodusliku nafta sünteetiline analoog.
Nafta on peamiselt süsivesinike segu, aga põlevkiviõlis on palju ka heteroaatomeid ehk hapnikku, väävlit või lämmastikku sisaldavaid ühendeid. „Mitmesugused hapnikuühendid moodustavad Eesti põlevkiviõli koostisest kuni kaks kolmandikku“, selgitab doktoritööd juhendanud vanemteadur Hans Luik, põlevkivi ja taastuvkütuste teaduslaboratooriumi juhataja. Kui põlevkiviõlist saaks järeltöötlemisel eemaldada enamiku hapnikust, väävlist ja lämmastikust, tekiks süsivesinikerikas produkt ehk sünteetiline nafta.
Sisuliselt tähendab see protsess põlevkivi mineraalse ja orgaanilise osa teineteisest eraldamist. Küsimus ei ole üksnes selles, kui efektiivselt orgaanilist ainet ehk kerogeeni eraldada. Praegu tööstuses rakendatava põlevkivi pürolüüsi ehk utmise puhul ongi orgaaniline osa ainus väärtuslik produkt. Kui selle tagajärjel eraldub mineraalosa keskkonnaohtliku poolkoksina, siis uue protsessi tulemusena oleks tegu neutraalse ja edasiseks kasutuseks sobiliku kaasproduktiga.
Selle saavutamiseks tuleb läbi teha kaks protsessi: kõigepealt muuta põlevkivis sisalduv kerogeen võimalikult tõhusalt vedelaks aineks, termobituumeniks, seejärel aga puhastada see heteroaatomitest.
„Uurimistulemusena on välja töötatud ja optimeeritud uus ning eriti efektiivne termilise lahustamise meetod,“ räägib Krasulina. Kui tööstuslikult kasutatavate protsesside saagis jääb 40–45 protsendi piiresse, siis värske meetodi abil muundub 86–91 protsenti kerogeenist uudse koostisega vaheproduktiks: mittetäielikult õliks lagunenud termobituumeni ja õli seguks.
Järgneb saadud vaheprodukti puhastamine, milleks on kõige sobivam katalüütiline hüdrogeenimine ehk katalüsaatori kaasabil heteroaatomite asendamine vesinikuga. Optimaalse aja, temperatuuri, vesiniku rõhu ning katalüsaatori tüübi ja koguse korral saadakse kerogeenist rafinaati kuni 79 protsenti. Tulemus on silmapaistev – sellele jääb alla isegi pürolüüsi käigus saadava põlevkiviõli kogus Fischeri retordis (66 protsenti).
See siiski ei tähenda, et kodumaised või ka välismaised põlevkivitööstused saaksid lähiajal kirjeldatud protsessile üle minna. „Tegemist on alusuuringuga, millest lähtuvad rakendusuuringud peavad tegema kindlaks tööstusliku kasutatavuse,“ rõhutab Luik. Loomulikult on lõplik siht jõuda kunagi tootmisprotsessini, mille tulemuseks oleks maailmaturul suhteliselt tundmatu põlevkiviõli asemel sünteetiline nafta.
Erik Aru
avaldatud kuukirjas Mente et Manu 7/2015
Eestlased armastavad kuvandit endast kui iidsest metsarahvast, kellena näeksid aga ennast meie naabrid lätlased?
Tegelikult on selle arvamuse taga ilmselt vaid kahetsus teadmisest, et Tallinn on väiksem kui Riia ning Läti põhjaosa on iidne Eesti ala. Aga mis inimesed need lätlased siiski vanasti olid? Sellele küsimusel on aidanud vastust leida TTÜ Geoloogia Instituudi teadlased koostöös Läti kolleegidega. Selgub, et tegemist on järveinimestega.
Lätis on arheoloogiliste uuringute käigus leitud mitmeid asulakohti otse järvedel, kus elamud olid ehitatud järvel asuvatele parvedele. Neist enim uuritud on Araisi järvel hilisel rauaajal (umbes aastatel 800-1200) latgali hõimude poolt asustatud asulakoht, mis on tänasel päeval ka osaliselt rekonstrueeritud ja töötab muuseumina. Arvatakse, et latgali järveinimesed tõrjusid sealtkandist välja maismaal elavad semgali hõimud. Tõe huvides tuleb mainida, et ka Eestis on kahtlustatud, et mitmetel järvedel on kunagi taolised ujuvkülad olnud, kuid ühemõttelisi tõendusi selle kohta pole leitud.
TTÜ Geoloogia Instituudi juhi ja teaduri Atko Heisalu uurimisgrupis valminud uurismistöös „Landscape change in central Latvia since the Iron Age: multi-proxy analysis of the vegetation impact of conflict, colonization and economic expansion during the last 2,000 years“ (ilmus hiljuti ka ajakirjas Vegetation History and Archaeobotany) soovisid teadlased oluliselt laiendada arheoloogilistest andmetest tulenevat pilti noist salapärastest latgali järveinimestest kasutades selleks järvesetete analüüsi. Leiti, et just järveinimesed olid need, kes sealkandis hakkasid esimest korda intensiivselt Araisi järve ümbruses maaharimisega tegelema, kasvatades muuhulgas ohtralt rukist ning veidi nisu ja otra. Tähelepanuväärseks tuleb ka pidada leidu, et väga oluliselt tõusis sel ajal humala osakaal. Ilmselt pruulisid need järveinimesed ka õlut, et põhjamaist kaamost leevendada. Samuti tõusis hilisel rauaajal järve ümbruses oluliselt metsikute kõrreliste osakaal, mis viitab sellele, et järveinimesed olid kõvad metsaraadajad. Metsaraadamist aga vajasid nad ilmselt selleks, et tekitada heinamaid, kuna järve eutrofeerumise taseme oluline tõus antud ajajärgul viitab selgelt sellele, et parvedel oli ka lautasid, kus kasvatati koduloomi.
Araisi järvel asuv asulakoht hüljati 11. sajandil kas vaenlaste vallutuste tõttu või põhjusel, et tol ajal tõusis järve veetase oluliselt ning järvele ehitamine muutus ebamugavaks.
Kokkuvõttes tuleb loota, et edasipidi löövad geoloogid oma puurid ka mõnda Eesti järve setetesse, sest loodetavasti pole me lätlastest kehvemad ja ka meie aladel on elanud kangelaslikke järveinimesi.
Teadusuuringud olid osa lätlase Normunds Stivrinsi doktoritööst, kes kaitses 2015. aasta algul TTÜs doktorikraadi ja on praegu järeldoktorantuuris Helsngi Ülikoolis.
Marko Piirsoo, marko dot piirsoo at ttu dot ee
Eestlased armastavad kuvandit endast kui iidsest metsarahvast, kellena näeksid aga ennast meie naabrid lätlased?
Tegelikult on eestlaste arvamuse taga ilmselt vaid kahetsus teadmisest, et Tallinn on väiksem kui Riia ning Läti põhjaosa on iidne Eesti ala. Aga mis inimesed need lätlased siiski vanasti olid? Sellele küsimusel on aidanud vastust leida TTÜ Geoloogia Instituudi teadlased koostöös Läti kolleegidega. Selgub, et tegemist on järveinimestega.
Lätis on arheoloogiliste uuringute käigus leitud mitmeid asulakohti otse järvedel, kus elamud olid ehitatud järvel asuvatele parvedele. Neist enim uuritud on Araisi järvel hilisel rauaajal (umbes aastatel 800-1200) latgali hõimude poolt asustatud asulakoht, mis on tänasel päeval ka osaliselt rekonstrueeritud ja töötab muuseumina. Arvatakse, et latgali järveinimesed tõrjusid sealtkandist välja maismaal elavad semgali hõimud. Tõe huvides tuleb mainida, et ka Eestis on kahtlustatud, et mitmetel järvedel on kunagi taolised ujuvkülad olnud, kuid ühemõttelisi tõendusi selle kohta pole leitud.
TTÜ Geoloogia Instituudi juhi ja teaduri Atko Heisalu uurimisgrupis valminud uurismistöös „Landscape change in central Latvia since the Iron Age: multi-proxy analysis of the vegetation impact of conflict, colonization and economic expansion during the last 2,000 years“ (ilmus hiljuti ka ajakirjas Vegetation History and Archaeobotany) soovisid teadlased oluliselt laiendada arheoloogilistest andmetest tulenevat pilti noist salapärastest latgali järveinimestest kasutades selleks järvesetete analüüsi. Leiti, et just järveinimesed olid need, kes sealkandis hakkasid esimest korda intensiivselt Araisi järve ümbruses maaharimisega tegelema, kasvatades muuhulgas ohtralt rukist ning veidi nisu ja otra. Tähelepanuväärseks tuleb ka pidada leidu, et väga oluliselt tõusis sel ajal humala osakaal. Ilmselt pruulisid need järveinimesed ka õlut, et põhjamaist kaamost leevendada. Samuti tõusis hilisel rauaajal järve ümbruses oluliselt metsikute kõrreliste osakaal, mis viitab sellele, et järveinimesed olid kõvad metsaraadajad. Metsaraadamist aga vajasid nad ilmselt selleks, et tekitada heinamaid, kuna järve eutrofeerumise taseme oluline tõus antud ajajärgul viitab selgelt sellele, et parvedel oli ka lautasid, kus kasvatati koduloomi.
Araisi järve asulakoht hüljati 11. sajandil kas vaenlaste vallutuste tõttu või põhjusel, et tol ajal tõusis järve veetase oluliselt ning järvele ehitamine muutus ebamugavaks.
Kokkuvõttes tuleb loota, et edasipidi löövad geoloogid oma puurid ka mõnda Eesti järve setetesse, sest loodetavasti pole me lätlastest kehvemad ja ka meie aladel on elanud kangelaslikke järveinimesi.
Marko Piirsoo, marko dot piirsoo at ttu dot ee
TTÜ Küberneetika Instituudi professori Tarmo Soomere uurimisgrupp on seni peamiselt tegelenud Läänemere lainete ja lainetuse mõjude uurimisega.
Viimasel ajal tundub, et Läänemeri on hakanud professor Soomerele kitsaks jääma. 2014. aasta kevadest on ta koos kolleegidega teinud uurimistööd hoopis Veneetsia laguunis ehk eesti keeles "säärlõukas" tekkivate laevalainete omadusi ja mõjusid uurides. Ja õige ka – kevaditi on siinkandis vastikult külm, palju mõnusam on uurimistööd teha soojemas kliimas, kus saab õhtuti kanali ääras polenta`t süüa ja spritz`i mekkida.
Põhjalikult on kirjeldatud laevade poolt tekitatud kõige lihtsamaid, nn lineaarseid laineid. Sellised lained tekivad, kui laev sõidab lõpmata suurel veekogul, kus ümbritsev veesügavus on konstantne ja Froude’i nimelised arvud väikesed`(Froude’i numbrid iseloomustavad antud pikkusega ning kindla kiirusega seilava laeva takistust vees ja on olulisteks parameetriteks laevaehituses).
Paraku ei sõida laevad vaid konstantse sügavusega vees ning olenevalt laeva kiirusest ja lastist võivad Froude’i numbrid minna oluliselt suuremaks ja vesi laeva ümber hakata ootamatuid trikke tegema. Sellisel juhtumil lähevad laeva poolt tekitatud lainete kujud ja ulatused nii keerukaks, et neid suudetakse kirjeldada vaid mittelineaarsete võrranditega. Needless to say – nendest arusaamiseks tavaüliõpilastele ülikoolis õpetatav kõrgem matemaatika ei aita. Räägitakse isegi, et iga matemaatik ei saa neist aru.
Profressor Soomere ja tema kolleegide uurimistöö Veneetsias käsitlebki juhtu, kus laevad sõidavad Veneetsia säärlõuka süvendatud laevasõiduteel, ümbruses on madalad nõlvad ning väljaspool süvendatud ala on meri madal. Uurimistöös leiti, et isegi juhul kui laevad sõidavad sellist tüüpi kanalis üsna mõistliku kiirusega (Froude’i arv on väike, elik laeva takistus vees on tagasihoidlik), on laeva poolt tekitatavad lained korrektsemalt kirjeldatavad Tarmo Soomere südamele nii armsate mittelineaarsete võrranditega. Veelgi enam, uurimistöös leiti, et üllatuslikult tekitasid laevad isegi madalatel kiirustel Veneetsia säärlõukas väga sügavaid (kuni 2,5 m) surutislaineid – selgelt piiritletud lohkusid veepinnas, mida paljud keerukad lainevõrrandid ei tunnista ning mis looduses ise ei tohiks üldse tekkida. Laevade tekitatud surutislained on üllatavalt pikaealised, püsides koos vähemalt kilomeetri kaugusel. Erinevalt tavalistest murd- ja laevalainetest on nende tagaküljed ohtlikult järsud ning sarnanevad oma omadustelt järskude tõusulainete ja tsunamidega. Sellised pikaealised lained ulatuvad Veneetsia kõrval peaaegu põhjani ning omakorda on olulised merepõhja ümberkujundajad.
Puhaskasu sellest tööst on, et teades laevade poolt tekitatavate lainete omadusi, oleme võimelised hindama ja vajadusel kujundama setete ümberpaiknemist Veneetsia säärlõukas. Ja see on oluline, kuna inimtegevuse jalajälg sealkandis on massiivne ja iidne. Lisaks võivad Tarmo Soomere poolt kirjeldatud lained olla tsunamide minimudeliks. Ja kust sa ikka neid tsunamisid nii tihti leiad, et neid üle mõõta!
Autor: Marko Piirsoo, marko dot piirsoo at ttu dot ee marko dot piirsoo at ttu dot ee marko dot piirsoo at ttu dot ee
Alates maikuust kuni oktoobrini on avatud Milaanos EXPO Eesti paviljon, kus esimest korda on esindatud ka Eesti teadus.
Eesti teaduse pesakast asub Eesti EXPO paviljoni II korrusel. Alates 5. juunist kuni augusti lõpuni esindavad Eesti teadust EXPO paviljonis Eesti Kunstiakadeemia ja Eesti Maaülikool. Septembrist oktoobrini loovad EXPO teaduse pesakasti koostööna väljapanekud Tartu Ülikool, Tallinna Ülikool ja Tallinna Tehnikaülikool.
Ajavahemikul juuni kuni august tutvustab Eesti Kunstiakadeemia väärtustava taaskasutuse meetodi võimalusi, millega vähendatakse keskmiselt 52% materjali raiskamist, säästetakse keskmiselt 75% rohkem vett ja keskmiselt 85% energiat. Kunstiakadeemia väärtustava taaskasutuse meetodi kõrval tutvustab Eesti Maaülikool taimede stressi uuringuid. Eesmärgiks on külastajatele selgitada, kuidas taimed omavahel suhtlevad ja stressi olukordades kohanevad. See aitab ennustada tulevikus kliimamuutusi.
EXPO Milano ametlik kodulehekülg: http://www.expo2015.org/
Reimo Rehkli
Eesti Teadusagentuuri turundusspetsialist
Tel: 730 0328, 5647 7603
E-post: Reimo dot Rehkli at etag dot ee
TTÜ Küberneetika Instituudi professori Tarmo Soomere uurimisgrupp on seni peamiselt tegelenud Läänemere lainete ja lainetuse mõjude uurimisega.
Viimasel ajal tundub, et Läänemeri on hakanud professor Soomerele kitsaks jääma. 2014. aasta kevadest on ta koos kolleegidega teinud uurimistööd hoopis Veneetsia laguunis ehk eesti keeles "säärlõukas" tekkivate laevalainete omadusi ja mõjusid uurides. Ja õige ka – kevaditi on siinkandis vastikult külm, palju mõnusam on uurimistööd teha soojemas kliimas, kus saab õhtuti kanali ääras polenta`t süüa ja spritz`i mekkida.
Põhjalikult on kirjeldatud laevade poolt tekitatud kõige lihtsamaid, nn lineaarseid laineid. Sellised lained tekivad, kui laev sõidab lõpmata suurel veekogul, kus ümbritsev veesügavus on konstantne ja Froude’i nimelised arvud väikesed`(Froude’i numbrid iseloomustavad antud pikkusega ning kindla kiirusega seilava laeva takistust vees ja on olulisteks parameetriteks laevaehituses).
Paraku ei sõida laevad vaid konstantse sügavusega vees ning olenevalt laeva kiirusest ja lastist võivad Froude’i numbrid minna oluliselt suuremaks ja vesi laeva ümber hakata ootamatuid trikke tegema. Sellisel juhtumil lähevad laeva poolt tekitatud lainete kujud ja ulatused nii keerukaks, et neid suudetakse kirjeldada vaid mittelineaarsete võrranditega. Needless to say – nendest arusaamiseks tavaüliõpilastele ülikoolis õpetatav kõrgem matemaatika ei aita. Räägitakse isegi, et iga matemaatik ei saa neist aru.
Profressor Soomere ja tema kolleegide uurimistöö Veneetsias käsitlebki juhtu, kus laevad sõidavad Veneetsia säärlõuka süvendatud laevasõiduteel, ümbruses on madalad nõlvad ning väljaspool süvendatud ala on meri madal. Uurimistöös leiti, et isegi juhul kui laevad sõidavad sellist tüüpi kanalis üsna mõistliku kiirusega (Froude’i arv on väike, elik laeva takistus vees on tagasihoidlik), on laeva poolt tekitatavad lained korrektsemalt kirjeldatavad Tarmo Soomere südamele nii armsate mittelineaarsete võrranditega. Veelgi enam, uurimistöös leiti, et üllatuslikult tekitasid laevad isegi madalatel kiirustel Veneetsia säärlõukas väga sügavaid (kuni 2,5 m) surutislaineid – selgelt piiritletud lohkusid veepinnas, mida paljud keerukad lainevõrrandid ei tunnista ning mis looduses ise ei tohiks üldse tekkida. Laevade tekitatud surutislained on üllatavalt pikaealised, püsides koos vähemalt kilomeetri kaugusel. Erinevalt tavalistest murd- ja laevalainetest on nende tagaküljed ohtlikult järsud ning sarnanevad oma omadustelt järskude tõusulainete ja tsunamidega. Sellised pikaealised lained ulatuvad Veneetsia kõrval peaaegu põhjani ning omakorda on olulised merepõhja ümberkujundajad.
Puhaskasu sellest tööst on, et teades laevade poolt tekitatavate lainete omadusi, oleme võimelised hindama ja vajadusel kujundama setete ümberpaiknemist Veneetsia säärlõukas. Ja see on oluline, kuna inimtegevuse jalajälg sealkandis on massiivne ja iidne. Lisaks võivad Tarmo Soomere poolt kirjeldatud lained olla tsunamide minimudeliks. Ja kust sa ikka neid tsunamisid nii tihti leiad, et neid üle mõõta!
Autor: Marko Piirsoo, marko dot piirsoo at ttu dot ee
TTÜ geodeesia õppetooli teadustöös lähevad käiku erinevad vahendid fotoaparaatidest laserskannerite ja mehitamata õhusõidukiteni. Eesmärgiks on ruumiandmete kogumine, töötlemine ja modelleerimine, lisaks ka saadud tulemuste täpsushinnangud.
Tormilises arengustaadiumis on mitmesugused geoinformaatilised rakendused, mis võimaldavad digitaalsete ruumiandmete abil kuvada looduslike ja tehisobjektide vahelisi seoseid.
Laserskaneerimist saab teha nii maa pealt – siis on tegu terrestrilise laserskaneerimisega – kui ka õhust, lennukilt – see on aerolaserskaneerimine. Viimasega kogutud andmete põhjal koostatakse ulatuslikel aladel maapinna kolmemõõtmelist mudelit.
Veel täpsemate andmete saamiseks tuleb skaneerida maa peal. Skannerist väljutatud kindlasuunaline laserkiir peegeldub mõõdistatavalt objektilt tagasi ja seade registreerib signaali kulgemisaja põhjal kauguse. Nii kogutakse 50 000 mõõdistuspunkti sekundis. Põhimõtteliselt mõõdetakse niimoodi kogu ümbritsev. „Kasvõi inimese näokuju,“ ütleb geodeesia õppetooli juhataja professor Artu Ellmann. Näiteks kogu ümbruskonna skaneerimiseks 100 meetri raadiuses kulub 7–15 minutit (sõltuvalt nõutavast ruumilisest lahutusvõimest), mille tulemuseks võib olla kuni gigabaidine andmehulk. Sel moel tekib kolmemõõtmeline tihe punktipilv, kus igal punktil on koordinaadid.
Ulatuslikumate maa-alade kaardistamiseks tõstetakse kolmjalal seisev seade edasi ja korratakse protsessi. Näiteks Pirita rannariba kaardistamiseks on vaja paarikümmet sellist mõõtmist.
Töö ei piirdu sugugi andmete kogumisega. Saadud pilt on vaja puhastada „mürast“, sest muidu on see töötlemiseks liiga suur. Müra on kõik kõrvaline: maapinna mõõdistamisel näiteks taimestik. Selline puhastamine peaks käima võimalikult automaatselt, milleks tuleb „leiutada“ sobivad algoritmid. „Käsitsi võib seda kustutama jäädagi,“ nendib õppetooli nooremteadur Kalev Julge.
Puhastatud punktipilvede ühendamisel tekib võimalus koostada kolmemõõtmelisi maastiku- ja linnamudeleid. „Sellised mudelid oleksid abiks näiteks projekteerijatele, võimaldades visualiseerida erinevate projektlahenduste mõjusid keskkonnale,“ selgitab Ellmann. Laserskaneerimine tuleb appi ka siis, kui on vaja mõnda ebastandardset hoonet renoveerida. Siis saab luua hoone kolmemõõtmelise mudeli, kus arhitektil on juba märksa lihtsam oma visiooni välja töötada, kui kahemõõtmelisel joonisel.
Ruumiandmete mudelid on kasulikud ka interdistsiplinaarsetes teadusuuringutes, näiteks rannaprotsesside dünaamika väljaselgitamisel. Kui mõõtmisi huvipakkuvatel ajaperioodidel korrata, saab tuvastada ka maapinna muutusi. „Selleks tuleb võrrelda eri mõõtmiste pinnamudeleid, et näha, kui suured need muutused on,“ räägib Julge.
Üks huvipakkuvaid uurimisalasid ongi rannapiirkonnad, mida uuritakse koostöös teaduste akadeemia vastse presidendi Tarmo Soomere juhitava lainetuse dünaamika laboriga. Kui rannalt on ära kandunud näiteks paari sentimeetri jagu liiva, siis palja silmaga seda ei märkagi, suurema maa-ala korral on aga lisandanud või eemalekandunud liivahulk tegelikult tohutu.
Kuna geodeesia õppetool on TTÜ teedeinstituudi koosseisus, on teine loomulik uurimissuund teede korrasoleku monitooring, täpsemalt osalemine uuringutes pikirööbaste tekkimise põhjuste väljaselgitamiseks ning lahenduste väljatöötamiseks. Pikirööbaste tekke võimalikes asukohtades (näiteks ristmikueelsed teelõigud) testitaksegi uusi teekattematerjale ja ühtlasi uuritakse, kui pikalt enne ristmikku – kas näiteks viiskümmend või sada meetrit – tasub kallist tugevdusmaterjali paigaldada.
Kolmas suund on sildade, iseäranis raudteesildade koormuskatsetused. Silda skaneeritakse koos koormusega – näiteks veduriga – ja ilma. „Siis on hea vaadata, millised on muutused terve sillakonstruktsiooni ulatuses, kas on projektikohased või mitte,“ ütleb Ellmann.
Täiesti uus uurimissuund on mehitamata õhusõidukitelt tehtud pildid. Droonile paigaldatud kaamera teeb rea üksteisega kattuvaid pilte, millest pannakse kokku suurem ortofoto.
Säärane lahendus lihtsustab ka eri ametkondade tööd. Näiteks saab nii kohal käimata hankida värsket infot planeeringu tarbeks või kindlaks teha, ega keegi oma ehitisega keeluvööndisse pole eksinud või milline on metsapõlengu kahju. Selliste piltide põhjal saab kokku panna ka lihtsama kolmemõõtmelise mudeli ja järjestikustel mudelitel tuvastada vahepealseid muutusi. Siin on õppetooli koostööpartneriteks kodumaiste droonide tootja ELI Airborne Solutions ja Kaardikeskus.
Sel moel aitab tehnoloogia luua Eesti pinnal toimuvast täpsema pildi kui kunagi varem.
Autor Erik Aru
avaldatud kuukirjas Mente et Manu 5-6/2015
TTÜ-s kaitstud doktoritöös toodi välja reaalaja tariifisüsteemi algoritm, mis lubab tarbijatel ära kasutada elektri hinna kõikumist päeva sees.
TTÜ elektroenergeetika instituudis kaitstud Tanel Kivipõllu doktoritöö „Reaalaja tariifisüsteem jaeturule“, mille juhendajaks on professor Juhan Valtin, teema võib esmapilgul kerget segadust tekitada. Inimesed kipuvad nimelt arvama, et reaalaja tariifisüsteem ehk RTP on sama, mis osa elektrimüüjate poolt pakutud pakett, kus hind muutub tund-tunnilt vastavalt börsihinnale (millele lisandub müüja marginaal). Sellise paketi elektrienergia hinna määravad päev varem kokku lepitud tehingud – suuremad lõppkliendid ja elektri edasimüüjad teatavad, mis hinnaga ja kui palju elektrienergiat on nad valmis järgmisel päeval ostma ning tootjad vastavad omapoolse pakkumisega.
Põhjamaade elektribörsil NordPoolil on aga tegelikult kaks turgu. Neist üks on kirjeldatud päev-ette turg Elspot, teine aga päevasisene turg Elbas. „Enamik tehinguid toimub päev-ette turul, kuid päev ette ei suudeta alati tarbimist ja tootmist täpselt prognoosida, seega on vajadus teha korrektuure,“ selgitab Kivipõld.
Korrigeerivaid tehinguid saab teha Elbas turul, kus tehingu saab teha kuni üks tund enne järgmist hinnaperioodi. „See tähendab, et ka päevasiseselt võib hind muutuda – odavamaks või kallimaks“, ütleb Kivipõld. Seoses erinevate taastuvate energiaallikate kasutuselevõtuga – nagu tuul ja päike – võib tekkida olukord, kus elektrienergia hind päeva sees on väga madal või ka väga kõrge.
„Seega võiks ja peaks elektrienergia hind võtma arvesse ka päevasiseseid muutusi,“ räägib Kivipõld. „RTP tekitaks olukorra, kus päevasiseselt muutuks elektrienergia hind tarbijale vastavalt tegelikule, see tähendab, kui hind oleks madal, siis tarbimine tõuseks ja vastupidi.“ Kivipõllu pakutud algoritm on kombinatsioon päev-ette ja päevasisese turu hinnast.
Nii reageeriks tarbija senisest rohkem elektrisüsteemi tegelikule olukorrale. RTP eesmärk pole Kivipõllu sõnul lihtsalt pakkuda tarbijale võimalikku kokkuhoidu, vaid see aitaks optimeerida terviklikumalt elektrisüsteemi tööd.
Doktoritöö teema sai alguse Kivipõllu magistritööst, mis kandis nime „Hajatootmise potentsiaal Eestis“. „Selgus, et potentsiaal Eestis on väga suur, kuid kas on võimalik kõike kasutusele võtta, see on omaette küsimus,“ nendib ta. Hajatootmine tähendab tihti ka erinevate energiaallikate, sealhulgas taastuvate energiaallikate kasutuselevõttu. Neil kõigil on omakorda erinevad tootmiskulud, mis kujundavad ka elektrienergia hinda. Siit aga hakkamegi vaikselt jõudma doktoritöö teemani.
Kivipõld soovib teemat ka edasi arendada, eelkõige tegeleda elektrienergia koormuse prognoosi mudeli loomisega. Selleks, et pakutud RTP algoritm töötaks efektiivselt, oleks vajalik välja töötada mudel, mis võtaks arvesse väga palju erinevaid muutujaid. „Kas ma seda ka teha jõuan, on omaette küsimus,“ tunnistab ta. „Sügisel osalen hajatootmise õppekava ühe loengu lugemisel ja tegelik töökoht on hoopis teises valdkonnas – töötan nimelt Eesti ühes suurimas peatöövõtu ja projektijuhtimise ettevõttes.“
Erik Aru
TTÜ Küberneetika instituudi nooremteadur Dmitri Kartofelev uurib seda, kuidas muusikariistad häält teevad. Sellel teemal kaitses ta tänavu augustis ka doktoritöö „Helitekke mittelineaarsed mehhanismid muusikalises akustikas“, mille juhendajaks on mittelineaarse dünaamika laboratooriumi vanemteadur Anatoli Stulov.
Kartofelevi doktoritöö käsitleb kaht mittelineaarset probleemi, mis on lähedalt seotud helitekke protsessidega sellistes instrumentides nagu näiteks tiibklaver, biwa ja sitar. Töö esimene osa kirjeldab kinemaatiliselt keele võnkumist olukorras, kus üks selle otstest on ühepoolselt piiratud jäiga piirajaga (mida füüsikas nimetatakse ääretingimuseks), mille ristlõige võib olla meelevaldse kujuga.
Kui doktoritöö esimene osa on pigem teoreetilist laadi, siis teine osa põhineb katseliselt määratud fenomenoloogilisel olekuvõrrandil, uurides vildi, mida kasutatakse tiibklaveri haamrite tootmisel, mehaanilisi ja akustilisi omadusi, keskendudes deformatsioonilainete evolutsioonile. „Seega esitatakse töös fundamentaalseid tulemusi, mille abil saab kirjeldada muusikariistade heli teket,“ võtab Kartofelev kokku.
Tulemused on otseselt seotud muusikariistade ehitusega, kuid nende näol on siiski tegu väga väikese osaga kogu pilli helitekke protsessist. Lisaks ei ole ka väga hästi teada, mil määral mõjutavad teised muusikariistas esinevad füüsikalised protsessid lõplikku instrumendi tämbrit – või tämbri evolutsiooni. „Seega, kuna täielik ülevaade puudub, ei julgeks mina isiklikult pillide ehitajatele väga spetsiifilisi ja põhjapanevaid soovitusi jagada,“ nendib Kartofelev. „Samas pole aga saadud tulemused kasutud.“
Ta toob näite, mis on seotud doktoritöö esimese osaga. Klaveritootjatel on sageli probleeme sobiva tämbri saavutamisega lühikestel tiiskantkeeletel. Tiiskantkeeled toetuvad klaveris malmist raami alamosale, mille nimeks on capo d’astro. Capo d’astro (ehk paraboolse ristlõikega keele ääretingimuse) visuaalsel vaatlusel selgus aga, et selle pinna käsitsi viimistlemisel ei suudetud säilitada konstantset ristlõike kuju. Väike muutus ristlõike kujus (parabooli kumerusraadiuse kõikumine alla ühe millimeetri) tõi endaga kaasa suure muutuse kõla tämbris. Doktoritöös esitatud mudel suudab seda efekti prognoosida ja kvantifitseerida.
Oma doktoritöö teema ja juhendaja peale sattus Kartofelev üpris juhuslikult juba bakalaureuseõppes. Lõputöö teema valimine oli jäänud viimasele minutile ja ta külastas mitut TTÜ allasutust. Silma jäid Stulovi juhendatud teemad, mis olid seotud tiibklaverite helitekke mehhanismiga. „Mingit erilist ja poeetilist põhjust minu teema valiku taga polnud,“ ütleb Kartofelev. „Klaverit ma ei mänginud ja ei mängi siiamaani, kuigi klaveri tämbri kõla ja klaveril esitatud muusika meeldib mulle väga.“
Igal juhul kavatseb ta seda valdkonda edasi uurida. Lähikuudel on plaanis teha katselist tööd, mis seondub doktoritöö esimese osaga. „Koostöös Aalto Ülikooliga mõõdame keele võnkumisi, mida mõjutavad erinevad ääre- ja kontakttingimused,“ selgitab Kartofelev. „Selleks otstarbeks oleme juba ehitanud spetsiaalse katsevarustuse ja labori.“ Ka käib ettevalmistus postdoktorantuuriks, milleks on eelkokkulepe Edinburgh’i Ülikooliga.
Erik aru
26. septembril avati Tallinna Tehnikaülikooli materjali- ja tehnikateaduste hoonestiku teine osa, mehaanikateaduskonna ja matemaatika-loodusteaduskonna viies korpus (U05, Ehitajate tee 5, Tallinn).
Tegemist on teise osaga investeerimisprojektist, mille käigus renoveeriti nii TTÜ viies kui ka kuues korpus. Kogu projekti toetab Euroopa Regionaalarengu Fond ligi 13 miljoni euroga. Toetust vahendab ülikoolile sihtasutus Archimedes.
TTÜ Küberneetika instituudi nooremteadur Dmitri Kartofelev uurib seda, kuidas muusikariistad häält teevad.
Sellel teemal kaitses ta tänavu augustis ka doktoritöö „Helitekke mittelineaarsed mehhanismid muusikalises akustikas“, mille juhendajaks on mittelineaarse dünaamika laboratooriumi vanemteadur Anatoli Stulov.
Kartofelevi doktoritöö käsitleb kaht mittelineaarset probleemi, mis on lähedalt seotud helitekke protsessidega sellistes instrumentides nagu näiteks tiibklaver, biwa ja sitar. Töö esimene osa kirjeldab kinemaatiliselt keele võnkumist olukorras, kus üks selle otstest on ühepoolselt piiratud jäiga piirajaga (mida füüsikas nimetatakse ääretingimuseks), mille ristlõige võib olla meelevaldse kujuga.
Kui doktoritöö esimene osa on pigem teoreetilist laadi, siis teine osa põhineb katseliselt määratud fenomenoloogilisel olekuvõrrandil, uurides vildi, mida kasutatakse tiibklaveri haamrite tootmisel, mehaanilisi ja akustilisi omadusi, keskendudes deformatsioonilainete evolutsioonile. „Seega esitatakse töös fundamentaalseid tulemusi, mille abil saab kirjeldada muusikariistade heli teket,“ võtab Kartofelev kokku.
Tulemused on otseselt seotud muusikariistade ehitusega, kuid nende näol on siiski tegu väga väikese osaga kogu pilli helitekke protsessist. Lisaks ei ole ka väga hästi teada, mil määral mõjutavad teised muusikariistas esinevad füüsikalised protsessid lõplikku instrumendi tämbrit – või tämbri evolutsiooni. „Seega, kuna täielik ülevaade puudub, ei julgeks mina isiklikult pillide ehitajatele väga spetsiifilisi ja põhjapanevaid soovitusi jagada,“ nendib Kartofelev. „Samas pole aga saadud tulemused kasutud.“
Ta toob näite, mis on seotud doktoritöö esimese osaga. Klaveritootjatel on sageli probleeme sobiva tämbri saavutamisega lühikestel tiiskantkeeletel. Tiiskantkeeled toetuvad klaveris malmist raami alamosale, mille nimeks on capo d’astro. Capo d’astro (ehk paraboolse ristlõikega keele ääretingimuse) visuaalsel vaatlusel selgus aga, et selle pinna käsitsi viimistlemisel ei suudetud säilitada konstantset ristlõike kuju. Väike muutus ristlõike kujus (parabooli kumerusraadiuse kõikumine alla ühe millimeetri) tõi endaga kaasa suure muutuse kõla tämbris. Doktoritöös esitatud mudel suudab seda efekti prognoosida ja kvantifitseerida.
Oma doktoritöö teema ja juhendaja peale sattus Kartofelev üpris juhuslikult juba bakalaureuseõppes. Lõputöö teema valimine oli jäänud viimasele minutile ja ta külastas mitut TTÜ allasutust. Silma jäid Stulovi juhendatud teemad, mis olid seotud tiibklaverite helitekke mehhanismiga. „Mingit erilist ja poeetilist põhjust minu teema valiku taga polnud,“ ütleb Kartofelev. „Klaverit ma ei mänginud ja ei mängi siiamaani, kuigi klaveri tämbri kõla ja klaveril esitatud muusika meeldib mulle väga.“
Igal juhul kavatseb ta seda valdkonda edasi uurida. Lähikuudel on plaanis teha katselist tööd, mis seondub doktoritöö esimese osaga. „Koostöös Aalto Ülikooliga mõõdame keele võnkumisi, mida mõjutavad erinevad ääre- ja kontakttingimused,“ selgitab Kartofelev. „Selleks otstarbeks oleme juba ehitanud spetsiaalse katsevarustuse ja labori.“ Ka käib ettevalmidtus postdoktorantuuriks, milleks on eelkokkulepe Edinburgh’i Ülikooliga.
Erik Aru
TTÜ värskeim professuur on e-valitsemise vallas, uuel erialal, kus käib juba elav arutelu, sest tehnoloogiad, nagu e-hääletamine, mõjutavad selgelt demokraatia olemust.
Arvestades Eesti mainet e-valitsuse pioneerina, on vägagi kohane, et TTÜ Ragnar Nurkse innovatsiooni ja valitsemise instituudis on loodud Eesti esimene sellealane professuur. Sellel postil töötab praegu Robert Krimmer, kellel on e-valitsemise alal aastatepikkune kogemus.
Krimmer ei ole TTÜ-s uustulnuk. Ta on tehnikaülikoolis töötanud alates veebruarist, esialgu e-valitsemise õpingute ja uuringute koordinaatorina. Ta kaitses TTÜ-s ka oma doktoritöö „E-hääletamise evolutsioon: miks kasutatakse hääletamistehnoloogiat ja kuidas see mõjutab demokraatiat“, mida juhendas professor Wolfgang Drechsler.
Enne seda töötas Krimmer aastaid OSCE juures Varssavis esimese vanemnõunikuna uute hääletamistehnoloogiate alal. Tema doktoritöö teema tõttu – elektrooniliste vahendamine kasutamine valimistel – külastas ta viimase üheksa aasta jooksul regulaarselt Eestit. „Professor Drechsler, keda tunnen üle kümne aasta, küsis minult ühe oma Varssavi-külastuse ajal, kas ma ei oleks huvitatud oma doktoritööd Eestis tegema,“ meenutab ta.
Maailmas käib praegu tuline vaidlus selle üle, milline on tehnoloogia mõju demokraatiale. Krimmeri meelest võib mõju olla healoomuline, eeldusel et inimesed hoiavad üleminekuprotsessi kontrolli all.
Oma doktoritöös näitab Krimmer, et üleminekuprotsess – tehnoloogia kasutamisele demokraatlike otsuste langetamisel – pakub täiesti uusi võimalusi sotsiaalselt suhelda, iseäranis väga kaugete kohtade ning inimestega, keda vaevu tunneme. Nii mõjutab tehnoloogia loomulikult seda, kuidas demokraatlik süsteem toimib, ja esitab väljakutse kehtivatele paradigmadele, nagu esindusprintsiip.
Näiteks võib tehnoloogia aidata inimestel läbi oma esindajatega suhtlemise avaldada otsesemat mõju demokraatlikule protsessile. Eksisteerib võimalus, et tehnoloogia poliitikutega suhtlemiseks rakendamise asemel võivad inimesed kasutada seda hoopis vahendina, kuidas nendest lahti saada ja kõike rahvahääletusel otsustada. Krimmer ei pea seda siiski kuigi tõenäoliseks. „Inimesed eelistavad, et oleks otsustajad, eksperdid,“ ütleb ta. „Kuid nad tahavad omada nende üle kontrolli ja võimalust neid välja vahetada.“
Krimmer ei pea tehnoloogiat iseenesest heaks või halvaks. Siiski usub ta, et kui hääletamistehnoloogiat rakendada tasakaalustatud ja proportsionaalsel moel, mitut mõõdet kaaludes ning hoolikalt ettevalmistatuna, sealhulgas seda sammhaaval juurutades, saab selle kasutusele võtta moel, mis aitab edendada demokraatiat.
„Tehnoloogia on meie elu osa, me ei pääse sellest,“ räägib Krimmer. „Ja on selge, et üleminekuprotsess on käimas.“ Tegu on protsessiga, mida inimesed peaks püüdma kontrollida, sest muidu võtab tehnoloogia ise protsessi üle. Üks ohte, mida Krimmer näeb, on see, et palju tavainimesi ei saa tehnoloogiast aru. Nii võib kõige digitaliseerimine suure osa elanikkonnast kõrvale tõrjuda. Seepärast on oluline tagada kõigile IT-alane kirjaoskus. Samamoodi peab kõigil inimestel olema juurdepääs tehnoloogiale, kuid alati peab lisaks digitaalsele olema ka teine kanal.
Üks põhjuseid, miks Krimmer otsustas TTÜ-sse tööle asuda, oli tmea positiivne kogemus õpingute ajal. Ta oli üllatunud, kui professionaalse, ent samas sõbraliku töökeskkonna ta TTÜ-st leidis, ja nautis kogemust väga. „Minu kolleegid Ragnar Nurkse instituudist olid väga toetavad ja aitasid mind igal moel, mida rahvusvahelisele tudengile vaja,“ ütleb ta. „See on midagi, millest iga doktorant unistab, ja ilmselgelt paistab TTÜ selle koha pealt välja.“
Erik Aru
TTÜs algas esmaspäeval, 16. juunil sisseastumisavalduste ja dokumentide vastuvõtt doktoriõppesse, mis kestab kuni 27. juunini.
Vastuvõtt rakenduskõrgharidus-, bakalaureuse-, inseneri- ja magistriõppesse algab 26. juunil ning kestab 4. juulini.
TTÜs saab õppida erinevatel erialadel alustades tehnoloogia ja insenerialadest ning lõpetades loodus- ja sotsiaalteadustega. Doktoriõppe riigi poolt finantseeritavatele õppekohtadele võetakse 76 uut doktoranti.
Doktoriõppesse saab kandideerida magistrikraadi või sellele vastava kvalifikatsiooni alusel. Kandideerimiseks on vaja esitada avaldus, curriculum vitae, haridust tõendava dokumendi ja akadeemilise õiendi originaal ja koopia, isikut tõendav dokument, kirjalik soovitus-nõusolek potentsiaalselt juhendajalt ning doktoritöö kavand. Avalduse saab esitada sisseastumise infosüsteemis www.sais.ee, ülejäänud dokumendid aga TTÜs vastuvõtukomisjonile kohapeal IV õppehoone ruumis 209 (Ehitajate tee 5, Tallinn) esmaspäeviti, kolmapäeviti ja reedeti kell 10:00-15:00 ning teisipäeviti ja neljapäeviti kell 12:00-18:00. Vestlused teaduskondades on 30. juunil ja 1. juulil.
Vastuvõetute esmased nimekirjad doktoriõppes avaldatakse 4. juulil sisseastumise infosüsteemis SAIS (www.sais.ee), õppima asumine tuleb kandidaatidel kinnitada peale 4. juulit hiljemalt 3 ööpäeva jooksul samuti SAISi vahendusel.
Olulised kuupäevad
Bakalaureuse-, inseneri- ja rakenduskõrgharidusõpe
• 16.-24. juuni registreerumine sisseastumiskatsetele (kui ei ole sooritatud kandideerimiseks vajalikke riigieksameid)
• 26. juuni - 4. juuli avalduste ja dokumentide esitamine SAIS-is ja kohapeal
• 26.-30. juuni avalduste esitamine lisapunktide taotlemiseks
• 27. juuni sisseastumiskatse matemaatikas neile, kellel ei ole sooritatud kandideerimiseks vajalikke riigieksameid
• 30. juuni sisseastumiskatse eesti keeles neile, kellel ei ole sooritatud eesti keele või eesti keel teise keelena riigieksamit
• 8.-10. juuli toimuvad teaduskondade sisseastumiskatsed
• 8.-10. juuli lepingute sõlmimine tasulisse õppesse kandideerivate üliõpilaskandidaatidega
• 18. juuli avaldatakse SAISis vastuvõetud üliõpilaskandidaatide nimekiri
• Pärast vastuvõtuteate saamist on tudengikandidaadil aega 3 ööpäeva oma õppimaasumise kinnitamiseks. Kui õppima tulek jääb kinnitamata, loetakse kandidaat automaatselt loobunuks ja õppekoht läheb pingereas järgmisele.
Magistriõpe
• 26. juuni - 4. juuli avalduste ja dokumentide vastuvõtt www.sais.ee ja kohapeal
• 8. - 9.juuli toimuvad teaduskonnas sisseastumiskatsed
• 11. juuli avaldatakse SAISis vastuvõetud üliõpilaskandidaatide nimekiri
• 8.-10. juuli lepingute sõlmimine ise oma õppekulusid hüvitavate kandidaatidega
Doktoriõpe
• 16. - 27. juuni dokumentide vastuvõtt
• 30. juuni -1. juuli toimuvad teaduskonna alakomisjoni poolt korraldatavad vestlused
• 4. juuli avaldatakse vastuvõetute nimekiri
LISAINFO
TTÜ vastuvõtuinfo
TTÜ doktoriõppekavade nimekiri
Kaire Kaljuvee, TTÜ teadusosakond, tel 620 3575, kaire.kaljuvee@ttu.ee
TTÜ Geenitehnoloogia instituudi teadlased said ühena kuuest, kõrvuti maailmakuulsate ülikoolide teadlastega, aastase grandi USA erafondilt Pitt-Hopkinsi Uurimisfondilt.
Pitt-Hopkinsi sündroom on kognitiivsete funktsioonide haigus (ehk vaimse alaarengu vorm), mis tekib ühe geeni, TCF4 mutatsiooni tõttu ja mille all kannatab maailmas alla 500 inimese. Seda põhjustab nii-öelda de novo tekkiv geneetiline mutatsioon – selline, mis ei ole pärilik. Kuna Pitt-Hopkinsi sündroom ilmneb varakult, on ka rohkem lootust seda ravida, sest laste ajud on plastilisemad. Laiemat huvi on TCF4 geen pälvinud suuresti seetõttu, et sama geeni polümorfismide – mingiks haiguseks soodumuse andva esinemisvormide – puhul on tuvastatud seos skisofreeniaga.
„Eestis, kus eraraha liigub heategevusse vähe, võib olla raske aru saada, et isegi nii haruldase haiguse tarbeks saab tekitada raha eraalgatusel,“ ütleb TTÜ geenitehnoloogia instituudi uurija-professor Tõnis Timmusk.
50 000 dollarise grandi, mis kannab nime „Signaalirajad ja ühendid, mis reguleerivad TCF4 geeni transkriptsiooni ja fosforülatsiooni neuronites“, põhiuurijaks on professor Timmusk, kaasuurijaks teadur Mari Sepp. Nad pälvisid fondi tähelepanu tänu 2012. aastal juhtivas inimesegenetika ajakirjas Human Molecular Genetics ilmunud teadusartiklile. „Tänu sellele artiklile kutsuti meid ka uurimisrahastust taotlema Pitt-Hopkinsi fondist,“ räägib Timmusk.
Kutse taotlema aga ei tähenda veel raha eraldamist. Erafonde on iseäranis USA-s küll päris palju, kuid raha saamise tõenäosus on üpris väike, sest need on jagamisel tavaliselt üsna ettevaatlikud. „Kes on raha juba varem saanud, sellel on ka suurem tõenäosus raha ka edaspidi saada“ kirjeldab Timmusk. „Juhul, kui kõik sujub ja tulemused on paljulubavad, muidugi.“
Timmuski taotlus sai samuti heakskiidu alles teisel katsel ja seegi kord järelotsusega. Lisaks sellele, et tegu oli uue taotlejaga, oli lisatakistuseks ka päritolu. „Erafondid ei taha eriti raha USA-st välja anda,“ selgitab Timmusk. „Esiteks tekitab küsimusi juba võõras maksusüsteem.“ “Seetõttu hindan ma väga kõrgelt selle granti saamist. Mulle teeb suurt au, et Pitt-Hopkinsi Uurimisfondil on usku meie grupi teaduslikku tegevusse selle harva päriliku haiguse uurimise alal.”
Tõepoolest, ülejäänud toetusesaajad pärinevad kõik USA-st, maailmakuulsatest ülikoolidest, nagu Harvardi Meditsiinikõrgkool, Massachussettsi Tehnoloogiainstituut, Põhja-Carolina Ülikool Chapel Hillis ja nii edasi.
Erik Aru
Tunnustatud südamearst,TTÜ professor Margus Viigimaa pani alanud südamenädala puhul kirja 22 kõige tähtsamat soovi, mida oma südame heaks järgida.
Seda mitte ainult südamenädalal, vaid iga päev.
- «Head» geenid on laev, kapten oled sina ise.
- Positiivne ellusuhtumine hoiab südame tervena.
- Unistusteni aitavad jõuda tervena elatud aastad, hoia oma südant iga päev.
- Nii nagu ükski kaev ei ole põhjatu, ei ole piiramatu ka sinu tervisevaru.
- Terved hambad on südame jaoks olulised, nii vähendad südamehaiguste riski.
- Arvesta lastega, sinu tervislik eluviis on eeskujuks su lastele ja nende sõpradele.
- Suitsetamisest loobudes väheneb südamehaiguse risk kolm korda!
- Lõpeta suitsetamine kohe, ilma «aga»-de, «või»-de ja tulevikku lükatud tähtaegadega.
- Suhkrustatud joogid on salakavalad. Peidetud suhkur tõstab kaalu ja muudab ainevahetuse laisaks, see on tee südame- ja suhkruhaiguseni.
- Etiketid toiduainete pakenditel on sinu tervise huvides – võta need luubi alla ning vali väiksema suhkru- ja rasvasisaldusega tooteid.
- Söö kala! Vähemalt kaks korda nädalas.
- Südamele meeldivad puu- ja juurviljad, täisteratooted ning vähese rasvasisaldusega piimatooted.
- Ole ise gurmeekokk – ära lase soolal tappa toidu maitset!
- Stopp soolale kodus, kasuta toiduvalmistamisel parem ürte. Valmistoitudes on soola niigi palju.
- Lisa oma elule värvi iga päev viie erineva puu- ja juurviljaga!
- Ole mõõdukas alkoholi tarvitamisel. Päevas on lubatud meestele kaks drinki, naistele üks.
- Ära riku südame rütmi – alkohol kahjustab otseselt südamerütmi kontrollivaid rakke.
- Jaluta halb minema! 30 minutit kõndi iga päev peletab stressi ja teeb südame tugevaks.
- Muuda liikumine lõbusaks, kutsu kaasa sõbrad või liitu rühmatreeninguga.
- Kaalu juhtimine – lihtsam kui autojuhtimine: pane paika sihtpunkt, vali õige kütus ja kiirus ning jõuadki pärale.
- Vöökoht luubi alla – naiste vööümbermõõt olgu alla 88 cm ja meestel alla 102 cm.
- Numbrid, mida karta: vererõhk suurem kui 140/90 mmHg, üldkolesterool üle 5 mmol/l, veresuhkur üle 6 mmol/l.
Näiliselt varjuline Läänemeri pakub mereuurijaile aina uusi üllatusi ja avastusi.
TTÜ Küberneetika instituudi matemaatika ja rakendusmatemaatika osakonna juhtivteaduri akadeemik Tarmo Soomere uurimissuuna nimeks on rannikutehnika, fookusega merelt saabuvate ohtude mõistmisele, kirjeldamisele ja prognoosimisele. „Meid huvitab eelkõige, kuidas tekivad ja käituvad merel ja rannas mitmesugused nähtused, mis meie elu-olu ja tegevust, vahel ka elu ja tervist mõjutavad,“ ütleb ta. „Eelkõige päris tavalised tuulelained, nende pikemad sõsarad, tsunamideni välja, aga ka see, kuidas liigub igati tavaline liiv rannas või kuidas triivib õnnetul kombel merre sattunud reostus. Suurel osal nendega seotud protsessidest, ka sellistel, mis pealtnäha lihtsad ja arusaadavad, on põnevad saladused.“
Soomere alustas ülipikkade nn. Rossby lainete selliste omaduste uurimisega, mis 1980-ndatel tundusid ebaloomulike ja isegi šokeerivatena. Need lained on nimelt suutelised genereerima globaalseid tuuli ja hoovuseid, mis eriti tugevad siis, kui meri või atmosfäär on mitmekihiline. „Doktorantuuriajast – siis hüüti seda aspirantuuriks – sain kaasa pisiku, mis ärgitas alati vähemalt proovima, kas saab seletada seletamatut või prognoosida prognoosimatut,“ meenutab Soomere. „Juurde olen õppinud peamiselt Murphy seadusest, mis ütleb, et nii palju on võimalik näha lihtsalt vaadates.“
Matemaatikat ja füüsikat läheb Soomere sõnul vaja söögi alla ja söögi peale, kuid sellest hoolimata on matemaatikal ja modelleerimisel märksa väiksem roll kui paljudes muudes teadusharudes. Keskkond ja nähtused on käegakatsutavad ning tulem sageli palja silmaga hinnatav. See, mis vaatlustega üldse kokku ei lähe, on enamasti kasutu. Aga siin on ka väljakutse: teades, et mudel nagunii valetab, leida siiski võimalus selle tulemusi nutikalt ära kasutada. „Püha Augustinust parafraseerides: suurim tarkus on osata näha seda, mis on õige ja õpetlik hoolimata mudeli vigasusest,“ ütleb Soomere.
Soomere tunnistab, et on ikka püüdnud oma uurimisobjektiga väga lähedasi suhteid vältida ja eelistab merd vaadata kas lennukist või kõrgelt rannalt. Pole ka ime – suure osa tema tööst moodustab hiidlainete uurimine. Siiski korraldab tema uurimisrühm üsna sageli, aasta-paari tagant, eksperimente Tallinna lahe rannas, kus laevalained pakuvad üha uusi üllatusi ja avastusi (näiteks saab tsunamide omadusi kontrollida ja prognoosida selle kaudu, kuidas käitub Tallinna-Helsingi liinil sõitvate laevade järellainetus).
Mullu püüdsid nad siduda lainete detaile nende uhtekõrgusega (ehk kui kõrgele vesi rannal ulatub). Sel aastal on plaanis soetada kerge kummipaat ja teha kindlaks, kui suur on meie rannikutel tõenäosus ootamatult ohtlikuks lainerünnakuks. Avaookeani liivarandades on taolised situatsioonid pea olematud. Meil aga esineb neid rannikute seire andmebaasi alusel otsustades viie kuni seitsme protsendi ringis.
Regulaarselt loobib uurimisrühm merre triivpoisid, mis kanduvad pinnahoovustega edasi ja ütlevad meile iga natukese aja tagant, kus nad on. Pilt Soome lahe hoovustest, mis nende kaudu selgub, on üsna erinev sellest, mida oleme harjunud lihtsustatud moel tõeks pidama.
Sama kehtib ka ülejäänud Läänemere puhul. Pikka aega arvati, et liiv ja muud rannasetted liiguvad mööda Läänemere avaosa idarannikut vastupäeva. Tegelikult on sellest reeglist päris mitmeid erandeid. Läti rannikul on üks koht justkui nähtamatu barjäär, millest liiv haruharva mööda pääseb. Päris tavaline on arusaam, et merre sattunud õlireostus võib kanduda kuhu iganes ning et selle triivi prognoosimine on tõsine peavalu. „Nii ongi, aga siiski on ka selles kaoses üsna selged reeglid, mida saame – kui oleme piisavalt nutikad – väikese vaevaga mere ja ranna säästmiseks kasutada, näiteks laevaliiklust sobivalt suunates,“ selgitab Soomere.
„Suurimad teadussaavutused on kindlasti alles ees,“ usub kahel korral riikliku teaduspreemia ja pika rea muid loorbereid pälvinud Soomere ise.
Erik Aru
Igapäevase leiva juures leidub uurimist palju – alates taigna koostisest kuni leiva vananemiseni.
Anna Traksmaa, TTÜ toidutehnoloogia õppetooli ning Toidu- ja Fermentatsioonitehnoloogia Arenduskeskuse teadur, uurib leiva valmistamisel ja säilitamisel toimuvaid protsesse. Tema doktoritöö „Rukkitaigna hapendamine ja leiva vananemine“ pälvis mullu detsembris esimese preemia Eesti üliõpilaste teadustööde riiklikul konkursil bio- ja keskkonnateaduste valdkonnas.
Üks huvitav teema on leiva vananemine. Igaüks on tõenäoliselt märganud, et leib vananeb aeglasemini kui sai. Traksmaa doktoritöös, mille juhendajaks oli sama õppetooli professor Toomas Paalme, sai see esmakordselt ka teaduslikult tõestatud.
Loomulikult järgnes küsimus, miks see nii on. Vananemise üks põhjuseid on tärklise rekristalliseerumine, mida uuriti tuuma magnettresonantsi (NMR), röntgendifraktomeetria (XRD) ja polarisatsioon valgusmikroskoopia abil. Leiva valmistamisel tärklise kristallilisus kaob. Seismisel aga hakkavad kristallid taas tekkima ja sellises vormis, et suudavad kõvasti vett imada. Leibade-saiade vesi lähebki nende sisse.
Vananemise aeglustamise meetoditest tuntuim on muidugi leiva-saia hoidmine kilepakendis, mis mõnevõrra aitab – vähemalt ei aurustu niiskus õhku. Vananemise pidurdamiseks saab kasutada aga muidki meetodeid. Tärklise rekristalliseerimise aeglustamine on keeruline, seepärast püütakse leibade niiskuse säilitamiseks teisi nippe kasutada. Olulist rolli mängib happesus, mis leival on suurem kui saial. Näiteks pidurdab happesus hallituse teket. Ka tärklise taaskristalliseerumine toimub leivas aeglasemalt, kui saias. Miks, ei ole veel päris selge.
Traksmaa uuris ka leiva juuretise fermentatsiooni ehk käärimist – kuidas see toimub erinevate piimhappebakterite osalusel, kui kiire on protsess ning kui stabiilne ja kvaliteetne lõpptulemus. Protsessi kiirust lubab mõõta isotermiline mikrokalorimeetria, mis uurib soojuse eraldumist. Mida kiiremini bakterid kasvavad, seda rohkem bakteriaalse protsessi juures soojust eraldub. Selgus, et kasvukiiruse määrab eeskätt keskkonna happelisus – happelises keskkonnas bakterid eriti kasvada ei taha. „Teoreetiliselt on nii, et mida kiiremini kasvab, seda parem,“ ütleb Traksmaa. Tegelikus elus aga ei taga bakterite kiire kasv sugugi alati parimat lõpptulemust.
Tavaliselt arvutavad leivatootjad vastavalt retseptidele ja sertifikaatidele teoreetilise hulga, kui palju peaks valmis leib sisaldama B-vitamiine ja kiudaineid. Traksmaa doktoritöös selgus, et päris nii lihtne see ka pole. Leiva analüüsimisel tuli välja, et peaaegu kõik vitamiinid lagunevad ensüümide või termilise töötlemise mõjul, mistõttu lõpptootes on neid 20-40% vähem, kui teoreetilised arvutused näitavad. Leidus ka erandeid – üht B3 vitameeri leidus koguni kümme korda rohkem, kui teoreetiliselt pidanuks. Paika ei tahtnud pidada ka kiudainete sisalduse teoreetilised arvutused – eeskätt vees mittelahustuvate kiudainete hulga suurenemise tõttu.
Traksmaa doktoritöö osaks oli ka aroomianalüüs gaaskromatograafia teel, et teada saada, millised lenduvad ühendid lähtuvad fermentatsioonil, millised valmis ja millised vanast leivast. Leiva kvaliteedi hinnata saab aga ikkagi ainult selle manustaja – ehk sensoorsete omaduste analüüsi teel. Mis maakeeli tähendab seda, et vastavalt koolitatud inimesed ehk asessorid hindavad leiva tekstuuri-, lõhna- ja maitseomadusi. Sel moel saab võrrelda, milline on eri bakterite kasutamise mõju lõpptulemusele. Selguski, et mõne bakteriga on leiva tekstuur või aroom parem.
Erik Aru
TTÜ ja Poola Mereakadeemia teadlaste arendatav uudne trafo hoiab kokku materjali ning pakub uusi võimalusi.
Praegu kasutatakse elektrivõrgus pinge muundamiseks üle saja aasta tagust tehnoloogiat, madalsageduslikke (50/60 hertsi) trafosid, mis kujunesid välja juba 19. sajandi lõpus kui elektrienergiat hakati üle kandma vahelduvvoolu abil. Trafo suurus sõltub pöördvõrdeliselt sagedusest – mida kõrgem on töösagedus, seda väiksema trafo saab ehitada. Jõuelektroonika muundurite abil saab tänapäeval sagedust suhteliselt lihtsalt tõsta, mis omakorda lubab madalsageduslikud trafod asendada kõrgsageduslikega (üle ühe kilohertsi). „Tulemuseks on niinimetatud jõuelektrooniline trafo, mis koosneb vastavatest sagedusmuunduritest ja kõrgsagedustrafost,“ räägib TTÜ elektrotehnika instituudi vanemteadur Indrek Roasto. „Sellise seadme arendamisega ma hetkel Poolas tegelengi.“
Jõuelektrooniline trafo on mõõtmetelt vähemalt kolm korda väiksem kui sama võimas madalsagedustrafo. Arvatagi kaasneb sellega väga märkimisväärne vase ja terase kokkuhoid. Selline trafo on ka senistest märksa keskkonnasõbralikum, sest ei vaja jahutuseks mineraalseid õlisid (millega kaasneb rikke korral looduse reostamise oht) ega sumise töötades, kui sagedus on piisavalt kõrge.
Seadme juurde kuulub jõuelektroonikat omajagu. Kõigepealt võrgust tulev vahelduvpinge alaldatakse, seejäärel muundatakse see kõrgsageduslikuks vaheldupingeks, mis pärast kõrgsagedustrafot taas alaldatakse ja siis juba 50-hertsiliseks madalamaks pingeks muundatakse. Praegu on elektroonika tootmine muutunud sedavõrd odavaks, et säärane lahendus tasub materjali kokkuhoiu nimel ära.
Samuti pakub selline trafo terve rea täiendavaid võimalusi. Alaldite-vaheldite süsteem lubab pinge kvaliteeti paremini jälgida ja vajadusel reguleerida. Ka saab säärast trafot kasutada lülitusseadmena, et elektriliine sisse-välja lülitada – mis lubab kaitseseadmetelt kokku hoida.
Roasto sõnul on praegu käimas moduleerimise ja projekteerimise faas – arvutimudelite koostamine ja skeemilahenduse simuleerimine. Ühtlasi töötab ta seadme elektriskeemide ja mehhaanilise kontseptsiooni kallal – koostab kolmemõõtmelisi arvutimudeleid.
Eesmärgiks on ehitada valmis kümne kilovatise võimsusega prototüüp ja katsetada seda. Tähtajaks on juuni 2014. „Tootest siiski veel rääkida ei saa,“ ütleb Roasto. „Arendatav tehnoloogia on veel liiga uus ja vajab alles tõestust, et ta ka efektiivselt tööle hakkab.“ Tootearendus ehk tehnoloogia optimeerimine turunõudlusele vastavaks võiks olla järgmine loogiline samm, kui projekt edukalt lõpule jõuab.
Erik Aru
Virtuaalsete sotsiaalmeediarobotitega varustatud infosõja kaitseliit ei ole ulme.
See on võibolla kõige olulisem ja realistlikum enesekaitsesüsteem, mille loomisega saaksime hakata kohe tegelema, kirjutab Tallinna Tehnikaülikooli võrgutarkvara professor Tanel Tammet.
Eesti julgeoleku tegelik lahinguväli on inimeste arvamuse kujundamine. Permanentne infosõda on muutumas igapäevaseks reaalsuseks ning selle sõja jaoks tuleks meil ehitada robotarmee.
Krimmi lahingus ei tulistatud. Isegi küberrelvad ei läinud kasutusse. Sõda toimus infoväljal, avalikkuse mõjutamise, manipuleerimise ja organiseerimisega, eeskätt Krimmis ja Venemaal, tegelikult aga kogu maailmas. Krimmi stsenaariumi üritamine Ida-Virumaal on reaalne oht. Lennukid ja tankid ei paku üleskeeratud rahvahulkade eest kuigi head kaitset.
Me ei suuda edukalt konkureerida Venemaa telepropagandaga. Selleks et oma sõnumeid sotsiaalmeedias ja kommentaariumides edukalt levitada, peaks meid olema sadu kordi rohkem. Kaitseliidu koosseisus on juba küberkaitseliit. Miks mitte luua infokaitseliit ja levitada oma sõnumeid nii Ida-Virumaal, Venemaal kui ka kogu maailmas! Samasuguses olukorras Iisrael rajas mitu aastat tagasi spetsiaalse meediasõjaüksuse, mille eesmärk on mõjutada potentsiaalsete vastaste ja liitlaste seisukohti sotsiaalmeedia ja kommentaariumide kaudu, nn astroturfing. Muidugi, Iisrael palkab ka tsiviilisikuid – muuhulgas tudengeid – oma sõnumit levitama. Miks ei võiks me sedasama teha, muuhulgas Ida-Virumaa inimesi kaasates?
Tsiteerin Eerik-Niiles Krossi hiljutist artiklit: «Eesti ja võimalik, et kõik Balti riigid peavad seadma eesmärgiks olla n-ö Põhja-Iisrael. Piirkond, mis ise ja mille liitlased kaitsevad oma väärtusi ja oma elukorraldust igal juhul. /…/ Me oleme riik, mis on küll väike, ent omab maailma julgeolekupoliitikas raskekaalset tähendust. Me peame loobuma kolklusest ja juttudest, et «mis meie nüüd saame siin mõjutada». (Eerik-Niiles Kross, «Püha maa Põhjas», postimees.ee 30.03)
Paraku, inimesi napib. Mida me reaalselt teha saaksime? Üks asi, mida saame reaalselt teha, on formeerida infokaitseliit infosõjarobotitega: tarkvaraga, mis võimendab ühe inimese infolevitamissuutlikkuse vähemalt sajakordseks. Selliseid virtuaalseid roboteid, nn sockuppet’eid ei loo praegu mitte ainult Iisrael, vaid ka USA ja teised tehnoloogiliselt arenenumad riigid. USAst on teada projekt «Operation earnest voice» ja firma Ntrepid, kellelt sõjavägi sellist tarkvara on tellinud.
Mida sotsiaalmeediarobotid suudavad? Käia automaatselt internetis ringi, leida temaatilisi artikleid ja sõnavõtte nii peavoolu- kui ka sotsiaalmeedias ning postitada sinna oma kommentaare ja linke. Tekstid, mida postitada, on üldiselt inimeste valida ja kirjutada, roboti ülesanne on lihtsalt sobivasse kommentaariumi või sotsiaalmeedia-arutellu õige tekst lisada. Lihtsamaid tekste suudab tarkvara ka ise vastavalt kontekstile automaatselt, etteantud mallidest kokku panna.
Kuidas infosõjaroboteid luuakse? Kõigepealt on vaja ehitada Facebookis, Google’is ja Twitteris armee võltsidentiteetidest ja seejärel seda pidevalt täiustada, et nende alt automaatselt oma sõnumit postitada ja kommenteerida. See ei ole lihtne: sotsiaalmeediasüsteemid võitlevad aktiivselt robotidentiteetide vastu. Usutavat identiteeti ei saa teha üleöö: tal peab olema pilte, sõpru, regulaarseid postitusi, «laike», kommentaare jne pika aja jooksul. Usutava võltsidentiteediga kasutaja suudab hankida sõpru ja peale lihtsa kommenteerimise ise aktiivselt oma sõnumeid sotsiaalmeedia voogu suunata, mis on juba väga mõjus viis avaliku arvamuse suunamiseks. Muidugi, ka väheusutavat identiteeti saab edukalt kasutada, näiteks meediatekstide automaatsel kommenteerimisel sisse logides.
Robotisõja võimsam tase on kogu sotsiaalvõrgustiku tarkvara enda kontrolli alla saamine: seda püüab teha Venemaa oma riigisiseste sotsiaalvõrkudega.
Hiljuti tuli avalikuks, et USA lõi juba 2010. aastal uue sotsiaalvõrgu ZunZuneo spetsiaalselt Kuuba mõjutamiseks. Meie kontekstis oleks see ebareaalne. Küll aga saaksime hakkama võltsidentiteetide tekitamisega Ida-Virumaa, mõtestatud määral ka Venemaa ning suuremate NATO riikide jaoks.
Koos sadade tuhandete robotidentiteetide tekitamisega eri piirkondade jaoks peab tarkvara need identiteedid iseseisvalt ja kooskõlastatult tööle panema: jälgima postitusi suures meedias, blogosfääris ja sotsiaalvõrkudes ning sobival hetkel automaatselt postitama meie lühisõnumeid ja linke pikematele artiklitele. Täisautomaatsed süsteemid seda piisavalt heal tasemel praegu ei suuda, küll aga suudavad nad tegutseda inimesest robotikarjase juhtimisel. Mida intelligentsem tarkvara, seda rohkem roboteid suudab üks inimene juhtida ja seda vägevam on robotarmee.
Krimm näitas, et nii harilikest relvadest kui ka küberrünnakutest tähtsam on võime oma sõnumit rohujuuretasandil pidevalt massidesse suunata. Sellise võime loomine ei nõua tohutuid investeeringuid ning küberkaitse taustastruktuurid on meil juba olemas. Virtuaalsete sotsiaalmeediarobotitega varustatud infosõja kaitseliit ei ole ulme, vaid võibolla kõige olulisem ja realistlikum enesekaitsesüsteem, mille loomisega saaksime hakata kohe tegelema.
Kõrgvererõhutõbi, diabeet ja südameveresoonkonna haigused kimbutavad inimesi aastal 2032. aastal veel enam kui praegu.
Nii leiab südamearst ja Tallinna Tehnikaülikooli biomeditsiinitehnika külalisprofessor Margus Viigimaa.
Kuid õnneks aitab meditsiinitehnika ning personaalmeditsiini areng inimestel haigusi paremini ennetada ning kauem elada.
Praegu on arenenud ühiskonna suurimad probleemid 2. tüübi diabeet ja kõrgevererõhutõbi. Millised haigused kimbutavad meid 18 aasta pärast?
Ma arvan, et need asjad lähevad ainult hullemaks. 2. tüübi diabeedi areng praegu on meeletu ja kõik prognoosid ütlevad, et tulevikus on seda järjest rohkem ja rohkem. Hüpertensiooniga on sama asi.
Düslipideemia ehk halva kolesterooli ehk madala tihedusega lipoproteiinide sisalduse tõus veres – need on need haigused, mis viivad lõpuks veresoonte lupjumiseni ja südameveresoonkonna haiguste tekkeni. Ma olen küll täiesti kindel, et südameveresoonkonna haigused jäävad endiselt suurimaks probleemiks.
Põhjus on väga lihtne: inimeste elustiil ei ole tervislik. Kui juba praegu on Eestis kolmandik inimestest kehamassiindeksiga 30 ehk rasvunud, kui need tendentsid jätkuvad, siis selleks ajaks võivad seda olla juba pooled. Ehk suudab personaalmeditsiin panna sellisele tervisekäitumisele piiri.
Kuidas näeb aastal 2032 välja arstivisiit?
Inimese enda osa tervise hoidmisel muutub järjest suuremaks. Tema kõikide krooniliste haiguste jälgimine peab minema tunduvalt lihtsamaks, sest praegu käivad inimesed kõigi, ka väikseimate vigadega arsti juures.
Endiselt ei ole välja arenenud häid skriiningmeetodeid, mis oleksid odavamad ning patsiendile vähem kahju tekitavad.
Praegu käib väga intensiivne töö uute aparaatide väljatöötamisega, et oleks lihtne seade, mis võimaldab öelda, kas arterite sein on jäigastunud või mitte. Hea oleks skriiningmeetod, millega saaksime uurida suuri inimhulki.
Mis muutub diagnostikas meditsiinitehnika vallas?
Diagnostikas juba praegu olemasolevaid meetodeid vaadates, siis kompuutertomograafia, magnetresonantstomograafia, või ka positron emissioon tomograafia – kõik need on väga täpsed, kuid nende meetodite arenedes on inimest veel täpsemini ja spetsiifilisemalt asju uurida.
Kompuutertomograafiaga saame vaadata, kui palju on arterisse kaltsiumit ladestunud ning isegi seda, kus kohas ta täpselt asub. Kui on mõni kahjustatud arter, saab vaadata täpselt, mitu protsenti selle ahenemine on.
Me tahame aga minna veel sügavamale ja hakata vaatama juba veresoone seinas toimuvaid algmuutusi diagnoosima ja jälgima.
Mis muutub ravimite manustamise juures?
Ma arvan, et see tablett tundub olevat endiselt väga universaalne. Aga on võimalik, et ravimid hakkavad tulevikus olema tunduvalt spetsiifilisemad, ehk avaldavad inimese kehas mõju just selles kohas, kus tarvis. Tuleviku ravimid on järjest spetsiifilisemad ja personaalsemad.
Uusi ravimeid mõeldakse välja, kuigi kardiovaskulaar vallas ei ole me viimasel 10 aastal olnud kuigi edukad. Samas on paljud huvitavad projektid endiselt käimas. Uuritakse, kuidas saada selliseid ravimeid, mis võimaldaksid veresoonte lupjumist pidurdada või üldse ära hoida.
Praegu on tulnud päris huvitavaid bioloogilisi ravimeid, mille abil on võimalik kolesterooli taset viia tunduvalt madalamatele tasemetele, kui see kunagi on õnnestunud.
Muidugi, seal on omad ohud. Me ei tea, kas me äkki ei vii kolesterooli taset liiga madalale. Selle pärast peavad kõik need uuringud olema pikaajalised, et oleks näha, kui me viime kolesteroolitaseme madalale, kuid kas inimesed siis elavad paremini, ka neil on vähem ajuinsulte või südameinfarkte.
Trombi tekke vallas on tulnud ka päris palju uusi ravimeid, mis puudutavad nii venoosset kui arteriaalset tromboosi. Ja väga paljud ravimid on praegu väljatöötamise faasis.
Ei saa öelda, et poleks millegi peale loota – meil on ikka päris palju huvitavaid asju tulemas.
Andres Metspalu usub, et aastal 2032 on igal inimesel taskus personaalne geenikaart, mis on üks osa personaalmeditsiinist. Kuidas näeb teie arvates personaalmeditsiin välja 18 aasta pärast?
Väga sageli käsitletakse seda vaid kitsalt geeniuuringutega seotult. Personaalmeditsiin on minu hinnangul kompleks asjadest, mis on tihedasti seotud e-tervisega.
Võtame näiteks kõrgvererõhutõve. On leitud, et neid geene, mis selle kujunemist mõjutavad, on päris palju. 29 varianti on teada, aga neid on veel rohkem ja nende avaldumine omakorda sõltub mitmete muude tegurite koosmõjust.
Personaalmeditsiini juurde peavad kuuluma kõik terviseandmed, mis on inimese kohta kogutud. Nii läheb järjest paremaks diagnostika ja biokeemiliste markerite risk konkreetsele inimesele. Ja loomulikult, kui inimesele on tehtud teatud uuringuid, millest on olemas pildid, siis ka need peaksid kuuluma personaalmeditsiini puhul patsiendi tervise kuvandi juurde.
Arvan, et kõik need alavaldkonnad, e-tervis, geenikaardistamine – kõik arenevad. Aga tervikkompleksi kujunemine võtab natuke rohkem aega.
Kuid näiteks vähiravis on personaliseeritud ravi suhteliselt lähituleviku küsimus. Seal saame geneetilise info alusel raviotsuseid praktikas rakendada.
Südamearstina tahaksin, et ka veresoonte lupjumise diagnostika muutuks veelgi täpsemaks ja laialdaselt kasutatavaks. Selle puhul geneetilise eelsoodumuse määramisest ainuüksi ei piisa.
Kui patsiendil on konkreetselt teada, et tal on veresoontes juba selline muutus olemas, siis see mõjutab väga palju tervisekäitumist. Kõige suurem jõud tuleb ikka inimese enda seest. Kui inimene saab ise aru, et tema veresoonte seinas on põletikuprotsess juba käimas, saab ta ise oma tervist väga palju oma eluviisiga mõjutada.
Personaalmeditsiini juurde kuulub ka see, et inimesel on samuti ligipääs oma terviseandmetele, kust ühtlasi saab personaalseid soovitusi, et konkreetseid riske maandada. Selliste e-tervise lahenduste algoritmiline väljatöötamine on muidugi väljakutse.
Kui inimene objektiivselt näeb, et tema tervisega on midagi kehvasti, hakatakse kindlasti palju tõsisemalt suhtuma oma tervisekäitumisse. Praegu loodetakse sellele, et mul on risk küll, aga see on ju statistiline näitaja ja ehk mind see tervisehäda ei taba.
Väga hästi muide töötavad sellised näitajad nagu „võrreldes teiste omaealistega on teil see või teine tervisenäitaja parem või kehvem“. Kui sinna juurde lisada ka geeniuuringust tuvastatud risk, siis inimesed loobuvad näiteks tunduvalt kergemini suitsetamisest.
Praegu saame öelda, et teil on kolesteroolitase liiga kõrge või kehakaal liiga suur. Aga kui saaksime öelda konkreetselt, et teil on veresoontes selline muutus või on neerufunktsiooni häire, siis paneb see inimest rohkem oma eluviisile mõtlema.
Milline on 18 aasta pärast inimeste tervisekäitumine ja meditsiinisüsteem?
18 aasta pärast on inimesed tuduvalt teadlikumad oma haigustest ja riskidest. Ja tervisekäitumisest üldiselt.
Inimeste huvi ja teadmised tervise osas suurenevad. Arstide arv 10000 elaniku kohta pigem väheneb. Kõik sõltub, kas suudame välja töötada tehnoloogiaid, mis teevad inimese eest tööd ära.
Selles kontekstis on kindel, et meditsiinitehnikute osakaal suureneb. Vanasti olid arst ja õde meditsiinitehnikaga üksi.
Meditsiinitehnika läheb järjest väiksemaks ja personaalsemaks. Näiteks saame juba praegu paigaldada elektrišokki andvaid stimulaatoreid. Need lähevad järjest väiksemaks, nende eluiga läheb järjest pikemaks. Inimese monitoorimine ja ravimine läheb nende tehnikavahendite tõttu järjest personaalsemaks.
Kui me võtame näiteks südamepuudulikkuse, siis on vasaku vatsakese abiseadmed, mida saab rakendada. Võiks öelda suisa tehissüda selle kohta, kuigi me mõjutame ainult üht südame osa, aga see on see, mis kõige rohkem kahjustada saab.
Kui veel veidi aega tagasi olid need seadmed sillaks, millega inimest hoiti nii kaua elus, kuni leiti doonor ja oli võimalik südant siirdada, siis järjest rohkem leitakse, et inimesed elavad päris hästi ka nende pumpadega ega vajagi võibolla südame siirdamist. Kõik need asjad on praegu käimas ning uusi meditsiinitehnika alaseid asju tuleb kogu aeg juurde.
Tulevikus ei pea iga väiksema küsimuse jaoks ei pea enam arsti poole pöörduma. Samas igal juhul jääb ka personaalne kontakt arstiga alles.
Kindlasti tuleb juurde uurimise võimalusi ja me saame inimeste tervise kohta järjest rohkem andmeid, mis võimaldavad teha plaani, kuidas konkreetne inimene võiks võimalikult kaua elada ilma haigusteta ning et ta oleks võimalikult hea töövõime juures võimalikult kaua.
Elanike vanus tõuseb kogu aeg. Tervelt elatud aastate hulk tõuseb. Ka vanemate inimeste hulk tõuseb, kuid sellest ei pea laskma ennast kurvastada, sest inimesed on ka palju tervemad ja võimekamad. Kui nad elavad 70 aasta asemel 80 on nende töövõimekus ka suurem.
Kui 20-30 aastat tagasi rääkisime, et 10 protsenti inimese tervisest sõltub arstist. Kardioloogias on leitud, et 20, võibolla isegi 25 protsenti, sõltub arstiabi paranemisest. Neid inimesi, kes veel paarkümmend aastat tagasi oleksid olnud lootusetud, saame nüüd päris hästi ravida.
Ükski TTÜ uuringus küsitletud tippjuht polnud vaevunud analüüsima tööohutuse tulu-kulu suhet.
TTÜ Majandusteaduskonna töökeskkonna ja -ohutuse õppetooli lektori Marina Järvise doktoritööst „Ohutusteadmiste hindamine ohutusjuhtimises jätkusuutlikkuse tagamiseks Eesti väikestes ja keskmistes ettevõtetes“ selgus, et siinsetes firmades jääb puudu teadmistest, ohutusnõuete täitmine on sageli formaalne, ohutuskäitumise jälgimine vähene ja ohutusalane õpe ebapiisav.
Doktoritöö, mille juhendajateks olid sama õppetooli juhataja professor Piia Tint ja Linköpingi Ülikooli professor Charles Alexander Woolfson, põhiuuring toimus 2009. aasta aprillist oktoobrini. Juhtumiuuringuteks valiti kaheksa keskmise suurusega tootmisettevõtet eri majandusharudest: kolm metalli-, kaks tekstiili-, kaks plastmassi- ja üks trükitööstusest.
„Uuring näitas, et ohutuskultuur ja ohutuskäitumine Eesti väikestes ja keskmistes ettevõtetes vajab olulist parendamist,“ nentis Järvis. Võrreldes 2002. aastal läbi viidud küsitlusega olid töö-ohutuse alased probleemid ja eesmärgid jäänud praktiliselt samaks. Järvise hinnangul saab seda ühelt poolt seletada 2008.-2009. aasta majanduskriisiga, teisalt aga tööandjate suhtumisega ja vähese huviga ohutuskultuuri suhtes. Kõikide ohutusreeglite ja nõudmiste väga täpne ning pidev jälgimine on kulukas, samas Tööinspektsiooni trahvid ja karistused on väikesed. Nii ei olegi ettevõtete juhtidel piisavalt motivatsiooni, et sellega tegeleda. „Väga sageli jääb vajaka ka teadmistest,“ lisas Järvis.
Näiteks polnud ükski küsitletud tippjuht püüdnud hinnata töötajate haiguspäevadest ja tööõnnetustest tingitud kulu ega ka töötervishoiu ja -ohutuse meetmete tõhusust. Ettevõtetes on töötervishoiu ja tööohutusjuhtimine üldisest juhtimisest eraldi tegevus, millega ametis olev töökeskkonnaspetsialist ei olegi sageli ettevõtte töötaja, vaid tema teenused on sisse ostetud.
Järvise meelest on üks, mis sunnib tööandjaid suhtumist ohutusse muutma ja töötingimusi parandama, Eestis järjest enam ilmnev tööjõupuudus. Tähtsaks peab ta ka töötervishoiu ja –ohutusalast koolitust ja teadlikkuse tõstmist. Samuti tuleb tõhustada tööohutusnõuete täitmise järelvalvet, karmistada karistusi mittetäitmise korral ja muuta seadusandlust. Järvis tõi välja, et Eesti on üks vähestes riikides Euroopas, kus seni puudub tööõnnetuste ja kutsehaiguste kindlustusseadus. Praegune süsteem on vabatahtlik ning vähe efektiivne.
„Ohutuskultuur tähendab organisatsioonis omaksvõetud reegleid ja norme ning käitumisviise,“ ütles Järvis. Selleks, et ohutuskäitumise võtaks omaks kõik inimesed poolt, peavad nad koos õppima, omandama ohutuid käitumisviise üksteiselt. Eriti vajavad seda noored ja uued töötajad, kuna uuringute järgi juhtub kõige rohkem tööõnnetusi just esimesel tööaastal.
Selleks tuleks aga tekitada nii-öelda õppiv kogukond – koosõppimine, üksteiselt õppimine, kogemuste ja teadmiste jagamine organisatsioonis, mis lubab muuta ohutuskäitumist. „Õppiv kogukond saab tekkida ainult siis, kui organisatsiooni juhid seda teadlikult suunavad ja loovad selleks võimalused,“ kinnitas Järvis.
Erik Aru
Toidu vitamiinisisalduse määramise meetodid on olemas. Keerulisem on aga juba määrata, kui suur osa neist inimesele kasu toob.
Vitamiinid on asendamatud toidu komponendid, inimene ei ole suuteline neid ise valkudest või suhkrutest sünteesima ja peab neid vastavalt vajadusele saama toidust või toidulisanditest. Samas, vitamiinide määramise meetodid on üpris töömahukad ja ebatäpsed. „Praegu ma küll ei usu, et nende meetodite järgi vitamiine päris õigesti määratakse,“ ütleb TTÜ toidutehnoloogia professor Toomas Paalme. „Keemiliste meetoditega nende sisaldus määratakse need tõenäoliselt üle.“ Inimese jaoks kasulik kogus võib olla toidus märksa väiksem.
Standardsed vitamiinide määramise meetodid näevad ette, et iga vitamiin, näiteks B1 ja B6, määratakse eraldi – eraldi proovidest ükshaaval. „Meie oleme välja arendanud ja patenteerinud meetodi, kus B-rühma vitamiine määratakse ühest proovist ja ühe korraga,“ räägib Paalme. „Nende korralikuks kvantifitseerimiseks, oleme hakanud kasutama isotoop-rikastatud sisestandardeid.“ Isotoop on keemilise elemendi erineva massiarvuga vorm, mille keemilised omadused on väga sarnased. Ka kromatograafias ja mass-spektromeetrias käituvad isotoobid väga sarnaselt.
„Kui teeme kromatograafiale lisaks mass-spektromeetria, saame ühe ainele kaks piiki – üks on tavaline vorm ja teine isotoop-rikastatud vorm,“ selgitab Paalme. „Kui võrdleme kahe vormi suhet, suudame täpselt kvantifitseerida nende vitamiinide hulka.“ Nii saab määrata ka mitu vitamiini korraga.
Järgmine probleem on aga see, et vitamiinidel – näiteks B1 vitamiinidel – on erinevad vormid. Üks B1 vorme on tiamiin, kuid bioloogiliselt aktiivsed, funktsionaalsed – ehk inimeses toimivad – on vormid, kus vitamiin on kofaktoritena, nagu tiamiin-difosfaat. Nende määramiseks tuleb läbi viia hüdrolüüs, konverteerida keerulised vormid lihtsateks või määrata kõik vitameerid eraldi. Konverteerimine iseenesest on ensüümide abil võimalik. See pole aga veel sugugi kõik.
„Siin on põhiliseks probleemiks, et meil tuleb vastu teadmatus, kuivõrd adsorbeeritavad need eri vitamiinivormid inimese seedetraktis tegelikult on,“ nendib Paalme. Tiamiiniga on veel asi lihtne, aga kui on tegu vitamiinidega B3, B5 või B6, ei saa olla kindel, et kõik, mis toidus leidub, seedetraktis ka inimesele aktiivsesse vormi konverteeritakse.
Norras, Loodusteaduste Ülikoolis on professor Gerd Vegarud poolt välja töötatud in vivo in vitro mao mudel, milles viiakse läbi inimese seedeprotsess katseklaasis, kasutades ära inimese seedemahlasid. Esimeseks eesmärgiks on välja selgitada, kuidas vitamiinide-kofaktorite aineterühma ühendid konverteeritakse inimese poolt adsorbeeritavasse vormi. „Järgmises võtame juba toidu ja vaatame, kuidas protsessid toiduga toimuvad,“ ütleb Paalme. „Siis saame juba lõpuni välja arendada B-rühma vitamiinide määramise testsüsteemi ja valida puhtad teadaolevad ensüümid, mis teevad seda protsessi täpselt samamoodi, nagu inimese seedetrakt.“ Selle läbi saab aga juba välja arendada täpse vitamiinide määramise meetodi. Paalme ootab edusamme aasta-paari jooksul.
Erik Aru
TTÜ teadlaste välja töötatud muundur stabiliseerib rohelise energia allikate pinge.
TTÜ elektrotehnika instituudi teadurid tegelevad elektrienergia kõikvõimaliku muundamisega. „Tõsta pinget, langetada pinget, muuta voolu kuju, et võimaldada energia ülekandmist,“ selgitab vanemteadur Tanel Jalakas.
Viimase aja üheks peamiseks saavutuseks on kvaasiimpedantsallikal põhinev pinget tõstev alalispingemuundur. Sarnaseid seadmeid on maailmas varemgi nähtud, kuid sellise lähenemise peale, et impedantsallikat kasutada isoleeritud alalispingemuunduris, polnud keegi varem tulnud. Nii sisaldab muundur mitme patendi jagu uusi skeemilahendusi.
Rakendust leiab muundur kõikvõimalike rohelise energeetikaga seotud seadmete – tuulegeneraatorite, päikesepaneelide, kütuseelementide – juures. Häda on neil kõigil samasugune – seadmete väljundpinge kipub koormuse muutudes suures ulatuseskõikuma, mistõttu see vajab stabiliseerimist. „Probleemid on üpris sarnased, lihtsalt pingetasemed ja standardvõimsused on erinevad,“ räägib Jalakas.
Tuulegeneraatori pinge sõltub tuule, päikesepaneeli oma päikesevalguse tugevusest. Vesinikust elektrienergiat valmistavate kütuseelementide pinge aga langeb oluliselt, kui neist voolu võtta. Nii tuleb pinget, mis tuulegeneraatorite puhul ka eelnevalt alaldamist vajab, kas tõsta või langetada, kuidas parajasti tarvis. Pärast stabiliseerimist tuleb alalispinge aga vaheldada, vastavalt vajadusele kas ühefaasiliseks 230-voldiseks või kolmefaasiliseks 400-voldiseks pingeks, et sellega tavapäraseid elektriseadmeid käitada saaks. Juhul, kui energiat elektrivõrku edastatakse, vajab vaheldi väljundpinge aga veel ka võrgupingega täpset sünkroniseerimist.
Praegu on eesmärgiks seade kommertskasutusse viia – koostöös firmaga Ubik solutions OÜ luuakse prototüüpide baasil tooteseeriat. Praktilise väärtuse saamiseks peab pinge stabiliseerimine toimuma võimalikult hea kasuteguriga. Nii püüavad elektrotehnika instituudi teadurid arendada muundurit edasi väiksemaks, võimsamaks, odavamaks ja töökindlamaks ning viia kaod minimaalseks. Eesmärgile aitavad lähemale jõuda uued skeemilahendused, tõhusamad juhtimisalgoritmid ja paremad transistorid.
„Teadust sai palju tehtud, hulk artikleid kirjutatud,“ ütleb Jalakas. „Nüüd tuleb see ka praktilisse kasutusse viia.“
Erik Aru
Mikroorganismid mõjutavad toiduainete omadusi, näiteks juustu, rukkileiva ja õlle maitset.
TTÜ toiduainete instituudi teadlaste üks põhioskusi on oskus kultiveerida eri mikroorganisme. Toidutehnoloogia professor Toomas Paalme on sellega ametis olnud alates 1970ndate keskpaigast, kui ta sattus tollase TPI tudengina tööle Budapesti Tehnikaülikooli, kus tegeleti arvutite poolt kontrollitud kasvatusprotsessidega. „Tegelikult tundus see natuke uskumatu, et mingite imede läbi õnnestus Rootsist üks selline fermenter Eestisse hankida,“ meenutab ta. Paalme alustas mudelorganismina kasutatavast E.coli bakterist, praegu on peamiseks uurimisobjektiks piimhappebakterid ja pärmid.
Eesmärgiks on mõista bakterite metabolismi – ehk ainevahetust – ning teha nende kasvamise ja metabolismi kohta mudelid. Need peaks aitama ühest küljest bakterite kasvatamise protsessi optimeerida ja teisalt määrata ära kasvu piirid – milline on protsessi maksimaalne saagikus. Tihti annab mitteoptimeeritud protsess ehk vaid sajandiku saagist, mida saaks optimeerides. Kuid uut protsessi alustades on väga keeruline määratleda, milleks on see suuteline.
Koostöös Toidu- ja Fermentatsioonitehnoloogia Arenduskeskuse ja pärmitootja Lallemandiga määravad TTÜ teadlased Salutaguse Pärmitehase toodete bio-aktiivsete koostisosade sisaldust. Salutaguse põhiline toode on mitteaktiivne pärm, mida rakendatakse toitudes ja toidulisandites. Inaktiivne pärm nimelt sisaldab palju glutamiinhapet ja nukleotiide, mis annavad toidule lihamaitset juurde.
Lisaks arendavad teadurid välja pärmide, mis sisaldavad funktsionaalseid komponente tootmistehnoloogiaid. Üheks näiteks on glutatioonirikas pärm (tegu on antioksüdandiga, mida kasutakse veini- ja leivatööstuses), teiseks pärm, mis sisaldab seleeni, mis on oluline toidulisand inimestele, kellel sellest puudus on.
Piimhappebakterid aga on huvitavad seetõttu, et osalevad hapupiimade ja jogurtite ning juustu tootmisel. Juustu kalgendamisel immobiliseeritakse piimhappebakterid juustu sisse, kus nendega toimub kaks protsessi. Osa baktereid hakkab kasvama, osa autolüüsub. Autolüüsi toimel eralduvad juustu sisse ensüümid, mis lõikavad juustu kaseiinimaatriksi väiksemateks tükkideks, mille tulemusel tekivad maitsepeptiidid ja aminohapped, muutes juustu struktuuri ja maitset.
Juustu maitsete suur varieeruvus on tegelikult tingitud sellest, et neid mikrobioloogilisi protsesse, kus osalevad piimhappebakterid, on juustu valmistamise tingimustega, kaasaarvatud juuretise sissepanemisega, suunatud erinevalt. Paalme meenutab tarbijauuringut, millist juustu Eesti tarbijad eelistavad. „Siis tuli ka välja, et umbes pooled eelistavad sellist minu meelest maitsetut juustu, pooled aga tugevamaid, teravamaitselisi juustusid,“ räägib ta. Piimhappebakterite uurimine lubab maitse tekkeprotsessi täpsemalt mõjutada.
Värskeim teaduslik avastus tehti uurides, kuidas kasvavad piimhappebakterid eri substraatide peal. Täpsemalt vaatlesid teadlased, kuidas piimhappebakterid omastavad kasvukeskkonnast aminohapete kõrval peptiide. Selgus, et kui piimhappebaktereid kasvatada peptiidirikkal söötmel, võtavad need valgu üles ehitamiseks pooles osas peptiide ja pooles aminohappeid. Suurem üllatus oli aga see, et kui piimhappe bakterid võtavad aminohappeid sisse, viskavad nad neid ka umbes samas koguses kui kulub raku ülesehitamiseks välja. „Selle kohta on peagi artikkel tulekul,“ lubab Paalme.
Erik Aru
TTÜ keemikud uurivad, kuidas rakendada aerogeele, nii maailma kergeimat kui veidi raskemaid.
TTÜ analüütilise keemia laboris laua peal olevas väikeses klaastorukeses peitub silindrikujuline tükike plasti meenutavat materjali, mis käe peal peaaegu üldse midagi ei näi kaaluvat. Tegelikult ongi see maailma kõige kergem aine.
Selliseid aineid hüütakse aerogeelideks. „Me ei mõelnud seda välja, praegu teeme neid järele,“ ütleb analüütilise keemia õppetooli juhtivteadur Mihkel Koel. „Lõpuks tahame jõuda nii kaugele, et oskame sinna molekule külge panna, mis reageerivad valgusele või mingile teisele molekulile.“ Nii kergeid materjale saab kasutada näiteks detektorites, et valmistada hästi kergeid väikseid sensoreid.
Teist tüüpi aerogeelis, mis on ainult natuke raskem, kasutavad TTÜ teadlased ära Eesti põlevkivi töötlemisel tekkivaid fenoole. Kunagi rakendati neid liimvaikude ja muu sarnase tegemisel, kuid see uurimissuund on praeguseks TTÜ-st kadunud. „Aga meie natuke teistpidi lähenedes leidsime, et neist saab teha hästi kergeid materjale,“ räägib Koel. Praegu on eesmärgiks valmistada sellel teel fenoolidest isolatsioonimaterjale või adsorbereid, mis neelaksid metalle. Selleks tehakse koostööd TTÜ Virumaa Kolledžiga, kus rohkem põlevkivi alast oskusteavet. TTÜ teadlased tegelevad asja süvateaduslikuma poolega, Virumaa Kolledžis uuritakse rakendamisvõimalusi.
Aerogeeli pürolüüsimisel – õhu ligipääsuta kuumutamisel – on võimalik saada väga kindla struktuuriga sütt. Selle vastu tunnevad huvi elektrokeemikud – kütuseelementide ja superkondensaatorite tegijad –, kes vajavad hästi ühtlase struktuuriga ja kindla poorsusega sütt elektroodide valmistamiseks. See uurimissuund käib ühistöös Tartu Ülikooli elektrokeemikutega.
Kolmas koostöö projekt leiab aset aga sama TTÜ matemaatika-loodusteaduskonna keemiainstituudi kolleegidega, kes tegelevad sünteetilise keemiaga, täpsemalt katalüsaatoritega. „Nemad siis ütlevad, milline metall on hea katalüsaator ja meie püüame seda sinna söe külge panna,“ kirjeldab Koel.
Neljas projekt aga on seotud samas õppetoolis arendatava analüsaatoriga. Aerogeelidest saaks sellele hästi väikeste sensorite elektroode teha, mis kannataks raputamist ja temperatuurikõikumist. „Üldprintsiip on teada, peame leidma õiged tehnilised lahendused,“ ütleb Koel.
Aerogeelide uurimisel on TTÜs saadud üks patent, kaitstud kaks doktorikraadi, kolmas on veel pooleli.
Erik Aru
Veekeeriste jõu rakendamine lubab allveeroboti mootori jõu kahekordistada.
TTÜ Biorobootika keskuses valminud kala meenutavast allveerobotist on juttu olnud laiemaltki. Sama projekti käigus läbi viidud uuringute põhjal kaitses Jaas Ježov hiljuti TTÜ-s doktoriväitekirja „Rõhutundliku küljejoone kasutamine allveerobotil“, mis vaatleb võimalusi roboti täiustamiseks.
Biorobootika keskuse juhataja professor Maarja Kruusmaa juhendamisel valminud väitekiri uuris seda, kuidas saaks allveerobot päris kalade eeskujul edasiliikumiseks kasutada ära veekeeriste jõudu. Ježov kasutas oma mõõtmistel mitte vabalt ujuvat kala, vaid sellist, mis oli kinnitatud voolutunneli põhja. Säärane lähenemine aitab paremini mõõta jõudusid, mis tehiskala ise tekitab ja mis talle vee poolt mõjuvad.
Kaladel on vedelikuvoolu tunnetamiseks eraldi meeleelund, küljejoon, mille voolu- ja rõhutundlikud andurid katavad kogu nende keha. Bioloogiliste vooluandurite näitel on hakatud välja arendama ka tehislikke küljejooneandureid, mida saab kasutada allveerobotitel. Keeriseid tunnetavate andurite signaalide põhjal prognoositakse, millal keerised jõuavad robotit edasi liigutava sabani. Kui TTÜ-s valminud vabalt ujuva robotkala peas on viis säärast andurit, mida kasutatakse peamiselt vee voolusuuna määramiseks, siis Ježovi kalal on neid tervelt 14. Lisaks on sellel märksa paindlikum saba, mis aitab paremini ära kasutada keeriseid. „Saba toetub löögi tekitamisel keerise peale, et üsna vähese jõuga ülesvoolu liikumist tekitada,“ kirjeldab Ježov. Saba löögisagedus on pool kuni üks herts (ehk pool kuni üks kord sekundis), mis on kaks kuni kolm korda aeglasem kui vabalt ujuval TTÜ robotkalal.
Uuringu käigus mõõdeti edasiliikumiseks tekitatud jõudu, kalale külje pealt mõjuvat jõudu ja mootori momenti. „Keeriste vahel ujudes suudeti tekitada üle kahe korra rohkem jõudu kui ühtlases voolus ujudes,“ võtab Ježov tulemuse kokku. „Kui saba löök korralikult ära sünkroniseerida, siis see vähendab ka külgsuunalisi jõudusid.“ Robotkala suudab nii tõsta oma ujumise efektiivsust ja samas vähendada külgsuunalisi võnkumisi.
Doktoritöö tulemuste edasiarendamiseks saab Ježovi sõnul veel paljugi teha. Isegi voolukanali põhja kinnitatud kala juures oleks paljugi uurida – optimeerida näiteks saba kuju. Kui aga täiustatud anduritevõrgustikuga kala juba iseseisvalt vette lasta, siis hakkavad sellele mõjuma need külgsuunas liigutavad jõud, mis muudavad andurite signaalid raskemini loetavaks. Sellega arvestamiseks tuleks koostada andurite signaale filtreeriv algoritm, mis ennustaks kala liikumist turbulentses voolus. Juba omandatud teadmisi ja saavutatud tulemusi kasutatakse ära biorobootika keskuse uue projekti juures, mille eesmärgiks on arheolooge abistava allveekilpkonna valmistamine, kus samuti rakendatakse uimelaadseid ajameid.
Erik Aru
Eesti teadlased arendavad kergsoomusplaate, mis kaitsevad ehk kunagi ka Eesti lahingumasinaid.
Kuna relvi ja laskemoona pidevalt arendatakse, on ammu selge, et sõdurite kaitsmiseks ei piisa soomukitele lihtsalt paksema teraskere ehitamisest. Tallinna tehnikaülikooli (TTÜ) materjalitehnika instituudi vanemteaduri Jüri Pirso sõnul asendavad terast järjest rohkem keraamikat ja metalli ühendavad materjalid. „Neid on alumiiniumoksüüdi, boorkarbiidi ja ränikarbiidi baasil, mis on aga suhteliselt kallid, eriti boor- ja ränikarbiid,” loetles ta.
Vähem kasutatakse kaitsetööstuses titaankarbiidi, mille võtsid aluseks TTÜ teadlased. Kuid nad on astunud sammu edasi ja loonud täiesti uue materjali. Pirso näitab pruunikat tükki, mille täpsemat koostist ta avaldada ei saa.
„See on kermis, mille põhikomponent on titaankarbiid. See peaks sama töö ära tegema, aga hinnavahe on neljakordne,” sõnas ta. Väga lihtsustatult öeldes valmib selline metalli ja keraamika segu pulbrist, mis pressitakse suure rõhu all kokku ja põletatakse siis ahjus 1500 kraadi juures.
Uut materjali pole veel lasketiirus katsetatud, kuid selleni jõutakse ilmselt juba sel kuul. Snaipripüssist on aga lastud kõvasulamsüdamikuga soomustläbistavaid kuule materjali varasemast versioonist plaadi pihta. Plaadi esikülg on titaankarbiidi baasil kõvasulamist, selle taga on komposiit. „Kõvasulamsüdamikuga kuul puruneb plaadi vastu peenikesteks kildudeks ja komposiidid mitmes kihis püüavad killud kinni,” selgitas Pirso. Laskmised näitasid, et see toimib, neljast kuulist üks põrkas isegi plaadilt tagasi, teised purunesid plaadi sees.
Palju kergem ja odavam
Selliste materjalide kasutamise suur eelis on nende kaal. TTÜ polümeermaterjalide instituudi professor Jaan Kers tõi lihtsa näite: kui auto soomustamiseks tuleb katta 10 m2 pinda, siis teras annaks lisakaalu kaks tonni. „Keraamikaga jõuame lahendusteni, mis on üle kolme korra kergemad. Iga säästetud kilo võimaldab võtta kaasa kas veel ühe sõduri või moona, varustust,” sõnas ta. „Auto peab suutma teatud kiirusega sõita, muidu muutub ta jällegi liiga lihtsaks sihtmärgiks.”
Soomuskaitse kaalualandamise kõrval püüavad TTÜ teadlased oma materjali ka võimalikult odavaks teha. Kui plaadi, mille pihta katselaskmisi tehti, üheksa ruutsentimeetri suurune tükk maksab umbes kaks eurot, siis sama väikese tükikese uhiuue materjali hind loodetakse saada 50 sendi peale. Kui saavutatakse loodetud kombinatsioon kaalust, hinnast ja kaitsetasemest, siis on TTÜ teadlaste töö Kersi hinnangul maailma kõige kõrgemal tasemel ja sobiks ka ekspordiks.
Sinna kulub veel aga omajagu aega. Kergsoomusplaatide tehnoloogia projekti alustati kaitseministeeriumi abiga 2008. aastal, nüüd püütakse jõuda sertifitseeritud tooteni. Ees seisab veel lõpliku toote väljaarendamine. Praeguse jätkuprojekti jaoks on TTÜ-l nelja aasta jooksul kasutada käibemaksuta umbes 555 000 eurot, millest enamik kulub uute seadmete ostmiseks ja katsetusteks.
„Tuleb lahendada liitekohtade probleem, sõiduki konstruktsiooni probleemid. Meie lahendus peab olema selline, et kui sõidukil on näiteks umbes kolm millimeetrit plekki, siis meie plaadid peavad kuulid ikkagi kinni,” sõnas Kers. „Kui üks plaat on tabamuse saanud, siis peab olema võimalik seda kohapeal kiiresti välja vahetada.”
Uurimist vajab veel see, kuidas mõjuvad uudsele materjalile ilmastikuolud, vibratsioon, hõõrdumine jms. Kui pärast katsete kadalippu on TTÜ teadlaste väljamõeldu ikka veel odavam, kergem ja tõhusam kui konkurentide sarnased tooted, siis võib Pirso sõnul seda juba kaitsetööstuse messidele näitama minna.
Kui peaks selguma, et mõnel keraamikavalmistajal on õnnestunud teha parem ja kergem toode, võib lõplik lahendus valmida hoopis kombineeritult. „Aga meile peab jääma ikkagi teadmine, kuidas paneele ehitada,” sõnas Kers. „On ettevõtteid, kes toodavad komposiiti, on ettevõtteid, kes toodavad keraamikat. Ja siis on ettevõtted, kes panevad need kokku ja müüvad paneelilahendust. Meie eesmärk on mitte olla sõltuv ettevõttest, kes paneelilahendust teeb.”
Kommentaar
major Risto Pärtel
kaitseväe pearelvur
Kergsoomuspaneelide teadusprojekti üks eeldus on, et selle tulemit oleks võimalik kasutada Eesti kaitseväe lahingutehnika soomustamisel. Eesmärk on jõuda soodsa, kaitsva ja kasutatava lahenduseni. Praegu on konkreetsematest tulemustest ja kasutusele võtmise ajast veel vara rääkida.
Tegemist on projektiga, kus hea tulemuse saavutamine nõuab tihedat koostööd kasutaja ning tootja vahel ja siin on Eesti ettevõtetel meie tehnika soomustamiseks suured eelised.
Me väga loodame, et kui jõuame selles projektis piisava uuenduslikkuseni, siis mõni Eesti kaitsetööstusettevõte juurutab selle ka tootmisse ja leiab sellele piisava turu.
Urmas Jaagant, Eesti Päevaleht
Aastaid on arvatud, et ülikooli õppejõu amet on üks maailma stressivabamaid – mõnus töö tarkade inimeste keskel ja heas töökeskkonnas. Värske SA Archimedes uuring aga näitab hoopis midagi muud – väga paljud Eesti ülikoolide õppejõud töötavad läbipõlemise äärel, stressavad liigsuure töökoormuse, bürokraatia ja (enda arvates) rumalate üliõpilaste pärast.
Uuringut juhtinud TTÜ psühholoogiaprofessor Mare Teichmann rääkis, et veel kuni sajandivahetuseni peeti akadeemilise personali tööstressi olematuks. Et see siiski eksisteerib, on märgatud alles viimase kümnendi jooksul. Näiteks Kanadas 2007ndal aastal tehtud uuringust selgus, et 13 protsenti õppejõududest kannatas tööstressi all ning igal viiendal õppejõul olid tööstressist tingitud tervisehädad. «Meie uuring näitab, et probleem Eestis on palju suurem,» ütles Teichmann. Uuringust, kus osalesid õppejõud kõikidest Eesti kõrgkoolidest, selgus, et kaevatakse lausa 90 erineva stressori üle tööl.
Kõige enam muretsesid ülikoolide õppejõud teadmiste väärtustamise pärast ühiskonnas (56 protsendi uuringus osalenute arvates oli see probleem), kurtsid liigsuure töökoormuse (50 protsenti) ja bürokraatia (42 protsenti) üle. Veel tegid õppejõududele muret suhted ülikoolis, kõik, mis seondus üliõpilaste ja õppetööga, iseenda professionaalne areng ja identiteet ning infrastruktuuriga seotud probleemid.
Teichmann ütles, et väga paljud õppejõud süüdistavad üliõpilasi selles, et need on lollid, laisad ja vastutustundetud. «Kui inimesel on tööstress või on ta läbipõlemisprotsessis, siis hakkab ta oma hädades süüdistama teisi inimesi. See on klassikaline tööstressi tunnus ja õppejõud ei ole siin erandid,» rääkis Teichmann. On olemas lausa vastav nn patuoina teooria, mille kohaselt patuoinaks tehakse inimene, kellel on vähe võimu ja keda on kerge süüdistada oma muredes. Patuoinaks võib olla näiteks laps, õpilane, töötaja, kolleeg, klient. Sellele sündroomile on paljud tööstressi uurijad tähelepanu juhtinud.
TTÜ orgaanilise keemia professoril akadeemik Margus Lopil on sahtlis siinmail üsna harukordne dokument. Kollane hieroglüüfidega kaetud paber on Jaapani patent, mis kaitseb õppetooli teadlaste poolt välja töötatud tehnoloogiat homosidrunhappe valmistamiseks. Süntees on patendiga kaitstud ka näiteks USA-s. „Meil on homosidrunhappe saamiseks maailma parim tehnoloogia,“ ütleb Lopp.
Nimelt on homosidrunhape kofaktoriks katalüsaatorile protsessis, millega õhu lämmastikust tehakse lämmastikväetisi. Jaapanis ja USA-s on kavas selline tootmine käivitada, TTÜ teadlaste välja töötatud asümmeetrilise oksüdatsiooni protsess kuluks selle juures marjaks ära. Nii on see mõlemas riigis ka patenteeritud. „Mis sellest edasi saab, eks seda näeb,“ on Lopp siiski ettevaatlik. „Ülikoolist on ju suure tootmiseni pikk maa – igas riigis.“
Homosidrunhape molekul on tavalisest sidrunhappest ühe süsiniku aatomi võrra pikem – mis muudab selle asümmeetriliseks ehk käeliseks aineks – mille erinevad pooled on erinevad, nagu ühe inimese kaks kätt. Looduslikult esineb seda hallitusseentes, kuid neiski on homosidrunhapet väga vähe. „Meie protsessis on seda võimalik võrdlemisi saada lihtsatest lähteainetest ja tööstusliku protsessina,“ selgitab Lopp.
Käeliste ainete sünteesiks on kaks võimalust. Võtta loodusest ehituskivina käeline molekul ja ehitada selle peal keerulisem asümmeetriline struktuur. TTÜ teadlased eelistavad teist võimalust – võtta mittekäeline molekul ja viia sellega läbi asümmeetriline protsess. Nii on lihtsam – ei ole vaja suures koguses looduslikku käelist ainet. „Sageli ei jätku vajalikku käelist ehituskivi või on seda kallis eraldada,“ räägib Lopp. „Aga võtad lihtsa mittekäelise aine, lisad asümmeetrilise katalüsaatoriga käelise idu juurde ja saad protsessi, millega suures koguses käelisi aineid sünteesida.“
Väikestes kogustes toodab homosidrunhapet Eestis väljatöötatud protsessiga juba praegu Cambrex Tallinn. See ettevõte on välja kasvanud kunagisest TTÜ spinn-offist ProSyntest, mis asutati 1989. aastal ja müüdi kuue aasta eest New Yorgi börsil noteeritud USA kontsernile Cambrex.
Teise uurimissuunana tegeleb Lopp bioaktiivsete ühendite sünteesi ja uurimisega – olgu need siis näiteks viiruse-või vähivastased ained Keemilise Biolooogia Tippkeskuse raamas koos Tartu Ülikooli rakendusviroloogia professori Andres Meritsi ja molekulaartehnoloogia professori Mati Karelsoniga, või uued valuvaigistid Eesti Biotehnoloogia programmi raames koos TTÜ molekulaarbioloogia professori Tõnis Timmuski ja eelpoolmainitud Tartu Ülikooli teadlastega. Kogu selle temaatikaga tegeleb lisaks Loppile ja tema kunagisele doktorandile professor Tõnis Kangerile ka doktorid Kadri Kriis, Anne Paju ja teised nooremad kolleegid. „Sellised erinevate teadusasutuste teadlaste liidud töötavad üllatavalt hästi, kuigi, tõsi ta on, suurt läbimurret alles ootame,“ ütleb Lopp. „Loodus on sageli veel kavalam kui meie.“
Arvestades seda, kaua laborist reaalsete tulemusteni jõudmiseks aega läheb, kui kaua kulub ühel uurimisgrupil vajaliku rahvusvahelise taseme saavutamiseks ja kui keeruline üleüldse on luua teaduskultuuri, peab Lopp oluliseks teaduse pikaajalisemat rahastamist. „Põhiline on see, kui saab järjekindlalt tööd teha,“ ütleb ta ja leiab, et kaks kolmandikku teaduse rahastamisest peaks olema püsiv, projektiväline, kolmandik aga projektipõhine, nii nagu on ka Euroopa Liidu paljudes riikides tavaline praktika.
Erik Aru
Kolmandik Läänemere piirkonna õhukaubaveost toimub värske uuringu järgi veoauto, mitte lennukiga.
Kolme aasta pikkune uurimisprojekt nimega Baltic.AirCargo.Net sai läbi septembris ja on nüüd aruande kirjutamise faasis. Selle eesmärgiks oli luua pilt, kuidas Läänemere piirkond õhukaubaveost kasu võiks saada.
Üks probleem oli, et sektor on väga suletud. „Sa ei saa minna kellegi juurde, teda intervjueerida ja küsida detaile – nad lihtsalt ei räägi sulle,“ ütles TTÜ ettevõtluse ja logistika külalisprofessor Gunnar Prause. „Aga me saime veidi valgust.“
Läänemere piirkonnas ei ole õhukaubaveo äri kuigi arenenud. Läbi regiooni liigub ainult viis protsenti Euroopa õhukaubaveo mahust – valdavalt liiguvad kaubad läbi Euroopa suurte tööstuskeskuste, nagu Pariis, Frankfurt või Amsterdam. Läänemere piirkonna suurim tegija õhukaubaveo vallas on Kopenhaagen, kus käsitletakse umbes poolt regiooni õhukaubaveost.
Huvitaval kombel ei veeta suurt osa kaupadest üldse lennukiga. „Me leidsime, et umbes kolmandik Läänemere piirkonna õhukaubaveost ei toimu üldse lennukiga, seda veetakse veoautode, nii-öelda lendavate veoautodega,” rääkis Prause.
Kui saata õhukaubapakk, näiteks Eestist Shanghaisse, tuleb veoauto õhukaubaveo terminali, kus pakile tehakse check-in, ent lennuki asemel laetakse see hoopis veoautole. Toll plommib seejärel veoauto ja see sõidab Frankfurti, kus pakk laetakse Shanghaisse suunduvale Lufthansa Cargo lennukile.
Pärast kaubavoogude ja –keskuste kaardistamist sai eesmärgiks otsida Läänemere lennuväljade edukaid ärimudeleid ja võimalusi, kuidas ühendada huvitavamaid õhukaubasihtpunkte peamiste Euroopa õhukaubaveokeskustega. Eesti jaoks on põhiküsimuseks Ämari lennuvälja tulevik – kas sellel võiks olla realistlik äriplaan eralennuväljana ja milline see plaan võiks välja näha?
Ämari-taoliste lennuväljade mahud on tavaliselt liiga väikesed, kuid lendavad veoautod võivad siinkohal päästerõngaks osutuda. Piirkondliku lennuväljana ellu jäämiseks peab ka spetsialiseeruma – nagu Billundi lennuväli Taanis, mis leidis oma niši elusloomade transportijana. Kuid keeruliseks teeb asja see, et ei piisa kindlale kaubale keskendumisest, vaid tuleb sellele ka sihtpunktid leida.
Teine õhukaubaäri kava on Parchimi lennuväljal, kus peaks tekkima lõpuks äripark, kuhu kuuluvad õhukaubaveoga seotud logistika- ja tootmisüksused. Selliste kavade elluviimiseks läheb vaja kohalikke ettevõtteid, mis teeks koostööd lennuväljaga ja pakuks õhukaubaveoteenuseid. Ent õhukaubaveo äri domineerivad suured rahvusvahelised ettevõtted, mis ei ole eriti huvitatud uute väikeste firmade oma ridadesse lubamisest. „Õhukaubaveoga tegelevatel ettevõtetel on oma ühendused,“ selgitas Krause. „Sellesse võrgustikku on keeruline pääseda levitajaks või logistikateenuse pakkujaks.“ Nii oligi projekti üheks osaks uue IT-platvormi koostamine, mis aitaks kohalikel väike- ja keskmistel ettevõtetel turule pääseda.
Piirkonna tulevikuväljavaated ei ole päris pilvitud. Õhukaubavedu on kasumlik äri, mis lähiaastail eeldatavasti kasvab, kuid Läänemere regiooni kaubamahud on liiga väikesed, kuna rahvastik on hõre ja tööstust napib. Uued tulevased õhukaubaveo keskused, nagu St Peterburg või Berlin võivad piirkonda elu juurde tuua, kuid sihtkohale Tallinn, mis on seni nautinud Riia või Vilniuse võrreldes üpris suuri kaubamahte tänu St Peterburi kaupade (nagu moekaubad ja karusnahk) käsitlemisele, see tõenäoliselt kasu ei too. Lisaks muudavad tulevase aasta keskel kehtima hakkavad uued turvanõuded õhukaubaveo äri keerulisemaks ja kallimaks.
TTÜ osales projektis suurema võrgustiku liikmena. Tegu on ühega vaid kahest lennuäri puudutavast projektist Läänemere piirkonnas. Juhtivpartneriks oli Wismari Ülikool Saksamaal, kus Krause palju aastaid töötas. Ülejäänud partnerid tulid Leedust, Lätist, Poolast, Rootsist, Soomest ja Valgevenest.
Erik Aru
Tänaseks on orgaaniline süntees jõudnud nii kaugele, et sünteesida saab mistahes looduslikku ühendit, mille struktuuri on määratud. Põhiküsimus on selles, kuidas seda teha efektiivselt –jõuda lõpptulemuseni vähem etappe kasutades ja vähem jääke tekitades – ning võimalikult selektiivselt – saada reaktsioonide tulemusel just vajalikud saadused.
TTÜ orgaanilise keemia õppetooli professor Tõnis Kanger, kes ka matemaatika-loodusteaduskonna dekaani ametit peab, uurib asümmeetrilist sünteesi. Loodus ise on teatavasti asümmeetriline, selles leiduvad objektid on kiraalsed – sellised, mis ei kattu oma peegelpildiga. „Looduslikud objektid, näiteks aminohapped, süsivesikud ja teised, on nagu parem ja vasak käsi,“ näitlikustab Kanger. Tema eesmärgiks on sünteesida just nimelt õige käsi – õige konfiguratsiooniga produkt ehk üks stereoisomeer.
Täpsemalt on Kangeri huvialaks asümmeetriline organokatalüüs. „Madalmolekulaarsed kiraalsed ühendid on võimelised katalüüsima teatud reaktsioone nii, et tekib eelistatud üks stereoisomeer,“ selgitab ta. Üheks eesmärgiks ongi leida uusi asümmeetrilise organokatalüütilisi reaktsioone, selektiivseid katalüsaatoreid ja rakendada neid bioloogiliselt aktiivsete ühendite – peaasjalikult ravimikandidaatide – sünteesis.
Efektiivsuse tõstmiseks saab kasutada lisaks katalüütilistele reaktsioonidele ka multikomponentseid või kaskaadreaktsioone. Kui tavalises keemilises reaktsioonis tekib üks uus keemiline side kahe aatomi vahel, siis multikomponentsetes ja kaskaadreaktsioonides tekib samaaegselt mitu keemilist sidet. „Me oleme leidnud huvitava selektiivse kolmekomponentse reaktsiooni, mille käigus tekib küllalt komplitseeritud struktuuriga bitsükliline ühend. Reaktsiooni käigus tekib ühes etapis neli uut keemilist sidet – kas süsinik-süsinik või süsinik-heteroaatomi vahelist sidet,“ räägib Kanger. „See on väga efektiivne protsess.“ Kaskaadreaktsiooni käigus tekib aga vaheühend, mis reageerib edasi, selle reaktsiooni produkt reageerib omakorda edasi. Toimub järjestikku mitu reaktsiooni, mille tulemusel tekib mitu uut keemilist sidet. „Oleme neid reaktsioone kasutades sünteesinud mitmeid bioaktiivseid ühendeid,“ ütleb Kanger.
Kaugem eesmärk ongi füsioloogiliselt aktiivsete ühendite süntees nende meetodite abil. Koos sama õppetooli juhataja professor Margus Lopi töögrupiga kuulutakse Keemilise Bioloogia Tippkeskusesse kus partneriteks on teiste seas ka Tartu Ülikooli rakendusviroloogia professor Andres Merits. Tema ja TTÜ geenitehnoloogia instituudi professor Tõnis Timmusk uurivad sünteesitud ühendite mõju rakkudele. Vastavalt biokatsete tulemustele muudetakse võimalusel sünteesitud ühendite struktuure.
Kanger ei usu, et Eestis kunagi mõni ravim lõpuni välja arendatakse – selleks napib siin raha. Küll aga võib mõni potentsiaalikam ravimikandidaat või efektiivne sünteesimeetod mõne suure ravimifirma vaatevälja sattuda. Siinkohal tekib igal teadlasel küsimus: kas oma töö tulemus patenteerida või see avalikult publitseerida, mis teaduskarjääri arvestades kasulikum oleks. „Seni oleme peamiselt avalikult publitseerinud,“ ütleb Kanger.
Erik Aru
TTÜ Ragnar Nurkse innovatsiooni ja valitsemise instituudi külalisprofessor Carlota Perez kutsuti hiljuti ÜRO poolt asutatud mõttekoja Global Commission on the Economy and Climate majandusküsimustega tegelema hakkava töögrupi liikmeks.
Komisjoni töö eesmärk on kliimamuutustest tulenevate majanduslike riskide ja võimaluste analüüs ning selle põhjal anda valitsustele ning äri- ja finantsjuhtidele soovitusi eesmärgiga muuta majandusareng ja vaesuse vähendamiseks elluviidavad poliitikad keskkonnasõbralikumaks.
Perez kuulub majandusküsimustega tegelevasse töögruppi, mille liikmed osalevad nii projekti üldeesmärkide kaardistamisel kui ka lõppraporti kirjutamisel. 10-liikmelist töögruppi juhib lord Nicholas Stern (London School of Economics) ning selle liikmed esindavad teiste seas Maailmapanka, IMF-i ning Harvardi ja Princetoni ülikoole.
Uus majandus- ja kliimaküsimustega tegelev ÜRO komisjon asutati Colombia, Etioopia, Indoneesia, Korea, Norra, Rootsi ja Ühendkuningriigi poolt ning selle tegevust kontrollib endistest valitsusjuhtidest ja juhtivatest majandusinimestest koosnev nõukogu. Komisjoni esialgne eesmärk on tutvustada oma töö tulemusi 2014. aasta septembris, mil leiab aset ka ÜRO peasekretäri eestvedamisel toimuv kliimamuutuste teemaline kohtumine. Komisjoni töö tulemusi kasutatakse ka aasta hiljem toimuval ÜRO kliimakonverentsil.
Mehhiko endise presidendi Felipe Calderoni juhitud komisjoni töö algas ametlikult tänavu 24. septembril New Yorgis vahetult enne ÜRO Peaassambleed.
Liginullenergia majade ehitamisele üleminek eeldab muu hulgas uusi küttesüsteeme ja suuremat niiskuskindlust.
Eesti ehitusmaastikku ootab ees suur muutus. Alates 2019. aastast peavad avalikud hooned ja 2021. aastast juba kõik hooned vastama liginullenergiamajadele kehtestatud nõuetele – see tähendab, et kõik uued majad tootma pea sama palju energiat kui ise tarbivad. See aga nõuab tehnilisi lahendusi, mida veel pole olemaski.
Tehnikaülikooli liginullenergiahoonete uurimisrühma juhib ehitiste projekteerimise instituudi direktor, TTÜ ja Aalto Ülikooli professor Jarek Kurnitski. Aktiivselt löövad kaasa ka professorid Targo Kalamees ja Hendrik Voll. Uurimisrühm arendab põhiliselt uusi lahendusi, kuigi ka kasutuses olevad nõuavad testimist ja täiustamist. „Näiteks on praegu töös madalatemperatuuriliste küttesüsteemide teema, kus uurime, kuidas on kõige optimaalsem ühendada maasoojuspumpa madalatemperatuurilise radiaatorküttega,“ räägib Kurnitski. Madalenergiahoone vajab uudseid küttesüsteeme, sest olemasolevad ei ole piisavalt efektiivsed. Uuring näitas, et tavapärase küttesüsteemiga uutes korterelamutes on küttesüsteemi kaod 30 protsenti soojusenergia vajadusest – selline energia raiskamine ajendabki uusi lahendusi otsima. Uurimisrühm töötab välja ka liginullenergiahoonete fassaadilahendusi, millega saab oluliselt raha kokku hoida.
Tänavu suve algul TTÜ-s avatud 150-ruutmeetrine liginullenergia katsemaja annab sellisteks uuringuteks head võimalused. Katsemajas on kuue meetri pikkused ja 2,5 meetri kõrgused seinaosad, mis on väljavahetatavad. „Nii nagu praegu töös olevate seinalahenduste mõõtmisega ühele poole saame, võime paigaldada uued seinad,“ ütleb Kurnitski. „Praegu tegeleme hästi soojustatud kivi ja puitsõrestikseinade teatud ehitusdefektide mõju hindamisega seina niiskusolukorrale, et näha missugused ehitusvead põhjustavad probleeme, ning mida seinad veel taluvad ilma suuremate probleemideta.“
Lihtne on välja vahetada ka katsemaja aknaid, uurimisrühm valmistabki ette välisvarjestuse paigaldamist. Maja katus koosneb 12 erinevast sektsioonist. Neist igaühes on erineva soojustuse ja tarindusega lahendus, mis annab laialdased võimalused nende niiskusolukorra uuringuteks. Lisaks soojustagastusega ventilatsioonisüsteemile on katsemajal ka pea kolmekordselt dubleeritud tehnosüsteemid – maasoojuspump, õhk-vesi soojuspump, õhk-õhk soojuspump koos päikesekollektorite ja maakontuurijahutusega. Kunagi lisanduvad ka päikesepaneelid, mis praegu on alles planeerimisel.
Lisaks katsemajale on uurimisrühmal valmimas laboris kliimakambrid. Need koosnevad välis- ja sisekliimakambrist, mille vahele saab paigaldada uuritava seinatarindi. Kliimakambris saab katsetada seinatarindeid täiesti kontrollitud tingimustel ning teha ka kütte ja ventilatsioonilahendustega seotud soojusliku mugavuse uuringuid.
Igasugused muutused nõuavad arvatagi ka uute reeglite paberile panemist. Kurnitskil ongi olnud juhtiv roll nii Eesti kui ka Soome energiatõhususe regulatsiooni väljatöötamisel.
Kuna liginullenergiahoonetega seondub lokaalse taastuvenergia tootmine, siis teeb uurimisrühm koostööd energeetikateaduskonnaga, et ehitustehnoloogiat ja energiatootmist kõige mõistlikumal viisil kokku sobitada. „Ka materjaliteaduse instituudis uuritavad päikesepatareid sobivad hästi liginullenergiahoonetesse,“ ütleb Kurnitski.
Erik Aru
TTÜ-s välja töötatud keemiarelva detektorina tuntust kogunud seade otsib uusi kasutusvõimalusi kosmoses.
TTÜ Matemaatika-loodusteaduskonna analüütilise keemia õppetoolis kaitseministeeriumi tarbeks välja töötatava seadme esmaseks rakenduseks on anda sõduritele kaasaskantav vahend, mis lubaks kiiresti kindlaks teha, kas kusagil on kasutatud keemiarelva.
Seadme tööpõhimõtte nimeks on kapillaarelektroforees. Ülipeenikese kapillaari otsa pannakse näiteks süstlaga aine proov, kõrgepinge lahutab selle eri komponentideks, mida sensor analüüsib. Sel moel saab analüüsida kõikvõimalikke asju – õppetooli laboris asub märksa kopsakam sama tööpõhimõttega aparaat, millega uuritakse näiteks seda, kuidas metallid mõjuvad valkude aktiivsusele. Nii võib ka TTÜ teadlaste analüsaatorile igasuguseid rakendusi leida. „Põhimõtteliselt on see üks haamer, millega püüame eri naelu taguda – kapillaarelektroforees on tehnoloogia, mis lubab analüsaatoreid teha hästi väikeseks ja seega portatiivaseks,“ selgitab teaduskonna keemiainstituudi direktor professor Mihkel Kaljurand, kes ka analüütilise keemia õppetooli juhatab.
Üks rakendusvõimalusi on inimeste välja hingatud õhu analüüsimine, et leida sellest haiguste, näiteks kopsuvähi tekitajaid. „Vahel aga on vaja minna laborist välja, kohapeale mõõtma,“ lisab Kaljurand. „Näiteks narkomaane püüdma – kas nad on tõepoolest võtnud narkootikume. Või siis seda, kas pahalane on kasutanud kusagil keemiarelvi.“ Praeguste meetoditega võetakse proov, mis viiakse laborisse ja analüüsitakse – ja näiteks kolme päeva pärast saab teada, mis ainega tegu. TTÜ teadurite seade annaks aga vastuse sisuliselt kohe.
Euroopa Kosmoseagentuuriga käivad läbirääkimised, et arendada välja mudel, mida saaks kasutada teistel planeetidel pinnaseproovide analüüsiks – kas roboti võetud proovis on märgata baktereid või muid elu olemasolu märke. Praegu kosmoses rakendatavad analüsaatorid suudavad töödelda ainult gaase, mis sõltuvalt keskkonnast nõuab pinnaseproovide soojendamist kuni 800 kraadi võrra. Sellise töötluse käigus kipub aga osa aineid lagunema ja tulemus ei pruugi olla selge. TTÜ seade suudaks töödelda ka vedelikke. „Ideaaljuhul jääks me selle miinus 80 kraadi juurde, mis Marsil valitseb,“ ütleb Kaljurand.
Praeguseks on valminud kolm prototüüpi. Neist kaks tuleb andmete analüüsiks ühendada arvutiga, kolmandale on protsessor ja ekraan juba sisse ehitatud. „See, et üks selline aparaat saaks valmis, nõuab pikka arendustööd,“ räägib Kaljurand. „Siin on tööd küll ja küll, enne kui see kuhugi välja jõuab.“
Üks juba teada rakendusi on samuti seotud keemiarelvaga. Nimelt on Läänemerre Gotlandi piirkonda uputatud umbes 8000 tonni sinepigaasiga täidetud mürske, millel oht lekkida. TTÜ teadlaste seadet kasutatakse järgmisel suvel toimuval ekspeditsioonil põhjamuda analüüsimiseks, et leida sellest võimalikke jälgi lekkinud sinepigaasist. „See on ka omamoodi tõehetk meie aparaadi jaoks, kas see suudab anda oma panuse,“ ütleb Kaljurand.
Erik Aru
Tehnikaülikooli teadlased arendavad kaasaskantavat seadet aju elektrisignaalide analüüsiks, mis lubaks hinnata aju tööd.
TTÜ arvutitehnika instituudi ja TTÜ Tehnomeedikumi biomeditsiinitehnika instituudi koostöös on valminud uudse kaasaskantava elektroentsefalograafia (EEG) analüsaatori prototüüp, mida sel nädalal projektijuht vanemteadur Maksim Jenihhin tutvustas tippkeskuse CEBE juhtkomitee liikmetele. Integreeritud elektroonikasüsteemide ja biomeditsiinitehnika tippkeskuse CEBE raames arendatavat EEG analüsaatorit saaks kasutada kasutamist aju seisundi hindamiseks nii kõrge vastutusastmega töötajate – nagu politseinikud, päästetöötajad või sõjaväelased – kui ka laiema elanikkonna regulaarses tervisekontrollis.
EEG Analyser II
Kui EEG kirjapilt tuletab meelde elektrokardiograafiat, mille lühendiks EKG, siis see pole juhuslik. EKG tegeleb südame elektrilise aktiivsuse kontrolliga, EEG aga mõõdab aju elektrilisi signaale. Ent vastupidiselt EKG-le ei tunne arstid EEG vastu tavaliselt huvi. Põhjus peitub peamiselt selles, et ajutegevusest on väga raske aru saada. Kui südame elektriline signaal omab kindlat kuju ja selle muutuste järgi võib diagnoosida südame seisundit, siis ajust saadav elektriline signaal on täiesti mittekorrapärane. „Ajus toimub üheaegselt miljoneid protsesse, mille hulgast on huvipakkuvat väga raske eristada,“ ütleb biomeditsiinitehnika instituudi juhtivteadur Hiie Hinrikus.
Samas, USA Rahvusliku Vaimse Tervise instituudi (NIMH) andmeil on veerandil elanikkonnast mingi vaimne häire ja umbes kuus protsenti (üks igast 17 inimesest) kannatab tõsise haiguse all. Kiire elutempo tõstab pidevalt vaimset koormust ja suurendab vaimsete häirete all kannatavate inimeste arvu. Vaimsete häirete varane avastamine, enne subjektiivsete sümptomite teket, lubaks ennetada nende süvenemist ja oluliselt tõhustada ravi.
Hinrikus koos oma kolleegide Maie Bachmanni, Jaanus Lassi ja teistega tegelebki aju elektriliste signaalide signaalide uurimisega, koostöös Põhja-Eesti Regionaalhaigla ja Lääne-Tallinna Keskhaiglaga. Selleks võrdlevad nad tervete inimeste ja erinevate ajuhäiretega patsientide EEG signaale. Nüüdisaegsete signaalitöötluse meetodite abil on on nad õppinud eristama väikseid muutusi EEG signaalis. IKT projektikonkursil võitis Bachmanni töö, mille eesmärgiks on luua EEG signaalide andmebaasid ajuhäirete uurimiseks ja töötada välja tõhusad algoritmid nende tuvastamiseks.
TTÜ teadlaste originaalne EEG analüüsi meetod on kaitstud värske USA patendiga. „Laboratoorsele katsetamisele mõtleme, tootmisele esialgu mitte,“ kirjeldab Hinrikus edasisi plaane EEG analüsaatori arendamiseks.
EEG pilt
Erik Aru
Professor Rainer Katteli teadustöö võrdleb riigistruktuuride mõju innovatsioonile Ida-Euroopas ja mujal.
Ragnar Nurkse innovatsiooni ja valitsemise instituudi (RNI) direktori professor Rainer Katteli tänavu riigi teaduspreemia pälvinud uuringud vaatlesid, kuidas riiklikud struktuurid (erinevad avaliku sektori organisatsioonid ja nende koostöömustrid) mõjutavad Ida-Euroopa innovatsiooni, võrdluses näiteks Põhjamaade või Aasiaga.
Selliseid võrdlusi pole mujal varem tehtud ega tehta praegugi. „Oleme innovatsiooni uurimisse toonud teatud määral uut metodoloogiat,“ ütleb Kattel. Teadustöö üks põhilisi järeldusi kõlab, et Ida-Euroopas on Läänest palju kopeeritud, kuid kohalikke vajadusi vähe arvestatud. Sellest tuleb kopeerimise paradoks – poliitika küll näeb välja nagu Soomes, aga selle efektiivsus ja mõju on oluliselt madalam.
RNI jaguneb laias laastus kaheks – innovatsiooniga tegelevaks osaks ning valitsemise ja avaliku halduse pooleks. Kui suur osa teadlasi maailmas vaidleb innovatsioonipoliitika enda üle, kas seda on õige ajada maksude alandamise või ekspordi toetamise abil, peab RNI pigem oluliseks, kuidas poliitikat ellu viiakse, kuidas ametnikud ja poliitikud seda mõistavad, kuidas ja kelle poolt poliitikat hinnatakse. Selle lisanduvad kõrvalsuundadena tehnoloogia ja ühiskonna käsitlus (näiteks e-valitsus) ja finantsregulatsioonid. Eesmärgiks on mitte jääda väga ühe distsipliini keskseks.
„Innovatsioon ei käi nii, et inimene ärkab hommikul üles ja teeb midagi, see toimub ikka mingis keskkonnas,“ selgitab Kattel. Vaadelda tuleb majandust laiemalt, sotsiaalsüsteemi, haridust, kultuuri. Võtmetähtsusega sõnaks on majandusstruktuur ja mitte ainult selles tähenduses, millega ettevõtted tegelevad, vaid ka institutsionaalne raamistik.
„Meie metodoloogia on sellele suunatud, et kuna elu on väga rikas, siis peaksime seda rikkust suutma kuidagi näiteks 20 lehekülje peal kirjeldada,“ lausub Kattel. „Olulisem on mõista seda, mis võib ettevõtjaid mingi otsuse langetamisel mõjutada, mitte seda, mis on mingi poliitika kvantitatiivne tagajärg, sest mõõta on paljusid asju väga raske.“ Ta toob näiteks tervise rahastamise, mis on väga keeruline, kuna tervist ei saa üheselt defineerida, defineerida saab haigust.
Nii tegelebki tema instituut pigem ümbritseva tähenduse lahtimõtestamise ja narratiivi koostamisega – mis ei tähenda, et empiirikal või statistikal poleks selles olulist rolli. Sellise lähenemise tugevuseks on võimalus elu kirevust paremini edasi anda. Nõrkuseks aga asjaolu, et nii on raske panna asju ühte lausesse või ühte arvu – mis ei pruugi otsustajatele meeldida.
Konkreetseteks uurimismeetoditeks on intervjuud, osalusvaatlused, mis äärmuslikul juhul võivad toimuda etnograafilises või antropoloogilises stiilis. Näiteks magistritööde puhul on ka seda juhtunud, et autor läheb kusagile tööle ja kirjutab selle põhjal oma lõputöö.
Erik Aru
TTÜ aasta noorteadlane Kaarel Adamberg tegeleb piimatööstuste tarbeks piimhappebakterite arendamisega.
Kaarel Adamberg rabab mitmel rindel, ametikohti on tal tervelt kolm. TTÜ-s on ta nii matemaatika-loodusteaduskonna keemiainstituudi kui ka keemia ja materjalitehnoloogia teaduskonna toiduainete instituudi vanemteadur, lisaks töötab ta Toidu- ja Fermentatsioonitehnoloogia Arenduskeskuses (TFTAK) projektijuhina.
Teadustööna tegeleb ta piimhappebakterite ja ka teiste bakterite uurimisega. „Üritame bakteritest aru saada, et neid toiduainete valmistamisel ja ka keemiatööstuses rakuvabrikutena kasutada,“ ütleb Adamberg.
Piimhappebaktereid kasutatakse hapupiimatoodete, juustu ja teiste toodete (näiteks hapendatud köögiviljad ja vorstid) valmistamisel juuretistena. Viimasel ajal on püütud neid rakendada ka ravimitööstuses, näiteks vaktsiinidetootmisel– viimasegaTFTAK küll otseselt ei tegele.
Kui tööstuslikus tootmises laialt kasutatav bakter Escherichia. coli on üsna vähenõudlik ja kasvab glükoosi peal, millele on lisatud taimeväetisele sarnaseid komponente (ammooniumi-, kaaliumi- ja muid soolasid), siis piimhappebakteriga on palju keerulisem. Söötmeks sobiva segu peavad teadurid ise kokku panema 20 aminohappest, mitmest vitamiinist ja muudest komponentidist, mis tuleb kõik eraldi välja kaaluda.
Bakterid pannakse kasvama bioreaktoris. Nende mõõtmeid on inimesel keeruline tajuda. Ainuraksete läbimõõt on mikromeetri kanti, mis tähendab seda, et millimeetrile saaks neid juba tuhat tükki ritta laduda. Kui sada grammi jogurtit ära süüa, siis sellega satub inimese seedetrakti juba 1011 bakterit, toob Adamberg näite.
Bioreaktorist pumbatakse bakterid välja koos nende tekitatud produktidega, milleks antud töö puhul on põhiliselt piimhape. Reaktoris saab mõõta temperatuuri, hapnikusisaldust, happesust (pH) ja muid näitajaid, mis protsessi mõjutavad. Vastavalt sellele, milline on uurimisülesanne, tuleb need tingimused optimeerida. Kontroll käib arvuti kaudu, kus saab jälgida ka erinevaid graafikuid – näiteks seda, kuidas hapniku tarbimine ajas väheneb ja piimhappe tootmine väikse nihkega pöördvõrdeliselt kasvab.
Piimhappebakterite uurimise ja arendamise põhjuseid on kaks. Ühest küljest tahavad tarbijad erinevaid tooteid. Mõnele näiteks maitseb hapum, mõnele mahedama maitsega jogurt. Nende toomiseks läheb vaja erinevaid juuretisi – piimhappebaktereid . Teisalt tahavad piimatööstused oma tootmist maksimaalselt optimeerida. „Paraku on piimhappebaktereid sadu erinevaid liike ja liikides paljuerinevad tüvesid,“ ütleb Adamberg. „Näiteks võib üks tüvi toota mingit spetsiifilist aroomikomponenti, teine aga hapendab piima kiiremini.“ Kõige olulisem näitaja ongi piimhappebakterite puhul see, kui kiiresti piim nende mõjul hapneb ja kalgendub.
Juuretisetööstust huvitab see, kuidas nende tuhandete tüvede seast kõige sobivam välja valida. Selleks kasutatakse erinevaid seadmeid, kus paralleelselt saab läbi viia kümneid ja sadu katseid nt erinevate piimade või erinevate piimhappebakteri tüvede analüüsimiseks. Iga katse juures mõõdetakse rakkude kasvu iseloomustavaid näitajaid nagu pH-meetriga hapete tootmiskiirust, mikrokalorimeetriga soojuse eraldumist või voolutsütomeetriga rakkude arvu muutust. Teine suund on aroomiühendite analüüs. „Oleme võimelised ära mõõtma iga molekuli, mida bakterid oma elutegevuse käigus toodavad,“ räägib Adamberg.
Piimhappebakterite ainevahetuses tekib põhiliselt piimhape, aga võivad tekkida ka näiteks äädikhape, sipelghape, etanool ja paljud erinevad aroomiühendid. „Meie tahame teada, miks ja millistel tingimustel nad neid ühendeid toodavad,“ selgitab Adamberg. Sellest sõltub, kuidas bakterite biomassi üles kasvatada suurtes tööstuslikes fermenterites (10-100 tuhat liitrit), kuidas leida õiged kasvutingimused, milline peab olema pH, temperatuur ja söötme koostis, et bakterite omadused säiliksid ka piimatööstuses, kus neid kasutatakse piimatoodete valmistamisel.
Erik Aru
QS World University Rankings’i põhjal tõusis TTÜ maailma 450 parima ülikooli hulka olles Baltikumi ülikoolidest parimal positsioonil. Tehnikaülikoolide arvestuses on TTÜ maailma 50 parima hulgas.
TTÜ rektor Andres Keevallik väärtustab kõrgelt TTÜ positsiooni: „Tunnustan ja tänan TTÜ õppejõude, teadlasi, tudengeid ja töötajaid suurepärase töö eest. QS World University Rankings on maailma üks soliidsemaid ning usaldusväärsemaid pingeridu. TTÜ õppe- ja teadus-arendustegevus on rahvusvaheliselt väga heal tasemel. Väikese riigi ainsale tehnoloogiaülikoolile on tegemist suure saavutusega.“
Kõigi TTÜ hinnatud õppevaldkondade positsioon on 401+ (sotsiaal- ja juhtimisteadused, inseneeria ja tehnoloogiateadused, loodusteadused ja meditsiin, maateadused).
Kokku esitas QS World University Rankingsile oma andmed 3000 ülikooli üle kogu maailma, neist valiti välja 800, mida hinnati.
QS World University Rankings põhjal kuuluvad maailma ülikoolide esikolmikusse Massachusetts Institute of Technology (MIT), Harvardi ülikool ja Cambridge’i ülikool.
1918. aastal asutatud TTÜ on Eesti ainus tehnoloogiaülikool, mille unikaalsus peitub tehnika-, loodus-, täppis-, sotsiaal- ja terviseteaduste sünergias. TTÜ missioon on toetada Eesti majandust, ettevõtlust ja tööstust. TTÜ on lõpetanud üle 60 000 inimese, hetkel õpib ülikoolis 13 600 tudengit. TTÜ teeb koostööd ülikoolidega üle maailma sh TOP 10 hulka kuuluvate ülikoolidega (Stanford, Berkeley, MIT, Harvard jt). TTÜ esindused asuvad Silicon Valley`s USAs ja Shanghais Hiinas. Rohkem kui 50 hektaril laiuv TTÜ linnak hõlmab 72 ehitist. Lisaks kaheksale teaduskonnale asuvad siin IT kolledž ja Tallinna Teaduspark, mis koondab üle 150 kõrgtehnoloogiaettevõtte. Lisaks on TTÜ-l eraldiseisvad kolledžid Kuressaares, Tartus, Virumaal ja Tallinnas. Üliõpilastele pakutakse suurepärast tudengi- ja kultuurielu, ülikooli majutus- ja sportimisvõimalused on ühed parimad Põhja-Euroopas.
Resistentsuse saavutamiseks ristasid teadlased põllul kasvatatava kultuurnisu metsiku nisuga.
Tavaline nisu kipub olema mitteresistentne paljude haiguste suhtes. Üks selliseid haigusi on seenhaigus nimega jahukaste. Nüüdisaegne kultuurnisu on arenenud suhteliselt piiratud arvust isenditest, sellepärast ei ole selle genoomis ka eriti palju erinevaid resistentsusgeene, mis võiksid haiguskindlust anda.
Geenitehnoloogia instituudi samanimelise õppetooli teadlased on selleks, et muuta põllul kasvatatav nisu jahukaste suhtes resistentseks, ristanud selle Kaukaasia mägedest pärit nisu sugulasliigiga, millega siinsed patogeensed seened ei ole kohanenud. Eesmärgiks oli selgeks teha, mis teeb metsiku nisu haiguse suhtes resistentseks ja kuidas saaks õiged ’tükid’ metsiku nisu genoomist üle tuua kultuurnisusse. „See ei olnud sugugi nii lihtne, sest erinevad liigid ei ristu ju,“ ütleb geenitehnoloogia õppetooli vanemteadur Kadri Järve.
Paar ristandit õnnestus siiski saada. Nende järeltulijate seast valiti välja kõige resistentsemad, et neid edasi uurida. DNA markerite abil tehti selgeks, kus nisu genoomis, millises kromosoomis asub geen, mis resistentsust annab. Geenitehnoloogia õppetooli teadurid tekitavad rekombinantseid taimi, kus oleks võimalikult väike tükk metsiku nisu resistentsust andvast genoomiosast.
Praeguseks on geen suudetud viia ühte 1949. aastal aretatud Soome nisusorti, mis aga põllumajanduslikust seisukohast pole enam kuigi huvitav – ei saa õigel ajal valmis ega anna piisavalt suurt saaki. Nüüd ongi eesmärgiks viia geen ühte nüüdisaegsesse eesti nisusorti, mis on aga jahukastele väga vastuvõtlik. „Töötame rakenduse ja teooria vahepeal,“ võtab Järve kokku.
TTÜ teadlased teevad koostööd Tšehhi laboriga, mis järjestab nisugenoomi, just seda vajalikku kromosoomi – nisu tohutu genoomi kromosoomid on sekveneerimiseks nimelt erinevate maailma laborite vahel laiali jagatud.
Võimalik, et siinse töö tulemust saab rakendada Eestist kaugemalgi. Praegu kaalub geenitehnoloogia õppetool, kas anda see Mehhiko ülemaailmsesse teraviljade geenipanka. „Me eriti ei taha anda,“ nendib aga Järve. Taimed ei ole nimelt patenteeritavad ja geenipangast saaks töö tulemust kasutada igaüks. Küll saaks sõlmida lepingu, mis tagaks TTÜ teadlastele nende töö põhjal aretatud võimalike uute nisusortide kaasautorluse. Igatahes Jõgeva Sordiaretuse Instituut saab tulemust tasuta kasutada, et võimalusel aretada uusi haiguskindlaid sorte. „Teeme selle ühe ära ja siis vaatame,“ kirjeldab Järve tulevikuvaateid.
Lisaks praktilisele rakendusele võib kooruda aga ka teaduslik avastus. Nimelt on alust arvata, et metsiku nisu resistentsus on tavalisest erineva molekulaarse mehhanismiga. „Kui see tõele vastab, on asi huvitav,“ ütleb Järve.
Erik Aru
Umbes 394 miljoni aastane vanune kala võib saada meie hõimurahva vadjalaste nime.
Kahekümne kuuendat juunit võib seni veel nimetu devoniaegne kalafossiil tähistada oma teise sünnipäevana. Kui ta mitte kivistunud poleks. Kindlasti läheb see päev aga Eesti paleoihtüoloogia ajalukku, sest Narva karjäärist leiti kivistunud kala, millesarnast pole Eestis kunagi varem kohatud. Tegemist on täiesti uue liigiga, võib-olla isegi perekonnaga.
TTÜ geoloogia instituudi teadlased veel veksleid välja ei anna, kuid on kangesti õhevil, kui kogunevad laudadele välja pandud kalakivistisi uurima ja tutvustama. „Siin on me viimase kalalkäigu tulemus,” osutab suuri kive täis lauale peavarahoidja Ursula Toom. Teadur Tarmo Kiipli selgitab, et tegelikult mindi seitsmekesi Narva karjääri erinevate kivimikihtide paiknemist uurima. Juhuslikult leitud kivististega kivitükk suunas edasi uute ja uute kalaleidudeni. Kui senini olid Eestist pärinevad leiud pigem kalade skeletiosad, siis nüüd laiutavad laual paarikümnesentimeetrine kolju ja 30-sentimeetrine soomuskate. „Meie leitud kala teeb Eesti piires haruldaseks just tema terviklikkus,” on Toom õnnelik.
Eesti paleoihtüoloogia grand old lady Elga Mark-Kurik tõmbab käed laiali kui enesega rahulolev kalastaja: „No eks see kala ikka ligi meetri pikkune oli, kivistisel on väga hästi näha soomused ja nende märgatavad erinevused.” Kuriku juttu devoni ajastust võib kuulata päevade kaupa, kuuskümmend aastat teadustööd on tugeva pagasi andnud.
Vadjalaste mälestuseks
„Kuna kala leiti Vadja kihistust, millel hõimurahva nimi, siis kaalun, äkki anda ka kalale endale samuti vadjalaste nimi,” räägib Kurik. Ta lisab muiates, et tegelikult lamab laual inimese kauge sugulane. Arenesid ju devoni kaladest välja latimeeriad, tänapäevalgi ujuvad maailmameres lihasuimsed kalad. Ning mis kõige tähtsam – kaladest arenesid ka loomad, meie kauged esivanemad. „Tundub, et inimestele meeldib rohkem teooria kaladest põlvnemisest kui karvastest ahvidest esivanematest,” naerab kalapildiga särki kandev kalateadlane.
Et teada saada leiu tegelik unikaalsus, algab nüüd kivistise kirjeldamine, lisaks kontakteerumine teiste devoni kalade uurijatega, et saada võrdlusmaterjali. Alles rahvusvahelistes teadusajakirjas ilmunud artikli järel saame kinnitust, kui haruldane on me ees laual lebav kivihunnik.
Devoni ajastu, kalade ajastu
Devoni ajastu oli Maal 416–359 miljonit aastat tagasi. See oli maakera ajaloos üks palavamaid. Devonit tuntakse aga eelkõige kalade ajastuna, kuigi kalad on pärit varasematest ajastutest.
„Täna leiame peamiselt tolle ajastu domineerivad liike, sest väiksemad ja nõrgemad söödi lihtsalt ära,” seletab paleoihtüoloog Kurik, kelle jaoks pole kahtlust, et Narva karjäärist leiti suur röövkala. Lapikust kujust pole aga vaja end heidutada lasta, see on tekkinud kivimikihtide ja miljonite aastate survel.
Kui enamik devoni ajastu kivistisi on ligipääsetavad vaid Lõuna-Eestis, siis unikaalne leiukoht Põhja-Eestis on just Narva karjääris, põlevkivi kaevandamise tallermaal. Geoloogiainstituudi teadurid on väga tänulikud Eesti Energia kaevanduste juhtkonnale, kes lubas nad Narva karjääri uurima ning aitas seeläbi kaasa meie devoni ajastu elu rikastamisele.
---------------------------------------------------------------------
Kivistise teeb oluliseks tema terviklikkus, hästi on näha nii soomustega keha kui ka pea. Senini on Eestis leitud pigem kalatükikesi, mitte aga tervikuid.
Lugu ilmus ajakirjanik Rein Sikk sulest ajalaehes Eesti Päevaleht>>
Elektriautod seisavad tihti 90 protsenti ajast kasutuseta. Elektriautode akusid saaks vajadusel rakendada energiaallikatena tarkvõrkudes.
Värskelt Tallinna Tehnikaülikooli Elektrotehnika instituudis kaitstud Marek Mägi doktoritöö „Elektriauto energiasalvesti ja elektrijaotusvõrgu energiavahetusprotsesside uurimine ja juhtimine“ käsitleb seda, kuidas elektriautode akusid saaks kasutada energiaallikana ajal, mil auto seisab. „Uurimisteema püstitati tööstusettevõtte poolt,“ ütleb Mägi, kes töötab AS Harju Elekter Elektrotehnika tootearenduse elektriinsenerina.
Elektriautode akude elektrienergiat saaks kasutada elektrivõrgu tipukoormuste katmiseks. See lubaks suurendada elektrivõrgu tarnekindlust. Lisaks tipukoormuste ühtlustumisest huvitatud elektrivõrgule võiks selline lahendus kasu tuua ka näiteks tootmisettevõtetele, kes saaksid rakendada oma töötajate elektriautode akusid ettevõtte elektrivajaduse rahuldamiseks. Autoomanike huvi seisneks võimaluses oma sõidukeid odavamalt laadida kompensatsioonide toel.
Probleem seisneb aga selles, et tänapäeva jaotusalajaamad lubavad elektrienergiat edastada vaid ühes suunas. TTÜ dotsendi Elmo Pettai juhendamisel valminud doktoritöös on toodud jaotusalajaama ülesehitus, mille madalpingesektsiooni üks osa on mõeldud elektriautode laadimisjaamaks, teine aga elektrienergia jaotamiseks tavaklientidele. Laadimisjaama poolel on kahesuunalised jõumuundurid, mis lubavad nii elektriautode akude laadimist kui tühjendamist. Lisaks võivad jaotusalajaama kui mikrovõrgu koosseisu kuuluda ka statsionaarsed energiasalvestid. Mägi ei ole mujalt maailmast sarnaseid jaotusalajaama lahendusi praktikas leidnud. TTÜ on müünud valmistuslitsentsi statsionaarsete energiasalvestite valmistamiseks AS Harju Elekter Elektrotehnikas.
Lisaks on doktoritöö raames loodud ka jaotusalajaama juhtimisarhitektuur ja selleks vajalikud juhtimisalgoritmid. TTÜ-s on valminud kahesuunaliste jõumuundurite testimiseks mikrovõrgu katsestend.
Iga laadimis- ja tühjendamiskord mõistagi kulutab elektriauto akut, millega väheneb aku eluiga. Mägi hinnangul oleks optimaalne, kui energiaallikana kasutataks 10-20 protsenti elektriauto akust.
„Ehitada valmis uut tüüpi jaotusalajaam ja testida seda reaalsel objektil,“ kirjeldab Mägi tulevikuplaane. Tema hinnangul võiks prototüüp realiseeruda 5-10 aasta jooksul.
Erik Aru
TTÜ Materjalitehnika instituut arendab tööriistade kulumiskindlad pinded.
„Mõne detaili või toote valmistamisel valime suhteliselt odava materjali, näiteks konstruktsiooniterase, aga anname pinnale nõutavad omadused, eelkõige kulumiskindluse, kasutades pinnatehnoloogiat – olgu see siis pindkarastamine, nitreerimine, tsementiitimine või siis keerukamaid tehnoloogiaid,“ selgitab instituudi direktor professor Renno Veinthal. Paljude masinaosade kui ka tööriistade puhul on olulised vaid materjali pinnaomadused, materjali sisemusele langeb ehk vaid kümneprotsendiline koormus – seega materjali ressurssi kasutatakse ainult mõne protsendi ulatuses.
Tööstuslikult on levinud palju erinevaid tehnoloogiaid. Materjalitehnika instituut tegeleb pinnatehnoloogia alal kahe suunaga. Üheks on nii-öelda „paksud pinded“, mis pole just kuigi paksud – kaetavale pinnale kantakse saja mikromeetri kuni mõni millimeetri paksune eriomadustega komposiitmaterjali kiht. Teiseks on niinimetatud „õhukesed pinded“, mis on tõesti õhukesed – ühest kuni kümnekonna mikromeetrini.
Paksude pinnete saamiseks rakendatakse kiirleekpihustust, plasmapealesulatust ja teisi meetodeid. Peale kantakse tavaliselt mingisuguse koostisega keraamilis-metalseid komposiitmaterjale, näiteks kermiseid, kõvasulamit. „Käimasolevatest projektidest mitu on väga rakenduslikud,“ ütleb Veinthal. „Näiteks pinnaseteisaldusmasina või lumesaha tera tugevdustehnoloogia.“
Õhukeste pinnete puhul on kasutusel mitu aurustussadestus-meetodit – nii füüsikalisi kui keemilisi. Õhukeste keraamiliste pinnete sadestamine toimub spetsiaalses reaktoris, kus mõne mikromeetri paksune keraamiline pinne kantakse peale aurustatud metalli ja gaasi reageerimisel moodustunud ühenditest – sõltuvalt kasutatavast gaasist (näiteks lämmastiku või muu gaasi) reaktsiooni tulemusena moodustunud karbiid, nitriid või nende segu. Eeskätt leiavad sellised pinded kasutust tööriistade juures, nagu stantsitemplid, lõiketerad, plasti survevaluvormid – kõik, milles on koos kõrge surve ja temperatuur ning abrasiivne või adhesiivne kulumine.
Keeruline osa pinnete juures ongi sadestamise osa. Tulemuseks peavad olema eriomadustega, võimalikult väikese hõõrde ja nakkega pinded. Siin hakkab kohe silma vastuolu – ühelt poolt peab pinne nakkuma kaetuva materjaliga, teiselt poolt aga ei tohiks see millegagi nakkuda.
Lisaks füüsikalisele aurusadestusele tegeleb instituut ka keemilise aurusadestusega, võimaldamaks saada teemandilaadseid pindeid. „Selles vallas oleme veel alusuuringute järgus,“ ütleb Veinthal.
Erik Aru
Kõvasulamid koosnevad materjalidest, mida tegelikult kõrgest sulamistemperatuurist tingituna sulamina kokku panna ei saa.
„Instituudi selgrooks on pulbertehnoloogia, mis lubab valmistada komposiitmaterjale ja nendest tooteid,“ räägib TTÜ Materjalitehnika instituudi direktor professor Renno Veinthal. Pulbertehnoloogia lubab kokku panna komposiitmaterjale rasksulavate ühendite baasil – mis on eelkõige tuntud kõvasulamitena – materjale, mida tavatehnoloogiad – valu – ei võimalda. Pulbermetallurgia on TTÜ-s uurimisobjektiks olnud juba ligi pool sajandit.
„Meie oleme oma niši leidnud kulumiskindlate materjalide poolel,“ ütleb Veinthal. Need leiavad rakendust kõikjal, kus on vaja peenestada või jahvatada abrasiivseid materjale, lõike- ja survetöötlusinstrumentide valmistamisel, mäetööstuses kaevandamisel ja maagirikastamisvabrikutes, metallurgiakombinaatides – mis liigub see kulub. Tavainimesele ehk ootamatult täidab metall sellises materjalis sideaine rolli, tugevuse/kõvaduse annab sellele hoopis keraamika.
Üks näide, läbinduskombaini lõiketera, on osa rahvusvahelisest projektist NeTTUN, milles instituut osaleb. Kombain nimelt kaevab linnade all metrootunneleid, läbimõõduga viis kuni 15 meetrit. Kuna metrootunnelid paiknevad suurte linnade all maapinnale üpris lähedal, töötab kombain ülerõhu all, et vähendada varisemisohtu. Lõiketera – mida on sadakond – läbikulumisel on selle vahetamine väga keeruline ja ohtlik. Seetõttu peaks see võimalikult hästi vastu pidama.
Kui materjalitehnika instituut tegeleb NeTTUN-i jaoks kulumiskindlate materjalide välja töötamisega, siis projektipartnerid arendavad georadarit. „Eesmärgiks on näha, mis ootab kombaini ees, ja vältida suurte takistuste otsa sõitu,“ selgitab Veinthal. Lisaks arendatakse robotkäppa, mis tegeleks lõiketerade vahetamisega, et poleks vaja seda tehes inimesi ohtu seada.
Kui tarbekaupu on inimesed harjunud vahetama aina kiiremini, siis kestvuskaupu, nagu seesama läbinduskombain, püütakse projekteerida nii, et need peaks vastu võimalikult kaua.
Materjali kulumiskindlust mõõdetakse tavaliselt võrreldes konstruktsiooniterasega. Testide järgi on komposiitmaterjalid sageli ühe-kahe suurusjärgu võrra kulumiskindlamad – kümneid kuni sadu kordi. Pulbermaterjalide kõrval arendatakse pidevalt välja ka uusi kulumiskindlamaid eriteraseid, mille katsetamine kulutamise laboris on väga huvipakkuv.
Kõiki tööriistu ei ole loomulikult mõtet valmistada kallitest komposiitmaterjalidest. „Võib küll pakkuda väga elegantseid lahendusi, kuid need on majanduslikult mõttetud, sest toote eluiga on piiratud mõne teise detaili poolt,“ sõnab Veinthal. Siit ka instituudi teiseks tegevusvaldkonnaks olev pinnatehnoloogia – kulumiskindlate pinnete arendamine ja kasutus.
Erik Aru
Vähiuuringute Tehnoloogia Arenduskeskuses (VTAK) projektiportfelis oleva emaka limaskesta vähi vastase ravimikandidaadi Virexxa tootmine plaanitakse korraldada Eestis AS-is Kevelt, milleks omanikud uuendavad kaheksa miljoni euroga ettevõtte ravimitootmisüksust.
VTAK juhataja Riin Ehini sõnul investeeris rahvusvaheline bioloogiliste ravimite ja diagnostika firma OPKO Health Acquieries Interest VTAK-i partnerettevõtte AS-i Kevelt emafirmasse Pharmsynthez aprill lõpul 46 miljonit eurot. Senised omanikud investeerisid samuti täiendavalt 20 miljonit eurot. Kaheksa miljoni euroga uuendatakse AS-i Kevelt ravimitööstuse üksust, kus hakatakse tootma ravimeid Euroopa ja USA turule.
"Pharmsynthezi ja VTAKi koostööd võib võrrelda Skype'iga, sest arendustegevus ja tulevikus ka tootmine toimub Eestis. Eesti valiti ravimitööstuse asukohaks seetõttu, et siin on tugev koostöö avaliku- ja erasektori vahel vähiuuringutes ning ravimiarenduses," märkis Ehin.
Investorid on tema sõnul tunnustanud ka VTAK-i efektiivset ja hästi struktureeritud toimimist, head arusaama uutest paradigmadest ravimiarenduses ning võimekust viia teaduslik avastus sisulise innovatsioonini. AS-i Kevelt ja VTAK-i vahelises koostöös on arendamisjärgus ka teine ravimikandidaat – Oncohist, mis on suunatud akuutse müeloidse leukeemia raviks.
Virexxa on endomeetriumi ehk emaka limaskesta vähi neljanda staadiumi ravimikandidaat. Praegu ei ole sellele haigusele spetsiifilist ravi, samas puudutab haigus Euroopas ligikaudu 25 000 patsienti aastas. Virexxa ravimiuuringud on olnud väga edukad ning turu potentsiaalne suurus on 600 miljonit kuni miljard eurot. Virexxal on suur potentsiaal ka USA turul.
2005. aastal asutatud VTAK-il on arendamisel 14 projekti, mida rahastavad EAS, Sihtasutus Archimedes ja VTAK-i 14 partnerit. Viimaste seas on Tallinna tehnikaülikool, Põhja-Eesti regionaalhaigla, Tartu ülikool ja biotehnoloogia, ravimiarenduse ning orgaanilise sünteesi firmad Eestist, Rootsist, USA-st, Lätist.
Professor Karsten Staehri lemmikartikkel uurib seda, millist mõju avaldab reformidele see, kui lähedal riik on EL-iga ühinemisele.
TTÜ Rahanduse ja majandusteooria instituudi teadetetahvlil on karikatuur, mis kujutab auditooriumi, kus nii õppejõud kui ka üliõpilased põrnitsevad tudengit, kes on krampides põrandale langenud. Pildiallkirjaks on: „Professor Staehr saavutas oma eluaegse eesmärgi – ta tüütas üliõpilase surnuks.“
Tegelikus elus selline asjade käik siiski kuigi tõenäoline ei tundu, sest taanlane Karsten Staehr kuulub kindlasti majandusõppejõudude elavaloomulisemasse ja väljendusrikkamasse koolkonda. Ja ta on ka üks tsiteeritumaid Eesti makroökonomiste. Staehr ise suhtub sellesse ausse veidi tõrjuvalt. „Mul on mõni halb artikkel, mida tsiteeritakse, jah,“ ütle, ta. „Reeglina neid artikleid, mis mulle endale meeldivad, ei loeta ega tsiteerita, neid aga, mis vähem meeldivad, loetakse ja tsiteeritakse.“
Ühe tema lemmikartikli teemaks on, kuidas see, kui lähedal maa on EL-iga ühinemisele, on seotud demokraatliku ja majandusliku vabadusega riigis. Staehr avastas, et kui üks 27 Euroopa post-kommunistlikumast riigist jõudis lähemale EL-ile, demokraatlikud reformid tavaliselt edenesid, samas turumajandusreformid taandarenesid. Võimalik, et selle põhjuseks on regulatsioon, mida tuleb EL-iga ühtlustada. „Ma ei usu, et seda on keegi lugenud, vähemalt pole seda keegi tsiteerinud,“ kommenteerib Staehr mõrult.
Artikkel kuulub ühte kolmest valdkonnast, mida Staehr peamiselt uurib, täpsemalt poliitökonoomia alla, kus ta tegeleb eeskätt sellega, miks mõni riik ajab üht tüüpi majanduspoliitikat, mõni teine aga teistsugust. Teine põhivaldkond on makroökonoomika ja rahandus, kus ta uurib inflatsiooni dünaamikat, seda, miks eri riikidele mõjus üleilmne majanduskriis erinevalt, ja miks mõni riik, iseäranis Baltimaad, on väga tundlik majandusšokkidele.
Staehri kolmas huviala on eelarvepoliitika. Praegu lõpetab ta mõttekoja DIW Berlini teaduri Guido Baldiga kahasse kirjutatud artiklit sellest, kuidas erineb eelarvepoliitika Euroopas enne ja pärast üleilmset kriisi. Staehr on kirjutanud ka artikleid Eesti maksupoliitikast. Ühe oma doktorandiga uurib ta maksudest hoidumist ja püüab välja selgitada, mil määral on äritulu saanud kodumajapidamised aastatel 2000-2007 oma tulu vähem deklareerinud. Nad avastasid, et tulu deklareeriti tegelikust palju vähem, kuid veidi üllatav on tulemus, et aladeklareerimise ulatus ajavahemiku alguses ja lõpus suurt ei erinenud.
Staehr osaleb ka erinevates teadusprojektides, kui teda kutsutakse. Sügisel uurib ta konkurentsivõime olulisust. Kuigi konkurentsivõimet on keeruline defineerida – sellel on sadu definitsioone ja mõne majandusteadlase arvates pole sellist asja olemaski –, on see praegu poliitiliselt väga oluline teema. „Kriisiriigid peaks parandama oma konkurentsivõimet, mis tähendab, et kellegi palgad peaks langema,“ kirjeldab Staehr poliitilist mõtlemist. Nii on ka Kreekas rakendatavad poliitikameetmed suuresti seotud konkurentsivõime kasvatamisega. Ka vaidlus, kas Balti riigid pidanuks kriisi ajal oma valuuta devalveerima, põhineb oletusel, et konkurentsivõime vähemalt mingil määral loeb.
Staehr teadis Balti riikide kohta juba Nõukogude ajal, sest tema vanaema oli sõdade-vahelisel ajal huvitatud Põhjamaade ühtsuse küsimustest – mis hõlmas ka Baltimaid. Aastail 1996-7 töötas ta Leedus. Aastal 2001 tuli Staehr õpetama Tartusse ning jagas oma aega Eesti, Norra ja Taani vahel. Tallinnasse kolis ta 2006. aastal. „Kui ma külastan Kopenhaagenit või Oslot ja naasen Eestisse, siis tunnen end kodus,“ ütleb Staehr – kuigi ta tunnistab, et eesti keel valmistab talle endiselt suuri raskusi.
Erik Aru
10.-11. juunil väisavad Tallinna kõrgetasemelised energeetikaeksperdid, et diskuteerida põlevkivienergeetika oleviku ja tulevikuvõimaluste üle. Neljandat korda Eestis toimuv põlevkivisümpoosion toob kohale nii Rahvusvahelise Energiaagentuuri (IEA) kui Maailma Energeetikanõukogu (WEC) esindajad, aga ka eksperdid maailma juhtivatest põlevkivitööstustest ning valdkonnaga tegelevatest ülikoolidest.
“Eestil on pikk kogemus ja märkimisväärsed teadmised põlevkivi kaevandamisel ja töötlemisel. Põlevkivi on meie energiajulgeoleku nurgakivi. See teeb meist ühe juhtiva põlevkivi arendaja maailmas. Üha enam riike tunneb huvi oma põlevkivivarude kasutuselevõtu vastu ning Eesti saab olla siin teenäitajaks, jagades oma teadmisi ja kogemusi,” ütles sümpoosioni üks peaesinejatest, majandus- ja kommunikatsiooniminister Juhan Parts.
Eesti Energia, Tallinna Tehnikaülikooli, Tartu Ülikooli ja Colorado School of Mines´i korraldatava sümpoosioni eesmärk on tekitada ja suurendada rahvusvahelist huvi põlevkivitööstuse vastu ning olla diskussiooni algatajaks ja sidemete loojaks erinevate huvigruppide vahel selle tööstusharu arendamisel. „Sümpoosion annab Eestile erakorralise võimaluse jätkata pikaajalist põlevkiviteemalise konverentsi korraldamise traditsiooni ning demonstreerida oma maailmatasemel teadmisi ja kogemusi põlevkivitööstuses,“ selgitas Eesti Energia juhatuse esimees Sandor Liive põlevkiviteemalise suurürituse Eestisse toomise põhjuseid.
Sümpoosionil esitatakse üle 50 ettekande. Muuhulgas käsitleb Rahvusvahelise Energiaagentuuri säästva energiapoliitika ja –tehnoloogia direktor Didier Houssin mittekonventsionaalse õli ja gaasi perspektiivi maailma energiaturul ning Maailma Energeetikanõukogu aseesimees Euroopas Dr.-Ing. Leonhard Birnbaum räägib energeetika globaalsetest arengutrendidest. Põlevkivienergeetika jätkusuutlikkust analüüsib makroökonoomika ekspert Hardo Pajula.
Rahvusvaheline põlevkivikonverents toimub Eestis neljandat korda. Esimene konverents toimus Eestis 1968. aastal. Viimati olime rahvusvahelise põlevkivisümpoosioni võõrustajaks 2009. aastal, mil osales 300 oma ala spetsialisti 24 riigist. Seekordse sümpoosioni osalejate hulka kuuluvad põlevkivitööstuse edukaimad ettevõtjad, tehnoloogia arendajad, tunnustatuimad teadlased, akadeemikud ning valitsuste vastava valdkonna esindajad ja ametnikud. Registreerunud on üle 300 osaleja 21 riigist, teiste seas põlevkivispetsialistid Hiinast, Ameerika Ühendriikidest, Brasiiliast, Jordaaniast, Venemaalt ja Türgist.
Põlevkivisümpoosion toimub 10.-11. juunil Tallinna Tehnikaülikoolis. Ürituse korraldamist toetavad Eesti Energia, Tallinna Tehnikaülikool, Tartu Ülikool, Colorado School of Mines, Haldor Topsøe, Air Products, Outotec, Total, Fluor ja QER ning koostööpartneriteks on Maailma Energeetikanõukogu ja Eesti Vabariigi Majandus- ja Kommunikatsiooniministeerium.
Lisainfo ja programm: www.oilshalesymposium.eu
Üritusest huvitatud ajakirjanikel palume akrediteeringu ja lisainfo saamiseks võtta ühendust ürituse pressiesindajaga.
Reilika Ilp
Rahvusvaheline põlevkivisümpoosion
Pressiesindaja
reilika.ilp@energia.ee
Tel +372 71 55 620
Tel +372 52 11 145
Euroopa kanderakett Vega, mis viis kosmosesse Eesti esimese satelliidi ESTCube-1, ootas kosmosesadama stardiplatvormil Prantsuse Guajaanas mitu päeva tuule vaibumist. ESTCube-1 alustas 07.05.20313 hommikul kell 5.06 rakett Vega pardal teekonda orbiidile.
Küsimused TTÜ mehaanikateaduskonna üliõpilasele Paul Liiasele:
1) Mis on olnud Teie ülesanded seoses Estcube’ga?
Ülesandeid ESTCube ehitamise jooksul on olnud palju erinevaid. Minu kui tootearendaja peamiseks ülesandeks on olnud ESTCube korpuse ja mehhanismide arendamine, valmistamine ja katsetamine. Viie aasta jooksul sai ESTCube abiga kogu tootearenduse protsess läbi proovitud. Lisaks satelliidi osadele tuli projekteerida ka komponentide tootmiseks ja testimiseks vajaminevaid detaile. Projekti käigus tuli puutuda kokku ka rohke dokumentatsiooniga, et satelliit saaks loa stardiks VEGA raketiga.
Lisaks tehnilistele ülesannetele tuli täita ka teisi huvitavaid ülesandeid, nagu suhtlemine meediaga, ürituste korraldamine jm.
2) Miks Te selles projektis osalete?
Põhjusi ESTCube projektis osalemiseks on palju. Tegelikult olen lapsest saati lennundusega tegeleda tahtnud. Äkitselt tekkis aga võimalus satelliiti ehitada ja selle võimaluse kasutasin kiirelt ära. ESTCube arendamisel oli võimalik mõelda 1l sees väga suurelt ja oma mõeldud lahendused lõpuks ka ellu viia. Iga CubeSat on teistest erinev ja uued inseneriülesanded vajavad lahendamist. Seega ei ole enamasti olemasoleva lahenduse kopeerimine võimalik ja uusi lahendusi tuleb ise mõelda, mis selle projekti just huvitavaks tegidki.
Pealegi kes ei tahaks oma enda satelliiti Maa orbiidile saata!
3) Milliseid TTÜs õpitud oskusi ja saadud teadmisi olete saanud kasutada? Mida olete juurde õppinud?
Põhimõtteliselt saan öelda, et pea kõike, mida TTÜs bakalaureuseõppe jooksul teada sain, läks ka satelliidi ehituse juures vaja. Osaliselt oli see endalegi üllatuseks, sest tihti jääb õppides selline mulje, et õpitavat tulevikus nagunii kunagi vaja ei lähe. Parima näitena võiks tuua tehnilise joonestamise aine, kus kõik joonised tuli teha käsitsi. Siis tundus see kuidagi totter, sest praegu tehakse nagunii kõik joonised arvutiga. Tegelikkuses tuli aga käsitsi eskiiside tegemise oskusest päris palju kasu. Isegi Saksamaa Kosmosekeskuses praktikal olles tuli päris palju käsitsi eskiise teha. Loomulikult tuli ka ise palju vaeva näha, juurde lugeda ja õppida.
Projekti käigus sai juurde õppida peamiselt seda, mida on võimalik ainult läbi praktilise kogemuse omandada. Mulle endale oli väga huvitav kogemus erinevate tehniliste jooniste tegemine ja suhtlemine tootmisettevõtetega nii Eestis kui Saksamaal. Arendustöö käigus sai puututud kokku erinevate materjalide ja töötlemisprotsessidega.
Veelgi enam hindan rahvusvahelisest projektist saadud projekti läbiviimisoskusi ja meeskonnatöö kogemust. ESTCube projektis osalevaid asutusi oli palju ja nad kõik olid üle Euroopa laiali. Selline kogemus aitab tulevikus kindlasti sarnastes olukordades vigu vältida või probleeme paremini lahendada.
Tallinna tehnikaülikooli arvutitehnika instituudi eestvedamisel on rahvusvahelises koostöös jõutud arvutikiipide vigade tuvastamise ja parandamise programmideni, mis võimaldavad elektroonikatööstusel kiipe senisest veerandi võrra odavamalt välja töötada.
Tillukesed kiibid on tänapäeval tegijad pea kõikides eluvaldkondades arvutitest ja mobiiltelefonidest uksekaartideni. Väliselt on kiibid muutunud üha väiksemaks, seest üha suuremaks, vahendas "Aktuaalne kaamera".
"See on tohutu meri mingitest lülititest ja inimesena on juba võimatu ette kujutada kogu seda kiipi või mingit osagi sellest," ütles TTÜ arvutitehnika instituudi professor, Euroopa Liidu rahastatud projekti Diamond koordinaator Jaan Raik.
See aga tähendab, et uue kiibi väljatöötamisel läheb põhiaur paradoksaalsel moel üksnes vigade kindlakstegemisele ja parandamisele.
"IBM-i hinnangul maksab ühe uue kiibi projekt ligikaudu 60 milonit eurot ja nad on hinnanud, et Diamondi meetodid teeksid väljatöötamise umbes veerandi võrra odavamaks, igalt uuelt kiibilt nad säästaksid umbes 15 miljonit eurot," sõnas Raik.
Projekti raames sündis kaks vabavara projekti FoREnSiC ja zamiaCAD. Nende mitmesuguste edasiarenduste vastu on aga huvi tundnud juba mitmed firmad.
Tehnoloogiaarendus sündis Euroopa Liidu rahastatud projekti Diamond raames, kus kokku kaheksa partneri hulgas olid ka suurfirmad Ericsson ja IBM.
Geoloogia õpetamine ja õppimine on muutumas atraktiivsemaks, lõbusamaks ja dünaamilisemaks. Tänapäevaseid uudseid tehnika- ja tehnoloogialahendusi ära kasutades on nüüdsest ka Eesti geoloogiat võimalik uurida ja tundma õppida nutitelefonide, tahvelarvutite ning kindlasti ka PC arvutite vahendusel.Koostöös TTÜ Geoloogia Instituudi, Haridusministeeriumi, Maa-ameti ja AS Nortal´iga valmis 2012. aasta teaduse populariseerimise raames interaktiivne loodusharidusliku otstarbega lihtsustatud 3D mudel Eesti maapõuest.
Mudel on hea õppevahend tutvustamaks Eesti ala geoloogilist ehitust, selle arengulugu, kivimikihtide tüüpe ja kõige sellega seotud mõisteid. Samuti saab mudelit rakendada lihtsamate maapõuega seotud probleemide ja ülesannete näitlikustamiseks ja lahendamiseks. Näiteks saab puurimistööriistaga uurida ja võrrelda erinevates kohtades kivimikihtide paksusi vertikaalselt. Kääridega mudelit lõigates saab näha aga kihtide paigutust maapõues horisontaalset. Huvitavam ja mängulisem on mudelit uurida puutetundlikul ekraanil.
Geoloogia ei ole nüüd enam lihtsalt üks pilt, vaid interaktiivne 3D disain võimaldab tajuda geoloogilist keskkonda eluliselt. Kindlasti teeb see nii õpetamise kui ka õppimisprotsessi oluliselt tõhusamaks ja paremini hoomatavaks, viies geoloogia-alaste teadmiste omandamise uuele tasemele. Loodetavasti kujuneb maapõue mudelist kaasahaarav õppevahend nii õpilastele kui ka tudengitele ja muidu huviliste jaoks.
Rakendus on kõigile veebis tasuta kättesaadav Chrome WebSotre’ist, iTunes’ist ja Google Play’st ning PC-de jaoks allalaetav Geoloogia Instituudi kodulehelt:
Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.Nortal.GeoMudel2
https://chrome.google.com/webstore/search-apps/Geomudel
iPhone: https://itunes.apple.com/ee/app/id609146659?mt=8
PC: http://www.gi.ee/geomudel/
Antud tarkvara on lubatud kõigil vabalt kasutada ja levitada, eeldusel et viidatakse TTÜ Geoloogia Instituudile.
Kontakt ja info:
Liina Paluveer, TTÜ Geoloogia Instituudi teaduskogude spetsialist
620 3028, liina dot paluveer at gi dot ee
Euroopa Liidu rahastatud teadusprojekt FILOSE arendas välja uudse meeleorganiga – küljejoonega – robotid. Kõigil kaladel on see elund olemas, kuid seni polnud tal tehnoloogilist vastet inimloodud allveesõidukite jaoks.
Londoni Kuningliku Seltsi ajakirjas „Proceedings of the Royal Society A“ avaldatud artiklis kirjeldavad FILOSE liikmed küljejoonte abil juhitavat robotkala. Viimase nelja aasta jooksul on FILOSE uurinud kalade liikumist ja küljejoone taju, et mõista, kuidas kalad tuvastavad ja kasutavad ära veevoolu omadusi, ja arendada bioloogiliste põhimõtete alusel energiasäästlikke allveeroboteid.
Kuigi veevool on väga muutlik keskkond, saab seda ikkagi mõõta ja iseloomustada paljude ajas ja ruumis stabiilsete tunnuste abil (nt voolu suund või turbulentsi tugevus). Neid iseloomulikke tunnuseid kirjeldab „voolustik“ – voolu maastik, mille abil kalad ja robotid orienteeruvad ja muudavad oma liigutusi.
„Seni on robootikas voolu vaadeldud kui häiringut, mis suunab roboteid kõrvale planeeritud kursilt,“ selgitab prof. Maarja Kruusmaa, FILOSE projekti teaduskoordinaator. „Oleme näidanud, et vool on ühtlasi infoallikas, mille abil sõidukit paremini juhtida. Samuti võib voolu kasutada energiaallikana, kui oskame mõista voolu dünaamikat ning keeriste ja vooluga kavalalt ümber käia.“
Voolu tajumise ja kasutamise katsed FILOSE raames on näidanud, et kalarobot võib energiat säästa otsides voolust energeetiliselt soodsaid piirkondi, kus voolamine on nõrgem, või lasta end keeristel edasi kanda. Robotid suudavad ka tuvastada voolu suunda ja ujuda vastuvoolu või end voolus paigal hoida kompenseerides allavoolu liikumist voolukiiruse mõõtmise abil. Katseliselt on näidatud, et voolus paikneva objekti taga püsiva FILOSE roboti energiatarve väheneb. „See on sarnane jalgratturina teiste ratturite tuules püsides oma vaeva vähendamisele või autoga veoki taga sõites kütusekulu alandamisele,“ võrdleb prof. Kruusmaa.
FILOSE käigus töötati välja mitmeid kunstlike küljejoonte ja täiturite prototüüpe, et eksperimentaalselt uurida voolus liikumise ja tajumise erinevaid külgi: pehmete materjalide kasutamist turbulentsis energiasäästlikult ujumiseks, kala moodi käituvate mehhaaniliselt lihtsate robotite ehitamist, voolu omaduste tõlgendamist ja nende kasutamist sõidukite juhtimiseks, roboti liikumise mõõtmist voolu põhjal.
FILOSE on kaasa aidanud “kalakeskse” vaatevinkli mõistmisele veekeskkonnas. „Katsed robotitega on meid aidanud ka kalade käitumise mõistmisel,“ ütleb FILOSEs osalenud prof. William Megill, kes juhtis Bathi ülikooli panustamist projekti. „Salvestades vooluandurite mõõtetulemusi robotkala peast, mida me oleme programmeerinud liikuma nagu päriskala sarnastes voolutingimustes, suudame aru saada, mida kalad on võimelised tunnetama.“
Küljejoontega kalarobotid on valminud kalabioloogia (Bathi Ülikool, Ühendkuningriik), allveerobootika (Tallinna Tehnikaülikool), mehhaanika (Riia Tehnikaülikool), signaalianalüüsi ja voolutunnetuse (Verona Ülikool, Itaalia) ning sensoritehnoloogia (Itaalia Tehnoloogiainstituut) ekspertide ühisel jõul.
Lisainfo:
Maarja Kruusmaa, FILOSE teaduskoordinaator, maarja.kruusmaa@ttu.ee, tel (+372) 51 83 074
William Megill, FILOSE partner, enswmm at bath dot ac dot uk, tel +44 7745 730873
Veeb: www.filose.eu
Fotod: http://www.flickr.com/photos/93670078@N02/
Videod:
http://youtu.be/XtrtXHOlNao
http://www.youtube.com/watch?v=z-bQpKRYB18
http://www.youtube.com/watch?v=0sXy7R5C_gc
Tänavu TTÜ aasta teadlaseks valitud geenitehnoloogia instituudi professor Peep Palumaa uurib biometallide rolli organismis.
Täpsemalt uurivad Palumaa juhitava genoomika ja proteoomika õppetooli teadurid ning doktorandid metalloproteoomikat. Teisisõnu, valke, mille funktsioneerimises on tähtsal kohal biometallid. Selles valdkonnas on nad oma huviala piiranud kahe põhilise biometalli – tsingi ja vasega. Nii on nende vaatluse all valgud, mis seovad tsinki ja kasutavad tsinki või vaske oma bioloogiliste funktsioonide täitmiseks. „Oleme suutnud küllaltki keerukaid probleeme lahendada, millega teised ei ole hakkama saanud,“ ütleb Palumaa ja toob tagasihoidlikult põhjuseks „küllaltki hea infrastruktuuri ja küllaltki palju tööjõudu“.
Peamisi teadussuundi on õppetoolis kaks. Mõlemas suunas on praeguseks kaitstud õppetoolis üks doktoritöö. Õppetoolis töötab kokku kuus teadurit ja neli doktoranti.
Üheks suunaks on Alzheimeri tõve tekkemehhanismid ja ravilahendused, just seoses nende biometallidega. Selles vallas on püstitatud hüpotees, et Alzheimeri tõveni viiva ahelreaktsiooni käivitajaks võivad olla häired vase ja tsingi homeostaasis – ehk tasakaalus – ajus.
Teine kesksem suund on vase metabolism – kuidas vask siseneb rakku, kuidas see jaotub rakus eri metalloproteiinide vahel, kuidas jõuab õigete valkudeni, kuidas tekib vase homeostaas rakus, millised faktorid seda hoiavad, mis toimub, kui vase metabolism on häiritud. Vase üks tähtsamaid rolle organismis on molekulaarse hapniku kasutamine bioloogilise energia saamiseks. Vase tasakaalu häired aga mängivad oma osa organismi vananemisel.
Selle suuna pealt on uurimisrühma olulisemaks saavutuseks 2010. aastal ajakirjas Nature ilmunud artikkel, milles määrati kõigi rakuliste vasevalkude afiinsused vase suhtes. Teisisõnu, tehti kindlaks, kuidas vaseioonid rakus liiguvad, kuidas toimub nende ülekanne eri valkude vahel, millised valgud asuvad hierarhias kõrgemal, millised madalamal. „See on fundamentaalne alus vase metabolismi mõistmiseks,“ ütleb Palumaa.
Uurimisrühma töö algab tihti valkude sünteesist, kus bakterite abil toodetakse kas inimese valku või mõne muu organismi valku. Pärast seda tuleb saadud keerulisest bakteriaalsest valkude segust puhastada välja individuaalne valk, et seda sobivate meetoditega uurida – nagu näiteks mass-spektromeetria, ultraviolett-spektroskoopia, fluorestsents-spektroskoopia või kromatograafia. Kui vajalikku tehnoloogiat TTÜ-s ei leidu, rakendavad teadurid partnerite abi, kes asuvad peamiselt Itaalias, kus kasutatakse näiteks tuumamagnetresonants-spektroskoopiat valkude kolmemõõtmelise struktuuri väljaselgitamiseks.
Enne TTÜ aasta teadlase tiitlit on Palumaa pälvinud 2011. aastal riigi teaduspreemia, lisaks on ta valitud oma liikmeskonda teadusliku panuse järgi kaaluva Euroopa molekulaarbioloogia organisatsiooni EMBO liikmeks.
Erik Aru
Viimase poole sajandi jooksil on viisid, kuidas me arvuteid kasutame, muutunud, kuid tehnoloogia ei ole veel meie vajadustele järele jõudnud.
Omal ajal, 1960ndatel, kui arvutid laiemalt levima hakkasid, sisestas operaator käsud, mida seade tegema pidi, vajutas nuppu ja sai tulemuse. Tänapäeva arvutid võimaldavad küll teha palju rohkemat, kui omaaegsed suurarvutid: e-kirjade saatmine, dokumentide trükkimine, veebis surfamine, kui oma olemuselt töötavad arvutid ka tänapäeval sarnaselt. Loomulikult, töötavad tänapäevased arvutid palju kiiremini ja nende kasutamine on palju mugavamalt. Leidub aga ka märke sisulisematest muutustest - niinimetatud tajumatu arvutuse (inglise keeles pervasive computing) rakendused on saamas reaalsuseks.
Tallinna Tehnikaülikooli Automaatikainstiuudi Proaktiivtehnoloogiate uurimislaboratoorium juhataja Jürgo Preden toob näiteks autode adaptiivse pidurdamise – sõiduk pidurdab järsemalt kriisiolukorras, jälgides teisi liiklejaid. Teisisõnu, auto teeb midagi ilma juhipoolse instruktsioonita. „See ongi paradigma muutus, kui seadmed tegutsevad autonoomselt meie heaks ilma, et peaksime seadmeid individuaalselt konfigureerima“ sõnab Preden. Uue põlvkonna arvutid peavad jälgima aktiivselt keskkonda, et "mõista", mis nende ümber toimub. Tagamaks seda, et arvutid ka meie keskkonda paremaks muudaksid, peavad nad olema varustatud sihifunktsiooniga, mis paneb nad tegutsema meile sobival viisil. Predeni hinnangul ei ole arvutiteaduse teoreetilised alused ega ka saavutused veel tasemel, kus me suudaksime . Samas on inseneritööna tehtud praktilised lahendused tajumatu arvutuse valdkonnas juba osaliselt reaalsus.
Professor Leo Mõtuse asutatud laboratoorium tegeleb eri alamsuundadega. Teadustöö üks osa on see, kuidas arvuti saab aru mingist olukorrast ja kommunikeerib teistele arvutitele seda, mis toimub.
Predeni enda suunaks on juba kümmekond aastat tehnoloogia, mida hüütakse arupuruks – nii tehnikaülikoolis kui ka ettevõttes Defendec, mille tehnoloogiajuht ta on. Tegemist on autonoomsete arvutitega, mis suhtlevad oma vahel traadita andmeside vahendusel. Nime „arupuru“ kannab tehnoloogia mõõtmete tõttu – juba kümne aasta eest võinuks sellise arvuti pressida paari kuupmillimeetri sisse. „Arupuru ei ole asi iseeneses, nagu arvutid või elekter ei ole asi iseeneses,“ selgitab Preden. „See on tegelikult vahend teiste toodete tegemiseks.“ Defendec on rakendanud antud tehnoloogiat erinevates valdkondades, turule on jõudnud piiri valvamisel kasutatav tehnoloogia, mis jälgib Eestigi idapiiri.
Hetkel on Preden järeldoktorantuuris New Yorgi Osariigi Ülikoolis Buffalos. Buffalos teeb ta sama teadustööd, mida ta Eestis teeb. Lisaks kontaktide loomisele oma valdkonna spetsialistidega Ameerika Ühendriikides saab ta oma sealsetelt kolleegidelt ka tagasisidet – ja mis pole sugugi vähetähtis, Buffalos leiab ta ka aega rahulikult teadustööle keskenduda. „Eestis on palju inimesi ja kohustusi, seal aga tõmban ukse kinni ja teengi tööd, keegi ei tule mind mingile koosolekule kutsuma,“ ütleb Preden. „Teadustööd on väga raske teha tunnikaupa.“
Erik Aru
TTÜ-s kaitstud doktoritöö aitab juhita autodel kaardistamata maastikul toime tulla.
Kuigi linnatänavatel liikuvate autonoomsete sõidukite juhtimise probleem on suuresti lahendatud, ei ole maastikul liikuvad juhita sõidukid veel kuigi võimekad. Tänavad on hästi struktureeritud, nendel liiklemiseks on olemas reeglid. Teed on tasased ja hästi kaardistatud, tõusud on piiratud kaldenurgaga ja takistused on selgelt märgistatud. Maastikul liikumine on keerulisem, sest maastik on muutuv ja ennustamatu. Ka muidu siledal maal võib olla ohtlikke auke, kände ja kive, mis on rohu sees liikuvale robotile halvasti näha. Kuna maastikku katvad navigatsioonikaardid praktiliselt puuduvad, on sõidukid sunnitud ekslema, otsides teed sihtpunktini, kulutades energiat ja aega. Kui teel liiklevate sõidukite arendajad keskenduvad ohutuse tagamisele, siis maastikusõidukite arendajad üritavad alles välja mõelda, kuidas saada punktist A punkti B ilma, et masin mõne takistuse taha kinni jääks.
Seda probleemi aitab lahendada Robert Hudjakov oma tänavu TTÜ-s kaitstud doktoritöös. „Minu pakutud kaugmaa navigatsioonimeetod võimaldab genereerida robotile navigatsioonikaardi,“ ütleb Hudjakov. „Seni on minu töö olnud suuresti teoreetiline, järgmine samm oleks pakutud mudel reaalse sõiduki peal tööle rakendada.“
Ettevõttes IPTE Automation tarkvara arendajana töötava Hudjakovi töö keskendub maastikuvõimekusega autonoomsete sõidukite keskkonna tajumise parandamisele. „Sõidukite külge monteeritud andurid on üldiselt piiratud nägemisulatusega, nende usaldusväärsus langeb drastiliselt kümnekonna meetri järel,“ nendib Hudjakov. Töökindluse suurendamiseks leidub küll erinevaid võtteid, kuid ka siis jääb efektiivne nägemisulatus enamasti alla 50 meetri. Lisaks leidub looduses ka kõikvõimalikke takistusi, mis veelgi piiravad nägemisulatust.
TTÜ Mehhatroonika instituudi juhataja professor Mart Tamre juhendatud doktoritöö kirjeldab ühte meetodit, mis kombineerib roboti külge monteeritud andurite ja lennukite või satelliitide andurite parimad omadused. Roboti andurid on kõrge lahutusvõimega, mis lubab nende abil määrata maastiku tüüpi (sile maa, kõrge hein, põõsastik, puud, jne). Aerofotod ja satelliitfotod on seevastu madala lahutusvõimega, kuid katavad laia maa-ala. Hudjakov pakkus välja intelligentse süsteemi, mis õpib maastikku tundma roboti andurite abil ja kasutab aerofotosid laiema maa-ala klassifitseerimiseks. Sisuliselt kasutab kaugmaa navigatsioonisüsteem roboti lokaalse navigatsioonsüsteemi poolt kogutud andmeid, et õppida, kuidas erinevad maastikud ja objektid aerofotodel välja näevad, ja rakendab värskelt õpitud teadmisi kogu aerofoto klassifitseerimiseks. Meetod on mõeldud iteratiivseks käivitamiseks: kui robot liiigub uuele, veel seni tundmatule maastikule, siis on ta võimeline seda tundma õppima ja edaspidi ära tundma.
Navigatsioonisüsteemi juurde kuulub ka kontrollmeetod, mis mõõdab klassifikaatori võimekust. Lisaks sellele, et pakutud navigatsioonisüsteem ennustab maastiku läbitavust väljaspool roboti andurite ulatust, hindab see ka ennustuse paikapidavust. See lubab robotil liikuda aeglasemalt ja ettevaatlikumalt piirkondades, kus kaugmaa navigatsioonisüsteem on ebakindel.
Hudjakovi lahenduse eesmärgiks ei ole õpetada robotit üksikutest takistustest mööda sõitma – see on roboti lokaalse navigatsioonisüsteemi ülesanne. Pigem keskendub meetod teekonna leidmisele, mis võimaldaks takistusi vältida. „Eesmärk ei ole niivõrd puude vahel navigeerimiseks lihtsaima tee leidmine, vaid metsa vältiva teekonna leidmine,“ selgitab Hudjakov.
Hudjakov kirjutas oma doktoritöö viimasel ajal suhteliselt haruldase monograafiana, et saada võimalikult sidus töö. Ta leiab, et tema avaldatud teadusartiklid ei anna hästi edasi süsteemi kui terviku dünaamikat. „Kirjutamise algul tundus mõistlik monograafia tee, kuigi tagantjärgi vaadates oleks ehk artiklite kokkuvõte vähem aega võtnud,“ tunnistab ta.
Erik Aru
Tallinnas ja Viinis (Austria) tegutsev täiesti uut tüüpi painduva päikesepatarei tehnoloogiat arendav ettevõte Crystalsol teatas, et on sõlminud uue investeerimiskokkuleppe kogusummas 8 miljonit eurot. Tehing sõlmiti Conor Venture Partnersi (Conor) juhtimisel. Lisaks senistele investoritele osaleb investeeringus Austria investeerimisfirma Arax Capital Partners, mis on spetsialiseerunud investeeringutele innovatiivsetesse ja suure kasvupotentsiaaliga Austria kõrgtehnoloogiaettevõtetesse. Investeeringu kogumahus on olulisel kohal ka rahastus avalikest fondidest.
Conor’i juhtivpartner Jari Mieskonen ütleb, et „Crystalsol´i juhtivinvestorina, on meil õnnestunud sulgeda suuremahuline investeerimisring, et Crystalsol saaks jätkata murrangulise päikesepatarei tehnoloogia arendamist, kus kasutatakse vaid laialt levinud ja odavaid materjale. Samuti võimaldab investeering kasutusele võtta roll-to-roll-meetodil töötava tootmisliini, mis valmistab vastavalt kliendi soovile kindla kuju ja suurusega päikesepatarei tooriku, mida saab seejärel integreerida erinevatesse ehituselementidesse. Selle tehnoloogiaga on võimalik olulisel hulgal vähendada päikesepatareide paigalduskulusid.“
Ettevõtte tegevjuht ja kaasaasutaja Thomas Badegruber rõhutab: „Oleme teinud suuri edusamme ja töötame jätkuvalt selle nimel, et ainulaadset poolläbipaistvat ja värvilist päikesepatareid oleks lihtsam hoonete fassaadidele ja katustele integreerida. Meie eeliseks on paindlik tootmisprotsess, mis võimaldab luua just kliendi nõudmistele vastavat päikesepatareid.“
crystalsol´i ainulaadne päikesepatarei tehnoloogia on huvi tekitanud ka näiteks ettevõttes EDP Innovation, mis on Portugali energiakontserni EDP (Energias de Portugal) tütarettevõtte. EDP Innovation ja crystalsol sõlmisid koostöökokkuleppe, mis annab Portugali ettevõttele eelisostuõiguse esimestele crystalsol´i päikesepatareidele mahus 200 MW.
crystalsol
crystalsol arendab täiesti uut tüüpi madalate tootmiskuludega päikesepatareisid, mis on hoonetesse integreeritavad ning pakuvad mitmekülgset eelist võrreldes hetkel maailmas kasutatavate päikesepatarei tehnoloogiatega. crystalsol´i revolutsioonilisteks tehnoloogiateks on esiteks ainulaadne valgust neelav materjalikiht, mis on valmistatud kristallilisest pooljuhtpulbrist ning teiseks tootmisprotsessina kasutatav roll-to-roll-meetod, mis tagab kõrge tootlikuse. Kristalliline pooljuhtpulber koosneb keskmiselt 40 µm suurustest monoteradest, mis on kinnitatud ühe kihina polümeerkilele. Pulbri koostisosadeks on vask, tsink, tina, väävel ja seleen (CZTS-materjal), mis välistavad päikesepatareides tavapäraselt kasutatavate kallite ja haruldaste materjalide kasutamise (näiteks indium ja telluur).
crystalsol´i toetavad: Austrian Research Promotion Agency (FFG), Austria Wirtschaftsservice (AWS) Ettevõtluse Arendamise Sihtasutus (EAS), Klima- und Energiefonds, Sihtasutus Archimedes, Technology Promotion Agency Vienna (ZIT). (www.crystalsol.com)
ARAX
ARAX Capital Partners on Austrias tegutsev riskikapitaliettevõte. Investeeringud on suunatud peamiselt innovatiivsetesse ja kasvule orienteeritud kõrg- ning biotehnoloogilistesse firmadesse, mis vajavad oma äriplaani realiseerimiseks kasvukapitali. ARAX põhineb erakapitalil. (www.arax.at)
Conor Venture Partners
Conor Venture Partners Oy on Põhjamaade ja Balti riikide üks juhtivaid riskikapitalifonde, mis rahastab algfaasis olevaid tehnoloogiaarendusprojekte. Conor investeerib murrangulistesse tehnilistesse lahendustesse infotehnoloogia, sardsüsteemide, elektroonika, uute materjalide ja optika valdkonnas. Keskendutakse firmadele, kellel on potentsiaali globaalselt oma tööstusvaldkonnas edukas olla. Fond põhineb erakapitalil ning teeb koostööd ka kohalike institutsiooniliste investoritega ning Euroopa Investeerimisfondiga. (www.conor.vc)
EFI
Energy Future Invest AS (EFI) on Norra riskikapitalifond, mis tegutseb nn rohelise tehnoloogia sektoris ning keskendub iseäranis rohelise energia projektidele. EFI investeerib Põhjamaades asuvatesse kiiresti arenevatesse tehnoloogiafirmadesse ning fondi juhib investeeringute nõustamise ettevõtte Contango Kapital. EFI omanikud on Eidsiva Energi ja Hafslund. (www.energyfutureinvest.com)
Lisainfo:
crystalsol: dr. Thomas Badegruber, +372 55 530 297; tb at crystalsol dot com tb at crystalsol dot com tb at crystalsol dot com
Arax Capital Partners: DI Rumman Syed, +43 (1) 370 74 74 0; r dot syed at arax dot at r dot syed at arax dot at r dot syed at arax dot at
Conor Venture Partners: Jari Mieskonen, +358 (9) 251 77 37 0; jari dot mieskonen at conor dot vc jari dot mieskonen at conor dot vc jari dot mieskonen at conor dot vc
Energy Future Invest: Harald Olderheim, +47 (2406) 86 60; ho at conkap dot no ho at conkap dot no ho at conkap dot no
Teadagi, põlevkivist õli saamine on aktuaalne. Põlevkivi leidubki ju kõikjal maailmas, isegi Antarktikas. Selle koostis on erinev sõltuvalt leiukohast – orgaanilise aine kui põlevkivi kõige väärtuslikuma osa sisaldus kõigub mõnest protsendist kuni ligi saja protsendini. Kõigi nende vedeldamiseks ja vääristamiseks ei ole olemasolev retortimistehnoloogia sobiv. TTÜ Keemia- ja materjalitehnoloogia teaduskonna Polümeermaterjalide instituudi Põlevkivi ja taastuvkütuste teaduslaboratooriumi juhatajale, vanemteadur Hans Luigele tundub, et see on vaid aja küsimus, millal üks või teine riik hakkab tundma tõsist huvi oma põlevkiviressursi kasutamiseks.
Näiteks võttis Luik võttis sügisel osa USA-s, Denveris, Colorado School of Mines’is toimunud põlevkivikonverentsist, kus osalesid maailma juhtivad õlitootjad ja teadlased. Luik esines kahe ettekandega Eesti kukersiitpõlevkivist õli maksimaalset genereerimist ja vääristamist võimaldavate tulevikutehnoloogiate alal. Ühtlasi pälvis Luik senitehtu eest Spent Shaler’i tiitli, mis on USA-s põlevkiviuurijale suur tunnustus.
Novembris naasis Luik aga Iraanist, kus viis Teherani Ülikoolis läbi põlevkivi ja selle vedeldamisega seonduva töötoa. Nädalaga andis Luik algteadmiste kursuse ja selle läbinutest ning eksamineeritutest said Iraani esimesed „põlevkivispetsialistid“. „ Nüüd nad juba natuke teavad, mis põlevkivi endast kujutab ja mida sellest saab,“ rääkis Luik. „ Tõsiasi, et meile pakutakse nüüd põlevkivialast koostööd riigist, mis on maailmas naftavarude poolest teisel kohal ja gaasivarude poolest kolmandal kohal, on muidugi pretsedent omaette.“
Asjaolu, et põlevkivi koostis maailmas erineb, ei takista TTÜ teadlaste kompetentsi seal rakendada. Ka Eesti põlevkivivarud ei piirdu vaid üldiselt selle nime all tuntud kukersiidiga, millest Narva elektrijaamad kütust saavad ja millest praegu õli toodetakse. Tegelikult leidub Eesti maapõues väga suur orgaanilise aine reserv – ja võimalik, et tehnoloogia arenedes ka arvestatav naftareserv.
„Kui palju on Eestis diktüoneema põlevkivi (argilliiti või kilta) – geoloogide hinnangul 50 kuni 80 miljardit tonni ehk mitukümmend korda rohkem kui kukersiiti,“ ütles Luik. Diktüoneemakildas on küll vähem orgaanilist ainet võrreldes kukersiidiga, samas sisaldab mineraalaine praktiliselt kogu Mendelejevi tabeli. Kilda mineraalosa toimib hästi katalüsaatorina erinevate ainete, näiteks plastmasside, vedeldamisel. Kui hakata kildast õli tootma, tuleb kindlasti arvestada võimalust saada lisaks õlile erinevaid metalle. Diktüoneemakildas sisalduv uraan võiks olla meie oma tuumajaama kütuseks – juhul kui Eestisse peaks tõepoolest kunagi tuumajaam ehitatama.
Diktüoneemakilta praegu veel ei kaevandata. Õligi on diktüoneemakildast raskem kätte saada. Kuna selle niigi vähesem orgaaniline osa sisaldab rohkesti heteroaatomeid (väävlit, lämmastikku ja hapnikku kokku üle 23%), saab praeguse retortimistehnoloogiaga sellest väga vähe õli. Luige laboratoorium töötab välja tulevikutehnoloogiaid, mis lubaks nii kukersiidi kui ka diktüoneema õlipotentsiaali täielikumalt ära kasutada.
Lisaks põlevkivile võiks Eestis õli saada aga ka muudest toorainetest – näiteks turbast ja biomassist (metsatööstuse jäätmetest – saepuru, koor, okkad jms). Meie soodes ja rabades ladestunud hästilagunenud turvas oleks hea tooraine väärtusliku õli saamiseks. Turbabrikett on leidnud kasutamist küttematerjalina Eesti kodudes ja turbast on Eestis isegi elektrit toodetud. Praeguseks on Oru ja Tootsi briketitehased paraku suletud ja turba energeetiline kasutamine on vist üldse lõpetatud. „Turba poolest on Eesti üks rikkamaid Euroopa riike ja turvast tuleks kasutada sarnaselt kukersiitpõlevkiviga – nii elektri kui õli tootmiseks. Kukersiiti jätkukski kauemaks kui 50 aastaks,“ on Luik veendunud.
Põnevaid võimalusi pakub eri kütuseliikide termokeemiline koostöötlemine, mis annab võimaluse saada lõppkokkuvõttes rohkem õli kui individuaalsetest kütusest eraldi. Näiteks põlevkivi ja turba või biomassi koostöötlemine annab samadel tingimustel rohkem õli, mis oma modifitseeritud koostise tõttu sobib edasiseks töötlemiseks nii tehisnaftaks kui eriotstarbega kemikaalideks.
Erik Aru
Eesti esimene satelliit ESTCube on saanud valmis ja saadetud ära Prantsuse Guajaanasse. ESTCube on ehitatud TTÜ, Tartu Ülikooli, Eesti Lennuakadeemia ja Eesti Maaülikooli üliõpilaste poolt.
Euroopa Kosmoseagentuuri kosmosekeskusest saadetakse ESTCube aprilli alguses VEGA raketiga orbiidile. Satelliidi eesmärk on testida esmakordselt maailmas elektrilise päikesepurje tehnoloogiat, mis võimaldaks kiiremat planeetidevahelist transporti.
Satelliidi eksperimendi osa, ehk last on arendatud Soome Meteoroloogiainstituudi juhtimisel koostöös mitme Soome teadusasutuse ja German Aerospace Centeriga Saksamaal.
TTÜ üliõpilaste poolt on arendatud satelliidi korpus, antennide avamise mehhanism ja kommunikatsioonisüsteem. Satelliidi ehitamisel osalesid TTÜ tootearenduse, mehhatroonika ja telekommunikatsiooni üliõpilased. Lisaks aitasid satelliidi arendamisele ja testimisele kaasa mitmed TTÜ allasutused.
Austraalias doktoritööd kirjutanud geoloog Alvar Soesoo leiutas koos ametivennaga õhtul õlut juues ja geoloogiliste probleemide üle filosofeerides lihtsa köögis tehtava katse, millega visualiseerida sügaval maakoores toimuvaid vulkaanilisi ja laamtektoonilisi protsesse.
"Igal inimesel, kellel on köögis vähemalt üks ruutmeeter vaba pinda, saab selle katse ära teha," kirjeldab tänane Tallinna Tehnikaülikooli füüsikalise geoloogia professor Soesoo katse eeltingimusi saates "Püramiidi tipus".
"Me ehitasime siis väga õhukese klaasist akvaariumi, mille täitsime liivaga. Liiva segasime vee, suhkru ja pärmilahusega. Vesi, suhkur ja pärm hakkavad siis fermentiseeruma ehk tekib CO2 (tüüpiline õllereaktsioon). Me võtsimegi siis nii-öelda analoogiks, et liiv ise on nagu kivim Maa sügavuses ja CO2 esindab protsesse, mis siis tekkisid seal meie jaoks nii-öelda spontaanselt sümboliseerides magma. Ja siis me hakkasimegi seda analüüsima," meenutab Soesoo.
Teadlased pildistasid mulksuvas akvaariumis toimunud erinevaid situatsioone ja suhtusid CO2-e tekitatud pursetesse kui vulkaanipursete analoogi.
"Ja see katse muidugi viis edasi ka arvutimodelleerimise juurde. Siis me tegime lihtsad programmid selleks, et jälgida ka geokeemia poolt, et teades esimeste magmapiiskade keemilist koostist," kõneleb Soesoo.
Uurimistöö tulemusel jõudsid teadlased järeldusele, et ühest ja samast algkivimist on võimalik teha väga erineva keemilise koostisega kivimeid. Olenevalt sellest, kui kiiresti magma piisakesed ühinevad ja kui kiiresti need maapinnale liiguvad ja laavana või kivimina kristalliseeruvad. See oli tollel ajal suhteliselt unikaalne leid ning töö vormistamine ja avaldamine võttis aega viis aastat.
Vaata veel videoklippi katse tegemisest. Saadet "Püramiidi tipus" saad järelvaadata saate koduleheküljel.
Lugu ilmus portaalis ERR Teadus, toimetaja Astra Merivee >>
Eesti tudengite parimaks ärimudeliks on rasedate 24/7 elektrooniline monitoorimissüsteem LifeInU. Parim ärimudel valiti 15. jaanuari õhtul Tallinna Tehnikaülikoolis.
LifeInU on innovatiivne monitoorimissüsteem kõrge riskiga rasedatele, kes soovivad olla meditsiinilise järelevalve all kogu raseduse vältel. Süsteem lihtsustab meditsiinilist järelevalvet, suurendab turvatunnet ning võimaldab saada arstilt kohest ja pidevat tagasisidet. Erinevalt LifeInU konkurentidest, kes mõõdavad vererõhku ja pulssi, baseerub see süsteem tehisintellektil põhinevatel algorütmidel ning on välja töötatud spetsiaalselt rasedatele.
Konkursi žürii esinaise Tea Varraku kinnitusel oli konkursil palju häid ideid. „Žüriil oli raske võitjat valida. Igati õnnestunud konkurss - meie noored on läbilöögivõimelised ja nutikad!“ kinnitas Tea Varrak
Ettevõtluse Arendamise Sihtasutuse Alustavate ettevõtete divisjoni direktor Dmitri Burnašev: „Ma ei tea, kas žürii ette sattunud ideede seast tuleb Eesti Nokia, aga esitlused olid tugevad ja esinejate enesekindlus ei jäta kahtlust, et konkursil osalejate tulevikutegemisi tasub jälgida – neilt on kindlasti oodata positiivseid üllatusi ja suuri saavutusi. Ja hea meel on tõdeda, et paljud neist saavad alguse Mektory projektist.“
Tiheda konkursi finaali jõudsid 10 parimat ärimudelit, konkursile esitati kokku 40 tööd. Auhinnalise teise ja kolmanda koha said Fresh AGM ja Trio Fortuna. Fresh AGM pakkus välja online koosolekute pidamise süsteemi ning Trio Fortuna veebipõhise reisiplaneerija erivajadustega inimestele.
Konkursi peaauhinnaks on kahenädalane koolitus Silicon Valley’s, kus kohtutakse ka potentsiaalsete investoritega. Kolm parimat saavad tasuta osaleda järgmisel nädalal TTÜs algaval Euroopa Innovatsiooniakadeemial.
Konkursi žürii oli väga mitmekülgne ja soliidne: žürii esinaine ning TTÜ innovatsiooni- ja ettevõtluskeskuse direktor Tea Varrak, liikmed: TTÜ rektor Andres Keevallik, TTÜ innovatsiooni ja rahvusvaheliste suhete prorektor Alar Kolk, EASi alustavate ettevõtete divisjoni direktor Dmitri Burnašev, Eesti Arengufondi Interreg projektijuht Merit Imala, AS Silberauto juhatuse esimees Väino Kaldoja, Swedbank Investeerimisfondide ASi juhatuse esimees Loit Linnupõld ning AS Favor nõukogu esimees ja äriinglite assotsiatsiooni EstBAN esindaja Almar Proos.
Tudengite ärimudelite konkurssi korraldati teist korda. Esimene konkurss toimus aastal 2012.
MEKTORY ärimudelite konkurss 2012 koostööpartnerid on:
Ettevõtluse Arendamise Sihtasutus, Tallinna Teaduspark Tehnopol, Eesti Arengufond, Garage 48, Startup Garage, Loov Eesti, Tallinna Ettevõtlusinkubaatorid, Eesti Infotehnoloogia Kolledž, Eesti Kunstiakadeemia, Tallinna Tehnikakõrgkool, Tallinna Ülikool, Estonian Business School.
MEKTORY partneriteks välisülikoolides on Swinburne’i Tehnikaülikool Austraalias, Aalto Ülikool Soomes ning Lõuna-Carolina Ülikool Ameerika Ühendriikides.
Lisainfo
Tea Varrak, TTÜ innovatsiooni- ja ettevõtluskeskuse direktor, tel 620 2030, tea.varrak@ttu.ee
Toidu- ja Fermentatsioonitehnoloogia Arenduskeskuse teadlased selekteerisid viis kuud väldanud katseprotsessis sulfiti resistentse pärmitüve.
TTÜ matemaatika-loodusteaduskonna hoone ees asuva väiksema maja seitsmendal korrusel paikneb Toidu- ja Fermentatsioonitehnoloogia Arenduskeskus (TFAK), mille üks kümnest partnerist on ka tehnikaülikool. Sealses laboris toimub bakterite ja pärmirakkude kasvatamine. Fermenteris – ehk liitrises potis, mille külge on ühendatud voolikud ja sensorid – kasvavad rakud. Selliseid väikseid fermentereid on laboris kokku seitse. Lisaks suurem, seitsmeliitrine. Fermenteris toimuvat mikroobirakkude kasvatusprotsessi juhib spetsiaalne (samuti TTÜ teadlaste väljatöötatud) arvutiprogramm. Doseerib söödet, reguleerib keskkonna pH-taset, temperatuuri ja hapniku kontsentratsiooni. „Me siin ise väga palju ei tee, välja arvatud siis, kui on vaja proove võtta,“ räägib TFAK-i fermentatsiooni osakonna projektijuht Ildar Nisamedtinov.
Üheks uurimissuunaks on tööstuslikult oluliste mikroorganismide adaptiivne mutagenees. Sisuliselt on tegu kiirendatud evolutsiooniga, mis baseerub teatud keskkondlike stressifaktorite mõjul rakus tekkinud geneetilistele mutatsioonidele, mis annavad nendele mutantidele nimetatud keskkonnatingimustes kasvueelised. Adaptiivse mutageneesi vastu on üha enam hakatud huvi tundma ka seetõttu, et kunstlikke geneetilisi modifikatsioone toidutööstuses kasutatavate mikroorganismidega läbi viia ei ole lubatud.
Üks uurimissuundasid on ka vein. TFAK-il nimelt on mitu partnerit veinitööstuses. „Nii Lõuna-Euroopas kui nii-nimetatud Uues Maailmas,“ selgitab Nisamedtinov.
Fermenterisüsteem tagantvaatest
Antud töö eesmärgiks ongi muteerida veinitööstuse tüvi Saccharomyces cerevisiae EC1118 resistentsemaks kõrgemate sulfiti kontsentratsioonidele. Viinamarjamahla nimelt sulfiteeritakse enne veini kääritamise algust, eesmärgiga suruda alla võõrmikrofloora kasv – et käärimisprotsess ikka õiget rada pidi käiks – ja parandada antioksüdatiivseid omadusi – ehk siis takistada veini oksüdeerumist. „Bakterite kasvule mõjub sulfit inhibeerivalt, kuid ka paljud veinipärmid on sulfititundlikud,“ nendib Nisamedtinov. Nüüd, kui adaptiivse mutage neesi protsess on viis kuud arvuti taktikepi all käinud, on ka tulemus käes – pärmi rakud on muteerunud sulfitile resistentsemateks. „Lisaks majanduslikule efektile on tekkinud mutatsioonide ja nendest põhjustatud resistentsuse mehanismide uurimine ka teaduslikult väga huvitav, see ongi asi millega me kohe järgmisena tegelema hakkame,“ räägib Nisamedtinov.
Fermenterisüsteem eest
Lisaks adaptiivse mutageneesi kasutusvõimalustele uurib doktor Nisamedtinovi meeskond bioaktiivseid ühendeid pärmi biomassis. Enamasti seostub uurimistöö toiduga, ent ka farmatseutika, loomasööda ja muude rakendustega. Tavaliselt seisneb see selles, et võetakse pärmi biomass komponentideks lahti, eraldatakse selle osised ja uuritakse nendes sisalduvate bioaktiivseite ühendite kasutusvõimalusi.
Erik Aru
Mere kui akustilise keskkonna unikaalsus seisneb selles, et heli saab vees levida kaugemale ning selle intensiivsus väheneb aeglasemalt kui õhus. TTÜ osaleb Läänemere veealuse müra mõõtmistööde projektis BIAS.
Laevaliikluse, ehitustegevuse ja taastuvenergia tehnoloogiate kasutamisega avamerel kaasneb veealune tehismüra. Müra mõju mereelustiklule sõltub mitmetest teguritest nagu müraallika kaugusest, sagedustest, tugevusest ja kestvusest. Samuti on veealusel müral olemas looduslik foon. Läänemere hea keskkonnaseisundi säilitamiseks on vaja vähendada inimtekkelise veealuse müra taset. Ülesande lahendamise teeb keerukaks müraallikate rohkus, akustiliste omaduste mitmekesisus ja pidev muutlikus.
Mitmed teadus- ja arendusasutused Läänemere regioonist kogunesid 11.-12.09 Stockholmis, et käivitada Euroopa Komisjoni keskkonnaprojektide programmi LIFE poolt osaliselt rahastatav projekt BIAS (Baltic Sea Information on Acoustic Soundscape – Läänemere helipildi informatsioon). Ühe partnerina osaleb projektis TTÜ mehaanikainstituut.
Hüdroakustiline muundur (pildi autor: Mathias Andersson)
Projekt on suunatud Läänemere veealuse mürataseme suurenemisega seotud teaduslike ja tehniliste probleemide lahendamisele järgneva 4 aasta jooksul. Koostatakse geoinfosüsteemi (GIS) põhist helipildi otsustusmudelit veealuse mürataseme kasutamiseks mere erinevates regioonides nii looduskaitse kui ka majanduslikel eesmärkidel.
Projekti tegevused hõlmavad nii välitöid Läänemerel kui ka andmetöötlust ja modelleerimist. Helipildi mudeli koostamisele eelneb ulatuslik allveemüra mõõtmine. Läänemerre planeeritakse paigaldada mitukümmend autonoomset hüdroakustilist muundurit.
Rahvusvahelise projekti tulemusena soovitakse saavutada mitmeid eesmärke nagu
- mere hea keskkonnaseisundi määramise metoodika veealuse müra valdkonnas
- veealuse mürataseme mõõtmismetoodika ja metoodikastandardite koostamine
- otsustusmudeli välja töötamine müraallikate mõju planeerimiseks
- laevaliiklusega kaasneva müra mõõtmine ja modelleerimine
Täpsem info TTÜ dotsent Janek Laanearu (janek.laanearu@ttu.ee)
Kui odavaid fossiilkütuseid oleks piisavalt ei oleks tõenäoliselt keegi megavatist elektrituulikut näinud - neid poleks lihtsalt hakatudki ehitama.
Ainult fossiilkütuste lõppemine lähitulevikus sunnib arendama kallist alternatiivenergeetikat, mis lähemal vaatlusel ei ole sugugi ideaalne ja mille sajaprotsendiline keskkonnasõbralikkus on näiline.
Elektri hind tõuseb. Bensiini hind kerkib samuti. Naftavarud on lõpukorral. Globaalne kliimasoojenemine hakkab uputama. Energiakriis on tulemas. Milline on lahendus?
Lahendus näib imelihtne. Paneme püsti masti. Masti külge seame elektrigeneraatori. Generaatori võllile kinnitame tiiviku. Nõnda saame elektrit - kõige paremat energiat - nii palju kui ise tahame. Midagi pole vaja põletada ja kliimasoojenemisel on lõpp.
Miks siis ei ole täielikult üle mindud tuuleenergiale ega kavatsetagi seda teha? Kas põhjus on rumalates ja laiskades ametimeestes? Ei, põhjus pole rumaluses. Põhjus on selles, et kõik oskavad raha lugeda ja tuuleelekter on kallis. See on kallim kui meie põlevkivist saadud elekter.
Miks tuuleelekter on kallis?
Ühes aastas on 8760 tundi. Kui meil on näiteks 12-kilovatine tuulik niisuguse koha peal, kus tuul puhub aasta läbi ühtemoodi, annab see tuulik 105 000 kilovatt-tundi energiat aastas. Pannes sellesama tuuliku kuhugi mujale Eestimaale, saame aastas 16 000-26 000 kilovatt-tundi energiat. See on umbes viis korda vähem. Lihtsustatult öeldes on meil neli viiendikku ajast tuul liiga nõrk või puudub üldse ja elektrit ei tule. Kui paneme ühele tuulikule veel neli tükki lisaks, siis saame küll ühe pidevalt töötava tuuliku energiakoguse kätte, kuid hoopis kallima hinnaga.
Palju rohkem peavalu põhjustab küsimus, kust saada elektrit, kui tuult ei ole. Pakutud on mitut moodust, kuid ühtegi head lahendust seni ei ole leitud.
Võib oletada, et kui meil tuult ei ole, siis kusagil mujal ikkagi on. Toome liinidega elektri kaugemalt. See võib isegi õnnestuda, aga kaugelt toomine maksab rohkem. Näiteks elektri transport Eestimaa piires suurendab ühe kilovatt-tunni hinda umbes kaks korda. Kaugemalt toomine on veel kallim.
Kahjuks esineb ka päevi, kus peaaegu kogu Euroopa on tuulevaikne. Paratamatult on vaja tuulevõimsuse muutumist kompenseerivaid elektrijaamu, mis tuule olemasolul peaksid seisma, aga tuule puudumisel töötama. See teeb tuuleenergia kasutamise veelgi kallimaks. On vaja topeltkomplekti jaamu. Ühed alati seisavad. Just tuulikud on need, mis seisavad kõige kauem.
Kas ilma tavaliste soojusjaamadeta ei saagi?
Kompensatsioonijaamadele on ka alternatiiv. See on elektrienergia akumuleerimine. Tavalise sõiduauto seatinaaku on tuntud üle saja aasta. Kuid kahjuks on ka see kallis lahendus. Seatinaaku on hinnalt konkurentsivõimeline ainult metsa taga suvilas, kus elektrivõrku ei ole. On ka teisi elektrienergia akumuleerimise võimalusi, millel aga sama puudus - need ei ole piisavalt odavad.
Kus on väljapääs? Tuleks täiustada seadmeid, siis muutub ka energia odavamaks. Seda ka tehakse ja mitmes suunas. Seni maksab tarbija tuuleelektri eest kallimat hinda, mitte just vabatahtlikult ja rõõmuga.
Tänapäeva elektrituulik
Nii elektrituulikute kui ka teiste elektrigeneraatorite toodetud elektrienergia omahind on seda madalam, mida suurem on generaatori võimsus. Seepärast on elektrivõrku voolu andvate tuulikute võimsus tavaliselt vahemikus 0,5-7 megavatti. Kohapeal tarbitava elektri jaoks kasutatakse ka väike tuulikuid (1-20 kilovatti).
Elektrituulik muudab liikuva õhu kineetilise energia elektrienergiaks. Tänapäeva tuulikul on tavaliselt kolm aerodünaamilise ehitusega tiivikulaba, mis on kinnitatud horisontaalsele võllile. Tuul liigub üle labade ja paneb tiiviku pöörlema. Pöörlemine antakse elektrigeneraatorile. Mida suurem on tiiviku läbimõõt, seda suuremast pindalast tuule energiat võetakse ja seda suuremat võimsust saadakse. Ühe suurima, firma Enercon 7,5-megavatise tuuliku E-126 tiiviku läbimõõt on 127 meetrit ning tiiviku haaratud pindala on 12 668 ruutmeetrit ehk ligi 1,27 hektarit.
Teine võimsust määrav tegur on tuule kiirus. Kõrgemal on tuule kiirus suurem ja sellepärast pannakse tiivik koos generaatoriga torni otsa. Torn tehakse nii kõrge, et ka tiiviku kõige madalamal punktil veel piisavalt tuult oleks. E-126 torni kõrgus on 135 meetrit.
Tuule kiirus muutub ajas tuulevaikusest tormini. Tuuliku võimsus oleneb suuresti tuule kiirusest, võimsus kasvab võrdeliselt tuule kiiruse kolmanda astmega. Tuulik hakkab pöörlema kiirusel 1-3 meetrit sekundis, kuid esialgu on võimsus väga väike. Võimsuse seos tuule kiirusega on toodud joonisel lk 10. Algul tiiviku pöörlemiskiirus kasvab koos tuulega, kuid alates teatud tuule kiirusest (see on turbiini nimikiirus) hoitakse tiiviku kiirus muutumatuna.
Kui pöörlemiskiirus on jõudnud nimikiiruseni, siis hakatakse laba pöörama ümber laba enda telje (laba telg on risti võlliga). Niiviisi vähendatakse kiirema tuule põhjustatud suuremat pöördemomenti selliselt, et kiirus ei kasva. Seda tuule suhtes labade kaldenurka reguleerivat süsteemi nimetatakse sammusüsteemiks.
Maksimaalne tuule kiirus, mille korral tuulik veel töötab, on 20-30 m/s. See on tormituul. Veel võimsamat tormi tuleb ette, kuid siiski üsna harva. Väga harvade tugevate tormide energia püüdmine ei tasu ennast ära, sest kulutused konstruktsiooni tugevdamisele on suuremad kui energiatoodangust saadav kasu. Sellepärast on tuulikutel alati mingi energiatootmise lõpetamise tuulekiirus (tormi kaitseks seiskamine). Tuulikud on varustatud piduritega, mis takistavad tiiviku pöörlemist tormi ajal ja ka juhul, kui millegipärast ei saa elektrienergiat võrku anda.
Tiiviku otste liikumiskiirus ei tohi ületada maksimaalväärtust, milleks on kolme tiivaga tiivikul umbes 70 m/s. Suuremal kiirusel läheb müra lubamatult suureks. Sätestatud piirkiirus määrabki, et mida suurem tiivik, seda aeglasemalt käib. Enerconi E-126 pöörlemiskiirus on 5-12 pööret minutis. 3-megavatisel võimsusel on pöörlemiskiirus 6-18 pööret minutis. Väiketuulikutel võimsusega umbes üks kilovatt on pöörlemiskiirus juba mõnisada pööret minutis.
Tiivikutega ühendatud peavõlli pöörlemiskiirus on suurtel tuulikutel nii väike, et see elektrigeneraatorile hästi ei sobi. Elektrigeneraatorile sobiks kiirus 1000-1500 pööret minutis. Pöörlemiskiiruse tõstmiseks kasutatakse hammasratasülekannet ehk nn käigukasti, mis ei ole aga eriti töökindel. Teine kasutusel olev lahendus on eriline aeglasekäiguline generaator, millel on väga suur läbimõõt ja väike pikkus. Sääraseid generaatoreid nimetatakse ka rõngasgeneraatoriteks.
Kasutatakse nii sünkroon- kui ka asünkroongeneraatoreid. Asünkroongeneraator saab oma energia ilma vahemuundurita kolmefaasilisse võrku anda. Kuid see ei suuda hästi täita elektrivõrguga liitumisnõudeid avariiolukordades. Sünkroongeneraatori sagedus on erinev võrgusagedusest ja algul sünkroongeneraatori vahelduvvool alaldatakse. Seejärel muudetakse see vaheldiga uuesti täpselt võrgusagedusega vahelduvvooluks. Säärane vahemuunduriga süsteem on kallim, kuid paremate omadustega. Asünkroongeneraatori pinge või vahemuunduri pinge antakse suurest tuulikust välja pinget tõstva transformaatori kaudu.
Hammasratastega käigukast, generaator, muundur ja transformaator asuvad torni otsas olevas gondlis. Gondlit koos tiivikuga (seda nimetatakse ka tuuliku peaks) pöörab torni otsas lengerdussüsteem. Tiiviku tasapind seatakse töö ajaks tuule suunaga risti. Tuulikul on väike „ilmajaam", mis mõõdab tuule suunda ja kiirust. Tuuliku torn on tavaliselt terastorudest ja toetub betoonvundamendile.
Kõigi suurte tuulikute tööd juhib ja kontrollib arvuti, mis on ühendatud ka kaugjuhtimissüsteemiga. Iga tuuliku ja seega kogu tuulepargi seisukorda saab kaugelt jälgida. Võrku ühendatud tuulikud ei tohi tekitada elektrivõrgule lisaprobleeme.
Kui võrgupinge sagedus hakkab tõusma (see juhtub, kui tarbimine järsult väheneb), siis peavad tuulikud oma võrku antavat võimsust piirama vastavalt etteantud reeglitele. Tuulikud ei tohi põhjustada võrgupinge nivoo ülemäärast muutust ega ka kiireid pingekõikumisi, seepärast on suurtel tuulikutel staatilise reaktiivvõimsuse kompensaator. Tuulikute reaktiivvõimsuse kompensaator võib anda võrku nii induktiivset kui ka mahtuvuslikku reaktiivvõimsust, seda isegi siis, kui aktiivvõimsust ei anta (tuult ei ole). Reaktiivvõimsuse reguleerimise kaudu saab stabiliseerida pinget võrgus.
Elektrivõrgus tuleb aeg-ajalt ette lühiseid. Lühise korral lülitab automaatika vigase võrguseadme välja, milleks kulub umbes 0,2 sekundit. Selle aja jooksul muutub võrgu pinge väga väikeseks. Lühise ajal ei saa tuulik võrku energiat anda. Tiivik ja generaator jäävad ilma pidurdavast koormusest ning tuuliku kiirus hakkab kiiresti kasvama. Pärast lühise möödumist peavad tuulikud sujuvalt võimsuse taastama ja jälle hakkama võrku energiat andma nii nagu enne lühist. Võrgulühisele nõuetekohane reageerimine on tuuliku muundurile, labade pöördenurga regulaatorile ja üldisele juhtimissüsteemile kõige raskem ülesanne. Teatud ajalise pikkusega lühise korral peab tuuliku muundur võrguga seotuks jääma.
Tuulepargid on haaratud energiasüsteemi kaugjuhtimissüsteemi, mille dispetšer saab tuulepargi aktiivvõimsust vajadusel vähendada ja reaktiivvõimsust vastavalt vajadusele reguleerida.
Tuuleenergia kasutamine Eestis
Eesti esimene nüüdisaegne elektrituulik pandi tööle Hiiumaal Tahkuna neeme tipus 1997. aastal ja selle võimsus oli ainult 0,15 megavatti.
2011. aasta lõpus töötas Eestis 85 elektrituulikut koguvõimsusega 184 megavatti ja need tootsid umbes viis protsenti Eestis tarbitavast elektrist. Tuulikud võimsusega 0,075-3 megavatti on valmistanud tuntud firmad, nagu Enercon, Vestas, WinWinD, Nordex ja Siemens. Tuulikud on paigutatud põhiliselt rannikualadele, kus tuult rohkem. Eesti rannajoone piirkonnas on tuule keskmine energia tihedus 30 meetri kõrgusel 200-500 vatti ruutmeetri kohta, kuid sisemaal ainult 50-150 W/m2.
Merre paigaldatavate tuuleturbiinide tootlikkus on parim, kuid sellised turbiinid on kõige kallimad. Meretuulikutele on sobiv madal rannikumeri, näiteks Hiiumaa lähedal olev madalik. Kahjuks on nii, et Eesti rannikualadel on elektrivõrk suhteliselt vilets, eriti nõrk on see Hiiumaal. Hiiumaad toidetakse 35-kilovoldiste merekaablite abil läbi Soela väina Saaremaalt. Saaremaa omakorda saab toite merekaablitega Virtsust. Kui Hiiu madalale rajada tuulepark, ei suudaks olemasolev võrk selle pargi võimsust edasi anda.
Virtsu esimene tuulepark
Saaremaa Sõrve sääre piirkonnas on olukord, kus elektrituulikute töö põhjustab elektrivõrku lülitatud elektrilampide valgusvoo silmale märgatavat muutust ehk värelust. Paljudes riikides (näiteks Saksamaal) on kehtestatud kord, et elektrituuliku võrku lülitamisel ei tohi võrgu pinge tarbijate juures muutuda üle kahe protsendi. Selle nõude täitmine nõuab elektrivõrgu liinidelt ja transformaatoritelt suhteliselt kõrgeid võimsusi.
Lähiajal on plaanis ehitada elektrituulikuid juurde, et kasvatada võimsust veel umbes 180 megavatti. Mida suurem on tuulikute võimsuse osakaal elektrivõrgus, seda teravamaks muutub tuulikute võimsuse kõikumiste ühtlustamine. Energiasüsteemi jaoks on kõige ebameeldivam olukord, kui täisvõimsusel töötavad tuulikud ennast ettearvamatult välja lülitavad. See on siis, kui torm tõuseb kiiresti (võib tõusta kahe tunniga) ning tormikaitse hakkab tuulikuid välja lülitama. Kui tuulikud toidavad Eesti sisetarbimist, siis oleks niisugusel juhul vaja kiiresti käivitada asendusvõimsused, aga neid asendusvõimsusi praegu piisavalt pole.
Tuulikud võivad anda energia Eestist välja. Niisugusel juhul on vaja piiriüleseid liine. Põhimõtteliselt suudaksid Eesti energiasüsteemi välissidemed hajutada kuni 750-megavatise tuulevõimsuse põhjustatud energiavoo ebaühtluse. Kuid see nõuab piiriüleste elektriliinide võimsuste reserveerimist suures ulatuses tuuleenergia jaoks ja neid ei saa enam vajalikul määral kasutada elektrituru jaoks. Sellepärast soovib Eesti põhivõrk, s.o Elering, et koos tuulepargiga rajataks ka võimsuse kõikumist kompenseeriv gaasielektrijaam. See nõue on küll põhjendatud, ent suurendab investeeringute mahtu ning aeglustab uute tuulevõimsuste kasutuselevõttu.
Tuuleenergia kasutuselevõtu kiirust mõjutab ka vajadus riiklikult toetada tuuleenergia tootjaid. Tuuleenergia on praegu Eestis umbes 1,8 korda kallim kui põlevkivienergia ja ilma toetuseta oleksid tuuleenergia tootjad kahjumis. Toetuse suurus oleneb sellest, kui suur on elektrienergia müügihind lõpptarbijale. Need hinnad erinevad riigiti ja eri tarbijagruppidele ning jäävad vahemikku 0,05-0,25 eurot kilovatt-tunni kohta. Riikides, kus elektri müügihind on kõrge (näiteks Taanis), ei ole vaja tuuleenergia tootjatele palju peale maksta. Eestis aga on elektrienergia müügihind suhteliselt madal. Üldiselt on levinud optimistlik arvamus, et umbes kümne aasta pärast kaob vajadus tuuleelektrile peale maksta: fossiilkütustel töötavate jaamade elektri omahind tõuseb ja tuulikute elektri omahind langeb.
Eesti on omalt poolt Euroopa Liidule lubanud, et 2020. aastaks saadakse meil veerand kogu kasutatavast energiast taastuvatest energiaallikatest. Kõige suurema potentsiaaliga taastuvenergiaks peetakse nii Eestis kui mujal tuult. Peame olema valmis toime tulema olukorras, kus fossiilkütused on otsas. Selleni kuluvat aega mõõdetakse aastakümnetega, mitte sajanditega.
Eesti kui elektrituulikute tootja
Väiketuulikuid valmistatakse Koerus asuvas AS-i Konesko tehases, mis on Eesti kapitalil põhinev ettevõte. Ettevõtte põhitegevus on elektrimootorite, elektrikilpide ja tõsteseadmete metallosade valmistamine. Seal töötab üle kolmesaja inimese. Toodetakse 10-ja 20-kilovatise võimsusega kolme labaga horisontaalvõlliga tuulikuid. Tuulikul on hüdrauliliselt tõstetav ja langetatav 18-meetrine mast, mis lihtsustab tunduvalt hooldust. Tiivik on tugeva tuulega aerodünaamiliselt isepidurduv. Komplektis on tuuliku juhtimisautomaatika ja soovi korral ka võrguühendusmuundur.
AS ABB tehases Tallinna lähedal Jüris toodetakse ka suurte elektrituulikute generaatoreid, mida seni on üksnes eksporditud. Ettevõte kuulub rahvusvahelisse ABB tehnoloogiagruppi. Töötajaid on üle 1100, 2010. aasta müügitulu oli 1,8 miljardit krooni. Toodetakse põhiliselt 0,5-5-megavatise võimsusega asünkroon- ja sünkroongeneraatoreid tellija soovitud parameetrite järgi. Toodang on tehnoloogia ja töökindluse poolest maailma tipptasemel.
Tuuleenergia puhtusest ja tuulikute meeldivusest
Tuulegeneraatoriga elektri tootmisel ei teki süsinikdioksiidi ega väävliühendeid. Samuti ei ole radioaktiivseid jäätmeid ega ka veereostust. Kuid tuulikute tootmisel ja utiliseerimisel on kahjulik keskkonnamõju olemas. See mõju on ligikaudu võrdeline tuuliku hinnaga, mis on suhteliselt suur.
Kõrge elektrituulik paistab looduses kaugele. Mõnede arvates rikuvad tuulikud loodusvaadet, teised väidavad, et hoopis kaunistavad seda. Kui ülemöödunud sajandil asuti vabrikuhooneid ja nende korstnaid püstitama, olevat algul inimesed neid kartnud ja koledaks pidanud. Ent uus põlvkond, kes sündis pärast vabrikute ehitamist, suhtus neisse kui tavalisse keskkonna osasse. Arvatakse, et ka praegune elektrituulikute mõningane kartus kaob põlvkondade vahetumisel.
Siiski on vaja vahet teha sellel, kas vaatame tuulikuid kaugelt või elame nende vahetus läheduses. Häirida võib tuuliku müra, vahel hakkavad tuuliku tiivad heitma liikuvaid varje, mis mõjub samuti häirivalt. Varjud tekivad kevadel ning sügisel õhtu-ja hommikutundidel, kui päike on madalal.
Tuuliku müra sõltub sellest, kui hoolikalt on tuulik ehitatud ja kas sel ei ole tekkinud mingeid defekte. Tuuliku tekitatud müra 200 meetri raadiuses on tavaliselt suurem kui öine müra elamus (30 detsibelli), kuid väiksem kui päevane müra majas (50 detsibelli). Üldiselt peaks tuulik olema majast vähemalt 300 meetri kaugusel. Müra ja varjude probleemi teket saab ennetada sobiva asukoha valikuga.
Tavaliselt on avalikkus algul häälestatud tuulepargi püstitamise suhtes negatiivselt. Näiteks hiidlased korraldasid mitu protestiaktsiooni, kui said teada kavatsusest rajada Käina lähedale tuulepark. Rootslased kasutavad inimeste rahustamiseks seda teed, et jagavad osa tuulikute töötamisest saadavast tulust maaomanikega, kelle maal tuulikud asuvad.
Tuulikud võivad tekitada probleeme ka sellega, et põhjustavad raadiolainete muutlikku peegeldumist. See võib segada radareid, mis jälgivad lennukeid, ning põhjustada häireid ka telepildi vastuvõtus ja mobiilsides. Seda tuleb tuulikute asukoha valikul samuti arvestada.
Vahel kardetakse, et tuulikud kahjustavad linde. Uurimused on siiski näidanud, et ühe kilomeetri pikkune tuulikute rivi pole ohtlikum kui ühekilomeetrine kõrgepingeliin. Linde küll hukkub, aga väga vähe. Linnud oskavad tuulikuid vältida, isegi pimedas.
Paistab, nagu kõik sobiks. Kuid lähemal vaatlusel ei ole tuuleenergia siiski ideaalne. Ebaühtlane tuul teeb tuuleelektri tarbija jaoks kalliks ja tootja jaoks tülikaks. Ka täielik keskkonnasõbralikkus on näiline. Tuulikute tootmine ei ole kuigi keskkonnasäästlik. Kui odavaid fossiilkütuseid oleks piisavalt, ei oleks tõenäoliselt keegi megavatist elektri tuulikut näinud. Neid poleks hakatud ehitama.
Ainult fossiilkütuste lõppemine lähitulevikus sunnib kallist alternatiivenergeetikat arendama. Suurim potentsiaal on tuule- ja päikeseenergeetikal. Kuid mõlemal on ühine suur puudus - ajaline ebaühtlus. Täielikuks üleminekuks alternatiivenergiale on vaja odavat ning keskkonnasõbralikku energiasalvestit, mida seni ei ole. Ent asja uuritakse ja uurimissuundi on mitmeid. Sellest lähemalt edaspidi.
Ajalooline vertikaalne tuulik Afganistanis.
Üks esimesi teadaolevaid tuulikuid pärineb aastast 644. See paiknes Pärsia-Afganistani piirialal Seistani piirkonnas. Tegemist oli vertikaalse tuulikuga, mida kasutati vilja jahvatamiseks. Kõnealuse tuuliku analoogi võib Afganistanis näha tänapäevalgi.
Saaremaa pukktuulik.
Euroopa esimesed tuulikud on teada 12. sajandi Prantsusmaalt ning Inglismaalt. Arvatakse, et need ehitati ristisõdadest kaasa toodud teadmiste toel. Samas hakkas ka Põhja-Euroopas levima horisontaalse teljega pukktuulik, mida peetakse tänapäevase nn traditsioonilise tuuliku eelkäijaks. Viimast loetakse Euroopas iseseisvalt välja kujunenud tuulikuks. Esimesed teadaolevad andmed niisuguse tuuliku kohta pärinevad aastast 1180 Normandiast. Tänu pukktuuliku lihtsale konstruktsioonile ja kasutusele töötasid seda tüüpi tuulikud kuni 20. sajandini. Eestiski oli pukktuulik populaarne, eriti saartel.
Elektrituuliku areng sai alguse 19. sajandil pärast seda, kui oli avastatud elektritootmise võimalus ning käimas kodude elektrifitseerimine. Esimese elektrituuliku valmistas ameeriklane Charles F. Brush aastail 1887-1888. See oli 12-kilovatine tuule-turbiin. Juba tänapäevasema elektrituuliku ehitas taanlane Poul La Cour 1891. aastal. Eestisse jõudsid akudega varustatud väikesed elektrituulikud maakodude valgustamiseks enne Teist maailmasõda.
AUTORITEST
KUNO JANS0N (1942) on lõpetanud Tallinna Kalanduse Tehnikumi 1960 ja sõitnud seejärel aastaid merd. 1978 asus õppima Tallinna Tehnikaülikooli elektriajamite ja tööstusseadmete erialale, mille lõpetamise järel astus aspirantuuri, töötades samal ajal Tallinna Masinatehases. 1989 kaitses tehnikakandidaadi väitekirja. 1990-2000 oli TTÜ elektrotehnika aluste ja elektrimasinate instituudi vanemteadur, saades ka dotsendi kutse. Pärast doktoriväitekirja kaitsmist 2005 määrati ta sama instituudi direktoriks, praegu on sealsamas korraline professor. Ta on rohkem kui 50 teadusliku publikatsiooni ja kümne leiutise autor. Üks tema elektrimuundureid on patenteeritud 18 riigis.
ANTS KALLASTE (1980) on lõpetanud 1999 Pärnu Koidula Gümnaasiumi ja 2005 Tallinna Tehnikaülikooli energeetikateaduskonna elektriajamite ja jõuelektroonika erialal. 2006 sai samas magistrikraadi. Pärast seda õppis seal doktorantuuris energia- ja geotehnika erialal Kuno Jansoni juhendusel. Ta on töötanud TTÜ elektrotehnika aluste ja elektrimasinate instituudis teadurina. Uurinud püsimagnetgeneraatoreid, mida sobiks rakendada otsetoimelistes elektrituulikutes. Praegu töötab firmas Goliath Wind OÜ juhtiva elektriinsenerina, tegeledes 3-megavatise otsetoimelise tuuliku arendustööga.
Lugu ilmus ajakirjas Horisont
Riigi teaduspreemiate komisjon kuulutab Vabariigi Valitsuse nimel välja TEADUSPREEMIATE KONKURSI 2013. aastal järgmistes kategooriates:
- Üks preemia vastava teadusala paradigmat ja maailmapilti mõjutava või uut teadusvaldkonda rajava teadusliku avastuse või olulise sotsiaal-majandusliku mõjuga innovaatilise tooteni viinud avastusel põhineva leiutise või teadus- ja arendustöö eest (50 000 eurot).
- Kaks preemiat pikaajalise tulemusliku teadus- ja arendustöö eest (á 40 000 eurot).
- Kaheksa aastapreemiat (á 20 000 eurot) eelneva nelja aasta jooksul valminud ja avaldatud parimate teadustööde esiletõstmiseks järgmistes teadus- ja arendustegevuse valdkondades:
- täppisteadused; geo- ja bioteadused;
- keemia ja molekulaarbioloogia;
- põllumajandusteadused;
- tehnikateadused;
- sotsiaalteadused;
- arstiteadus;
- humanitaarteadused.
Aastapreemiad on ette nähtud Eesti teadlastele individuaalsena või erandkorras teaduskollektiividele.
Aastapreemiaga varem autasustatud teadustöötajaid ja teaduskollektiive võib taasesitada aastapreemia määramiseks 10 aasta möödudes preemia määramisest uuel tasandil teadustöö eest.
Ettepanekuid preemiate kandidaatide ülesseadmiseks võivad teha Haridus- ja Teadusministeeriumis teadus- ja arendusasutustena registreeritud ülikoolide ning teadus- ja arendusasutuste nõukogud, samuti Eesti Teaduste Akadeemia akadeemikud.
Riigi teaduspreemiate komisjon ootab ettepanekuid 21. detsembriks 2012. a aadressil: Eesti Teaduste Akadeemia, Kohtu 6, 10130 Tallinn. Materjalid esitada paberkandjal ning esildised, CV-d ja publikatsioonide loetelud ka elektrooniliselt (CD, DVD, mälupulk).
Vabariigi Valitsuse otsus riigi teaduspreemiate kohta tehakse teatavaks ja preemiad antakse üle Eesti Vabariigi aastapäeval.
Nõuetekohaselt vormistatud esildised teaduskondade poolt kandidaatide poolt ülesseadmiseks ning vajalikud lisamaterjalid tuleb esitada teadusosakonda hiljemalt 3. detsembril 2012, kell 12.00
TTÜ teaduskomisjon arutab esitatud ettepanekud läbi 6. detsembril 2012.
TTÜ nõukogu teeb otsuse ülikooli poolt teaduspreemiate kandidaatide esitamiseks 18. detsembril 2012 toimuval istungil.
Lisainformatsioon Teaduste Akadeemia kodulehel
Kontakt:
Pille Kasepuu
Teadusosakond
620 3515
pille dot kasepuu at ttu dot ee
DoRa tegevus 2.2.raames toetatakse külalisõppejõudude lühiajalist töötamist Eesti kõrgkoolides ning tegevus 2.3. on mõeldud Eesti õppejõudude lühiajaliseks täiendamiseks väliskõrgkoolides. Lisainformatsioon kättesaadav teadustöö veebis ning Marika Lundenilt, tel 620 3526.
Artikkel, mille kolmest autorist kaks on TTÜ majandusõppejõud, illustreerib IMF-i peaökonomisti Olivier Blanchard'i õpikus ootuste rolli tarbijate käitumises.
IMF-i peaökonomisti ja MIT professori Olivier Blanchard'i õpiku „Macroeconomics“ oktoobrikuus müüki tulevast värskest väljaandest leiab leheküljepikkuse näite Eesti kohta, mis kasutab ka kolme siinse majandusteadlase artiklit. TTÜ Rahanduse ja majandusteooria instituudi teaduri Merike Kuke ja professori Karsten Staehri ning Eesti Panga rahapoliitika ja majandusuuringute osakonna peaspetsialisti Dmitry Kulikovi artikkel „Consumption Sensitivities in Estonia: Income Shocks of Different Persistence“ ilmus tänavu Eesti Panga toimetiste sarjas.
Kukk kasutas kevadel oma loengutes Blanchard'i õpikut ja suhtles aktiivselt kirjastusega. Sellepärast küsiti talt, kas ta oleks huvitatud uude väljaandesse mõne näite kirjutamisest. „Pearsoni kirjastus tahtis õpiku rahvusvahelisele turule suunatud väljaandesse lisada rohkem näiteid erinevate maade kohta,“ rääkis Kukk. „Üldiselt on raamatus näited väga USA kesksed.“ Kuna tema osalusel just oli valminud uurimistöö, mis otseselt testis makroökonoomika õpikutes kajastatavat tarbimisteooriat, siis ei pidanud kaua otsima teemat, millest võiks kirjutada.
Tekst läbis tavapärase toimetamise/hindamise protseduuri, kus kirjastuse kontaktid ehk õppejõud hindasid vastava peatüki juurde kuuluva näite asjakohasust. „Leiti, et see näitlikustab piisavalt hästi peatükis kirjeldatud tarbimisteooriat ja nii see nüüd õpikus ongi,“ ütles Kukk.
Kuke, Staehri ja Kulikovi artikkel analüüsis, kuidas reageerisid Eesti majapidamised erineva püsivusega sissetulekušokkidele, kasutades selleks teoreetilise lähtepunktina Friedmani püsiva tulu hüpoteesi. Selles rakendati Eesti leibkonna eelarve uuringut, mis lubab leibkonniti läbi viidud intervjuudest saadud teabe põhjal eristada pika kestusega regulaarseid ja lühikese kestusega ajutisi sissetulekumuutusi. Andmestik koosnes 2351 leibkonnast, keda intervjueeriti aastase vahega kahel korral aastail 2002-2007, kiire majanduskasvu ja majapidamiste sissetulekute suurenemise perioodil. Uurimus näitas, et majapidamised rakendasid tarbimisotsuste langetamisel ootuseid, eristades sissetulekute muutuse kestust. Selgus, et kümneprotsendiline muutus regulaarses sissetulekus mõjutas mittekestvuskaupade tarbimist 3,3 protsendi võrra, sama suur muutus ajutises tulus aga vaid kahe protsendi võrra.
Lisaks näitab ootuste tähtsust tarbimisotsustes ka asjaolu, et aastail 2003-2006 tarbisid Eesti majapidamised rohkem kui teenisid. Tarbimisrekord püstitati 2006. aastal, mil tarbimine ületas sissetulekuid 6,3 protsendi võrra. Aastail 2006-2007, mil reaalpalk tõusis 12-13 protsendi võrra, kasvas tarbimine sissetulekutest kiiremini, sest eeldati, et tulevikus teenistus veelgi suureneb. Järelikult toimus tarbimine oodatava tulevuse jõukuse arvelt.
Kuigi vaadeldud ajavahemik oli Eesti majanduses erakorraline, olid majapidamiste ootused ja tarbimisotsused võrreldavad stabiilsema majanduskeskkonnaga riikide kogemustega. Kuna andmed sügava majanduslanguse perioodi ajast Eestis aastatel 2008-2009 puuduvad, ei saanud uurida, kas sarnane muster jätkus ka surutise ajal või peegeldasid tulemused tegureid, mis on vaid tõusule omased.
| Estonia | |||||||||||
| 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | |
| Households' Consumption-to-income ratio (LHS) | 96,0 | 97,1 | 99,5 | 100,5 | 105,8 | 104,1 | 106,3 | 101,8 | 96,6 | 88,4 | 90,4 |
| Real GDP growth rate (RHS) | 9,7 | 6,3 | 6,6 | 7,8 | 6,3 | 8,9 | 10,1 | 7,5 | -3,7 | -14,3 | 2,3 |
TTÜ-s kaitstud doktoritöö astub sammu lähemale klaasi jääkpingete määramisele fotoelastsusmeetodiga üldjuhul.
Igasuguse keha, aga eriti just klaaskeha, tugevus sõltub sisepingetest. Sellest tuleneb ka huvi sisepingete määramise vastu. Andrei Errapardi tänavu TTÜ-s kaitstud doktoritöö „Fotoelastsustomograafia lineaarses ja mittelineaarses lähenduses“ sellega just tegelebki.
Klaasi puhul saab sisepingeid näha ka kodus, vaadates läbi kahe polaroidi nende vahele pandud klaaskeha. Esimene polaroid polariseerib valguse, fotoelastusefekt klaasis muudab valguse polarisatsiooni vastavalt sisepingetele ning teine polaroid toob polarisatsiooni muutused esile. Lõõmutatud, pingevabas klaasis pole midagi näha, vähekarastatud klaasi puhul on pilt väikeste erinevustega heleduses ja piisavalt karastatud klaasi puhul näeb vähem või rohkem keerulist ribade pilti.
Probleem seisneb aga selles, et seos saadud pildi – mida nimetatakse ka interferentsipildiks – ja objekti sisepingete vahel on mittelineaarne. See muudab ka interferentsipildi järgi sisepingete määramise keeruliseks. „On huvitav, et vastupidine ülesanne, interferentsipildi arvutamine sisepingete järgi, on väga lihtne, kuigi aeganõudev,“ ütleb Errapart.
Seni on interferentsipildi järgi saanud sisepingeid määrata vaid lihtsamatel erijuhtudel. Näiteks neljast pingekomponendist kahe (telg- ja nihkepinge) määramine telgsümmeetrilises klaaskehas, kus on suhteliselt väikesed pinged ja suhteliselt väike teljesihiline pingegradient. TTÜ Küberneetika instituudi fotoelastsuse labori juhataja akadeemik Hillar Abeni juhendatud doktoritöö ei paku küll üldlahendit sisepingete määramise keerulisele probleemile, kuid selles on välja töötatud kolm meetodit oluliste erijuhtude jaoks. Esiteks, normaalpingete komponentide määramine mittetelgsümmeetrilises kehas. Teiseks, kõigi nelja pingekomponendi määramine telgsümmeetrilises kehas väikeste pingete korral. Ja kolmandaks, kõigi nelja pingekomponendi määramine telgsümmeetrilises kehas suurte pingete korral.
Kolmas meetod rakendab erinevalt eelmistest looduslikule evolutsioonile sarnast lahendust – genereeritakse juhuslikult terve põlvkonna jagu pingejaotusi, mille nii-öelda elujõulisust hinnatakse saadud interferentsipildi erinevusega reaalselt mõõdetud interferentsipildist. Tugevamad pääsevad kas siis ise või omavaheliste „järglaste“ kaudu järgmisesse põlvkonda. Põlvkondade vahetust korratakse kuni piisavalt täpse lahendi leidmiseni. Teoreetiliselt võib seda meetodit väga lihtsalt üldistada mittetelgsümmeetrilisele juhule, praktikas aga saab takistuseks see, et vaja oleks mitme suurusjärgu võrra suuremat arvutusvõimsust. „Kokkuvõttes on küll suur samm edasi astutud jääkpingete määramisele fotoelastusmeetodiga üldjuhul, kuid veel edasi astumiseks on jäänud ka tubli samm,“ leiab Hillar Abeni uurimisrühmaga 2009. aastal riikliku teaduspreemia pälvinud Errapart.
Valdav enamus fotoelastsuse labori uurimisobjektidest on rahvusvahelist päritolu, saadetud saamaks lahendusi praktilistele probleemidele – purunevad lambikuplid, klaaside karastuse optimeerimine jne. Nii leidub ka Errapardi töös seoseid üle terve maailma. New Jersey osariigis asuva Rutgersi Ülikooli professori Chuck Kurkjiani rühm püüab saada aimu klaasi tugevuse mehhanismidest ja selleks oli vaja määrata jääkpinged koormuse all olnud klaaskius. Tavaliselt teevad TTÜ teadlased fotoelastsusmõõtmisi oma laboris välja töötatud polariskoobiga – mis on seadeldis klaasobjektide vaatlemiseks polariseeritud valguses. Nüüd aga olid uurimisobjektiks väga väikesed klaaskiud, mille vaatlemiseks ei piisanud TTÜ polariskoobi optilisest lahutusvõimest. Küll aga oli sobilik polariskoop olemas Jaapanis Shiga Prefektuuri Ülikooli professori Satoshi Yoshida laboris. TTÜ-sse saadeti sealt mõõteandmed. Nende lähemal uurimisel selgus, et analüüsimiseks oli vaja olemasolevaid meetodeid edasi areneda ja seda ka tehti.
TTÜ teadlastele kuulub ka 2003. aastal asutatud GlasStress OÜ, mis tegeleb polariskoopide ja sinna juurde kuuluva pingete määramise tarkvara müügiga. „Tasapisi on tarkvara täiendamine käinud kogu aeg ja ka selle töö raames sai mõned lisavõimalused lisatud“, räägib Errapart.
Errapart ise aga on praeguseks lahkunud töölt Küberneetika instituudist ja maha müünud ka osaluse GlasStress OÜ-s. „Tasapisi tegelen programmeerimisega, kus on viimastel aastatel palju põnevat toimunud ja mis on mulle alati teadustööst rohkem meeldinud,“ ütleb ta. „Kuna teatavasti kahte pühendumist nõudvat ala korraga korralikult teha ei saa, siis oli see valik ka loogiline.“
Erik Aru
Oktoobrikuu viimasel päeval avatud labor uurib esialgu põlevkiviõli tootmisega seonduvat. Mõne aasta pärast võetakse vaatluse alla ka biomassist saadavad vedelkütused, peamiselt biomassi utteõlid.
TTÜ värskeim labor, keemiainseneri termodünaamika suunitlusega keemiatehnika instituudi keemiatehnika ja kütuste teaduslaboratoorium paikneb IV korpuse teisel korrusel kolmes ruumis. Kui päris täpne olla, siis üks seade neisse ei mahtunud ja see asub esimesel korrusel. Kuid ülejäänud seadmepark asub tõesti neis kolmes toas, millest üks on üliõpilaste laboratoorsete tööde läbi viimiseks, ülejäänud aga teadustegevuseks.
Tegelikult leidub Eestis ju teisigi, kaasaegselt sisustatud laboreid, kus saab teha vedelkütuste analüüse, näiteks Eesti Keskkonnauuringute Keskusel. Need viivad aga tavaliselt läbi standardanalüüse, nagu näevad ette normid. „Uurimistöö, teaduse ja tehnoloogia arengu seisukohalt on vaja analüüse, mõõtmisi, mis vastavad protsesside ja tehnoloogiate tingimustele,“ ütleb TTÜ Keemiatehnika instituudi direktor professor Vahur Oja. Sageli on teadustöös saadavad ainete hulgad väga väikesed, mitte nagu tavalisel kütuseanalüüsil, kus vaadeldava vedeliku nappusega reeglina probleemi ei ole.
Uue labori eesmärgiks on toetada keemia- ja kütusetööstust ning nendega seonduvate keskkonnaprobleemide lahendamist, aga mitte analüüsida, kas vedelik vastab mingitele nõuetele. Laboris saab läbi viia vajalike termodünaamiliste parameetrite ja faasitasakaalude määramist. Teine oluline vajadus on keemiainseneride koolitamine. Üks oluline valdkond selles on keemiainseneri termodünaamika, millele see labor ka suunatud on. See kokku peaks andma aluse keemiainseneri termodünaamika valdkonna inseneriteadmisele Eestis.
Labori rajamine võttis tegelikult aega kümme aastat. Oma vahenditest investeeris aastate jooksul instituut paarsada tuhat eurot. Laborile vajaliku infrastruktuuri andis keemia – ja materjalitehnoloogia teaduskonna korpuse renoveerimine paari aasta eest. Nüüd, kui Eesti energiatehnoloogia programmi raames, mida läbi Archimedese toetas EL ja Euroopa regionaalarengu fond, saadi veel täiendavad 600 000, moodustus lõpuks kooslus, mida saab laboriks nimetada. Seadmete valikul lähtuti sellest, et saaks analüüsida väikseid ainekoguseid protsessitingimustele lähedastes oludes, ja et need oleks Eestis mingil määral ainulaadsed – nagu näiteks Eestis ainus kõrgrõhul töötav diferentsiaalne kalorimeeter.
Tulevikus, sõltuvalt rahalistest võimalustest, on nelja-viie aasta vaates kavas juurde luua ka protsessisimulaatorite võrk, mis lubaks arvutuslikult määrata termodünaamilisi parameetreid ning selle läbi kontrollida protsessi reaalsust. Oletatavad investeeringud ulatuksid 100 000 euroni. Praegu levib maailmas tendents kasutada teadustöös aina enam modelleerimistulemusi ja laborite arv, kus saab läbi viia mõõtmisi, üha väheneb. Samas, modelleerimiselgi läheb vaja katseandmeid, et kontrollida mudelite realistlikkust. „Labori arendamisel võtsime aluseks selle, et kõigepealt tuleb osata teha häid katseid ja alles pärast seda asuda kasutama arvutuslikke mudeleid. “ selgitab Oja.
Labori eesmärgiks lähemal paaril aastal ongi tulenevalt projektist, mille kaudu toetust saadi, põlevkiviõli ja selle tootmisega seotud ainesüsteemide uurimine – kas või näiteks termobituumeniga seotud protsesside võimalikkuse uurimine. Tulevikus on kavas laiendada tegevust termodünaamilistele fundamentaaluuringutele, aga ka biomassist saadud õlidele, kus esinevad sarnased probleemid põlevkivi valdkonnaga – andmed kipuvad lünklikuks jääma. Kui põlevkivi uurimine on pigem Eesti-spetsiifiline küsimus, siis biomassiõlidega kaasnev on rahvusvaheliselt aktuaalne temaatika.
Laboris tegutsevad praegu kolm vanemteadurit, üks teadur ja kolm doktoranti, järelkasvu leidmise eesmärgid on kaasatud neli magistranti ja bakalaureuseõppe tudengeid. Kokku peaks laboris tööle asuma kuni kümme teadustöötajat.
Erik Aru
Eestis, enamasti Lääne-Viru maakonnas, on maavarana arvel ligi 1,4 mld tonni fosforiiti. Kogu varu on passiivne, mis tähendab, et fosforiidi kaevandamise tasuvus ei ole tõestatud ja et kaevandamisel võib olla oluline keskkonnamõju. See lubabki praegu öelda, et meie fosforiit ei ole kaevandatav.
Passiivse maavara saab tunnistada aktiivseks ehk kaevandamise vääriliseks, kui tema toodete hind tõuseb tasuvaks, kui leidub uusi ja paremaid tehnoloogiaid kaevandamiseks, kaevise rikastamiseks ning fosforiidikontsentraadi töötlemiseks, kirjutab TTÜ emeriitprofessor Enno Reinsalu ajakirjas Inseneeria.
Ja loomulikult pärast seda, kui on tõestatud, et kaevandamise keskkonnamõju saab hoida talutavates piirides. Maavara varu aktiveerimine on pikk ja mahukas protsess, mis algab tasuvushinnangust, läbib tehniliste uuringute faasi, eeldab projektlahenduste koostamist ja vaagimist, nõuab täiendavaid geoloogilisi uuringuid ja lõpuks ka keskkonnamõju hindamist. 2011. a otsustas Viru Keemia Grupp (VKG) astuda sellele Kolgata teele.
Ühe maavara kaevandamine ruineeriks teise
VKG probleem ei ole mitte niivõrd äriline kui just tehniline. Ida- ja Lääne-Virumaa piirimail, Kunda jõest idas, laiub Sonda põlevkiviväli, milles on üle 80 mln t kaevandamisväärset õlitooret. Selle ressursi hõlvamine on lähituleviku küsimus. Kuid Sonda välja põlevkivi lasub suures osas fosforiidi kohal. Kui põlevkivi ära kaevandada, siis täituvad kaeveõõned veega ja sellisest allmaaveekogust 35 m sügavamal lasuva fosforiidi kaevandamine muutub katastroofiliselt ohtlikuks, teisisõnu – tehniliselt võimatuks. Nii hävitaks põlevkivi kaevandamine fosforiidi kui ressursi. Meie maapõueõigus ei võimalda sellises olukorras anda põlevkivi kaevandamise luba.
Sama mure, kuid vastupidises võtmes, oli veerand sajandit tagasi, kui Kunda jõest lääne poole projekteeriti Lääne-Kabala fosforiidikaevandust. Ka seal on fosforiit ja põlevkivi teineteise kohal. Et fosforiidi väljamine ei hävitaks põlevkivi, soovitasid eesti mäeinsenerid toona fosforiiditöösturitele kahe maavara kooskaevandamist. Projekti lühikirjeldus on mäendusõpikus, kust VKG saigi idee Sonda piirkonna maavarade mõistlikuks kaevandamiseks. Lääne-Kabala kaksikkaevandus, nagu kõik, mis seotud fosforiidiga, unustati ära.
Sonda keskkonnamõju oleks väiksem
Edasise paremaks mõistmiseks tuleb teada, et Lääne-Kabala fosforiidikaevandus pidi paiknema lääne pool Kunda jõge, Kantkülas. Sonda põlevkivi ja sellega kohakuti lasuv fosforiit, tingnimetusega Ida-Kabala uuringuväli, on ida pool Kunda jõge. Ida- ja Lääne-Kabala erinevad oluliselt nii asustuse, maastiku, maakatte, maaviljeluse kui ka pinnavee poolest. Kuid peamine – neid alasid eraldab Kunda jõe all sügavasse aluspõhja lõikunud vettpidavate setetega täitunud ürgorg. Seepärast on maavarade kaevandamise seisukohalt Ida-Kabalas hoopis teine situatsioon. Sonda ala mäemajanduslik hinnang, mis lähtus majanduslikest, tehnilistest, sotsiaalsetest ja keskkonnakaitselistest aspektidest, näitas üheselt, et fosforiidi kaevandamine on seal oluliselt väiksema keskkonnamõjuga kui mujal. See on esimene asi, mis kaevandamise arendajal tuleb üldsusele selgeks teha.
Pisteline geoloogiline uuring pole usaldusväärne
Teine probleem, mis kaevandamist plaanivatel ettevõtjatel tuleb lahendada ja mis on põlevkivi kaevandamise jaoks võtmetähtsusega – milline on ikkagi fosforiidi kaevandamisväärsus ja varu usaldatavus? Võib isegi spekuleerida, et idapoolne fosforiidilasund ei olegi nii väärtuslik, et takistaks põlevkivi kaevandamist. Kirjutaks selle fosforiidi korstnasse?
Sonda piirkonna fosforiiti on uuritud pisteliselt, vaid kümnekonna puurauguga. Sellist sõelapõhja nagu Kantkülas seal ei ole. Eesti fosforiidi lasund koosneb kunagisse randa paisatud limuseliste karbikeste kuhilatest. Seda teades on mõistetav, et maa pealt puuritud auk võib sattuda kord kuhilasse, kord kuhilate vahele. Sellist kaootilist kihindit võib oma silmaga näha Ülgase suletud fosforiidikaevanduse käikudes. Sestap ei ole pisteline geoloogiline uuring usaldusväärne.
Vahel on ka varud suuremaks blufitud
Mäeinseneride kahtlustel kunagiste uuringute suhtes on ka teine alus. Korduvalt on tulnud kogeda, et plaani täitmise huvides on kõikides maardlates kirja pandud olematut maavara, blufitud varu. Sonda piirkonna fosforiiti hinnates selgus seegi, et ei ole säilitatud proovimaterjali, mille alusel võiks uurida, kui hästi on sealne fosforiit rikastatav tänapäevaste tehnoloogiate, seadmete ning reagentidega, mis viimase veerandsaja aasta jooksul on mäenduses imet teinud. Sellest kõigest lähtuvalt on loomulik, et enne ei saa midagi arendada, kui maa seest pole välja puuritud usaldusväärne tehniline proov. Selline oli VKG kava, mille avalikustamine vallandas rahva rahutuse ja vastuseisu, mis peatas uuringud.
Mäeinseneride kohustuslik õppeaine on mäendusliku keskkonnamõju ohjamine. Selle õpetuse eriosa on sotsiaalse keskkonna, üldsuse, kohalike elanike loomuliku reaktsiooni leevendamine. Sellest juhindus ka VKG, kui asus taotlema proovimise luba. Ja kuigi esialgsed tulemused tundusid head, õnnestus siiski ühel poliitiliselt kallutatud grupeeringul aktiveerida vastutegevus, reaktsioon määratlusega teadmatusepõhine argumentatsioon. Käsiraamatuna kasutati fosforiidifenomeni uurinud ajakirjaniku Juhan Aare raamatut.
Rahva aktiveerimine nõukogude võimu vastu
Üldiselt oli reaktsioon ootuspärane, sest nõukogude võimu vastane “fosforiidisõda” pole veel ununenud ja käsiraamat on mahlakas. Kuigi fosforiidikampaania faktitäpne ja kiretu kirjeldus on olemas akadeemik Mihkel Veiderma memuaarides, lk 204–216, pole see eriti kättesaadav ega ka populaarne. Seevastu Juhan Aare “Fosforiidisõda” kirjeldab värvikalt ja üksikasjalikult fosforiidi kaevandamise ning kasutamise kõiki võimalikke ohte, viidates nii objektiivsetele kui ka subjektiivsetele allikatele. Subjektiivsed allikad olid toona, nagu nüüdki, tunnustust ja rahastamist ihkavate diletantide ning teaduslähedaste isikute ajaleheartiklid ning sõnavõtud. Paljudes sellistes võib alla kriipsutada sihtsuunitlusega fabritseeritud pisikesi “poliitilisi valesid”, mille varjatud eesmärgiks oli rahva aktiveerimine nõukogude võimu vastu.
Usaldada tuleks Teaduste Akadeemia ettekannet
Teaduslikult täpne, ainult kontrollitud faktidele, mõõtmistele, modelleerimistele ja projektidele toetuv on ainult üks allikas – Eesti Teaduste Akadeemias 1989. a koostatud “Ettekanne Rakvere fosforiidimaardla hõlvamise võimalusest ja otstarbekusest”. Selle dokumendi koostanud töörühma juht oli M. Veiderma, autoreid on nimistus 33, kõik üle riigi tunnustatud eesti teadlased. Mitte üksi seepärast, et selle ettekande koostasid ausad teadlased, vaid ka seepärast, et see oli kirjutatud kvalifitseeritud ekspertidele, ei võetud sellesse dokumenti midagi ebatõepärast, mingit bluffi, oletusi, emotsioone ja ammugi mitte poliitilist valet. Ettekande originaalversiooni, mille ühe eksemplari ma 1989. a suvel Toolse karjäärivälja miitingul rahvale üle andsin, pole õnnestunud leida. Kuid minul kui töörühma tegevkoordinaatoril ja sisulisel toimetajal on säilinud Moskvale määratud venekeelse eksemplari autentne koopia.
Toona valitses kahjumlik doteeritud süsteem
Ettekande esimene pool andis ülevaate, milline on Rakvere fosforiidimaardla geoloogiline ja hüdrogeoloogine ehitus ning Pandivere geograafiline eripära, millised olid toonased majandid, asumid ning kuidas oli mõeldud fosforiiti kaevandada ja rikastada. Teine pool analüüsis tööstuse, sh jääkide ning jäätmete keskkonnamõju maastikule, mullale, aluspõhjale, põhjaveele ja veekogudele. Ettekanne ei jätnud kõrvale majandust ning tõi välja fosforiidi kaevandamise ja kasutamise kahjumlikkuse toonases doteeritud majandamissüsteemis. Viimane peatükk, mille koostasid tunnustatud eriteadlased, käsitles sotsiaalseid, poliitilisi ja õiguslikke aspekte. Ettekanne kinnitab kõiki peamisi keskkonnamõjureid. Ent see dokument ei kinnita bluffi, nagu kuivaks kogu Pandivere ja sealt lähtuvad jõed, et allmaakaevandamisel tekib orgaanikarikka savikivi6 massiline, põhjavett mürgitav põlemine jmt.
Teadmatusepõhise vastuseisu kiuste
Kuid mis peamine – kõik see, mis ettekandes kirjas, kehtib täies mahus ainult Pandivere kõrgustiku veerel, Lääne-Kabala väljal, mitte Pandiverest ida poole jääval soisel Sonda uuringualal. Ka legendaarne 1000 (salv)kaevu kuivamine on tõene vaid Lääne-Kabala kaevandusest lääne poole ulatuva põhjaveealanduse piirkonna asumites. Nagu näitas juba toonane modelleerimine, Kantkülla rajatava kaevanduse põhjavett alandav toime poleks levinud Kunda jõest ida poole. Täpselt samuti ei mõjutaks kaevandamine Sonda piirkonna kaeve lääne pool Kunda jõe mattunud ürgorgu. Nüüd seisab Virumaa maapõueressursside kasutamist kavandavate ettevõtjate ees tõsine ülesanne – kuidas jätkata uute teadmiste hankimist teadmatusepõhise vastuseisu kiuste.
Eesti mererannikult leiti haruldane kivistis. 460 miljonit aastat tagasi elanud merelooma trilobiidi kivistis annab tunnistust sellest, et meretaseme tõusuga sattus siia süvamerefaunat. Trilobiidi leidis Hannoveri Ülikooli lõpetanud Adrian Popp, kes tegi Tallinna Tehnikaülikooli geoloogia instituudi juures doktoritööd, vahendas Aktuaalne kaamera.
TTÜ geoloogia instituudi vanemteadur Helje Pärnaste ja Adrian Popp olid Eestis välitöödel. Teadlaste üllatuseks leidis sakslane trilobiidi, mida varem ei ole Eestist leitud.
Pärnaste selgitas, et trilobiit ujus kunagi sügavamas põhjalähedases vees, mitte kalda lähedal. "Sellest, et ta ujus, annavad tunnistust hästi suured silmad ümber pea, millega ta võis näha igas suunas, ja väike kere," ütles Pärnaste.
Kui kivistis ära prepareeriti, ilmnes, et seda trilobiiti on seni leitud vaid süvameresetetest. Meie rannikul pole see liik levinud.
"Sellest võime järeldada, et see rikkalik põlevkivi fauna võib olla seotud vahetult enne põlevkivi tekkimise aega olnud globaalse meretaseme tõusuga ja ühtlasi tõi see kalda lähedale sellist faunat, kes siin varem ei olnud," selgitas Pärnaste.
Üks suur mitmekesistumine toimus vahetult enne meie põlevkivi teket. Üldine meretaseme tõus põhjustas elustiku ränded nii teistest regioonidest kui ka Balti basseini sügavamast paigast kaldalähedamasse.
Energiakriis lükkus just vähemalt 100 aasta võrra edasi, nii pakuvad sajad kildagaasi tootjad USAs, kes nimetavad toimuvat selliste kõlavate nimetustega nagu Game changer – mängumuutja – ja Paradigm change – paradigma muutus energeetikas. Jutt käib fossiilkütuse ammutamisel naftaallika läteteni tungimisest ehk 2–3 km sügavuselt kildagaasi ammutamisest. Kildagaas asendab juba USA senist maagaasi tarbimist ja varu suurus kasvab kogu maailmas.
Kildagaas on kiltkivi (kilda) pooridesse kogunenud gaas. Kilt on gaasi ja nafta lähtekivim. Kildagaas tekib, kui kilta on geoloogiliste protsesside mõjul piisavalt kuumutatud ja kildast on eraldunud gaasi ja/või naftat. Kildagaasi kutsutakse nn mittekonventsionaalseks maavaraks. Kuni praeguse ajani ei arvestatud maailma mastaabis kiltkivi kui gaasi allikaga. Alates horisontaalpuuraukudes hüdrofrakkimise edukast tööstuslikust kasutamisest viimase kolme aasta jooksul loetakse kildagaasi ja selle lähtekivimit – kiltkivi – tavapäratuks maavaraks. Ilma frakkimata on kiltkivi väga madala vee- ja gaasijuhtivusega kivim, seetõttu selle poorides asuv gaas ei eraldu. Kui meetod levib üle maailma, siis muutub ka kildagaas tavaliseks, harjumuspäraseks maavaraks, kirjutab TTÜ Mäeinstituudi direktor Ingo Valgma ajakirjas Inseneeria.
Seoses kullapalavikuga võrreldava kildagaasipalavikuga on USA katkestanud gaasi impordi Kanadast ja on muutumas nii gaasi kui kildagaasi ammutamise tehnoloogia eksportijaks. Samas kui nafta hind tõuseb, on gaasi hind USAs kolme aastaga langenud viis korda.
Kildagaasi otsimine
Kildagaasi otsitakse kolmes etapis. 1. Puuritakse puurauke ja puursüdamikke. Vaadatakse nende mineraloogilist koostist jt omadusi, mis kildagaasi seisukohalt on olulised, ja tehakse esialgne geoloogiline mudel “sweetspoti” otsimiseks. 2. Tehakse sweetspoti oletatavas piirkonnas seismoloogiline uuring ja seismiliste lainete leviku 3D-mudel. 3. Puuritakse sweetspotis puurauk, mille kaudu uuritakse logeritega kivimite omadusi ja alustatakse sobivate asjaolude koosmõjul kilta frakkima ja kui gaas hakkab eralduma, siis on kindel, et selles kohas on kildagaasi.
Seismoloogiline uurimine kujutab endast helilöögi tekitamist kas maa peal või puuraugus ja selle laine tagasipeegeldumise kiiruse mõõtmist. Kuna mõõdetakse mitmes kohas ja ka lööke tekitatakse mitmes erinevas kohas, siis saadakse maapõue ruumiline mudel, mille alusel määratakse kildakihi asukoht. Logeri e salvestava anduriga puuraugu sondeerimisel salvestatakse igal kõrgusel soovitud näitajad ja selle ning puursüdamiku uurimistulemuste ning seismomudeli alusel kalibreeritakse kildamaardla parameetrid. Väga hea kilda indikaator on uraanisisaldust näitav gammakiirguse ulatus.
Kerogeeni lagunemise lõhed
Puursüdamikus ja puuraugus määratakse savi-, mineraalide ja gaasisisaldus poorides. Mida vähem on kildas savimineraale, seda hõlpsam on seda puurida ja hüdrauliliselt frakkida, kuna sel juhul on kivim rabedam ega paisu veega kokkupuutel. Vastasel juhul võib puurvarras auku kinni jääda ja poorid savi plastsuse tõttu sulguda. Sel juhul ei hakka gaas kildast eralduma. Ultraheli abil uuritakse puuraugu kivimite pingeolukorda ja lõhelisust. Selle järgi paigutatakse horisontaalsed puuraugud eesmärgiga tekitada võimalikult suur vaba pind gaasi eraldamiseks kilda pooridest.
Pooride osa kivimist, milles võib gaasi olla, on 4–10%. Kilda poorid tekivad kildas sisaldunud kerogeeni e orgaanilise aine lagunemisel kuumuse ja rõhu mõjul pika aja jooksul. Kerogeenist eraldub lagunedes metaan ja jääb osaliselt pooridesse ja lõhedesse püsima. Püstpuuraugu puurimine kestab umbes seitse päeva, horisontaalaugu puurimine aga 3–4 nädalat.