Tallinna Tehnikaülikoolis on erialane kompetents ja professionaalsed õppejõud – tagamaks koolituse kõrget taset, viivad kursuseid läbi oma ala spetsialistid nii TTÜst kui ka mujalt
TTÜ uurimisrühm otsis vastust küsimusele, kas paindlik töökorraldus teeb teadus- ja arendustöötajad õnnelikumaks
Tehnikaülikooli teadlaste eestvedamisel on valminud uurimus teadus- ja arendustöötajate (T&A) töökorraldusest.
Uuriti 153 teaduse ja arenduse loovtöötajat: insenere, teadlasi, toote- ja IT-arendajaid. Esindatud oli 11 tööandjat: era- ja avaliku sektori T&A asutused/ettevõtted, pangad, tehnoloogia- ja IT-ettevõtted.
Üha enam ettevõtteid üle maailma katsetavad paindliku tööaja programmidega, mille eesmärgiks on enamasti kas parandada ettevõtte majandustulemusi või olla atraktiivsemaks tööandjaks valdkonna parimatele spetsialistidele.
Uuringust ilmnes, et paindliku tööaja pakkumine saab palju suurema tõenäosusega osaks meessoost ning parema haridustasemega töötajatele, ehk et mehed saavad või valivad naistega võrreldes oluliselt suurema tõenäosusega neid ametikohti, kus paindlikku tööaega võimaldatakse. „Need tulemused võivad kõneleda meeste paremast läbirääkimispositsioonist sobiva töö saamisel ja töötingimuste kokkuleppimisel, samas kui naised võivad paindlikku tööajakorraldust meestest siiski hoopis enam vajada“, lisab rahvusvahelise uurimisrühma juht, TTÜ majandusteaduskonna professor Aaro Hazak.
Need, kellel võimaldatakse teha tööd paindlikult väljaspool kontorit, on uurimuse põhjal oluliselt õnnelikumad. Enamgi veel, kaugtöö tegemise võimalus mõjutab uuringu põhjal positiivselt T&A loovtöötaja rahulolu oma töö tulemustega, st võimalus kas alaliselt või kasvõi aeg-ajalt kodust töötada tõstab töö tunnetatavat tulemuslikkust oluliselt. „Tööandjad peaksid seejuures teadvustama, et eri tüüpi inimestel (nt noored vs vanad, üksi elavad vs pereinimesed, mehed vs naised), on erinevad põhjused paindliku tööaja kasutamiseks ning paindliku tööaja võimaldamine või mittevõimaldamine meelitab vastavale tööle just teatud tüüpi töötajaid ning toob eri inimtüüpide puhul kaasa erineva mõju nii töö tulemuslikkusele kui isiklikule elule,“ selgitab professor Hazak.
Uuringus võeti arvesse ka töötajate loomupäraseid ööpäevaseid rütme ning ilmnes, et õhtust tüüpi indiviidid (nö öökullid) tunnevad nn tavarütmi surutuna oma igapäevasest elust tunduvalt vähem rõõmu kui nende hommikust tüüpi kolleegid (nö lõokesed). See võib olla põhjustatud öökulli-tüüpi inimeste geneetilistest iseärasustest, kuid võib osaliselt tuleneda ka konfliktist loomupäraste ajakasutuseelistuste ning ühiskonna ja tööandja ootuste vahel.
Uurimuse tulemused osundavad sellele, et kui tööandjad pakuksid enam paindlikkust nii töö tegemise kohas kui töö tegemise ajas, võib see töötajate õnnelikkusele (ja laiemale heaolule) avaldada märgatavat positiivset mõju, tõstes samas töö tulemuslikkust.
TTÜ teadlaste juhitud rahvusvaheline töörühm on uurinud alates 2015. aastast teadus- ja arendustöötajate töö tulemuslikkuse mõjutajaid. Vaatluse all olid eelkõige paindliku tööaja ja -koha, töö kvaliteedi ning töötaja ajakasutuse, unisuse, väsimuse ja õnnelikkuse vahelised seosed.
TTÜ teadlased tutvustavad lihtsalt ja arusaadavas vormis oma uurimisprojekti tulemusi kolmel järjestikusel tasuta seminaril alates 8. septembrist.
Seminar on jälgitav otseülekandena aadressil https://youtu.be/gkhzu-eRyfI
Lisainfo uurimistulemuste ja tutvustusseminaride kohta:
https://www.ttu.ee/projektid/teadus-arendus-too-aeg-3/
Kontakt: TTÜ majandusanalüüsi ja rahanduse instituudi professor Aaro Hazak, aaro dot hazak at ttu dot ee
või telefonil 620 4057 (instituudi teadustöö koordinaator Eva Laura Auling)
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜs kaitstud doktoritöö: Tallinna ümbruse sademevee kvaliteet on tuntavalt paranenud
TTÜs kaitses hiljuti Bharat Maharjan doktoritööd ‟Stormwater Quantity and Quality of Large Urban Catchment in Tallinn” (Sademevee kvaliteet ja kvantiteet suure linna valgalal Tallinna näitel).
Seni on keskkonnareostusest rääkides sademevesi olnud tagasihoidlikuma tähelepanu all, kuna seda on pikka aega peetud n.ö tinglikult puhtaks veeks ja seega loodusele ning veekogudele ohutuks. Tänaseks on arusaamad muutunud ning sademeveele kui võimalikule reostusallikale on hakatud enam tähelepanu pöörama (osutades rõhutatud tähelepanu nii vee vooluhulgale kui ka võimalikule saasteohule).
Kaitstud doktoritöö üks juhendajatest, TTÜ inseneriteaduskonna vee- ja keskkonnatehnika uurimisrühma juht, professor Karin Pachel: „Seadsime doktoritöö käigus tehtava teadustöö eesmärgiks uurida sademevee äravoolu ja veekvaliteeti nii olemasolevate kui ka uute seireandmete statistilise hindamise teel ning analüüsida ja teha kokkuvõtteid lühiajalistest (kuni 10 aastat) ja pikaajalistest (18–19 aastat) suundumustest“.
Tallinna sademevee äravoolu ja kvaliteedi andmed lasevad kinnitada, et enamiku reostusnäitajate sisaldused sademevees on üldjuhul lubatud piirväärtustest väiksemad ning suundumus on veelgi vähenemise suunas. Eelkõige saab vähenemise põhjuseks pidada tänavate paranenud heakorda, kanalisatsioonivõrgu uuendamist ja tootmise vähenemist linnalähedastes põllumajanduspiirkondades.
„Tehtud eksperimentaaluuringud võimaldasid välja töötada sademevee äravoolu kvaliteedi mudeli Tallinnas Mustoja valgala näitel. Saadud uuringu tulemused aitavad riiklikel ametkondadel, veemajandusspetsialistidel ja vee-ettevõtetel arendada sademevee haldamise strateegiaid, planeerida ning kavandada optimaalset seiret ja tõhusaid andmekogumissüsteeme, mis võimaldab valida sobivaimaid sademevee äravoolu korraldamise, ning vajadusel ka puhastamise meetmeid“, selgitab professor Pachel.
Kaitstud doktoritöö tulemused lubavad kinnitada, et Tallinna ümbruses on sademevee olukord normnäitajate vaates viimasel kümnendil paranenud. Uurimistöös saadud andmed aitavad saada usaldusväärsemat ja ühtsemat infot sademevee hulga ja kvaliteedi kohta, see omakorda lubab tõhustada jätkusuutlikku planeerimist, projekteerimist ja sademevete regulatsioonipoliitikat juba riiklikul tasemel.
Doktoritöö juhendajad olid professorid Enn Loigu ja Karin Pachel (TTÜ).
Oponendid olid Peeter Ennet (Eesti Keskkonnaagentuur) ja professor Pekka E. Pietilä (Tampere Tehnikaülikool, Soome).
Doktoritöö on avaldatud raamatukogu digikogus https://digi.lib.ttu.ee/i/?7131
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜ teadlaste rahvusvaheline uuring väärtustab ehitusmaterjalina Eesti puitu
Tehnikaülikooli puidu ja komposiitide uurimisrühm osaleb rahvusvahelise COST FP1303 projekti ühistestis katsetamaks eri puiduliikidest komplekteeritud testlaua vastupidavust välistingimustele Euroopa erinevates testimiskohtades.
Euroopa teaduse- ja tehnoloogiavaldkonna koostöövõrgustiku COST FP1303 „Perfomance of Biobased Building Materials“ alamprojektis osalevad 28 Euroopa teaduasutust ja tööstusettevõtet, Eestist lisaks Tallinna tehnikaülikoolile ka Eesti maaülikool.
Neli aastat vältava ühiskatsetuse käigus testitakse erinevate puiduliikide ja termotöödeldud puidu ning roostevabade ja tsingitud kruvide vastupidavust ilmastikutingimustele. Oma katseks on TTÜ puidu ja komposiitide uurimisrühm paigutanud ülikooli linnaku ühe õppehoone katusele välitingimustesse kaks testlauda, millest ühel, nn rahvusvahelisel testlaual, on katsetamiseks viimistlemata harilik kuusk ja harilik tamm ning termotöödeldud harilik kuusk), teisel testlaual aga Eestist pärit puit (puidukaitsevahendiga Impralit-KDS erineva immutusastmega immutatud harilik kuusk).
Projekti tulemusena on kogutud väärtuslik informatsioon erinevate geograafiliste asukohtade mõju kohta puidu ja kinnitusvahendite vastupidavusele. Andmelogerite ja andurite komplekti abil kogutakse infot puidu niiskuse ja välistemperatuuri kohta. Kohalikud ilmajaamad üle Euroopa annavad infot UV-kiirguse intensiivsuse ning päikeseliste päevade ja sademete kohta. Kindla testprogrammi alusel hinnatakse mädanike ja hallituste teket, lõhesid, kruvide korrosiooni, mõõdetakse värvuse muutusi kolorimeetriga jm.
COST FP1303 projekti juhtrühma liige, puidutöötlemise õppetooli professor Jaan Kers: „Käesoleva üle-Euroopalise teadusprojekti põhieesmärk on tutvustada puitu kui väärtuslikku ning samas keskkonnasäästlikku ja õige viimistluse ja konstruktsiooni korral vastupidavat ehitusmaterjali. Kõik ühisprojektis osalejad saavad oma kasutusse mõistagi ka teiste riikide testandmed“.
„Eesti kliimaoludes kasvanud tugev ja vastupidav põhjamaine okaspuit sobib kasutamiseks nii puitehitiste konstruktsioonis kui viimistletud fassaadimaterjalina. Kahjuks kasutatakse seda ehituses ikka veel vähe“, nendib TTÜ puidu ja komposiitide uurimisrühma juht, professor Kers.
TTÜ puidutöötlemise õppetoolil on arvukalt sidemeid paljude Eesti metsa- ja puidutööstuse ettevõtetega, ka ühe testlaua katsealune puit on pärit AS Impresti poolt erinevate tehnoloogiliste protsessidega immutatud hariliku kuuse materjalist.
Professor Jaan Kersi sõnul loodetakse uurimise lõppeesmärgina saada kinnitust puitmaterjalide ja nende kinnitusvahendite vastupidavuse erisustele erinevates geograafilistes piirkondades. Uurimistulemusi saab kasutada puidu efektiivseks kaitsetöötlemiseks, et toota puitfassaade ja välimööblit.
„Kui puitu korralikult viimistleda ja ehitustegevuses konstruktsiooniliselt õigesti kasutada, on see väga vastupidav ja kvaliteetne ehitusmaterjal, mille kasutus elamuehituses ja avalike hoonete ehitamisel peaks tulevikus kindlasti kasvama“, kinnitab uurimisrühma juht.
Lisainfo: professor Jaan Kers, jaan dot kers at ttu dot ee
Tekst: Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜs kaitstud doktoritöö selgitas segatoiteliste protistide omavaheliste toitumissuhete mõju Läänemere planktonile suveperioodil
TTÜ Meresüsteemide Instituudis kaitses hiljuti Karin Ojamäe doktoritööd „Miksotroofsete alveolaatide ökoloogia ja fotobioloogia Läänemeres“ (The Ecology and Photobiology of Mixotrophic Alveolates in the Baltic Sea).
Kaitstud doktoritöös uuriti keskkonnatingimuste ning segatoiteliste protistide omavaheliste toitumissuhete mõju Läänemere planktonkooslustele ja aineringele.
Miksotroofsetele protistidele (segatoitelistele üherakulistele eukarütootidele) on omane paindlik toitumisstrateegia, st võime fotosünteesida sarnaselt taimedele, aga ka omastada energiat toitudes teistest organismidest. Viimase paarikümne aasta jooksul on leitud, et selline paindlik eluviis on protistide seas väga levinud. Küll aga pole veel selge, milline on miksotroofsete organismide panus mikroplanktoni koosluse paljunemisse, millised on toitumissuhted (kes sööb keda ja kui palju), milline on tasakaal kahe erineva toitumisstrateegia vahel ning mis juhtub siis, kui keskkonnatingimused ei soosi üht või teist või kumbagi toitumisstrateegiat.
Vee suvise sesoonse temperatuuri kihistumise perioodil, mil ülemine segunenud veekiht on toitainetevaene, moodustavad miksotroofsed protistid olulise osa Läänemere mikroplanktoni biomassist. Kaitstud doktoritöö eesmärk oli paremini mõista miksotroofide ökofüsioloogiat, ehk uurida, kuidas mõjutavad muutuvad keskkonnatingimused ning kiskja ja saakorganismi omavahelised suhted suveperioodil esinevate miksotroofsete liikide arvukust.
Doktoritöö raames viidi läbi laboratoorsed eksperimendid uurimaks vaguviburvetikate igapäevaelu: kiskja ja saakorganismi omavahelisi kokkupuuteid ja toitumiskäitumist, fotosünteesivõimekust varieeruvates keskkonnatingimustes kiskjate poolt saakorganismidest “varastatud” kloroplastide abil (mida kiskjad kasutavad fotosünteesiks), anorgaaniliste toitainete omastamist valguse puudumisel jahedas vees ja sellele järgnevat rakkude füsioloogilise seisundi paranemist.
Doktoritöö juhendaja, Meresüsteemide Instituudi juhtivteadur Inga Lips: „Doktoritöös kirjeldati mikroskoopiliste ainuraksete mõju saakorganismi populatsioonile ning leiti, et toksilise organismi mõju saagile võib olla nii otsene (toitumine saagist) kui ka kaudne (saagi lüüsumine toksilise lima tõttu, mida eritab kiskja rakk)“.
Lisaks leidis laborikatsete tulemustena kinnitust varem püstitatud hüpotees, et Soome lahes suviti esinev miksotroofne vaguviburvetikas Heterocapsa triquetra migreerub toitainete puudusel pinnakihis veesamba sügavamatesse kihtidesse (15 - 35 meetri sügavusele) toitaineid omastama ning on võimeline valgustatud kihti tagasi naastes neid pimedas omastatud toitaineid kasutama rakkude fotosünteesi efektiivususe tõstmiseks.
„Doktoritöö tulemused aitavad paremini mõista miksotroofsete liikide edukust mere ökosüsteemides (biomassi maksimumide moodustamist veesamba erinevatel sügavustel) optimaalsetes ja vähem optimaalsetes keskkonnatingimustes“, selgitab juhtivteadur Inga Lips.
Doktoritöö juhendaja oli TTÜ Meresüsteemide Instituudi juhtivteadur Inga Lips
Oponendid: Janne-Markus Rintala Helsingi Ülikoolist ja Kersti Kangro Tartu Observatooriumist
Doktoritöö on avaldatud raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?6298
Kersti Vähi, teadusosakond
TTÜ teadlased loovad ajukahjustuse tuvastuskiivrit reanimobiilidesse
Tallinna tehnikaülikooli teadlased on kaks aastat oma uurimisprojekti raames katsetanud mobiilset ajukahjustuse tuvastajat. Tegemist on reanimobiilides ehk kiirabiautodes võimalikku kasutust leidva kaasaskantava seadmega, mida rakendatakse traumaatiliste ajukahjustuste varajaseks avastamiseks ja raviks vältimaks hilisemaid tõsiseid terviseprobleeme.
Projektis osalenud TTÜ mehaanikateaduskonna teadlase Henrik Herraneni sõnul soovitakse selle projektiga tõsistest traumadest põhjustatud terviseprobleemide vähendamiseks välja töötada kaasaskantav meditsiiniline seade ehk kiiver, mis võimaldab objektiivselt ja usaldusväärselt diagnoosida ajutrauma põhiseid ja kahjustusi ning pakkuda omakorda ka personaliseeritud ajukahjustuste ravi. Selleks kasutab seade qEEG ja HD-TES meetodeid:
qEEG, ehk kvantitatiivne elektroentsefalograafia on meetod, millega mõõdetakse aju elektrilist tegevust, jälgides peanaha külge kinnitatud elektroodide abil alfa, beeta, delta ja theeta laineid. qEEG abil on võimalik tuvastada erinevaid terviserikkeid ning ka näiteks traumaatilisi peavigastusi (peapõrutus);
HD TES (high defintion trancranial electrodestimulation) meetodiga stimuleeritakse aju elektrivooluga (s.t mõne minuti jooksul mõjutatakse aju erinevaid piirkondi madala elektrivooluga). Selle tulemusena mõjutatud piirkonnas närvirakud kas ergastuvad ja muutuvad aktiivsemaks või vastupidi, passiivsemaks. Meetod on abiks erinevate terviserikete ravimisel.
Henrik Herranen: „Projekti tulemusena on praeguseks valminud qEEG mõõtmist võimaldav demonstraator-prototüüp. Lisaks mõõtmisele võimaldab prototüüp protsessi ka telemeditsiini abil jälgida. Tulemuseks on nn automaatne kiiver, mis paneb ise elektroodid patsiendi pea külge ning tagab telemeditsiini vahendusel patsiendi EEG signaalide mõõtmise“.
Loodud prototüübi abil loodetakse jõuda automatiseeritud qEEG mõõtmisvõimekuseni, mida on võimalik võtta laiemalt kasutusse traumaatiliste ajuvigastuste tuvastamiseks ja mõõtmiseks. „Prototüüp on katsetusplatvorm, millest arendatakse välja järgmise generatsiooni prototüüp, mis on juba seeriatootmise toote ligilähedane“, lisab Herranen.
Uurimisprojekt valmis TTÜ teadlastel koostöös Norra, Saksamaa ja Suurbritannia meditsiiniasutuste ja Cardiffi ülikooliga.
Lisainfo: Henrik Herranen, TTÜ mehaanika ja tööstustehnika teadur, henrik dot herranen at ttu dot ee
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜs kaitstud doktoritöös leiti võimalusi energia kokkuhoiuks energeetika- ja ehitusvaldkonnas
Hiljuti kaitses TTÜ elektrotehnika instituudis Andrii Chub doktoritööd „Research, Design and Implementation of Galvanically Isolated Impedance-Source DC-DC Converters“ (Galvaaniliselt isoleeritud impedantsallikaga alalispingemuundurite uurimine, süntees ja rakendamine).
Doktoritöö peamine eesmärk oli arendada uudsesse jõuelektroonika valdkonda kuuluvat galvaaniliselt isoleeritud impedantsallikaga alalispingemuundurit (GI IA APM). Doktoriöös jõuti järeldusele, et seda tüüpi alalispingemuundurid ühendavad endas nii pinge- kui ka vooluallikaga muundurite kasulikud omadused. Seetõttu on GI IA APM-de kasutamine elektrienergia muundamisel heaks alternatiiviks seni kasutatud pinge- ja vooluallikaga muunduritele.
Doktoritöö juhendaja, TTÜ energeetikateaduskonna juhtivteadur Dmitri Vinnikov: „Selgitasime välja, et jõupooljuhtlülitite resonantslülitamine, sünkroonne alaldamine ning laia keelutsooniga pooljuhtide kasutamine võimaldavad seni kasutatavate lisakomponentide tõttu piiratud GI IA APM-de kasutegurit oluliselt tõsta. Lisaks sellele võimaldaks antud muundurite kasutamine jadaühenduses parandada seadmete pingetõstmisvõimet ning seeläbi tõsta kogu süsteemi töökindlust.“
Doktoritööle lisab olulist praktilist väärtust GI IA APM-de kohandamine kolmele rakendusvaldkonnale (võimalik kasutada näiteks nullenergia ehitistes):
- suure jõudlusega ning väga laia sisendpinge vahemikuga mikrovaheldi päikesepaneelidele, mis on võimeline taluma ka järsku osalist päikesepaneeli varjutust;
- ühe jõupooljuhtlüliti põhine GI IA APM topoloogia odavatele päikesepaneele teenindavatele mikromuunduritele;
- uudne, püsimagnetgeneraatoritel töötavatele tuuleturbiinidele mõeldud, galvaaniliselt isoleeritud muundur.
„Nii teoreetilised kui ka praktilised doktoritöö tulemused annavad olulise panuse impedantsallikaga alalispingemuundurite GI IA APM-de valdkonna edasisele arendamisele, tuues välja nende tehnoloogilised eelised ning muutes seeläbi selle tehnoloogia atraktiivseks ka tööstusele“, lisab Dmitri Vinnikov.
Doktoritöö juhendaja oli juhtivteadur Dmitri Vinnikov (TTÜ), kaasjuhendajad Oleksandr Husev (TTÜ) ja Sergii Ivanets (Chernihivi Riiklik Tehnikaülikool).
Oponendid olid professorid Ralph Kennel (Müncheni Tehnikaülikool) ja Haitham Abu-Rub (Texas A&M University of Qatar, Qatar).
Doktoritöö on avaldatud TTÜ Raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?6209
Lisainfo juhtivteadur Dmitri Vinnikov, dmitri dot vinnikov at ieee dot org
Tekst: Kersti Vähi, teadusosakond, kersti dot vahi at ttu dot ee
Akadeemik Andres Öpiku uurimisrühm tegeleb vähirakkude püüdmisega
TTÜ materjaliteaduse instituudis on aastaid tegutsenud pika nimega uurimisrühm „Uue põlvkonna biotundlike süsteemide uurimine ja väljatöötamine molekulaarselt jäljendatud polümeeride baasil“, millel on selle aastanumbriga lõppemas üks etapp.
„2016. aastal saame teha kokkuvõtted meie uurimisrühma kolmeaastasest tööperioodist“, sõnab rühma juht, akadeemik ja materjaliteaduste instituudi professor Andres Öpik.
„Uurimistöö põhirõhk on olnud suunatud uute molekulaarselt jäljendatud polümeeride (MJP) formaatide väljatöötamisele pindmiste mälupesadega polümeeride valmistamiseks, selle põhiprotsesside parem mõistmine ning multiplekssete MJP-mikrobiokiipide väljatöötamine, kasutades selleks kaasaegseid mikrotehnoloogiad, sealhulgas fotolitograafiat ja kolloid-šabloon litograafiat. Eeldatavaks väljundiks on kõrgselektiivsed ja töökindlad multiplekssed MJP-mikrobiokiibid, mis võimaldavad oluliselt tõsta biotundlike elementide efektiivsust,“ sõnab professor Öpik.
Lahtiseletatult tähendaks see seda, et sihtmolekulid istutatakse laboris polümerisatsiooni teel polümeeri struktuuri. Järgnevalt eemaldatakse sihtmolekul polümeeri struktuurist nii, et säilivad sihtmolekuli suhtes tundlikud mälupesad. Kui nüüd selliste mälupesadega polümeerne „võrk“ viia uuesti uuritavasse keskkonda, seob selline „püünis“ sihtmolekuli väga täpselt uuesti ja me saame sidumise protsessi erinevate tehniliste meetoditega efektiivselt hinnata.
Andres Öpik: „Neid polümeere, milles on „püünised“ kindlatele molekulidele, oleme nüüdseks suutnud ehitada ka mikrokiipidele, kuhu mahub juba kümneid tuhandeid püünisepesasid. Täna oskame kiibile teha püünised eraldi kahele-kolme molekulile - üks püüab ühte molekuli, teine teisi, kolmas hoopis kolmandaid molekule.“
Selliselt loodud MJP kiipi saab edukalt kasutada ka diagnostikas. See meetod peaks tulevikus tunduvalt odavamaks ja samas tulemuslikumaks muutma praeguse meditsiinitehnika, paljud praegused laboriprotseduurid saab selle abil kohandada kodustesse tingimustesse.
„Erinevatel sensorplatvormidel valmistatud MJP materjalide eelisteks on eeskätt töökindlus, nende omaduste stabiilsus ning odavam ning lihtsam süntees“, selgitab professor Öpik, „MJP on väga perspektiivne meetod biosensorite valmistamiseks, olles alternatiiviks bioloogilistele retseptoritele, kemosensorite valmistamiseks ja keskkonna analüütika tarbeks ning spetsiifiliste ravimikandjate loomiseks,“ selgitab professor Öpik.
Tulevikule mõeldes võiks selliseid püüniseid kasutada mitte ainult diagnostikas vaid ka ravi eesmärgil.
Selliselt saaks vähihaige organismi viia kunstlikult valmistatud n.ö püüdurid, mis leiaksid sealt vähirakud, suudaksid need enda külge siduda (ehk kinni püüda) ja sealt välja viia ilma ülejäänud organismi oluliselt kahjustamata. Senised uurimised lubavad väita, et näiteks vähiravi puhul on selline molekulaarselt jäljendatud polümeer võrreldes seni kasutatava loodusliku ja kalli keemiaraviga odavam.
Senine töö on olnud nn „molekulipüüdjate“ testimisel väga edukas, akadeemik Öpiku hinnangul kulub aga siiski veel aega, enne kui neid julgetakse inimkehasse saata. „Peamist kitsaskohta näen siin selles, et organismi kaitsesüsteem võtab inimorganismi viidud molekulipüüdjat võõrkehana ja hakkab sellele vastu töötama,“ lisab Andres Öpik.
Seni kuni meditsiinivaldkond selle probleemiga tegeleb, on needamad molekulipüüdjad aga lihtsamini rakendatavad kasvõi keskkonnatehnoloogias. „Lõpetasime keskkonnatehnoloogilise projekti, kus määrasime pinnasest ja vedelikust ravimijääke. Saastunud vett või pinnast saab ka selliste meetoditega puhastada, kus keemilised ühendid seovad (ehk taas püüavad) ebasoovitavad saasteained. Ka sellele suunale loodan suurt tulevikku“, kinnitas akadeemik Andres Öpik
Lisainfo. professor Andres Öpik, andres dot opik at ttu dot ee
Kersti Vähi, teadusosakond
Tehnikaülikooli teadlased hindavad meie igapäevast töökeskkonda
Hiljuti lõppes TTÜ ärikorralduse instituudi ja keemiatehnika instituudi teadlaste koostööprojekt, milles tegeldi töökeskkonna õhusaaste määramisega.
Uurimise üks eestvedajatest, TTÜ ärikorralduse instituudi töökeskkonna ja ohutuse õppetooli professor Piia Tint: „Uurimistöö käigus uuriti aasta jooksul kemikaalide ja tolmuosakeste olemasolu mitmekümne Eesti ettevõtte töökeskkondades. Selleks kasutati kaasaskantavat õhuosakeste loendurit (tolmu mõõtmiseks) ja infrapuna spektromeetrit (kemikaalide määramiseks õhus)“.
Uurimisprojekti teise osapoole, keemiatehnika õppetooli professori Vahur Oja sõnul võivad nii tolm kui ka kemikaalid lisaks otsestele tervisekahjustustele põhjustada oma kontsentratsioonist sõltuvalt ka plahvatusohtlikke olukordi.
Tänaseks päevaks on TTÜ teadlastel võimekus teostada tolmu ja kemikaalidega seotud töökeskkonna uuringuid, hinnates nendega kaasnevaid ohte ja ohutegureid. Uurimistööde tulemusena töötatakse lisaks olukorra kaardistamisele välja ka selle parandamismudelid.
Töökeskkonna õhusaaste teenust kasutavad seni kõige sagedamini Eesti tööstusettevõtted (eriti puidu-, mööbli-, ja kummitööstus) oma tootmisruumide õhus kemikaalide määramiseks.
Professor Piia Tindi teatel lubavad senised uurimistulemused väita, et Eesti ettevõtted kannavad oma töökeskkonna eest sedavõrd palju hoolt, et (elu)ohtlikku õhusaastet seal ei esine.
„Meie elukeskkonna (mille üks osa on igapäevane töökeskkond) pädev kontroll on järjest kasvava nõudlusega. Sellega ei tähtsustata tööohutuse ja töötervishoiu valdkondade tähtsust mitte ainult Eestis, tegemist on globaalse nähtusega“, lisab Piia Tint.
Lisainfo: professorid Piia Tint piia dot tint at ttu dot ee ja Vahur Oja vahur dot oja at ttu dot ee
Tekst: Kersti Vähi, teadusosakond
Tehnikaülikooli energeetikateadlased uurivad Eesti elektrivõrgu tarbimismustreid
TTÜ elektroenergeetika instituudi elektrisüsteemide dünaamika ja juhtimismeetodite uurimisgrupp koostöös Elering ASga uurib elektrisüsteemi koormuste olemust ja mõju Eesti elektrisüsteemile.
Uurimisgrupi juhi dotsent Jako Kilteri sõnul on selline koormuste analüüsimine Eestis esmakordne ning teadustöö tulemus võimaldab võrguettevõtetel täpsemalt teha elektrivõrgu arvutusi ja oskuslikumalt planeerida investeeringuid liinidesse, alajaamadesse, ja teistesse elektrivõrgu juhtimise seadmetesse.
„Selline elektrikoormuste käitumise tundmine on äärmiselt oluline, kuna elektrisüsteemi rajamise ja toimimise eesmärgiks on rahuldada tarbija nõudlust igal ajamomendil. Seni maailmas teostatud samalaadsed uuringud on näidanud, et ebakorrektsetest koormusandmetest ja -mudelitest võivad vastavad võrguarvutuste järeldused olla eksitavad, vead võivad ulatuda kuni 30%ni“, selgitab dotsent Kilter.
Uurimistöös uuritakse Eesti ülekandevõrgu koormuste muutumisi (sesoonselt, nädala- ja päevasiseselt) ja koostatakse sobilikud koormuste staatilised ja dünaamilised pinge- ja sagedussõltuvuste karakteristikud, mida võrguettevõtja saab oma igapäevatöös otseselt kasutada. Uurimises kasutatakse sisendinfona nii olemasolevaid võrguettevõtete mõõteandmeid kui teostatakse täiendavaid katseid määramaks tarbijate tüüpgrupid, nende tarbimiskäitumine ja karakteristikud ning võimalike hajatootmisüksuste (elektrituulikud, päikesepaneelid, jm) mõju koormussõlmede karakteristikutele.
„Uurimistöö tulemused võimaldavad edaspidi säästlikumalt ja otstarbekamalt investeerida Eesti elektrivõrku ning selle toimimisse, parandades sellega oluliselt ka varustuskindlust elektri tarbijate jaoks“, lisab dotsent Jako Kilter.
Lisainfo: dotsent Jako Kilter, jako dot kilter at ttu dot ee
Tekst: Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜ doktoritööst selgusid Eesti prügilate reovee puhastamiseks sobivaimad meetodid
TTÜ keskkonnatehnika instituudis kaitses Aare Kuusik doktoritööd „Intensifying the wastewater and biodegradable waste treatment in Estonia" ("Reovee ja biolagunevate jäätmete käitlemise tõhustamine Eestis“).
Pidevalt karmistuvad keskkonnanõuded tekitavad paljudes riikides probleeme prügilareovee puhastamisega. Aare Kuusiku kaitstud doktoritöös selgusid viie Eesti prügila prügilareovee ja nõrgvee keemilise koostise ja prügilareovee puhastamisvõimaluste uuringute tulemused.
Aastatel 2007–2013 tehnikaülikooli keskkonnatehnika instituudis läbi viidud uurimistööst ilmnes, et peale prügilareovee vooluhulga ja reoainete sisalduse ühtlustamist ühtlustusmahutis (kas siis eelneva bioloogilise puhastusega või ilma) on sobivaimaks prügilareovee puhastusmeetodiks reovee kaheastmeline pöördosmoospuhastus DT filtritega. Uurimistöö tulemustele toetudes kaasajastati Väätsa prügila reoveepuhasti. (Kogu prügilareovee puhastussüsteem koosneb seal prügilareovee kogumissüsteemist, pöördosmoosist peale ühtlustusmahutit ja bioloogilist puhastust ja pöördosmoosi kontsentraadi prügilademesse tagasi pumpamisest).
Kaitstud doktoritöö toetus faktile, et Eesti prügilates toimub lisaks jäätmete sorteerimisele ja ladestamisele enamasti ka biolagunevate jäätmete kompostimine. Komposteerimisväljakutelt kogutud sademe- ja lumesulamisvesi on kõrge reoainete sisaldusega, samas on prügilareovee vooluhulk väga ebaühtlane. See omakorda raskendab suuresti prügilareovee puhastamisvõimalusi.
Doktoritöö üks juhendajatest, TTÜ keskkonnatehnika instituudi professor Karin Pachel: „Selleks, et saavutada prügilareovee maksimaalne ja stabiilne puhastamine, tuleks lõpetada prügilates biolagunevate jäätmete kompostimine ja asendada see metaankääritamisega“.
„Metaankääritamine on oluliselt efektiivsem biolagunevate jäätmete käitlusviis, mille käigus toodetakse lisaks ka kasulikku biogaasi. Metaankääritamise lõpp-produkt digestaat sisaldab suurel hulgal taimetoitaineid fosforit ja lämmastikku ning seda saaks kasutada edukalt põllumajanduses (kvaliteet peab lihtsalt vastama kehtivale seadusandlusele)“, lisab professor Pachel, „prügilates tuleb prügilareovee, sealhulgas nõrgvee, kogumine ja puhastamine ning jäätmekäitlus korraldada nii, et tekkivad keskkonnakahjulikud heited oleksid maksimaalselt ohjatud, mis minimiseerib ka keskkonnasaaste.“
Juhendajad olid TTÜ professorid Enn Loigu ja Karin Pachel ja külalisprofessor Walter Z. Tang Florida Rahvusvahelisest Ülikoolist.
Oponendid: Peeter Ennet Eesti Keskkonnaagentuurist ja Pekka E. Pietilä Tampere tehnikaülikoolist.
Doktoritöö on avaldatud raamatukogu digikogus http://digi.lib.ttu.ee/i/?5954
Tekst: Kersti Vähi, teadusosakond
TTÜs kaitstud doktoritöös leiti kiireid alternatiive narkojoobe tuvastamiseks
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 selgitas, et doktoritöö peamiseks eesmärgiks oli hinnata alternatiivina või lisaks traditsioonilistele meetoditele ka 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
Tehnikaülikooli teadlased uurivad inimtegevusega kaasneva veealuse müra mõju Läänemere ökosüsteemile
- Kuidas levib laevaliikluse veealune müra Läänemeres?
- Milline on inimtegevusega kaasnev müratase võrreldes loodusliku mürataseme fooniga (mis tekib lainetest, sademetest jmt)?
- Kuidas on muutunud laevamüra tase viimastel aastatel ja millised tendentsid seda ees ootavad?
Neile ja veel paljudele teistele küsimustele otsitakse vastuseid reedel, 9. septembril KUMUs interdistsiplinaarsel seminaril „Läänemeri antropotseeni ajastul ehk kuidas inimtekkeline müra mõjutab mereelustikke Läänemeres?”. Seminarile järgneb heliinstallatsiooni avamine KUMUs.
Allvee akustika uurimisteema üks eestvedajaid Tallinna tehnikaülikoolis, professor Aleksander Klausoni sõnul tehakse seminaril kokkuvõte viie aasta jooksul teostatud rahvusvahelise uurimisrühma töö tulemustest. „Laevaliiklus tiheneb kogu maailmas, nii ka Läänemerel. Järjest tõusev laevamüra tase mõjutab üha rohkem mere ökosüsteemi, sealse fauna omavahelist kommunikatsiooni ja eeldatavalt selle kaudu ka populatsioonide arengut“, selgitab Aleksander Klauson.
„Projekt BIAS (Baltic Sea Information on the Acoustic Soundscape/ Läänemere helipildi informatsioon) on rahvusvaheline EL Life+ uurimisprojekt, mis kestis aastatel 2013-2016 ning ühendas kuue Läänemere riigi teadlasi uurimaks inimtekkelise müra taset meres. 38 erinevas mõõtepunktis aasaringselt salvestatud allvee müra tasemed lubasid luua sünkroniseeritud helipilte, mis kirjeldavad laevamüra merekeskkonnas. Eriti tundlikud on allvee müra suhtes mereimetajad, Läänemeres on nendeks peamiselt pringlid ja hülged”, selgitab professor Klauson.
Seminar algab reedel, 9. septembril kell 16.00 KUMU kohvikus ja lõpeb Rootsi helikunstnik Åsa Stjerna heliinstallatsiooniga, milles muuhulgas saab kogeda, mida on kuulda vee all, kui sellel seilab näiteks tanker.
Kava
- Kuraator Torun Ekstrandi sissejuhatus
- Professor Aleksander Klauson (TTÜ) Allvee heli lühitutvustus; looduslikud ja inimtekkelised heli allikad; allvee müra mõju mere elustikule. BIAS projekti haare ja eesmärgid. Allvee müra salvestistest helilevi modelleerimiseni
- Helikunstnik Åsa Stjerna Kuidas teadusandmed kunstiteoseks muuta? BIAS projekti salvestiste põhjal loodud heliinstallatsiooni Mare Balticum tutvustus
Lisainfo biasproject.wordpress.com/
Professor Aleksander Klauson, aleksander dot klauson at ttu dot ee
Teate koostas Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜs kaitstud doktoritöös ilmnesid seosed naise suguhormoonide mõjust viljatusravile ja kasvajate tekkele
Hiljuti kaitses TTÜ geenitehnoloogia instituudis Karin Rosenstein doktoritööd "Genes Regulated by Estrogen and Progesterone in Human Endometrium" ("Östradiooli ja progesterooni reguleeritud geenid inimese endomeetriumis").
Tänapäeva praktikas leidub alati viljatusravi kliinikutes patsiente, kellele siirdatakse korduvalt kvaliteetseid embrüoid, aga soovitud rasedust ei teki. Üks põhjustest, miks need patsiendid ei rasestu, peitub selles, et emaka limaskest ei ole vastuvõtlik embrüo kinnitumisele. Emaka limaskest on võimeline embrüot omaks võtma väga lühikesel ajaperioodil (nn „implantatsiooni aken“, pikkusega 2-4 päeva). Fertiilses eas naiste emaka limaskestas toimuvad igal kuul olulised koemuutused, mida kontrollivad naissuguhormoonid – östradiool ja progesteroon.
Tegemaks kindlaks, kuidas mõjutavad naissuguhormoonid östradiool ja progesteroon geenide avaldumist emakas, kasutas Karin Rosenstein oma doktoritöös ülegenoomseid uurimismeetodeid. Uurimistulemustena selgusid nende hormoonide potentsiaalsed sihtmärkgeenid. Samuti leiti, et naissuguhormooni modulaator tamoksifeen, mida kasutatakse teatud tüüpi rinnavähi ravis, muudab selgelt emaka limaskesta geeniekspressiooni profiili. Viimastest andmetest tulenevalt võib spekuleerida, et rinnavähi ravis kasutatav tamoksifeen suurendab paraku oluliselt emaka limaskesta kasvajate riski.
Olulisel kohal emaka limaskesta ettevalmistamisel külmutatud embrüote siirdamiseks viljatusravis on ka steroidhormoonide kasutamine.
Doktoritöös uuriti emaka limaskesta geenide aktiivsust viljatutel patsientidel, kelle kehavälise viljastamise protseduurid olid eelnevalt ebaõnnestunud. Vastavalt uuringutulemustele ei ole nende naiste puhul soovitav eksogeensete steroidhormoonide kasutamine emaka limaskesta ettevalmistusel külmutatud embrüote siirdamiseks.
Karin Rosenstein: "Üldiselt aitavad viljatusravis kasutatavad hormoonpreparaadid protseduuri ette valmistada, munasaru stimuleerida, õigel ajal munarakke eraldada ja valmistada ette emakat embrüo(te) pesastumiseks. Doktoritöös uuriti patsiente, kellel oli ebaõnnestunud vähemalt 3 IVF tsüklit. Töö tulemusena leiti, et keerulisemate juhtumite puhul võiks protseduuril kasuatatavate hormoonpreparaatide tasemed üle vaadata, sest naissuguhormoon östradiool võib mõjutada oluliste geenide avaldumist emaka limaskestas, mis mõjutavad selle vastuvõtlikkust embrüole."
Doktoritöös läbi viidud uurimiste tulemusena ilmnes, et steroidhormoonid ühest küljest küll soodustavad kunstlikku viljastamist, kuid teisest küljest mängivad suurt rolli naise viljatuse põhjusena ning hormoonsõltuvate kasvajate tekkes.
Doktoritöö juhendajad: professor Andres Salumets (TÜ), professor Madis Metsis (TLÜ) ja PhD Jaak Simm (KU Leuven)
Oponendid: professor John Aplin (Manchesteri Ülikooli Inimese arengu instituut, Suurbritannia) ja vanemteadur Kersti Lilleväli (Tartu Ülikool, Eesti)
Doktoritöö on avaldatud raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?5130
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜs valmis teadlaste ja tudengite koostööna uus digitaalne arvutikiip
TTÜ arvutitehnika instituudi usaldusväärsete arvutisüsteemide projekteerimise uurimisgrupp on välja töötanud uudse digitaalse arvutikiibi, mis suudab kõik oma rikked lokaliseerida ja nendest väliskeskkonda (ehk teda kasutavat süsteemi) teavitada.
Uurimisgrupi juhi, arvutitehnika instituudi professori Jaan Raiki sõnul muudab teema hetkel eriti aktuaalseks kiipide üha vähenevatest mõõtmetest tingitud plahvatuslik rikete arvu kasv. Digitaalne kiip valmis koostöös magistritööde teemadena, millede juhendajateks olid omakorda mitmed TTÜ doktorandid ja teadlased. Tööga alustati 2015. aasta oktoobris ja selle raames valmis neli magistritööd. Tudengiprojekti vedajaks oli Iraanist pärit, Stockholmi KTHs magistrikraadi kaitsnud TTÜ doktorant Siavoosh Payandeh Azad.
Arvutikiibis realiseeritud tehnoloogia on välja töötatud tehnikaülikooli juhitavas Euroopa Liidu Horisont 2020 uurimisprojektis IMMORTAL (www.h2020-immortal.eu), kus koostöös suurfirmaga IBM, Saksa kosmosekeskusega DLR, Eesti ettevõttega Testonica Lab OÜ ja mitmete välisülikoolidega uuritakse lahendusi riketega toimetulekuks keerukates arvutisüsteemides.
Kiibi tootmise finantseerijaks on organisatsioon Europractice, mis eraldas konkursil raha kümnele Euroopa ülikoolile. Sõelale jäi ka TTÜ uurimisgrupp.
Kiibi valmistamiseks kasutatakse 180 nm tehnoloogiat ning selle pindalaks on 2.5 mm2. Esimesed 40 eksperimentaalkiipi toodetakse Fraunhoferi tehases Erlangenis Saksamaal.
„Järjepidevuse märgina peab lisama, et eelmine (ning ühtlasi ka esimene) Eesti ülikooli poolt toodetud digitaalkiip valmis täpselt 20 aastat tagasi samas instituudis ning selleks oli Jüri Põldre loodud krüptoprotsessor“, ütleb Jaan Raik. „Kiipide tehnoloogia miniaturiseerimine on viimasel paaril aastakümnel aga peadpööritava kiirusega edasi liikunud. Tollal kasutusel olnud tehnoloogia oli tänasega võrreldes 30-40 korda algelisem ja kohmakam“, sõnab professor Raik.
Edukalt läbi viidud projekt on kinnituseks Tallinna tehnikaülikooli võimekusest digitaaltehnoloogia vallas ja ühtlasi ka aluseks uurimisgrupi edasiseks teadustööks värskelt loodud Eesti teaduse tippkeskuses EXCITE.
Lisainfo:
TTÜ arvutitehnika instituudi professor Jaan Raik, jaan dot raik at ttu dot ee
Teksti koostas Kersti Vähi TTÜ teadusoskaonnast
Teadusajakiri Nature Communications avaldas Tehnikaülikooli teadlaste artikli massiiivse metaanilekke ja kliima seosest viimase jääaja lõpul
TTÜ ja TÜ geoloogia instituudi teadlastelt ilmus koostöös kolleegidega Norra ja Briti Geoloogiateenistusest ning naftakompaniist Lundin Petroleum hiljuti mainekas teadusajakirjas Nature Communications artikkel „Timescales of methane seepage on the Norwegian margin following collapse of the Scandinavian Ice Sheet“ (Metaani lekkimise ajaskaalad Norra shelfil peale Skandinaavia jääkilbi lagunemist).
Foto: Norra geoloogiateenistus (NGU)/Lundin Petroleum
TTÜ geoloogia instituudi teadlaste Aivo Leplandi ja Tõnu Martma osalusel valminud artikkel annab ülevaate rahvusvahelise uurimisrühma merepõhja uuringutest Barentsi mere Norra-poolses osas, mille tulemusena selgitati sealse merepõhja alla ladestunud metaani väljalekkimise ajastust ja mõju Maa kliimale.
Uurimisgrupi eestvedaja, TTÜ ja TÜ geoloogia instituudi geoloogiaspetsialist Aivo Lepland: „Metaan, mis imbub ülespoole sügavamal asuvatest kivimikihtidest, võib sobivatel tingimustel (rõhk ja temperatuur) salvestuda merepõhja setetesse jäälaadse metaanhüdraadina. Eriti laiaulatuslikult toimub see protsess jääaegadel, kui liustik avaldab merepõhjale suurt rõhku. Meie uurimisgrupi teadustöö tulemusena selgus, et jääkatte kadumisel muutub külmunud metaanhüdraat ebastabiilseks ning sulab, vabanev metaangaas imbub aga ajapikku ülespoole merepõhja suunas“. Vahetult merepõhja lähedal, kokku puutudes merevees lahustunud sulfaadiga, metaan oksüdeerub. Selle tulemusel tekivad karbonaatsete mineraalide koorikud, mille vanust saab radioaktiivsete isotoopide abil määrata. Barentsi mere kivimiproovide vanuseks määrati 7000-17 000 aastat. Kuivõrd neid karbonaadikoorikuid saab otseselt seostada metaani lekkimisega merepõhja, on saadud tulemusi võimalik kasutada metaani lekkimise ajaskaala koostamiseks. „Karbonaatkoorikuid tekitanud metaani päritolu gaasihüdraatidest tehti kindlaks Tallinna tehnikaülikooli geoloogia instituudi Isotoop-paleoklimatoloogia osakonna laboris“, lisab Lepland.
Barentsi merest kogutud karbonaadikoorikute uurimistulemused näitasid, et pärast seda, kui mandrijää oli viimase jääaja lõpul Barentsi mere aladelt tagasi tõmbunud (umbes 17 000 aastat tagasi), toimus külmunud metaani sulamine ja metaani lekkimine ligikaudu 10 000 aasta jooksul. Pärast uue tasakaalu saavutamist on see protsess suurelt jaolt vaibunud. Sellest annavad tunnistust ka miljonid Barentsi mere põhjas esinevad pockmargid (umbes 100 m läbimõõduga ringikujulised nõod mis tekkivad gaasi intensiivsel lekkimisel), mis tänaseks on stagneerunud. Kuigi nimetatud 10 000 aasta jooksul jõudis merepõhjast eralduda suurel hulgal metaani, ei ole uuringud, mis käsitlevad maakera kliimat vahetult pärast viimast jääaega, tuvastanud veel olulist kliimahüpet, mida võiks seostada selle geoloogilise protsessiga. Võimalik, et põhjus on protsessi pikaajalises kulgemises.
Aivo Lepland: "Metaan on tugev kliimagaas. Kliima soojenemine tänapäeval võib põhjustada metaanhüdraatide sulamist paljudes kohtades maailmas ja vabanenud metaani sattumist atmosfääri, mis omakorda võib süvendada kasvuhooneefekti. Kui kiiresti see mõju avaldub, on siiski väga ebakindel ja nõuab täiendavaid uurimusi."
Nature Communications on ühe maailma tunnustatuima teadusajakirja Nature väljaanne, mis ilmub aastast 2010 ja koondab enda alla füüsika, keemia, maateaduste ja bioloogia valdkonnad. Eesti teadlased on väljaandes esinenud keskmiselt kord aastas.
Lisainfo:
Aivo Lepland
Aivo dot Lepland at NGU dot NO
TTÜ ja TÜ geoloogia instituudi ning Norra geoloogiateenistuse geoloogiaspetsialist
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜ doktoritöö uurib, kuidas Eesti maapiirkondade elektrivõrkudes investeeringuid kokku hoida
TTÜ elektroenergeetika instituudis kaitses hiljuti Tiit Hõbejõgi doktoritöö "Possibilities to Optimize Low Voltage Network Investments in Rural Areas" (Võimalused madalpingevõrgu investeeringute optimeerimiseks maapiirkonnas).
Eesti maapiirkonnad kannatavad järjest enam elanikkonna vähenemise käes. Samal ajal on sinna rajatava elektrivõrgu pikkus ühe sealse elaniku kohta Eesti keskmisest tunduvalt pikem, mis omakorda muudab vastavad investeeringud põhjendamatult kõrgeks. Teema on jätkuvalt päevakohane, kuna olenemata regulatsiooni metoodikast on kulude vähendamine ja varustuskindluse tõstmine alati elektri jaotusvõrgu strateegia fookuses.
Eesti Energia juhtiva finantskontrollerina töötav Tiit Hõbejõgi pakub oma doktoritöös esmalt välja metoodika, mis aitab leida soodsaid investeeringuobjekte elektrivõrgus. Metoodika abil leitakse keskpinge alajaamast väga kaugel olevad tarbimiskohad, mille lähedal kulgeb olemasolev keskpingeliin. Ning kasutades matemaatilist mudelit leitakse lühim tee tarbimiskoha ja keskpinge õhuliini vahel.
Teiseks uuritakse eri pingeklasside kasutamist ja pakutakse välja metoodika potentsiaalsete investeeringuobjektide leidmiseks.
Mõlemat metoodikat testiti ka Elektrilevi OÜ võrgus ning tulemused olid väga efektiivsed.
Lõpetuseks pakutakse doktoritöös välja raamistik, mille abil hinnata off-gridi (ehk ilma elektrivõrgu ühenduseta) kasutamist vähem kuluka alternatiivina traditsioonilisele elektrivõrgu ehitusele. Off-gridi lahendus koosneb üldjuhul taastuvenergiaallikast, akupangast, inverterist ja diiselgeneraatorist. Enamiku nimetatud komponentide hind aja jooksul langeb, mis muudab off-gridi kasutamise järjest levinumaks madalama rahvastikutihedusega maapiirkondades.
Doktoritöö juhendaja, TTÜ energeetikateaduskonna professor Juhan Valtin: „Doktoritöö tulemused näitasid, et juba täna on teatud juhtudel off-gridi, ehk eraldiseisva elektrilahenduse kasutamine tulusam“.
Doktoritöö juhendaja oli professor Juhan Valtin (TTÜ)
Oponendid olid professor Matti Lehtonen (Aalto Ülikool) ja PhD Mart Landsberg (Elering AS, Eesti)
Doktoritöö on avaldatud raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?4123
Kersti Vähi, teadusosakond
TTÜ doktoritöös otsiti võimalusi Eestimaa põlevkivide maksimaalseks väärindamiseks
Aprillis kaitses Galina Šarajeva TTÜ polümeermaterjalide instituudis doktoritöö "Thermochemical Destruction of Graptolite Argillite" (Graptoliit-argilliidi termokeemiline destruktsioon).
Eestis leidub kaks erinevat põlevkiviliiki - kukersiit, millest on põlevkiviõli toodetud alates aastast 1924 ja graptoliit-argilliit (GA), mida seni veel tööstuslikult ei kasutata. Teadupärast saab põlevkivist õli termokeemilise destruktsiooni meetoditega 350-5000C juures, mille tulemusena põlevkivis sisalduv orgaaniline aine (kerogeen) disproportsioneeritakse vedelate, gaasiliste ja tahkete produktide koostisesse. Saadava toote kvaliteet sõltub töötlemise meetodist ja lähtepõlevkivi keemilisest koostisest.
Ainsaks tööstuslikuks tehnoloogiaks põlevkiviõli tootmisel nii Eestis kui mujal maailmas on tänaseni poolkoksistamine. GA poolkoksistamine ei ole aga perspektiivne, kuna saadava õli kogus võrreldes kukersiitpõlevkiviga on äärmiselt väike (vastavalt 1-2% ja 23%).
Kaitstud doktoritöös seati eesmärgiks uurida füüsikalis-keemilisi ja tehnoloogilisi aluseid GA efektiivsemaks vedeldamiseks.
Doktoritöö juhendaja, TTÜ põlevkivi ja taastuvkütuste teaduslaboratooriumi juhataja, vanemteadur Hans Luige kinnitusel näitab see esmakordselt tehtud GA kompleksne uuring, et termilisel lahustamisel ja hüdrogenisatsioonil põhineval tootmisel on võimalik saada õli kordades rohkem ja oluliselt madalamal temperatuuril võrreldes tavapärase pürolüüsiga Fischeri retordis. „Õlide kvalitatiivse ja kvantitatiivse koostise uurimine kaasaegsete meetoditega tõestas meile, et GA pürolüüsil, termilisel lahustamisel ja hüdrogenisatsioonil moodustunud õlid on küll sarnased kukersiidi poolkoksistamise õlile keemiliste ühendite grupikoostise poolest, kuid gruppide individuaalne koostis ja proportsioonid erinevad oluliselt“, lisas Luik.
Maailmas on põlevkivitööstust ainult Eestis, Hiinas ja Brasiilias. Doktoritöö selgitas, et poolkoksistamist erinevat tüüpi retortides, mida kasutatakse Eesti kukersiidi, Hiina ja Brasiilia põlevkivide vedeldamiseks või kavatsetakse kasutama hakata USA ja Jordaania põlevkivide puhul, ei saa siiski tunnistada universaalseks vedeldamise meetodiks, mis oleks rakendatav kõikidele põlevkividele nende paljususes ja erinevustes. GA, nagu ka enamiku teiste planeedil Maa leiduvate kerogeeni ja vesiniku sisalduse poolest vaeste põlevkivi erimite efektiivseks vedeldamiseks on alternatiivsete tehnoloogiate juurutamine möödapääsmatu.
Doktoritöö juhendaja oli TTÜ põlevkivi ja taastuvkütuste teaduslaboratooriumi juhataja, vanemteadur Hans Luik.
Oponendid olid doktorid Cristian Torri (Bologna Ülikool, Itaalia) ja Aare Ignat (Eesti Teadusagentuur).
Doktoritöö on avaldatud TTÜ raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?4862
Kersti Vähi, teadusosakond
Doktoritöö selgitab, kuidas ehitada energia- ja kulutõhusaid fassaade põhjamaade büroohoonetele
Märtsis kaitses TTÜ ehitiste projekteerimise instituudi doktorant Martin Thalfeldt doktoritööd "Total economy of energy-efficient office building facades in cold climate" (Külmas kliimas asuvate energiatõhusate büroohoonete fassaadi energia- ja majandusanalüüs).
Kaasaegsetel büroohoonete fassaadidel on järjest enam tavaks kasutada efektseid suuri aknapindu. Medali teine pool on aga see, et ilma superaknaid ning korralikku päikesevarjestust kasutamata võivad oluliselt suureneda kütte- ja jahutuskulud ning tekkida soojusliku mugavuse ja valgusräiguse probleemid.
Doktoritöö „Külmas kliimas asuvate energiatõhusate büroohoonete fassaadi energia- ja majandusanalüüs“ üks juhendajatest, TTÜ ehitiste projekteerimise instituudi direktor, professor Jarek Kurnitski selgitab: „Kavandades madal- ja liginullenergia hooneid (mis on jätkusuutlikkust silmas pidades järjest kasvav trend terves maailmas), on hoone fassaadi kavandamine üks keskseid küsimusi. Fassaadide lahendused on tugevalt seotud tehnosüsteemidega (küte, ventilatsioon, jahutus, valgustus), sisekliimaga ehk kasutajate rahuloluga, energiatõhususega ning ehitusmaksumusega. Sellise suure, sadade muutujatega süsteemi optimaalne kokkusobitamine on paras pähkel, mida Thalfeldti doktoritöö suutis edukalt lahendada“.
„Töö tulemusena on leitud parimad võimalikud kompromissid nii energiatõhususe, sisekliima kui ka ehitusmaksumuse kontrolli all hoidmiseks – arhitektid ja insenerid saavad antud lahendusi kohe rakendama hakata“, täiendab Kurnitski.
Kaitstud doktoritöö käigus modelleeriti tüüpilise avatud kontori kütte, jahutuse ja elektrivalgustuse energiakasutust, hinnati päevavalguse ligipääsu ruumi erinevate akende suuruste, klaaspaketi tüüpide ja soojustuse paksuste korral. Lisaks arendati dünaamilise välisvarjestuse algoritme ja juhtimispõhimõtteid. Hinnati erinevate lahenduste ehitusmaksumust ning nende majanduslikku mõistlikkust 20 aasta perspektiivis.
Doktoritööst selgus, et büroohoonetes oleks mõistlik kasutada kirkaid kolmekordseid, kahe selektiivkihiga aknaid, mille pindala moodustab üldiselt seina sisepinnast 25% kuni 40%, kuid põhjafassaadil võib kasutada ka suuremaid klaaspindu. Välisseina soojustamiseks tuleks kasutada 200 mm paksusele mineraalvillsoojustusele vastavat kihti. Majandusliku mõistlikkuse raamest väljuva energiatõhususe parandamiseks võib kasutada ka suurema pindalaga neljakordseid aknaid, suurendades samal ajal soojustuse paksust. Leiti ka, et dünaamilist välisvarjestust tuleks juhtida nii, et töökohtadel ei tekiks valgusräigust ja töövälisel ajal peaks varjestust juhtima ruumitemperatuuri järgi. Hetkel pole küll välisvarjestus oma hinna tõttu majanduslikult põhjendatud, kuid see annab siiski võimaluse suurte klaaspindadega lennukamate ja kallimate arhitektuursete lahenduste teostamiseks.
Viimase sammuna selgitati uurimises välja, et intress ja inflatsioon ning ehitushinnad üksikmuutujana mõjutasid enim fassaadide kulutõhususe analüüsi tulemusi, kuid kõigi muutujate kombinatsioonil oli siiski suurim mõju. Kuna sellise mahuga analüüse ei ole võimalik teostada iga üksiku hoone projekteerimisel, peavad olema arhitektidel, konstruktoritel ning energiatõhususe spetsialistidel kasutada tüüplahendused, mida on võimalik kasutada lähtepunktina ning kohandada antud hoonele sobivaks.
Doktoritöö juhendajad olid professor Jarek Kurnitski ja külalisprofessor Teet-Andrus Kõiv (TTÜ)
Oponendid: professor Per Kvols Heiselberg (Aalborgi ülikool) ja dotsent Laurent Georges (Norra Tehnikaülikool).
Doktoritöö on avalikustatud raamatukogu digikogus http://digi.lib.ttu.ee/i/?4068
Kersti Vähi, teadusosakond
Möödunud aasta lõpul kaitses TTÜ ärikorralduse instituudi doktorant Iivi Riivits-Arkonsuo doktoritööd "Consumer’s Journey as Ambassador of Brand Experiences" (Tarbija teekond brändielamuste saadikuna).
Doktoritöös rekonstrueeritakse tarbija teekond tema ja brändi esimestest kokkupuutepunktidest kuni tarbija muutumiseni brändisõnumi edasikandjaks ehk brändisaadikuks. Doktoritöö eesmärk oli kujundada arusaama tarbijast kui brändiväärtuse kaasloojast läbi tema suuliste- ja virtuaalsõnumite.
Teema on oluline, sest sügava tarbijasuhte kujunemist ning brändi ümber toimuvat suusõnalist ja virtuaalsuhtlust saab turundustegevus küll mõjutada, kuid mitte kontrollida.
Pärast seda, kui tarbija annab oma brändikogemusele erilise tähenduse, võib ta muutuda brändielamuste saadikuks ja seega brändi väärtuse kaasloojaks. Oluline on ka ökoloogiliste süsteemide teooria sobitamine tarbijakäitumise konteksti. Tarbijaid ümbritsevad mikro-, ekso- ja makrosüsteemid annavad impulsse sügava brändisuhte tekkimisele. Otsesed ja kaudsed suhtevõrgustikud, mis tarbijat ümbritsevad, toimivad filtritena, mis turunduskommunikatsiooni kas võimendavad, või vastupidi - muudavad jõuetumaks.
Oma töös kasutas autor empiirilise materjali kogumiseks nii üle-Eestilist valimit kui ka süvaintervjuusid sotsiaalmeedia kanalite aktiivsete kasutajatega. Iivi Riivits-Arkonsuo leiab, et tarbija annab virtuaalsisu loomisele ja jagamisele kindla tähenduse, mis eeldab, et bränd on kasutanud oma kommunikatsioonis midagi erakordset ja meeldejäävat. Ennekõike on selleks usalduslik tarbijasuhe ja kogemus, millele järgneb soov brändi aidata virtuaalsisu jagamisega (retsiprookus). Brändi ja tarbija kokkupuutepunktid eelneval teekonnal on niisiis kujunenud selliseks, et tarbija on nõus bränditeemalises virtuaalkommunikatsioonis osalema (brändi väärtuse koosloome ei toimu ainult virtuaalselt vaid suures osas tarbija suhtevõrgustikus silmast-silma).
Esimene kohtumine oma armastatud brändiga võib alguse saada lisaks tarbija turunduslikust mõjutamisest hoopis lähemast või kaugemast sotsiaalvõrgustikust pärit impulssidest.
Kohandades ökoloogiliste süsteemide teooriat, näitab doktoritöö autor, et sellised impulsid on sageli pärit lapsepõlvest (mikrosüsteem) ning seotud lähedaste pereliikmetega. Siit edasi järgnevad impulsid koolikaaslaste ning sõpradega ja sedakaudu omaksvõetud trendidega (eksosüsteem). Makrosüsteemist saadud mõjutused võivad olla seotud tarbija väljakujunenud väärtushinnangutega (säästev tarbimine, roheline mõtteviis, kultuuriline identiteet) ning sealt omaksvõetud trendidega.
Oma armastatud brändi kohta koguvad tarbijad teadmisi ning levitavad neid oma suhtevõrgustikus nii silmast-silma kui ka virtuaalselt, lisades sinna oma personaalse elamuskogemuse. Just nii toimivadki tarbijad vabatahtlike turundajatena ehk brändisaadikutena, koosluues brändi väärtust.
Doktoritöö juhendaja, professor Anu Leppiman: „Doktoritöö kõige olulisemaks teoreetiliseks panuseks saab pidada tarbija teekonna rekonstrueerimist. Tekkinud sügav brändisuhe muudab tarbija brändielamuste saadikuks ja seega brändi väärtuse koosloojaks“. „Oluline on ka tekkinud järeldus, et ökoloogilised süsteemid, mis tarbijat ümbritsevad, toimivad filtritena, mis tarbijale suunatud turunduskommunikatsiooni kas võimendavad või muudavad jõuetumaks. Seega on sotsiaalsel võrgustikul, ehk keskkonnal, kuhu tarbija kuulub, oluline roll, mis mõjutab tema brändivalikuid“, lisab professor Leppiman.
Doktoritöö juhendaja oli professor Anu Leppiman (TTÜ)
Oponendid olid professor Anu Valtonen (Lapi Ülikool) ja dotsent Mari Kooskora (EBS)
Doktoritöö on avaldatud TTÜ raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?3849
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜ geenitehnoloogia instituudi teadlased said aastase uurimistoetuse USA Pennsylvania Ülikooli Harvikhaiguste Keskuselt Pitt-Hopkinsi sündroomi uurimiseks.
50 000 dollarise grandi, mis kannab nime „TCF4 geeni transkriptsioonilise aktiivsuse regulatsioon neuronites“, põhiuurijaks on professor Timmusk, kaasuurijaks teadur Mari Sepp (http://www.med.upenn.edu/orphandisease/odc-grants-awarded.shtml).
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.
USA Pennsylvania Ülikooli Harvikhaiguste Keskus on loodud selleks, et toetada väga harvade haiguste, nn harvikhaiguste, teaduslikke uuringuid. Kõik selle keskuse uurimistoetused baseeruvad annetustel. „Eestis, kus eraraha liigub heategevusse vähe, võib olla raske aru saada, et isegi nii haruldase haiguse tarbeks saab tekitada raha eraalgatusel,“ ütleb Tõnis Timmusk. “Me hindame väga kõrgelt selle uurimistoetuse saamist ja seda, et USA Pennsylvania Ülikooli Harvikhaiguste Keskusel on usku meie uurimisgrupi teaduslikku tegevusse selle harva päriliku haiguse uurimise alal.”
Lisainfo Tõnis Timmusk, TTÜ geenitehnoloogia instituudi professor,
tonis dot timmusk at ttu dot ee, 5341 0239
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
TTÜ keemiatehnika instituudis kaitses Irina Epold möödunud aasta lõpus doktoritöö „Degradation of Pharmaceuticals by Advanced Oxidation Technologies in Aqueous Matrices" (Ravimite lagundamine vesikeskkonnas süvaoksüdatsioonitehnoloogiatega).
Ravimite olemasolu pinna- ja põhjavees ning heitvees on saanud ülemaailmseks keskkonnaprobleemiks. Peamiselt tööstustest, põllumajandusest ja olmejäätmetest pärinevad ühendid on kõrge toksilisuse, madala biolagundatavuse ja tavapärastele bioloogilistele töötlusmeetoditele allumatuse tõttu üheks suurimaks väljakutseks keskkonnatehnoloogias. Kõige tõenäolisemaks lahenduseks ravimitega seotud reostusele on eelkõige radikaalide aktiivsusel põhinevate süvaoksüdatsioonitehnoloogiate (SOT) rakendamine. Doktoritöös hinnati erinevate süvaoksüdatsioonitehnoloogiate efektiivsust kahe olulise ja enimlevinud ravimigrupi ühendite lagundamisel vees. Uuritavateks ühenditeks olid mittesteroidsete põletikuvastaste valuvaigistite alla kuuluvad ibuprofeen ja diklofenak ning mikroobivastaste ravimite alla kuuluvad sulfametoksasool ja levofloksatsiin.
Doktoritöö juhendaja, TTÜ keemiatehnika instituudi professor Marina Trapido selgitab: „Tänaseks on lisandunud palju uusi kemikaale: säilitus- ja värvained toiduainetes, rõivavärvid, lisaks kõikvõimalikud pestitsiidid, kodukeemia jms, mis kõik satuvad ka pinna-, põhja-, ja reovette. Uuringute järgi need pahatihti alati ei lagunegi. Mõnest sellisest mikrosaasteainest läbib 10, mõnest lausa 90 protsenti veepuhastusjaama ja satub loodusesse, kus nad tekitavad probleeme. Tööstusreovees on neid iseäranis palju ja oleks mõistlik neid eemaldada“.
Üks võimalus ohtlikest mikrosaasteainetest vabanemiseks on neid näiteks aktiivsöega absorbeerida, kuid see meetod on kaunis kulukas. Teine võimalus on neid lagundada. Ja just selleks sobivadki süvaoksüdatsiooniprotsessid, mille puhul tekivad hüdroksüülradikaalid ja teised, näiteks sulfaatradikaalid, mis on nii võimsad oksüdeerijad, et lagundavad peaaegu kõik kahjulikud orgaanilised ained, mis vees leiduvad. Seda meetodit on uuritud juba aastakümneid, kuid keskkonnakaitsesse on see jõudnud suhteliselt hiljuti.
Juhendaja professor Marina Trapido ja vanemteadur Niina Dulova (TTÜ)
Oponendid professor Tatyana Poznyak (Mehhiko Polütehniline Instituut) ja dr Artur Jõgi (OÜ Liprafarm, Eesti)
Doktoritöö on avalikustatud raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?3698
Kersti Vähi, teadusosakond
Tallinna tehnikaülikooli R. Nurkse innovatsiooni ja valitsemise instituudi doktorant Külli Taro kaitses jaanuaris 2016 doktoritööd "The Attribution Problem in Performance Measurement in the Public Sector: Lessons from Performance Audits in Estonia" (Omistamise probleem tulemuslikkuse hindamisel avalikus sektoris: õppetunnid tulemusaudititest Eestis).
Kuigi avaliku sektori tegevuse tulemuslikkuse kohta info kogumine on sama vana kui avalik haldus ise, tõusis tulemuslikkuse hindamine keskseks teemaks seoses Uue haldusjuhtimise (New Public Management) reformide ja tulemusjuhtimise propageerimisega avalikus sektoris. Tänaseks päevaks on debatt aga keskendunud eelkõige küsimustele, mis eesmärgil tulemusi mõõdetakse ning kas ja kuidas tulemusinfot üldse kasutatakse. Seejuures on selgunud, et tulemusinfo tegelikku kasutamisse panustatakse tunduvalt vähem kui tulemuste mõõtmise protsessi.
„Üks oluline põhjus, miks tulemusinfo ei leia oodatud määral kasutamist, tuleneb tulemuste hindamise olemuslikust probleemist – suutmatusest selgelt ja üheselt arusaadavalt defineerida avaliku sektori tegevuse eesmärke ehk tulemusi, mille täitmist peaks mõõtma. Teine probleem seondub tulemuste mõõtmise analüütilise või metodoloogilise väljakutsega tõestada põhjuslikku seost valitsuse tegevuse ja mõõdetud tulemuste vahel. Isegi kui avaliku sektori tegevuse tulemuste hindamiseks suudetakse välja mõelda sobilikud indikaatorid ning neid mõõta, siis määratleda, milline panus oli just konkreetsel hinnataval tegevusel või programmil saavutatud tulemustesse, on tihtipeale väga keeruline,“ selgitab Külli Taro.
Omistamise probleem tähistab sotsiaalpsühholoogiast tuntud inimlikku tendentsi omistada tulemusi hinnatavale tegevustele, kuigi tegelikkuses võib nende vahel põhjuslik seos puududa.
Doktoritöös keskendutakse peamiselt põhjusliku seose omistamise probleemi tagajärgedele tulemusinfo kasutamisel ja demonstreeritakse, et omistamise probleemi mõju sõltub eesmärgist, miks tulemusi hinnatakse ning keskkonnast, kus hindamine toimub.
Doktoritööl on kaks sihti:
- esiteks näidata, kuidas omistamise probleem takistab eelkõige tulemuste hindamise nõuandva funktsiooni täitmist, kuna sellisel juhul on põhjusliku seose olemasolu tegevuse ja tulemuse vahel kõige kriitilisem.
- teiseks uurida tulemuste mõõtmise algatuste rakendamist just Eesti kontekstis ning selgitada, miks omistamise probleem võimendub vähem arenenud poliitikakujundamise oskuste ja traditsioonidega uutes demokraatiates.
Edukas tulemuste mõõtmine ja adekvaatne tulemusinfo kasutamine seab teatud tingimused riigi poliitilisele süsteemile ja administratiivsele võimekusele. Kui aga rakendada tulemuslikkuse hindamist avalikus sektoris, kus eeltingimused analüütilistele ja rakenduslikele oskustele, kvaliteedikontrollile ja stabiilsele poliitikakujundamisele pole täidetud, siis võimendab see nii tulemuslikkuse mõõtmise olemuslikke kui ka analüütilisi puudujääke, nagu üheste ja selgelt defineeritavate eesmärkide puudumine ning põhjusliku seose omistamise probleem.
„Seega oht omistamise probleemi tõttu tulemuslikkuse mõõtmisel põhimõttelisi metoodilisi vigu teha ning hiljem saadud infot mittesihipäraselt kasutada on eriti suur just ebaküpse poliitikakujundamise keskkondadega uutes demokraatiates,“ lisab doktorant.
Doktoritöö juhendaja oli professor Tiina Randma-Liiv (TTÜ)
Oponendid professor Jarmo Vakkuri (Tampere Ülikoolist) ja dotsent Bram Verschuere (Ghenti Ülikoolist Hollandis).
Doktoritöö on avaldatud raamatukogu digikogus aadressil http://digi.lib.ttu.ee/i/?3963
Kersti Vähi, TTÜ teadusosakond
kersti dot vahi at ttu dot ee
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
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.
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
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
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
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 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
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 materjalitehnika instituudi teadlased on viimased poolteist aastat tegelenud püsimagnetite uurimisega.
Praeguseks on nad jõudnud sinnamaale, et suudavad magneteid ise valmistada.
„Teaduslikus mõttes me väga kaugel ei ole,“ räägib instituudi direktor professor Renno Veinthal. „Kuid rakenduslikud huvid on väga suured.“
Üheks osapooleks on Molycorp Silmet, kes tahaks oma toodangule, haruldastele muldmetallidele, sealhulgas lantanoididele, leida rakendusi, mis neid paremini väärtustaks. Püsimagnetid nimelt koosnevad umbes 30 protsendi osas lantanoidide rühma kuuluvast neodüümist (keemiline tähis Nd). Tarneahela teisest otsast leiame teise huvilise, ABB, kes vajab püsimagneteid oma tuulegeneraatorite jaoks. Võimsamas generaatoris võib olla suisa kaks tonni püsimagneteid.
Jämedama pöidla läbimõõduga püsimagneteid peab lahus hoidma vahepuks, muidu oleks neid väga keeruline üksteisest lahti kiskuda – mitte et see puksi kasutamisel lihtne oleks. „Siin on tegu kümme korda tugevama magnetiga kui külmkapimagnet,“ ütleb Veinthal. „Kui me räägime magnetitest, mida kasutatakse ABB generaatorites, siis räägime juba rusikasuurustest magnetitest ja nendega ümber käimine nõuab erilisi ohutusprotseduure.“
Selliste neodüüm-raud-boor (edaspidi NdFeB) magnetite valmistamisel kasutatakse pulbertehnoloogiat, milles materjalitehnika instituudil on pikaajalised kogemused kulumiskindlate pulberkomposiitide vallast. Magnetite valmistamisel on etappe rohkem, kuid põhiline protsess on sama.
Magneti tootmine algab õige koostisega sulamist saamisest. Lisaks koostisele mängib olulist rolli sulami jahtumiskiirus. Sulam võidakse valada kangidesse, kuid tänapäeval on levinum niinimetatud ribavalu. Selle meetodi korral jahutatakse sulametall väga kiiresti sulaolekust tardolekusse valades seda kiiresti pöörlevale jahutatavale vaskkettale.
Järgmises etapis jahvatatakse sulam peenikeseks pulbriks (osakese suurus kaks kuni viis mikromeetrit). Jahvatamise ja muude töötlusoperatsioonide käigus ei tohi materjal saastuda vaba raua, hapniku, süsiniku ega teiste soovimatute lisanditega. Vastasel juhul magnetilised omadused halvenevad sedavõrd, et NdFeB-magneti kasutamine muutub majanduslikult mõttetuks. Sellepärast viiakse enamik valmistusoperatsioonidest läbi hapnikuvabas keskkonnas, kas vaakumis või inertgaasi sees (tavaliselt argoonis). Jahvatamisel kasutatakse erilist jahvatusmeetodit – jugajahvatust, milles pulbriosakesed peenestatakse omavaheliste põrgete tulemusel ja jahvatusseadmel puuduvad liikuvad osad, mille kulumisproduktid saastaksid töödeldavat materjali.
Seejärel saab magnet pressvormis vajaliku kuju. Sama operatsiooni käigus toimub pulbriosakeste orienteerimine välises magnetvälja abil. Iga pulbriosake on nagu tilluke magnet, mis tuleb välise magnetvälja abil keerata enne pressimist õigesse suunda.
Pärast pressimist pressvormis läheb magnet paagutusahju, kus pulbertoorikust saab magneti toorik. Materjalitehnika instituudil on sajaruutmeetrine labor, mis on täis paagutusahjusid. „Paagutada võib väga erineval moel – kaitsegaasis, ilma kaitsegaasita, vesinikus, vaakumis, kui kiiresti temperatuuri tõstetakse, kuidas jahutatakse – see kõik väljendub materjali omadustes,“ kirjeldab Veinthal.
Magnetid läbivad lisaks paagutusele ka termotöötluse, mis annab materjalile vajaliku mikrostruktuuri. Kuna NdFeB-magnet on korrosiooni ja oksüdeerumise suhtes üsna tundlik, kaetakse tööstuslikud magnetid alati nikkel- või mõne muu pindega. Viimaks tuleb magnet veel magneetida: magnetile rakendatakse väline tugev väline magnetväli, mille tulemusena aine magneetub ja käitubki edaspidi püsimagnetile omasel viisil.
Eksperimentaalse koostisega magnetmaterjalide magnetiliste omaduste mõõtmine käib koostöös TTÜ elektrotehnika instituudi ning Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudiga.
Projekti lõppeesmärgiks on välja töötada sobiva koostisega magnetsulamid, mida Molycorp Silmet saaks pakkuda Skandinaavia ja Lääne-Euroopa magnetitootjaile.
Erik Aru
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.
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
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
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
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
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
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
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
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
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.
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
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
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
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>>
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
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
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
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.
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.
14.-15. juunil toimub Tartus kolmeteistkümnenda rahvusvaheline geenifoorum. Foorum annab suurepärase ülevaate olulisematest arengutest genoomikas ja biomeditsiinis, tutvustab uuemaid teadussaavutusi ja kirjeldab nende praktikasse rakendamise võimalusi. Interdistsiplinaarne programm koondab Tartusse rahvusvaheliselt tunnustatud teadlased, eelkõige meditsiinigeneetika ja farmakogenoomika, regeneratiivse meditsiini ja statistilise geneetika valdkondades. Konkreetsetele teemadele keskendunud ettekannete kõrval leiavad konverentsil kajastamist ka valdkonna üldised arengud ja tulevikuvõimalused.
Mitmekesine programm pakub ettekandeid mitmete komplekshaiguste geneetikast, farmakogenoomikast, personaalsest ja regeneratiivsest meditsiinist ning biostatistikast.
- Programm
- Osalemistingimused
- Registreerimine
Geenifoorum 2013 interdistsiplinaarsed teemad on:
- inimese ja komplekshaiguste geneetika;
- farmakogenoomika ja personaalsem meditsiin;
- regeneratiivne meditsiin ja tüvirakud;
- neurogenoomika;
- statistiline geneetika.
Konverentsi osalemistasus sisalduvad:
- Kõrgetasemelised ettekanded kahel päeval, sh:
Prof. Maynard Olson, University of Washington, USA;
Prof. Urs Meyer, Biozentrum/University of Basel, Šveits;
Prof. Charles Kurland, Lund University, Rootsi;
Prof. Jukka Corander, University of Helsinki, Soome;
Dr. John Chambers, Imperial College London, Suurbritannia;
Prof. Outi Hovatta, Karolinska Institutet, Rootsi;
Prof. Timo Tuuri, University of Helsinki, Soome;
Dr. Aare Märtson, University of Tartu, Eesti;
Prof. Toomas Neumann, Tallinn University of Technology, Eesti;
Dr. Oliver Stegle, EMBL - European Bioinformatics Institute, Wellcome Trust Genome Campus, Suurbritannia;
Dr. Frank Dudbridge, London School of Hygiene and Tropical Medicine, Suurbritannia;
Prof. Matthias Schwab, Dr. Margarete Fischer-Bosch Institute of Clinical Pharmacology, Stuttgart, Saksamaa;
Prof. Munir Pirmohamed, University of Liverpool, Suurbritannia;
Prof. David Gems, University College London, Suurbritannia;
Prof. Michael O'Donovan, Cardiff University, Suurbritannia;
Dr.Paul Franken, University of Lausanne, Šveits;
Dr. Abraham Acevedo-Arozena, Harwell Science and Innovation Campus, Suurbritannia;
Prof. Nuala Sheehan, University of Leicester, Suurbritannia;
Dr. Nicholas Timpson, University of Bristol, Suurbritannia.
- Näitus;
- Konverentsikogumik;
- Lõunasöögid ja kohvipausid 14.-15. juunil;
- Buffet õhtusöök 14. juunil restoranis "Atlantis".
Soodushinnaga registreerimise tähtaeg on 15. mai 2013.
Eesti akadeemilise-, mittetulundusliku- ja riigiasutuse esindaja osavõtutasu on selle ajani 179 eurot (lisandub käibemaks).
Konverentsile saate registreeruda:
- Täites on-line registreerimisvormi geenifoorumi veebilehel;
- Tagastades salvestatava registreerimisvormi e-kirjaga allpool lisatud meiliaadressil;
- Telefonitsi: 5598 9057.
Lisainfo: Eduard Malinov
SA Geenikeskus
Tel: 5598 9057
E-mail: geneforum2013 at gmail dot com
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
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
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
Uudis TTÜ biorobootika keskuse juhtimisel välja arendatud kalarobotist ilmus Discovery New'sis 6.03.2013.
Robot Senses Like Fish to Swim Upstream
Unlike any other animal, fish have a special sense that allows them to determine the speed and direction of currents, helps them hover in place and even swim upstream. Known as lateral line sensing, it also helps fish find the underwater “sweet spot” to catch food that may be tumbling down the river.
Now, a European engineering team based in Estonia has built an electronic version of lateral line sensing on an underwater vehicle called FILOSE (Robotic FIsh LOcomotion and SEnsing).
Around the world, underwater vehicles have been deployed for several decades to track pollution, inspect ships hulls for damage, and for surveillance. But their big drawback is limited battery life. If successful, this new device would allow vehicles to travel more efficiently through the water like a fish, saving time and battery life.
“There are 300,000 species of fish that have” lateral line sensing, said Maarja Kruusmaa, professor of bio-robotics at the Tallinn University of Technology. “If all of the fish in the sea have found it useful and none of the robots have, it makes you wonder that maybe you are missing an important piece of information.”
In fish, the lateral line runs along the skin from just behind the head to the tail. It consists of nerve cells that pick up vibrations and other data from the water, and helps them school without bumping into each other.
The FILOSE robot took four years to build. Engineers made it to mimic the geometry and shape of a rainbow trout, about 20 inches long (50 cm). To create artificial lateral line sensing, the team developed tiny electronic sensors to monitor pressure differences in the water flowing around it. Here's a video of the device in the lab.
The swimming robot can detect flow direction and swim upstream, or hold still while compensating for the downstream drift by measuring the speed of the water. It can also hover in the wake of an object to cut its energy use, according to Kruusmaa.
“It is similar to reducing your effort in the tailwind of another cyclist or reducing the fuel consumption of your car by driving behind a truck”, she said.
Uudise link
http://news.discovery.com/tech/robotics/robot-senses-like-fish-swim-upstream-130305.htm
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
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.
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
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
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
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 >>
- Korallide uurimine teenib ravimiarendust
- Meremudel prognoosib Eesti merevee parameetreid
- Kunda jõe üleujutusi põhjustavad sillad ja puurisu
- Süvaoksüdatsioon aitab lagundada mikrosaasteaineid
- BOS 2012 toob TTÜsse nobelist Akira Suzuki
- Teadlaste loodud tarkvara hõlbustab turisti valikuid
- Haruldane haigus võib anda viiteid skisofreenia raviks
- Matemaatilised meetodid aitavad määratleda materjalide omadusi
- Energeetika otsapidi tuleviku biomajanduse küljes
- Kuidas saada põlevkivist naftat
- TTÜ elektroonikud kavandavad ainulaadseid pooljuhtseadiseid
- Keskkonna puhastamisel apatiidiga tuleb arvestada teistegi ainetega
- TTÜ testib veine rohelisel moel
- Südamelihase rakus piduruvad väiksed molekulid suurtest rohkem
- Kildagaasi ehk uue nafta lätetel
- Eestist leiti üllatav süvamere-trilobiidi kivistis
- Põlevkivist ja fosforiidist emotsioonideta ning teadmatusepõhise vastuseisuta
- Uus rahandus ja majandusanalüüsi õppekava
- 6.–7. märtsil on TTÜs karjäärimess Võti Tulevikku
- TTÜ nõukogu kiitis heaks arhitektuuri õppekava
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
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
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)
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 vaatles levinumate biometallide – vase ja tsingi– rolli Alzheimeri tõve tekkes ja kulus.
Alzheimeri tõbi on peamine nõdrameelsuse põhjus eakate hulgas ja sageduselt kolmas surma põhjus arenenud maades. Molekulaarsel tasemel toimuvad sündmused, mis põhjustavad seda aeglaselt süvenevat neurodegeneratiivset haigust, ei ole veel lõplikult selged, mis loomulikult raskendab ka ravimite väljatöötamist.
Viimaste aastakümnete peamiseks hüpoteesiks on see, et neuronite suremiseni viiva kaskaadi esmaseks vallandajaks on amüloid-β (Aβ) peptiid, mis moodustab ajus haigusele iseloomulikke amüloidi deposiite ehk naaste. Lisaks peptiidile sisaldavad need kõrgenenud kontsentratsioonides kõige levinumaid biometalle – vaske, tsinki ja rauda. Uuringute põhjal on püstitatud hüpotees, et just Zn(II)- ja Cu(II)-ioonide homeostaasi – dünaamilise tasakaaluseisundi – häired ajus põhjustavad Aβ ladestumist naastudesse ning naastudesse peidetud redoksaktiivsed metallid vask ja raud vastutavad neuronite suremise eest.
TTÜ Geenitehnoloogia instituudi teadur Ann Tiiman uuris oma doktoritöös „Alzheimeri amüloid-ß peptiidide interaktsioonid Zn(II) ja Cu(II) ioonidega“ põhjalikult sellele ettekujutusele vastavaid protsesse katseklaasis. Vanemteadur Vello Tõugu ja professor Peep Palumaa (kes pälvis selle valdkonna uurimise eest mullu ka riikliku teaduspreemia) juhendatud doktoritöös määrati usaldusväärselt Zn(II)- ja Cu(II)-ioonide Aβ-peptiidile seondumise tugevus, mis osutus olema sellises vahemikus, et teatud aju osades saab see peptiid tõepoolest otseselt siduda nii Zn(II) kui ka Cu(II). Edasi tehti kindlaks, kuidas Zn(II)- ja Cu(II)-ioonid mõjutavad peptiidi fibrillisatsiooni. Tingimustes, kus fibrillisatsioon toimub kiiresti (mis võiks vastata juba tekkinud naastude kasvamisele) metallioonid inhibeerivad ehk takistavad fibrillisatsiooni. Samas on mõlemad ioonid võimelised tekitama metall-indutseeritud agregaate, mis aja jooksul muunduvad fibrillideks. „Seega tingimustes, kus fibrillisatsioon toimub aeglaselt – mitu päeva, nädalat, isegi kuud – kiirendavad metallioonid fibrillide teket,“ ütles Tiiman.
Peptiidi fibrillisatsioon on autokatalüütiline – algsete fibrillaarsete osakeste puudumisel käivitub protsess väga aeglaselt, kuid fibrillide olemasolul toimub täiesti arvestatava kiirusega. Ajus on Aβ-peptiidi tase väga madal ja Alzheimeri tõbe mittepõdeva inimese ajus praktiliselt puuduvad ka fibrillisatsioonitsentrid. Sellepärast on fibrillisatsioon seal aeglane ja vähe tõenäoline. Aga kui metalliioonide tasakaal mõnes aju osas on häiritud, võivad metalliioonid seostuda Aβ peptiididiga ja indutseerida agregaatide teket, mis omakorda muunduvad fibrillideks ja just nii vallandada amüloidsete naastude tekke. Puhtad fibrillaarsed agregaadid on in vitro katsetes küll vähetoksilised, kuid vaske sisaldavad agregaadid on taandaja juuresolekul vägagi toksilised, mis võibki olla mehhanism, mis tingib neuronite suremise Alzheimeri tõvest haaratud ajus.
Tiimani sõnul vajab selline katseklaasis tehtud katsete alusel välja pakutud mehhanism loomulikult kinnitamist ka keerukamates katsesüsteemides.
Erik Aru
Valgusdioodide eluea testimisel selgus, et suurtootjate andmeid võib usaldada, odavaid LED-e tuleks aga pigem vältida.
Elektroonikaseadmetega kaasneb sageli küsimus, mil määral tasub uskuda toote pakendil või kasutusjuhendis kirjas olevaid vastupidavuse näitajaid. Küllap on paljud omast kogemusest veendunud, et mobiiltelefoni aku vastupidavus tegelikus elus on sageli hoopis teine, kui tootjafirmade poolt välja reklaamitud näitajad, mis kehtivad hüpoteetilise kasutuse puhul, millel tavapärase reaalsusega suurt ühist ei ole.
Tallinna Tehnikaülikooli Thomas Johann Seebecki elektroonikainstituudis võeti luubi alla valgusdioodide ehk LED-ide karakteristikud. Kahe aasta pikkuses katsetsüklis testisid instituudi magistriōppurid oma lōputööde uuringutes instituudi teadurite juhtimisel seda, kui usaldusväärsed on LED-ide valmistajate poolt pakenditele märgitud andmed. Instituudi direktori professor Toomas Rangi sõnul tuli välja, et LED-ide vallas on tootjad on üpriski ausad.
Suurtootjate, nagu näiteks ameeriklaste Cree, produktidele etteheited puuduvad. Kahe-aastase katsetsükli käigus nende toodetud dioodide valgusviljakus – see tähendab, inimese silmale tajutava valguse produtseerimise efektiivsus – ajapikku natukene loomulikult nõrgenes, kuid mitte nii tugevalt, et oleks valmistaja poolt märgitud alampiiri ähvardanud. Väiksemate tootjate LED-ide valgusviljakuse nõrgenemine järsem, kuid siiski ka see ei langenud allapoole kriitilist piiri. Uutel dioodidel tavaliselt valgusviljakus paranes, hiljem aga langes. Seda põhjustab ilmselt LED-ide fosforipõhine valgusfilter, millel tundub olevat teatud sissetöötamise periood.
Hoopis teine on aga olukord odavate indikaator-LED-ide vallas. „Nendega sai nalja palju,“ ütles prof. Rang. Järeldus oli suhteliselt lihtne – odavaid LED-e osta ei tasu. Kõige ekstreemsem näide oli sinine LED, mis ajapikku värvi muutma hakkas ja lõpuks valgeks „pleekis“. Süüdlaseks ilmselt jällegi valguse värvust muutev keemiline lääts, mille struktuur suure tōenäosusega LED-i kasutamise käigus muutus.
Erik Aru
TTÜ biokeemikute artiklid võivad anda vihjeid paremate bronhiaalastma ravimite loomiseks.
Lipoksügenaasid (LOX) on laialt levinud nii looma- kui taimeriigis (täpsemalt on tegu polüküllastamata rasvhappe dioksügenaasidega). Lipoksügenaaside reaktsioonid võivad algatada erinevate signaalmolekulide (leukotrieenid, lipoksiinid, jasmoonhape jms) sünteesi või olla seotud nii struktuuriliste kui metaboolsete muutuste esile kutsumisega rakus. Nii on neil oluline roll mitme haiguse patogeneesis, nagu ateroskleroos, osteoporoos, vähkkasvajad ja bronhiaalastma. Neist viimase puhul on uue põlvkonna ravimid kas 5-LOX inhibiitorid või leukotrieenide retseptorite antagonistid, selgitab teadusteema juht, TTÜ biokeemia professor Nigulas Samel. Efektiivsemate ja ohutumate ravimite väljatöötamisel on väga oluline võimalikult täpselt tunda nende molekulide, mis on ravimi märklauaks, omadusi – struktuuri, funktsiooni ja regulatsiooni.
Hiljuti ilmus biokeemia tippajakirjades Biochemistry ja Journal of Biological Chemistry kaks TTÜ keemiainstituudi bioorgaanilise keemia õppetoolis valminud artiklit – vastavalt „11R-lipoksügenaasi aktivatsioon on täielikult Ca2+-sõltuv ning kontrollitud membraani fosfolipiidse koostise poolt“ (autorid Reet Järving, Aivar Lõokene, Reet Kurg, Liina Siimon, Ivar Järving ja Nigulas Samel) ning „Kaltsium-sõltuva 11R-lipoksügnaasi struktuur viitab Ca+2-regulatsiooni mehhanismile“ (autorid Priit Eek, Reet Järving, Ivar Järving, Nathaniel Gilbert, Marcia Newcomer ja Nigulas Samel). Mõlemad artiklid käsitlevad lipoksügenaaside aktivatsiooni, mis on indutseeritud kaltsiumiioonide poolt rakumembraanile sidumise kaudu.
Inimese 5-LOX uurimise muudab keeruliseks selle valgu äärmine ebastabiilsus. Siin tuli appi õnnelik juhus. Oma varasemates töödes õnnestus TTÜ teadlastel arktilisest korallist Gersemia fruticosa saada ainulaadse spetsiifilisusega 11-LOX. See on inimese 5-LOX-ile teatud määral struktuuriliselt lähedane ja sarnased on ka kaltsiumiioonide moduleeritud aktivatsioonimehhanismid. Peamisteks eelisteks on 11-LOX-il aga kõrge stabiilsus ja katalüütiline aktiivsus. Need omadused teevad sellest väga lootustandva mudelensüümi LOX-i katalüüsi spetsiifilisuse, aktivatsiooni ja regulatsiooni uuringuteks.
Ajakirjas Biochemistry ilmunud töö on esimene üksikasjalik ja süstemaatiline sidumiskineetika uuring, mis tõestab, et LOX-ide rakusisesel paiknemisel ja aktivatsioonil täidab määravat rolli membraani fosfolipiidne koostis. TTÜ teadlaste poolt välja pakutud LOX regulatsiooni universaalne mudel eristab ensüümi membraanile sidumisel kaht faasi: esmast lipiidispetsiifilist Ca2+ sõltumatut mitteproduktiivset ja sellele järgnevat Ca2+-sõltuvat aktiveeriva sidumise faasi.
Louisiana Ülikooli teadlastega koostöös kindlaks tehtud 11-LOX-i kristallstruktuurist aga selgus, et selle ensüümi aktiivtsenter (piirkond valgu molekulis, kus toimub rasvhappe sidumine ja katalüüs) on suletud ensüümi sisemusse, kuhu tõenäoliselt viib kahe suudmega T-kujuline kanal. Lisaks hakkas silma tugevalt konserveerunud sild ensüümi regulatoorse domeeni (joonisel oranž) ja katalüütilises domeenis (sinine) paikneva aktiivtsentri vahel. „Seetõttu püstitasime hüpoteesi, mille kohaselt kanduvad kaltsiumi sidumisel toimuvad konformatsiooni muutused regulatoorselt domeenilt üle katalüütilisele domeenile just antud silla kaudu. Nende muutuste tagajärjel avaneb aktiivtsentri suue ja ensüüm muutub aktiivseks,“ ütleb Journal of Biological Chemistry artikli esimene autor, doktorant Priit Eek.
Sameli sõnul annavad TTÜ teadlaste tööd olulise panuse LOX ensüümide regulatsiooni paremaks mõistmiseks ja annavad uusi ideid ravimiarendusse. Mereselgrootud, eriti korallid, tõotavad kujuneda aga olulisteks mudelorganismideks biomeditsiini alastes uuringutes, kuna neis on säilinud paljud inimesele olulised metaboolsed ja regulatoorsed rajad, mis bioloogide lemmikuks saanud mudelorganismides, nagu Drosophila ja C.elegans, on evolutsiooni käigus kaduma läinud.
Erik Aru
TTÜ-s kaitstud doktoritöö tulemusel seati üles kolmemõõtmeline mere operatiivmudel ja tekkis võimalus meretaset prognoosida.
TTÜ Matemaatika-loodusteaduskonna Meresüsteemide Instituudi teaduri Priidik Lagemaa sõnul kuulub tema doktoritöö operatiivse okeanograafia ehk lihtsamalt öeldes mereteaduse valdkonda. Siinkohal viitab operatiivne mereseisundi reaalajas prognoosidele, mis toimuvad igapäevaselt ja automaatselt.
Meresüsteemide Instituudi direktori professor Jüri Elkeni juhendatud doktoritöö raames seati Eestisse üles kolmemõõtmeline operatiivmudel HIROMB, mis arvutab ja prognoosib Eesti merealade füüsikalisi parameetreid. Lisaks töötas Lagemaa doktoritöö käigus välja meretaseme prognoosimise lahenduse operatiivsele alamsüsteemile, millel nimeks Eesti Meretaseme Infosüsteem. See on üks näide operatiivmudeli rakendamisest. Samuti on tegu tööriistaga teadusuuringute jaoks.
Lagemaa süsteem annab prognoose järgnevaks 48-ks tunniks. Prognoositakse merevee taset, merevee soolsust ja temperatuuri, jää parameetreid (liikumise suund-kiirus, paksus, jää tüüp), hoovuseid, turbulentsi parameetreid. Kõige populaarsem väljund tavainimeste jaoks on Lagemaa hinnangul merevee tase, kuna seda on nii-öelda „oma silmaga näha“, aeg-ajalt esineb üleujutusi ja merevee taseme jaoks on infosüsteemi näol ka lihtsalt kasutatav rakendus. Ülejäänud mere parameetreid saab põhimõtteliselt ka lihtsalt kasutatavaks teha, kuid see on tuleviku töö.
Lagemaa töötab ühes meresüsteemide instituudi kolmest teadusosakonnast, millel nimeks modelleerimise ja kaugseire osakond. Lisaks HIROMB-ile rakendab osakond peamiselt kliima uurimise mudelit GETM ja lainetuse mudelit SWAN. Neist esimesega koos töötab ökoloogia mudel ERGOM. Lisaks uuritakse jõudumööda kahe HIROMB-iga analoogse operatiivmudeli kasutamise võimalusi. Peamiselt õlireostuste uurimisel on kasutusel triivi mudel SeaTrackWeb. Kaugseire ala inimesed töötlevad mere kaugvaatluste andmeid, mis peamiselt pärinevad satelliitidelt (aga ka näiteks lennukitelt).
Lagemaa sõnul saab HIROMB-i hästi kasutada Eesti merealade modelleerimiseks. Tulemuste poole pealt ongi olulisemaks Meretaseme Infosüsteem. Selle süsteemi täpsus jääb ruumis vahemikku +/-25 sentimeetrit ja ajas +/-3 tundi.
Lisaks leidis töö raames tõendamist, et praegused teadmised Soome lahe tsirkulatsiooni kohta ei pruugi alati täielikult õiged olla. Mingitel tingimustel võib esineda küllaltki erinev tsirkulatsioonimuster võrreldes klassikalise tsirkulatsioonipildiga. Lagemaa sõnul ei paku doktoritöö küll probleemile seletust, vaid pigem juhib sellele tähelepanu.
Erik Aru
Viimaste külmade talvede ajal hakkas Kunda jõgi uputama lammile ehitatud hooneid, seepärast tuli hullema vältimiseks rajada jõel jäässe uus säng. Üleujutuste põhjuste väljaselgitamiseks käis artikli autor läbi mõlemad jõe kaldad alates esimest tammist jõel, kus elektrijaam praegu ei tööta kuni jõe suubumiseni merre. Jõe alamjooksul enne Kunda linn – Kunda sadam maantee silda on jõgi suhteliselt kiirevooluline, sarnane mäestikujõgedele, laia ja madala veevooluga, suvel on selles osas jõe sügavus 15-30 cm. Jõelamm on madal, kohati alla meetri. Kiire vool uhub kaldaid, kus kasvavad lepad ja teised veelembelised lehtpuud. Kui vesi uhub puude juurte alt pinnase ära, siis puud kukuvad vette ja pidurdavad jõe voolu, moodustades omamoodi tammi jõele. Teine probleem on kolm silda, mis on ehitatud jõe alamjooksule.
Tänavu 8.mail oli veetase alanenud ja esimene sild näitas ära peamise üleujutuste põhjuse. Varem oli jõe looduslik säng selline, nagu jõgi oli selle endale uuristanud pärast jääaega 11,5 tuhande aasta jooksul ja kogu vesi pääses vabalt merre. Üheks nuhtluseks jõele on sillad, mis ehitatakse võimalikult lühikesed materjali kokkuhoiu eesmärgil. Sildadele on küll tehtud kõrged tammid, kuid see päästa üleujutustest, kui oluliselt vähendatakse jõesängi laiust. Allpool maanteesilda on Kunda jõgi sügavam ja külmumine ei sega vee läbivoolu, sest veekihi paksus jääb küllalt sügavaks isegi jää all. Jõe väljavoolu merre piiravad lainete ja hoovuste poolt moodustatud liivavallid suudmes ja kaugele merre ulatuv madalik. Otse enne suuet on veel piirivalvurite poolt ehitatud metallkonstruktsiooniga sild, mis on kaotanud praeguseks ajaks oma tähtsuse ja mille võiks nüüd likvideerida, sest silla talad on kaldu ja sild ise on kasutamiseks ohtlik.
Kuigi talvel on veehulk väike, tekib madala vee korral selle peale jää, mis kinnitub kalda ja kivide, rontide ja vees lebavate puude külge, ega võimalda veetaseme tõusu. Järelejäänud jääalune säng jääb siis liiga väikeseks, et kogu vett ära juhtida ja vesi tõuseb jää peale, kasvatades uusi jää kihte. Madalamates vaiksema vooluga kohtades võib jõevesi läbi külmuda põhjani. Kui lisaks on puutüved ja rondid vees, ei jää veele teist võimalust, kui ujutada üle ümbritsevat ala.
Jõe lammile on ehitatud terve tänav elumaju, aga jõgi ei ole suutnud sisse uuristada sügavamat sängi. Ent kliimal on oma seaduspärasused, külmad ja soojad perioodid vahelduvad erinevate intervallidega. Kui soojal perioodil, mis võib kesta isegi 30 aastat, jõgi tugevasti kinni ei külmu ja on otsene väljapääs merre, siis külmade talvedega võib säng suures osas kinni külmuda, nagu ka väikesed kõrvalharud, mis lammis on aja jooksul moodustunud, ja vesi hakkab lammi uputama. Niipea, kui vesi lammile pääseb, tekib veelgi rohkem jääd ja see nõuab muutuste tegemist – kas süvendada kohati sängi sügavamaks, ehitada sillad laiemaks, et vabaneks kogu jõesäng, või ehitada kallastele tõkked, nagu Emajõel Tartus. Tuleb teada ja arvestada kõiki loodusseadusi ja spetsialistide arvamusi, et hiljem ei tuleks raisata suuri rahalisi vahendeid hädade ärahoidmiseks.
Puurisu on mitmes kohas Kunda jõesängis, mis pärast jäätumist vähendavad jõesängi veejuhtivust nii palju, et kohati võib vesi tõusta jää pinnale. Jõesängi puhastamine mahalangenud puudest, rontidest ja kõigest muust on eriti hädavajalik, sest puude ja rontide taha moodustuvad jäätükkidest vallid, mis sulgevad suurema osa jõesängist. Külmal ajal soodustab puurisu jää tekkimist ja kinnitab jää paigale. Puutüvedega reostatud jõesäng talvisel ajal takistab vee läbivoolu ja mõjutab jõevee koostist. Orgaaniline aine lagunemisel kasutab palju hapnikku, mida talvel niigi on vähem. Kunda jõkke tulevad kudema lõhelised ja teised kalad. Ka neile on vaja puhast hapnikurikast jõevett.
Probleemid tekivad jõe suvekohviku piirkonnas, kus jõgi voolab suhteliselt kitsas jõeorus ja lammi kõrgus on alla meetri. Teesilla ehitamisega on jõesängi mõlemalt poolt ja silla keskel tugitaladega oluliselt kärbitud. Kui arvestada asjaoluga, et veekihi paksus on selles osas suhteliselt väike ja külmade ilmadega kattub vesi jääga, siis võib tekkida olukord, kus jääalune sängiosa ei suuda kogu vooluvett läbi lasta ja vesi tõuseb jää peale. Varem maju lammile ei ehitatud, arvestati asjaoluga, et suurvee ajal võib jõgi kaldaäärseid alasid üle ujutada. Suvekohvik on rajatud otse jõe kaldale ja ilmselt isegi suurte paduvihmadega võib Kunda jõgi madalamaid kohti uputada.
Kohvikusillast allavoolu on jõesäng väga madal, vee voolukiirus suur, kuid jäätumise korral ei suuda madal vesi jääd üles tõsta. Seepärast väheneb oluliselt veevoolu läbilõike pindala ja liigne vesi peab tõusma jää peale, kus jälle külmade ilmadega moodustab uut jääd, mis tõstab veetaset nii palju, et vesi peab lammile välja voolama, sest lammi kõrgus väike.
Suvekohvikust kuni Kunda ja sadama vahelise maanteesillani on jõgi küllalt suure languga, et kogu võimalik veehulk suudaks läbi voolata ka talvisel ajal. Selleks tuleb jõesäng puhastada sinna langenud puudest ja muudest takistustest. Iga takistus külmal ajal vähendab vooluhulga pindala ja võib esile kutsuda veetaseme tõusu. Sildadele veetõus ohtu ei kujuta, kuid lammi võib hakata üle ujutama talvel, sest kallaste kõrgus veepinnast on minimaalne.
Sildade ehitamisel sellistele kiire vooluga ja suure vooluhulga kõikumisega, vähemalt kuni 20 korda, jõgedel nagu Kunda, peab rohkem arvestama küllaldaste varudega jõesängi jaoks. Suvekohviku ümber tõusis vesi seepärast, et sillaalune läbilõige oli voolu jaoks liiga väike. Teised sillad ei mõjuta elamurajoone.
Kõige olulisemaks ülesandeks on puhastada jõesäng prahist kogu sängi ulatuse, alates elektrijaamade tammidest vähemalt kuni maanteesillani Kunda ja sadama vahel. Jõesängi süvendamine mõnes osas, näiteks 100-150 meetri ulatuses allpool ja ülalpool suvekohviku silda, võib tulla kõne alla, kui muud tegevused ei anna vajalikku tulemust.
Ülo Sõstra, TTÜ mäeinstituudi vanemteadur, geoloogia-mineraloogiateaduste doktor
TTÜ Keemiatehnika instituudi keskkonnakaitse ja keemiatehnoloogia õppetool uurib süvaoksüdatsiooniprotsesse, mis aitavad reovett ja pinnast tavapärasest põhjalikumalt puhastada.
Erik Aru
Veebileht sightsplanner.com, mille on uurimiskeskuses ELIKO välja töötanud Tallinna Tehnikaülikooli võrgutarkvara professor Tanel Tammet ja tema juhendatavad üliõpilased, uurib turistilt, kui palju on tal aega ja mis laadi tegevused talle huvi pakuvad.
«Ükskõik kuhu lähed, ütleb see veebileht, et need asjad võiksid sulle meeldida,» selgitab Tammet. Nupulevajutuse peale pakub veebileht välja marsruudi, millega turist oma aega näiteks Tallinnas sisustada võiks.
Esialgu toimibki veebileht ainult Tallinna kohta, koostöös EASi ja ettevõttega Nortal arendatakse kogu Eestit hõlmavat versiooni visitestonia.com-i jaoks. Tulevikus aga peaks veebileht olema suuteline automaatselt jagama samasuguseid soovitusi mis tahes maailma paiga kohta.
Selle saavutamiseks tegidki Tammet ja tema kolleegid kõigepealt valmis maailmakaardi enim pildistatud kohtadest.
«Et mõistlikke soovitusi anda, on ikkagi tarvis teada, mis on populaarsed kohad,» põhjendab professor. «Seda infot on väga raske saada, kuskil seda sellisel kujul ei olegi.»
Maailma kuumuskaart
Arvutiteadlased leidsid lahenduse suurtes rahvusvahelistes pildipankades, kuhu inimesed oma fotosid üles laadivad. Aluseks võetud Panoramios on 50 miljonit pilti ning Tammeti sõnul sobis see pildipank nende eesmärgiga kõige paremini, kuna mingil ajaloolisel põhjusel domineerivad Panoramios turismireisidel tehtud hetkvõtted.
«Tõmbasime esmalt prooviks alla neid Panoramio piltide andmeid Eesti ja paari Euroopa riigi kohta: pildi nimi, tegemise aeg ja koht,» räägib professor. «See läks kergesti ja paistis, et piltide kontsentratsiooni järgi saabki erakordselt täpselt vaadata, mis on popimad kohad. Siis läksime projektiga edasi ja tegime sama asja terve maailma jaoks.»
Selle tulemusel valminud aadressil sightsmap.com asuv nn kuumuskaart pälvis aasta alguses rahvusvaheliselt suurt tähelepanu. Eelkõige kajastas seda meedia neist riikidest, mis paistavad kaardil eredamalt ehk kus inimesed on rohkem pilte teinud. Sissesuumitav kaart näitab pildistamiskohtade populaarsust lausa maja täpsusega.
«Erakordselt huvitav on vaadata maailma kuumuskaarti selle pilguga, mis sorti asjad inimestele huvi pakuvad,» märgib Tammet. «Siin on üllatavaid asju: näiteks selgub, et suur osa Prantsusmaast ei ole üldse väga populaarne. See on nagu tume laik, mida ümbritsevad rohkem fotografeeritud Holland, Itaalia ja Šveits. Euroopa on üleüldse oluliselt rohkem fotografeeritud kui mis tahes muud maailmajaod. Linnadest on esimene aga New York.»
Üldiselt vastab kuumuskaart küllalt täpselt meie intuitsioonile selle kohta, millised paigad on populaarsed. See on oluline just turisti jaoks.
«Kui siia tuleb keegi, kes ei tunne Eestit nii intiimselt, leiab ta lehelt kiiresti sama info, mida meie juba teame,» ütleb Tammet. «Kui võtta Tallinna turismiveeb, siis ei esitle see üldse Toompea vaateplatvorme, kuumuskaart juhataks aga külastaja otse sinna.»
TTÜ teadlaste uudne ja teaduslikult kaalukas lähenemine peitub aga algoritmides, mis selgitavad automaatselt välja, millega on populaarsemate kohtade puhul tegemist: on see näiteks maalilist linnapanoraami pakkuv vaateplatvorm, populaarne restoran või hoopis moodsa arhitektuuri tähtteos.
«Tekib küsimus, kuidas panna kuumadele kohtadele peale objekte, mis seal tegelikult asuvad,» arutleb Tammet. «Kuidas sa aru saad, kus midagi on.»
Kombineeritud andmekogud
Selle tarbeks kombineerisid teadlased samuti mitut avalikku andmekogu. Näiteks võrguentsüklopeedias Wikipedia on arvukalt artikleid, mille külge on kleebitud geotag ehk selle asukohta näitav info. Kasutada saab ka populaarseid asukoharakendusi, nagu Foursquare, samuti inimeste kirjutatud pildiallkirju.
«Keeruline on just otsustada, milliseid objekte tasuks näidata, mis on populaarsemad ja sobivat tüüpi,» räägib Tammet. «Palju pildistatud kohtade puhul võib olla mitu Wikipedia artiklit. On vaja valida üks. Millist sa siis eelistad, mis on oluline?»
Intelligentse tarkvara abil
Samuti peab süsteem Tammeti sõnul suutma eri tasanditel pakkuda mitut tüüpi artikleid: maailmakaarti vaadates võiks New Yorgi kohal avaneda sellest linnast üldiselt kõnelev artikkel, sisse suumides peaks valikus olema aga juba konkreetsete objektide tutvustus.
«Selleks peame ka aru saama, mis tüüpi asjad on, kas näiteks arhitektuurimälestis või looduskaunis koht,» selgitab ta. «Wikipedia infost ei ole võimalik seda automaatselt väga lihtsalt tuvastada. Foursquare’is on see lihtsam, seal on tüübijaotus olemas.»
«Vaatame praegu, kuidas teha automaatset tüübijaotust Wikipedia artiklite põhjal. Teisest küljest, paljudes kohtades ei ole adekvaatset Wikipedia artiklit juures, ja me ikka tahaks teada, mis asi see on,» jätkab ta. «Umbes kolmandikul fotodest on mingi pildiallkiri. Proovime vaadata, kas suudame pildiallkirjade põhjal automaatselt tuvastada, mis tüüpi see koht võiks olla.»
«Seda ei saa päris kindlalt teha, aga mingi usaldusväärsusega tuvastada küll,» sõnab ta. «Plaan on kasutada õppimisalgoritme, mis vaatavad pildiallkirju ja proovivad neid automaatselt klassifitseerida.»
«Kokkuvõttes oleme ehitanud süsteemi, kus intelligentne tarkvara kleebib kokku Foursquare’i ja Wikipedia objekte ning siis täiendab seda asjadega, mida juurde kleepida ei ole võimalik,» räägib professor.
Sihiks väga hea asi
Tammeti sõnul on soovitussüsteemide ehitamine praegu veebis üks põhitegevusi, kuid see on keerukam, kui esialgu paistab. Näiteks ei ole siiani erilist edu suutnud saavutada enamik süsteeme, mis üritavad pakkuda igale kasutaja automaatselt just tema jaoks põnevaid uudiseid.
«Raske on teha nii, et need tunduksid inimesele mõttekad ja atraktiivsed,» lausub ta. «Kvaliteedi tõstmine piisavalt kõrgele, et inimesed tahaks neid kasutada, vajab tõsist tööd.»
Puhtalt vaatamisväärsustele ei ole suured tegijad, nagu Google, TripAdvisor ja Foursquare, erilist rõhku pannud, pigem on neile olulised hotellid ja restoranid. Professor usub, et uutel arendustel on võimalus esile kerkida.
«Sell võib olla ettevõtlusperspektiiv, kui see muutub populaarseks, aga me ei ole võtnud seda esmase fookusena,» räägib Tammet lahenduse äriliste võimaluste kohta. «Tahame, et rakendus muutuks populaarseks, sest see näitab, et oleme tööd hästi teinud. Püüame leida soovitussüsteemide jaoks uusi algoritme ja teha lihtsalt väga head asja, paremat kui keegi teine on selles valdkonnas suutnud teha.»
Harvaesinevat haigust põhjustava geeni uurimisest loodavad teadlased saada viiteid skisofreenia raviks.
Inimgeneetika üks tippajakirju Human Molecular Genetics avaldas oma viimases, 1. juuli numbris TTÜ professori Tõnis Timmuski ning kahe teaduri, Mari Sepa ja Priit Pruunsilla artikli „Pitt–Hopkinsi sündroomiga seotud TCF4 mutatsioonid põhjustavad transkriptsioonifaktori funktsiooni erinevat nõrgenemist hüpomorfsetest dominantnegatiivsete efektideni“. Artikkel käsitleb geeni TCF4 mutatsioone, mille tagajärjel tekib haruldane haigus Pitt-Hopkinsi sündroom.
Pitt-Hopkinsi sündroom on kognitiivsete funktsioonide haigus (maakeeli vaimse alaarengu vorm), mille all kannatab vähem kui 130 inimest maailmas. Sama geeni teatud polümorfismide – DNA järjestuse variatsioonide – puhul on tuvastatud seos skisofreeniaga. „Sellepärast on see viimaste aastatega suhteliselt huvipakkuvaks geeniks saanud,“ ütleb matemaatika-loodusteaduskonna molekulaarbioloogia õppetooli juhataja Timmusk.
Pitt-Hopkinsi sündroomi põhjustab nii-öelda de novo tekkiv geneetiline mutatsioon – selline, mis ei ole pärilik. Mutatsioon võib olla ükskõik millises geeni osas, kusjuures see esineb vaid ühes geeni alleelis. Kui paljude geenide puhul suudaks teine, terve alleel defekti kompenseerida, siis TCF4 puhul see nii ei ole. See viitab, et TCF4 poolt kodeeritav valk on närvisüsteemi arenguks äärmiselt oluline ja inimese areng sõltub oluliselt ka juba selle valgu kogusest organismis.
Kui varem arvati, et Pitt-Hopkinsi sündroom tekib geeni ühe alleeli funktsiooni kadumisel, siis TTÜ teadlaste uurimuse tulemused näitasid, et haigus võib ilmneda ka siis, kui üks alleel minetab funktsiooni osaliselt või isegi omandab uue funktsiooni. Kõik TCF4 tuntud mutatsioonid – teadaolevatest juhtumitest vaid mõni üksik on mõne teisega analoogne – läbi töötanud Sepp toob välja, et ühel juhul muutus valk dominantnegatiivseks, selliseks, et võis rakus takistada teiste, normaalsete valkude tööd. Keerulisemaks muudab asja veel see, et TCF4-ga seotud valk ei toimi rakus üksi, vaid vajab partnereid, mida on kokku kümneid.
Kuna Pitt-Hopkinsi sündroom ilmneb varakult, siis lootused selle raviks on soodsamad tänu laste plastilisemale ajule. Kui varem arvati, et vaimset alaarengut ei saa ravida, siis viimasel ajal hiiremudelitel tehtud testide tulemused annavad Sepa hinnangul siiski selleks lootust. Ühe geeni haiguse puhul on ravi kindlaks tegemine ka lihtsam. Kuid levinumate, sadade geenide häiretest tekitud haiguste puhul tuleb leppida siiski katse-eksituse meetodiga.
Selline polügeenne haigus, millele TCF4 polümorfismi olemasolu eelsoodumuse annab, on maailmas väga laialt levinud skisofreenia. Seepärast on nii see geen kui ka sellega seotud Pitt-Hopkinsi sündroom teadlaste kõrgendatud tähelepanu all. „Kui tead rohkem harva haiguse mehhanismidest, siis saad võib-olla ka teise haiguse kontekstis targemaks,“ ütleb Sepp.
Erik Aru
Materjalide omaduste uurimine pöördülesannete abil tõi tänavuse riigi teaduspreemia.
„Uurida on palju, ega ei ammenda end kunagi see temaatika,“ ütleb TTÜ professor ja Küberneetika Instituudi vanemteadur Jaan Janno. Tänavu täppisteaduste alal riigi teaduspreemia pälvinud Janno tegeleb peaasjalikult pöördülesannetega – ehk ülesannetega, mille puhul tagajärge vaadeldes määratakse põhjus. Peamiselt on tema tööväljaks mehhaanikast tulenevad pöördülesanded, näiteks mikrostruktuuri või viskoelastsete materjalide omaduste määramine.
Uuritavaks tagajärjeks on mingisugune olek, sõltuvalt keskkonnast, milles see tekib. Soojusjuhtivusprotsessis võib selleks olla temperatuur, elektrilise protsessi puhul elektrivälja, voolu- või magnetvälja tugevus. Janno viitab oma kirjutuslauale. Näiteks võiks sellest läbi lasta mingi laine, mõõta laine kiirust ja selle abil teha kindlaks elastsusomadused. Mida jäigem on keha, seda kiiremini laine selle läbib, ja lainelevikiiruse järgi saab määrata juba elastsusmooduli.
Keerulisemal juhul sõltub materjal mitmest parameetrist. Selliseks näiteks on mikrostruktuuri parameetrid. Lained on mikrostuktuuris keerulisemad ja informatiivsemad, nende abil saab määratleda näiteks materjali mehhaanilisi omadusi. Vaja läheb neid teadmisi materjalide mehhaanilise käitumise modelleerimiseks, mida tavaliselt tehakse diferentsiaalvõrranditega. „Pannakse konkreetne mudel püsti, teoorias, ja siis oleks vaja teada saada, kas see ka paika peab,“ selgitab Janno.
Teada saamiseks, kuidas mudel reaalsusega kokku läheb, lahendatakse pöördülesanne nende diferentsiaalvõrrandite koefitsientide määramiseks. Kui erinevate andmetega saadakse enam-vähem samad tulemused, siis võib öelda, et mudel peab paika. Kui tulemused kalduvad erinema, siis mudel tõenäoliselt ei ole selle materjali jaoks parim ja vajab mingil moel korrigeerimist.
Sääraste arvutuste puhul on olulised matemaatilise korrektsuse küsimused, mis on seotud informatiivsusega. „Kui püüda midagi mõõtmiste kaudu määrata, tekib küsimus, kas mõõtmised sisaldavad piisavalt palju informatsiooni, et saada kõik kätte, mida tahame,“ kirjeldab Janno. Peamiseks on siinkohal kindlaks teha, kas lahend on matemaatiliselt ühene.
Kui lahend on ühene, esineb sageli teine probleem – stabiilsus. Kui ühene lahend juhtub olema ebastabiilne, siis on samuti infot natuke vähevõitu. Mingisuguse protsessi mõõtmine on alati seotud vigadega. Kui need vead lahendis võimenduvad, on samuti tegu halva ülesandega. Halbade ülesannete jaoks on aga samuti olemas oma lahendusmeetodid. Sageli seisnevad need selles, et halb ülesanne lähendatakse mõne hea ülesandega. „Halba ennast ei lahendata, vaid lahendatakse mõni sellele lähedane hea ülesanne ja saadakse teatud mõttes parem tulemus,“ sõnab Janno.
1.- 4. juulini kohtuvad TTÜs Balticum Organicum Syntheticum (BOS 2012) keemiakonverentsil maailma keemikud. BOS 2012 konverentsi avaettekande teeb nobelist Akira Suzuki.
Konverents toob Eestisse kokku maailma juhtivad keemikud ja keemiatööstuse teadlased. Korraldajad on oma soovid sõnastanud järgnevalt:
1. Soovime edasi anda seda põnevust, mida kätkeb endas tegelemine orgaanilise keemiaga nii teadusülikoolides kui ka tööstuses üle kogu maailma;
2. Soovime edendada Balti riikide ja maailma keemikute koostööd, toetada sidemete loomist ja ühiseid ettevõtmisi uurimisprojektide raames;
3. Soovime tutvustada Baltimaade ajalugu, arhitektuuri ja looduse ilu.
Akira Suzuki on jaapani keemik ja Nobeli preemia laureaat (2010), kes avastas süsinik-süsiniksidemete loomise reaktsiooni nn. Suzuki reaktsiooni. Nobelist Suzuki sündis 12. septembril 1930 Jaapanis, Hokkaidos. Ta õppis Hokkaido ülikoolis ja pärast doktorikraadi kaitsmist töötas seal dotsendina. Alates aastast 1963 kuni 1965 töötas ta Purdue ülikoolis. Aastatel 1994- 1995 töötas Okayama ülikoolis ja 1995-2002 Kurashiki ülikoolis. Ta pälvis koos Richard F. Heckiga ja Ei-ichi Negishiga aastal 2010 Nobeli preemia keemias.
TTÜ Arvutitehnika instituudi inseneri Sergei Kostini doktoritöö aitab leida kompromissi kiipidelt vea otsimise täpsuse ja selleks kuluvate ressursside vahel.
Moore'i seaduse mõjul, mis on saanud tootjatele eesmärgiks, muutuvad mikroprotsessorid üheaegselt aina võimsamaks, väiksemaks ja keerulisemaks. Sellega muutub raskemaks ka kiipidelt võimalike vigade üles leidmine. Tester peaks kiibi peal olema väike ja lihtne, võtma vähe ressurssi. Samas peaks see lisaks rikke olemasolule suutma diagnoosida ka selle võimaliku asukoha – mis on loomulikult seda raskem, mida enam transistore imepisikesel kiibil peitub. Peaks olema võimalik aru saada, kas tegu on juhusliku veaga või mitte. Kas tegemist on tootmisveaga või mitte. Sõltuvalt rikke iseloomust võib ju tekkida vajadus muuta tootmisprotsesse. Või siis toote disaini – viga võib ju näiteks olla tingitud sellest, et transistorid asuvad kiibil liialt lähestikku.
Diagnoosi kiirust aitavad tõsta ja ressursikulu vähendada optimeerimisalgoritmid. Diagnoosi täpsuse huvides peaks testeri mälu olema võimalikult suur, see aga sööb jälle ressursse.
Keerukaid kiipe saab diagnoosida hierarhiliselt. Kuigi transistoride arv kiipidel pidevalt kasvab, jääb sisendite ja väljundite arv samaks. Rikke asukoha määramiseks tuleb leida kõigepealt piirkonnad, kus viga võib asuda, seejärel aga vajaduse korral leida üles rikkega moodul. Seejärel saab aga hakata otsima rikkekohta mooduli sees. Diagnoosi täpsuse kasvades suureneb aga loomulikult ka ressursikulu – nii ruum, mille tester kiibil võtab, kui ka vajaminev energia. Tekib loomulikult küsimus, milline oleks optimaalne lahendus.
Professor Raimund Ubari juhendatud doktoritöö käigus arendas Sergei Kostin välja tarkvara, mis peaks aitama sellele küsimusele vastuse anda. Lisaks kajastab dissertatsioon meetodeid ja algoritme, mis töö käigus välja töötatud. Erinevate mudelitega on võrreldud nende efektiivsust. Nende meetoditega saab leida kompromissi diagnoosi aja, mälu ja lokaliseerimise vahel. Sõltuvalt skeemi keerukusest ja olemasolevatest ressurssidest võivad ju olla vajalikud erinevad lahendused. Doktoritöös leitud meetodeid testiti ka kiipide mudelite peal.
Bioenergeetika on osa tuleviku biomajandusest. Bioenergia tarbimine on üks võimalus hakkama saada maailmas, kus nafta, kivisüsi, turvas ja põlevkivi on otsakorral. Ometi pole ka biomassi hulk, millest energiat saadakse, lõputu. Biomassi, nagu kõiki loodusressursse, tuleb majandada kestlikult.
Bioressursside tähtsus kõigis eluvaldkondades ja majandusharudes ainult kasvab. Maailma rahvastik suureneb ja paljud ressursid on kiiresti ammendumas, kasvab surve keskkonnale ja muutub kliima. Sellises olukorras on kogu maailmal, sealhulgas ka Euroopal, vaja põhjalikult muuta lähenemisviisi bioloogiliste ressursside tootmisele, tarbimisele, töötlemisele ja säilitamisele. Ainult kestlik majandamine aitab kindlustada bioloogilise mitmekesisuse, varustatuse inimtoidu ja loomasöödaga ning loodushoiu ja taastumatute ressursside osalise asendamise. Kuidas on selle taustal lood bioenergeetikaga?
Loodusressursside majandamine
Eeldatakse, et uuele lähenemisviisile loob kasuliku aluse biomajandus, mis hõlmab taastuvate bioloogiliste ressursside tootmise kõrval ka jäätmete muundamist lisandväärtusega toodeteks, milleks on eeskätt toiduained ja loomasööt, samuti bioenergia.
Biomassi energeetilises kasutuses nähakse üht võimalust leevendada kliimamuutusi. Aga ka sõltumata sellest, kas kliimamuutusi põhjustavad inimtegevus ja rahvastiku üha kasvav energiavajadus või looduslikud protsessid, peaksime varem või hiljem niikuinii otsima alternatiive fossiilsetele energiaallikatele, mille varud on lõplikud. Teine oluline põhjus vähendada või optimeerida energiakasutust peitub energia kui kauba pidevas kallinemises. Kolmandaks ei saa alahinnata asjaolu, et taastuvate energiaallikate kasutuselevõtt on põhjustanud täiesti uute tehnoloogiate ja seadmete väljatöötamise ning tööstusharude arengu. See on võimaldanud ka paljudel fossiilenergia allikatest vabadel riikidel maailma energiamajanduses sõna sekka öelda ning vähendada energeetilist sõltuvust naftariikidest. Hea näide on Taani, kus ainuüksi elektrituulikud (tuugen'id) genereerisid 2008. aastal viiendiku sisemaiselt tarbitavast elektrist. Taani eesmärk on minna 2050. aastaks täielikult üle taastuvatele energiaallikatele.
Nende väljakutsete lahendamiseks on Euroopa Komisjon esitanud Euroopa energiapoliitika dokumendi, mille eesmärk on võidelda kliimamuutuste vastu ning tõsta Euroopa Liidu energiavarustuse kindlust ja konkurentsivõimet. Otse loomulikult pole see dokument saanud mööda minna ka bioenergeetika probleemidest. Selle kavaga, mille kiitis 2007. aastal heaks Euroopa Ülemkogu, kinnitati pikaajalised konkreetsed energiapoliitika eesmärgid Euroopa Liidus 2020. aastani. Nende eesmärkide saavutamiseks tuleb tõsta taastuvenergia osakaal 20 protsendini ja suurendada biokütuste osakaal transpordis kümne protsendini, saastes seejuures energiat võrreldes praeguse tasemega viiendiku võrra ja vähendades kasvuhoonegaaside heitkoguseid samuti vähemalt viiendiku võrra.
Olulisim taastuv ehk uuenev energiaallikas energiatootmises on Euroopa Liidus ja ka kogu maailmas seniajani biomass (joonis 1). Selle osakaal kõigist taastuvatest energiaallikatest moodustab praegu veidi üle 68 protsendi.
Kes meist poleks matkal olles istunud õhtuti telgi läheduses lõkketule juures. Selles põletame tavaliselt metsa alt leitud oksi, vanu kände ja muid metsapudemeid. Soojus, mis lõkke ääres põske paitab, on kunagi puudes keemiliste sidemetena salvestunud päikesekiirgus. Kui soovime puidus sisalduva primaarenergia muundada meile kõige paremini sobivaks energiavormiks, peame seda põletama näiteks elektrijaama katlas ja saadava auru abil genereerima elektrit. Siis saame matkalt koju jõudes elektri abil saunakerise soojaks kütta või teed keeta, et väsimust ja jahedust kontidest välja ajada.
Nii Euroopa Liidu riikide kui kogu maailma keskmine taastuvate energiaallikate osakaal moodustab täna kogu primaarenergia kasutusest umbes kümnendiku.
Eesti Riigikogus vastu võetud „Bio-massi ja bioenergia kasutamise edendamise arengukava aastateks 2007-2013" eesmärk on luua soodsad tingimused kodumaise biomassi ja bioenergia tootmise arenguks. Siht on vähendada Eesti sõltuvust imporditavatest ressurssidest ja fossiilsetest kütustest, aga ühtlasi vähendada survet looduskeskkonnale ning kasutada maaressursse tõhusamalt. Pealegi on niisugune tegevus jät-kusuutlik selleski mõttes, et soodustab tööhõivet eeskätt maal.
Maa energiabilanss, biomass, biokütus ja bioenergia
Maa energiabilansi järgi on teada, et suhteliselt väikese koguse - kuus zeta-džauli (ZJ = 1021 J) ehk ligikaudu 10~4 protsenti - Maale saabuvast päikesekiirgusest kasutavad fotosünteesiks maa-ja veetaimed, esimesed ligikaudu neli zetadžauli, teised ligi poole vähem. Osa sellest tagastavad taimed soojuskiirgu-sena atmosfääri, osa salvestavad aga biomassina.
Osa taimede biomassist kasutavad taimtoiduks elusolendid, kes eraldavad tarbitud energia samuti osalt soojusena atmosfääri või hüdrosfääri, osalt aga muundavad oma biomassiks, mis võib aastatuhandete pärast olla salvestunud samuti fossiilkütusena, kas või põlevkivina. Puiduna, turbana ja väga väikesel määral ka fossiilkütustena salvestub aastas käesoleval ajal ligikaudu 0,4 zeta-džauli energiat. Kultiveeritavatel aladel toodetud biomassist läheb suurem osa toiduainete ja loomasööda tegemiseks. Energia tootmiseks jääb eri hinnanguil 0,29-0,44 ZJ aastas. Tegelikult kasutatavaks biomassi varuks maailmas hinnatakse aga 0,176 ZJ ehk 48 850 teravatt-tundi (TWh) aastas. 2010. aastal kasutati Euroopa Liidu riikides kokku 1369 tera-vatt-tundi biomassi primaarenergiat.
Energeetikas loetakse biomassiks põllumajanduse, metsanduse ja nendega seotud tööstusharude tooteid, samuti nendega seotud jääke, nagu ka tööstuslike ja olmejäätmete biolagunevat osa.
Biokütus ise on toodetud otseselt või kaudselt biomassist ja on läbinud mehaanilise, keemilise, termilise või bioloogilise töötluse või eelneva kasutuse, nagu näiteks lammutuspuit. Biokütuse hulka kuuluvad nii tahked, vedelad kui gaasilised muundamisproduktid.
Biokütus on energeetilisel otstarbel kasutatav orgaaniline aine, mis organismide elutegevuse tulemusena on ökosüsteemis hiljuti moodustunud või mis on selle saadus. See määratlus seob biokütuse energeetilise kasutusega. Seostamine energeetilise kasutusega vaatleb ainult kaubanduslikku biokütust ja nn traditsioonilist kasutust toidu valmistamisel, lõkke tegemisel jne. On veel teisigi biokütuse määratlusi.
Oluliseks kriteeriumiks biomassi kasutamises biokütuse toorainena peetakse taastuvust. Kui biomassi kasutatakse juurdekasvust rohkem, ei saa seda lugeda enam taastuvaks energiaallikaks.
Bioenergia omakorda on taastuva energia liik, mis saadakse orgaanilises materjalis ehk biomassis sisalduvate süsivesinike termokeemilise muundamise protsessis, eeskätt põletamisel. Lihtsamalt - bioenergia on biokütustest saadav energia.
Biomass kliimamuutuste leevendajana
Biomassi lagunemisel vabaneb süsihappegaas, mis kuulub kasvuhoonegaaside hulka. Oluline on teada, et biomassi lagunemisel või mädanemisel vabaneb süsinikdioksiidi samas mahus võrdväärse hulga biomassi põletamisega ja nii lagunemisel kui ka põletamisel eralduv süsinikdioksiid seotakse fotosünteesi käigus taas kasvavaks biomassiks (joonis 2). Seega vaatamata biokütuste põletamisel tekkivale süsihappegaasile, selle hulk atmosfääris ei suurene, vastupidiselt fossiilsete kütuste põletamisel vabanevale süsihappegaasile, mis lisandub juba atmosfääris olevale ja osaleb kasvuhooneefekti tekkes. Biomassi käärimisel hapniku juuresolekuta ehk anaeroobsel lagunemisel eraldavad bakterid oma elutegevuse käigus aga metaani, mis on süsihappegaasist 25 korda tugevam kasvuhooneefekti tekitaja. Sõnniku ja muude biojäätmete kääritamisel biogaasiks vastavates tehnilistes seadmetes ongi oht, et biomassi ja jäätmete kontrollimatu bioloogilise lagunemise käigus tekkiv ja atmosfääri jõudev metaan võib aidata kaasa kliimamuutusele. Seega peaksime püüdma igati vältida just metaanileket atmosfääri.
Tahked, vedelad ja gaasilised biokütused
Biokütus nagu fossiilkütuski esineb tahke, vedela ja gaasilisena. Tahke biokütus võib olla puitpõhine, rohtne, puuviljapõhine või lisanditega segatud.
Läänemeremaades kasutatakse energeetilise kütusena mitmesuguseid puit-põhiseid kütuseid ning mõningaid rohtse päritoluga kütuseid, eeskätt õlgi, Eestis ka luhaheina. Puitpõhise biomassi annavad puud või/ja põõsad, kusjuures biomass võib olla saadud otse metsast või energiametsa istandusest. Sobivad on ka puidutööstuse jäägid ja korduvkasutusega puit. Nii puitpõhised kui rohtsed (ingl herbaceous) kütused võivad olla keemiliselt töödeldud ning sisaldada lisandeid ja kemikaale, mis mõjutavad nende materjalide kasutatavust kütusena. Selliste lisandite sisaldus tuleb lähtuvalt keskkonnaohtlikkusest eriti täpselt määratleda.
Vedelaid biokütuseid looduses ei esine ning taimeõli ja etanooli kusagil iseenesest ei tilgu. Neid saadakse mehaanilise, bioloogilise ja termokeemilise muundamise käigus biomassist ja kasutatakse peamiselt veovahendite mootorikütusena. Vedelaks biokütuseks loetakse Euroopa Liidu direktiivi järgi bioetanooli, biodiislikütust, biometanooli jt. 2011. aastal toodeti maailmas keskmiselt 106,5 miljonit liitrit vedelaid biokütuseid ööpäevas, mis moodustas umbes ühe protsendi globaalsel mootorikütuste turul müüdavatest kütustest.
Gaasilisi biokütuseid looduses samuti pole, ehkki näiteks looduslike käärimisprotsesside tulemusena tekib metaanirikas soogaas, kuid hajutatuna ning kütusena seda ei kasutata. Gaasilisi biokütuseid saadakse kas kääritamisel või termokeemilisel teel. Gaasilised biokütused on peamiselt biogaas, sealhulgas prügilagaas, biovesinik ja sünteetiline biogaas.
Mitmekesiseks energiaallikaks on biojäätmed, mis tegelikult on samuti taimse või loomse päritoluga. Need on orgaanilised olme-, põllumajandus- ja tööstusjäätmed, heitvete muda ning kas otseselt põletatavad tahked olme-ja
põllumajandusjäätmed või gaasistatavad või isegaasistuvad prügimägedele paigutatud orgaanilised jäätmed.
Esimene, teine ja kolmas põlvkond
Esimese põlvkonna biokütusteks peetakse suhkruid ja tärklist sisaldavatest taimedest, nagu suhkruroost, maisist, nisust ja teistest teraviljadest, suhkrupeedist ja kartulist toodetud bioetanooli ning õlitaimede seemnetest või pähklitest tehtud biodiislikütust. Iseasi, kui palju jätta neid taimi ja vilju ikkagi inimese toidulauale või anda loomadele söödaks. Vedelate biokütuste omahinnad muutuvad ajas kiiresti vastavalt tehnoloogia arengule ja sõltuvad tootmismahust. USA-s on pakutud puit-toormest valmistatud bioetanooli ühe liitri tootmise omahinnaks 0,17 eurot, kui ettevõtte tootmismaht on 135 miljonit liitrit aastas. Eestis on põllumajanduslikust toormest valmistatud absoluutse bioetanooli tootmise omahinnaks hinnatud 0,6 eurot liiter, mis omakorda sõltub oluliselt vilja hinnast.
Teise põlvkonna biokütuseid saadakse lignotselluloossete taimede, nagu puit, õled ja hein, töötlusprotses-side saadusena. Ühest grammist puidust, mis sisaldab keskmiselt 42 protsenti tselluloosi ja 21 protsenti hemitselluloosi, on teoreetiliselt võimalik saada 0,32 grammi bioetanooli. Keskmisest Eesti lepikust saab 6,4 tonni puitu hektarilt ja sellest omakorda 1650 liitrit bioetanooli, millega saaks läbida umbes 20 000 kilomeetrit. Seega kulub saja kilomeetri läbimiseks kaheksa liitrit bioetanooli.
Kolmanda põlvkonna biokütuse tootjad on elusorganismid - näiteks vetikad või tsüanobakterid - ning saadused biodiislikütus, bioetanool ja biovesinik. Tulevikus arendatavat biomassi igakülgset kasutust võimaldab biokeemiakombinaat (ingl biorefinery), kus biomassist, sealhulgas vetikatest, saadakse materjale, kemikaale, toitaineid, kütust veovahenditele, energiat elektri ja soojusena. Mitmetes maades on juba asutud endisi tselluloosi- ja paberivabrikuid ümber kujundama biokeemiakombinaatideks (joonis 3).
Järgmises numbris räägime biomassi muundamise tehnoloogiatest, biomassi kasvatamise ja kasutamise riskidest ning elukaarest. •
MIS ON MIS?
FÜTOMASS - kõikide taimsete organismide kogumass.
HEMITSELLULOOS - keemilise ehituse poolest väga sarnane tselluloosile, hapete toimel muutub lahustiks.
Biomassi produktiivsus
Kuigi biomass on enim kasutatav taastuv energiaallikas, jääb selle produktiivsus (viljakus) väheseks. Taimekasvu kasutegur võib ulatuda väga optimaalsetes kasvutingimustes (st parima võimaliku valguse, toitainete, niiskuse ja temperatuuri puhul) nelja-viie protsendini. Üldjuhul aga niisuguseid optimaalseid tingimusi ei eksisteeri ning juba neljaprotsendine kasutegur ei ole looduses saavutatav. Tavalisel viljapõllul muundub põllule langevast päikesekiirgusest viljaterade keemiliseks energiaks üksnes tuhandik, sest fotosünteesi käigus kasutatakse langevast kiirgusest ära üksnes kümnendik ja kaod on suured.
Ideaalsetes tingimustes olevad taime-lehed võivad ööpäevas anda 1,7 tonni fütomassi hektari kohta aastas. Sellise aastaringse kasvuga saaksime ühelt hektarilt 620 tonni fütomassi aastas. Reaalne lühiajaline juurdekasv on siiski üksnes kolmandik, väga heal aastal erilistes tingimustes kuni veerand ja pikaajalise keskmisena kümnendik ideaalsest. Kõige tõenäolisem ülemaailmne biomassi produktiivsus (HPP-netprimary productivity) oli 20. sajandi lõpus süsiniku-massina väljendatuna 100-110 gigatonni süsinikku aastas (Gt C/a), s.o 220-245 gigatonni kuiva fütomassi, mis energiaühikutes oleks 3,3-3,6 zetadžauli. See kasvab koos süsinikdioksiidi emissiooni kasvuga.
Eelmainitud kogusest jääb keskmiselt 56,4 gigatonni süsinikku aastas maise biomassi arvele ja 48,5 gigatonni süsinikku aastas ookeanide ja merede arvele. Keskmiseks energiatiheduseks saame 450 millivatti jäävaba maismaa ruutmeetri kohta (mW/m2) ja 130 millivatti ookeanipinna ruutmeetri puhul.
Võrdluseks on söekaevanduses saadava energia tihedus: allmaakaevandamisel 1-2 kilovatti ruutmeetri kohta; karjääri-kaevandamisel kuni 20 kilovatti ruutmeetri kohta.
Energia tihedus nafta tootmisel on 10-20 kilovatti ruutmeetri kohta, millest kümnendik kulub mitteenergeetiliseks vajaduseks. Parima energiataime energia-tihedus jääb alla ühe vati ruutmeetri kohta, mis on minimaalselt tuhat korda väiksem kui allmaakaevandusest saadaval kivisöel.
2005. aastal vajas 7,5 gigatonni fossiil-kütuses sisalduva süsiniku põletamine 50 teratonni muistset fütomassi. See on ekvivalentne 500 aasta jooksva biomassi produktiivsusega ehk 105 gigatonni süsinikuga aastas. Inimkond on igal aastal kasutanud fossiilset fütomassi koguses, mis on võrdne 80-100-kordse planeedi kogu tänase fütomassi varuga, milleks on 500-600 gigatonni süsinikku.
AUTORIST
ÜLO KASK (1952) on lõpetanud Tallinna Polütehnilise Instituudi tööstusliku soojusenergeetika erialal. Tallinna Tehnikaülikooli Soojustehnika instituudi teadur, tehnikateaduste magister. On avaldanud teaduslikke ja populaarteaduslikke kirjutisi bioenergia, energia tõhusa muundamise ja säästliku kasutuse alal. Osalenud paljudes Euroopa Liidu projektides. Eesti Biokütuste Ühingu juhatuse liige.
Lugu ilmus ajakirjas Inseneerija.
TTÜ teadlased püüavad põlevkivist rohkem õli kätte saada ja selle kasutusvaldkonda oluliselt laiendada.
Põlevkivi koosneb mineraalosast ja väärtuslikust orgaanilisest ainest ehk kerogeenist. Praegu põlevkivist õli tootmiseks rakendatava tööstusliku pürolüüsiprotsessi ehk utmise käigus muundatakse õliks vaid 40-45 protsenti siinses põlevkivis sisalduvast orgaanilisest ainest. „See pole kaugeltki meie kukersiitpõlevkivi tegelik õlipotentsiaal“ on tõestanud TTÜ Keemia- ja materjalitehnoloogia teaduskonna Polümeermaterjalide instituudi Põlevkivi ja taastuvkütuste teaduslaboratooriumi juhataja vanemteadur Hans Luik. „Utmise kui seni ainsa olemasoleva tööstusliku tehnoloogia puhul on suurimaks probleemiks keskkonnaohtliku poolkoksi teke, millest Eestis on lausa mägesid kokku lükatud.“
Luige kinnitusel on võimalik sihtotstarbeliselt ära kasutada üle 90 protsendi kerogeenist, see tähendab vedeldada seda kaks korda rohkem. „Kui praegu saadakse põlevkivi tonnist umbes üks barrel õli, siis peaks seda saama kaks barrelit,“ toob ta välja.
Mis on nafta, mida kõike sellest saab ja seda, et see toore järjest kallineb, teab iga majandusega vähegi kursis olev inimene. Iseküsimus on aga see, mida üks põlevkiviõli endast kujutab? Tegemist on väga spetsiifilise ja defineerimata, maailmaturul marginaalse tähtsusega tootega. Põlevkiviõli ei ole naftasarnane, peamiselt süsivesinike segu, vaid sisaldab ka palju hapnikku, väävlit või lämmastikku sisaldavaid ühendeid. Eesti põlevkiviõli koostises domineerivad erinevad hapnikuühendid, moodustades kuni kaks kolmandikku kogu õlist. Ameerika põlevkiviõlis on tüüpilised lämmastikuühendid, Lähis-Ida poolt pärit põlevkivide utteõlis seevastü väävliühendid. Ülaltoodust saab selgeks, miks põlevkiviõli kasutusvaldkond on võrreldes naftaga väga kitsalt piiritletud. Samas aga, kui põlevkiviõlist õnnestuks järeltöötlemise tulemusena eemaldada enamik hapnikust, väävlist ja lämmastikust, tekiks meil süsivesinikerikas produkt ehk sünteetiline nafta.
Luige sõnul on tema juhitava labori eesmärgiks tulevikutehnoloogiate aluste väljatöötamine põlevkivi maksimaalseks vedeldamiseks ja saadud põlevkiviõli termokeemiliseks muundamiseks tavapärase nafta analoogiks. Teadaolevalt nafta ongi tekkinud põlevkividest katageneesi käigus miljonite aastatega. „Neid looduslikke protsesse saab tehnogeenselt kopeerida ja täiustada ning vastavates reaktorites teha läbi mõne tunniga,“ kinnitab Luik. Põlevkivi esmase töötlusprotsessina arendab tema labor termilisel lahustamisel põhinevat tehnoloogiat, mis tagaks termobituumeni kui primaarse vedelprodukti kiire moodustumise kerogeenist ja selle eraldamise edasiseks vääristamiseks. Tegelikult eraldatakse selle protsessiga teineteisest põlevkivi mineraalne ja orgaaniline osa, kusjuures mineraalne osa ei kujutaks endast mitte keskkonnaohtlikku utmise poolkoksi, vaid neutraalset ja edasiseks kasutuseks sobilikku kaasprodukti. Termobituumen on vaheproduktiks nafta saamisel ning allutatakse hüdrogeenimisele heteroaatomite eemaldamiseks ja vesinikuga asendamiseks. Lõpptulemusena saaksimegi nafta, mis on ühelt poolt maailmaturul ülinõutud ja kallis kaup, teisalt aga toore, millest võime Eestiski bensiini ja diislikütust toota.
Erik Aru
Thomas Johann Seebecki elektroonikainstituudil on välja töötatud senistest tõhusam tehnoloogia pooljuhtidele kontaktide valmistamise tarbeks, samal ajal kavandavad instituudi teadurid ka maailmas ainulaadset erineva keelutsoonilaiusega ränikarbiid-pooljuhtmaterjali tahkisühendust.
Pooljuht on materjal, mille üheks iseärasuseks on elektrijuhtivuse silmapaistev sōltuvus temperatuuri muutumisest. Seni tavapäraste ränipõhiste pooljuhtseadiste aeg hakkab vaikselt ümber saama. Aina enam läheb vaja kiiremaid ja suurema temperatuuritaluvusega pooljuhtseadiseid. Lülituse kiirusest sõltuvad kaod – nobedamate seadistega on vōimalik vähendada lülitusprotsesside käigus tekkivaid energiakadusid. Parema temperatuuritaluvusega seadised vajavad aga ka vähem jahutamist – ja on seetõttu märksa väiksemad.
Üht tüüpi, galliumarseniidil pōhinevate pooljuhtseadiste loomisel käib Tallinna Tehnikaülikooli koostöö Tartu ettevõttega Clifton, mis selliseid seadiseid toodab. „Tartus kasutatav vedelikepitaksia tehnoloogia on maailmas piisavalt kaua tuntud, kuid kogu protsessi juures on mõned erilised knihvid, mida ainult nemad teavad ja realiseerida oskavad,“ selgitab TTÜ Thomas Johann Seebecki elektroonikainstituudi direktor professor Toomas Rang. See on tekitanud Cliftoni toodete vastu mitme suure tööstusettevõtte, näiteks Telefunkeni huvi. TTÜ teadurid püüavad Cliftoni tarbeks välja selgitada nende seadiste karakteristikuid mōjutavaid tehnoloogilisi ja elektrofüüsikalisi parameetreid, andes viiteid, mida oleks vaja muuta, et seeläbi seadiste parameetrid vastaksid oluliselt paremini tarbijate soovidele ja nōuetele.
Samas nendib professor Rang, et galliumarseniid ei ole siiski kōige perspektiivseim tulevikumaterjal pooljuhtelektroonikas. „Täna on meil olemas selle materjali tootmise võimekus ja ka toodangu hinnatase on tarbijate poolt aktsepteeritav,“ ütleb ta. Parem oleks professor Rangi sõnul siiski hoopis ränikarbiid, mis on galliumarseniidiga vōrreldes oluliselt paremate omadustega materjal, kuid tema tootmine on kahjuks ka märksa kulukam. Valdavalt leiavad ränikarbiidil pōhinevad pooljuhtseadised kasutamist valgusdioodides (LED) ja näiteks üheks perspektiivseks kasutusvaldkonnaks on autotööstus.
Kui räni ise kannatab vaid kuni 150-kraadist kuumust, siis ränikarbiidil pōhinevate pooljuhtseadistega on TTÜ-s tehtud mõõtmisi 400-500 kraadi juures. Kuid ränikarbiid-pooljuhtseadiste tööd on numbriliselt simuleeritud suisa tuhande kraadi juures, ilma et seadiste karakteristikud ja parameetrid muutuksid kasutamiskōlbmatuteks. Ränikarbiidi leidub looduslikult vaid meteoriitide maandumiskohtades ja sellest ei suudeta pooljuhmaterjali Eestis toota – tegelikult valmistab neid ainult USA ettevõte Cree. Kuid nendegi osas on TTÜ teaduritel oma panus anda.
Pooljuhtseadiste valmistamisel on üheks olulisemaks momendiks kristallist voolu edasikandmine seda ümbritsevatesse elektriahelatesse. Selleks tuleb kristallile valmistada metallist kontaktid. Tavaliselt tehakse kontake kasutades sadestamistehnoloogiat, mille puuduseks on nakkumise kvaliteedi ebaühtlus suurte kontaktipindade puhul. Viimane on eriti oluline jōupooljuhtseadiste valmistamisel. Jōuseadiste puhul tähendab see seda, et kõrgel temperatuuril kantakse pooljuhile metallikihid, üks ühele, seejärel teine teisele poolele pooljuhtplaati. TTÜ aga arendab märksa tõhusamat tehnoloogiat, kus pooljuhtplaadi mōlemale poolele kantakse metallkontakt samaaegselt. See annab võimaluse valmistada uudseid kõrgepingelisi jõuelektroonikaseadiseid, mida muul viisil ei saagi koostada, nagu mitmest pn-siirde (ühesuunalise elektrijuhtivusega ala) kihist koosnevaid pooljuht-tulpasid. Mida rohkem pn-siirdeid ühendada järjestikku ja lülitada vastupingele, seda suuremat vastupingelangu on vōimalik sellise seadisega kontrollida.
Teine idee on aga luua ainulaadne eriline üleminek ühendades ränikarbiidi kaks polütüüpi kasutades tahkisühenduse tehnoloogiat, mida valdab Thomas Johann Seebecki elektroonikainstituut. Eri pooljuhtmaterjalide kokkupanemisel tekivad uudsed pooljuhtsiirded, mida tuntakse heterosiirete nime all ja mis omavad väga erilisi elektrilisi omadusi. Sääraste siirete kasutamine pooljuhtseadistes lubab oluliselt parandada seadiste elektrilisi ja optilisi karakteristikuid. Näiteks pooljuhtlaserid pōhinevadki enamasti heterosiiretel.
Kuid erinevate pooljuhtmaterjalide ühendamisega kaasnevad ka mured. Tänu soojuspaisumisetegurite erinevusele tekivad üleminekualades kergesti mehaanilised pinged, mis lōhuvad loodud pooljuhtseadised. Ränikarbiidi puhul aga erinevate polütüüpide soojuspaisumise tegurid kuigivõrd ei erine. USA kosmoseagentuur NASA on sellise lahenduse võimalikkust korra juba tõestanud, ühendades ränikarbiidi polütüübid 3C ja 6H uudseks polütüüpseks hetorosiirdeks. See kahjuks ainueksperimendiks jäigi. Professor Rangi uurimisrühm kavatseb lähiajal tekitada teistsuguse heterosiirde, ühendadades ränikarbiidi polütüübid 3C ja 4H. Saadav tulemus peaks sobima näiteks spetsiifiliste MOS seadiste rakendustes, et luua ülitundlikke ultraviolettkiirguse sensoreid või ülikiiretoimelisi pooljuhtlüliteid energiamuundurite tarbeks.
Erik Aru
TTÜ-s kaitstud doktoritööst selgub muuhulgas, et pinnast, mis sisaldab EDTA-d ehk etüleendiamiintetraäädikhapet, pole mõtet üritada apatiidiga metallidest puhastada.
TTÜ Keemia- ja materjalitehnoloogia teaduskonna anorgaaniliste materjalide teaduslaboratoorium uurib peamiselt põlevkivituhaga seonduvat. Laboris on aga ka kolmeliikmeline rühm, kes uurib hoopis apatiiti, kaltsiumit ja fosforit sisaldavat mineraalirühma. Apatiiti leidub looduslikult maakoores, seda on ka inimeste luudes ja hammastes.
Skaneeriva elektronmikroskoobi pilt hüdroksüapatiidist.
Kuna apatiit seob oma struktuuri toksilisi metalle, rakendatakse seda laialt kasutatavat mineraali ka looduskeskkonna puhastamiseks. Näiteks segatakse mineraali saastatud pinnasesse või tekitatakse jõevoolule barjäär, mis kahjulikud elemendid kinni peab. Looduses mõjutavad metallide sidumise protsessi aga kompleksimoodustajad, ühendid, mis suudavad siduda ioone või molekule. Kompleksimoodustajate, täpsemalt EDTA ja humiinainete – taime- või loomajäänuste humifitseerumisel tekkinud polümeeride – mõju tsingi- ja kaadmiumiioonide sidumisele hüdroksü- ja fluorapatiidiga uuriski anorgaaniliste materjalide teaduslaboratooriumi insener Karin Viipsi doktoritöö.
Pealkirjas kõlav tõdemus võib ju kõlada ilmselgena, kuid praeguseni selle kohta kindlaid fakte tuua ei saanud – vähemalt apatiidi osas. „Seni on seda väga vähe uuritud,“ ütleb Viipsi. Tema tööst selgus, et humiinained metalliioonide seotavust ei mõjuta. Küll aga takistab EDTA oluliselt metallide sidumist, kuna moodustab ise nendega kompleksi. Siit järeldus – kui näiteks pinnasesse on sattunud EDTA, mida kasutatakse näiteks väetistes ja puhastusainetes, siis ei ole mõtet püüda seda ala apatiidiga puhastada.
Sama labori vanemteaduri Kaia Tõnsuaadu juhendatud doktoritöö teine osa hõlmas protsessi modelleerimist, et selgitada, kuidas metall apatiidiga seotakse. Koostöös Umeå Ülikooliga (Rootsi) viidi läbi uuringud röntgenfotoelektronspektroskoobiga, mille tulemusi kasutati mudeli koostamisel. „Uudne ja väga oluline,“ hindab Viipsi tulemusi. Selgus, et metallid seotakse apatiidiga läbi ioonvahetuse mineraali pinnal, millele tekib uus, metalli sisaldav kiht. Mudelit saab kasutada apatiidiga seotud protsesside optimaalsete tingimuste prognoosimiseks.
Karin Viipsi doktoritöö: "Impact of EDTA and Humic Substances on the Removal of Cd and Zn from Aqueous Solutions by Apatite. EDTA ja humiinaine mõju Cd ja Zn eraldamisele vesilahusest apatiidiga"
Erik Aru
Tallinna Tehnikaülikooli teadlaste väljatöötatud meetod hoiab veinide kvaliteedi testimisel tublisti kokku nii aega, raha kui kemikaale.
Katseklaase siltidega «Merlot» või «Cabernet Sauvignon» ei leia just igast laborist. Tavalistest veinisõpradest eristab TTÜ analüütilise keemia labori töötajaid veel asjaolu, et veine tarvitavad nad kahe mikroliitri kaupa.
Just nii palju veini on tarvis, et tekitada filterpaberile üks täpp. Veel sama palju üht kemikaali peale ning täpike muutub sinakaks. Kui täppe saab paberile sada, võtab vanemteadur Merike Vaher taskust mobiiltelefoni, teeb paberist pildi ja laeb selle arvutisse.
TTÜ analüütilise keemia õppetooli vanemteadur Merike Vaher tutvustab uut veinide kvaliteedi määramise meetodit. Ta tilgutab filterpaberile kaks mikroliitrit veini, lisab sinna sama palju kemikaali ning täpike muutub sinakaks.
foto:Liis Treimann
Hetke pärast ekraanile ilmuvad arvud näitavad veini omaduste jaoks oluliste aineterühma polüfenoolide sisaldust. Tulemus on sama, mis oleks saadud veini testimisel moodsate spektroskoopidega, ent aega kulus mitu korda ja kemikaale lausa paarsada korda vähem. «See meetod on lihtne, kiire ja odav,» ütleb Vaher.
Uus roheline mõtteviis
Paberil käiv veiniproov on üks esimesi praktilisi näiteid uuest hoogu koguvast mõtteviisist, mida nimetatakse roheliseks analüütiliseks keemiaks.
«Roheline selles mõttes, et see on jätkusuutlik ja keskkonda vähem reostav,» selgitab samuti uurimistöös osalenud TTÜ keemiainstituudi professor Mihkel Kaljurand.
«Kuna Eesti teadusesse on tänu Euroopa Liidu abile soetatud väga palju kalleid seadmeid, siis on tekkinud uued ja omapärased probleemid: nende hooldus on kallis ja nendega töötamine nõuab väga kvalifitseeritud personali,» sõnab Kaljurand.
«Reaktsioonina kalli aparatuuri pealetungile tekkis meil alternatiivne idee – kas osa neist analüüsidest ei saaks teha ka väga odavalt ja lihtsalt, samal ajal arendades täpselt samasugust kvaliteeti ja kasutades ära tänapäevast levinud tehnoloogiat,» nendib ta.
Värvimuutusel põhinevad analüüsimeetodid on vanad, kuid vanasti hinnati tulemust reeglina silma järgi. Nüüd aga pole midagi lihtsamat, kui teha mobiilikaameraga pilt ning analüüsida seda vastava vabavaralise tarkvaraga, mis määrab täpi värvusvarjundi järgi, kui palju uuritud ainet proovis leidub.
«Meie eesmärk oli demonstreerida rohelise analüütilise keemia võimalikkust,» tõdeb Kaljurand. «Inimesed räägivad sellest palju, aga praktilisi näiteid on veel üsna vähe.»
Uue meetodi levik vabastaks näiteks paljud tootjad vajadusest laborist kalleid analüüse tellida, kui nad soovivad näha, kui palju on nende tootes üht või teist ainerühma, arutlevad teadlased.
Esimesed head tulemused, mille põhjal avaldati äsja ka teadusartikkel ajakirjas Analytical and Bioanalytical Chemistry, käsitlesid polüfenüülide sisaldust veinis.
Polüfenoolid on eriti punastes veinides leiduv ainete rühm, mis mängivad tähtsat rolli nii veini värvuse kui ka maitse juures. Lisaks seostatakse polüfenoole nende tervistavate omadustega, mida punasele veinile omistatakse.
Uurivad ka teisi tooteid
«Just punases veinis on palju antioksüdante,» märgib Vaher. «Prantsuse paradoks on ju teada,» viitas ta sellele, et küllastatud rasvade rohkest dieedist hoolimata esineb prantslastel vähe südamehaigusi. Seda seostatakse tihti just regulaarse punase veini tarbimisega.
«Kommertsiaalse afišeerimisega me ei kiirusta, sest oleme mõelnud teisi parameetreid ka mõõta,» sõnastab Kaljurand eesmärgi välja töötada täielikum testide komplekt. Lisaks veinile on asutud juba uurima ka ravimteesid ning antioksüdantide sisaldust teisteski toodetes, näiteks Eesti šokolaadides.
«Kogu asja tuum on selles, kas õnnestub leida reaktsioone, mis annavad selliseid selgeid värvimuutusi,» märgib Kaljurand. «Muidu tuleb ikka kasutada keerulisi ja kalleid spektromeetreid.»
Analüüsi jaoks tehtud paarikümne veinimargi võrdluses osutus polüfenoolide sisalduse poolest kõige rikkamaks üks Austraalia punane Cabernet Sauvignoni viinamarjast tehtud vein. Juhtumisi oli see ka valimi kõige kallim vein, makstes 12,69 eurot.
Paralleelselt mitteametlikus labori töötajate seas läbi viidud maitsetestis läksid parima veini valikul arvamused aga ettearvatult lahku. «Mulle meeldivad Tšiili ja Lõuna-Aafrika veinid,» avaldab Vaher.
Arko Olesk
TTÜ-s värskelt kaitstud doktoritöö kinnitab paradoksi – väikesed molekulid aeglustuvad lihaserakus suurtest rohkem.
Laborihiired ilmselt ei seostu enamikule inimestele kohe kuidagi TTÜ Küberneetika instituudiga. Ometi asub hoone keldris ruum, kus selliste loomakeste abil täiendatakse teadmisi südame toimimise mehanismide kohta. Süsteemibioloogia laboris tehakse katseid veel ka rottide ja kaladega, kuna kõigil neil on erineva struktuuriga rakud. Uurib labor just südamerakke. Nii loomade kui ka matemaatiliste mudelite abiga.
Mitokondrites valmivad ATP molekulid, milles salvestunud keemiline energia lihaserakkudes mehaaniliseks muundub. Hapnik, mida inimesed sisse hingavad, just ATP valmistamiseks kulubki. Osade haiguste puhul aga ATP molekulide liikumine, täpsemalt difusioon muutub – tervetes rakkudes raskemaks, haigetes kergemaks, takistades nii raku korralikku toimimist. Seepärast pakub ATP molekulide liikumine teadlastele huvi.
Süsteemibioloogia labori inseneri Ardo Illaste veebruaris kaitstud doktoritöö kinnitab paradoksi, et väiksemad ATP molekulid pidurduvad rakus rohkem kui suured. Kui muidu liiguvad teatud väikesed molekulid suurtest neli korda nobedamini, siis raku sees vaid 1,7 korda kiiremini. „Ei saa öelda, et probleem nüüd lahendati,“ jääb Illaste ise tagasihoidlikuks. „Seda me veel ei tea, mis liiki takistusega on tegu. Selle loodetavasti avastame edaspidi. See oleks juba väga kõva sõna.“
Kokku töötab laboris 17 inimest, neist 8 doktoranti. Osa töötajaid on geenitehnoloogia, osa tehnilise füüsika taustaga. Viimased, kelle hulka kuulub Illastegi, tegelevad ka matemaatilise modelleerimisega. Mudelite tarbeks on laboril paarsada protsessorit. „Matemaatiliste meetodite abil saab lisainfot, mida laboratoorsel katsel ei pruugi tähele panna,“ selgitab Illaste. Marko Vendelini juhendatud doktoritöös rakendas Illaste samuti matemaatikat – lõi mudeli raku struktuurile lähendatud barjääridest, mis mõjutavad molekulide liikumist.
Laboratoorsetel katsetel rakendatavad mikroskoobid on töötajad ise kombineerinud – turg nendele vajaminevat lahendust ei paku. Ka seadmete tarkvara on nende endi kirjutatud.
Süsteemibioloogia laboril on praegu viieks aastaks tegevus ette planeeritud. 2007. aastal sai labor viieks aastaks toetust Briti heategevusfondilt Wellcome Trust. Praeguseks on jätkutaotlus esitatud, Illaste sõnul on esialgne tagasiside positiivne. Vaid Eesti vahenditega oleks laboril keeruline toime tulla.
Ardo Illaste doktoritöö: Analysis of Molecular Movements in Cardiac Myocytes
Erik Aru
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.
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.
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.