Hoe bouw je een (pneumatische) pontonbrug om burgers te evacueren? 

Tijdens oorlogshandelingen, natuurrampen of civiele noodsituaties werden pontonbruggen beschouwd als haalbare oplossingen in termen van tijd, mobiliteit, beschikbare middelen of andere factoren. Gezien de recente oorlogsvoering waren de meeste bruggen vernield. De evacuatie van burgers was dus een ernstig probleem. Hoe kun je naar aanleiding van dit probleem een (pneumatische) pontonbrug bouwen om burgers te evacueren en/of humanitaire hulp te verlenen? U kunt gebruik maken van het Engineering Design Process en andere ontwerpgerichte benaderingen voor het oplossen van problemen om een prototype van een pontonbrug te ontwerpen.

 

Engineering Design Process is een analytisch en creatief proces voor het oplossen van problemen dat iemand betrekt bij mogelijkheden om iets fysieks en/of digitaals te maken dat er toe doet. Ingenieurs gebruiken vaak het hieronder beschreven Engineering Design Proces om problemen op te lossen. Ingenieurs gebruiken vaak het Engineering Design and Entrepreneurship (E2) Process dat hieronder wordt beschreven om problemen op te lossen en een verandering teweeg te brengen in de omgeving. Het E2-proces bestaat uit zes stappen: Vragen, verbeelden, plannen, creëren, verbeteren en impact maken (zie Tabel 3). Dit proces is niet lineair, je gaat heen en weer tussen deze stadia terwijl je dingen, objecten, systemen of processen ontwikkelt die het probleem oplossen (zie figuur 3). Het doel hier is om het engineering design proces iteratief toe te passen op het genereren van creatieve oplossingen voor een uitdagend probleem en te werken als een ingenieur.  Ingenieurs kiezen een probleem of identificeren een behoefte om aan te werken. Dan doen zij onderzoek en vinden mogelijke oplossingen. Vervolgens creëren ze de optimale oplossing en testen ze hun prototype. Op basis van de evaluatieresultaten van hoe mensen op het prototype reageren, verbeteren ze hun ontwerp, en maken ze een impact op het milieu/materiële wereld/maatschappij.

Ontwerp- en ondernemerschapsproces (E2)
Goal	Een probleem oplossen door technologieën, systemen of processen te ontwikkelen of te verbeteren
Ask	Het probleem definiëren in een engineeringcontext, onderzoek verrichten
Imagine	Brainstormen van ideeën, mogelijke oplossingen
Plan	Een model tekenen of een (snel) prototype bouwen, een materiaallijst maken
Create	Een plan volgen om het product te maken, het product testen, informatie/gegevens verzamelen
Improve	Evalueer de resultaten, verbeter het ontwerp, test opnieuw en evalueer opnieuw.
Impact	Verspreid het ontwerp, en maak een impact op het milieu/materialenwereld/maatschappij.

1.Zoek recent oorlogsnieuws en definieer het probleem in een technische context.

2.Brainstorm ideeën en mogelijke oplossingen.

3.Teken een model of bouw een snel prototype dat het probleem aanpakt

4.Maak een lijst van benodigde materialen en plan hoe het product te bouwen

5.Volg het plan om het product te maken, test het product, verzamel informatie/gegevens van het testen

6.Evalueer de resultaten, verbeter het ontwerp, test opnieuw, en evalueer opnieuw.

7.Verspreid je ontwerp, en maak een impact op het milieu/materialenwereld/maatschappij.

Bij het ontwerp van een pneumatische pontonbrug moet de ingenieur rekening houden met het principe van Archimedes dat stelt dat een in een vloeistof ondergedompeld lichaam een opwaartse kracht ondervindt die gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof, en dit is van fundamenteel belang voor het evenwicht van een lichaam dat in stilstaand water drijft.

Meer informatie over de oplossing is ook beschikbaar op: www.sciencedirect.com/topics/engineering/archimedes-principle

Verder lezen:

https://military-history.fandom.com/wiki/Pontoon_bridge

https://interestingengineering.com/the-pontoon-bridge-the-floating-bridge-from-ancient-china-used-in-the-biggest-20th-century-battles

Cakmakci, G. (in druk). Integratie van epistemische praktijken van engineering in het onderwijs. In W.M.W. So & Z. Wan (Eds.) Cross-disciplinary STEM Learning for Asian Primary Students: Design, Practices and Outcomes. New York: Routledge.