Trung tâm medico-chirurgical de l'Ulcère de Buruli là một bệnh viện ở Bouaké, thành phố lớn thứ hai trên Bờ biển Ngà, Châu Phi. Bệnh viện chuyên điều trị bệnh loét Buruli, một bệnh nhiễm trùng da và mô mềm do vi khuẩn Mycobacterium ulcerans gây ra, khá phổ biến ở các nước có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Loét Buruli thường bắt đầu như một vết sưng không đau (nốt sần) hoặc biểu hiện đặc trưng là một vùng sưng như sưng chân, cánh tay hoặc mặt (phù). Đặc tính ức chế miễn dịch tại chỗ của độc tố mycolactone khiến bệnh tiến triển mà không bị đau và sốt. Nếu không điều trị hoặc dùng kháng sinh, các nốt sần, mảng bám hoặc phù nề loét trong vòng 4 tuần có thể gây ảnh hưởng đến xương, gây biến dạng phần thô, thậm chí có thể phải cắt bỏ các bộ phận chân, tay.
Tại Aurélie Bis ở Luxemburg và Rosa Pompermaier Ý, hai thạc sĩ đang làm việc tại Đại học Innsbruck đã quen với bệnh viện thông qua các hoạt động tình nguyện. Với động lực khát khao giúp đỡ các bênh nhân, trong vòng một năm, họ đã vận động tích cực để thu được các khoản đóng góp từ thiện, cùng với số tiền tiết kiệm của riêng mình để xây dựng một trung tâm nghiên cứu và tạo chân giả cho bệnh nhân tại bệnh viện. Họ đã phối hợp với một tổ chức phi lợi nhuận, tổ chức phi chính phủ (NGO) Quỹ Vatelot, được thành lập năm 1994 và được Bộ Luxemburg chứng nhận cho các vấn đề đối ngoại và hợp tác phát triển. Với mục tiêu hỗ trợ các nước thế giới thứ ba bằng cách hiện thực hóa các dự án và chương trình, chủ yếu liên quan đến sự phát triển giáo dục, xã hội và văn hóa, Quỹ đã xây dựng bệnh viện vào năm 2013, chủ yếu để điều trị bệnh loét Buruli. Dự án kiến trúc này bao gồm việc thiết kế và xây dựng một phòng thí nghiệm để tạo ra các mẫu chân giả cho bệnh nhân loét.
Tài nguyên có giới hạn, sự thay đổi không giới hạn
Digital Architects là một công ty kiến trúc nhỏ có trụ sở tại Áo, cung cấp dịch vụ tư vấn kiến trúc, kỹ thuật và xây dựng cho các khách hàng tư nhân và doanh nghiệp. Atanas Zhelev làm việc tại Digital Architects với tư cách là trợ lý giáo sư Rames Najjar tại Đại học Innsbruck, người giám sát Aurélie và Rosa cho dự án. Do đó, Digital Architects đã hợp tác với các thành viên trong nhóm dự án Đại học và Werkraum, một công ty kỹ thuật có trụ sở tại Vienna, với mục tiêu xây dựng không gian bệnh viện giúp cải thiện cuộc sống của bệnh nhân loét Buruli, trong khi vẫn bền vững và phù hợp với khí hậu nơi đây.
Hoạt động trong một ngân sách cực kỳ eo hẹp, nhóm cần sử dụng các vật liệu có sẵn để xây dựng mái nhà của phòng thí nghiệm. Các tính toán được yêu cầu khi sử dụng các biến thể của thép hình chữ L nhỏ dày 5 x 5 cm, dày 8 x 8 cm và 3 x 3 cm, đảm bảo có thể sử dụng nó với một thiết lập rất đơn giản và mạnh mẽ để tạo ra sự bền vững cấu trúc mà không yêu cầu việc lắp ráp đầy đủ ngay lập tức.
Họ quyết định khám phá các khả năng vượt ra ngoài phạm vi của các tiêu chuẩn hiện có và cách tiếp cận dựa trên kinh nghiệm cho phép các kỹ sư kiến trúc bắt đầu với một mô hình dòng và áp dụng các mặt cắt nhất định cho các tính toán cơ bản cho phép họ dự đoán vị trí mặt cắt dựa trên kinh nghiệm. Với nhiều biến số chưa biết có thể ảnh hưởng đến chất lượng xây dựng cho mái nhà, nhóm đã bắt đầu với một mô hình lắp ráp đầy đủ để họ có thể kiểm tra và so sánh phương pháp tiêu chuẩn, đồng thời đánh giá bất kỳ giới hạn nào của cách tiếp cận nhanh hơn này.
“Sử dụng SimSolid là một điều thật sự tuyệt vời. Chúng tôi đã cắt giảm 50% thời gian chu kỳ thiết kế truyền thống. SimSolid là một người hỗ trợ chính để đánh giá nhiều lựa chọn thay thế thiết kế một cách nhanh chóng. Chúng tôi đã giảm đáng kể số giờ kỹ thuật cần thiết để lắp ráp hoàn chỉnh, cho phép chúng tôi đáp ứng thời hạn với một thiết kế mạnh mẽ và khả thi.”
- Atanas Zhelev
Kiến trúc kỹ thuật số
Mô phỏng chính xác trực tiếp trên CAD gốc trong vài phút đến vài giây
Nhóm đã sử dụng Altair SimSolid, một phần mềm phân tích cấu trúc được phát triển đặc biệt để đánh giá sơ bộ thiết kế một cách nhanh chóng. SimSolid loại bỏ công đoạn đơn giản hóa hình học và chia lưới, hai nhiệm vụ tốn nhiều thời gian và chuyên môn nhất được thực hiện trong FEA truyền thống, cho phép phân tích các cụm CAD đầy đủ tính năng trong vài phút mà không cần chia lưới. Với khả năng phân tích các bộ phận phức tạp và các tổ hợp lớn khó có thể thực hiện trên FEA truyền thống, nhóm đã có thể tiến hành mô phỏng rất nhan chóng.
Tiết kiệm nhỏ mà lớn
Kết quả thử nghiệm cho thấy hiệu quả cao hơn một chút của phương pháp mô hình lắp ráp hoàn chỉnh, cung cấp cho họ khả năng sửa đổi kết quả dự án, đánh giá nơi có thể giảm / làm mỏng hơn mà không ảnh hưởng đến độ bền, do đó có thể giúp tiết kiệm tiền cho nhóm. Mặc dù khoản chi phí tiết kiệm 300-400 Euro có vẻ tương đối thấp, nhưng số tiền đó có thể cung cấp thức ăn cho trẻ em taị bệnh viện trong vòng vài ngày đến vài tháng.
