Học sinh sáng chế nắp cống có khả năng tự động gạt rác

Học 2 lớp khác nhau 12A3 và 12A4, nhưng cả  NguyễnTiến Nam và Nguyễn Minh Hiển có điểm chung là niềm đam mê khoa học.

Xuất phát từ thực tế địa phương khi thường xảy ra tình trạng ngập nước tại các tuyến phố sau các trận mưa, cả hai ấp ủ ý tưởng giải quyết bài toán này.

“Chúng em xem thời sự và tìm hiểu trên mạng internet thì thấy tình trạng này cũng xảy ra phổ biến ở những thành phố lớn trên cả nước và mang đến nhiều hậu quả nghiêm trọng. Mà một trong những nguyên nhân là do rác thải bít tắc miệng cống thoát nước dẫn đến hạn chế dòng chảy hoặc làm tắc đường ống thoát nước. Do đó cả hai nảy sinh ý tưởng tạo một nắp cống có khả năng tự gạt rác để giải quyết được tình trạng rác thải tắc trên nắp cống gây ngập ở các tuyến phố”, Nam kể.

Minh Hiển và Tiến Nam nghiên cứu, tính toán cho dự án của mình.

Cả hai định hướng dự án với hệ thống cống thoát nước bám sát vỉa hè nên nước mưa sẽ chảy thành dòng xuống. Nghĩ là làm, Nam và Hiển đã đi đo và tính toán thực tế với nắp cống dài 80 cm và rộng 40 cm.

Nguyên tắc hoạt động của hệ thống vốn là những kiến thức vật lý đơn giản về tính toán lực và hệ thống ròng rọc, vật liệu chế tạo thông dụng.

Tính toán phần cào gạt rác có thể dọn được lượng rác thải bị tắc khoảng 10kg, hai em thiết kế vật đối trọng 15kg.

“Chúng em tính phần đối trọng cộng với lực gạt rác sẽ nhỏ hơn hoặc bằng trọng lượng của khay nước và lượng nước trong khay. Như vậy khi khay tích được với lượng nước 25 kg thì hệ thống sẽ tự động gạt rác mà không phụ thuộc vào lưu lượng của dòng nước”, Hiển nói.

Khi có lượng nước mưa đổ xuống thì khay nước sẽ dần đẩy, hạ xuống thấp và qua hệ thống ròng rọc kéo được cần gạt rác hoạt động và vật đối trọng đi lên.

Khi khay xuống một điểm nhất định, van xả sẽ mở ra để thoát lượng nước trong đó bằng hệ thống dây động liên đới. Khi đó vật đối trọng sẽ nặng hơn và kéo ngược khay nước và cần gạt rác về vị trí ban đầu để tiếp tục một chu trình đẩy rác trên miệng cống mới.

Hai nam sinh cho rằng điểm tích cực của dự án này là tận dụng ngay chính nguồn năng lượng từ nước mưa đổ vào cống thoát nước thành cơ năng thay thế sức người trong việc gạt rác ra khỏi miệng cống. Qua đó, giảm bớt sức lao động của công nhân môi trường, tiết kiệm chi phí nạo vét, khai thông cống.

“Em nghĩ sản phẩm này sẽ khả thi hơn và giảm được sức lao động, thậm chí hoàn toàn có thể thay thế sức người trong việc cào gạt rác khi trời đang mưa bằng việc sử dụng chính nguồn năng lượng từ nước mưa khi chảy vào nắp cống”, Nam chia sẻ.

Ngoài ra, Nam và Hiển cũng thiết kế thêm hệ thống để khi lượng nước mưa đổ vào miệng nắp cống qua ròng rọc sẽ tạo nguồn điện làm sáng đèn trên nắp cống nhằm cảnh báo người đi đường được biết.

“Ý tưởng có đó rồi nhưng thiết kế ra sao và như thế nào là tối ưu nhất là một điều ban đầu rất mơ hồ. Khó khăn nhất của chúng em khi làm mô hình này đó là việc thiết kế được hệ thống ròng rọc, bởi dự án chủ yếu hoạt động nhờ hệ thống này”, Nam chia sẻ.

Khi có ý tưởng, các em đã đề xuất ngay với giáo viên hướng dẫn để có thêm những tư vấn. Từ lúc có ý tưởng cho đến khi hoàn thành mô hình và thử nghiệm thành công mất 6 tháng với chi phí từ 2-2,5 triệu đồng.

Hai nam sinh chia sẻ, đây chỉ là mô hình còn hướng phát triển thì các em sẽ nghiên cứu thêm nhiều về vật liệu chống bị ăn mòn trong hệ thống.

Dự án của Nam và Hiển từng giành được giải Nhất cuộc thi khoa học kỹ thuật dành cho học sinh trung học cấp tỉnh do Bắc Ninh tổ chức.

Đây cũng là một trong tổng số 252 dự án dự thi cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2018-2019 khu vực phía Bắc đang diễn ra tại Hà Nội từ ngày 9-12/3.

Nguyễn Tiến Nam và Nguyễn Minh Hiển (phải) bên dự án của mình ở cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2018-2019 khu vực phía Bắc đang diễn ra tại Hà Nội. Ảnh: Thanh Hùng

Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thanh Huyền chia sẻ bản thân đồng ý ngay với ý tưởng dựa trên bài toán thực tế đường phố ngập lụt là do rác thải bịt miệng cống.

“Thấy đề tài hay, mình cũng bắt tay vào ngay cùng 2 học trò, đi từ thực tế tìm hiểu về những nắp cống như thế nào, rồi mới tính toán thiết kế. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống vốn là những kiến thức vật lý đơn giản về tính toán lực và hệ thống ròng rọc, vật liệu chế tạo thông dụng”.

Điều đặc biệt cô Huyền không phải giáo viên dạy Vật lý hay Công nghệ mà là một giáo viên dạy Văn. Cô Huyền chia sẻ, vì đam mê khoa học, cô đã xung phong cùng hành trình tìm hiểu, nghiên cứu với các học sinh.

“Nghiên cứu khoa học không phải chỉ các thầy cô dạy Vật lý hay Hóa học mới nghiên cứu được, ai cũng có thể tham gia. Khi đam mê rồi thì mình cũng tìm hiểu, nghiên cứu về những lĩnh vực này. Với những kiến thức khó, từ ý tưởng đến hiện thực thì cô trò phải đến hỏi  xin tư vấn của những người nghiêu cứu chuyên sâu để hiểu thêm.

3 năm nay đưa các đội tuyển đi dự cuộc thi khoa học kỹ thuật quốc gia. Năm đầu tiên cô Huyền đưa học sinh dự thi với hệ thống nhúng và giành được giải Ba cấp quốc gia, năm thứ 2 là dự án về vật lý giành được giải Nhì và năm nay là dự án này ở lĩnh vực cơ khí.

Thanh Hùng

Xem học sinh tranh tài sáng chế, tập làm nhà khoa học

Chiều nay 9/3, Bộ GD-ĐT đã tổ chức lễ khai mạc cuộc thi khoa học, kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh trung học khu vực phía Bắc năm học 2018-2019 tại Hà Nội.