Học sinh Nghệ An chế tạo hệ thống chưng cất nước mặn thành nước ngọt

2018-03-23 22:45:24

(Sóng trẻ) – Dự án hệ thống chưng cất nước mặn thành nước ngọt với kỹ thuật chân không bằng bơm thủy lực bởi năng lượng sóng biển của hai học sinh Phùng Văn Long và Mai Nhật Anh đã xuất sắc giành giải Nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia khu vực miền Bắc và tiếp tục được chọn tham dự cuộc thi KHKT quốc tế tại Mỹ.

Đều là học sinh lớp chuyên Lý trường THPT Chuyên Phan Bội Châu, Nghệ An, Phùng Văn Long và Mai Nhật Anh đã cùng nhau tham gia nghiên cứu và chế tạo thành công hệ thống chưng cất nước mặn dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Mai Văn Quyền.

Nước ngọt là một trong những vấn đề nóng được cả thế giới quan tâm. Theo báo cáo của Hội nghị “Tuần lễ nước thế giới” cuối năm 2017, hiện vẫn có hơn 633 triệu người không có đủ nước dùng và tình trạng này sẽ ngày càng nghiêm trọng trong nhiều vùng trên hành tinh. Qua báo đài và theo tìm hiểu, Long và Nhật Anh cũng nhận thức được tính cấp thiết của vấn đề nước ngọt trên toàn cầu nói chung và ở Việt Nam nói riêng, đặc biệt là ở các vùng hải đảo, ven biển. Trong khi đó, biển, đại dương lại chiếm gần ¾ diện tích toàn bộ Trái Đất. Đó là động lực để các em cùng nhau tiến hành việc chế tạo ra một hệ thống để giải quyết một phần vấn đề này.

Mai Nhật Anh và Phùng Văn Long khi thử nghiệm thành công hệ thống

Từ khi bắt tay vào thực hiện dự án cho đến khi mang sản phẩm đi thi Khoa học kỹ thuật, hai em đã mất khoảng một năm. Trong quãng thời gian đó, không phải mọi chuyện đều thuận lợi. Đặc biệt, đối với một mô hình phức tạp, nó tiêu tốn của các em rất nhiều thời gian và kinh phí: “Thứ nhất, năm nay bọn em học lớp 12, nên bọn em phải dành thời gian rất nhiều cho việc ôn thi đại học. Chính vì thế, việc sắp xếp, cân đối thời gian cho việc học và thực hiện dự án là điều rất khó khăn. Thứ hai, kinh phí để bọn em thực hiện dự án này khá lớn, bọn em còn phải phụ thuộc vào bố mẹ nữa nên đây không phải là điều đơn giản” – Mai Nhật Anh chia sẻ.

Tuy nhiên, bên cạnh những khó khăn đó thì các em cũng có những động lực, những thuận lợi nhất định. Là học sinh chuyên Lý nên kiến thức để thực hiện đề tài cũng khá vững vàng, việc đọc tài liệu, tìm hiểu cho quá trình làm đề tài cũng không gặp nhiều khó khăn. Đặc biệt, sát cánh cùng các em trong quá trình thực hiện mô hình này là thầy cô và bạn bè. Gặp khó khăn ở đâu, vướng mắc chỗ nào, các em đều được hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình.

Mô hình chưng chất nước mặn thành nước ngọt của Long và Nhật Anh có điểm đặc trưng nổi bật so với những sản phẩm khác, đó là chỉ sử dụng năng lượng tự nhiên từ sóng và năng lượng mặt trời. Do đó, nếu sản phẩm này được đưa vào thực tiễn sẽ có được rất nhiều điểm thuận lợi.

Về nguyên lý hoạt động, Long cho biết, khi cho hệ thống xuống mực nước biển ở độ sâu khoảng 40 cm, hệ thống bơm thủy lực sẽ hoạt động nhờ sự lên xuống của sóng bơm nước biển vào làm mát bình ngưng. Từ đây nước biển sẽ được dẫn đi theo ba hướng: xi lanh nước, xi lanh quay chảo và buồng hóa hơi. Nước trong bình hóa hơi sẽ được đun nóng bởi năng lượng mặt trời từ gương cầu. Piston nước hoạt động liên tục nhờ sự điều chỉnh nước ra vào van 3/2.

Tiếp đó, piston của xi lanh hơi được gắn chặt với piston nước của xi lanh nước, nên nó hút hơi nước từ buồng hóa hơi đưa đến bình ngưng tụ, làm cho áp suất buồng bay hơi giảm, còn áp suất bình ngưng tụ tăng. Trong khi đó gương cầu lõm tự động quay theo hình quạt với chu kỳ 24 giờ bởi xi lanh thủy lực, điều chỉnh bởi van tiết lưu và van 5/2. Gương quay sao cho trục chính của nó luôn song song với tia nắng mặt trời.

Gương cầu trong hệ thống

Khi thực hiện đề tài, mặc dù đã vạch ra được lý thuyết, nhưng khi đi sâu vào thực hiện, có khá nhiều vấn đề mà hai em không giải quyết được. Người hướng dẫn – thầy Mai Văn Quyền chính là người đã giải đáp khúc mắc, truyền động lực để hai em có thể tiếp tục dự án của mình. “Trên cả phương diện chuyên môn và tinh thần, thầy Quyền là người có vai trò rất quan trọng để chúng em có thể đạt được kết quả như ngày hôm nay” – Nhật Anh tâm sự.

Chia sẻ về nguyện vọng của mình trong tương lai, hai em mong muốn được các đơn vị dự án có thể để ý tới và đầu tư kinh phí để hoàn thiện và thay thế một số phụ tùng phù hợp với môi trường biển. Từ đó có thể ứng dụng tốt hơn, phục vụ cho sinh hoạt của người dân sống ở khu vực ven biển và hải đảo.

Không chỉ giành giải Nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp Quốc gia, Dự án của Long và Nhật Anh còn tiếp tục đi xa với tấm vé vào tới Hội thi Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế (International Science and Engineering Fair, viết tắt là ISEF sắp tới diễn ra tại Mỹ. Đây cũng là dự án đầu tiên của tỉnh Nghệ An được chọn tham dự cuộc thi này.

Hằng Nguyễn – PTK36