Học sinh sáng chế mô hình phân loại rác

Hai học sinh lớp 12 của Trường THPT Đông Hà (Quảng Trị) là Nguyễn Minh Cảnh và Hà Bách Việt Hoàng đã ứng dụng hiệu ứng của dòng điện Foucault để nhận biết và tách kim loại trong mô hình phân loại, thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt…

Những lúc gặp khó khăn, Cảnh và Hoàng tìm đến thầy giáo dạy vật lý của mình để trao đổi về ý tưởng

Cảnh và Hoàng đều có chung sở thích là “mê” vật lý. Vì thế, khi nghe nhà trường phát động cuộc thi Sáng tạo khoa học kỹ thuật, hai em háo hức đăng ký tham dự và cùng bắt tay tìm hiểu đề tài sẽ thực hiện. “Quá trình tìm hiểu, chúng em thấy có rất nhiều đề tài có thể lựa chọn. Nhưng, em và Hoàng nhận thấy rác thải đang là vấn đề được quan tâm nhất. Đặc biệt, ở nước ta, người dân vẫn chưa quen lắm với việc phân loại rác sinh hoạt trước khi đưa ra thùng rác. Ngay cả tại các nhà máy lớn, việc phân loại rác vẫn còn làm thủ công, hiệu quả chưa cao. Vì thế, chúng em có ý tưởng sáng tạo ra loại máy hoạt động trên cơ chế là tác dụng nhiệt lên bề mặt kim loại”. Thế là đề tài “Ứng dụng hiệu ứng dòng điện Foucault để nhận biết và tách kim loại trong mô hình phân loại, thu gom, xử lý rác thải sinh hoạt” ra đời. Cảnh cho biết thêm: “Với đề tài này, em và Hoàng dùng thiết bị cảm biến hồng ngoại PIR để nhận biết nhiệt phát ra từ kim loại, sau đó kết hợp với cơ chế tách kim loại ra khỏi rác thải sinh hoạt”.

Có ý tưởng, Cảnh và Hoàng bắt đầu tranh thủ thời gian ngoài giờ lên lớp để bàn bạc đưa ra phương án triển khai; nghiên cứu và thử nghiệm các nguyên vật liệu, các chi tiết. Công đoạn chế tạo mô hình thùng rác thân thiện mất khá nhiều thời gian với các chi tiết mạch điện rất phức tạp. Hoàng kể lại: “Nhiều lúc thấy đề tài mất nhiều thời gian quá, chúng em đã nghĩ đến chuyện bỏ cuộc. Nhiều người khuyên tụi em nên chuyển sang đề tài khác dễ thực hiện và có nhiều cơ hội “ẵm giải” hơn. Thế nhưng, chúng em nghĩ, đề tài càng khó thì càng khẳng định được năng lực của mình. Thế là hai đứa lại động viên nhau tiếp tục cố gắng. Cuối cùng, mô hình “thùng rác thân thiện” đã hoàn thành, có thể giúp các hộ gia đình phân loại rác thải kim loại, hữu cơ, vô cơ tái chế và vô cơ không tái chế”.

Mang rác đến nhà máy xử lý không cần xe chuyên dụng

Trao đổi với chúng tôi, Cảnh và Hoàng cho biết: “Chúng em còn có ý tưởng trong tương lai sẽ sử dụng hệ thống cống ngầm của thành phố để hút rác đến các nhà máy bằng phương pháp hút “chân không – phân đoạn”, thay thế cho xe chuyên dụng, đa dụng nhằm giảm ùn tắc giao thông, ô nhiễm môi trường. Tại nhà máy, các cần gạt đơn giản sẽ được phát triển thành cánh tay robot, định vị tọa độ rác kim loại để tách kim loại hiệu quả, chính xác hơn. Nếu nhận được sự tài trợ của các tổ chức, chúng em tin ý tưởng của mình sẽ đi vào thực tiễn, mang lại nhiều lợi ích”.

Để hoàn thiện đề tài, Cảnh và Hoàng rong ruổi khắp các bãi rác để thử nghiệm. Sau mỗi lần đi thử nghiệm tại hiện trường, hai em lại đặt ra những câu hỏi, giả thiết mới và bắt đầu trả lời từng vấn đề còn khúc mắc. Không chỉ dừng lại ở mô hình “thùng rác thân thiện” dành cho hộ gia đình, Cảnh và Hoàng tiếp tục đưa ra hướng phân loại rác thải lần thứ hai tại nhà máy với băng chuyền phân tách kim loại. Theo đó, hai em đã sử dụng cảm biến hồng ngoại PIR để băng chuyền nhận biết tia nhiệt tỏa ra khi dòng điện Foucault xuất hiện ở kim loại bị chuyển hóa thành nhiệt dưới tác dụng của hiệu ứng Joule – Lenz lúc đi qua từ trường biến thiên. Băng chuyền sẽ kết hợp với cần gạt để tách rác kim loại ra khỏi rác thải sinh hoạt.

Sau hơn một tháng miệt mài nghiên cứu, đề tài của Cảnh và Hoàng đạt giải nhất cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh dành cho học sinh trung học năm học 2015-2016. Tham dự cuộc thi Khoa học kỹ thuật toàn quốc, đề tài này được các thành viên trong Ban giám khảo đánh giá cao về tính ứng dụng và sáng tạo. Điểm đặc biệt của đề tài ở chỗ, Cảnh và Hoàng đã nhận thấy tác hại tỏa nhiệt của dòng điện Foucault, đã tận dụng nó để nhận biết kim loại, biến một phát sinh có hại thành có lợi. Đó là một trong những lý do giúp hai em nhận được giải thưởng của 2 trường ĐH uy tín là ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội và ĐH Sư phạm II Hà Nội ngay tại cuộc thi.

Bài, ảnh: Vĩnh Yên