Вибрацию железных дорог в электроэнергию умеет превращать школьник из Кокшетау

Выставка экологических проектов Eco Aqmola среди школьников и студентов состоялась в Акмолинской области. Победителей десять, это проекты в сфере сельского хозяйства, IT-технологий, переработки бытовых отходов, фильтрации воздуха. Но лучшим комиссия признала идею генерации энергии от вибрации железных дорог. Наградой для ребят стали денежные сертификаты в 200, 100 и 50 тысяч тенге, передаёт корреспондент BaigeNews.kz.

Свет от рельсов, "мусорщик" от пульта

В Казахстане электрифицированы всего лишь 20 процентов от всей протяжённости железных дорог — только четыре с лишним тысячи из 16 тысяч километров, утверждает ученик Назарбаев Интеллектуальной школы города Кокшетау Диасали Карим. Старшеклассник уверяет, что его подход к решению этой проблемы качественно новый. Вместе с научным руководителем Жангозы Онгарбай они разработали проект "Устройство генерации энергии от вибрации железных дорог".

Фото автора

"Моё устройство преобразует механические колебания, которые производятся при движении рельсового транспорта, в электрическую энергию. Принцип работы основан на электромагнитной индукции: во время вибрации, механических колебаний приводится в движение медная катушка, пересекающая магнитное поле, которая наводится неодимовым магнитом. Далее через концы этой катушки наводится ток, он переходит в аккумулятор, энергия из которого может быть использована для освещения и мониторинга железнодорожной системы", — пояснил молодой человек.

Работать над проектом Диасали вместе с педагогом начали с марта прошлого года и продолжают до сих пор, улучшая характеристики и показатели. Его ценность, помимо обеспечения железнодорожной инфраструктуры электричеством, в ощутимой экономии.

"Проект экономически выгодный, ведь разработка одного устройства обходится в восемь-девять тысяч тенге, а окупается за 20-25 дней при условии постоянного трафика железнодорожного транспорта", — дополнил школьник.

Фото автора

Проект Диасали удостоился первого места, автору вручили сертификат на сумму 200 тысяч тенге. К слову, старшеклассник планирует получить двойное образование — "Бизнес-управление" и "Инженерия".

"В будущем хочется разрабатывать проекты, которые будут связаны с инженерией, и развивать сферу бизнеса в Казахстане в целом", — заключил Д.Карим.

Второе место разделили проекты "Мобильное приложение ECO World" и "Макет современной машины для очистки водоёмов". Автор второго — ученица Назарбаев Интеллектуальной школы Аружан Жанибек — рассказала, что устройство работает через пульт, при этом генерирует энергию солнца.

Фото автора

"Наша машина ходит по поверхности воды и собирает крупный мусор. Крупная техника требует больших денег, поэтому мы решили создать более доступную мини-версию", — пояснила девятиклассница.

Как безопасно уничтожить маску

Следующий проект — о том, как безопасно избавиться от одноразовых медицинских масок. Пандемия коронавируса только добавила актуальности научной разработке Ларисы Городецкой из общеобразовательной школы имени С. Сейфуллина посёлка Бурабай. В паре с учителем химии Эльвиры Шлейнингер они изучили все способы утилизации порядком поднадоевшего за последние тройку лет атрибута.

Для начала изучили химический состав медицинской маски — она выполнена из полипропилена.

"Далее нам понадобилось найти растворитель для масок. Он должен был быть экологичным и не выделять ядовитых веществ при переработке. Мы его нашли — подходит эфир, он экологически безопасен и используется даже в пищевой промышленности. В школьной лаборатории мы получили этиловый эфир уксусной кислоты. Поместили в него кусочки маски и через сутки никаких изменений не наблюдали. Нагрев их, убедились, что они только набухали и кипели — больше ничего", — рассказала школьница.

Фото автора

Дальше Лариса получила бутиловый эфир уксусной кислоты. Результаты оказались такие же.

"Мы зашли в тупик. Из-за того, что температура этилоцитата и бутилоцитата ниже температуры плавления полипропилена, маска не растворялась. Далее мы получили изоамиловый эфир уксусной кислоты, поместили в него кусочек маски, нагрели — в течение пяти минут она растворилась в эфире. Получилась полипропиленэфирная смесь. Она, к слову, экологически безопасная, в дальнейшем её можно использовать вторично, отделив полипропилен от эфира. Впрочем, над полипропиленом мы хотим поработать в другом проекте", — поделилась школьница.

Сорняки обнаружит дрон

Проект Мадины Абатовой и Расула Мейрама призван значительно облегчить жизнь фермерам. Учитывая, что Акмолинская область всё-таки больше аграрная, идеи ребят о том, как вести мониторинг сельскохозяйственных угодий, очень даже ценные.

"При помощи информатики мы автоматизировали работу дронов. Все они будут оснащены беспроводными камерами, по которым фермер может локально обнаруживать сорные растения. По цвету они выделяются на камерах квадратами. Таким образом, дрон, облетая поля на высоте не менее 50 метров, будет делать снимки, а также вести онлайн-мониторинг. И передавать фермеру сигнал, что даст ему возможность определить локализацию и плотность сорняков", — рассказала Мадина.

Фото автора

Проект, по их словам, позволит серьёзно снизить экономические затраты на использование гербицидов, также сэкономить время и минимизировать вред экологии.

"Пшеница и сорняки одного цвета — зелёного, их можно будет отличить по росту, так как культурное растение развивается медленнее, чем сорное. Дрон с камерой будет облетать и определять, какие растения выбиваются из общего числа. Можно будет выбирать, какой гербицид лучше всего использовать. Также локально обрабатывать поля с помощью тех же дронов — дистанционно. Дроны сегодня, конечно, используются в агросфере, но непосредственно сам мониторинг и нахождение сорняков при помощи опять же цвета на сегодня, насколько нам известно, нет", — дополнил Расул.

Ребята заверили, что их идея экономически выгодная.

Система вычислит влажность и польёт растения

Над ещё одним проектом в сфере растениеводства работает школьник из Кокшетау Арсен Абылай. Собранная и запрограммированная им система позволяет не только контролировать состояние растений, к примеру, в теплицах, но и при необходимости подавать воду. Для этого молодой человек использовал платформу Arduino Uno (вариант платы для создания проектов и умных устройств), а также датчик ЭКГ и "умные" розетки.

Фото автора

Проект Арсена называется "Система мониторинга состояния растений с использованием биопотенциала". Она предусматривает анализ параметров и автоматический полив. Научный наставник — учитель биологии НИШ города Кокшетау Муратбек Кожахметов

"В Акмолинской области резко континентальный климат — может быть очень холодно или жарко. Хороший выход — создание теплиц, на них и рассчитана наша система. Она может, используя датчики ЭКГ, распознавать температуру, освещённость, влажность растений и разные физические воздействия. А затем, определив разницу между напряжением на двух датчиках, построить график. Если, например, порезать растение или поджечь его, будет сильный всплеск в графике. И если система, проанализировав результаты, видит, что мало, допустим, влажности, может подать воду", — рассказал участник конкурса Eco Aqmola.

Как сократить вредные выбросы из котельных труб

А десятиклассник из Атбасара Артём Каблуков озаботился выбросом вредных веществ в атмосферу из труб котельных.

"Отсюда и разные болезни. В нашем городе установлены семь датчиков, которые определяют уровень загрязнения воздуха. Они, к слову, показывали большие числа, эквивалентные, например, Алматы. Хотя в Атбасаре нет промышленных предприятий.  Шесть из семи датчиков вышли из строя: попросту не выдержали выделяемого объёма диоксида и оксида углерода, серы, азота, углеводорода и прочей "прелести", — констатировал Артём.

Фото автора

Молодой человек задался целью изобрести собственный фильтр.

"За основу я взял двигатель пылесоса, дополнил его тряпочным фильтром, металлической сеткой и насыпал кошачий наполнитель: он отлично впитывает грязный воздух. Также ставил марлю, чтобы проверить, действительно ли происходит загрязнение. Я изобрёл собственный датчик, чтобы фиксировать, уменьшаются ли выбросы. Потом затопил печь и с помощью своего датчика замерил, что выбросы составили 125 – 2,5 PM частиц, а дым был чёрным. После этого я установил фильтр на дымовую печь и увидел, что датчик уже показывал 35 – PM 2,5 частиц. То есть выбросы сократились в три раза, а дым стал прозрачным", — поделился школьник.

Сейчас в домах у Артёма и его друзей стоят фильтры собственного изобретения. Старшеклассник считает, что таким образом каждый может внести свой вклад в улучшение экологии в родном городе, селе. Каблуков уверен, что его идею, усовершенствовав, можно использовать и на предприятиях. Например, использовав более крупные двигатели. Молодой человек считает, что каждый должен сделать свои "десять шагов" навстречу здоровой нации. К слову, он планирует стать врачом-хирургом.

Серьги из пластика, приложение Eco Tracker и мини-гидроэлектростанция

Ученик школы-гимназии № 19 Кокшетау Алан Туяк и его научный руководитель Кажымукан Карим разработали проект мини-гидроэлектростанции городского типа.

"Для начала нужно разобраться, как работает гидроэлектростанция. Это сложный комплекс, который состоит из разных сооружений и специального оборудования. Возводят их на реках, где есть постоянный приток воды для наполнения плотины и водохранилища. Плотины, которые создают при постройке ГЭС, нужны для концентрации постоянного потока воды, при помощи специального оборудования он преобразовывается в электроэнергию", — напомнил Алан.

Фото автора

Здесь важно выбрать место для строительства: постоянный поток воды и высокий угол наклона реки.

"Принцип работы мини-гидроэлектростанции в системе городского водопровода: поток воды за счёт естественного уклона реки приводит в движение лопасти турбины и заставляет вращаться её вал, который соединён с генератором. Он и вырабатывает электроэнергию. Такие генераторы можно ставить в бассейнах, канализационных системах и паровой", — пояснил автор проекта.

Главные плюсы технологии, по мнению Алана: абсолютно безвредно для окружающей среды и невысокая себестоимость полученной электроэнергии.

Самый юный участник выставки — ученик пятого класса этой же школы Али Рустамулы. В тандеме с руководителем кружка "Экология и природа" Тамилой Жабасовой мальчик разработал мобильное приложение Eco Tracker. Его суть — сформировать культуру правильной сортировки мусора. Само приложение оснащено картами, где указаны пункты приёма вторичного сырья и мусорные баки. Также здесь можно найти информацию по видам маркировки отходов: пластик, бумага, стекло, пищевые и так далее. Авторы проекта планируют связаться с местной фирмой LS Kokshetau, которая занимается сбором и переработкой вторсырья.

Фото автора

"Было бы здорово, если бы объекты малого и среднего бизнеса могли через наше мобильное приложение связаться с компанией для выезда и вывоза мусора", – поделилась Т. Жабасова.

К слову, идея Али была в том, чтобы внедрить в приложение игру для привлечения детей. Так легче развивать с раннего возраста правильные экопривычки, считает мальчик.

Одиннадцатиклассница из села Жана Кийма Жаксынского района Жасмин Ибрашева привезла на выставку оригинальные авторские изделия — предметы декора и девичьи украшения. Удивительно, что, к примеру, романтичные вазы и подсвечники, нежные серёжки или бабочки на резинке выполнены из пластика. К примеру, из…канистры.

Фото автора

"Оказывается, пластик поддаётся ножницам. Или, посмотрите, какие интересные получились сережки. Чтобы края не царапали кожу, я их обработала – обожгла. Многие работы я не привезла, а просто сделала их фотографии – например, предметы домашнего обихода, сувениры", – отметила Жасмин.

К слову, рабочий процесс и готовые изделия сельская школьница демонстрирует на своём YouTube-канале.

Всего на конкурс Eco Aqmola поступило более 60 заявок. Победителями стали 10 проектов, в том числе один удостоился первого места, два — второго и семь — третьего.

"Общий призовой фонд — 750 тысяч тенге. Мы хотели подержать как можно больше ребят, — отметила председатель общественного фонда Kazakhstan Innovations Мариям Абишева. — Важно, что уже в столь юном возрасте наши дети задумываются о таких вещах, как сохранение экологии, развитие возобновляемых источников энергии, инновации в агропромышленном комплексе, сортировка мусора… И предлагают свои решения, применяя научные знания и интуицию. Хочется, чтобы они принесли пользу в реальной жизни. Будет здорово, если ребята будут объединяться и создавать общие проекты".

"Какие-то идеи, может, и не новые. Но здорово, что уже сейчас ребята задумываются о принципах "зелёной" экономики. Подкупают и обнадёживают горящие глаза и светлые головы. Это наше молодёжное крыло", — заключил экоактивист, руководитель детского благотворительного фонда "Мирас" Руслан Жузенов.