Học sinh miền Tây sáng chế đập ngăn mặn thông minh sử dụng năng lượng mặt trời

Ý tưởng hình thành

Hai học sinh này là Huỳnh Hoàng Khánh (lớp 8A1) và Nguyễn Thị Ngọc Dung (lớp 9A1, cùng học trường Phổ thông Dân tộc nội trú Him Lam). Đập ngăn mặn thông minh sử dụng năng lượng mặt trời đã đạt giải 3 trong Cuộc thi khoa học - kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2016 – 2017, khu vực phía Nam và giải đặc biệt của Trường ĐH Cần Thơ nhờ vào ý tưởng sáng tạo độc đáo cùng khả năng ứng dụng cao vào thực tiễn.

Hậu Giang là vùng đồng bằng đất đai màu mỡ thích hợp cho việc trồng cây lúa và cây ăn trái, tuy nhiên những năm gần đây tình hình xâm nhập mặn diễn ra ngày một nghiêm trọng ảnh hưởng đến sản xuất của bà con nông dân.

Hai học sinh Huỳnh Hoàng Khánh và Nguyễn Thị Ngọc Dung với sản phẩm sáng tạo

Tuy chỉ là học sinh cấp II, nhưng dưới sự trải nghiệm của chính gia đình mình các em đã nhìn ra được tình trạng xâm nhập mặn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống cũng như sản xuất nông nghiệp của người dân, bên cạnh đó người nông dân lại khó phân biệt và đo được nồng độ mặn trong nước đang ở mức nào để đưa vào đồng phục vụ canh tác.

“Thấy cha và các bác nông dân phải cực khổ đắp đê, góp tiền xây dựng cống để ngăn mặn, rồi phải thuê người đóng mở cửa cống, chúng em nghĩ phải làm cách nào để đập ngăn mặn tự hoạt động và mang lại hiệu quả cao mà không cần phụ thuộc vào sức người nữa.” - Ngọc Dung chia sẻ. Từ đó, ý tưởng sáng chế đập ngăn mặn thông minh để hỗ trợ người dân trong việc phòng ngừa, ngăn nước mặn dần hình thành trong đầu của các em.

Để thực hiện ý tưởng, Dung và Khánh đã thiết lập, sắp xếp, tận dụng thời gian biểu hợp lí. Trước tiên các em dành thời gian để nghiên cứu và tìm hiểu nguyên lí hoạt động của cống ngăn mặn thông thường. Từ đó, nhóm tác giả đúc kết và nhận thấy, tuy có thể chủ động được nguồn nước dự trữ cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt hàng ngày, nhưng cống ngăn mặn thông thường không có hệ thống đóng mở tự động, thiếu đi tính kịp thời.

Đối với những hộ nuôi tôm và trồng lúa trên cùng một khu vực cống thiếu đi sự hài hòa và tương tác với nhau gây khó khăn cho việc sản xuất. Từ những điều nhận ra được các em lại bắt đầu nghiên cứu và sau 4 tháng mày mò, nghiên cứu vận dụng những kiến thức đã học, tìm tòi thêm thông tin từ mạng Internet cộng dưới sự hỗ trợ của giáo viên bộ môn, cuối cùng đập ngăn mặn thông minh sử dụng năng lượng mặt trời được hoàn thành

Nguyên lí hoạt động của sản phẩm

Thầy Lê Thanh Liêm – Giáo viên môn Vật lí (người trực tiếp hướng dẫn sáng chế) cho biết: “Hệ thống đập ngăn mặn thông minh sử dụng năng lượng mặt trời của hai em Khánh và Dung có tính ứng dụng thực tế cao, nhất là trong đợt hạn mặn sắp tới. Sáng chế sẽ hỗ trợ tích cực đến đời sống và sản xuất của bà con nông dân”.

Có thể nói đây là sáng chế ngăn nước mặn xâm nhập hiệu quả, dựa trên nguyên lí hoạt động nhịp nhàng kết nối đồng bộ logic giữa các bộ phận. Là sự kết hợp giữa phân biệt nồng độ mặn với việc so sánh được sự chênh lệch mực nước bên trong và bên ngoài từ đó có thể tự động điều tiết giữ lượng nước ở mức thích hợp để cây trồng phát triển tốt nhất; chủ động lượng nước tích trữ cho sinh hoạt và nông nghiệp.

Với thiết kế linh hoạt cho từng cánh đồng, hệ thống đập ngăn mặn thông minh sử dụng tấm pin năng lượng mặt trời để tích điện cho bình ắc quy, sau đó điện được nạp đến hệ thống hoạt động theo sự điều khiển giải mã của bộ logic.

Nhóm tác giả cho biết, tốn thời gian nhiều nhất và công đoạn khó khăn nhất của sáng chế là tìm ra nguyên lý hoạt động phù hợp cho toàn hệ thống. Khánh chia sẽ: “Một số linh kiện không có sẵn, chúng em phải tìm đặt mua trên TP Hồ Chí Minh và việc thiết kế các ngõ mạch để cho hệ thống hoạt động trơn chu khiến chúng em phải thực nghiệm nhiều lần mới có thể thành công'.

Được biết trong thời gian tới, các em sẽ tiếp tục nâng cấp và thực hiện thay thế mạch logic bằng mạch arduino để có thể kết nối, thông báo tình hình hoạt động của hệ thống đập qua điện thoại và máy tính. Bên cạnh đó, sẽ nâng cấp hệ thống cơ lớn hơn để có thể đặt ở những cửa sông, biển. Thầy Liêm chia sẻ thêm: “Sắp tới nhà trường sẽ tiếp tục hỗ trợ để các em có những sáng tạo khoa học kĩ thuật phù hợp và thiết thực”.