Κέρδισαν βραβείο καλύτερης παρουσίασης στον τελικό του πανελληνίου διαγωνισμού STEM και Εκπαιδευτικής Ρομποτικής WRO Hellas
Προβληματισμένοι από το φαινόμενο της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, μαθητές του Πρότυπου Επαγγελματικού Λυκείου Βελεστίνου αποφάσισαν να δράσουν. Μελέτησαν το πρόβλημα και με όπλο τους τη ρομποτική, έδωσαν λύση. Δημιούργησαν ένα αυτορυθμιζόμενο σύστημα καθαρισμού της αέριας ρύπανσης της πόλης αλλά και ατμοσφαιρικής ψύξης σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος και με αυτό το έργο τους, κατέβηκαν στον τελικό του πανελληνίου διαγωνισμού STEM και Εκπαιδευτικής Ρομποτικής WRO Hellas.
Ο διαγωνισμός με θέμα «Η πόλη που ονειρεύομαι» διεξήχθη στο Κολέγιο Αθηνών, προχθές Κυριακή και η ομάδα EcoFans κέρδισε τις εντυπώσεις αποσπώντας το βραβείο καλύτερης παρουσίασης.
Το μοντέλο που δημιούργησαν οι μαθητές λειτουργεί με αισθητήρες ανίχνευσης ατμοσφαιρικών ρύπων (μονοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του αζώτου, αιθαλομίχλη, αιωρούμενα σωματίδια) οι οποίοι υπό ορισμένες συνθήκες θέτουν σε λειτουργία ανεμομείκτες τοποθετημένους σε κατάλληλα σημεία ώστε να επιτυγχάνεται η δημιουργία ρεύματος αέρα μέσα στον αστικό ιστό.
Το ρεύμα αέρα που δημιουργείται, παρασύρει τους ατμοσφαιρικούς ρύπους και τα μικροσωματίδια μακριά από την πόλη, με αποτέλεσμα την εξασφάλιση καλύτερης ποιότητας αέρα για τους κατοίκους της.
Η ιδέα
Η ομάδα EcoFans του ΕΠΑ.Λ. Βελεστίνου, υιοθέτησε την ιδέα καθαρισμού της ατμόσφαιρας του Βόλου με τη βοήθεια ανεμιστήρων προώθησης. Υλοποίησαν σε μικρογραφία το μοντέλο αναπαράστασης της πόλης του Βόλου τοποθετώντας αισθητήρες ανίχνευσης αερίων ρύπων και ανεμιστήρες προώθησης που ενισχύουν τα φυσικά ρεύματα αέρα με απώτερο στόχο την απώθηση των ρύπων της ατμόσφαιρας από την πόλη.
Το πρόβλημα
Προηγουμένως οι μαθητές μελέτησαν την πόλη και αναγνώρισαν το πρόβλημα. Η ατμοσφαιρική ρύπανση στην περιοχή του Βόλου είναι αυξημένη και υπερβαίνει σε πολλές περιπτώσεις τα επιτρεπόμενα όρια του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας με αποτέλεσμα τις έντονες αντιδράσεις από τους κατοίκους της. Από μετεωρολογικές παρατηρήσεις που έγιναν παρατηρήθηκε πως τα μολυσμένα αέρια, που προέρχονται από τις καύσεις στα εργοστάσια και τις κεντρικές θερμάνσεις των σπιτιών, παγιδεύονται σ’ ένα στρώμα αέρα πάνω από την πόλη και δημιουργούν την αιθαλομίχλη, όταν υπάρχει αναστροφή της θερμοκρασίας. Επίσης η γεωμορφολογία ευνοεί πολύ το σχηματισμό θερμοκρασιακών αναστροφών, οι οποίες εγκλωβίζουν τους παραγόμενους αέριους ρύπους.
Η λύση
Για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης οι μαθητές πρότειναν την λειτουργία αισθητήρων θερμοκρασίας και μέτρησης αέριων ρύπων μέσα στην πόλη και την τοποθέτηση ανεμιστήρων σε διάφορα σημεία περιφερειακά της πόλης όπου υπάρχει φυσική ροή αέριων μαζών. Οι ανεμιστήρες, συνδεδεμένοι σε συστήματα ηλιακών συσσωρευτών ενέργειας, θα τοποθετηθούν σε σημεία όπου υπάρχει φυσική ροή αέριων μαζών. Κατά την λειτουργία τους θα εξασφαλίζεται η «φυσική κυκλοφορία» του αέρα από τους χώρους όπου είναι λιγότερο επιβαρυμένος ο αέρας (πχ. Περιοχή Φυτόκο) προς τους χώρους με τη μεγαλύτερη επιβάρυνση, ενώ όταν η θερμοκρασία θα είναι αρκετά υψηλή θα εξασφαλίζεται η «φυσική κυκλοφορία» του αέρα από τα ψυχρότερα στρώματα προς τα θερμότερα (πχ. Βουνό του Πηλίου) με κατεύθυνση προς τη θάλασσα. Επομένως με τον κατάλληλο σχεδιασμό και την χρήση της τεχνολογίας, θα ανανεώνεται ο αέρας της πόλης του Βόλου σε πραγματικό χρόνο (ανάλογα με τις μετρήσεις). Φυσικά για να πετύχει το εγχείρημα θα πρέπει οι δημότες στην καθημερινότητά τους να βοηθήσουν με το να απελευθερώνουν όσο το δυνατό λιγότερους αέριους ρύπους συμβάλλοντας στην αειφόρο ανάπτυξη και την ευημερία της πόλης.
Μέσω του συστήματος επιτυγχάνονται τα εξής οφέλη:
-Λιγότεροι αέριοι ρύποι στην πόλη
-Μείωση της θερμοκρασίας κατά τους καλοκαιρινούς μήνες
-Μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης κατά τους καλοκαιρινούς μήνες (π.χ.μείωση της χρήσης κλιματιστικών)
-Μείωση αναπνευστικών προβλημάτων των δημοτών
Η κατασκευή
Για να αναπαραστήσουν την ιδέα τους κατασκεύασαν και εκτύπωσαν, σε 3D εκτυπωτή, μοντέλο χάρτη του Βόλου και τοποθέτησαν σε αυτό τρεις ανεμιστήρες προσαρμοσμένους σε μοτέρ, δύο αισθητήρες ανίχνευσης αερίων ρύπων και θερμοκρασίας και μια συσκευή παραγωγής καπνού. Οι ανεμιστήρες περιστρέφονται δημιουργώντας τεχνητό ρεύμα αέρα στην πόλη. Η λειτουργία τους ξεκινά όταν παίρνουν σήμα από ελεγκτή arduino. Το σήμα παράγεται μόλις οι αισθητήρες καταγράψουν τιμές πάνω από το επιτρεπτό όριο τιμών αερίων ρύπων ή όταν η θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα αυξηθεί πάνω από συγκεκριμένο όριο. Παράλληλα, ανέπτυξαν εφαρμογή σε σύστημα android που επικοινωνεί με το μοντέλο και στέλνει προειδοποιητικό ηλεκτρονικό μήνυμα στους κατοίκους της πόλης όταν η ατμόσφαιρα είναι επιβαρυμένη με ρύπους.
«Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούμε στο μοντέλο μας ελέγχονται από έναν μικροελεγκτή arduino. Σε αυτόν έχουμε συνδέσει δύο αισθητήρες ανίχνευσης αερίων ρύπων και θερμοκρασίας, τρία μοτέρ που παίρνουν εντολή για περιστροφή κι ένα διακόπτη ρελέ που βοηθάει στην παροχή ή όχι ενέργειας στα μοτέρ. Επιπρόσθετα το arduino δίνει σήμα σε κάποιο led που ανάβει όσο λειτουργούν οι ανεμιστήρες. Επιπλέον, εκμεταλλευόμαστε ένα εκπαιδευτικό τούβλο EV3 της Lego για να παράγουμε το ηχητικό σήμα προειδοποίησης των κατοίκων. Αυτό παίρνει εντολή από αισθητήρα χρώματος ο οποίος ανιχνεύει την ένταση φωτός που παράγεται από το led και στη συνέχεια μέσω εφαρμογής σε σύστημα android αποστέλλει το προειδοποιητικό ηλεκτρονικό μήνυμα (e-mail) στους κατοίκους για επιβαρυμένη ατμόσφαιρα», περιγράφουν οι μαθητές.
Τους EcoFans αποτελούν οι μαθητές του Πρότυπου ΕΠΑΛ Βελεστίνου, Ιωάννης Καλαμπόκας που ασχολήθηκε με την κατασκευή των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων και τον προγραμματισμό του arduino, Χρήστος Καραγιάννης που ασχολήθηκε με την κατασκευή της μακέτας και την ανάπτυξη της εφαρμογής σε ΑppΙnventor, Θεοδοσία Παπαϊωάννου, που ασχολήθηκε με τον προγραμματισμό του EV3 και την κατασκευή της μακέτας, Σταματία Σδρούλια που ασχολήθηκε με τον προγραμματισμό του EV3 και την κατασκευή της μακέτας, Βασίλειος Χαρίσης, που ασχολήθηκε με τον σχεδιασμό των τρισδιάστατων μοντέλων που χρησιμοποιήθηκαν στην μακέτα και με την κατασκευή της και Δημήτριος Χριστοδούλου, που ασχολήθηκε με την κατασκευή των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων και τον προγραμματισμό του arduino.
Προπονήτρια της ομάδας ρομποτικής ήταν η εκπαιδευτικός του σχολείου Μαρία Συκοπούλου.
ΕΛΕΝΗ ΧΑΝΟΥ
