(VIDEO) Doi tineri din Moldova au inventat un dispozitiv autonom de generare a apei potabile şi pentru irigarea în agricultură

Multe mari invenţi şi mari companii din lume au pornit de la tineri entuziasmaţi, care munceau într-un garaj. Doi tineri din Moldova — Gabriel Toma şi Valeriu Ostalep — elevi în clasa a 9-a, şi pasionaţi de fizică, astronomie, chimie şi biologie, au inventat un dispozitiv autonom de generare a apei potabile şi celei pentru irigarea în agricultură.

Principiul fizic de generare a apei este similar cu cel folosit la dezumidificatoare şi aparate de aer condiţionat. În aer există întotdeauna umiditate, care poate fi extrasă dacă se creează condiţii de condensare a apei. Iar cei doi tineri au creat un circuit complet de refrigerare, cu compresor, evaporator, valvă de expansiune, iar într-o zonă a circuitului agentul de refrigerare a junge la o temperatură foarte joase, răcind ţevi de cupru. Acele ţevi reci, amplasate într-o reţea pentru a avea suprafaţă mai mare, condensează apa din aer, iar acea apă e acumulată apoi într-un rezervor. Cei doi tineri ne-au spus că au preferat să folosească iniţial agent de refrigerare R32, care are şi gaz în el şi era cea mai ecologică opţiune, dar ulterior au ales o altă variantă considerată ecologică, R134a.

Partea foarte curioasă e că cei doi tineri au reuşit să asigure un consum extraordinar de mic pentru întreg sistemul lor, de exact 500 W. Aceştia spun că exact 500W a fost estimarea lor când au proiectat sistemul, şi acum, odată ce şi-au construit dispozitivul prototip, acesta indică 498-500 W de consum de electricitate. Iar aici lucrurile interesante abia încep.

Cuvântul autonom înseamnă că dispozitivul lor e conceput să funcţioneze oriunde, fără a avea nevoie de o sursă de energie externă! Ei s-au gândit în primul rând la zonele secetoase ale planetei, unde disponibilitatea apei potabile e o mare problemă, anual circa 1 milion de vieţi fiind pierdute din cauza lipsei de acces la apă curată potabilă. Paradoxul e că exact în acele zone există mult soare şi multă umiditate în aer, pe care dispozitivul lor o poate extrage. Şi pentru că acolo există mult soare, ei au decis să folosească panouri fotovoltaice pentru ca dispozitivul să-şi genereze singur energia necesară funcţionării.

Ei au conceput dispozitivul să aibă 2 panouri, dar în imaginile de mai jos e montat 1, celălalt fiind demontat pentru a fi vizibil mecanismul intern al construcţiei. Cele 2 panouri au putere de 690W fiecare, sunt bifaciale, astfel încât să folosească şi lumina reflectată de suprafaţa pământului şi pot genera împreună până la 1,38 kW putere. Sistemul dispozitivului consumă, însă, doar 0,5 kW, deci atunci când există soare prielnic, sistem are un surplus de producţie de electricitate. Cei doi tineri au creat astfel un sistem inteligent, cu un invertor de putere mai mică, pe care l-au programat să preia puterea generată de panouri şi dea în consum curent cei 500 W necesari, iar diferenţa să o trimită pentru stocare, către o baterie LFP pe care au instalat-o în sistem. Şi aici tinerii au ţinut să menţioneze că varianta uşoară ar fi fost o baterie de plumb, care e mai ieftină, însă are o durată de viaţă scurtă şi reciclarea e foarte anevoioasă. De asta, ei au ales o baterie LFP de tipul celor folosite în prezent pe automobilele electrice.

Bateria are 2,56 kWh capacitate de stocare şi cântăreşte aproape 21 kg. Astfel pe parcursul zilei dispozitivul funcţionează cu energia de la panourile fotovoltaice, folosind necesarul dee care are nevoie şi diferenţa stocând-o în propria baterie. Seara, când soarele e mai slab şi panourile nu mai acoperă necesarul de 500 W, sistemul începe a acoperi diferenţa din baterie, iar apoi când soarele apune, sistemul funcţionează doar pe baterii până la descărcarea lor până la nivelul programat. În total, datorită bateriei sistemul poate funcţiona cam 15 ore din 24, producând cam 12-18 litri de apă potabilă pe zi, cu zero consum de energie electrică din reţea, consumând-o doar pe cea pe care o generează prin propriile panouri şi o stochează în prorpia baterie.

Şi aici cei doi tineri au ţinut să menţioneze că la început au făcut teste de laborator şi au constat că în dependenţă de mediul din care se extrage apa din atmosferă, uneori ea poate să nu fie conformă standardelor de apă potabilă. Aşa că ei au adăugat un sistem de filtrare şi mineralizare a apei în 8 trepte, care asigură că la final apa va avea minerale de magneziu, sodiu şi toate celelalte necesare, pentru a avea o apă de calitate superioară pentru băut, fapt confirmat prin compoziţia apei la final. Deci, efectiv, acest dispozitiv care consumă zero energie din reţea, şi doar cea pe care şi-o generează şi stochează singur, ajunge la sfârşitul zilei să furnizeze unei gospodării 1-2 „bax”-uri de apă potabilă, de calitate similară unui San Pelegrino sau Borjomi, doar că fără gazele din ea.

Desigur, cel mai util un asemenea dispozitiv e acolo unde sunt lipsuri de apă, iar în ultimul timp asemenea zone sunt tot mai multe şi mai extinse în lume. Şi partea excepţională e că dispozitivul poate fi amplasat în orice sat sau câmp, chiar şi unul care nu are acces la electricitate — iar de curând aflam dintr-un articol de-a nostru că până şi Etiopia, una din cele mai avansate ţări din Africa în producţia de electricitate, are abia 45-48% din populaţia cu acces asigurat la electricitate. Deci, există zone unde un asemenea dispozitiv, care ar necesita conexiune permanentă la electricitate n-ar prea putea fi util. Şi apoi, chiar şi la cât de eficient e el, cu 0,5 kWh consumaţi pe oră, timp de 15 ore tot consumă circa 7,5 kWh, iar pe lună asta înseamnă 225 kWh, ceea ce pentru o gospodărie din acele regiuni poate fi nesustenabil. Dacă dispozitivul e autonom, însă, el ia orice povară de pe umerii celor care l-ar putea primi drept ajutor, de exemplu.

Gabriel şi Valeriu spun că pe tot parcursul dezvoltării invenţiei lor au ţinut neapărat să fie menţină consumul total de energie cât mai jos, ca să asigure un randament mare al întregii construcţii. Ținta e că, dacă acest produs să ajungă în serie, el să fie şi una din cele mai accesibile opţiuni de generare a apei în locaţii unde ea lipseşte, atât ca preţ de achiziţie, cât şi la lipsă de costuri ulterioare, datorită lipsei de consum a energiei.

Munca celor doi tineri a avut şi un adevărat proces de dezvoltare de produs, întrucât aceştia au făcut şi schiţe 3D în programe de proiectare, acolo fiind conceput iniţial designul prototipului lor. Tot acolo s-au făcut simulări şi calcule iniţiale, iar fiecare modificare realizată pe parcurs, a fost actualizată şi în conceptul 3D, astfel încât ei ar putea folosi acest proiect digital mai uşor pentru viitoare adaptări şi chiar producţie de serie, întrucât asemenea proiecte grafice 3D sunt compatibile cu maşinăriile industriale de producţie a pieselor. Apropo, în formă finală produsul trebuie să aibă plăcile exterioare montale pe el, şi ele fiind tăiate şi produse, dar din imaginile de mai jos acestea lipsesc, pentru a lăsa construcţia interioară la vedere.

Una din vizualizările schiţei 3D, din proiectul tinerilor

Tinerii din Moldova spun că acelaşi dispozitiv la scară mai mare a fost deja proiectat de ei, dar deocamdată nu şi construit. La scară mare, dispozitivul ar putea produce sute de litri sau tone de apă pe zi, care ar putea fi folosite în irigarea din agricultură, rezolvând astfel şi problema lipsei de apă, şi cea a subnutriţiei, permiţând oamenilor să cultive plante şi în regiunile afectat de secetă, care n-au sistem avansate de irigare. Bineînţeles, şi dispozitivul la scară mare ar fi autonom, acolo autonomia fiind şi mai importantă din cauza consumului mai mare.

Cei doi tineri din Moldova au participat în luna ianuarie şi la olimpiada internaţională de fizică şi astronomie Copernicus din Houston, SUA, de unde s-au întors cu medalii de aur şi argint! Din păcate, invenţia lor de acum nu a fost apreciată pe măsura aşteptărilor la concursul de invenţii Mold SEF, spun tinerii, aceştia luând locul 3 şi rămânând cu impresia că juriul n-a prea putut intra în esenţa profundă a beneficiului pe care-l aduce dispozitivul lor. Acum, însă tinerii îşi patentează invenţia şi vor să aplice direct la concursul internaţionale de invenţii cu acces dispozitiv, acolo unde nu vor avea de trecut barierele juriului din Moldova şi vor putea să aibă o competiţie directă pe merite cu tineri inventatori din întreaga lume. E încă o dovadă, din păcate, că adeseori asemenea tineri talentaţi întâmpină mai degrabă piedici în Moldova, decât susţinere şi apreciere justă. Şi dacă ne gândim că aceşti tineri sunt abia în clasa a 9-a, potenţialul lor de a inventa şi dezvolta soluţii şi produse e abia la început!

Foto: Cei doi tineri, lucrând nopţile în garaj la asamblarea produsului lor

Din fericire, există şi exemple de apreciere locală. Televiziunea Publică Moldova 1 a fost admirabil de profundă în a intra în subiect şi a filmat un reportaj excelent cu cei doi tineri din Moldova, pe care îl includem mai jos.