În excursie pentru a-și vizita bunicii din India rurală, Maanasa Mendu a observat ceva care nu s-a întâmplat acasă. Luminile sau stins. Mult. Aproape în fiecare zi, la ora șase, puterea va fi întreruptă, în încercarea de a distribui puterea. Este o problemă bine cunoscută acolo; termenul „criză energetică” este adesea folosit.
„Pentru mine, este groaznic, deoarece nu am acces la iluminat sau la aer condiționat”, spune ea. „Dar mi-am dat seama că pentru aproape 1, 2 miliarde de oameni din lume, acest tip de întuneric este o realitate pentru ei. Și încă folosesc iluminare cu kerosen. ”
Așadar, Mendu a construit un prototip dispozitiv de colectare a energiei regenerabile numit HARVEST, care imită forma unui copac (deși mult mai mic) și folosește recoltoare de energie piezoelectrică pentru a capta puterea de la vânt și ploaie.
Săptămâna trecută, Mendu, care acum este al nouălea gradator în Mason, Ohio, a fost desemnat câștigător, din ceilalți nouă finaliști, din 2016 Young Scientist Challenge, o competiție națională de știință pentru clasele 5-8, care vine cu un premiu de 25.000 USD.
Dacă acest lucru sună puțin ca un reality-show, poate fi pentru că a fost găzduit de 3M în parteneriat cu Discovery Education.
„Cred că acest lucru caracterizează cu adevărat acea magie care se întâmplă atunci când oferiți tinerilor oportunități de a-și pune în practică ideile în acțiune, în practică”, spune Lori McFarling, un vicepreședinte senior la Discovery Education, care ajută la gestionarea provocării.
Nu este vorba doar de sărbătorirea unui copil care are un mare proiect de târg științific. Dispozitivul Maanasa arată o inovație reală. Este conceput nu doar pentru a rezolva o problemă din lumea reală, ci pentru a fi util și adaptabil acolo unde apare problema. Ca finalistă a competiției, Mendu și-a luat dispozitivul prin patru luni de testare riguroasă și perfecționare, cu ajutorul unui mentor de la 3M, inginerul de dezvoltare a produsului, Margaux Mitera.
Mendu lucra cu materiale piezoelectrice - cele care generează energie electrică din energie mecanică - de câțiva ani, participând atât la târgurile științifice ale clasei a VII-a, cât și a VIII-a, cu proiecte piezoelectrice. Ea a observat că modul în care tulpinile frunzelor se împleteau pe copaci era asemănător cu cel al flexului care conduce recoltoarele piezoelectrice. Așa că a construit un copac mock, o structură mică cu tulpini piezoelectrice și frunze de Styrofoam și a realizat un videoclip de intrare pentru competiția Young Scientist.
Mendu vorbește rapid și folosește o mulțime de termeni tehnici. Dă cursuri avansate în știință și matematică și face studii extracurriculare precum Olympiad Science. Ea merge la școlile mijlocii pentru a face experimente și demonstrații pentru elevii de acolo.
Dar competiția Young Scientist a fost mult mai aprofundată și provocatoare. Ea a petrecut două-trei ore pe zi, peste vară, învățând despre surse regenerabile, inginerie electrică, prototipare și multe altele.
„Are toate aceste idei grozave și această pasiune și forță pentru a face toate aceste lucruri”, spune mentorul Mitera. „Cu ce aș putea să o ajut, a fost să o ajut să-și spună povestea despre cum este mai bună, diferită sau să depășească ceea ce sunt unele surse de energie regenerabile existente astăzi.”
O sticlă de apă din plastic în centru asigură structura și trei aripi se extind din ea. Acestea imită frunzele unui copac, vibrează în vânt sau ploaie și alimentează piezoelectricele. (Discovery Education 3M Young Scientist Challenge) După ce a discutat cerințele practice ale unei surse de energie regenerabilă, Mendu a decis să integreze celule solare flexibile în dispozitiv. Acum pare ceva ca o rachetă. O sticlă de apă din plastic în centru asigură structura și trei aripi se extind din ea. Acestea imită frunzele unui copac, vibrează în vânt sau ploaie și alimentează piezoelectricele. Acum, însă, frunzele sunt fabricate din folie solară, o fotovoltaică organică de la 3M, pe care Mendu a conectat-o în același circuit pentru a crește curentul. Piezoelectricele sunt o sursă bună de tensiune, dar oferă puțin curent, iar fotovoltaica poate ajuta la completarea acestora. Mașinile de recoltat piezoelectrice activează în ploaie și vânt, folia solară la soare. Dispozitivul poate atârna aproape oriunde, iar Mendu a încărcat cu succes un iPhone 5 și a alimentat un bec LED de 15 watt.
Frunzele, în acest caz, sunt mult mai importante decât trunchiul. Mendu spune că micile structuri ar putea fi plasate individual, sub formă de apendice modulare, personalizabile, ca pe frunze, pe clădiri sau alte structuri.
Frunzele sunt fabricate din folie solară, o fotovoltaică organică de la 3M, pe care Mendu le-a conectat în același circuit pentru a crește curentul. Piezoelectricele sunt o sursă bună de tensiune, dar oferă puțin curent, iar fotovoltaica poate ajuta la completarea acestora. (Discovery Education 3M Young Scientist Challenge) „Vreau cu adevărat să-i văd aplicarea pe suprafața clădirilor din zonele urbane pentru a integra recolta de energie verde în mediul nostru urban sau în zonele rurale pentru a alimenta o sursă localizată de energie în situații de urgență sau în țările în curs de dezvoltare”, spune ea.
Poate atunci va ajunge la unele dintre celelalte proiecte ale sale - un sistem de desalinizare pentru purificarea apei cu osmoză inversă sau dispozitive de recoltare piezoelectrice adăpostite în anvelope.
„Există atât de multe probleme în lumea noastră”, spune ea. „Dacă îți faci timp doar să le privești, vei avea atât de multe idei.”
