Sáng tạo mô hình tàu vớt rác tích hợp năng lượng mặt trời

Sinh ra và lớn lên ở vùng biển, chứng kiến nạn ô nhiễm rác thải nhựa từ sinh hoạt, sản xuất hàng ngày của ngư dân địa phương, sinh viên Ngô Hoàng Thịnh (tỉnh Khánh Hòa) đã nghiên cứu, sáng tạo mô hình tàu vớt rác hai thân, tích hợp năng lượng mặt trời. Sản phẩm đoạt giải Ba Cuộc thi sinh viên nghiên cứu khoa học năm 2022 - 2023 của Trường Đại học Nha Trang.

Ngô Hoàng Thịnh là sinh viên K61, Khoa Kỹ thuật tàu thủy, Trường Đại học Nha Trang và là chủ nhiệm đề tài trên. Thịnh cho biết, em cùng cộng sự đã ấp ủ ý tưởng từ năm thứ ba Đại học. Trước khi bắt tay vào nghiên cứu, Thịnh nhận thấy, ở Việt Nam hiện vẫn chưa có nhiều thông tin về đề tài tàu vớt rác hai thân, và nếu có các sản phẩm cũng chưa được ứng dụng rộng rãi. “Mỗi đặc điểm của sản phẩm chúng em có được, hoàn toàn khác biệt với các sản phẩm, mô hình hiện có: sử dụng điều khiển từ xa, tàu và động cơ máy chạy bằng năng lượng mặt trời, vỏ tàu được làm bằng vật liệu bền bỉ, giá thành thấp…”,  Thịnh cho biết.

Thông qua mô hình máy vớt rác hai thân tích hợp năng lượng mặt trời, Ngô Hoàng Thịnh mong muốn góp phần nhỏ bé thay đổi nhận thức và hành động về việc giữ gìn môi trường sống trong lành, giảm thiểu rác thải nhựa, đặc biệt là các vùng dân cư ven biển, sinh sống chủ yếu bằng nghề đánh bắt hải sản. Đồng thời, em mong muốn “truyền lửa” cho các bạn trẻ mạnh dạn nghiên cứu, triển khai các ý tưởng mới, từ đó có nhiều những sáng chế hữu dụng cho cộng đồng.

Mô hình thu nhỏ tàu vớt rác hai thân dưới có chiều dài lớn nhất 1,2 m, khả năng chở tối đa 10 kg rác. Tàu được thiết kế với hai thân tàu song song. Kết cấu này có một không gian ở giữa, giúp tăng khả năng thu gom và chứa rác của tàu; đồng thời, giúp tăng diện tích bề mặt phẳng cho việc tích hợp hệ thống pin mặt trời, giảm được lực cản của nước, tăng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

Theo sinh viên Ngô Hoàng Thịnh, việc sử dụng tàu vớt rác hai thân sẽ giúp giảm thiểu tình trạng rác thải trôi dạt trên sông, hồ, bảo vệ môi trường sống của sinh vật; đồng thời, giảm nguy cơ gây ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế, du lịch trên các vùng nước… Từ khi có ý tưởng đến khi hoàn thiện mô hình, em mất khoảng một năm. “Có ý tưởng, có kế hoạch, chúng em bắt tay vào làm việc dẫu có thời điểm vướng lịch học, lịch thi. Nhờ lòng say mê nghiên cứu khoa học, chúng em đều vượt qua hết những khó khăn đó”, Thịnh cho biết.

Điểm ấn tượng khác chính là nguồn năng lượng hoạt động của tàu. Tất cả đều dựa vào năng lượng mặt trời. Thịnh cho rằng, đây là nguồn năng lượng vô tận, dễ sử dụng. Tuy nhiên có nhược điểm là vào mùa mưa, tàu sẽ khó hoạt động. Do đó, Thịnh mong rằng, sau khi rời trường, các thế hệ sinh viên Khoa Kỹ thuật tàu thủy sẽ có những nghiên cứu cải tiến phù hợp cho các sản phẩm khoa học sắp tới cùng chủ đề.

Về nguyên lý hoạt động, tàu di chuyển trên mặt nước và có hệ thống băng chuyền đặt giữa hai thân tàu để vớt rác và đưa rác từ mặt nước lên boong. Rác được tập trung về thùng chứa trên tàu. Sau khi thùng chứa đầy, tàu sẽ về bờ tháo dỡ rác và làm sạch thùng chứa để sử dụng lại. Toàn bộ quá trình thu gom rác được điều khiển từ xa, giúp an toàn, tiện lợi cho công nhân làm vệ sinh trên các khu vực sông, hồ, ao…

Thân tàu được chế tạo bằng vật liệu composite, vận tốc thiết kế 2 hải lý/giờ. Pin ắc quy dùng cho động cơ là loại ắc quy khô kín khí 12V/7,5 Ampe giờ. Bộ thu và bộ phát liên lạc với nhau qua sóng vô tuyến. Trong quá trình vận hành, chạy thử, tất cả đều được điều khiển từ xa. Mô hình đã trải qua 3 lần thử nghiệm mới đạt đến sự hoàn thiện.

Nhớ lại lần đầu thử nghiệm thất bại, Thịnh chia sẻ, kinh nghiệm làm khoa học của em rất đơn giản. Đó là những lúc càng gấp ,càng thật bình tĩnh. Khi đó, sản phẩm làm nên mới chất lượng, không phải trở lại làm những bước đầu tiên gây lãng phí. Trong quá trình nghiên cứu, sáng tạo, em luôn có sự đồng hành của thầy cô, gia đình và bạn bè.

Tiến sĩ Huỳnh Văn Vũ, Trưởng khoa Kỹ thuật giao thông, giảng viên hướng dẫn đánh giá, tàu vớt rác hai thân sử dụng năng lượng mặt trời là một giải pháp mới trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường sông, hồ. Với thiết kế hai thân, tàu có khả năng chở nhiều rác thải hơn, đảm bảo tính ổn định cũng như tăng khả năng thu gom rác trước khi vớt. Tàu có thể vận hành ở các khu vực đang bị ô nhiễm và trong thời gian dài mà không cần tiếp nhiên liệu. Đây là lợi thế lớn trong việc giảm thiểu tác động đến môi trường. Đề tài của các sinh viên đòi hỏi phối hợp nhiều chuyên ngành, có tính mới, tính sáng tạo. Do đó, Hội đồng nghiệm thu cùng các giảng viên, nhà khoa học trong trường đã đánh giá cao.

Vùng với đào tạo nguồn nhân lực cho các ngành nghề trong xã hội, việc mở rộng quan hệ hợp tác trong đào tạo và nghiên cứu khoa học cũng là một trong những trọng tâm phát triển của Trường Đại học Nha Trang. Trường đã xây dựng nhiều mối quan hệ hợp tác với các đối tác trong và ngoài nước, đặc biệt trong lĩnh vực thủy sản. Nhiều đề tài được sinh viên đầu tư kỹ lưỡng, mang tính ứng dụng cao, hướng tới giải quyết những vấn đề thực tế trong cuộc sống, phản ánh rõ nét sự chuyển biến mạnh mẽ trong phong trào nghiên cứu khoa học của giáo viên và sinh viên Khánh Hòa. Từ các sân chơi tại trường Dại học, các sản phẩm đoạt giải cao sẽ được đầu tư phát triển mở rộng quy mô, thậm chí là ứng dụng thực tế hàng loạt.

Phó Giáo sư, Tiến sĩ Phạm Quốc Hùng, Phó Hiệu trưởng Trường Đại Nha Trang cho biết, đây là kết quả cho thấy hướng đi đúng với mô hình học đi đôi với hành mà nhà trường đang quyết tâm theo đuổi. Nhờ vậy, phong trào nghiên cứu khoa học trong giảng viên và sinh viên của nhà trường năm sau luôn cao hơn năm trước. Các sản phẩm bám sát nhu cầu thực tiễn, mang tính ứng dụng cao. Với những hoạt động này, sinh viên sẽ có được sự chuẩn bị vững chãi, đầy tự tin để bước vào môi trường làm việc chuyên nghiệp sau khi tốt nghiệp ra trường./.