Học sinh sáng chế thùng rác thông minh tự phân loại, nén rác năng lượng sạch

2 giờ trướcBài gốc

Sản phẩm “Hệ thống phân loại rác thông minh sử dụng năng lượng mặt trời" đã xuất sắc giành giải Nhất cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, Nhi đồng toàn quốc lần thứ 21 - năm 2025.

Nhóm tác giả gồm các em học sinh: Đoàn Gia Thịnh, Bùi Bảo Hân, Nguyễn Thị Ngọc Mai, Nguyễn Thảo Nhi, Bùi Ngọc Hà Phương đến từ Trường THCS Chu Văn An, TP. Hải Phòng.

Các tác giả, nhóm tác giả được trao Giải Nhất tại lễ trao giải Cuộc thi sáng tạo thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần thứ 21, năm 2025.

Thiết kế thùng rác thông minh, giải bài toán rác thải hàng ngày

Trao đổi với Tri thức và Cuộc sống, em Đoàn Gia Thịnh, Trưởng nhóm cho hay, hiện nay, mỗi ngày lượng rác thải ra môi trường ngày càng lớn, đặt ra câu hỏi cấp thiết: làm thế nào để phân loại và tái chế rác thải hiệu quả?

Nhóm của các em đã đi thực tế tại nhiều gia đình và khu vực thu gom rác, ghi nhận rằng phần lớn rác chưa được phân loại đúng cách. Hệ thống thùng rác tại hộ gia đình hay khu dân cư vẫn còn thô sơ, nhiều loại rác độc hại lẫn với rác vô cơ, gây nguy hại cho môi trường.

Một thực tế đáng lo nữa, là dù phân loại rác hữu cơ và vô cơ, người dân vẫn dùng túi ni lông để chứa rác, dẫn tới lượng túi ni lông thải ra môi trường hàng ngày rất lớn. Trên các xe chở rác có hệ thống nén rác để giảm thể tích, nhưng ở các thùng rác đơn giản, lượng rác chứa được rất ít, khiến các công nhân môi trường phải làm việc vất vả để vận chuyển.

Trong khi đó, qua tìm hiểu, các em thấy, một số mô hình phân loại rác thông minh đã được triển khai, nhưng các hệ thống này còn hạn chế về quy mô hoặc chưa thực sự phù hợp với nhu cầu của cộng đồng.

Nhóm tác giả. Ảnh: Mai Loan.

“Từ thực tế này, các em quyết định nghiên cứu, thiết kế một hệ thống phân loại rác thông minh sử dụng năng lượng mặt trời, vừa tiết kiệm năng lượng, vừa nâng cao ý thức phân loại rác tại các hộ gia đình và khu dân cư”, Thịnh chia sẻ.

Em Nguyễn Thảo Nhi cho hay, trong chương trình Khoa học Tự nhiên ở cấp THCS, các em học sinh đã tiếp cận nhiều kiến thức về các dạng năng lượng – cơ năng, nhiệt năng, quang năng, điện năng – và nhận thức rằng các dạng năng lượng này luôn chuyển hóa lẫn nhau trong đời sống và sản xuất. Các em cũng được học về phương pháp đo đạc các đại lượng vật lý cơ bản như độ dài, thời gian. Từ đó, giúp hình thành nền tảng khoa học vững chắc để ứng dụng vào thực tiễn.

Ý tưởng xây dựng Hệ thống phân loại rác thông minh sử dụng năng lượng mặt trời ra đời, một giải pháp vừa nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, vừa ứng dụng khoa học, công nghệ hiện đại vào đời sống.

“"Công trình giúp tiết kiệm các tài nguyên như rác, đồng thời sử dụng năng lượng sạch để không thải ra khí thải ra môi trường”, Nhi chia sẻ.

Tiết kiệm điện năng và giảm tác động môi trường

Theo nhóm tác giả, hệ thống phân loại rác thông minh chưa từng xuất hiện trên thị trường. Điểm độc đáo của mô hình là kết hợp phân loại rác và nén rác để giảm thể tích, đồng thời sử dụng năng lượng mặt trời, nguồn năng lượng thay thế giúp tiết kiệm điện năng và giảm tác động môi trường. Tấm pin mặt trời lắp đặt trên hệ thống không chỉ cấp điện cho hoạt động của mô hình mà còn thắp sáng các bóng đèn, góp phần nâng cao tính thực tiễn.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống được thiết kế khoa học và thuận tiện. Khi bật apttomat, hệ thống nhận điện từ nguồn chính (N. CHÍNH). Đèn báo N. CHÍNH sáng báo hiệu nguồn đã sẵn sàng. Lúc này, nhấn nút BẬT/TẮT N. CHÍNH, băng tải bắt đầu vận hành.

Người vận hành chọn loại rác vô cơ bằng cách nhấn nút RÁC VÔ CƠ. Đèn báo sáng, đặt rác lên băng tải. Rác di chuyển đến thùng RÁC VÔ CƠ, khi cảm biến nhận tín hiệu, xilanh khí nén tự động đẩy rác vào thùng. Khi thùng đầy, nhấn nút NÉN RÁC VÔ CƠ, rác được ép thành khối, dễ dàng vận chuyển đi xử lý.

Quá trình với rác hữu cơ tiến hành tương tự. Nhấn nút RÁC HỮU CƠ, đèn báo sáng, rác di chuyển tới thùng tương ứng. Cảm biến nhận tín hiệu, xilanh tự động đẩy rác vào thùng. Khi đầy, nhấn nút NÉN RÁC HỮU CƠ để nén rác chặt, sẵn sàng vận chuyển tái chế.

Khi xảy ra sự cố, nhấn nút DỪNG KHẨN CẤP, toàn bộ quá trình dừng ngay lập tức. Đèn báo và còi cảnh báo thông báo tới người vận hành. Sau đó, tiến hành kiểm tra lỗi và khắc phục trước khi hệ thống trở lại hoạt động.

Trong trường hợp mất điện lưới, kiểm tra đèn báo N.DỰ PHÒNG. Nếu sáng, nhấn nút BẬT/TẮT N.DỰ PHÒNG, băng tải tiếp tục chạy bình thường. Nếu không sáng, cần kiểm tra và khắc phục trước khi sử dụng.

Ngoài ra, nhóm học sinh còn thiết kế nguồn dự phòng cho hệ thống để mô phỏng sự cố mất điện. Nếu nguồn dự phòng sẵn sàng, chỉ cần bật công tắc, băng tải và hệ thống nén rác tiếp tục vận hành bình thường, đảm bảo tính ổn định và liên tục trong mọi tình huống.

Em Đoàn Gia Thịnh cho hay, nhóm mong muốn sản phẩm được sản xuất đại trà, phục vụ trong hộ gia đình, khu dân cư, khu công nghiệp và các khu thu gom rác thành phố. Đồng thời, các em tiếp tục nghiên cứu để khắc phục những vấn đề kỹ thuật còn tồn tại, nâng cấp hệ thống hoạt động hiệu quả hơn.

Một hướng nghiên cứu tiềm năng mà nhóm đang theo đuổi là kết hợp phát điện từ khí biogas sinh ra trong quá trình xử lý rác, cùng với năng lượng mặt trời và điện khí, nhằm tạo ra một hệ thống rác thải tự cung tự cấp năng lượng, vừa tiết kiệm vừa thân thiện với môi trường. Nhóm bày tỏ mong muốn được các nhà khoa học hỗ trợ, giúp hoàn thiện dự án để đưa vào thực tiễn, góp phần giải quyết vấn đề rác thải và thúc đẩy năng lượng tái tạo trong cộng đồng.

Mai Loan

Nguồn Tri Thức & Cuộc Sống : https://kienthuc.net.vn/hoc-sinh-sang-che-thung-rac-thong-minh-tu-phan-loai-nen-rac-nang-luong-sach-post1589140.html