February 8, 2023

3D 打印和 Telegram:哥倫比亞學生讓水變得可飲用的獲獎項目 | 未來的美國

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來自 SED 的 Wilson Hernán Pérez 教授和來自波哥大 Jorge Gaitán Cortés 公立學校的思科學院的六名學生獲悉,他們在哥倫比亞時贏得了聯合國兒童基金會 TeachersCOP – 一項旨在促進學校環境教育的獎項。 老師和學生 Laura Valentina Pardo 和 Samuel Forero 剛剛在家中向來自世界各地的 1,500 多名教師虛擬展示了一個處理灰水的項目,他們聚集在埃及舉辦的氣候變化峰會 (COP27)這個月。 他們與其他 250 個項目競爭,但在投票時,他們看到了計票的圖表如何使他們成為冠軍。

“我們在教育資源類別中獲勝,甚至超過了德國人,”Forero 回憶說,他現在剛從大學畢業,剛從高中畢業幾天。 桌子上是他們工作了幾個月的灰水處理廠,幾乎達到了他們的高度。 它叫做 IoT_Water,乍一看並不十分引人注目:五個 18 x 18 厘米的不同顏色的立方體堆疊在一起。 但迷人的是它的內部,在它的過程中。 它是用 3D 打印機創建的,它使用 Telegram 以便人們可以從遠處觀看它,學生們自己對其進行了編程,它解決了學校所在的 Engativá 社區最緊迫的問題之一:由於低優質用水量。

在屬於 SED CISCO 學院的 Jorge Gaitán Cortés 學校,一群學生在 Wilson Perez 老師的指導下創建了一個灰水處理廠。 在哥倫比亞波哥大 - 2022 年 11 月 16 日
在屬於 SED CISCO 學院的 Jorge Gaitán Cortés 學校,一群學生在 Wilson Perez 老師的指導下創建了一個灰水處理廠。 在哥倫比亞波哥大 – 2022 年 11 月 16 日凡妮莎希門尼斯

17 歲的 Pardo 解釋了每個模塊的作用,就像每個立方體的名稱一樣,自然而然地使用了許多人自從上學以來就再也聽不到的詞彙。 也許他懷疑這不容易理解,這就是為什麼他的談話是教育性的。 “灰水通過最上面的桶進入,在那裡,由於沉澱,最大的顆粒根據它們的密度留在底部,”他評論道。 然後,通過摩托車泵,它進入第二個模塊,即電凝模塊。 與電池類似,通過“陽極和陰極,一個由鐵製成,另一個由鋁製成,水被通電加熱,直到達到 60°C,”同樣 17 歲的 Forero 補充道. . 這使得金屬、化學品和油類留在凝膠狀混合物中。

在第三個立方體中進行光催化過程,其中使用紫外線來消除水中的大部分病原體。 在那一刻,帕爾多從口袋裡掏出手機,打開 Telegram 並向模塊發送一條消息,模塊以選項菜單作為響應。 她指著燈,處理廠發出一條消息,說明在那個準確的時刻,光線是最佳的。 “我們對這個應用程序進行了這樣的編程,這樣當一個人在家裡使用它時,他們不必在處理廠旁邊就知道它運行良好。 你可以在自己的房間里或打掃衛生並留意它,”他說。

在倒數第二個立方體中,水通過石頭、礫石、沙子、離子樹脂和活性炭的天然過濾器,去除最後的污染顆粒,使水可用於沐浴或清潔地板。 在第五個模塊中,水變為 99% 可飲用。 “我們通過凝結來做到這一點,這是一種水蒸發、凝結然後下落的自然過程,”Forero 說。

一名學生演示立方體的工作原理。
一名學生演示立方體的工作原理。 凡妮莎希門尼斯

在半小時內,學生們不斷地記得,這種植物最多可以生產 4.8 升以前的灰水。 這是他們經過多次計算得出的最大值。 而且這個項目中的任何事情都不是巧合。 他們通過 3D 打印獲得的每個立方體的厚度是用 Minuto de Dios 大學允許他們使用的液壓機測量的,直到它可以承受 1,500 公斤而不會破裂。 模塊二的水被加熱到 60°C,是唯一一個由玻璃製成的模塊,這種材料能夠承受該溫度而不會塌陷。

他們選擇建造水處理廠而不是其他東西也不是巧合。 “據聯合國估計,到 2030 年,飲用水可能會用完,”佩雷斯教授解釋道。 但他也堅稱,他們之所以選擇做這個項目,是因為在 Engativá 鎮,有很多腸胃問題。 “我們在當地醫院做了一項調查,我們注意到平均患病人數非常高,”他補充道。 最後,第三個原因是附近的水費很高。 “有了 IoT_Water,家庭可以節省高達 42% 的水費,”帕爾多後來說。

該工廠就是為此而設計的,因此它最終會到達家庭。 設計穩定,因此不會發生事故,地板頂部甚至還有一個陀螺儀,如果發現模塊傾斜,它就會開始發出嗶嗶聲。 “由於我們是一家教育機構,我們不能直接將其出售給家庭,”Forero 說。 “但我們可以將它提供給消防員或非政府組織,這樣他們就可以識別出家裡什麼時候沒有好水,並隨身攜帶。”

今天在學校只有 Forero 和 Pardo,創建 IoT_Water 的其他四名學生去展覽會上展示了該項目。 “我們做了有絲分裂,”她開玩笑說,暗指細胞分裂的過程。 他已經很清楚,如果明年能拿到申請大學的獎學金,他會選擇系統工程。 同樣在等待類似機會的 Forero 確信他的東西是物理學。 當他在滿是公式的板上解釋每個過程時,他的熱情就會顯現出來。 有時他拋出一個難題,讓那些想听懂他的話的人陷入沉思。 沒有人知道答案。

威爾遜佩雷斯教授。
威爾遜佩雷斯教授。凡妮莎希門尼斯

他們兩人以及其他四名學生與 SED-Cisco 學院建立了聯繫僅兩年時間,這是技術公司思科與波哥大教育部長之間的聯盟,他們每週兩次自願參加一個常規的基礎。課外活動,在他們正常的課程之後。 在展示項目之前的最後幾天,這一天被延長了。 有幾天他們甚至在學校待到凌晨兩點。 然而,聽他們談論這段經歷後,他們清楚地知道這並沒有打擾到他們。 “這改變了我,”帕爾多說。 “我以為我只會讀或寫。 該程序是為像我父親或我兄弟這樣的人準備的。 但編程對我來說不再像神話”。 除了 TeachersCOP 之外,IoT_Water 項目今年還贏得了七個獎項,包括波哥大的 Stem 奧運會和同樣由聯合國兒童基金會在拉丁美洲和加勒比地區組織的 Guardianes del Clima。