Durante un viaggio per visitare i nonni nell'India rurale, Maanasa Mendu ha notato qualcosa che non è successo a casa. Le luci si spensero. Un sacco. Quasi ogni giorno, alle sei, il potere si interrompeva, nel tentativo di distribuire il potere. È un problema ben noto lì; viene spesso usato il termine "crisi energetica".
"Per me, è terribile poiché non ho accesso all'illuminazione o all'aria condizionata", afferma. “Ma ho capito che per quasi 1, 2 miliardi di persone nel mondo, questo tipo di oscurità è una realtà per loro. E usano ancora l'illuminazione a cherosene. "
Quindi Mendu ha costruito un prototipo di dispositivo di raccolta di energia rinnovabile chiamato HARVEST, che imita la forma di un albero (anche se molto più piccolo) e utilizza i raccoglitori di energia piezoelettrica per catturare energia dal vento e dalla pioggia.
La scorsa settimana, Mendu, che ora è la nona classe di Mason, in Ohio, è stato nominato vincitore, su nove altri finalisti, del Young Scientist Challenge 2016, una competizione scientifica nazionale per i gradi 5-8 che ha un premio di $ 25.000.
Se questo suona un po 'come un reality show, potrebbe essere perché è stato ospitato da 3M in collaborazione con Discovery Education.
"Penso che questo rappresenti davvero quella magia che accade quando offri ai giovani l'opportunità di mettere in pratica le loro idee, in pratica", afferma Lori McFarling, vice presidente senior di Discovery Education che aiuta a gestire la sfida.
Non si tratta solo di celebrare un bambino che ha un grande progetto per una fiera della scienza. Il dispositivo Maanasa mostra una vera innovazione. È progettato non solo per risolvere un problema del mondo reale, ma anche per essere utile e adattabile laddove si verifica il problema. Come finalista del concorso, Mendu ha portato il suo dispositivo attraverso quattro mesi di test rigorosi e perfezionamento con l'aiuto di un mentore di 3M, l'ingegnere senior dello sviluppo prodotto Margaux Mitera.
Mendu ha lavorato con materiali piezoelettrici - quelli che generano elettricità dall'energia meccanica - per un paio d'anni, entrando nelle sue fiere scientifiche di 7 ° e 8 ° grado con progetti piezoelettrici. Notò che il modo in cui gli steli delle foglie ondeggiavano sugli alberi era simile al tipo di flessione che guida le mietitrici piezoelettriche. Così ha costruito un albero finto, una piccola struttura con steli piezoelettrici e foglie di polistirolo, e ha realizzato un video di ingresso per la competizione Young Scientist.
Mendu parla velocemente e usa molti termini tecnici. Frequenta corsi avanzati di scienze e matematica e fa extracurriculari come Science Olympiad. Frequenta le scuole medie per fare esperimenti e dimostrazioni per gli studenti lì.
Ma la competizione per giovani scienziati è stata molto più approfondita e stimolante. Trascorreva dalle due alle tre ore al giorno, durante l'estate, imparando a conoscere fonti rinnovabili, ingegneria elettrica, prototipazione e altro.
"Ha tutte queste fantastiche idee, questa passione e l'impegno per fare tutte queste cose", afferma il mentore Mitera. "Ciò con cui potevo aiutarla era aiutarla a raccontare la sua storia di come è meglio, diverso o andare oltre ciò che alcune delle attuali fonti di energia rinnovabile sono oggi."
Una bottiglia d'acqua di plastica al centro fornisce la struttura e tre ali si estendono da essa. Questi imitano le foglie su un albero, vibrando nel vento o nella pioggia e alimentando i piezoelettrici. (Discovery Education 3M Young Scientist Challenge) Dopo aver discusso dei requisiti pratici di una fonte di energia rinnovabile, Mendu ha deciso di integrare celle solari flessibili nel dispositivo. Ora sembra qualcosa come un razzo. Una bottiglia d'acqua di plastica al centro fornisce la struttura e tre ali si estendono da essa. Questi imitano le foglie su un albero, vibrando nel vento o nella pioggia e alimentando i piezoelettrici. Ma ora le foglie sono realizzate con un foglio solare, un fotovoltaico organico da 3M, che Mendu ha collegato allo stesso circuito per aumentare la corrente. I piezoelettrici sono una buona fonte di tensione, ma offrono poca corrente e il fotovoltaico può aiutare a completarlo. Le mietitrici piezoelettriche si attivano sotto la pioggia e il vento, il foglio solare al sole. Il dispositivo può essere appeso quasi ovunque e Mendu ha caricato con successo un iPhone 5 e alimentato una lampadina a LED da 15 watt.
Le foglie, in questo caso, sono molto più importanti del tronco. Mendu afferma che le piccole strutture potrebbero essere posizionate individualmente, come appendici modulari e personalizzabili simili a foglie, su edifici o altre strutture.
Le foglie sono realizzate in un foglio solare, un fotovoltaico organico da 3M, che Mendu ha collegato allo stesso circuito per aumentare la corrente. I piezoelettrici sono una buona fonte di tensione, ma offrono poca corrente e il fotovoltaico può aiutare a completarlo. (Discovery Education 3M Young Scientist Challenge) "Voglio davvero vedere la sua applicazione sulla superficie degli edifici nelle aree urbane per integrare la raccolta di energia verde nel nostro ambiente urbano o nelle aree rurali per alimentare una fonte di energia localizzata in situazioni di emergenza o nei paesi in via di sviluppo", afferma.
Forse poi arriverà ad alcuni dei suoi altri progetti: un sistema di dissalazione per la purificazione dell'acqua ad osmosi inversa o dispositivi di raccolta piezoelettrici alloggiati in pneumatici.
"Ci sono così tanti problemi nel nostro mondo", afferma. "Se ti prendi solo il tempo di guardarli, avrai così tante idee."
