💳 Термінова новина! Trustee Plus — найкраще рішення для розрахунку криптою 👉
Вікторія ГорбікІсторії
15 вересня 2022, 09:23
2022-09-15
«Розбити» гумові шини, як оперні співачки голосом трощать кришталеві бокали. Школяр запатентував екологічну технологію переробки шин
16-річний юнак переробляє автомобільні шини за допомогою механічних коливань у звуковому діапазоні, попередньо заморожуючи їх. Тож що треба зробити, щоб переробити шини — «покричати» на них чи потрясти? Ні те, ні інше.
Насправді процес дещо складніший — і цей спосіб кріо-вібрувального перероблення шин запатентував учень 11 класу Політехнічного ліцею НТУУ «КПІ» м. Києва, МАНівець Андрій Маврін. Його розроблення відзначили винагородами в декількох усеукраїнських і міжнародних конкурсах, зокрема, на міжнародному канадському конкурсі ICAN він здобув золоту медаль.
Для dev.ua він розповів подробиці, як це працює, і що для цього потрібно.
16-річний юнак переробляє автомобільні шини за допомогою механічних коливань у звуковому діапазоні, попередньо заморожуючи їх. Тож що треба зробити, щоб переробити шини — «покричати» на них чи потрясти? Ні те, ні інше.
Насправді процес дещо складніший — і цей спосіб кріо-вібрувального перероблення шин запатентував учень 11 класу Політехнічного ліцею НТУУ «КПІ» м. Києва, МАНівець Андрій Маврін. Його розроблення відзначили винагородами в декількох усеукраїнських і міжнародних конкурсах, зокрема, на міжнародному канадському конкурсі ICAN він здобув золоту медаль.
Для dev.ua він розповів подробиці, як це працює, і що для цього потрібно.
Народження ідеї
Усе почалося минулого літа, коли районні служби у співпраці з містом вирішили прибирати з дворів і вулиць Києва сміття й автомобільні шини. Так місцева влада вирішила сучасно облаштувати газони та клумби, адже гумові шини спотворюють естетичний вигляд столиці. Та найгірше — виділяють високотоксичні пил і гази, зокрема бензопірен — сильний мутаген і канцероген, вдихання якого сприяє розвитку ракових захворювань.
Андрій Маврін, МАНівець, учень 11 класу Політехнічного ліцею НТУУ «КПІ» м. Києва (фото з особистого архіву)
«Прибрати — це ще пів біди, але ж їх треба ще довезти й утилізувати», — говорить Андрій.
Отже, у хлопця за будинком влаштували звалище з таких шин, які він бачив за вікном щодня, коли прокидався, протягом майже двох місяців. Тоді Андрій почав цікавитися темою життєвого циклу шин і методів їхнього перероблення. Зрозумівши, що є серйозна екологічна проблема (оскільки у світі переробляється лише половина шин, а в Україні навіть менше), вирішив, що потрібно винайти екологічний та ефективний для їхнього перероблення спосіб.
Під час перегляду фільму, де оперна співачка своїм голосом розбиває кришталеві келихи, Андрію прийшла ідея, що варто спробувати так само «розбити» й шини.
Тоді він записався до відділення Київської Малої академії наук України, де разом із науковим керівником вони розпочали експерименти. Пізніше хлопець представив свою роботу на другому етапі конкурсу-захисту учнів-членів Малої академії наук України, де посів друге місце.
Слідом за фізикою
Між мовами та технічними науками Андрій обрав останнє, тому перейшов зі школи з ухилом на англійську мову до ліцею з поглибленим вивченням математики та фізики. Як він каже, тут учителі стимулюють до розвитку та пізнання нового.
«Я зрозумів. що мені подобається фізика, коли мене в сьомому класі вперше відправили на районну олімпіаду з фізики, де я посів друге місце», — згадує він.
Замороження
Щоби переробити гумові шини, за задумом хлопця, їх треба спочатку заморозити в рідкому азоті, це підвищить крихкість гуми та полегшить їхнє руйнування. Температуру заморозки необов’язково знижувати повністю до температури рідкого азоту — -196 °C. Достатньо знизити до позначки -80–100 °C, так витрати на легкий азот зменшуються.
Гума в рідкому азоті (фото з особистого архіву Андрія Мавріна)
У процесі використовується вібратор, який утворює коливання резонансної частоти в діапазоні 6–8 кГц. На нього зверху ставиться місткість, де розміщені підготовлені шини в рідкому азоті.
«Для маленького шматка гуми для експерименту я взяв звукову колонку, яка вібрувала на необхідній частоті», — каже Андрій.
Андрій Маврін (фото з особистого архіву)
Як планує винахідник, у промислових масштабах для цього буде використовуватись потужний вібратор, куди можна буде завантажити одночасно багато цілих шин.
Вплив вібрацій
Заморожена шина під впливом вібрацій розпадається на сталевий корд і гумову крихту, так само як келих у руках оперної співачки. Подрібнення шин у гумову крихту є одним з основних способів утилізації, які зараз використовуються.
Андрій Маврін (фото з особистого архіву)
Запатентований Андрієм спосіб зручний ще й тим, що на виході залишається чистий корд, який відокремлюється від гуми за допомогою електромагніту, тож його одразу можна перетопити, і вже подрібнена гума.
Що з цього виходить
Крихту далі використовують як додаткову суміш для бетону під час будівництва, додають у дорожнє покриття, використовують для покриття дахів будівель, для покриття дитячих майданчиків, для виготовлення плитки та багато іншого.
«Найкраще — додавати гумову крихту до складу нових шин, і сьогодні деякі виробники вже так роблять», — зазначає Андрій.
А якраз це неможливо в разі використання електромеханічного методу, за якого до гуми потрапляють металеві частини.
Гума і сталевий корд після перероблення шин кріо-вібрувальним методом (фото з особистого архіву Андрія Мавріна)
«На відміну від бародеструктивного методу чи піролізу, мій метод є повністю екологічним і зберігає всі матеріали для їхнього повторного використання», — акцентує винахідник.
Крім того, такий метод підходить для перероблення шин як із синтетичного каучуку, так і з натурального, тому, використовуючи метод, можна переробити навіть дорогі та високоякісні шини, які не можна утилізовувати іншими методами через втрачання коштовної гуми з цінними властивостями.
Запатентована технологія
Рідкий азот, що є ключовим для цього засобу перероблення, хлопець радить видобувати за допомогою пристрою для зрідження азоту з повітря. Для свого ж експерименту Андрій використав попередньо закуплену рідину в дьюарах.
Застосовуючи запатентований Андрієм спосіб утилізації, 1 тону автомобільних шин можна переробити за 1350 грн на годину. Розрахунки хлопець проводив з урахуванням використання пристрою для добування азоту з повітря.
Патент Андрія Мавріна (фото з особистого архіву)
Для порівняння, утилізація такої ж кількості шин за допомогою електромеханічного методу буде коштувати орієнтовно 1800 грн. Але сюди враховували лише витрати на електроенергію, насправді вартість буде вища на суму супутніх витрат.
Наразі свій метод Андрій випробував у лабораторії разом із його науковим керівником із київського МАНу — Козленко Олегом Володимировичем, головою секції технологічних процесів і перспективних технологій, — і запатентував.
Подальший шлях
Зараз Андрій уже розпочав свій останній навчальний рік у Політехнічному ліцеї та вже думає над темою нової роботи. Крім фізики, Андрій полюбляє заглиблюватися в історію, політику та є Президентом ліцею, але, кажучи про свої плани, говорить, що точно обере технічну спеціальність під час вступу до ВНЗ. Яку саме — поки йому сказати складно.
Андрій Маврін, МАНівець, учень 11 класу Політехнічного ліцею НТУУ «КПІ» м. Києва (фото з особистого архіву)
Хлопець планує паралельно з навчанням займатися розвитком свого проєкту та втіленням його в життя, але конкретних планів цього Андрій ще не має. Він сподівається, що після якнайшвидшої перемоги, підприємство з перероблення шин кріо-вібрувальним методом з’явиться в Україн.
«Найкращий розвиток усіх наукових досягнень — їхнє комерційне втілення, щоби сучасні технології швидше потрапляли в суспільство», — вважає розробник.
«Льох для міських жителів». 17-тирічна хмельничанка створила екохолодильник: як він працює, де можна використати технологію та за що вона вдячна коронавірусу
Знайди свою зірку. Криворізька школярка вчить українців рахувати зірки за допомогою ПЗ та алгоритмів
УЧАСТЬ В АЗАРТНИХ ІГРАХ МОЖЕ ВИКЛИКАТИ ІГРОВУ ЗАЛЕЖНІСТЬ. ДОТРИМУЙТЕСЯ ПРАВИЛ (ПРИНЦИПІВ) ВІДПОВІДАЛЬНОЇ ГРИ.
Ліцензія видана ТОВ "СЛОТС Ю.ЕЙ." на провадження діяльності з організації та проведення азартних ігор казино у мережі Інтернет від 15.09.23 (рішення КРАІЛ №245 від 31.08.2023); ТОВ "СЛОТС Ю.ЕЙ." – на провадження діяльності з організації та проведення азартних ігор казино у мережі Інтернет від 26.04.2021 (рішення КРАІЛ №150 від 12.04.2021); ТОВ «СПЕЙСИКС» – на провадження діяльності з організації та проведення азартних ігор казино у мережі Інтернет від 08.02.2021 (рішення КРАІЛ №34 від 02.02.2021); ТОВ «ГЕЙМДЕВ» – на провадження діяльності з організації та проведення азартних ігор казино у мережі Інтернет від 16.02.2021 (рішення № 47 від 10.02.2021).
Черкаський винахідник створив водоплаваючий трактор, який може перевозити 5 пасажирів та 650 кг вантажу. В планах майстра - адаптувати трактор для потреб ЗСУ
Киянин зібрав суперпотужний повербанк для ТрО та сконструював модульні «акумулятори-LEGO» для ЗСУ. У планах — конкурент Delfast та ELEEK
Киянин Стас Волна до війни займався виробництвом, ремонтом і переобладнанням електротранспорту. У воєнний час його профіль діяльності трохи змінився ― чоловік робить унікальні модульні повербанки для військових, які можна з’єднувати як конструктор і які точно не будуть зайвими й у мирному житті. А нещодавно Станіслав із партнерами розробили суперпотужний непромокальний повербанк для столичної тероборони, аналогів якому в Україні поки що немає.
Винахідник розповів dev.ua про свої винаходи та перспективи їхнього застосування.
