Το «Η Νίσυρος ως πηγή ενέργειας» είναι ένα ρομποτικό έργο που δημιουργήθηκε από την ομάδα Magic 5 κατά το σχολικό έτος 2018–2019, στο πλαίσιο του 5ου Πανελλήνιου Διαγωνισμού Εκπαιδευτικής Ρομποτικής WRO Hellas.
Η ομάδα αποτελούνταν από πέντε μαθητές του Ομίλου Ρομποτικής, με προπονήτρια την εκπαιδευτικό Κυριακή Αμαραντίδου.
Από τη γεωθερμία της Νισύρου στην ιδέα του έργου
Η Νίσυρος βρίσκεται στο ηφαιστειακό τόξο του Νοτίου Αιγαίου και διαθέτει ένα σημαντικό γεωθερμικό πεδίο υψηλής ενθαλπίας. Σε βαθιές γεωτρήσεις έχουν καταγραφεί ιδιαίτερα υψηλές θερμοκρασίες, γεγονός που δείχνει ότι στο υπέδαφος του νησιού υπάρχει σημαντικό ενεργειακό δυναμικό.
Απέναντι από τη Νίσυρο βρίσκεται το Γυαλί, όπου πραγματοποιείται εξόρυξη και επεξεργασία ελαφρόπετρας. Η ομάδα συνέδεσε αυτές τις δύο πλευρές της περιοχής και αναρωτήθηκε:
Θα μπορούσε η γεωθερμική ενέργεια της Νισύρου να υποστηρίζει την παραγωγική δραστηριότητα στο Γυαλί και τη μεταφορά των προϊόντων του;
Η μελλοντική πρόταση της ομάδας
Τα παιδιά εμπνεύστηκαν από την πειραματική ιδέα Limitless Energy, η οποία πρότεινε την αξιοποίηση της μεγάλης θερμικής αγωγιμότητας του γραφενίου για τη μεταφορά θερμότητας από το εσωτερικό της Γης.
Στο φουτουριστικό σενάριο της ομάδας, ένας βαθύς άξονας από αγώγιμο υλικό φτάνει κοντά στο γεωθερμικό πεδίο της Νισύρου. Αντί να αντλεί γεωθερμικά ρευστά προς την επιφάνεια, μεταφέρει θερμότητα, η οποία στη συνέχεια αξιοποιείται από ένα υποθετικό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται:
- για τη λειτουργία της μονάδας επεξεργασίας ελαφρόπετρας στο Γυαλί,
- για τη φόρτιση ηλεκτρικών εμπορικών πλοίων,
- για τη λειτουργία των αυτοματοποιημένων σταθμών φόρτωσης.
Ο άξονας γραφενίου και ο συγκεκριμένος τρόπος παραγωγής ενέργειας αποτελούν ένα μελλοντικό τεχνολογικό σενάριο της ομάδας και όχι μια εφαρμογή που χρησιμοποιείται σήμερα.
Ο άξονας μεταφοράς θερμότητας
Το πρώτο μέρος της ρομποτικής μακέτας αναπαριστά την κάθοδο του άξονα προς το γεωθερμικό πεδίο.
Ένας κινητήρας μετακινεί τον μηχανισμό προς τα κάτω, ενώ αισθητήρας απόστασης αναγνωρίζει πότε έχει φτάσει στο προκαθορισμένο σημείο. Τότε σταματά η κίνηση και στο ψηφιακό πρόγραμμα εμφανίζεται η μεταφορά θερμότητας προς την επιφάνεια.
Με αυτόν τον τρόπο, η μηχανική κίνηση της κατασκευής συνδέεται με μια ψηφιακή απεικόνιση της θερμοκρασίας και της παραγωγής ενέργειας.
Το εργοστάσιο ελαφρόπετρας
Το δεύτερο μέρος της μακέτας αναπαριστά τη λειτουργία της μονάδας παραγωγής και φόρτωσης ελαφρόπετρας στο Γυαλί.
Αισθητήρας απόστασης εντοπίζει την παρουσία ενός αντικειμένου στη ζώνη φόρτωσης και ενεργοποιεί τον αντίστοιχο μηχανισμό μεταφοράς. Η ελαφρόπετρα μετακινείται προς το πλοίο, ενώ το ψηφιακό πρόγραμμα παρουσιάζει παράλληλα τα διαφορετικά στάδια της διαδικασίας.
Τα ηλεκτρικά εμπορικά πλοία
Η πρόταση περιλαμβάνει ηλεκτρικά εμπορικά πλοία που μεταφέρουν την ελαφρόπετρα.
Στη ρομποτική αναπαράσταση, οι αισθητήρες και οι κινητήρες συντονίζουν:
- την προσέγγιση του πλοίου στον σταθμό φόρτωσης,
- τη φόρτωση του προϊόντος,
- την αποχώρηση του πλοίου,
- την προσέγγισή του στον σταθμό φόρτισης των μπαταριών.
Φωτεινά και ηχητικά σήματα χρησιμοποιούνται για να παρουσιάσουν την κατάσταση του πλοίου και την εξέλιξη της διαδικασίας.
Ο συντονισμός φυσικής κατασκευής και ψηφιακού προγράμματος
Το έργο δεν αποτελείται μόνο από τις φυσικές κατασκευές. Στο πρόγραμμα οπτικού προγραμματισμού εμφανίζονται διαφορετικά ψηφιακά αντικείμενα, όπως το πλοίο, η ελαφρόπετρα, η μπαταρία και η ένδειξη της θερμοκρασίας.
Τα αντικείμενα ανταλλάσσουν μηνύματα, ώστε η φυσική και η ψηφιακή λειτουργία να εξελίσσονται παράλληλα. Το κωδικόραμα της ομάδας παρουσιάζει τη χρονική ακολουθία και τις μεταξύ τους συνδέσεις: εκκίνηση του εργοστασίου, προσέγγιση του πλοίου, φόρτωση, αποχώρηση και επαναφόρτιση.
Από έναν τόπο σε ένα ολοκληρωμένο σύστημα
Μέσα από το έργο, τα παιδιά χρειάστηκε να συνδυάσουν:
- την έρευνα για τη γεωλογία και τη γεωθερμία της Νισύρου,
- την παραγωγική δραστηριότητα του Γυαλιού,
- μια πειραματική ιδέα για τη μεταφορά θερμότητας,
- τον σχεδιασμό ηλεκτρικών θαλάσσιων μεταφορών,
- την κατασκευή μηχανισμών με κινητήρες και αισθητήρες,
- τον συντονισμό φυσικού και ψηφιακού μοντέλου.
Η αξία του έργου δεν βρίσκεται στο ότι προτείνει μια άμεσα εφαρμόσιμη τεχνική λύση για την αξιοποίηση της γεωθερμίας. Βρίσκεται στο ότι τα παιδιά ξεκίνησαν από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά δύο πραγματικών νησιών και δημιούργησαν ένα ενιαίο μελλοντικό σενάριο που συνδέει ενέργεια, παραγωγή και μεταφορές.
Το έργο κατέκτησε τη δεύτερη θέση στον 5ο Περιφερειακό Διαγωνισμό Ρομποτικής Δυτικής Μακεδονίας και συμμετείχε στον τελικό του 5ου Πανελλήνιου Διαγωνισμού Εκπαιδευτικής Ρομποτικής WRO Hellas στην Αθήνα.
