國中生結合所學  DIY 集水塔、感應器

國中生結合所學 DIY 集水塔、感應器

文╱記者余采瀅、林敬家

集水塔DIY

中南部水情嚴峻,台中、苗栗和北彰化地區實施自來水供五停二措施,中部不少學校機會教育導入缺水話題,打造相關設備及環境,讓學生透過手作了解缺水地區的取水智慧,與如何節水、省水,保護珍貴的水資源,成了最佳環境教育。

義大利設計師阿圖羅·維托里曾造訪衣索比亞東北部,看到當地村民用水困難,婦女和孩子為了生存,必須步行數里去池塘取水,但池塘卻骯髒,且散布許多垃圾,飲用容易感染疾病。他設計製作「瓦爾卡水塔」,創作靈感來自於瓦爾卡樹,這種樹原產於俄塞俄比亞,是一種巨型可長出無花果、脫離地心引力的半球形樹。

維托里設計的「瓦爾卡水塔」高約9公尺,外層由竹子包裹,裡面用尼龍網套當內襯,可巧妙地收集大氣中的水蒸氣,水滴順著塑料網套滴落到水塔底部的水盆里,從而過濾獲取乾淨的水,解決當地人用水問題。

非洲早晚溫差大,當空氣濕度達到74%至75%以上即可收集到水,一天下來約可收集到約95公升的飲用水。

台中市日南國中栽種植物多,但假日無人澆灌花草,因學校在海邊,晨間容易有霧,地理環境條件適合從大氣中蒐集水滴,再利用水導管自動澆灌。

日南國中自然科老師林楷植有次翻閱聯合國永續發展目標的手冊中,看見「瓦爾卡水塔」的案例,覺得相當有趣,決定效仿。

師生先到南投買竹子當材料,由上百名師生動手製作,運用平日生活科技鑽孔技術及童軍課學到的繩結技巧,將竹子逐一搭接,打造9公尺高的集水塔,再以懸掛的紗網當做攔霧網,讓空氣中水蒸氣遇冷凝結成小水滴,水滴再因重力順著紗網慢慢往下導入水桶,供澆灌花草使用。

日南國中校長舒富男說,因學生只利用課餘時間製作,從研發到製作完成花了半年時間,師生除合力裁切數百根竹子,再逐一以童軍繩綑綁,製作時還要注意竹子的彎度,才能繞成水塔圓形形狀,工程浩大。「最後的組裝也不容易」舒富男說,目前搭建的水搭由4層竹塔組成,重達10多公斤,搬運、組裝費力。

王姓學生說,「這個裝置很棒!可蒐集水氣凝結成小水滴,多少幫忙省點水。」徐姓學生說,「過程中最困難的就是綁繩結,技巧複雜不好學,大家邊做邊學,除要會綁,還得綁得牢固,牽一髮動全身,水塔才會堅固。」

舒富男說,瓦爾卡水塔如果空氣濕度達到70%以上,每天約可蒐集到近100公升的水。雖然學校臨海水氣足夠,但是設置的地點日夜溫差不大,蒐集效果不佳,目前每天僅有2、3公升,太陽一照,水分幾乎蒸發光,將調整水塔的結構及擺放位置,增加蒐集成效。

省水龍頭DIY

台中市立新國中自造教育及科技中心將課程結合防疫,師生以Arduino整合板、電磁閥、超音波感測器等自製「水龍頭自動感應器」,裝置在校園內,只要伸出手,水龍頭就會自動出水,除減少觸摸水龍頭,也控制出水時間,達到省水功效。

立新自造教育及科技中心主任張大鈞說,防疫期間,民眾洗手次數增加,但又遇乾旱,缺水嚴重,師生花了2周研發水龍頭自動感應器,透過程式撰寫,控制水龍頭的出水時間,例如出水時間5秒減為3秒,約可省水20%。目前在校園試裝1個使用,但還有防水問題需克服,待改良後將在全校裝設。

學生劉子賢說,這個裝置是根據原有的學習觀念,結合生活問題來解決,相當有意思。立新國中校長張嘉亨表示,師生共同研發,透過科技教育解決生活問題,除鼓勵大家防疫多洗手,也避免有人洗手抹肥皂時不關水,依感應出水,可節省水資源。

●文祥國小╱研發水流感應器 出水異常就斷水

彰化縣花壇鄉文祥國小師生研發漏水警報系統,在水管裝設水流感應器,當水龍頭出水異常達10分鐘就會發出警報,立即斷水。校長吳世宏花3千多元買來工業用水流感應器、計時器、電磁閥及計時器等自行組裝,完成校園漏水監測系統,可掌握全校6個洗手台及18個水龍頭用水狀況,避免水資源浪費。

吳世宏說,學校最常漏水的地方是廁所水箱,或是學生忘記關緊水龍頭,致長時間耗水,損失相當可觀,裝監測系統後曾多次發現漏水即時處理。校方也設計電子式馬桶沖水系統,依使用者大小號狀況,按1秒只沖1秒,電子式沖水因沒有水箱設計,所以也不會有零件疲乏產生的漏水問題,每次沖水可從10公升減少至0.5公升。

文祥國小因規畫食農種植區,吳世宏說,學生作業完常滿手泥濘,校方自製連接田地的洗手台,學生的洗手水可直接流入灌溉田地,泥沙也不會造成水管阻塞。


原文出自《好讀周報》615期