Quả cầu dập tắt lửa của học sinh Quốc học Huế

Đó là nhóm ba học sinh Hoàng Trọng Thanh Tùng, Trần Ngọc Nhật Huyền và Đỗ Kỳ Minh Triết (cùng học lớp 12 chuyên Toán Lý, THPT chuyên Quốc Học Huế).

Ý tưởng từ 1 lần chơi trong lớp

Xuất phát từ ý tưởng của Tùng vào năm ngoái, khi chơi trong lớp vô tình bắt gặp bình cứu hỏa treo trên tường đã cũ và bị hỏng. Sau khi xem xét, nghiên cứu bộ phận của bình chữa cháy trên internet thấy còn một số nhược điểm, Tùng đã có ý muốn làm 1 vật dụng chữa cháy khác với công dụng đơn giản nhưng hiệu quả.

Phối hợp cùng 2 bạn trong lớp là Huyền và Triết, mỗi người mỗi nhiệm vụ, cả 3 em đã mất 5 tháng để cho ra đời sản phẩm “Quả cầu lửa” của mình để đem đi dự hội thi Khoa học và Kỹ thuật Intel ISEF toàn quốc năm 2013. Nhưng trước đó, sản phẩm này đã đứng đầu hội thi Intel ISEF ở cấp tỉnh tại Thừa Thiên - Huế.

"Quả cầu lửa" đạt giải Ba cấp quốc gia cuộc thi Intel ISEF toàn quốc năm 2013 của học sinh Trường THPT chuyên HS Quốc Học Huế.

Huyền đảm nhiệm khâu thí nghiệm chế tác mô hình. Đây là công đoạn gặp khá nhiều rắc rối khi các em chưa quen tiếp xúc với cơ khí để chế tạo ra một quả cầu như mong muốn. Huyền kể, “đi tìm nhiều chỗ nhưng ít nơi có thể đáp ứng với yêu cầu của nhóm về các chi tiết. Nên em cùng 2 bạn phải vẽ mô hình ra giấy cụ thể, sau đó đem đi nhiều nơi nhờ làm và chọn ra cái tốt nhất. Không ít lần quả cầu làm xong đã phải thay đổi mô hình vì không ưng ý. Em đã hỏi thầy Lê Duy Bình, giáo viên dạy môn công nghệ giới thiệu các nơi làm gò hàn để tụi em tới”.

Bên cạnh đó, Triết thì nghiên cứu phương pháp khoa học, đặt lịch làm việc, nêu các phương án cụ thể, thiết kế các poster, văn bản. Tùng nghiên cứu dùng chất gì cho “quả cầu lửa”, kết cấu quả cầu như thế nào… Nhóm đã tham khảo ý tưởng chung và lý thuyết của sản phẩm mình từ thầy Lê Quốc Anh dạy Lý ở trường.

Cuối cùng, quả cầu với chất liệu bằng inox, được ghép từ 2 miếng bán cầu trang trí ở cầu thang nhà. Ở giữa có hở 1 lỗ đường kính 3cm để nhồi vật liệu vào. Ở đường giữa quả cầu là 4 van hình khe tròn nhỏ được dẫn bằng 4 ống từ phía trong ra đặt theo hướng tiếp tuyến, là nơi để vật liệu dập tắt lửa thoát ra khi quả cầu hoạt động.

Khâu chọn vật liệu cũng được suy nghĩ, phải làm thế nào khi vừa dễ kiếm, vừa có nguồn rẻ. Sau bao ngày trăn trở, vật liệu chuyên để ướp cá và tạo khói trên sân khấu đám cưới có tên là “băng khô” đã được chọn. Đây là CO2 dạng rắn, rẻ, dễ mua. Chất thứ hai là hợp chất tạo bọt từ xà phòng. Cả 2 chất này được nhồi vào quả cầu đường kính 15cm với khoảng 600g bột “băng khô”, gần 100g xà phòng.

Theo nguyên lý khi thí nghiệm ở điều kiện chuẩn với nhiệt độ 0 độ C, mỗi 44g “băng khô” sẽ tạo ra 22,4 lít khí CO2. Nhưng khi áp dụng ở điều kiện nhiệt độ cao hơn, khối “quả cầu lửa” trên sẽ tạo ra được khoảng 305 lít khí CO2.

Ưu điểm dập tắt đám cháy nhỏ

Quả cầu hoạt động theo nguyên tắc tự động và cần có mặt bằng để xoay. Khi gặp ngọn lửa, do áp suất cao tác động vào quả cầu sẽ làm nó sẽ tự kích hoạt và xì ra dung dịch hỗn hợp bọt khí CO2. Dung dịch này sẽ bám vào bề mặt cháy và ngăn sự lan tỏa đám cháy. Vì có 4 van theo hướng tiếp tuyến, nên khi bọt khí xịt ra, sẽ làm cho quả cầu xoay, tạo diện tích dập lửa tăng.

Ưu điểm lớn nhất nữa là “quả cầu lửa” có thể chui vào trong các khe nhỏ mà bình cứu hỏa không vào được để dập lửa. Nếu để trong nhà ở những nơi có thể xuất phát ngọn lửa như dưới các ổ điện chính, nó sẽ rất hiệu quả. Ngay như trẻ em cũng có thể cầm và đẩy “quả cầu lửa” về nơi xảy ra cháy.

Tuy nhiên, vì có tính chất động là xoay tròn khi phun bọt khí CO2, nên nếu để ở những vị trí như cầu thang hoặc nơi cao, có thể “quả cầu lửa” sẽ bị trượt xuống, không chữa cháy được. Theo như bạn Triết, nó chỉ có tác dụng trong những đám cháy nhỏ, là cơ sở để mở đường thoát qua lửa nhằm bảo vệ tính mạng. Chứ trong các đám cháy lớn hay cháy rừng thì không chữa cháy được. Phải gọi lực lượng chữa cháy chuyên nghiệp tới.

Giá thành của quả cầu này bằng một phần ba so với bình chữa cháy, chỉ từ 150 đến 200 ngàn đồng. Nhưng đây là giá vật liệu mà nhóm 3 học sinh Tùng, Huyền, Triết làm. “Nếu có các nhà đầu tư và được làm đồng bộ hóa, giá nó sẽ giảm” - Huyền cho biết.

Tùng cũng cho biết thêm, trước đây, tham vọng của nhóm là “quả cầu lửa” sẽ thay thế được bình chữa cháy, nên nhóm đã đặt tên cho nó là “bom chữa cháy” khi dự thi đề tài ở cấp trường. Nhưng vì thấy nếu làm bom bằng cách cho nổ thì sẽ gây nguy hiểm, tiếp đến sẽ không tái sử dụng và có trùng ý tưởng từ 1 quả cầu chữa cháy với vật liệu khác ở Trung Quốc nên các bạn mới làm “quả cầu lửa”. Mục đích sẽ dùng song song với bình chữa cháy.

“Chúng em đã chứng minh được ý tưởng mình là đúng khi làm ra được sản phẩm này. Có thể nó sẽ được phát triển thành sản phẩm thực tế dùng cho đại trà, nhưng phải cần có 1 chuẩn nghiên cứu thêm nữa dưới góc độ kỹ thuật và có các công ty quan tâm” - Tùng cho biết thêm.

ThS. Nguyễn Đình Thí - phó hiệu trưởng THPT chuyên Quốc Học cho biết: “Mục đích chính trị của trường là học và nghiên cứu khoa học ở trong học sinh và cả giáo viên từ nhiều năm qua. Cả 3 đều là học sinh giỏi hơn 2 năm qua, khả năng tiếng Anh tốt. Muốn có được kết quả giải ba ngày hôm nay, các em đã đầu tư thời gian và tâm huyết rất nhiều, có người bảo trợ khoa học. Quả cầu dập tắt lửa rất hiệu quả ở 3 giây “vàng” đầu tiên khi có lửa bùng phát. Rất đáng khen các em với ý tưởng làm sản phẩm có tính thực tế cao. ”.

Tùng, Triết và Huyền đang rốt ráo học ôn thi cho kỳ thi Đại học sắp tới.