Nhóm sinh viên Khoa Kỹ thuật Xây dựng (chương trình quốc tế), Đại học Công nghệ King Mongkut Thonburi (KMUTT) gồm ba thành viên: anh Supabut Sotthipreedawong, anh Phurin Pawante và anh Korathak Boosuwan, đã phát triển thành công thiết bị thu nước mưa dạng ô/dù, có thể tự động xòe ra khi trời mưa và gập lại khi tạnh. Thiết bị này được thiết kế dành riêng cho vùng đồi núi dốc, xa xôi, lấy Trạm Nông nghiệp Hoàng gia Ang Khang, huyện Fang, tỉnh Chiang Mai làm địa bàn nghiên cứu điển hình. Dự án do Tiến sĩ Julapot Jirawatcharadech, Trưởng Khoa Kỹ thuật Xây dựng làm chủ nhiệm, cùng các cố vấn: Tiến sĩ Wongnarin Khampho, Phó Giáo sư Tiến sĩ Chana Phuttananon, Tiến sĩ Kỹ sư Alexander Brezing, Phó Giáo sư Tiến sĩ Ratchawadee Silaphan và Tiến sĩ Wisit Sri Wiyarat, người thúc đẩy xin tài trợ từ Quỹ Thúc đẩy Khoa học, Nghiên cứu và Đổi mới sáng tạo (FRB690020/0164).

Nghịch lý “mưa nhiều nhưng thiếu nước” tại Ang Khang

Trạm Nông nghiệp Hoàng gia Ang Khang là vùng cao có lượng mưa trên 1.200 mm/năm, nhưng tình trạng thiếu nước vẫn là bài toán lớn cho nông nghiệp trên đồi. Nguyên nhân là do phần lớn nước mưa chảy nhanh xuống vùng thấp theo sườn dốc, không kịp trữ lại. Việc bơm nước ngược lên cao đòi hỏi nhiều năng lượng, nhân công và chi phí. Anh Korathak, một thành viên nhóm phát triển, cho biết: “Dự án bắt đầu từ việc chúng tôi quay lại tìm hiểu vấn đề thực tế của khu vực, tại sao Ang Khang – nơi có lượng mưa khá lớn – lại vẫn thiếu nước. Chúng tôi phát hiện địa hình dốc cao, nước mưa chảy xuống nhanh, không kịp trữ; trong khi bơm nước lên cao tốn kém. Vì vậy, nhóm đã thiết kế hệ thống giúp thu gom nước mưa tối đa trước khi nước chảy mất, và đưa vào trữ cho nông nghiệp trên đồi.”

Thiết bị CC-Unit: “Ô thu nước mưa” thông minh cho địa hình dốc

Sau khi khảo sát thực địa và phân tích dữ liệu mưa, gió, độ dốc, nhóm đã phát triển CC-Unit (Collector-Container) – hệ thống thu nước mưa dạng mô-đun, lắp đặt theo bậc thang trên sườn dốc. Thiết bị sử dụng vật liệu dễ kiếm, phù hợp vùng xa: ống PVC, khung thép mạ kẽm, tấm PE hứng nước, đế chứa cát tạo trọng lượng, motor mô-men xoắn cao và hệ thống điều khiển tự động kết hợp cảm biến độ ẩm, nhiệt độ. Nguyên lý hoạt động: khi độ ẩm tương đối đạt ngưỡng cài đặt, hệ thống ra lệnh cho cấu trúc xòe ra để hứng nước mưa; khi mưa tạnh, độ ẩm giảm, thiết bị tự động gập lại. Điều này giúp giảm bám bẩn, lá cây và bụi trên bề mặt hứng nước. Diện tích hứng nước mỗi đơn vị khoảng 4,06 m², chi phí sản xuất khoảng 7.972 baht/bộ. Dựa trên số liệu mưa trung bình, nhóm ước tính mỗi đơn vị có thể thu được khoảng 284 lít nước/tháng. Tuy nhiên, đây mới là ước tính sơ bộ; cần thử nghiệm thực tế để đánh giá hiệu quả dưới điều kiện mưa, gió tại Ang Khang.

Quá trình phát triển: thử nghiệm, điều chỉnh liên tục

Anh Supabut chia sẻ: “Đằng sau nguyên mẫu hoàn chỉnh không phải là thiết kế một lần là xong, mà trải qua nhiều lần thử nghiệm, giải quyết vấn đề và điều chỉnh. Thách thức lớn là làm sao để hệ thống xòe và gập thực sự hoạt động. Chúng tôi gặp nhiều vấn đề: tấm hứng nước căng không đều, một số vật liệu không đủ bền, kết cấu chịu lực kém, dây quấn vào trục motor. Chúng tôi đã phải thay đổi vật liệu và cơ cấu: chuyển sang tấm PE dày và chắc hơn, dùng dây câu thay dây thường để tránh quấn vào motor, và điều chỉnh cơ cấu cho ổn định hơn.”

Ý nghĩa và hướng phát triển tiếp theo

Tiến sĩ Julapot, cố vấn dự án, nhận xét: “Giá trị của công trình này không chỉ nằm ở việc phát triển nguyên mẫu thiết bị thu nước mưa, mà còn ở quá trình học tập của sinh viên: bắt đầu từ vấn đề thực tế của vùng cao, hiểu về quản lý nước, chi phí năng lượng và hạn chế địa hình, sau đó áp dụng kiến thức về kết cấu, khí hậu, cơ cấu và hệ thống điều khiển để thiết kế giải pháp phù hợp với người dùng thực tế. Công trình này cho thấy kỹ thuật có thể kết nối và giải quyết vấn đề cộng đồng một cách cụ thể.” Mặc dù nguyên mẫu CC-Unit đã chứng minh được hoạt động cơ bản (xòe/gập bằng motor, điều khiển theo độ ẩm, kết cấu nhẹ), nhóm phát triển vẫn nhận thấy nhiều vấn đề cần cải tiến: bổ sung hệ thống bảo vệ mạch điện, cải thiện cơ cấu bền và ổn định hơn, thiết kế đế bám phù hợp với sườn dốc, thử nghiệm lượng nước thu được thực tế ngoài hiện trường, thêm hệ thống truyền thông từ xa và sử dụng năng lượng mặt trời để thiết bị có thể hoạt động ở vùng xa mà không phụ thuộc vào lưới điện. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và quản lý nước trở thành bài toán quan trọng của nông nghiệp Thái Lan, nguyên mẫu “ô thu nước mưa” chỉ là khởi đầu nhỏ, nhưng phản ánh rằng một số khu vực không thiếu mưa, mà thiếu hệ thống và phương pháp giúp trữ nước kịp thời. Sáng kiến bắt đầu từ việc nhìn ra vấn đề thực tế của cộng đồng có thể trở thành giải pháp quan trọng để tăng cường an ninh nước cho vùng cao, giảm khó khăn cho nông dân và giúp cộng đồng trên đồi có công cụ ứng phó tốt hơn với sự bất thường của tự nhiên trong tương lai.

Theo ผู้จัดการออนไลน์

Ảnh: Devin Brown / Pexels