Pasja, pracowitość, ale i mentor są potrzebne aby osiągnąć sukces już w szkole średniej. Polscy uczniowie garną się do konkursów innowacji i wynalazczości. Niektórych pomysłów pozazdrościć im może niejeden wzięty inżynier. Młodzież dawno już zrozumiała, że to na jej barkach będzie walka ze zmianami klimatycznymi, jak i szczególna dbałość o planetę. Jak im to wychodzi?  

Daniel Czech i Mateusz Niedobecki to uczniowie drugiej klasy Technikum nr 1 im. Stanisława Staszica w Zespole Szkół Technicznych w Rybniku. Poznali się na początku nauki w nowej szkole.

– Okazało się, że mamy wspólne zainteresowania dotyczące szeroko rozumianej automatyki i robotyki – mówi Daniel Czech.

– W moim przypadku było tak, że już od dziecka bez przerwy myślałem, który kolejny sprzęt domowy rozłożyć na części pierwsze (śmiech). Początkiem tej przygody był sterownik od starej pompy. Rodzice byli zdumieni, gdy go rozmontowałem i złożyłem z powrotem, bezbłędnie w całość. Po czasie przestali się złościć na moją nietypową pasję i zrozumieli, że po prostu będzie ze mnie ścisłowiec – dodaje.

I tak po latach, te przewidywania stały się faktem - ich syn wybrał naukę na profilu technik mechatronik.

– To był trafny wybór. Już od samego początku interesowało mnie robienie czegoś więcej poza lekcjami. Po pewnym czasie okazało się, że Mateusz ma tak samo. Zaczęliśmy więc pracę nad naszym pierwszym projektem, który miał poprawić jakość naszego codziennego życia – wspomina.

Jak się okazuje, uczniowie pochodzą z Rydułtów i Rybnika, gdzie jakość powietrza w kontekście obecności niebezpiecznych dla zdrowia pyłów zawieszonych (PM1, PM2.5 i PM10) oraz benzo[a]pirenu, pozostawia wiele do życzenia.

Duże cząsteczki zanieczyszczeń pyłu PM10 zalegając w układzie oddechowym wywołują przewlekły nieżyt nosa, gardła, zapalenie krtani, uszu czy zatok.

Z kolei bardzo małe cząsteczki PM1 czy PM2.5 mogą dostawać się bezpośrednio do pęcherzyków płucnych, a stamtąd do krwiobiegu.

– Sprawia to, że pyły te są w stanie dotrzeć do każdego miejsca w naszym ciele i negatywnie wpłynąć na każdego człowieka - w tym dzieci wywołując m.in. duszności i zaostrzenie alergii – tłumaczą.

Fot. prywatne
Na zdjęciu od lewej: Tomasz Sacała, architekt Jarosław Gawryś (w głębi) i Roman Czelik z Zespołu Szkół Technicznych i Ogólnokształcących im. K. Gzowskiego w Opolu, autorzy projektu „Polska toaleta fotowoltaiczna Aquarius”.

Od alergii do prototypu

– Chcieliśmy stworzyć coś nowego, a nasz pomysł podsunęło życie. Jesteśmy alergikami, co sprawia, że musimy coraz częściej kontrolować jakość powietrza. Spacery w smogu, szczególnie w okresie jesienno-zimowym, nie są dla nas wskazane – wyjaśnia Mateusz Niedobecki. – Mamy świadomość, że takich osób jak my jest więcej. Problem jest przecież globalny. I chodzi o powietrze nie tylko na zewnątrz, ale i w naszych własnych domach – dodaje.

I tak, w krótkim czasie Daniel i Mateusz wymyślili projekt, który nazwali „ISP - Inteligentny System Przewietrzania”. Prototyp powstał już po kilku miesiącach nauki w pierwszej klasie technikum.

Pomysł ten jest odpowiedzią na wady współczesnych oczyszczaczy powietrza i  systemów wentylacji mechanicznej. Urządzenia te pojawiają się praktycznie w każdym gospodarstwie domowym, szczególnie w miastach i regionach zagrożonych smogiem.

– Programy, które zapewniają częściowe dofinansowanie do wymiany nieekologicznych kotłów, to kropla w morzu potrzeb. Domy jednorodzinne są główną przyczyną powstawania smogu w Polsce. Dziś jeden truje drugiego, taka jest nasza rzeczywistość – stwierdza Daniel Czech.

Dlaczego ich projekt ma realną przyszłość?

– To zupełnie nowe rozwiązanie oczyszczania powietrza w naszych domach. W odróżnieniu od typowej instalacji wentylacji mechanicznej, nasz projekt umożliwia pracę w dwóch trybach: zamkniętym - umożliwiającym obieg powietrza tylko wewnątrz oraz otwartym - z wymianą powietrza z zewnątrz. Zasada działania opiera się na jakości powietrza zewnętrznego – wyjaśniają autorzy. 

Na pełnych obrotach

Dwuosobowy zespół pracuje na pełnych obrotach, mimo trwającej pandemii.

– Wymieniamy się pomysłami. Główkujemy, gdy tylko mamy czas. Nie skupiamy się wyłącznie na jednej rzeczy, pracujemy już nad kolejnymi. Na bieżąco śledzimy potrzeby rynku. A to wszystko dzieje się w naszych domach – mówią.

Dodajmy, że opiekunem merytorycznym projektu jest dyrektor szkoły - Piotr Tokarz.
I jak się okazuje, ich pomysł ma już zainteresowanie wśród potencjalnych klientów. Droga wprowadzenia urządzenia na rynek jest jednak długa i skomplikowana.

– Trzeba uzyskać certyfikaty i inne pozwolenia. A my na razie jesteśmy tylko uczniami. Sądzimy jednak, że to dobrze zainwestowany czas i nasz pomysł ma szansę w przyszłości – podkreślają. – Myślimy też o studiach w tym kierunku, więc całość to dobra zabawa i nauka, ale też inwestycja, miejmy nadzieję, w indeks wyższej uczelni – oceniają.

Za „ISP - Inteligentny System Przewietrzania” rybniczanie otrzymali tytuł finalisty Olimpiady Innowacji Technicznych i Wynalazczości.

Na konkursie Młody Lider Innowacji Województwa Śląskiego - wygrali w kategorii projektów ekologicznych, przy czym trzeba zaznaczyć, że żaden ze zgłoszonych projektów z regionu nie zdobył… ani II, ani III miejsca. Natomiast nagroda Grand Prix w tym konkursie jest zwieńczeniem oryginalności projektu.

Co o tym świadczy? To właśnie projekt tych młodych ludzi zwyciężył we wszystkich kategoriach w konkursie Młody Lider Innowacji Województwa Śląskiego. Chłopcy uważają jednak, że najcenniejszą nagrodą, którą dotąd zdobyli była II lokata w konkursie naukowym E(x)plory. W nagrodę otrzymali stypendium naukowe w wysokości 7 tys. zł, które jako duet przeznaczyli na wydatki związane z rozwojem swojego projektu.

Po drugiej stronie… projektu

Jarosław Gawryś od ponad 30 lat uczy w renomowanym technikum „Gzowskiego” w Opolu, słynnej kuźni architektów, ale nie tylko. Jak zachęca młodzież do aktywnej postawy i działań wykraczających poza materiał z lekcji?

– Od początku do pracy z uczniami wybrałem „metodę projektu”. Polega ona na nauce otwartego myślenia i szukania alternatywnych rozwiązań. W skrócie to taka swoista… przygoda – cieszy się Jarosław Gawryś, architekt i nauczyciel. – Na tak prowadzonych lekcjach nie ma mowy o nudzie – zapewnia.

I jak dodaje, to już taka „samonapędzająca się maszyna”. – Gdy przychodzą pierwszaki i widzą te wszystkie sukcesy starszych kolegów, nabierają słusznego przekonania, że oni przecież też mogą. I tak się zaczyna – mówi z zadowoleniem i dodaje, że do realizowania najciekawszych projektów zwykle ustawia się do niego kolejka.

Toaleta zasilana fotowoltaicznie

Projekty, które uczniowie chcą realizować, mogą ze swoim mentorem konsultować podczas zajęć dodatkowych – kół zainteresowań. Jak dotąd szkoła ma na koncie aż cztery patenty.

– To u nas powstała już legendarna toaleta zasilana fotowoltaicznie autorstwa Tomasza Sacały i Romana Czelika, dzięki której skutecznie można oszczędzić energię, bowiem nie trzeba podłączać jej do zasilania elektroenergetycznego. Obiekt można lokować w różnych punkach miasta, a jego design uznano za bardzo nowatorski – wyjaśnia.

– Co warto zaznaczyć, to projekt sprzed kilku lat, a dopiero teraz fotowoltaika stała się modna. Uczymy więc myślenia przyszłościowego i prognozowania trendów.

Rok 2020 nie przeszkodził jego uczniom w szykowaniu ciekawych inicjatyw, szczególnie ekologicznych.

– Wygraliśmy wszystko co było do wygrania m.in. za bloczek gazobetonu wypełniony peletem z liści – mówi z błyskiem w oku. – Jako ciekawostkę podam fakt, że weszliśmy w kontakt z tutejszym Zakładem Komunalnym. Okazało się, że w 2019 roku z terenu miasta wywieziono 6,5 tysiąca ton liści traktowanych jako odpad! Za jego składowanie trzeba zapłacić setki tysięcy złotych. Natomiast my liście wykorzystujemy w procesie produkcji peletu.

Jak się potem okazało, projekt zdobył laury na Olimpiadzie Innowacji Technicznych i Wynalazczości, zajął drugie miejsce w prestiżowym konkursie „Młody Innowator”, nagrodę specjalną w konkursie „Eko Przestrzeń, eko pomysł, eko ja” pod patronatem ministerialnym.

– I największy laur: złoty medal na Międzynarodowej Wystawie Wynalazków IWIS w Warszawie w ubiegłym roku, gdzie z reguły jest prezentowanych 25 krajów i ponad 400 wynalazków z całego świata – relacjonuje.

Inne godne uwagi pomysły, które powstały pod okiem Jarosława Gawrysia w ostatnim czasie to m.in. system bluszczu miejskiego, który ma za zadanie walczyć ze smogiem, czy przenośna kapsuła sypialna Tube, zasilana fotowoltaiką.

Fot. wizualizacja autorów
Polska toaleta fotowoltaiczna Aquarius autorstwa Tomasza Sacały, Romana Czelika i Jarosława Gawrysia.

Fot. wizualizacja autorów
Kapsuła sypialna Tube zasilana fotowoltaiką, autorstwa Wojciecha Lipińskiego, Bartosza Poloka i Jarosława Gawrysia.

Stworzyć geniusza

Nauczyciel podkreśla, że mobilizująco na uczniów działają również… splendor, sława czy  wywiady.

– Najlepsze rozwiązania młodych innowatorów są opisywane w mediach. Nawet w tej chwili to się dzieje – mówi z uśmiechem. – Dla uczniów to już na etapie szkoły średniej budowanie marki osobistej, która będzie procentowała na przyszłość.

Do tego dochodzą atrakcyjne stypendia – nawet do 1300 zł miesięcznie przyznawane od rozpoczęcia studiów. Są one nagrodą za pracę docenioną na etapie szkoły średniej. Młodymi geniuszami interesują się również tzw. head hunterzy, czyli poszukiwacze talentów.

– Przysyłają imienne, ekskluzywne zaproszenia do szkoły, które są okazją do udziału w imprezach branżowych, poznawania znanych osób czy w końcu oferują indeksy na wymarzone studia dla tych najlepszych – kończy nauczyciel.

Okiem organizatora, czyli topy topów

Jedną z popularniejszych w Polsce jest wspominana Olimpiada Innowacji Technicznych i Wynalazczości. Jej historia liczy już 54 lata.

– Podzielona jest na dwa bloki zgodnie z jej nazwą. Za innowacje techniczne polska młodzież nagradzana jest od samego początku olimpiady, a za wynalazczość nieco krócej, od 47 lat – informuje Andrzej Tanas z Eurocentrum w Ostrowie Wielkopolskim, współorganizatora tego prestiżowego wydarzenia, a także przewodniczący komisji okręgowych i członek komisji głównej olimpiady, które finał co roku odbywa się w Warszawie.

W części „innowacji technicznych” uczniowie są oceniani w czterech kategoriach – jedna z nich dotyczy pomysłów ekologicznych. Organizatorzy czekają na opracowania o charakterze badawczym, jak i dotykających problematyki zakresów ochrony środowiska.

Wśród tematów pojawiają się między innymi zdrowie, przyroda, medycyna czy geologia. Jakie w ostatnim czasie pomysły były na topie?

– Z ciekawszych prac tamtego roku warto wspomnieć o „Systemie miejskich ogródków wertykalnych z bluszczem”. Projekt z Opola promuje obsadzanie ogródków miejskich bluszczem, który pochłania szkodliwe substancje – opowiada Tanas.

– Inny pomysł z Ostrowa Wielkopolskiego, który spotkał się z uznaniem to „Smart Bin – inteligentny kosz na śmieci”. Mowa o koszu, który sam się otwiera, został podświetlony pełną elektroniką. Zachęca do segregowania śmieci, szybkiego i bezdotykowego użycia. To ostatnie jest szczególnie dziś cenne – zaznacza.

Wykonanie prototypu maszyny do recyklingu przewodów elektrycznych, to jedna z prac robiących furorę w roku 2019. Ideą było odzyskiwanie miedzi - łącznika prądu - poprzez oddzielenie przewodu od plastikowej części ulegającej recyklingowi.
Uznaniem cieszyła się także „Stacja pomiarowa jakości wody”, która umożliwiała pomiar podstawowych parametrów wody. Autorami tych pomysłów była także młodzież z Ostrowa Wielkopolskiego.

Jesteś uczniem i masz pomysł? Zgłoś się!

– Na olimpiadę mogą się zgłaszać zespoły liczące do trzech osób. Czekamy na projekty z całej Polski do 12 kwietnia – zachęca Andrzej Tanas.

Na Olimpiadę Innowacji Technicznych i Wynalazczości każdego roku przychodzi średnio  200 zgłoszeń.

Co jest tak naprawdę wisienką na tym torcie?

– To z pewnością indeksy na studia bez egzaminów. Każdego roku są inne nagrody dla najlepszych. Prawdziwym wyróżnieniem jest jednak to, że część z tych prac kwalifikuje się do zgłoszenia do Urzędu Patentowego RP. Można je zgłosić jako: wynalazki, wzory użytkowe lub wzory przemysłowe – informuje Andrzej Tanas.

 – Jesteśmy również świadomi faktu, że dzięki naszej olimpiadzie kształtuje się i klaruje młode pokolenie naukowców, specjalistów wielu dziedzin. Proszę mi wierzyć, że wśród tych najlepszych są uczniowie, którzy tworzą prace na wysokim poziomie inżynierskim – kończy z dumą.