En un viaje para visitar a sus abuelos en la India rural, Maanasa Mendu notó algo que no sucedió en su país. Las luces se apagaron. Mucho. Casi todos los días, a las seis en punto, el poder se cortaba, en un intento de distribuir el poder. Es un problema bien conocido allí; el término "crisis energética" se usa a menudo.
"Para mí, es terrible ya que no tengo acceso a la iluminación o el aire acondicionado", dice ella. “Pero me di cuenta de que para casi 1.200 millones de personas en el mundo, este tipo de oscuridad es una realidad para ellos. Y todavía usan iluminación de queroseno ”.
Entonces, Mendu construyó un prototipo de dispositivo de recolección de energía renovable llamado HARVEST, que imita la forma de un árbol (aunque mucho más pequeño) y utiliza recolectores de energía piezoeléctrica para capturar la energía del viento y la lluvia.
La semana pasada, Mendu, quien ahora está en noveno grado en Mason, Ohio, fue nombrado ganador, entre nueve finalistas, del Young Scientist Challenge 2016, una competencia nacional de ciencias para los grados 5-8 que viene con un premio de $ 25, 000.
Si eso suena un poco como un reality show, puede ser porque fue presentado por 3M en asociación con Discovery Education.
"Creo que esto realmente personifica esa magia que sucede cuando se brindan oportunidades a los jóvenes para poner en práctica sus ideas, ponerlas en práctica", dice Lori McFarling, vicepresidenta senior de Discovery Education que ayuda a enfrentar el desafío.
No se trata solo de celebrar a un niño que tiene un gran proyecto de feria de ciencias. El dispositivo de Maanasa muestra una verdadera innovación. Está diseñado no solo para resolver un problema del mundo real, sino también para ser útil y adaptable donde ocurre el problema. Como finalista en la competencia, Mendu llevó su dispositivo a través de cuatro meses de rigurosas pruebas y refinamiento con la ayuda de un mentor de 3M, la ingeniera sénior de desarrollo de productos Margaux Mitera.
Mendu había estado trabajando con materiales piezoeléctricos, aquellos que generan electricidad a partir de energía mecánica, durante un par de años, ingresando a sus ferias de ciencias de séptimo y octavo grado con proyectos piezoeléctricos. Se dio cuenta de que la forma en que los tallos de las hojas se balanceaban en los árboles era similar al tipo de flexión que impulsa las cosechadoras piezoeléctricas. Entonces construyó un árbol simulado, una pequeña estructura con tallos piezoeléctricos y hojas de espuma de poliestireno, e hizo un video de entrada para la competencia de Jóvenes Científicos.
Mendu habla rápido y usa muchos términos técnicos. Ella toma clases avanzadas en ciencias y matemáticas, y hace actividades extracurriculares como Science Olympiad. Ella va a las escuelas intermedias para hacer experimentos y demostraciones para los estudiantes allí.
Pero la competencia de Jóvenes Científicos fue mucho más profunda y desafiante. Pasó dos o tres horas por día, durante el verano, aprendiendo sobre energías renovables, ingeniería eléctrica, creación de prototipos y más.
"Ella tiene todas estas grandes ideas, y esta pasión e impulso por hacer todas estas cosas", dice la mentora Mitera. "Lo que pude ayudarla fue ayudarla a contar su historia de cómo es mejor, diferente o ir más allá de lo que algunas de las fuentes de energía renovable existentes son hoy en día".
Una botella de agua de plástico en el centro proporciona la estructura, y tres alas se extienden fuera de ella. Estos imitan las hojas de un árbol, vibran con el viento o la lluvia y alimentan los piezoeléctricos. (Descubrimiento Educación 3M Young Scientist Challenge) Después de discutir los requisitos prácticos de una fuente de energía renovable, Mendu decidió integrar células solares flexibles en el dispositivo. Ahora se parece a un cohete. Una botella de agua de plástico en el centro proporciona la estructura, y tres alas se extienden fuera de ella. Estos imitan las hojas de un árbol, vibran con el viento o la lluvia y alimentan los piezoeléctricos. Pero ahora las hojas están hechas de lámina solar, un fotovoltaico orgánico de 3M, que Mendu conectó al mismo circuito para aumentar la corriente. Los piezoeléctricos son una buena fuente de voltaje, pero ofrecen poca corriente, y la energía fotovoltaica puede ayudar a complementar eso. Las cosechadoras piezoeléctricas se activan en la lluvia y el viento, la lámina solar en el sol. El dispositivo puede colgarse en casi cualquier lugar, y Mendu ha cargado con éxito un iPhone 5 y ha alimentado una bombilla LED de 15 vatios.
Las hojas, en este caso, son mucho más importantes que el tronco. Mendu dice que las pequeñas estructuras podrían colocarse individualmente, como apéndices modulares, personalizables, en forma de hoja, en edificios u otras estructuras.
Las hojas están hechas de lámina solar, una fotovoltaica orgánica de 3M, que Mendu conectó al mismo circuito para aumentar la corriente. Los piezoeléctricos son una buena fuente de voltaje, pero ofrecen poca corriente, y la energía fotovoltaica puede ayudar a complementar eso. (Descubrimiento Educación 3M Young Scientist Challenge) "Realmente quiero ver su aplicación en posiblemente la superficie de edificios en áreas urbanas para integrar la recolección de energía verde en nuestro entorno urbano o en áreas rurales para alimentar una fuente de energía localizada en situaciones de emergencia o en países en desarrollo", dice.
Quizás entonces llegue a algunos de sus otros proyectos: un sistema de desalinización para la purificación del agua por ósmosis inversa, o dispositivos de recolección piezoeléctricos alojados en neumáticos.
"Hay tantos problemas en nuestro mundo", dice ella. "Si solo te tomas el tiempo de mirarlos, tendrás muchas ideas".
