Des étudiants de l’État de l’Arizona développent un système de filtration de l’air à énergie solaire

Une équipe d’étudiants du Écoles d’ingénierie Fulton de l’Arizona State University contribue à améliorer la qualité de l’air pour les communautés nomades de Mongolie.

La sécheresse en Mongolie a entraîné des pénuries alimentaires, incitant les nomades à migrer vers le district de Ger, dans la capitale Oulan-Bator, l’une des villes les plus polluées du monde. Au cours des dernières années, les enfants vivant dans la zone polluée ont des fonctions pulmonaires 40 pour cent inférieures à celles vivant dans les zones rurales, selon l’UNICEF.

Le Projet Koyash L’équipe d’ASU a conçu un système de filtration d’air à énergie solaire qui nettoie de manière autonome l’air pollué en moins d’une heure. Le système est utilisé dans les maisons mobiles des personnes vivant dans des communautés nomades.

L’équipe a travaillé avec l’association à but non lucratif Fonds taïwanais pour les enfants et les familles (TFCF). Le projet a été réalisé via le Fulton Projets d’ingénierie en service communautaire dans l’IEEE groupe. EPICS au sein de l’IEEE a fourni une subvention de 10 000 $ US en juillet 2022 pour déployer les systèmes.

Le programme EPICS, administré par Activités éducatives IEEEest rendu possible grâce à de généreux dons via un partenariat avec le Fondation IEEE.

Un système de filtration d’air à énergie solaire

Le projet Koyash a été nommé d’après le mythique dieu solaire turc afin de rendre hommage à la culture mongole, a déclaré le chef d’équipe Bryan Yavariétudiant en neurosciences à l’ASU Barret honors college, à Tempe, ainsi que pour sensibiliser à la pollution de l’air à Oulan-Bator.

Les étudiants ont lancé l’initiative en 2020 après avoir lu un article sur la pollution de l’air de la ville dans le Bulletin de l’Organisation Mondiale de la Santé.

Pour améliorer la qualité de l’air, la combustion de charbon non raffiné pour se chauffer a été interdite.

Conseiller de projet Shamsher « Shami » Warudkar dit que c’était un choix entre rester au chaud et avoir de l’air respirable.

“Dans une ville déjà en proie à la pollution”, dit-il, “nous voulions au moins leur fournir de l’air pur chez eux.” Warudkar est ingénieur associé en aéroélasticité à Vierge Galactique, à Los Angeles. Ancien élève de l’école d’ingénieurs ASU, il s’est impliqué dès le début dans le projet.

Lors des premières discussions de l’équipe avec le consulat mongol sur la qualité de l’air et la logistique du projet, il était clair que le pays cherchait des solutions, mais que « peu de groupes essayaient de les trouver », explique Yavari.

L’équipe a conçu son système de filtration d’air pour qu’il fonctionne à l’énergie solaire, car Oulan-Bator reçoit en moyenne 290 jours de soleil par an. Le système comprend un panneau solaire, une batterie, un microcontrôleur Arduino, un onduleur et un filtre. Tous les composants sont logés dans un boîtier résistant aux intempéries imprimé en 3D pour protéger le système des intempéries.

« Le système est conçu pour fonctionner de manière autonome afin que les résidents n’aient pas besoin de l’éteindre, de le rallumer ou de déplacer quoi que ce soit », explique Yavari.

Lorsque l’équipe a testé le système en février 2022, celui-ci a purifié l’air et réduit l’indice de qualité de l’air de 325 à 80 en 90 minutes. Plus l’IQA est élevé, plus le niveau de pollution atmosphérique est élevé.

L’une des plus grandes réussites du projet, selon Yavari, a été de « faire fonctionner notre système de manière transparente avec autant de composants différents tout en accomplissant la tâche ardue de purifier l’air ».

Warudkar attribue au processus d’ingénierie système le mérite d’avoir aidé l’équipe à découvrir la bonne voie à suivre.

« Je suis fier que nous ayons pu explorer et répéter pour finalement parvenir à cette solution », dit-il.

“Le processus d’ingénierie en valait la peine après avoir discuté avec les familles et entendu leur satisfaction de pouvoir respirer de l’air propre et filtré pour la première fois”, explique Yavari. “C’est l’expérience la plus enrichissante que nous ayons vécue.”

Talent multidisciplinaire

Le fait de disposer d’une équipe multidisciplinaire a été un facteur de réussite du projet, explique Yavari. Le groupe comprenait des étudiants étudiant aérospatial ingénierie, informatique, design industriel et génie mécanique.

« Notre équipe s’est montrée adaptable et passionnée par l’apprentissage d’autres domaines », dit-il. Warudkar ajoute : « Nous avons tous beaucoup appris et nous apportons tous des objets et des compétences différents. »

Avec 13 unités déjà utilisées, l’équipe poursuit la phase de déploiement. Les membres de l’équipe prévoient de poursuivre les tests afin d’améliorer le système, et le groupe travaille avec TFCF pour développer une chaîne d’approvisionnement locale pour les composants. À terme, elle pourrait fournir des systèmes de filtration aux plus de 800 000 habitants du district de Ger.

« Cette chaîne d’approvisionnement locale nous aidera à mettre en œuvre une solution plus durable et perpétuelle pour les résidents », déclare Yavari.

Travailler avec une organisation à but non lucratif a été inestimable, disent les deux. TFCF s’est connecté avec la communauté locale, a mis en place les 13 unités et a obtenu des données sur le fonctionnement du système, explique Warudkar.

« Sans un partenaire local, nous ne pourrions pas faire ce que nous faisons », dit-il.

Le projet a débuté dans le cadre des cours des étudiants d’EPICS, mais il est devenu quelque chose de plus. Koyash est maintenant enregistré comme organisation à but non lucratif– ce qui a contribué à fournir aux résidents un soutien à long terme grâce à des systèmes supplémentaires, au développement de la chaîne d’approvisionnement et à une assistance continue.

L’adaptabilité est essentielle

En réfléchissant aux leçons apprises au cours du projet, Yavari et Warudkar conviennent que la patience et l’adaptabilité ont été essentielles.

« Lorsque vous avez un projet international, il y a de nombreux obstacles que personne n’anticipe ni ne contrôle, mais nous avons veillé à ce que le projet continue de progresser », explique Yavari.

Le projet « n’est pas tombé entre nos mains », dit-il. « C’est quelque chose que nous avons dû délibérément y aller et comprendre.

« Quand les gens sont chez eux et regardent un documentaire sur la façon dont changement climatique affecte le monde, ils disent souvent : « Oh mec, c’est nul, mais je ne peux rien y faire. Mais lorsque vous vous investissez vraiment et faites le travail, vous pouvez accomplir beaucoup de choses. Il est important de continuer à essayer, quels que soient les obstacles rencontrés.