Talking ScienceΗ start-up της Jessica Droujko, Riverkin, μετρά την ποιότητα του νερού των οικοσυστημάτων του γλυκού νερού και βοηθά στην ποσοτικοποίηση και την αντιμετώπιση κινδύνων όπως οι πλημμύρες και η ρύπανση. Χάρη σε μια ETH Pioneer Fellowship, η δουλειά της τώρα επιταχύνεται.
Η Jessica Droujko είναι παθιασμένη με το νερό – και ιδιαίτερα τα ποτάμια. Η Καναδή επιστήμονας γεννήθηκε κατά μήκος του ποταμού Νιαγάρα, περνούσε τα καλοκαίρια της στον ποταμό Οττάβα και απέκτησε το πτυχίο της στο Μόντρεαλ, όπου δύο ποτάμια συγχωνεύονται για να δημιουργήσουν τον μεγάλο ποταμό St. Lawrence. Ήρθε στο ETH της Ζυρίχης για τις μεταπτυχιακές της σπουδές και ερωτεύτηκε την Ελβετία και τα ποτάμια της, με αποτέλεσμα να κάνει το διδακτορικό της στο Τμήμα Πολιτικής, Περιβαλλοντικής και Γεωματικής Μηχανικής. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ανέπτυξε τα θεμέλια για την start-up Riverkin, η οποία μετρά και αναλύει την ποιότητα του νερού του ποταμού.
Ήταν μια καθαρή σύμπτωση, λέει ο Droujko: «Μελέτησα τους κινητήρες εσωτερικής καύσης και τις αντιδραστικές ροές, αλλά δεν ήμουν σίγουρος αν αυτό ήταν το σωστό θέμα για μένα. Εκείνη την εποχή, ένιωσα πολύ ελκυσμένος από θέματα για το κλίμα και το περιβάλλον». Ως μακροχρόνια καγιάκ, είχε πολλούς φίλους σε τομείς όπως η γεωμορφολογία, η βιοποικιλότητα του ποταμού και η βιογεωχημεία. «Ρώτησα μερικούς από αυτούς τι θα χρειάζονταν για την έρευνά τους και μου είπαν ότι έπρεπε να αναπτύξω έναν αισθητήρα θολότητας», λέει. Σύντομα έγινε φανερό ότι η θολότητα δεν είχε καμία σχέση με τις αναταράξεις, όπως αρχικά υποψιάστηκε ο Droujko. Θα ήξερε αρκετά για τις αναταράξεις, αλλά η θολότητα των ποταμών ήταν κάτι που δεν είχε σκεφτεί ποτέ.
“Συλλέγουμε δεδομένα για την ποιότητα του νερού και βοηθάμε τους πελάτες μας να λάβουν καλύτερες αποφάσεις για τη διαχείριση του νερού.”
Jessica Droujko, ETH Pioneer Fellow
Ένας αισθητήρας για τη μέτρηση της ποιότητας του νερού
Τα ποτάμια γίνονται θολά – ή θολά – όταν το νερό μεταφέρει πολλά λεπτά ιζήματα. Αυτό σημαίνει ότι το θολό νερό του ποταμού μπορεί να είναι δείκτης διαταραχών στα συστήματα των ποταμών, για παράδειγμα, μέσω έντονων βροχοπτώσεων ή από εξόρυξη ή γεωργία. Ωστόσο, τα λεπτά αιωρούμενα ιζήματα από τα ποτάμια είναι επίσης σημαντικά για τη ρύθμιση της ισορροπίας των θρεπτικών συστατικών όπως ο φώσφορος, το άζωτο και το πυρίτιο. Η ισορροπία του υλικού σε ένα ποτάμι χρησιμεύει ως μέτρο της οικολογικής ποιότητας του νερού και της υγείας του ποταμού. Ως μέρος της διδακτορικής της διατριβής, η Droujko ανέπτυξε έναν αισθητήρα που μπορεί να μετρήσει τη θολότητα αυτού του είδους.
Ο αισθητήρας της δεν είναι μόνο στιβαρός και ενεργειακά αποδοτικός, αλλά είναι επίσης εύκολος στην εγκατάσταση σε σύγκριση με τους συμβατικούς σταθμούς μέτρησης που πρέπει να συνδεθούν στην κοίτη του ποταμού με τσιμέντο. Οι αισθητήρες μετρούν τη ροή του νερού, τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση λεπτών ιζημάτων. Σε αντίθεση με τους περισσότερους εμπορικούς αισθητήρες, οι οποίοι είναι ικανοί να μετρούν 0 έως 1,5 γραμμάρια ιζήματος ανά λίτρο νερού, το μοντέλο του Droujko μπορεί να μετρήσει έως και 20 γραμμάρια ανά λίτρο. «Τα ποτάμια είναι ζωντανά, απρόβλεπτα οικοσυστήματα», εξηγεί. «Σε περίπτωση έντονων βροχοπτώσεων ή ισχυρών εκλύσεων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, οι παράμετροι του νερού συχνά αλλάζουν απότομα. Γι’ αυτό χρειαζόμαστε ένα μεγάλο αλλά ακριβές εύρος μετρήσεων.»
Ολιστική προσέγγιση για έξυπνη διαχείριση του νερού
Η μέτρηση της ποιότητας του νερού χρησιμοποιώντας το υλικό που αναπτύχθηκε από την Droujko – το Οικοσύστημα των αισθητήρων – είναι μόνο το πρώτο βήμα. Θέλει επίσης να συγκεντρώσει όλα τα δεδομένα από τους αισθητήρες της σε μια κεντρική βάση δεδομένων, η οποία βρίσκεται υπό ανάπτυξη, και τελικά να χρησιμοποιήσει την start-up Riverkin για να αλλάξει την αντίληψη των ανθρώπων για τα ποτάμια και να επιτρέψει θετική αλλαγή στα υδάτινα συστήματα μας και στις κοινότητες γύρω. τους.
Στο μέλλον, η Droujko σχεδιάζει να αναλύσει αυτά τα δεδομένα νερού για να υποστηρίξει τους πελάτες με έξυπνη διαχείριση του νερού και λήψη αποφάσεων όπου οι πελάτες θα αισθάνονται εξουσιοδοτημένοι να εργαστούν με τον κύκλο του νερού και όχι εναντίον του. Αυτό μπορεί να λάβει τη μορφή κατανόησης και αντίδρασης στις επιπτώσεις των φυσικών καταστροφών όπως οι κατολισθήσεις, η συμμόρφωση με τους περιβαλλοντικούς κανονισμούς ή η επιτυχής ενσωμάτωση στόχων αποκατάστασης. Οι δυνατότητες της αγοράς είναι μεγάλες, καθώς τα ποτάμια και τα ζητήματα διαχείρισης των υδάτων είναι παντού, και ορισμένα από αυτά τα ζητήματα πρόκειται να ενταθούν στο μέλλον. Η πρώτη ομάδα-στόχος της Droujko είναι ο υδροηλεκτρικός τομέας. Η εξόρυξη, η γεωργία και η άρδευση παρουσιάζουν επίσης ενδιαφέρον για τον Riverkin. Τα επιφανειακά και τα υπόγεια ύδατα αναμένεται να είναι ο μεγαλύτερος αναπτυσσόμενος τομέας την επόμενη δεκαετία.
Η Droujko αδειοδοτεί επίσης τα δεδομένα σε ανερχόμενες εταιρείες που ειδικεύονται στην παρακολούθηση βιοποικιλότητας που υποστηρίζεται από τεχνητή νοημοσύνη. «Πολλοί χρησιμοποιούν δορυφορικές εικόνες, αλλά δεν έχουν δεδομένα που λαμβάνονται επί τόπου», λέει. «Εδώ μπορούμε να βοηθήσουμε και να δημιουργήσουμε επιπλέον προστιθέμενη αξία». Για παράδειγμα, τα ιστορικά δεδομένα θερμοκρασίας, στάθμης νερού και θολότητας παρέχουν πληροφορίες για τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ της κάλυψης της γης και της ποιότητας του νερού που επηρεάζουν τα χερσαία και τα γλυκά οικοσυστήματα. Η εκκίνηση της Droujko μπορεί να βοηθήσει αυτές τις εταιρείες να επιτρέψουν στους ενδιαφερόμενους να λάβουν πιο ενημερωμένες αποφάσεις που προωθούν πρακτικές βιώσιμης χρήσης γης και διατήρησης.
To Student Project House ως εφαλτήριο
Κατά τη διάρκεια της θητείας της στο ETH, η Droujko είχε μια ιδιαίτερα πολύτιμη εμπειρία στο Student Project House, όπου ανέπτυξε τον πρώτο της αισθητήρα. «Είμαι ακόμα ενθουσιασμένη με αυτό που προσφέρεται», δηλώνει. «Οι μαθητές όχι μόνο λαμβάνουν καθοδήγηση, αλλά έχουν επίσης πολλές ευκαιρίες να μάθουν τα σχοινιά της επιχειρηματικότητας».
Το Student Project House είναι πάντα στο κυνήγι για διδακτορικούς φοιτητές που θέλουν να μετατρέψουν την έρευνά τους σε εμπορεύσιμη ιδέα, λέει. Σύμφωνα με τον Droujko, πολλοί διδακτορικοί φοιτητές βρίσκουν σχεδόν αδύνατη την ιδέα να αναπτύξουν ένα προϊόν ή μια υπηρεσία από τη διδακτορική τους έρευνα. Ωστόσο, τους ενθαρρύνει να εξερευνήσουν τις επιλογές τους, σημειώνοντας ότι το Student Project House θα μπορούσε να βοηθήσει σε αυτή τη διαδικασία.
Η περιέργεια και η διαφάνεια ως ακρογωνιαίοι λίθοι της επιτυχίας
«Φυσικά, χρειάζεστε τους σωστούς μέντορες», λέει ο Droujko. Στην περίπτωσή της, ήταν ο Peter Molnár, ο επιβλέπων διδάκτορας της στο Ινστιτούτο Μηχανικής Περιβάλλοντος, που έπαιξε καθοριστικό ρόλο στο ταξίδι της. Η Molnár πίστεψε στις δυνατότητες της ιδέας της και τη βοήθησε να κερδίσει ένα ερευνητικό επιχορήγηση ETH για να πραγματοποιήσει το διδακτορικό της και να αναπτύξει τον αισθητήρα. «Υπάρχει πάντα χώρος για καινοτομία», λέει. «Απλώς πρέπει να είσαι γενναίος και να κάνεις το πρώτο βήμα».
Συμβουλεύει τους φοιτητές του Bachelor να είναι ατρόμητοι και περίεργοι όταν πρόκειται για τα ενδιαφέροντά τους. «Έμαθα ότι οι ευκαιρίες προκύπτουν από έναν συνδυασμό προετοιμασίας και άνοιγμα σε νέες δυνατότητες», λέει.
Aναδημοσίευση άρθρου της Deborah Kyburz 24.06.2024 στο ETH Zurich News. Link to original article >
Πηγή: Droujko J, Molnar P: Open-source, low-cost, in-situ turbidity sensor for river network monitoring. Scientific Reports, 20. Juni 2022, doi: 10.1038/s41598-022-14228-4
