עשו זאת בעצמכם

עמית פורת ונתנאל רכל, סטודנטים לתואר ראשון כפול בהנדסה מכנית ובמדעי כדור הארץ, חיפשו פרויקט משמעותי עם ערך מוסף. פרופ' הדס ממן, ראשת התוכנית להנדסת סביבה וראשת המעבדה לטכנולוגיית מים-אנרגיה בבית הספר להנדסה מכנית, שעוסקת בפיתוח טכנולוגיות ברות קיימא לאספקת מי שתייה בטוחים במדינות עולם שלישי, חיפשה באותו זמן מישהו שיפתח עבור המחקר שלה אינקובטור נייד, שבעזרתו תוכל לפענח בצורה מהימנה דגימות מים שנלקחות באזורים מרוחקים מחשמל.

השלושה נפגשו והדס ביקשה: צרו עבורי כלי שאפשר יהיה להרכיב בכל מקום בעולם בעלות מינימלית, שלא יהיה תלוי ברשת חשמל וישמור על טמפרטורה קבועה של חום גוף. עמית ונתנאל הרימו את הכפפה וכך נולדה המעבדה הניידת (והמאוד קומפקטית) לניטור מים, שאת כל מרכיביה אפשר להזמין אונליין בעלות כוללת של 86$ או למצוא בכל חנות DIY. רק כדי לסבר את האוזן, האינקובטור התעשייתי הכי זול שאפשר למצוא היום עולה כ-900$.

^{כמה קטנה - ככה חשובה. עמית, נתנאל והמעבדה הניידת}

"ברוב המקומות שבהם דוגמים מים בשטח אין חשמל, ואם יש חשמל או מעבדה קרובה - במקרה הטוב היא נמצאת כמה שעות נסיעה משם. לכן יש צורך במיכל שישמור על הדגימות בטמפרטורה קבועה, יהיה מנותק מרשת חשמל ויפעל לזמן ממושך עד 48 שעות".

בשביל מה צריך את זה?

אחד הדברים שפרופ' ממן עושה במסגרת המחקר שלה הוא ניטור מים. ביחד עם הסטודנטיות והסטודנטים שלה, היא מגיעה למקומות שונים בהם חיות קהילות מעוטות יכולת, בעיקר באפריקה ובהודו, ובודקת האם וכמה זיהום יש במים. "בכל העולם, ובעיקר במדינות עולם שלישי יש בעיה של איכות המים. ישנם מיקרואורגניזמים שיכולים להזיק לאדם, והשאלה היא באיזו כמות ומאיזה סוג. הקוליפורמים הצואתיים בכלל וה-E. coli במיוחד הם אלו שמעניינים את פרופ' ממן", מספר עמית.

"מי שתייה מזוהמים מיקרוביולוגית עלולים להעביר מחלות כמו שלשולים, כולרה, דיזנטריה, טיפוס ופוליו ועל פי ההערכות לגרום לחצי מליון מקרי מוות משלשולים מדי שנה, בעיקר בקרב ילדים, ולכן מאוד משמעותי לבדוק קוליפורמים שמהווים מדד לזיהום של מים. בעולם של מציאות מדומה, סייבר, ננוטכנולוגיות ובינה מלאכותית, עדיין מתים ילדים בשל מים לא ראויים לשתייה, והפער הולך וגדל בשל משבר האקלים ומעגל העוני שהתרחב מאז משבר הקורונה. ולמרות שלצערי לא נגיע ליעדי האו"ם של מים בטוחים ובמחיר סביר עד  2030 - עדיין יש לנו חובה מוסרית להתמודד עם המציאות", אומרת פרופ' ממן.

הבעיה שעמית ונתנאל ניגשו לפתור היא בתהליך הניטור. כדי שתוצאות דגימה יהיו מהימנות ויראו תוצאה אמינה, יש לשמור על המים בטמפרטורה של חום גוף, שנעה בין 37-36 מעלות צלזיוס. "ברוב המקומות שבהם דוגמים מים בשטח אין חשמל, ואם יש חשמל או מעבדה קרובה - במקרה הטוב היא נמצאת כמה שעות נסיעה משם, וזה בתנאי שהדוגמים יגיעו לשם באותו יום. לכן יש צורך במיכל שישמור על הדגימות בטמפרטורה קבועה, יהיה מנותק מרשת חשמל ויפעל לזמן ממושך עד 48 שעות", מסביר עמית.

"מדובר במעבדה ניידת קטנה, שאפשר יהיה להרכיב לבד ממוצרים שכל אדם בכל מדינה יכול להשיג, גם במדינת עולם שלישי".

צידנית מהום סנטר וסוללה מעלי אקספרס

הפרויקט, שבוצע במסגרת פרויקטי גמר של תואר ראשון, יצא לדרך ועמית ונתנאל ניצבו בפני לא מעט אתגרים. ליוו אותם לאורך כל הדרך פרופ' יורם רייך ורכז הפרויקטים דני ברקו, ופרופ' ממן הסבירה להם על הצרכים בשטח, כולל ירידה לפרטי משקל המוצר והעלות הסופית שלו לצרכן. על פי הנתונים האלה הם החלו ליצור את האינקובטור. מיכל דולב, מנכ"לית ארגון 'מהנדסים ללא גבולות', שחבריו עתידים להשתמש במעבדה, עזרה בניתוח הפערים בשטח. לבקשתה, הערכה כוללת אפשרות הרכבה של פאנל סולרי לטעינה עצמית, כיסי הפרדה שונים לציוד, חלוקה לתאים פנימיים בתוך הצידנית ועוד, והכל ניתן לרכישה.

מלבד בניית המוצר עצמו, שצריך להיות כמה שיותר קל במשקל וקל להרכבה, הם היו צריכים לבדוק שכל פריט שהם משתמשים בו זמין להזמנה ברשת או בחנות מקומית בכל מקום בעולם, וכך התהליך כלל גם לא מעט שעות גלישה באתרי קניות אונליין, כדי לוודא שבאמת ניתן להזמין את כל המרכיבים הדרושים. "מדובר למעשה במעבדה ניידת קטנה, שאפשר יהיה להרכיב לבד ממוצרים שכל אדם בכל מדינה יכול להשיג, גם במדינת עולם שלישי, היות והשאיפה היא להקים מערך של נשים וגברים מקומיים שידעו ולהרכיב בעצמם ולתפעל את המעבדות הניידות הללו שגם כשאין משלחת מתנדבים ישראלית בשטח", מרחיב עמית. "לכן המטרה שלנו הייתה ליצור את זה הכי פשוט והכי זול שאפשר, כדי שגם אנשים שאין להם אמצעים יוכלו להזמין את הרכיבים".

בנוסף, לצד המוצר יצרו עמית ונתנאל מדריך הוראות להרכבה של הערכה. "הכנו את זה באנגלית, עם תמונות, כדי שכל אחד שהוא לא מהנדס ובלי שום ניסיון יכול להרכיב, וזה כולל את רשימת הקניות של 'מצרכי' המעבדה", הם אומרים.

^{משמאל: נתנאל, עמית, פרופ' הדס ממן ופרופ' אורח מחו"ל בתערוכת הפרויקטים השנתית של בית הספר להנדסה מכנית}

"אני חושב שזה שעשינו משהו שיכול לעזור באמת - בעיניי זה ערך מוסף אדיר, בטח ובטח אם בקיץ המשלחות של הדס יטוסו וישתמשו באינקובטור שלנו. זו תהיה הגשמה של הרעיון שבשבילו נרשמנו לתואר הזה".

להנגיש את בדיקת המים לכולם

נכון לעכשיו, משתמשי המוצר יהיו בעיקר ארגונים התנדבותיים ומשלחות. בקיץ הקרוב יצאו שתי משלחות של פרופ' ממן להודו ולאפריקה, במסגרת התואר למדינות מתפתחות, וינסו לראשונה את האבטיפוס.

"בסופו של דבר, מכיוון שהיום כמעט לכל אחד יש סמאטרפון, ניתן יהיה ללמד את המקומיים לדגום את המים, לשים באינקובטור, לצלם את התוצאה שמתקבלת ולשלוח אותה למי שכן יודע לנתח את הממצאים", אומר עמית.

"בחרנו את התואר כדי לתת איזושהי תרומה לעולם. זו גם הסיבה שבחרנו את הפרויקט הזה", אומר נתנאל.

"אני חושב שזה שעשינו משהו שיכול לעזור באמת - בעיניי זה ערך מוסף אדיר, בטח ובטח אם בקיץ המשלחות של הדס יטוסו וישתמשו בזה. זו תהיה הגשמה של הרעיון שבשבילו נרשמנו לתואר הזה. אני חושב שהאתגר של לבוא ולהשתמש במה שלמדת ולהוציא מהכוח אל הפועל פרויקט - זה משמעותי מאוד ומלמד בפני עצמו, בלי שום קשר לחומר העיוני", מסכם עמית.