TEKNOFEST
HAVACILIK, UZAY VE TEKNOLOJİ FESTİVALİ
İNSANLIK YARARINA TEKNOLOJİ YARIŞMASI PROJE DETAY RAPORU
PROJE KATEGORİSİ: Afet Yönetimi
PROJE ADI: Acil Durum Sensoru TAKIM ADI: Minik Mucitler
TAKIM ID: T3-21604-144
TAKIM SEVİYESİ: İlkokul-Ortaokul
DANIŞMAN ADI:
Meryem İncedalkesen
İçindekiler
1. Proje Özeti (Proje Tanımı)
Alp-Himalaya (Akdeniz) Deprem Kuşağı üzerinde yer alan Türkiye’de ülke topraklarının yaklaşık yarısı 1. Derece deprem bölgesidir (Özmen vd., 1997). Bu nedenle deprem hayatımızın ciddi bir gerçeğidir. Ülkemizde depremlerden dolayı oluşabilecek can ve mal kaybını en aza indirmek için deprem öncesi, deprem sonrası ve deprem esnasında yapılacaklar hakkında ciddi plan ve projeler geliştirmek elzemdir.
Bu proje ile deprem sonrasında meydana gelebilecek doğal gaz sızıntılarının oluşturduğu zehirlenme ve yangın tehlikesi hususunda, maliyeti düşük çözümler bulmak amaçlanmıştır.
Ülkemizde giderek yaygınlaşan doğal gaz kullanımının önümüzdeki 25 sene içerisinde 1 trilyon dolar seviyelerine ulaşabileceği tahmin edilmektedir. (Yardımcı,2010) Bu da neredeyse her binanın doğal gaz ile enerji ihtiyacını karşılaması demektir.
Çalışmada ‘Arduino’ adı verilen kurulumu ve kullanımı basit bir açık kaynaklı elektronik bir donanım kullanılmıştır. Arduino üzerinde sensorlar takılabilen, maliyeti düşük, enerji ihtiyacı az olan bir modüldür. ‘UNO’ adı verilen basit bir devre üzerinde işlemciler ve sensor yuvaları bulunur. Sensor yuvalarına eklenen Arduino hareket algılayıcı sensor sayesinde oluşan depremler devre tarafından algılanabilmektedir. Yine devre üzerine eklenen servo motor sayesinde oluşturduğumuz pimli düzenek hareket algılayıcı sensorun uyarısıyla harekete geçer ve deprem anında doğal gazın iletimini durdurur. (Resim 1)
Hareket Algılayıcı
Servo Motor
Resim 1
Problem/Sorun:
Türkiye nüfusunun % 44’ü 1. Derece deprem bölgesinde yaşamaktadır. (Avcı, 2011).
1900 ‘lü yıllardan 2005 yılına kadar (M≥4.0) 8331 adet deprem meydana gelmiştir. Yine bu süre zarfında 33 adet (Ms>7.0) büyük deprem gözlenmiştir. (Kalafat 2005) . Türkiye’de 1900-2014 yılları arasında yaklaşık 90 bin vatandaşımız deprem dolayısıyla hayatını kaybetmiştir. (AFAD,2014) Depremlerde meydana gelen can ve mal kayıplarının azaltılması için deprem öncesi risk azaltma çalışmalarına önem verilmesi gerekmektedir.
Bu konuda bölgesel birçok çalışma olmakla beraber deprem sırasında doğal gaz akışının kesilmesi için yapılan çalışmalar hala çok yetersizdir. Bursa ilini kapsayan Kocaeli Üniversitesinin yaptığı çalışmalarda 25 adet deprem esnasında doğalgazı kapatan sistem ana regülatörlere eklenmiştir. Bu sayının da 50 âdete çıkarılması planlanmaktadır.(Tunç 2017). Yine birçok şirketin deprem anında doğal gaz akışını kesebilen prototipler geliştirdiğini ancak hiç birinin maliyet nedeniyle uygulanabilir ve seri üretime geçebilir olmadığı düşünülmektedir. Deprem esnasında haber veren, çeşitli ivme ölçer cihaz türleriyle çalışan uyarıcı cihazlarda bulunmakla beraber yaptığımız projemizin toplam maliyeti kadar pahalıdır.
2. Çözüm
Bu proje ile her binanın girişinde bulunan doğal gaz ana borusuna eklediğimiz modül sayesinde, maliyeti çok düşük, kolay uygulanabilir ve seri üretime kolaylıkla geçilebilir önlem almış oluruz. Ekonomik yönden avantajlı olan bu güvenlik yöntemi gerektiği takdirde yasal zorunluluk haline getirilebilir. Doğal gazı kullanan ve deprem esnasında zarar görmemiş konutların doğal gaz akışı kolaylıkla tekrar kullanıma açılır. Depremde zarar gören binalara ise doğal gaz girişi durdurulmuş olur. Deprem sonrasında oluşan barınma ve ısınma problemlerinin önüne de bir nebze geçilmiş olunur.
Çalışmada, binaların doğal gaz girişlerindeki borular kullanılır. (Resim 3) Bu borular bir kutu yardımıyla dış etkilerden korunur. Boru içerisindeki sistem, pime bağlı bir yaydan oluşur. Pime bağlı yay çekilerek pim üzerindeki çentik noktasının servo motor kolunda sıkıştırılması sağlanır. Servo motor kolu bir santimetre için 40 kilogram kadar kaldırabilir.
Yayı kolaylıkla sıkışmış bir vaziyette tutabilir. Deprem anında olan meydana gelen sarsıntı devremize bağlı hareket sensorunu uyarır. Devremizde bulunan servo motor 180 º dönerek yayı serbest bırakır. (Resim 4) Serbest bırakılan yay pimi iterek doğal gaz girişini körler.
Bunun için kullanılabilen yazılım Resim 2’de gösterilmiştir.
Resim-2
Doğal Gaz Arduino Servo motor
Pim Yay
Resim 3.
Resim 4.
3. Yöntem
Bu çözüm için basit bir Arduino yazılımı kullanılmıştır. (Resim 2) Okulumuzda bulunan ardiniou uno modeli bilgisayar öğretmeninin desteğiyle kurulmuştur. Kullanılacak ilk örnek boru sistemi için ise 3D yazılımı ve çizimi gerekmektedir. Gerekli parçanın seri üretimi için ise sanayi tipi kalıplarla çalışmak gerekir.
4. Yenilikçi (İnovatif) Yönü
Bu proje, piyasada çok pahalı örnek modelleri bulunan ancak seri üretime geçilememiş deprem anında doğal gazı kolaylıkla kapatabilen bir çalışmadır. Bu projede piyasada bulunan ve maliyeti 400-1000 Türk Lirası arasında değişen ivmeölçerler yerine maliyeti yaklaşık 15 Türk Lirası olan hareket sensoru kullanılmıştır. İvmeölçerle yapılmaya yeni yeni başlanan doğal gazı kapatma sistemlerinde bir uzman tarafından doğal gazın tekrar açılması gerekirken bizim projemizde yetiştin bir insanın kolaylıkla kurabileceği yaylı bir sistem vardır. Takımı oluşturan 10 yaşında olan ilkokul öğrencileri bile kolaylıkla arduino kodlamalarını da yazabilmektedir.
5. Uygulanabilirlik
Yapılan bu proje kolaylıkla seri üretime geçirilebilir ve ticari olarak kullanılabilir. Projenin kullanımında herhangi bir risk olmamakla beraber doğal olmayan sarsıntılardan dolayı oluşabilecek doğal gaz kesintileri yaşanabilir. Top çarpması, ağır tonajlı makinelerin yakınlarda çalışması, yer delicilerin gibi doğal olmayan sarsıntıların oluşturdukları sarsıntıların doğal gaz sensorunu etkilememesi için sensorların binaların taşıyıcı
kolonlarına kurulması elzemdir. Ayrıca bunu önlemek için bir plastik kutu ile çerçevelenmesi de gerekir.
6. Tahmini Maliyet ve Proje Zaman Planlaması
Kullanılacak malzemeler ve ortalama maliyetleri aşağıdaki gibidir.
Arduino Uno R3 SMD CH340 Chip - Klon (USB Kablo Dahil) = 26,40 TL
HC-SR501 PIR Sensor Sensör Hareket Algılama Arduino =6,25 TL
12V 90Rpm JGY370 Redüktörlü DC Motor = 83,01 TL
Prinç Pim= 2,75 TL
Yuvarlak Boru Profil İç Tapa 28 mm 4 Adet =4 TL
Çuvalağzı Ayak Baskı Yayı =1,12 TL
TOPLAM MALİYET= 123,53 TL
Piyasadaki benzer ürünlerde kullanılan sadece ivmeölçerin fiyatı ise:
Sismik Siscut Elektronik Deprem Sensörü Cihazı =500 TL’dir.
Kullanılacak boru dizaynı için ise ilk önce 3D yazıcı ile önümüzdeki 10 günde üretilecektir. Metal boru dizaynı için ise maddi kaynak beklenmektedir.
7. Proje Fikrinin Hedef Kitlesi (Kullanıcılar):
Proje doğal gaz kullanan tüm binaların faydalanması için düşünülmüştür.
8. Proje Ekibi
Takım Lideri:
Adı Soyadı Projedeki Görevi Okul Projeyle veya
problemle ilgili tecrübesi Şebnem Keltaş Takım Lideri Özel Sanko İlkokulu Araştırma ve saha
incelemesi Zeynep Deren Konukoğlu Üye Özel Sanko İlkokulu Araştırma ve saha
incelemesi
Alisa Nur Özkır Üye Özel Sanko İlkokulu Araştırma ve saha
incelemesi
İrem Urmak Üye Özel Sanko İlkokulu Araştırma ve saha
incelemesi
Doğa Halavurt Üye Özel Sanko İlkokulu Araştırma ve saha
incelemesi
*Tüm üyeleri tabloya eklemeniz gerekmektedir. Tablo Örnektir. Farklı tasarımlar ile tablo oluşturabilirsiniz.
9. Kaynaklar
Özmen, B., Nurlu, M., Güler, H. (1997). Coğrafi Bilgi Sistemleri İle Deprem Bölgelerinin İncelenmesi. Afet İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara.
Avcı, S. (2011). Türkiye’de Nüfusun Deprem Bölgelerine Göre Dağılışı (1935-2010). Fiziki Coğrafya Araştırmaları: Sistematik ve Bölgesel (Editör: Deniz EKİNCİ), Türk Coğrafya Kurumu Yayınları, Sayı:6, s
Kalafat ( 2005 ) (BOĞAZİÇİ ÜNİVERSİTESİ KANDİLLİ RASATHANESİ VE DEPREM ARAŞTIRMA ENSTİTÜSÜ Bütünleştirilmiş Homojen Türkiye Deprem Kataloğu (1900-2005; M≥4.0) A revised and extented earthquake cataloque for Turkey since 1900 (M≥4.0) Doğan KALAFAT, Yavuz GÜNEŞ, Mehmet KARA, Pınar DENİZ, Kıvanç KEKOVALI, H. Sadi KULELİ, Levent GÜLEN, Mehmet YILMAZER, Nurcan M. ÖZEL.: 301-326, İstanbul.)
Yardımcı (2010) EKONOMİ BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt 3, No 2, 2011 ISSN: 1309-8020 (Online) 157 TÜRKİYE DOĞAL GAZ PİYASASI: GEÇMİŞ 25 YIL, GELECEK 25 YIL Okan YARDIMCI
4. Uluslararası Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı 11-13 Ekim 2017 – ANADOLU ÜNİVERSİTESİ – ESKİŞEHİR DOĞALGAZ BÖLGE REGÜLATÖRLERİNİN DEPREM SONRASI OTOMATİK KAPATILMA SİSTEMİ Süleyman TUNÇ1 , Berna TUNÇ2
