Sonda di misurazione del livello delle acque sotterranee per impostazioni di risorse ridotte: 4 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

introduzione

Abbiamo ricevuto una richiesta da Oxfam per sviluppare un modo semplice con cui i bambini delle scuole in Afghanistan potessero monitorare i livelli delle acque sotterranee nei pozzi vicini. Questa pagina è stata tradotta in Dari dal Dr. Amir Haidari e la traduzione può essere trovata qui. I costi dovrebbero essere bassi e si dovrebbe essere in grado di farlo con materiali disponibili localmente. Inizieremo con un design che dovrebbe funzionare nella maggior parte dei luoghi, ma c'è molto spazio per alternative e improvvisazioni. Ho usato un allarme economico per emettere un suono, ma un semplice giocattolo potrebbe funzionare altrettanto bene.

Il modo tradizionale e semplice per misurare i livelli delle acque sotterranee in un pozzo è con una campanella, fondamentalmente un tubo metallico aperto da un lato e chiuso dall'altro, su un metro (vedi foto). Quando la campana viene immersa nell'acqua, emette uno scoppiettio, come mostrato nel video.

Ci vuole un po' di pratica per usarlo. Una versione elettronica è più facile da usare e più divertente da realizzare.

Forniture

Si noti che per la maggior parte delle parti non sarà difficile trovare alternative, motivo per cui alcuni elementi sono seguiti da una descrizione funzionale tra parentesi.

Materiali (vedi foto A)

1. Allarme economico (un dispositivo elettronico che emette un suono quando un interruttore è chiuso, pensa a giocattoli, cicalini, …)
2. Tubo vuoto per compresse effervescenti (qualsiasi custodia stagna che può contenere il circuito e la batteria e si inserisce nel pozzo)
3. Filo di rame rigido
4. Saldare, filo
5. Colla a caldo (qualsiasi colla o kit che possa rendere impermeabile un piccolo foro)
6. Corda, fascette, nastro adesivo (questo serve per legare il dispositivo al metro)
7. Metro a nastro topografico (ci si potrebbe fare da soli segnando le distanze su una corda)

Strumenti (vedi foto B)

1. Saldatore (può essere molto più semplice di quello mostrato qui)
2. Pistola per colla a caldo
3. Coltello da hobby
4. Occhiali di sicurezza

Passaggio 1: selezione del generatore di suoni

È importante selezionare attentamente un gadget che generi un suono quando si chiude un interruttore o si preme un pulsante. Mercati, negozi con "roba a buon mercato", negozi di ferramenta, parti automobilistiche di seconda mano, queste possono essere tutte una buona fonte. Ho controllato un giocattolo economico, un biglietto d'auguri che riproduceva musica quando veniva aperto e un rilevatore di fumo, ma alla fine ho trovato un allarme da finestra che ho trovato in un negozio di ferramenta per due euro ma che probabilmente si trova a molto meno. Devono essere presi in considerazione i seguenti criteri:

• L'interruttore o il pulsante non deve accendere il circuito completo. In tal caso, tutta l'energia scorrerà attraverso l'interruttore. Nel nostro caso, l'interruttore è una connessione attraverso l'acqua, che conduce abbastanza bene ma ha una resistenza molto più alta di un interruttore chiuso o di un pulsante premuto. Il biglietto d'auguri aveva un interruttore del genere e non funzionava con l'acqua. Invece, dobbiamo cercare qualcosa con un circuito che può essere attivato da un pulsante a sfioramento o da un sensore.
• Il suono dovrebbe iniziare quando il circuito è chiuso e fermarsi non appena la connessione è interrotta. Vuoi sentire qualcosa non appena la sonda tocca l'acqua e si ferma non appena non tocca più l'acqua. Il giocattolo che ho trovato era un telefono falso che riproduceva suoni che sarebbero continuati dopo che il pulsante non veniva più premuto. Ciò rende difficile trovare il livello esatto dell'acqua, anche se potrebbe essere fatto con un po' di pazienza in più.
• Dovrebbe essere abbastanza piccolo da poter essere inserito nel contenitore che si desidera utilizzare per la sonda. Va bene tagliare il generatore di suoni in più parti, come verrà mostrato in seguito. Nel mio caso, avevo un tubo molto stretto nella mia configurazione di prova e non potevo smontare il rilevatore di fumo in parti sufficientemente piccole per adattarlo tutto. Se il tuo pozzo è molto più grande, la costruzione sarà probabilmente più semplice.
• Dovrebbe essere economico.

Nel mio caso, la scelta migliore era un allarme che si attivasse all'apertura di una finestra o di una porta. L'allarme può essere aperto allentando una vite, mostrando:

1. Cicalino piezoelettrico che emette il suono reale
2. Circuito che aziona il cicalino piezo
3. Compartimento della batteria

Ho usato le batterie a celle originali, ma puoi scegliere di usarne di più grandi che trattengono più energia, quindi ci vorrà molto più tempo prima di dover aprire il contenitore per sostituire le batterie quando sono scariche dopo un po' di utilizzo.

Passaggio 2: hacking del generatore di suoni

L'allarme non si adattava al mio contenitore, quindi l'ho tagliato in tre parti, il cicalino piezo (1), il circuito (2) e il vano batteria (3). Quando si rimuove un piezo-cicalino, sii gentile perché è costituito da un sottile strato di ceramica su un disco di metallo, quindi quando viene piegato lo strato di ceramica si rompe rapidamente.

Saldare i fili di collegamento ai punti del circuito che devono essere collegati per attivare il suono. Questo potrebbe richiedere alcuni esperimenti e ricerche. Se riesci a vedere un interruttore o un pulsante, collega un filo a ciascuna estremità dell'interruttore o del pulsante e verifica se il suono si attiva quando i due fili si toccano. Questo è anche il momento di testare se funzionerà con l'acqua immergendo le estremità dei fili (4 in foto) in un po' d'acqua. Se questo è il caso, il resto è solo un paziente armeggiare. Se il dispositivo ha un interruttore principale per accendere e spegnere l'intero dispositivo, assicurati che sia fissato in posizione "on" o, come ho finito per fare, salda un filo per assicurarti che sia sempre chiuso.

Se non hai mai saldato prima, dai un'occhiata ad alcune presentazioni su Instructables, come https://www.instructables.com/id/How-to-solder/. Esercitati su alcuni fili prima di iniziare a lavorare sul progetto vero e proprio.

Passaggio 3: mettere tutto insieme

Fai dei piccoli fori per i fili di rame rigidi nella parte inferiore della sonda con il coltellino. È più facile far passare i fili se i fili di rame rigidi sono un po' più lunghi. Successivamente, questi verranno abbreviati.

Saldare i fili di collegamento (4 in Foto A) ai due fili di rame rigido (5 in Foto A).

Vuoi aggiungere un po' di peso extra alla sonda, ad esempio aggiungendo della sabbia asciutta o dei ciottoli. Questo rende un po' più facile abbassare la sonda nel pozzetto poiché il metro sarà teso. Chiudi il contenitore e prova ancora una volta per vedere se tutto funziona ancora (Foto B).

Taglia i fili di rame rigidi in modo che sporgano di uno o due centimetri. Incollali con cura con la colla a caldo, assicurandoti che sia tutto a tenuta d'acqua (Foto C).

Passaggio 4: prova

Fissare la sonda al nastro di misurazione con alcune stringhe e/o fascette. Puoi usare qualsiasi cosa per questo, ma assicurati che regga, altrimenti la tua sonda potrebbe finire sul fondo del pozzo. Prova la connessione prima di abbassarla nel pozzo!

È ora di uscire e testare la sonda nel tuo pozzo! Ho realizzato un piccolo allestimento con un serbatoio, un po' di ghiaia e un tubo in PVC che fa il ruolo di pozzo. Ho aggiunto dell'acqua blu all'acqua per mostrare la falda freatica. Il video mostra che è davvero facile trovare il punto esatto in cui la sonda tocca l'acqua, molto più facile che con la campana tradizionale. Puoi leggere il metro a nastro in un punto fisso nella parte superiore del pozzetto, ma assicurati di aggiungere la lunghezza extra dal fondo della sonda allo zero sul nastro.

Buona misurazione!