Đơn giản khéo léo: Sử dụng ánh sáng để làm sạch nước uống ở các nước đang phát triển   |  

Lý lịch

Việc cung cấp nước uống an toàn là một trong những thách thức cơ bản nhất của thế giới đang phát triển. Thách thức này càng trở nên khó khăn và cấp bách hơn bởi các thảm họa thiên nhiên như trận sóng thần ở châu Á năm 2004. Với dịch bệnh lây lan trong thời kỳ hậu sóng thần, những người sống sót rất cần được tiếp cận với nước uống an toàn. Tại một số cộng đồng bị tàn phá ở Sri Lanka và bang Tamil Nadu, miền Nam Ấn Độ, cứu trợ khẩn cấp được thực hiện dưới hình thức một thiết bị khử trùng nước sáng tạo, Nhà máy nước UV (UVW). Thiết bị mạnh mẽ này tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, vi rút và ký sinh trùng trong nước từ bất kỳ nguồn nào, không sử dụng gì khác ngoài tia cực tím (UV) từ đèn huỳnh quang không được che chắn chạy bằng nguồn điện 40 watt.

Bộ não đằng sau UVW là nhà vật lý học gốc Ấn Độ, Tiến sĩ Ashok Gadgil, người đã bắt đầu tìm kiếm một cách để lọc nước với giá rẻ ở các nước đang phát triển sau khi bùng phát “dịch tả Bengal” giết chết hàng chục nghìn người mỗi tháng vào mùa hè năm 1993 ở Bắc Ấn Độ. Ứng dụng của UVW có khả năng giải quyết cuộc khủng hoảng nước uống được mà nhiều nước đang phát triển đã phải đối mặt trong nhiều thời đại.

Nghiên cứu và phát triển

Tiến sĩ Gadgil muốn tìm cách thiết kế một thiết bị khử trùng nước vừa mạnh mẽ về hiệu suất vừa hoạt động hiệu quả. Dựa trên kinh nghiệm của mình ở Ấn Độ, Tiến sĩ Gadgil biết rằng mặc dù vấn đề khử trùng nước rất phức tạp nhưng giải pháp cần phải đơn giản và không tốn kém. Việc xử lý phải nhanh chóng, vì vậy nó cần tốc độ dòng chảy khá cao. Việc bảo trì phải dễ dàng và chi phí thấp để ngay cả những cộng đồng nghèo nhất cũng có thể sử dụng thiết bị.

Khả năng tiêu diệt vi khuẩn và vi rút của tia UV đã được các nhà khoa học biết đến từ đầu những năm 1900. Tuy nhiên, công nghệ UV theo truyền thống khá đắt đỏ và chỉ gần đây nó mới đủ khả năng chi trả để khử trùng trên quy mô lớn.

Sơ đồ thiết kế của UVW như đã nộp trong ứng dụng PCT PCT/US1997/013528 (tìm kiếm bằng sáng chế)

Tiến sĩ Gadgil nghĩ rằng công nghệ UV có thể có tiềm năng được sử dụng cho thiết bị xử lý nước mà ông mong muốn. Ông quan sát thấy rằng những người khác đã cố gắng phát triển một thiết bị sử dụng đèn tạo tia UV ngâm trong nước đã không thành công do đèn thường xuyên bị tắc nghẽn, sự phức tạp và chi phí bảo trì. Treo đèn trên mặt nước là một giải pháp tao nhã mới lạ và gắn một tấm phản quang bằng nhôm phía trên đèn treo hướng ngược lại ánh sáng sẽ bị mất. Có vẻ đơn giản như vậy, sự phát triển của UVW đã trải qua khá nhiều quá trình thử và sai, yêu cầu nghiên cứu về thủy động lực học và phép đo bức xạ của tia UV, và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm với nước chứa vi khuẩn E. Coli ở các mức độ khác nhau độ đục. Phải mất một vài năm trong tất cả ..

Thiết bị do Tiến sĩ Gadgil phát triển có thể xử lý khoảng 15 lít nước mỗi phút. Mỗi đơn vị có thể cung cấp nước uống an toàn cho một ngôi làng 2.000 dân với chi phí dưới 2 USD/người/năm, bao gồm cả chi phí vốn khấu hao.

tài chính

Thời gian đầu, việc xin tài trợ cho dự án nghiên cứu về UVW khá khó khăn. Tuy nhiên, Tiến sĩ Gadgil đã không bỏ cuộc và sau một số nỗ lực, ông đã nhận được tài trợ từ một người quản lý dự án tại Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ (USAID) cũng như tài trợ hạt giống từ một số quỹ tư nhân. Sau đó, thử nghiệm thực địa đã được hỗ trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Chi phí trực tiếp được trang trải thông qua nguồn tài trợ này. Mặt khác, kinh phí trả lương khó kiếm hơn nhiều. Vì vậy, anh ấy chủ yếu làm việc vào thời gian của mình (buổi tối và cuối tuần), với rất nhiều sự giúp đỡ từ các sinh viên tình nguyện và các đồng nghiệp khoa học tình nguyện, đồng thời sử dụng quỹ để hỗ trợ sinh viên và phần cứng.

bằng sáng chế

Ban đầu, Tiến sĩ Gadgil cân nhắc việc đưa thiết kế của mình lên internet để mọi người sử dụng tự do, nhưng chủ của ông, Phòng thí nghiệm Quốc gia Đại học California/Lawrence Berkeley (UC/LBNL) lại nghĩ khác. Phòng Chuyển giao Công nghệ của LBNL (các cán bộ cấp phép và bằng sáng chế) đã thuyết phục anh ta về những lợi ích của việc cấp bằng sáng chế. Anh ấy nhận ra rằng ngay cả trong trường hợp anh ấy không muốn hưởng lợi từ phát minh của mình, việc cấp bằng sáng chế sẽ bảo vệ chống lại các bản sao được sản xuất kém, không hoạt động như bản chính hãng.

Các luật sư về bằng sáng chế của LBNL cũng thông báo cho ông về hệ thống Hiệp ước Hợp tác Bằng sáng chế (PCT) để bảo vệ sáng chế ở nước ngoài. Theo hướng dẫn này, đơn UVW  PCT  đã được nộp. Theo các điều kiện trong hợp đồng lao động của Tiến sĩ Gadgil, UC/LBNL sở hữu các quyền bằng sáng chế của UVW. Sáng chế được bảo hộ ở nhiều quốc gia bao gồm Hoa Kỳ và các quốc gia thành viên của  Cơ quan Sáng chế Châu Âu .

Sau đó, Tiến sĩ Gadgil đã nộp  đơn xin cấp bằng sáng chế quốc tế  cho một số phát minh khác.

Sự đơn giản khéo léo: sử dụng ánh sáng để làm sạch nước uống ở các nước đang phát triển. Hình ảnh này cho thấy mô hình mô-đun mới của một trung tâm cấp nước cộng đồng tại một ngôi làng gần Acra, Ghana.

cấp phép

Hiệu suất và tính khả thi cho việc sử dụng thực tế của hệ thống UVW đã thúc đẩy khoảng một chục công ty tiếp cận UC/LBNL, mỗi công ty đều yêu cầu giấy phép độc quyền. Theo đúng quy trình để ký kết hợp đồng, Văn phòng Chuyển giao Công nghệ của UC/LBNL đã chọn WaterHealth International (WHI), một công ty Hoa Kỳ hoạt động trong lĩnh vực cung cấp nước uống an toàn, làm đơn vị được cấp phép cho hệ thống UVW.

kết quả kinh doanh

Hàng trăm hệ thống UVW hiện đang được sử dụng trên khắp thế giới ở khoảng 15 quốc gia bao gồm Ấn Độ, Mexico và Philippines. Các hệ thống do WHI phát triển là mô-đun nên có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như hệ thống cấp nước cộng đồng ở các ngôi làng xa xôi; như các cửa hàng cấp nước, do các doanh nhân địa phương sở hữu và điều hành ở các trung tâm đô thị; hoặc như hệ thống hộ gia đình, cũng có thể cung cấp nước cho bệnh viện hoặc trường học.

WHI cũng đang cung cấp, trên cơ sở bù đắp chi phí, các hệ thống UVW để cứu trợ sóng thần. Các đơn vị cứu trợ khẩn cấp có giá 10.000 đô la Mỹ và bao gồm UVW, bể chứa và máy bơm, nhiều bộ lọc, chỉ báo mức điện tử và điều khiển điện, vận chuyển, lắp đặt, vận hành, đào tạo cộng đồng địa phương, các bộ phận và bảo trì trong 5 năm. Phát minh này đã mang lại cho Tiến sĩ Gadgil nhiều giải thưởng kể từ khi phát triển công nghệ ban đầu vào năm 1996. Ông đã nhận được Giải thưởng Sức khỏe năm 2004 từ Bảo tàng Sáng tạo Công nghệ, California. Năm 2006, Bảo tàng Khoa học và Công nghiệp ở Chicago đã đưa Tiến sĩ Gadgil vào danh sách 40 nghệ sĩ và nhà khoa học lỗi lạc có tác phẩm thể hiện tinh thần và sự sáng tạo của Leonardo da Vinci.

Thành công dựa trên sáng kiến ​​táo bạo và kinh doanh thông qua bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ

Thành công trong nghiên cứu của Tiến sĩ Gadgil dựa trên lòng dũng cảm của ông khi mơ về một sự đổi mới với những mục tiêu cao cả. Đồng thời, cùng với UC/LBNL, anh ấy đã có thể biến sáng chế thành một hoạt động kinh doanh hiệu quả thông qua việc bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ của nó.

Nguồn: WIPO