Pilotprosjekt: Den Unge Havforskeren

Denne konkurranseklassen er åpen for alle naturfaglige studieretninger på VGS i Norge.

 

Bakgrunn

Modeller for hav, bestander og økosystem fungerer på samme måte som ulike værmodeller som vi ofte benytter oss av når vi sjekker værvarslingas yr.no. Ved hjelp av matematiske ligninger beskriver hav- og økosystemmodellene hvordan store oseanografiske havstrømmer, kyststrømmer og vannsjikt i tillegg til hvordan ulike arter fungerer sammen. De forteller også hvordan økosystemet kan påvirkes av fiskerier og/eller oppdrett, og hvordan økosystemet endrer seg over tid.

Modeller spiller en stadig viktigere rolle i vår forståelse av økosystemet. De marine økosystemene er komplekse og sammensatte, og det er fortsatt mye vi ikke vet og forstår. Forskning er å sette sammen ulike biter av informasjon for å forstå og beskrive helheten. Målinger av det «virkelige» havmiljøet er viktige byggesteiner for å lage gode modeller. Men det er umulig å beskrive alt både i tid og rom skalaer basert på målinger alene. Her kommer havdata modellene til sin fulle rett. De kan brukes til å forstå sammenhenger vi ikke ser i målingene, kvantifisere ting som er umulig å måle, og etterprøve hypoteser.

  

Problemstilling

Målet til prosjektet er å øke forståelsen for havet som økosystem, gjennom å øke mengden innsamlede måledata som kan inkluderes i faktiske forsknings-modeller for havet. Måledataene vil bli inkludert i modellene til Sintef Ocean, NTNU Institutt for marin teknikk/NTNU AMOS og Metrologisk institutt i Norge. Videregående skoler langs Norske-kysten vil kunne gi et forskningsbidrag samtidig som de får muligheten til å utvikle plattformer og systemer for selve innsamlingen av havdata-målingene. På NTNU har vi forskere som ønsker mer data og som vil bruke innsamlet data i sine forskningsprosjekter. Resultatene vil også bli brukt av Metrologisk institutt i deres operative vær/hav-melding. Jo flere observasjoner værmeldingen har, jo sikrere blir varslene. Datadeling, prosessering, sammensetting og visualisering av store datamengder er også viktig. Her er Ocean Data Foundation/C4IR med på laget. De vil sammen med NTNU og SINTEF legge til rette for dette.

I dette prosjektet skal vi måle ulike parametere i havet. Disse parameterne skal samles inn av elektronikk som er plassert på en bøye. Bøyen kan være fast oppankret, den kan flyte fritt eller den kan plasseres fast på en båt. Dataene blir sendt inn til en server ved Institutt for marin teknikk- NTNU i Trondheim. Fra denne serveren kan elevene hente ut data for videre bearbeiding (f.eks. regne statistikk) eller sammenlikne med andre observasjoner.

 

Mulige hav-parametere

  • Temperatur
  • pH (surhet) og alkalinitet (bi-karbonatkonsentrasjon)
  • Havstrøm (retning-N/S/Ø/V og hastighet)
  • Lysspredning (mål på alger og annet organisk materiale i sjøen)
  • O2 og CO2 metning/% løsning
  • Hardhet (konsentrasjonen av 2-verdige metaller)
  • NO2-nitrittkonssentrasjonen
  • Salinitet (lokal tilførsel av ferskvann)

 

 Tilpasninger lokalt

Dette prosjektet åpner for store lokale tilpasninger. Ulike skoler har ulike rammevilkår. I Trondheim har vi laget en bøye som fungerer. Den er laget av 75mm avløpsrør fra biltema. Dersom bøyen er oppankret i sterk strøm, kan dette være for spinkle dimensjoner (bøyen kan bli dratt under vann) – her må man i så fall gjøre tilpasninger. Likedan kan tilpasninger gjøres på sensor-siden. Noen kan være interessert i å samle data i nærheten av et oppdrettsanlegg og vil dermed ha behov for spesielle sensorer. Noen har tilgang til båt og kan måle på en helt annen måte. Noen skoler er plassert langt vekk fra oppdrettsanlegg og kan være uten tilgang til båt. De vil være spesielt interessante siden de kan operere som en referanse for skoler som ligger i mer forurensede områder. Vi starter pilot-prosjektet med å måle temperatur i luft og vann og lufttrykket.

Vi ønsker å ha kontakt med dere i forbindelse med videre utvikling av pilot-prosjektet, som ikke er ferdig utviklet. Og vi vil gjerne diskutere med dere hva som skal måles og hvilke sensorer som skal brukes. Dere oppfordres også til å videreutvikle bøyen. I dag bruker vi f.eks. batteri (vil vare ca. 14 dager), men det hadde vært flott om noen kan komplettere med f.eks. solceller. Vi tenkte å opprette en facebook evt. teams-gruppe for å holde en åpen dialog med dere lærere. Er det noen som ikke har facebook eller teams?

 

Vi trenger følgende informasjon fra deg som er lærer:

For å få tilsendt elektronikk-pakke:
send epost til: haavard.holm@ntnu.no med info om hvor mange elektronikk sett du ønsker, adresse, mobilnummer.
Har du facebook konto, eller foretrekker du en teams-side?

  

Design, bygging og utrustning av bøyen

Dere som er med på pilot-prosjektet, vil få tilsendt elektronikk. Settet vil bestå av et arduino kort, batteri og ulike sensorer. Kode til arduino-kortet vil også distribueres. Når dere har koblet dette sammen og programmert kortet, vil elektronikken sende målte verdier inn til vår server. Dere må selv skaffe Sim-kort (mulig vi kan skaffe dette gjennom et Telenor-samarbeid? Kommer eventuelt tilbake til dette).

Elektronikken inneholder sensorer som kan måle temperatur i luft og i sjø samt lufttrykket. Denne pakken kan brukes som den er, og man kan samle inn data som kan brukes i værvarslingen eller til å kunne si noe om klima-endringer over tid– det er mange muligheter. Dere har også muligheten til å koble opp flere sensorer – her vil vi gjerne være i kontakt med dere.

Bøyen tenkte vi at dere kunne lage selv. Vi har brukt avløpsrør (75mm) fra biltema. I bunnen av denne har vi festet et tungt lodd. Vi har kuttet ut skiver av styrofoam som sørger for at bøyen flyter. Det er laget et lite rom i toppen av bøyen, ellers er hele bøyen fylt med styrofoam. Elektronikken og batteriet er plassert i toppen av røret. Vi har plassert et lokk på toppen av røret, for å hindre regn og sprut i å komme i kontakt med elektronikken.

 

Innkjøpsliste

Biltema:

Avløpsrør: https://www.biltema.no/bygg/vvs/rorinstallasjoner/avlopsror/avlopsror-2000023050

Endestopp: https://www.biltema.no/bygg/vvs/rorinstallasjoner/avlopsror/avlopsror-endestopp-2000030181
Bunn-vekter: https://www.biltema.no/fritid/treningsutstyr/styrketrening/manualsett-2000041445

 

 Coop: styrofoam

https://coop.no/sortiment/obs-bygg/trelast-og-tyngre-byggevarer/isolasjon/glava-xps-styrofoam-250-sl-a-n?gclsrc=aw.ds&gclid=Cj0KCQjwreT8BRDTARIsAJLI0KJTCYW1rScEBVFtfOvwrB6u9Gkhyst_gdpchIAmsjEApUhqVk6A0JgaAsuSEALw_wcB&gclsrc=aw.ds

 

Evalueringskriterier

Hver gruppe må sende inn en faglig rapport om sitt målesystem, som vil bli evaluert av fagjuryen til Ocean Space Race. Her kan dere beskrive arbeidet som er utført og begrunne valgene som dere tok underveis i prosessen fram til den endelige bøyen. Leveringsfrist for rapporten er innen søndag 21.februarRapporten sendes til: <kristin.lauritzsen@ntnu.no>