vko 48 – Asiakas- ja asiantuntijatapaamiset ja loppupalautus

Viikko alkoi kenraaliharjoituksella maanantaina ja jatkui myöhemmin samana päivänä tapaamisella Linnunmaa Oyn konsultin kanssa. Häneltä utelimme kaikki mieleen juontuneet epäselvyydet BAT-päätelmien suhteen: ovatko ne käytännössä velvoittavia vai periaatteellisia, mitkä suodintyypit ovat yleisesti käytössä ja minkätyyppisissä teollisuuden muodoissa. Näihin ja muutamiin lisäkysymyksiin saimme heidän kokemuksensa siivittämää tietoa. He ovat toimineet ympäristöasioiden konsulttina esimerkiksi sellutehtaille ja voimaloille – pienille ja suurille toimijoille joko BAT-arvioinnin toimittajina tai kokonaisvaltaisina palvelun tarjoajina toimittaen investointipäätelmiä ja mittausurakoitsijoita.

Totesimme, että Suomen mittakaavassa on aika vähän toimijoita, jotka tarvitsisivat mittavia lisäinvestointeja tehtaisiin – sellaisia, joissa päästöjen poistolinjaa muokattaisiin huomattavasti. Kuitenkin nämä kuuluvat volyymiltaan potentiaalisimpaan ryhmään, mutta useimmat käyttävät jo sähkösuodattimia ja toiset useampaa sarjassa. Jo yhden sopivan kokoisen sähkösuodattimen käyttö voi yltää 98% hiukkaspäästöjen keräyssuhteeseen. Mielenkiintoisena huomiona tosin oli pienet voimalaitokset, joissa tällaisia ei välttämättä ole kannattavaa käyttää, mutta joiden on parannettava päästöjen suodatustaan. Näissä saatetaan käyttää esimerkiksi sykloneita ja ratkaisumme olisi saattanut kilpailla sen kanssa tehokkuudesta – ainakin teorian tasolla. Samalla kuulimme, että paperiteollisuuden ja energiatuotannon puitteissa syntyvät päästöt eivät ole täysin samoin rajoitettuja edes samojen päästötyyppien kohdalla – joten joidenkin päästötyyppien kohdalla näiden voimaloiden on mahdollisesti hankalempi päästä tavoiterajoihinsa halvemmill ja huonommilla teknologioillansa. Ratkaisumme olisi saattanut toimia jollain tulokulmalla tällaisiin kohteisiin, mutta emme ehtineet rakentaa siitä tyhjentävää ratkaisua loppupalautuksen häämöttäessä.

Viikon aikana mietimme uusien selvitysten tuomia näkökulmia ja rakensimme matemaattista mallia mathematicalla simuloitavaksi. Fysiikan opiskelijoiden tuunatessa kaavoja toinen osa porukastamme kävi toisessa tapaamisessa – tällä kertaa Salmisaaressa Helen Oyn laitoksella.

screenshot

Heleniltä saimme tiukan tietopaketin heidän käyttämästään suodatinjärjestelmästään, joista myös heidän ystävällinen edustajansa Teemu Nieminen lähetti muutaman sliden. Saimme koko joukon kvantitatiivisia lukemia päästömääristä, puhdistussuhteista, käytetyistä materiaaleista (urea, kalkki) kaasupäästöjen hillitsemisessä, sähkösuotimen läpi virtaavan tuhkan määrästä (7t/h) ja muista oheisista suodatininvestointeihin liittyvistä lukemista. Näillä pääsimme tekemään laskelmia ratkaisumme taloudellisesta puolesta.

Keskustelimme myös mahdollisuuksista sijoittaa rinnakkaista järjestelmää sähkösuodattimen tehostamiseksi ja sen lisäarvosta. Hyötykäytettävän tuhkan suhdelukeman korottaminen vaikutti hyvältä kohteelta, jos se ei toisi lisäkustannuksia. Tosin jos ferroseeni tarttuu 1:1 suhteessa pienhiukkasiin, seitsemän tonnin eli noin kolmen henkilöauton vastaavaa määrää tuhkaa joutuisi suodattamaan vastaavasti samalla automäärällä ferroseenia. Pikaisten laskelmien jälkeen totesimme sen maksavan muutamia satasia tunnissa, josta Helenin kaveri ei ainakaan vielä säikähtänyt.

Yksi mietinnän aihe oli ferroseenin paakkuuntuminen koputeltaviin keräyslevyihin (kuva).

screenshot

Olin kuvitellut, etteivät tapaamisiemme kohteet olisi olleet kovinkaan kiinnostuneet projektistamme ja hieman anteeksipyytelevin mielin lähdin heitä tapaamaan. Selvisi, että aihe vaikutti kummastakin erittäin mielenkiintoiselta ja he olivat enemmän kuin avuliaita tietojaan ja kokemustaan jakaessaan.

Loppupalautusta tehtiin pitkin viikkoa syksyn varrella tehdystä materiaalista. Viikonloppuna niputimme sen lopulliseen muotoonsa. Osaksi tuntuu, että olisimme saaneet kasaan paljon enemmänkin, mutta aina jokin kulmaus jäi sieltä täältä puuttumaan ajaen meidät valikoimaan aineistoamme, joka parhaiten tulkitsisi ratkaisuamme.

vko 47

Tällä viikolla jatkoimme asiakastutkimuksen tekemistä ja ratkaisun matemaattisen mallin rakentamista. Saimme sovittua tapaamisen maanantaille 27.11. klo 15.30 ympäristökonsulttiyrityksen Linnunmaa Oy:n ympäristöasiantuntijan Reetta Hurmekosken kanssa BAT-selvityksiin liittyen, minkä lisäksi saimme Heleniltä kutsun saapua 1.12. klo 9 Salmisaaren voimalaitokselle keskustelemaan hiukkaspäästöistä. Tapaamiset ovat oiva mahdollisuus saada ratkaisua validoivia asiantuntijalausuntoja Grand Finalen esitykseen muun yleisemmän projektissa hyödynnettävän materiaalin ohella.

Saimme myös pari vastausta lisää yrityksille lähettämäämme kyselyyn:kysely1kysely2

kysely3

Mitä taas tulee prototyyppiin, kävi ilmi, että ferroseenin käsittely vaatisi sopivan koepaikan ja aerosolifysiikan ja -kemian asiantuntijan läsnäoloa. Koska kurssin loppu alkaa häämöttää, kyseinen seikka sai meidät vaihtamaan ferroseenin tavalliseen rautajauheeseen. Laitoimme prototyyppimateriaaleja tilaukseen, mutta on mahdollista, että emme kerkeä rakentamaan fyysistä prototyyppiä, joskin tässä tapauksessa voimme demota ratkaisumme toimintaa pienimuotoisesti Grand Finale -ständillämme.

Yleisesti ottaen alkaa vaikuttamaan siltä, että ratkaisumme kaupallinen potentiaali ei tule olemaan päätä huimaavan suurta, sillä päästökauppajärjestelmissä päästöjen hintojen kehitys on ollut hyvin laskevaa globaalilla tasolla ja monet kilpailevat järjestelmät, kuten sähkösuodatin, ovat hyvin tehokkaita. Toisaalta olemme pohtineet, että magneettisuodatusta voisi käyttää muiden järjestelmien tukena esimerkiksi joidenkin uusien päästötyyppien kaappaamiseen.

Seuraavaksi otamme mietintämyssyn alle loppupalautuksen ja Grand Finalen eri osa-alueineen.

vko 46

Saimme vastauksia viime viikon asiakasyhteyksiin ja teimme vielä uuden yhteydenottokierroksen. Keskeiseksi tekijäksi tehtaiden päästövaatimuksissa on noussut BAT-arvioinnit, jotka EU velvoittaa tekemään 2021 mennessä. Eräs energiayhtiön ympäristöasiantuntija johonka olimme yhteydessä kertoi tästä opastaen EU-direktiivin luonnoksen jäljille ja ennusti tämän aiheuttavan investointeja teollisuudessa, mutta ei kuitenkaan heidän kohdallaan. Asia jäi askarruttamaan, sillä jos teollisuuden toimijat eivät käytä sähkösuodattimia, he luultavasti käyttävät jotain aivan muunlaista tekniikkaa, mikä voi mutkistaa oletettua kysynnän kuvioita. Toisaalta, jos yritykset voivat uiskennella investoinneista ulos perustelemalla muut suodattimensa tarpeellisiksi tai “kohtuullisiksi”, tarvitseeko heidän lopulta investoida mitään?

Uuden yhteydenottokierroksen lomassa julkaisimme lyhyen kyselyn, jolla keräämme kevyesti suuntaa-antavia tilastoja investointien ajankohtaisuuksista. Tähän on toistaiseksi vastannut vasta kaksi teollisuuden tahoa, mutta toivomme useamman osallistuvan tulevina päivinä.

01 03 02

Tämän lisäksi saimme ympäristökonsulttiyrityksen kiinnostumaan projektistamme ja tarkoituksena olisi seuraavaksi tavata heidän edustajaansa varmistaaksemme BAT-arvioinneista heränneitä kysymyksiä.

Prototyypin tarpeita setvittiin tarkemmin ja otimme näistä yhteyttä projektin asiantuntijavastaavaan. Häneltä tuli prototyyppiin muutamia huomioita, joita selvitämme seuraavaksi.

 

Vko 45

Viikko 45 keskittyi vahvasti uuden prototyypin suunnitteluun, teoreettiseen laskentaan sekä sidosryhmien kontaktointiin. Uuden prototyypin suunnittelussa panostettiin validaatioon toimisiko ryhmän ratkaisu käytännössä. Prototyyppiä varten aloimme selvittää budjettia ja toteutusmahdollisuuksia.

Projektin taloudellisella puolella lähdimme selvittämään päästöjen hinnan kehitystä, jonka tavoitteena on saada pohja talousarvioille. Lisäksi selvitimme tuotteelle potentiaalisia asiakasyrityksiä. Yrityksistä etsimme potentiaaliset henkilöt, heidän yhteystietonsa ja otimme heihin yhteyttä.

 

Viikolla valmistui myös teoreettinen malli laskelmiamme varten. Mallissamme huomioimme magneettisen voiman ja  paine-eroista johtuvan nosteen, mutta alustavassa mallissa  emme ota huomioon viskositeettia.

Yksinkertaisuudessaan mallissamme päästämme yhdenlaisia hiukkasia esimerkiksi hiiliatomeita ja ferroseenia sylinterin muotoiseen savupiippuun, jossa ne voivat törmätä toisiinsa. Törmäyksissä hiukkasista muodostuu isompia hiukkasia, joiden magneettisuus oletetaan johtuvan pelkästään ferroseenin magneettisuudesta ja tilavuus oletetaan olevan hiiliatomin ja ferroseenin tilavuus yhteensä.

Jo muodostuneet ferroseeni-hiiliatomi hiukkaset voivat vielä törmätä uudelleen muihin ferroseeni/hiiliatomeihin. Tässä kuitenkin rajoittavana tekijä tietokoneen laskentateho, joka rajoittaa mahdollisten tapausten rajoittamista. Reunaehtoina systeemille pidämme sylinterin reunoja, jolloin tulkitsemme hiukkasen poistuneen systeemistä.

Tavoitteenamme on saada tulos vaadittujen magneettikenttien vahvuudesta ja hyötysuhteista eri kokoisille hiukkasille, jolloin pystymme vertailemaan meidän malliamme sähkösuodattimeen.

Pyrimme ratkaisemaan mallimme avulla muodostetun osittaisdifferentiaaliyhtälön Mathematica ohjelman avulla, mutta sitä ennemmin Kysymme Jaakko Timoselta mielipidettä mallistamme ja onko hänelle neuvoja tämän ratkaisemiseen tai kehittämiseen.

kaava1

vko 44 – Tavoitteita ja talousvalidaatiota

Tällä viikolla valmistelimme ja esitimme kurssin kolmannen esityksen ja suunnittelimme projektin seuraavaa iteraatiota. Tapasimme keskiviikkona (1.10.), jolloin kävimme läpi esityksen rakenteen, sen esittäjät ja siihen tulevat asiat. Mietimme myös hieman kurssin seuraavaa iteraatiota ja asetimme sen pääasiallisiksi tavoitteiksi ratkaisun teoreettisen mallin kehittämisen ja validioinnin, ratkaisun taloudellisten mahdollisuuksien selvittämisen ja asiakastutkimuksen tekemisen. Projektin laajuuden ja ajan rajallisuuden johdosta suoritamme yhden iteraation ennen Grand Finalea.

Lisäksi aloimme luodata läpi projektin taloudellisia puolia Business Model Canvasta käyttäen.Copy of Template - Business Model Canvas

Saimme esityksestä palautetta, että sen aikataulutus ei osunut aivan nappiin. Täten meidän on hyvä harjoitella seuraavia esityksiä hieman enemmän. Sen lisäksi voisimme kehittää esitysdiollemme yhtenevän templaten väreineen, fontteineen ja muotoineen tehdäksemme esityksen yleisilmeestä viimeistellymmän. Yleisestikin tarkempi brändäyksen miettiminen Grand Finalea varten voisi olla hyvä juttu.

Seuraavaksi alamme valmistella seuraavaa, aerosolia käyttävää prototyyppiä ja tarkastella sitä, mihin suuntaan haluamme viedä projektiamme, eli painotammeko fysikaalisia aspekteja, kuten laskelmia, vai viemmekö projektia enemmän yleisen tuotekehittelyn suuntaan.

Blogissa oli pyydetty suuntaa antavia arvioita relevanteista luvuista. Projektimme on kuitenkin yhä niin alkuvaiheessa, että edes suuntaa antavien laskelmien tekeminen on mahdotonta. Tavoitteemme on kuitenkin, että systeemin hinta on enintään 1000 000€ jolloin se on kilpailukykyinen nykyisten järjestelmien kanssa.

vko 43 – Iterointia, iterointia…

Viikko 43 oli projektin suhteen hiljainen – jokainen uppoutui tenttipaineiden syvyyksiin. Kokonaisvaltainen kuvaus edellisestä iteraatiosta löytyy aikaisemmista blogijulkaisuista, ja tässä reflektoimme sitä.

Ensimmäinen prototyyppi konkretisoi hieman lopputuotteen perusideaa myös fysiikkaa vähemmän tunteville maallikoille. Tässä vaiheessa aihe tuntui liian laajalta kurssin puitteissa. Alunperin ajattelimme, että ratkaisussa käytettävään aerosoliin on muodostettava kemiallisia taskuja, joilla saadaan kerättyä halutut päästöt. Ei ollut lainkaan selvää, onko näiden taskujen tekeminen taloudellista tai edes fysikaalisesti mahdollista, minkä vuoksi harkitsimme jopa ongelmanvaihtoa. Iteraation edetessä teimme myös alustavia laskelmia, jotka valitettavasti lopulta osoittautuivat tukeutuvan virheellisiin oletuksiin.

Keskustelu aerosoli- ja polttopäästöjen asiantuntija Esko I. Kauppisen kanssa kuitenkin sai meidät pysymään aiheessamme. Hän muun muassa selvensi meille hieman aerosolien käyttäytymistä kaasuseoksissa; aerosoli tarttuu mekaanisesti törmätessään päästöhiukkasiin. Aerosolilla kannattaa ensisijaisesti pyrkiä keräämään vastaavan kokoisia päästöhiukkasia, jolloin hiukkasten kokospektrin tunteminen on tärkeää aerosolia valittaessa. Kauppinen ehdotti meille ferroseeniä, ja siihen me myös tartuimme. Päädyimme siis pitäytymään nykyisessä ongelmassa.

Assistenttitapaamisessa keskustelimme ryhmän tämän hetkisestä tilasta sekä projektin jatkosuunnitelmista. Ehkä oleellisimpana pointtina nousi se, että potentiaaliset asiakkaamme ovat lähinnä suuret energiantuontantolaitokset, mikä vaikeuttaa asiakastutkimusta huomattavasti. Ilman konkreettista ja todistetusti toimivaa mallia on vaikea kiinnittää energiayhtiöiden mielenkiinto. Assistentti ehdottikin, että voisimme etsiä pienempiä yhtiöitä, jotka voisivat olla kiinnostuneempia tuotteestamme.

Seuraavan iteraation ensisijaisena tavoitteena on asiakastutkimuksen liikkeellepano. Olemme jo ottaneet yhteyttä muutamiin energiayhtiöihin ja odotamme heiltä vastausta viesteihimme. Eskon vinkkien pohjalta pyrimme kehittämään matemaattisen mallin, joka kuvaa aerosolien tarttumista päästöihin. Tämä olisi tarkoitus tehdä jo ensi tiistaina.

Proto2

Olemme myös suunnitelleet seuraavaa prototyyppiä, jolla validoitaisiin aerosolin tarttumista päästöihin. Se tulisi olemaan suppilo, jonka kylkeen on asennettu magneetteja. Suppilon alaosaan on kiinnitetty ferroseeni, josta höyrystyy aerosolia kuuman savun mukana. Aerosoli sekoittuu savuun ja mahdollisesti sitoo osan päästöistä itseensä. Aerosoli pyritään keräämään suppilon sisälle, mutta todennäköisesti kaikkea aerosolia ei saada näin kerättyä. Siksi suppilon läpi päässyt kaasu törmäytetään kattoon, johon myös on asennettu magneetteja. Nyt kaasu on paljon suoremmassa kontaktissa magneetteihin, jolloin toivottavasti suurin osa ylijääneestä aerosolista saadaan kerättyä. Näin saadaan validoitua, kuinka paljon aerosolia suppilon aikana on saatu kerättyä. Jos aerosoli on sitonut päästöjä itseensä, se värjäytyy tunnistettavasti. Prototyypin konkreettinen toteutus on vielä iso kysymysmerkki – mistä saamme materiaalit ja missä koe suoritetaan?

vko 42 – Tekniikkaa ja taustoja

Viikolla ryhmän tavoitteena oli kartoittaa idean toteutusmahdollisuutta ja reaktioita ideaa kohtaan. Haastattelimme tutkijaa joka oli perehtynyt magneettisiin aerosoleihin. Haastattelussa kävi ilmi, että tutkija oli perehtynyt myös päästöjen puhdistukseen ja erilaisiin puhdistusjärjestelmiin.

 

Saimme sovittua torstaille 19.10 NanoMaterial tutkimusryhmän johtajan Prof. Esko I. Kauppisen kanssa tapaamisen, jonka tarkoituksena oli tarkoituksena saada lisää tietoa magneettisista aerosoleista.

Ensimmäinen puheenaihe oli nykyinen käytössä oleva ilmanpuhdistusjärjestelmä sähkösuodatin. Tämän hyödyntää muutaman kilovoltin vahvuista jännitettä ja isojen savupiippujen tapauksissa suodatusjärjestelmät ovat kooltaan ~20m korkuisia. Tämän lisäksi esiin tuli, että polttoprosesseissa esiintyvät hiukkaset ovat kokoluokaltaan suurempia kuin ~10nm ja kooltaan ~100nm on yleisin.

 

Seuraavaksi paneuduttiin meidän ideamme toteutukseemme. Toteutus hajotettiin kolmeen eri vaiheeseen:

  1. Miten saada magneettisia hiukkasia kiertoon mukaan? Tähän Esko ehdotti ferroseenin käyttöä, joka korkeissa lämpötiloissa hajoaa rautahiukkasiksi, jotka toimivat tämän jälkeen magneettisina hiukkasina.
  2. Miten saadaan rautahiukkaset ja poistettavat kaasut yhteen? Tähän ratkaisu oli helppo. Ei tarvitse tehdä mitään vaan hiukkaset kiinnittyvät toisiinsa törmäysten yhteydessä. Tähän vaikuttaa hiukkasten efektiiviset pinta-alat ja meidän ohjattiin perehtymään kyseistä aihetta koskeviin aerosoli dynamiikan julkaisuihin.
  3. Vaihe oli rautahiukkasen kanssa törmänneen hiukkasen ohjaaminen, joka tapahtuu magneettikentän avulla.1

Tapaamisesta jäi vaikutelma, että Esko innostui ideastamme ja piti sen fysikaalista toteutusta mahdollisena.

 

Savupiippumagneettienfysikaalisia haasteitten selvittäminen oli aihe, jonka parissa Aku ja Osama kokoontuivat tiistai iltana. Ensimmäinen ilmennyt haaste oli magneettikentän kantavuus ja vaadittu vahvuus. Tämä ongelma johtuu siitä, että magneettien kantavuus on noin oman pituutensa verran, ja suuremmat savupiiput ovat noin 10 metrin halkaisijaltaan. Toimivuuden kannalta välttämätön magneettien vahvuus muodostuu myös ongelmaksi, koska magneetit hylkivät ja vetävät toisiaan puoleensa joka on suuri ongelma kuljetus, asennus ja ongelmatila vaiheissa, jos jotain täytyy korjata tai vaihtaa savupiipusta. Listaamistamme ongelmallisista päästöistä vain nikkelipäästöt olivat magneettisia, joka tarkoittaa, että muut päästöt täytyy magnetisoida jonkin muun aineen avulla, jotta niitä voitaisiin kerätä magneettien avulla. Tämä taas aiheuttaa mahdollisesti jonkin verran uudenlaisia päästöjä, koska osa magneettisista hiukkasista pääsisi savupiipun ulkopuolelle.piippu1

Tämän jälkeen etenimme suunnittelemaan kolme erilaista yksinkertaista designia savupiipuille, joiden yhteydessä on magneetteja. Kaksi ratkaisua poikkileikkaukseltaan neliön muotoiselle piipulle ja yhden ratkaisun ympyrän muotoiselle piipulle. Yhteisenä puolena suunnitelmissa oli, että ne vaikuttivat epästabiileilta. Ympyränmuotoisen piipun yksi ongelma on, että sen keskellä magneettikenttä kumoutuu, joka mahdollistaa jonkin verran virtausta pois piipusta. Tätä ongelmaa ei ole kummallakaan neliön muotoisella suunnitelmalla, mutta näissä taas magneettikenttä on melko vaihteleva. Designeja tehdessä emme miettineet, että piipuissa voisi olla monta hormia ja jos hormien välissä olisi magneetteja, niin vaadittavien magneettien vahvuus laskisi huomattavasti. Suoritimme myös yksinkertaisia laskuja savupiipun mahdollisuudesta. Nämä havainnollistivat, että magneettisen momentin omaavat hiukkaset on mahdollista ohjata riittävän vahvan magneettikentän avulla savupiipun reunoille.kenttä

vko 41 – Protoilua

Viikolla 41 rakensimme ensimmäisen prototyypin, jolla demonstroimme magneettipuhdistimen toimintaperiaatetta. Ideana oli tutkia, miten hyvin magneetilla saa sidottua pieniä rautahiukkasia liikkeessä. Tavoiteympäristössä rautahiukkaset kulkeutuvat savun virtauksessa ylöspäin. Virtaus on kuitenkin vaikea tuottaa ilman sopivaa laitteistoa ja kontrolloitua ympäristöä. Sen sijaan kokeilussa pudotimme rautajauhe-sokeriseosta papereihin teipattujen magneettien edestä.

Prototyyppiä tehdessä täytyi pitää huoli, etteivät rautahiukkaset pääse suoraan kontaktiin magneettien kanssa, minkä vuoksi teippasimme magneetit paperiin. Teippasimme paperin tiukasti kiinni kansion kanteen siten, että magneetit jäivät kannen ja paperin väliin. Magneetteihin tarttunut rautajauhe piti saada helposti irti, minkä vuoksi asensimme paperin päälle vielä paperisen läpän, jota nostamalla rautahiukkaset irtosivat magneeteista. Keräsimme pudonneen sokerin ja raudan irrallisen paperin päälle, josta ne oli helppo kerätä taas talteen.

mangeettiteippi

Parempien välineiden puutteessa rippottelimme rautajauhe-sokeriseosta mukista käsin. Menetelmä on hyvin epätarkka, ja prototyypistä johdetut johtopäätökset ovat niin hyviä kuin käytetyt menetelmät — metalli tarttui magneettiin, sokeri jatkoi matkaansa. Kovin paljon tarkempaa riippuvuutta esimerkiksi pudotusetäisyyden ja tarttumissuhteen väliltä ei voi hidastetun videon perusteella päätellä.

Kokeilun antoisin osuus tulikin vasta varsinaisen kokeen jälkeen, kun rautajauhe irrotettiin magneeteista. Kaikki rautajauhe liukui nätisti paperin päältä jättäen jälkeensä puhtaan pinnan. Havainto herätti ryhmässä uudenlaista inspiraatiota. Magneettisen post-it lappujen korvaajan kautta päädyimme lasten magneettisiin piirtotauluihin. Miten taulu toimisi luokkahuoneympäristössä liitutaulun korvikkeena? Kiehtova ajatus! Ryhmässä heräsi täysin uudenlainen innostuksen kipinä, ja ideakin tuntuu paljon konkreettisemmalta kuin savukaasunpuhdistin.

Ryhmän sisällä käydään siis pientä aihekriisiä: jatketaanko vanhalla idealla, jota on työstetty jo muutaman viikon ajan, vai vaihdetaanko aihe uuteen, ryhmää enemmän kiinnostavaan ideaan? Kysymys on vielä avoin, ja siitä on tarkoitus neuvotella maanantain kokouksessa.

Viikkotehtävät:
Koska meillä on tällä hetkellä kaksi potentiaalista ideaa, teimme viikkotehtävät molemmille.

Savukaasupuhdistin
1. Mitä ongelmaa ryhmä ratkaisee?

Teollisuudesta päätyy liikaa haitallisia yhdisteitä ympäristöön savukaasuna.

2. Miten käyttäjä kokee ongelman?
Ilmastosopimukset sekä paikallisesti päästöverot tuottavat paineita ja mahdollisia lisäkuluja tehtaille.

3. Arvolupaus
Tuotteellamme takaat puhtaamman ympäristön helposti ja vaivattomasti.

Magneettitaulu luokkiin
1. Mitä ongelmaa ryhmä ratkaisee?
Liitutaulut kuluttavat paljon liituja ja tussitaulut tusseja, ja taulujen puhdistaminen on työlästä.

2. Miten käyttäjä kokee ongelman?
Kuivuneet tussit ja katkeilevat liidut kiehauttaa tunteet pintaan.

3. Arvolupaus
Ei enää ikinä kuivuneita merkintöjä taululla tai värjäytyneitä kämmenten kylkiä!

 

Lean Canvas -lakanat

business_objective_context

immersion

customer_grouping

vko 40 – Ideoiden rajausta

Viikolla 40 tavoitteenamme on ollut lopullisen, työstettävän idean valitseminen. Valintamme on lopulta kohdistunut ideaan hiukkaspäästöjen suodattamista magnetoituvien pienhiukkasten ja sähkömagneettien avulla.

Osama ja Joni pitivät viikon alussa maanantaina (2.10.) ryhmämme ensimmäisen esityksen, joka arvioitiin sujuvaksi ja selkeäksi, mutta josta saimme vielä kuulla, että meillä on vielä tehtävää ongelmamme rajaamisen kanssa. Keskiviikon (4.10.) ryhmätapaamisessa puolestaan aloimme jäsennellä ja pohtia projektimme eri osa-alueita, kuten ryhmämme sääntöjä, prosessin evaluointia ja ideoiden rajaamista, käyttämällä apunamme mind mappia. Päädyimme valitsemaan ideaksemme päästöjen suodattamisen magneeteilla, sillä se vaikutti kaikista potentiaalisimmalta idealta, kuten alla olevasta Opportunity Tournamentista tulee ilmi. Sovimme myös  kokeilevamme Trelloa tehtävien kirjaamiseen, jakamiseen ja seuraamiseen, ja aloitimme projektisuunnitelman työstämisen jakamalla sen osa-alueet tehtäviin. Otimme tavoitteeksemme saada projektisuunnitelman alustava versio valmiiksi ennen perjantaita (6.10.), jotta meillä olisi jotain näytettävää projektimme ohjaajalle, Jaakko Timoselle.

Perjantaina tapasimme jälleen Timosen Nanotalolla klo 16, ja keskustelimme hänen kanssaan ideastamme käyttää magneetteja hiukkaspäästöjen suodattamiseen. Kysyimme häneltä mahdollisista saavutettavissa olevista asiantuntijoista, ja saimme vastaukseksi NanoMaterials-tutkimusryhmässä toimivan Esko Kauppisen (http://physics.aalto.fi/en/groups/nmg/).

 

Opportunity Tournament

 

Kurssin ehdotuksen mukaisesti arvioimme ideoita Opportunity Tournamentin mukaisesti (https://www.coursera.org/learn/wharton-entrepreneurship-opportunity/lecture/UDpRe/2-6-the-tournament-approach) Alla kokoelma ideoita, niiden lähtökohtia, perusteluita ja arvionteja. Näistä on tarkoitus siivilöidä parhaat kandidaatit ja miettiä sen osalta seuraavat toimenpiteet.

 

Laakereita

Ajattelimme lentokoneen turbiinissa käytettyjä laakereita, jotka ovat kestäviä, mutta aiheuttavat kitkaa – voisiko tätä optimoida magneeteilla? Kuitenkin asiantuntijatapaamisessamme selvisi, että kestomagneettien lämpökestävyys ei riitä turbiineihin.

 

Jatkoon: False

 

Ilmastonmuutos

Aihe lähti “world peace – global warming” tyyppisenä pinta-ajatuksena, mutta päätyi jo ensimmäisessä asiantuntijatapaamisessa validien vaihtoehtojen listalle. Olemme päätyneet muutamaan jatkoprosessiin mutusteltuamme aihetta myöhemmin, kuten toteutustapoihin ja lyhyeen tarkastuslistaan validoitavista asioista.

 

Jatkoon: True

 

IoT/3D printtaus

Sisäpiirin lähteemme valisti, että IoT saa kovasti hypetystä ja nämä kaksi ovat tuotantotalouslinjan opiskelijoiden epävirallisen huutoassosiointilistan kärjessä lähestulkoon jokaisessa projektissa. Siitä huolimatta kokeilimme analogisia neuroverkkojamme pohtiessamme käyttökohteita. Mietimme esimerkiksi magneettista ainetta 3D-printtaukseen ja sitä myöten magneettien printtaamista. Muita ehdotuksia olivat self-assembly -ratkaisut pienroboteille ja IoT-laitteiden kiinnitys.

Nämä toteutukset toivat kuitenkin syvemmässä tarkastelussa esiin hyvin monimutkaisia ratkaisuja, joissa magneetit olivat marginaalisessa sivuroolissa tai toteutus ei vaikuttanut kotikutoisia ratkaisuja erikoisemmalta. Magneettisen printtauksen koettiin asiantuntijan kanssa keskusteltaessa olevan turhan haastavaa vastaavan tutkimuksen uupuessa.

 

Jatkoon: False

 

Tekemisen puute

Lelut ja sen sellaiset hauskuuttivat hetken ryhmämme ideointisessiota puhuttelematta sen suuremmin. Emme kokeneet tältä alueelta löytyvän markkinointipotentiaalia levitoivia fidget spinnereitä  ja niihin liittyvää YouTube-videota lukuun ottamatta.

 

Jatkoon: False

 

Tilanhallinta/Robotiikka

Amazon on esitellyt robotiikan luotauksiaan varastoroboteillaan. Magneeteilla voi luonnollisesti kiinnittää asioita yhteen, joten miksei niillä voisi kiinnittää tavaroita seinille tai kattoon? SRI on tehnyt miniatyyrirobotteja, joissa robotit ovat staattisia rakennelmia, joita liikutellaan sähkömagneettisen alustan avulla.

 

Miniatyyrirobottien idea oli alkuun hyvin mielenkiintoinen ja poiki joitakin jatkoideoita. Toteutuksen monimutkaisuus, sähkömagneettien realiteetit ja magneettien ympärille rakentuvan infran keskeisyys aiheuttivat meissä epäuskoa. Arviointikriteerit tämän kohdalla toistavat hieman yllämainittua IoT/3D-aihetta. Kuitenkin saimme lisäuskoa miniatyyrirobottien testausalustan ideoinnista, joten tämä on jätetty vielä ns. B-listalle.

 

Jatkoon: True

 

Aivokuvantaminen

Avainsanoja tämän ehdotuksen takana on MRI ja magneettikuvaus. Kuitenkaan kenelläkään meistä ei ole sen enempää aiheen vaatimaa tuntemusta alasta.

 

Jatkoon: False

 

Exoskeletonit ja aistilaajennokset

Mitä jos voisimme havaita maan magneettikentän ja oppia suunnistamaan tällä uudella pohjois-etelä-suuntavaistollamme? It’s a bird – it’s plane – no, it’s magnets! Ironman-johdannaiset mielikuvat eivät johdattaneet meitä valideilta tuntuviin ideoihin, joten tämä aihe ei päässyt jatkoon.

 

Jatkoon: False

 

Koimme päästöjen keräämisen magneettisella aerosolilla ilmastonmuutoksen ehkäisemiseksi pääasialliseksi tavoitteeksemme tässä vaiheessa. Toissijaiseksi vaihtoehdoksi jäi “Tilanhallinta/robotiikka”-aihe.

 

Seuraavaksi arvioimme aerosolin kehityksen fysikaalisia ja kustannuksellisia rajotteita. Tähän voimme käyttää asiantuntijoiden näkemyksiä keskustelemalla heidän kanssaan tai lukemalla aihetta sivuavia tutkimuksia. Voimme myös testata ideoitamme esimerkiksi määrittelemällä teoreettisesti magneettisten hiukkasten ominaisuuksien toteutumista ja vaadittavien magneettikenttien voimia. Selvitämme myös erinäisiä toteutuskeskeisiä raja-arvoja, kuten tarvittavien hiukkasten lämpöominaisuuksia ja liikkuvien osien energiavaatimuksia. Esimerkiksi mietimme toteutuksen sijoittamista tehtaan piippuun ja päästöhiukkasten sitomista magnetoitavilla hiukkasilla. Jos nämä hiukkaset ovat rautapohjaisia, hapettuminen on haaste, johon rautaoksidipartikkelit voisivat olla vastaus. Tällöin pitäisi arvioida rautaoksidin lämmönkesto. Toisaalta jos käytämme kestomagneetteja piipun sivuilla, joudumme arvioimaan korkeutta ja lämpötiloja niissä korkeuksissa. Ajattelimme myös liikuteltavia magneetteja, joten joudumme arvioimaan näiden liikuttamiseen tarvittavaa energiaa ja toteutuksen skaalautuvuutta.

 

Näiden lisäksi selvitämme vaihtoehtoisia tapoja toteuttaa vastaava päästöjen siivous, jotta voimme arvioida toteutuksen realiteetteja sen markinapotentiaalin suhteen.

 

Missiomme näyttäisi kovasti ajatuvan tässä vaiheessa maailman pelastamiseen yhyttämällä ratkaisullamme teollisuuden toimijat puhdistustoimiin. Yrityksien pääasiallinen tarkoitus on tehdä voittoa, joten mietimme EU-direktiivejä, -rahoitusta ja kulujen minimointia houkutuksena niille.

vko 39 – toinen postaus

Menneen viikon 25.9-1.10 suurin tavoite on ollut löytää muutama hyvä ongelma, johon löytyisi toteutettavissa oleva ratkaisu magneeteilla. Tämän tavoitteen eteen kokoonnuimme ryhmämme kanssa keskiviikkona 27.9 kello 19 kirjastossa ja perjantaina 29.9 kello 16 ohjaajamme Jaakko Timosen kanssa Nanotalolla.

Keskiviikon tapaamista ennemmin ilmoille oli heitetty muutama idea magneettien mahdollisista sovelluksista. Tapaamisen alkuun kävimme näitä läpi ja totesimme, että emme välttämättä ole löytäneet vielä sitä oikeaa ongelmaa ja ratkaisua.

Aloitimme etsimällä ongelmia, joiden ratkaisut voisivat hyödyntää magneetteja. Tämän kuitenkin totesimme olevan melko hankala lähestymistapa ongelmaamme (löytää ongelma, jonka voi ratkaista magneeteilla), joten päädyimme käyttämään seuraavana lähestymistapana huonojen ideoiden käyttämisen. Huonoilla ideoilla oli yleisinä piirteinä ongelmat, jos sähköt katkeavat, sekä mahdolliset ongelmat elektroniikan ja esimerkiksi sydämentahdistimien kanssa.

Tämän jälkeen heitimme ilmoille muutaman idean, kuten kolarin estäjä, Kuljetus magneettien välityksellä varastoissa/tehtaissa/linjastoissa ja Magneettisen muistin siirtäminen grafeiinin välityksellä.

Seuraava ongelman ratkaisuun käytetty lähestymistapamme oli nykyisten magneetteja hyödyntävien sovellusten listaaminen. Ratkaisuiden läpikäynnin jälkeen siirryimme kauemmas omasta ongelmastamme ja pohdimme yleisesti, mitä ongelmia on. Esille tuli esimerkiksi ilmastonmuutos, energiantuotanto, ruuan epätasainen jakautuminen, sairauksien paikantaminen ja hoitaminen sekä tilan- ja ajanhallinta.

Tilanhallintaan ideoimme ratkaisua, jossa esimerkiksi tilalla olisi muutama erilaista konfiguraatiota asioiden järjestykseen tilassa, ja antamalla sähköisen signaalin tavarat järjestyisivät konfiguraation ohjeiden mukaisesti. Tälle käyttökohteina olisi esimerkiksi messukeskukset ja jääkiekkohallit, joissa jääkiekkopelien lisäksi järjestetään esimerkiksi konsertteja. Saman ongelman yhteydessä syntyi idea modulaarisista rakenteista, eli rakenteista jotka tarpeen mukaan voivat koota itsensä, vaikka tuoliksi tai pöydäksi.

Ilmastonmuutokseen ja energiantuotantoon liittyvänä ratkaisuna kehittyi, että voisiko päästöjä kerätä magnetisoimalla ne ja keräämällä siinä tämän jälkeen magneettien avulla.

Tapaamisen lopetimme sopimalla, mitä saatiin aikaan tapaamisessa ja mitä täytyy tehdä ennemmin perjantain tapaamista ohjaajamme Jaakko Timosen kanssa.

Perjantain tapaamisessa esiteltiin omasta mielestämme parhaat ongelmat ja ratkaisuehdotukset ja kysyttiin Jaakon mielipidettä niistä. Päästöjen kerääminen magneeteilla todettiin potentiaaliseksi ideaksi, mutta ongelmaksi mahdollisesti muodostuisi vielä haitallisempien aerosolihiukkasten ympäristöön pääsy, ja millä volyymillä päästöjä kerättäisiin, sekä jos keräisi vain haitallisimmat hiukkaset, niin miten tätä pystyttäisiin kontrolloimaan. Vastaavia ratkaisua hyödynnetään esimerkiksi öljyvalumien poistossa magneeteilla ja biolääketieteessä tärkeitten molekyylien irrottamiseen nesteestä.

Tilojenhallinnassa suurimmat ongelmat olivat magneettien kantavuus ja pinnan kitka/kitkattomuus. Meille myös havainnollistui, että olimme keskittyneet lähinnä suuren mittakaavan sovelluksiin. Jaakko kertoi meille viime vuoden projektista magneettisesta avaimesta. Hän antoi meille myös mahdollisen idean testausalusta pienille roboteille.

Tapaamisen lopetimme sopimalla Jaakon kanssa tapaamisen seuraavalle perjantaille ja sitä ennemmin löytävämme lopullisen ongelmamme. Tämän lisäksi sovimme, että Joni ja Osama tekevät maanantaille valmiiksi esityksen.

Tulevalla viikolla pyrimme löytämään lopullisen ongelmamme ja esittelemään tämän Jaakolle. Tämän jälkeen meidän täytyy luoda suunnitelma ratkaisun luontia ja testaamista varten.