PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ HÚT BỤI LỐP

Tính cấp thiết của đề tài Công nghệ hạn chế bụi từ lốp xe phát tán ra môi trường bằng phương pháp tĩnh điện là cực kì cần thiết ở thời điểm hiện tại không chỉ ở nước ta mà còn ở trên toà

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

1 Tính cấp thiết của đề tài

Công nghệ hạn chế bụi từ lốp xe phát tán ra môi trường bằng phương pháp tĩnh điện là cực kì cần thiết ở thời điểm hiện tại không chỉ ở nước ta mà còn ở trên toàn thế giới khi sự ô nhiễm môi trường từ chất thải nhựa ra thẳng môi trường ngày một lớn dần và tác hại lâu dài của nó ngày một xuất hiện rõ ràng

Khi xu hướng của thế giới hiện tại là xe điện, sử dụng năng lượng điện để vận hành, giảm thiểu được lượng khí thải từ ống xả nhưng sẽ khiến độ mòn của lốp xe tăng lên do khối lượng của pin lớn, đề tài này là phù hợp để hạn chế vấn đề đó

Đề tài sẽ giải quyết phần lớn vấn đề rác thải cao su của xe hơi bị phát tán vào môi trường sống xung quanh

2 Mục tiêu của đề tài

+ Tìm hiểu tác hại của bụi lốp đối với môi tường;

+ tác hại với con người

+ Tìm hiểu các kiến thức cơ sở về tĩnh điện và ứng dụng với đề tài;

+ Tính toán, thiết kế hệ thống hạn chế bụi lốp phát tán;

+ Ứng dụng đề tài lên lốp xe ôtô, lựa chọn góc đặt thiết bị để tối ưu được khả năng thu hồi bụi lốp nhiều nhất có thể

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: lốp xe ôtô và tác hại của rác thải cao su, phương pháp tĩnh điện Sau khi nghiên cứu, tiến hành thử nghiệm trên mô hình thiết kế từ đó đưa ra các kết quả, cách vận dụng đề tài tối ưu nhất

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu độ mòn của lốp trên xe ô tô theo thời gian

4 Phương pháp nghiên cứu

+ Tham khảo các tài liệu là các giáo trình của các GS, PGS;

+ Nghiên cứu thông qua internet;

+ Thu thập các thông tin chính xác từ việc khảo sát thực tế

PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Theo nguyên lý, khi động cơ ô tô hoạt động, quá trình cháy lý tưởng trong chỉ sinh

ra CO2, H2O và N2 Nhưng trong thực tế, thì quá trình cháy xảy ra trong buồng cháy của động cơ không lý tưởng như vậy Quá trình cháy thực tế sinh ra các chất độc nguy hiểm như: NOx , CO, CnHm , SO2, và bụi hữu cơ,Nhưng ô nhiễm từ xe hơi mang lại không chỉ là về khí thải, mà còn một loại ô nhiễm khác rất có hại đó là bụi lốp xe Tất cả chúng ta đều biết rằng lốp xe sẽ bị mòn theo thời gian, nhưng tất cả bụi lốp

xe bị mòn đó sẽ đi về đâu, ở đâu thì ít ai đặt ra câu hỏi và quan tâm tới điều đó

Tác hại của chất thải nhựa đối với đại dương là quá to lớn và rõ ràng nhưng Lốp

xe được làm bằng cao su và nhựa tự nhiên nên ít ai ngờ nó lại là thủ phạm phát tán 28% tổng số hạt vi nhựa ra đại dương, góp phần làm cho việc ô nhiễm nhựa ở biển ngày càng trầm trọng Một điều ngày càng trở nên rõ ràng là, khi cao su mòn đi, lốp xe trơ trọi các hạt nhựa polymer nhỏ và chảy từ sông suối ra gây ô nhiễm cho đại dương.Ông Jo Ty Sousa, chuyên nghiên cứu về nhựa biển tại Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên quốc tế xếp hạng rất cao về mối nguy hiểm của hạt vi nhựa từ lốp xe

Chính vì vậy nhóm chúng em với đề tài: “ ” dưới sự hướng dẫn của giảng viên thầy T.S Nguyễn Văn Thịnh đã nghiên cứu thiết kế… điều này giúp giảm thiểu bụi lốp phát tán ra môi trường, bảo vệ môi trường sống sạch đẹp, cải tiến hệ thống trang bị tiện nghi cho ô tô

Chưa nói về việc lợi ích gì khi thu nhận lại lốp xe đã qua sử dụng và lợi ích của bụi lốp Làm gì với bụi lốp khi hút lại đc

PHẦN 2 : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ LỐP XE, CÁC TÁC HẠI CỦA LỐP XE TỚI MÔI TRƯỜNG VÀ TÌM HIỂU VỀ PHƯƠNG PHÁP HẠN CHẾ BỤI

LỐP PHÁT TÁN 1.1 Giới thiệu lốp xe ô tô

Lốp xe là bộ phận có chức năng đỡ toàn bộ khối lượng xe và hàng hóa trên xe Lốp xe oto là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với mặt đường vì vậy nó điều khiển khi khởi hành, sự tăng tốc, khi giảm tốc, sự dừng, sự dẫn hướng Ngoài ra lốp xe còn giảm sự rung động do mặt đường không bằng phẳng

- Bố lốp là bộ khung của lốp Nó phải đủ độ bền để giữ khí áp suất cao, nhưng cũng phải đủ linh hoạt để hấp thụ dao động bên ngoài Bố lốp là gồm nhiều lớp sợi được ghép xen kẽ với chất liệu cao su Lốp xe tải và lốp xe buýt các sợi bố thường được làm bằng thép, còn lốp xe du lịch được làm bằng nylon hoặc polyester Lốp thì thường xe được phân loại theo hướng của bố lốp: bố lốp chéo hay bố lốp tròn

- Gai lốp là lớp cao su ở bên ngoài bảo vệ lớp bố không bị mài mòn bởi sự ma sát

và các hư hỏng bên ngoài do các tác động của mặt đường Nó là phần trực tiếp tiếp xúc với mặt đường và sinh ra lực ma sát để truyền lực chủ động và tải lực phanh lên mặt đường Bề ngoài của gai lốp được thiết kế có nhiều rãnh để nhằm thoát nước, làm tăng hiệu quả phanh và truyền lực

- Hông (thành) lốp là các lớp cao su được dùng để bao quanh bên hông lốp và bảo

vệ lớp bố khỏi những tác động bên ngoài Nó còn là phần rộng nhất, phần linh hoạt nhất, liên tục biến dạng dưới tác dụng của trọng tải khi di chuyển

- Lớp sợi gia cố đây là lớp sợi nằm giữa gai lốp và bố lốp, nó thường dùng để tăng cường sự liên kết giữa 2 lớp này và giúp làm giảm những va đập trên mặt đường sẽ tác dụng lên bố lốp

- Lớp đai - đệm cứng là các lớp sợi bố được dùng cho lốp bố dạng tròn Nó chạy quanh chu vi lốp giữa lớp bố lốp và phần gai lốp, nó giúp gia cố chắc chắn mặt lốp Lớp đai lốp xe du lịch, xe buýt và xe tải thường được làm bằng thép

- Dây ta-lông (tanh) lốp xe có tác dụng giữ cho lốp không bị tuột ra khỏi vành do tác dụng của nhiều lực khác nhau và các cạnh tự do hay hai bên của dây bố được cuốn quanh các dây thép rất chắc được gọi là dây tanh lốp Áp suất khí bên trong lốp đẩy các tanh sát vào vành và giữ chặt nó ở vị trí đó Tanh được bảo vệ khỏi sự ma sát lên vành nhờ 1 lớp cao su cứng hơn gọi là lớp lót

1.2 Tác hại đến từ lốp xe

a) ảnh hưởng của sản xuất lốp xe tới môi trường

Lốp xe có 19% là cao su tự nhiên (lấy từ cây cao su trồng ở khu vực Đông Nam Á), 38% là cao su tổng hợp (butadien, styrene, cao su halobutyl) và các chất phụ gia nhằm ngăn ngừa tác động từ khí ozone và oxy và giúp đẩy mạnh quá trình lưu hóa Ngoài ra ,là 4% đai vải polymer tổng hợp (nilon, tơ nhân tạo và aramit) để gia cố, 12% dây kim loại (thép nhiều carbon) để gia cố thêm và 26% chất trám trét (carbon đen, ôxit silic) Ngày nay, lốp xe bao gồm khoảng 19% cao su tự nhiên và 24% cao su tổng hợp, là một loại nhựa polymer Phần còn lại được tạo thành từ kim loại và các hợp chất khác

Việc sản xuất lốp xe vẫn ảnh hưởng lớn đến môi trường, từ việc phá rừng liên tục đến nhiên liệu hóa thạch gây hại cho khí hậu được sử dụng để sản xuất cao su tổng hợp Sản xuất lốp xe ô tô hiện đại cần khoảng 7 gallon (tức là hơn 26 lít) dầu, trong khi lốp xe tải mất 22 gallon (tức là hơn 83 lít) dầu

b) ảnh hưởng của lốp xe cũ đã qua sử dụng tới môi trường

Lốp xe được làm bằng cao su và nhựa tự nhiên nên ít ai ngờ nó lại là thủ phạm phát tán 28% tổng số hạt vi nhựa ra đại dương, góp phần làm cho việc ô nhiễm nhựa ở biển ngày càng trầm trọng Một điều ngày càng trở nên rõ ràng là, khi cao su mòn đi, lốp xe trơ trọi các hạt nhựa polymer nhỏ và chảy từ sông suối ra gây ô nhiễm cho đại dương, chỉ tính riêng châu âu đã có tới nửa triệu tấn bụi lốp được phát tán ra ngoài môi trường, chiếm tới 50% lượng khí thải PM2.5 & PM10 từ vận tải đường bộ Khi chúng ta hướng tới xe điện, điều quan trọng là phải xem xét tác động của việc mài mòn lốp, vì vậy chúng ta không thay thế nguồn ô nhiễm này bằng nguồn ô nhiễm khác

Ông Jo Ty Sousa, chuyên nghiên cứu về nhựa biển tại Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên quốc tế xếp hạng rất cao về mối nguy hiểm của hạt vi nhựa từ lốp xe

Lốp xe thực sự là một trong những chất gây ô nhiễm nhựa phổ biến nhất trên trái đất Một nghiên cứu năm 2017 của Pieter Jan Kole tại Đại học Mở Hà Lan, được công

bố trên Tạp chí quốc tế về Nghiên cứu môi trường và sức khỏe cộng đồng, ước tính rằng lốp xe chiếm tới 10% tổng thể chất thải vi dẻo trong các đại dương trên thế giới Một báo cáo năm 2017 của Liên minh Bảo tồn thiên nhiên quốc tế đã đưa con số đó ở mức 28%

Tổ chức Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) cho biết các vi sinh vật từ lốp xe và hàng dệt may là nguồn gốc gây ô nhiễm biển còn lớn hơn sự phân hủy của rác thải nhựa ở một số khu vực Có tới 30% nhựa phát tán vào đại dương mỗi năm đến từ các

vi sinh vật sơ cấp, chứ không phải là sự phân hủy của các mảnh lớn hơn Rác thải do việc mài mòn các lốp xe và vải tổng hợp là những nguồn chính

IUCN đã xem xét dữ liệu từ bảy khu vực trên toàn cầu để tìm xem có bao nhiêu trong khoảng 9,5 triệu tấn chất thải nhựa mới được thải ra các đại dương mỗi năm là từ các loại vi chất sơ cấp

Nghiên cứu đã phát hiện ra rằng có từ 15% đến 31% ô nhiễm nhựa đến từ nhựa sơ cấp, với phần đóng góp lớn nhất (gần 2 phần 3) là do vải tổng hợp bị mài mòn trong

khi giặt và lốp xe bị mòn trong khi đi Cao su tổng hợp được làm từ một loại nhựa, chiếm đến 60% lượng cao su sử dụng trong lốp

François Simard, Phó Giám đốc Chương trình Hàng hải của IUCN, cho biết những phát hiện này thật là bất ngờ Ông nói với BBC News rằng: "Chúng tôi phát hiện ra rằng hầu hết các chất dẻo là từ quần áo hoặc từ lốp Các chất dẻo đang đi khắp biển và tham gia vào chuỗi thức ăn, chúng ta hãy ngăn chặn cái vòi nhựa này."

Andersen - Tổng giám đốc IUCN, cho rằng báo cáo này khiến chúng ta “thực sự được mở mắt” Bà nói: "Các hoạt động hàng ngày của chúng ta, như giặt quần áo và lái xe, góp phần đáng kể vào tình trạng ô nhiễm của các đại dương, có thể gây ra những hậu quả tai hại cho sự đa dạng phong phú của cuộc sống bên trong chúng và về sức khoẻ con người

1.3 Ảnh hưởng của bụi lốp đến môi trường và sức khỏe con người

Lốp xe bị mài mòn do ma sát mỗi khi chúng ta đạp phanh, tăng tốc hoặc vào cua Các hạt bụi lốp bay trong không khí ảnh hưởng đến phổi của chúng ta Nhiều hơn nữa bị cuốn vào các đường nước và đại dương cuối cùng xâm nhập vào chuỗi thức ăn của chúng ta

Hình Một hạt mài mòn lốp xe dưới kính hiển vi điện tử - diện tích bề mặt cao cho

phép nó liên kết với các chất độc trong môi trường

Hình bụi lốp được phát tán ra trong quãng đường 16km của một xe vận tải

Hình bụi lốp được phát tán ra trong 24 giờ của một xe bus cỡ lớn

Hình Bụi lốp thu được từ một số loại xe được sản xuất tại Anh quốc

1.4. Xu hướng xe điện và ảnh hưởng tới sự mài mòn lốp

Trong bối cảnh tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng đáng báo động, việc lựa chọn phát triển công nghệ xanh trong sản xuất xe ôtô, xe gắn máy là giải pháp rất quan trọng để hạn chế sự tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch, giảm lượng phát thải, trong đó phát triển xe điện là hướng đi được nhiều quốc gia quan tâm, ưu tiên bởi cho phép tiết kiệm hơn, không phát thải khí ô nhiễm như xe sử dụng nhiên liệu hóa thạch, giảm bớt tiếng ồn

Sự phát triển xe điện là sự chọn lựa của nhiều quốc gia, đặc biệt là những nước có các thành phố đông đúc nơi mà cư dân không còn chịu nổi khói bụi thải ra từ những phương tiện chạy bằng xăng dầu, nơi mà các đô thị đang vươn mình lên để trở thành những thành phố thông minh Nhưng trong khi máy tính hay điện thoại thông minh có thể phát triển từ động lực cá nhân thì xe điện chỉ có thể phát triển thông qua một lộ trình với những chính sách khuyến khích cho các nhà sản xuất cũng như cho người sử dụng

Hình Xe điện Tesla và trạm sạc

Hình Xe bus điện Vinfast

Có sự không chắc chắn xung quanh lượng khí thải và giảm thiểu khí thải từ xe hybrid và xe điện Nhiều loại xe hybrid và xe điện nặng hơn các loại xe tương đương được sử dụng nhiên liệu thông thường vì sử dụng pin khối lượng lớn Nếu một chiếc

xe nặng hơn, thì động năng cần nhiều hơn bị tiêu tan trong việc dừng, phanh xe Kết quả là, nếu một chiếc xe như vậy chỉ được sử dụng phanh thông thường, trọng lượng tăng lên có thể làm tăng tốc độ má phanh và đĩa bị mòn, làm tăng lượng phát thải bụi lốp ra ngoài môi trường Trọng lượng xe cao hơn có thể làm tăng độ mòn của lốp và mô-men xoắn cao hơn từ động cơ điện so với đối với động cơ thông thường có thể góp phần làm tăng độ mòn của lốp dẫn đến lượng khí thải lớn hơn

Hình biểu đồ khí thải lốp xe và khí thải từ xăng dầu, diesel trong tương lai

Biểu đồ trên được lấy từ số liệu được Anh quốc gửi cho liên hợp quốc về ô nhiễm

tới phát tán bụi lốp , sự mài mòn của lốp xe Đường nét đứt thể hiện cho sự ô nhiễm của động cơ xăng, dầu diesel do xu hướng sử dụng xe điện ngày càng nhiều

1.5 Những lợi ích của việc tái chế lốp xe cũ và bụi lốp

Trong nhiều thập kỷ qua, người ta đã không quan tâm thiết kế lại lốp xe, nhưng gần đây đã có một nỗ lực lớn hơn để phát triển các giải pháp bền vững

Chẳng hạn, năm 2017, các nhà nghiên cứu do Đại học Minnesota dẫn đầu đã tìm

ra cách sản xuất isoprene, thành phần chính trong cao su tổng hợp, từ các nguồn tự nhiên như cỏ, cây và ngô thay vì nhiên liệu hóa thạch Năm ngoái, Goodyear đã tiết lộ

ý tưởng về một chiếc lốp xe được làm từ cao su tái chế bổ sung thêm rêu ở giữa để hấp thụ carbon dioxide khi nó di chuyển Tuy nhiên, những mảnh lốp xe mới này cũng có thể phát tán trong môi trường

Theo Giáo sư Weinstein, bề mặt đường có thể được làm cho ít mài mòn hơn hoặc xốp hơn, hoặc mặt đường có thể thu thập các hạt mòn lốp Ông cũng tin rằng, có thể tìm ra công nghệ tốt hơn để nắm bắt dòng chảy hạt lốp từ đường ra sông suối và xuống biển Tuy nhiên, nhìn chung, điều ông thấy cấp bách nhất là cần những nghiên cứu khoa học chuyên sâu hơn và nâng cao nhận thức cho cộng đồng

Ở Việt Nam, tái chế lốp xe cũ thành sân chơi cho trẻ em là một việc làm hết sức ý nghĩa, thiết thực Không chỉ dừng lại ở việc tạo nên những sân chơi cho các

em nhỏ, nó còn tạo nên một phong trào hành động cho thanh thiếu niên trên toàn quốc nhằm bảo vệ môi trường

Tái chế lốp xe làm sân chơi cho trẻ em do Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh phát động được nhiều địa phương trên cả nước hưởng ứng

Với sự sáng tạo và đôi bàn tay khéo léo của những đoàn viên thanh niên, việc tái chế lốp xe cũ tạo ra sân chơi thú vị cho trẻ em, vừa đẹp mắt, vừa tiết kiệm và bảo vệ môi trường

https://litteritcostsyou.org/tai-che-lop-xe-cu-than-thien-moi-truong/

1.4 Giới thiệu về phương pháp dùng tĩnh điện để hạn chế phát tán bụi lốp

1.4.1 Cơ sở lý thuyết

Định nghĩa về tĩnh điện

“Tích điện là một tính chất căn bản của vật chất,” theo giáo sư Michael Richmond tại Viện Công nghệ Rochester Gần như toàn bộ điện tích trong vũ trụ được mang bởi proton và electron Người ta biết proton có điện tích +1 đơn vị electron, còn electron có điện tích -1, mặc dù hai dấu cộng trừ này là hoàn toàn tùy ý Vì proton thường bị giam với hạt nhân nguyên tử, chúng bị khóa bên trong nguyên tử, nên chúng hầu như không được tự do chuyển động như electron Do đó, khi chúng ta nói về dòng điện, gần như ta luôn luôn muốn nói tới dòng electron, và khi ta nói về tĩnh điện, ta thường muốn nói một sự mất cân bằng giữa điện tích âm và điện tích dương bên trong các vật

Nguyên nhân chính gây ra các hiện tượng tĩnh điện chính là do hai vật rắn cọ sát vào nhau, một vật sẽ bị mất electron sẽ mang điện tích dương và một vật được nhận electron sẽ mang điện tích âm Do vật nhận electron có nhiều khoảng trống trong lớp

vỏ ngoài cùng của nó, còn vật bị mất electron thì có các electron liên kết yếu, do đó

mà electron có thể di chuyển từ vật này sang vật kia tạo ra sự mất cân bằng điện tích.Vì các điện tích có cùng dấu (+) hoặc (-) thì đẩy nhau, chính vì vậy mà chúng có

xu hướng di chuyển ra ngoại vi của vật nhiễm điện càng xa càng tốt Và đây chính là

lý do mà tóc bạn bị dựng đứng khi cơ thể bạn bị nhiễm điện