Технології для фронту та цивільних. Як харківські інженери очищають воду

Команда винахідників із Харкова створила автономний пристрій для очищення та дезінфекції води. Технологія OptySun перетворює брудну воду на питну, знезаражуючи її під дією ультрафіолету. Це забезпечує швидкий доступ до питної води у надзвичайних ситуаціях, коли люди потерпають від стихійних лих, або ж для військових у польових умовах.

Розробку відзначили на найбільшій у світі виставці технологій споживчої електроніки CES у Лас-Вегасі. Нині OptySun включає два продукти: фільтр і пляшку з функцією знезараження води. Кожен товар вирішує потреби різних користувачів. Відрізняється й те, як команда презентує проєкт удома, на європейських виставках та у США. 

Про подробиці розробки та чому продукт по-різному позиціонують в Україні та за кордоном, ми дізнались у засновників стартапу.

Проєкт розпочали інженери Харківської політехніки Богдан Воробйов і Роман Томашевський. До повномасштабної війни у Богдана була школа робототехніки та програмування, кілька філіалів у Харкові, один із них — на базі ХПІ. Через ракетну атаку на місто багато дітей із батьками виїхали, і школа перестала працювати.

Богдан Воробйов, завідувач кафедри «Автоматизовані електромеханічні системи» Харківського політехнічного інституту:

«‎Незрозуміло було, що робити, а щось робити хотілося. Ми з Романом мали деякі напрацювання. Він якраз писав дисертацію: не про очистку води, але тема деіонізації води там була присутня. Тож базова інформація була. Думали, що з цим робити, де можна використовувати. Так прийшли до ідеї зробити очисний фільтр, прописали концепт і почали працювати. Жваві обговорення почалися у березні 2022-го. До нас приєдналася Поліна Кравцова, нині — одна з фаундерок. І десь до кінця літа ми вже мали перші серйозні результати».

Наразі Поліна допомагає команді, перебуваючи в Кривому Розі, ще кілька інженерів працюють у Харкові, інші фахівці — з Києва та Чернівців. За півтора роки команда отримала три патенти: на технологію OptySun, на фільтр, тобто на його вигляд і принцип роботи, і третій патент — на кришку в пляшці. До неї поміщено механізм очистки медичним ультрафіолетом.

У чому користь?

Уявіть кварцові лампи, якими очищають повітря в лікарнях. Тут щось подібне, але замість ламп — крихітні світлодіоди. Винахідники підібрали для них таку довжину ультрафіолетової хвилі, щоби вбивати мікроби у воді. Завдяки озоновій обробці в рідині значно зменшується вміст металів. Мембрана фільтру збирає будь-які частинки розміром менше п'яти мікрометрів: пил, розчинні мінерали, солі тощо.

Поліна Кравцова, Chief Marketing Officer:

«‎Фільтр працює через триетапну очистку: це механічна очистка RAW, потім очистка ультрафіолетом і, зрештою, — озон. Усе відбувається циклічно, фільтр очищає будь-яку воду: річкову, джерельну, дощову, — все, де є пісок, ґрунт. Пляшка має простішу технологію — лише знезаражує воду ультрафіолетом, у ній немає механічної складової та озонової очистки. Ви можете набрати воду з-під крана, обрати в застосунку рівень забруднення, який, на ваш погляд, має вода, і через 10–15 хвилин вона буде очищена».

Що важливо: не йдеться про цілковиту очистку рідини від піску. Вода буде без бактерій, та якісь часточки з ґрунту можуть залишатися. Утім, за відсутності питної води це вже рятує. «‎Розумна» пляшка працює через мобільний застосунок по Bluetooth. Запрограмувати світлодіоди можна так, щоб ультрафіолет проходив крізь воду щогодини. Навіть коли заллють нову воду, вся рідина буде позбавлена бактерій.

«Пляшку ми задумували для широкої аудиторії, для роздрібного продажу. Наша основна мета — зробити життя води довшим. Через автоматичне очищення в пляшці якісна вода зберігається довше, її запах і смак не погіршується. Фільтр — масштабніший проєкт, і з ним складніше вийти на роздріб. Його плануємо поширювати громадським, гуманітарним організаціям і військовим‎», — додає Поліна. Виготовлення однієї пляшки займає близько місяця: з моменту замовлення комплектуючих, поки всі деталі приїдуть із-за кордону, плюс перевірка та збірка на місці. Сюди ж додається час, аби все налаштувати. Із наявними ресурсами, підраховує Богдан, вони можуть виготовляти до 300 пляшок на місяць.

Щодо кількості фільтрів — важко сказати. Поки вдосконалюють прототип. Після тестування в польових умовах вирішили змінити корпус виробу та матеріал фільтру. Все працює справно, але у вигляді, в якому зараз, для повноцінного використання військовими не підійде.

«‎Вхідний фільтр ми намагалися зробити багаторазовим, аби взагалі не було розхідних матеріалів. Спочатку тестували фільтр із тефлону. На вигляд він як дрібна губка. Перевіряли в лабораторії, із військовими виїжджали в ліс тестувати. Та виявилося, що очищати тефлоновий фільтр складно. Це товстий, багатошаровий матеріал, фільтр забивається швидко. Аби добре прочистити, його треба прокип'ятити, зворотнім тиском видути залишки або хоча б водою промити. У польових умовах це складно, тож ми перейшли до фільтру з нержавіючої сталі. Мембрани з неї використовують у промисловості, наприклад, фільтрують чорнило у принтерах. Технологія та сама, вирішили її спробувати», — пояснює Богдан. 

Через кілька місяців команда випустить другу версію фільтру. Пристрій буде трохи важчим, але меншого розміру, міцнішим. Заряджається фільтр бездротовим способом. Підійде і «‎Екофлоу», і сонячна панель невеликої потужності, до 30 Вт.

Богдан Воробйов:

«‎Технологію ми розробляли з урахуванням того, щоби для користування пристроями не виникало потреби в потужному джерелі енергії. Наприклад, є технологія очистки води — зворотній осмос. Її вдома зазвичай встановлюють. Але там вона працює як слід, бо в централізованій системі водопостачання є великий тиск, який продавлює воду через систему осмосу. Тому рідина добре фільтрується. У полі це, м'яко кажучи, складно. Знадобиться потужний насос, джерело живлення для насосу, скажімо, генератор. Параметри нашого фільтру дозволяють обійтися без цього».

«‎Бути вічним стартапом — не дуже класно»

Команда намагається зі стартапу перейти в бізнес. Удосконалює технічну частину виробу і зовнішній вигляд. Після кількох презентацій виявилося, що це впливає на інтерес користувачів до продукту. Навіть рішення зробити пляшку виникло після обговорення з іноземними фахівцями.

Поліна Кравцова:

«‎На навчальній програмі для стартапів ментор спитав: чому ви створюєте фільтр для групи, чому не для однієї людини? Нам здавалося, так ми охопимо більшу кількість людей... Але згодом зрозуміли: треба робити ще один продукт, аби швидше вийти на ринок. І придумали пляшку як індивідуальне рішення — для спортсменів, туристів, дітей, для всіх, хто намагається слідкувати за своїм водним балансом».

Богдан Воробйов:

«‎Наш план простий і складний водночас: вийти на ринок. Ми хочемо вийти на повну самоокупність, аби не доводилося збирати гранти, брати участь у нескінченних програмах, виставках, шукати фінансову підтримку деінде. Хочемо зосередитися на продукті та працювати над його покращенням. Тому зараз дві великі задачі: закрити питання з фінансуванням і вдосконалювати продукт. Більше уваги приділяти розробці, шукати нові ринки збуту».

Допомагають закордонні поїздки. За півтора роки представники OptySun відвідали у Штатах найбільшу світову торговельну виставку побутової електроніки Consumer Electronics Show, SelectUSA Investment Summit і бізнес-інкубатор GIST Net. Презентували розробку на базі Тартуського університету в Естонії та під час форуму EIT Food у Португалії. Захід підтримує інновації у харчових технологіях.

За словами розробників, схожу на їхню технологію використовують чимало стартапів, часто — у промислових масштабах. Наприклад, для очистки посуду в закладах харчування або холодильників, у яких перевозять продукти. Рішення харків'ян — передусім для надзвичайних ситуацій, а вже потім — просто цікавий гаджет.

Поліна Кравцова:

«‎В Україні ми military tech стартап, бо розробляємо речі для військових і гуманітарних потреб. Нещодавно росіяни вдарили по фільтрувальній станції у Краматорську, яка очищає воду в місті. Саме для таких ситуацій ми і створюємо наш продукт. У новинах писали, що вся вода, яку розвозитимуть по Краматорську — технічна, перед вживанням її обов'язково треба кип'ятити. Якби мешканцям роздали пляшки OptySun або через волонтерів передали фільтр, набагато більше людей одразу мали би питну воду. За кордоном ми більше про агропромисловість, харчову безпеку. Там позиціонуємо продукт так: ми за те, щоби всі споживали чисту воду. На виставках бачу, що іноземці досі патологічно бояться бактерій і вірусів, той же ковід. А доведено, що ультрафіолет вбиває бактерії ковіду. І для когось наша пляшка виявиться в цьому сенсі класною річчю: можеш із неї пити цілий день, а вода в ній постійно очищується».

Із робочих поїздок залишаються цінні контакти. Та щоби впевнено стати на ноги як бізнес, треба вийти на самоокупність, мати постійних покупців. А для цього — підтримувати інтерес до українських розробок, пояснювати інозецям, чому рішення, випробувані у військових умовах — кращий показник якості і для них, у мирних країнах. 

Розробки, які в нас вирішують військові потреби, можуть стати у пригоді будь-де. Повітряні та водні безпілотники, машини-розміновувачі, фільтри для очистки води, біонічні протези — те, що нині створюють українці у відповідь на збройну агресію росії, буде корисно всьому світові. Питання в тому, як ми зацікавимо світ.

«‎Я впевнена: поступово ми інтегруємося в міжнародну стартап-культуру. Світ побачить, що ми вміємо і скільки виготовляємо насправді крутих речей. Бо скільки ще є стартапів, котрі не знають, що вони стартапи».

Про роботу в Україні та вихід на європейський ринок

Команда й надалі працюватиме в Україні. Утім, зважаючи на відсутність страхування та ризиків інвесторів, планує продавати винаходи в країнах ЄС. Почнуть із Фінляндії: там давно зацікавлені розвивати ІТ-продукти, тож пропонують підприємцям звідусіль комфортні умови для роботи. 

У 2022 році фінський уряд увів національну візу для фахівців і стартап-підприємців (віза категорії D). Фактично це посвідка на проживання для заснування стартапу чи ведення підприємництва негромадянам ЄС. Можна відразу ставати до роботи й не чекати видачі посвідки на проживання, оформлення якої інколи займає до півроку.

Богдан Воробйов:

«‎Там багато державних гуманітарних програм, націлених на воду. Тому щодо відкриття європейського офісу великі надії покладаємо на Фінляндію. Вже подали документи й чекаємо на відповідь. А от R&D-центр (офіс розробки — ред.) краще, щоби був в Україні, та з цим є велика проблема. Іноземці неохоче інвестують у виробництво, розташоване в Україні. Немає страхування ризиків, це один момент. Інший — що я неодноразово чув від різних підприємців — інколи простіше та дешевше зробити продукт за кордоном, ніж готувати проєктну й митну документацію в Україні, аби вивезти товар і продавати в ЄС».

Проблеми з питною водою були, є і будуть

За даними Світового банку, ще у 2020 році серед 20 європейських країн за рівнем забезпеченості водними ресурсами Україна посідала 17 місце. Найменш «‎зневодненими» назвали Донбас, Криворіжжя та південні області. У цих регіонах традиційно були зосереджені промислові підприємства — найбільші споживачі води.

Централізоване водопостачання населення майже на 80% забезпечується поверхневими водами, екологічний стан яких погіршується. Мешканці сіл часто беруть воду з колодязів і власних свердловин, де якість води теж сумнівна.

Російське вторгнення погіршило і без того складну ситуацію з водоймами. Окупанти заміновують дамби та річки, проводять операції на морях, обстрілюють нафтобази. Нещодавній такий вибух у Харкові призвів до витоку нафтопродуктів у річку. 

Через повномасштабну війну з росією Україна втратила понад 725 мільйонів гривень, виділених на реалізацію проєктів із водопостачання та водовідведення протягом 2019–2022 років у Харківській, Запорізькій, Херсонській, Луганській і Донецькій областях. Оскільки на цих територіях тривають активні бойові дії та частина земель перебуває під окупацією, попередні проєкти нині не актуальні.

Але що б не відбувалося, люди постійно шукатимуть рішення, які зроблять доступ до якісної води швидшим і зручнішим.

Поліна Кравцова:

«‎Для нас звично поїхати відпочити на природі, але люди не бачать технологічності, не знають, наскільки технології можуть зробити їхнє перебування на природі безпечним для них і довкілля. Думаю, рік за роком ми до цього розуміння прийдемо, і братимемо в ліс фільтр, а не кілька пляшок води. Бо і в них не факт, що вода буде цілком чистою».

Так і є. Науковці Колумбійського університету з'ясували, що літрова пляшка води містить 240 тисяч шматочків мікропластика та нанопластика. Раніше вважалося, що в кожному літрі приблизно 300 тисяч мікрочасток пластику. Вчені розробили новий метод підрахунку, і тепер йдеться про 110–370 тисяч частинок на літр. Дослідження впливу мікропластика на людський організм тривають, та він добре всотує токсини. Отже, ми не застраховані від шкідливих речовин, споживаючи воду з пластикових ємностей.

‎Як зазвичай у критичних ситуаціях постачають воду населенню? Пляшками, кількома партіями. Тут ніяк без логістичних витрат на пальне, до того ж витрачається час на транспортування. Розвозячи воду поблизу лінії фронту, волонтери ризикують життям. Технології могли б цьому зарадити. І це стосується не лише питної води.

У будь-якій сфері виграють технології. Україна стала взірцем для світу як держава, котра успішно застосовує ІТ на полі бою. Використовуючи технології на всіх рівнях, ми продовжимо ефективно працювати та допомагати одне одному.

Ми створили цей матеріал як учасник Мережі «Вікно Відновлення». Все про відновлення постраждалих регіонів України дізнавайтеся на єдиній платформі recovery.win.