Vier Teams von Waldshuter Schulen waren bei Jugend forscht erfolgreich – wir stellen Ihnen die Projekte vor

Beim "Jugend forscht"-Schülerregionalwettbewerb Südbaden kommen gleich drei Siegergruppen aus Waldshut. Die sieben Schüler bereiten sich nun auf den Landeswettbewerb vor. Wir stellen Ihnen die Tüftler und ihre Projekte vor.

Schweben ohne Reibung

1. Platz im Fachbereich Technik: Felix Sewing (17) aus Waldshut und Alex Korocencew (18) aus Dogern vom Hochrhein-Gymnasium-Waldshut (Kursstufe 2) haben ein MLV – ein "Magnetically Levitated Vehicle" – also eine Magnetschwebevorrichtung entwickelt. Anders als bisherige solche Vorrichtungen kommt diese ganz ohne Elektromagnete in der Fahrfläche aus. Die Idee: Magnetschwebebahnen könnten wesentlich günstiger konstruiert werden, wenn nicht wie bisher die gesamte Strecke mit Elektromagneten ausgestattet werden müsste. Das Besondere an der Erfindung der beiden: Sie "induziert" ihr eigenes Magnetfeld mittels vier schnell rotierender Magnetbehälter und schwebt so reibungslos mehrere Millimeter über handelsüblichem Kupfer und mittlerweile sogar günstigem Aluminium.

"Die größte Herausforderung war es, einen stabilen Schwebezustand und die Richtungssteuerung hinzubekommen", sagt Alex Korocencew. Das Geheimnis liege dabei in der Anordnung der Magnete in den Behältern. Den Microcontroller haben sie selbst programmiert. Dieser hält den Schwebezustand unzählige Male in der Sekunde durch kleinste Steuerungskorrekturen aufrecht. Inspiriert wurden die beiden von Elon Musks "Hyperloop", ein geplantes Hochgeschwindigkeitsverkehrssystem. Die notwendigen Teile haben sie teilweise mittels 3D-Drucker selbst hergestellt.

Wo gesägt wird, entstehen Pellets

1. Platz im Bereich Technik: Jonas Jehle (18) aus Ofteringen, Fabian Schanz (18) und Maximilian Jehle (19) aus Eberfingen von den Gewerblichen Schulen Waldshut (Klasse 13/1) haben eine Pelletpressmaschine entwickelt. Die Idee dahinter: Bei Säge- und Schreinerarbeiten fallen große Mengen an Sägespänen an. Dieses Abfallprodukt wollten die drei als Brennstoffzusatz für Öfen oder Grills verwertbar machen. Zwar gibt es Pelletpressmaschinen bereits für entsprechende Pellet-Heizungen, diese sind aber in der Regel groß, schwer und stationär installiert.

Nicht so das kompakte Gerät der drei Tüftler: Es lässt sich leicht transportieren und kann über Hydraulik und Elektrik eines Traktors betrieben werden. "So kann man Pellets gleich vor Ort pressen, dort wo gerade gesägt wird", erklärt Schanz. Die Späne gelangen über einen Trichter und mithilfe einer Schnecke in die Presskammer. Dort werden sie mit 120 Bar Druck zu einem hochenergetischen Pellett gepresst, der anschließend im Auffangbehälter landet. 120 Stück schafft die Maschine pro Stunde. Die größte Herausforderung war, die richtigen Werte für die selbstgeschriebene Steuerungssoftware zu finden.

Drohne erkennt Rehkitze und Wildschweine

1. Platz im Bereich Arbeitswelt: Julian Hilpert (18), aus Gaiß und Andreas Birkenberger (18) aus Waldshut von den Gewerblichen Schulen haben eine Drohne für den land- und forstwirtschaftlichen Einsatz umgebaut. Die Idee: Obwohl es bereits verschiedene professionelle Drohnen mit spezialisierten Fähigkeiten gibt, sind diese oft teuer und ihre Steuerung komplex. Die Drohne von Hilpert und Birkenberger kann deshalb mehr und ist auch für den Privatanwender leicht beherrschbar. Um das zu erreichen, statteten sie den handelsüblichen Hexacopter (eine Drohne mit sechs Motoren/Propellern) mit verschiedenen Funktionen aus.

Das Fluggerät besitzt neben der normalen Kamera auch eine Wärmebildkamera, mit der Wildschweine oder Rehkitze auf landwirtschaftlichen Flächen gesichtet werden können, um die Ernte vor ihnen – oder sie vor der Erntemaschine zu bewahren. Des Weiteren verfügt das Gerät über eine selbstkonstruierte Abwurfvorrichtung für die Aussaat oder die Schädlingsbekämpfung. Der Clou: "Der selbstgebaute und programmiert Autopilot übernimmt diese Aufgabe auch ganz automatisch, wenn entsprechende Punkte vorher festgelegt werden", erklärt Julian Hilpert. Mit der klassischen Kamera könnten Baumwipfel überprüft und hier, im Bereich Forst, Schädlingsbefall und Wildschaden früh und flächendeckend festgestellt werden. Tests mit in Feldern versteckten Geschwistern und Hunden, waren bereits erfolgreich.

Mit Hausmitteln gegen Bakterien

2. Platz im Fachbereich Biologie: Rebecca Martin und Jenny Pawlik von der Justus-von-Liebig-Schule hatten unter dem Titel "Hausmittel als Antibiotikaersatz" Hausmittel auf ihre Wirkung gegen Bakterien untersucht. Ihre Untersuchung und die durchgeführte Studie wurden nicht zuletzt dank der gut strukturierten naturwissenschaftlichen Herangehensweise an die Fragestellung von der Jury belohnt. Dabei benutzten sie Pflanzenextrakt von Ingwer, Zwiebeln Knoblauch und Teebaumöl. In ihrer Untersuchung stellten sie fest, dass Knoblauch und Teebaumöl tatsächlich das Wachstum von Bakterien hemmen können. Gerade im Hinblick auf zunehmende Resistenzen von Bakterien gegenüber Antibiotika besitzt ihre Untersuchung Relevanz.