स्मार्ट वॉशबेसिन के पीछे का वैज्ञानिक आधार

पाठ्यक्रम: GS3/ विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी

संदर्भ

• स्मार्ट वॉशबेसिन का उपयोग आज उच्च-आवागमन वाले सार्वजनिक स्थलों जैसे मल्टीप्लेक्स, हवाई अड्डे, मेट्रो स्टेशन और मॉल में व्यापक रूप से किया जा रहा है।

स्मार्ट वॉशबेसिन क्या है?

• स्मार्ट वॉशबेसिन एक स्वचालित प्लंबिंग उपकरण है जो इलेक्ट्रॉनिक सेंसरों की सहायता से बिना किसी शारीरिक संपर्क के जल प्रवाह को नियंत्रित करता है।
• यह फिजिटल उपकरणों (भौतिक + डिजिटल एकीकरण) की श्रेणी में आता है, जो यांत्रिक अवसंरचना को डिजिटल संवेदन तकनीक के साथ जोड़कर स्वच्छता, जल दक्षता और उपयोगकर्ता अनुभव को बेहतर बनाते हैं।

वैज्ञानिक आधार

• विद्युतचुंबकीय (EM) विकिरण: यह उन तरंगों को संदर्भित करता है जो विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के दोलन से उत्पन्न होती हैं तथा किसी माध्यम के बिना निर्वात में भी यात्रा कर सकती हैं।
  • ध्वनि तरंगों (जिन्हें वायु की आवश्यकता होती है) या जल तरंगों (जिन्हें जल की आवश्यकता होती है) के विपरीत, EM तरंगें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के आत्मनिर्भर दोलन हैं, जो एक-दूसरे एवं प्रसार दिशा के लंबवत होती हैं।

• अवरक्त (IR) विकिरण: यह EM स्पेक्ट्रम में लाल दृश्य प्रकाश की आवृत्ति से ठीक नीचे का क्षेत्र घेरता है।
  • इसकी आवृत्ति सीमा लगभग 300 GHz से 400 THz तक होती है, और तरंगदैर्घ्य 700 नैनोमीटर से 1 मिलीमीटर तक।
  • शून्य केल्विन से ऊपर तापमान वाले सभी वस्तुएँ (मानव शरीर सहित) IR विकिरण उत्सर्जित करती हैं।
  • यह मानव आँख से दिखाई नहीं देता, परंतु विशेष सेंसर द्वारा पहचाना जा सकता है।

स्मार्ट वॉशबेसिन की कार्यप्रणाली

• यह प्रणाली एक अदृश्य ऑप्टिकल लूप की तरह कार्य करती है, जो दो मुख्य घटकों पर आधारित है:
  • घटक 1: IR-LED (अवरक्त प्रकाश उत्सर्जक डायोड)
    • एक अदृश्य टॉर्च की तरह कार्य करता है, जो नल के नीचे के स्थान में निरंतर अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करता है। यह उत्सर्जन स्थायी रहता है, चाहे हाथ उपस्थित हो या न हो।
  • घटक 2: फोटोडायोड (सेंसर)
    • यह एक अर्धचालक उपकरण है जो सही आवृत्ति के अवरक्त प्रकाश पड़ने पर विद्युत प्रवाह करता है।
    • यह एक इलेक्ट्रॉनिक स्विच की तरह कार्य करता है, जिसे केवल विशिष्ट IR आवृत्तियों पर प्रतिक्रिया देने हेतु कैलिब्रेट किया गया है।

प्रमुख विशेषताएँ

• टचलेस संचालन: शारीरिक संपर्क को पूरी तरह समाप्त करता है, जिससे उच्च-आवागमन वाले सार्वजनिक स्थलों में स्वच्छता सुनिश्चित होती है।
• आवृत्ति विशिष्टता: फोटोडायोड केवल उसी IR आवृत्ति पर प्रतिक्रिया करता है जो संबंधित LED द्वारा उत्सर्जित होती है।
• स्वचालित बंद होना: हाथ हटते ही परिपथ तुरंत टूट जाता है, जिससे जल की बर्बादी रोकी जाती है।

महत्व

• सार्वजनिक स्वास्थ्य: टचलेस संचालन शौचालयों में रोगाणु प्रसार के जोखिम को कम करता है, विशेषकर COVID-19 जैसी महामारी के दौरान।
• जल संरक्षण: भारत में सार्वजनिक स्थलों पर बहते नलों से बड़ी मात्रा में पेयजल नष्ट होता है। स्मार्ट वॉशबेसिन का इंस्टेंट-ऑफ तंत्र जल सुरक्षा लक्ष्यों में सीधा योगदान देता है।
• स्मार्ट सिटी मिशन: सेंसर-आधारित सार्वजनिक अवसंरचना भारत के स्मार्ट सिटी मिशन का ठोस परिणाम है, जो 100 चयनित शहरों में तकनीक-संयुक्त शहरी जीवन को बढ़ावा देता है।
• सुलभता: टचलेस उपकरण बुजुर्गों और दिव्यांग व्यक्तियों के लिए उपयोग को अत्यधिक सरल बनाते हैं।

स्रोत: TH