تولید آب با فناوری هارپ مه

دانشمندان موفق شدند به مرحله ی پیشرفته تولید آب با فناوری هارپ مه دست یابند و با ساخت هارپ مه و فشرده کردن هوا موفق به تولید آب شوند. در این مبحث به همت کارشناسان مجله ماه اندکی با هارپ مه آشنا می شویم.

بررسی تولید آب با فناوری هارپ مه

70 درصد از سطح کره ی زمین را آب فرا گرفته است اما بیشترین حجم این آب ها، آب دریاست و برای انسان قابل خوردن نمی باشد. کالیفرنیا در خشکی محاصره شده است در حالی که ساکنان شمال آفریقای جنوبی، همواره با سیل و جریان های روان آبی روبه رو هستند.

هم زمان با رشد جمعیت و بالا رفتن دمای کره ی زمین، بحران آب جدی تر می شود و همین امر باعث شد تا دانشمندان بیشتر در تلاش باشند تا راه هایی برای تولید آب بیابند. در مناطق مختلف دنیا، مردمی که در سواحل زندگی می کنند با ایجاد مه آب تولید می کنند.

به گفته جاناتان بوریوکو، مهندس موسسه ی پلی تکنیک ویرجینیا، مه در واقع ابری است که در فاصله ی کمی از زمین قرار دارد. دستگاه جمع کننده ی مه از شبکه های توری به ابعاد یک متر مربع تشکیل شده که معمولا به صورت عمودی در مسیر باد قرار می گیرد. به محض وزیدن باد به سمت دستگاه، شبکه های توری قطرات کوچک آب را دریافت کرده و با کمک جاذبه، به ظرف زیر دستگاه منتقل می کند. در اغلب موارد، این دستگاه حدودا 3 لیتر آب را در هر متر مربع جمع آوری می کند.

یکی از مزیت های دستگاه جمع کننده ی مه این است که نیاز به زحمت و دخالت انسان نیست. از این دستگاه می توان در مناطق دوردست بدون نیاز به سرپرستی و نظارت استفاده کرد. فقط کافی است آن را راه اندازی کرد و در پایان روز برای جمع آوری آب به سراغ آن بروید.

ساخت دستگاه هارپ مه (Fog harp)

دستگاه ذکر شده نمی تواند زیاد کارآیی و صرفه داشته باشد، زیرا اندازه ی این شبکه ی توری باید در ابعاد مشخصی باشد. اگر ابعاد بزرگ باشد قطره های آب در آن ناپدید می شود و اگر ابعاد آن بسیار کوچک باشد آب در این منافذ مسیر را مسدود می کند، در نتیجه آب جمع آوری نمی شود.

بنابراین بوریوکو با همکاری صنعتگران ویرجینیا و طراحی به نام بروک کندی ، در پی یک ابزار دقیق تر و به صرفه تر به نام Fog harp برآمدند. کندی زمان زیادی را در شمال کالیفرنیا، جایی که درختان ماموت یک سوم آب مورد نیاز خود را از مه های ایجاد شده از سمت اقیانوس آرام تامین می کردند سپری کرد.

کندی می گوید: سوراخ های این دستگاه، شبیه تور والیبال یا صفحات شبکه ای درب های بزرگ نیست. در واقع، به صورت خطی طراحی شده و در واقع با طراحی جاناتان در ارتباط است. این شکل طراحی برگرفته از شیوه ی درختان در استفاده از مه برای تامین آب بود.

صرف نظر از شبکه ی سیم های عمودی قرار گرفته در مرکز، این دستگاه ساده به نظر می رسد. در آزمایشاتی که برای تست این دستگاه صورت گرفت، مشخص شد که دلیل برای مسدود شدن حرکت آب وجود ندارد زیرا قطرات آب به راحتی از طریق سیم ها به ظرف منتقل می شود. با استفاده از این دستگاه، در هر متر مربع می توان 9 لیتر آب جمع آوری کرد.

تولید دستگاه هارپ مه (Fog harp)

در قدم بعدی، محققان در پی این بودند تا کارآیی این دستگاه را در مزارع نیز امتحان کنند. از طرفی به دنبال یک شرکت سازنده بودند تا از آن ها حمایت کرده و این وسیله را با قیمت کمتری ساخته و عرضه کنند. پیش از بحث در مورد تولید انبوه این دستگاه، چند نفر رضایت خود را از کارآیی این دستگاه اعلام کرده بودند. اهالی بنگلادش، صاحبان تاکستان های مکزیک و کشاورزان آفریقای جنوبی که در بحران شدید آب قرار داشتند برای حل مشکل از این وسیله کمک گرفته بودند.

Day Zero که در واقع ایده ای از طرف مردمان آفریقا بود، به شرایطی گفته می شود که همه افراد بر مدیریت مصرف آب تاکید کرده و حتی الامکان از مصرف بی رویه آب خودداری می کنند. در روزهایی که شهرها با بحران آب مواجه هستند، Day Zero هشدار می دهد که باید در مصرف آب دقت کرد. برای مردم آفریقا آب یک بحران و مسئله حیاتی است.

طبق پیش بینی های سازمان بهداشت جهانی (WHO)، نیمی از جهان در سال 2025 در مناطقی زندگی می کنند که آب به راحتی در دسترس نیست. گزارشات دیگر مبنی بر این است که کمبود آب در جهان تهدید امنیت انسانی است.

دستگاه هارپ مه چیست ؟

دستگاه هارپ مه یک وسیله ی ساده و سنتی است که فقط 3-1 درصد از مه های عبور شده از آن را به آب تبدیل می کند.  طبق آخرین گزارشات، گروهی از محققان موسسه ی فناوری ماساچوست دستگاهی جدیدتر و کاربردی تر طراحی کرده اند.

در طراحی های قبلی، زمانی که هوا در حال نزدیک شدن به مانع (شبکه های توری) بود، در تلاش بود تا از اطراف راه خروجی پیدا کند. این مسئله زمانی شدت می گرفت که این هوا حاوی قطرات آب هم بود. در این حالت، علاوه بر هوا، آب در تلاش برای خروج از مانع بود. در نتیجه میزان آب زیادی از دست می رفت. به گفته ماهر داماک مهندس دانشگاه MIT، اعمال یک جریان الکتریکی در این دستگاه مشکل را حل کرده و باعث می شود دستگاه کارآیی به مراتب بهتری داشته باشد.

چگونگی تولید آب با فناوری هارپ مه (Fog harp)

شیوه ی کار این دستگاه به این شکل است: شبکه ای با ساختار عمودی شکل و هم اندازه با تعدادی الکترود. در واقع دستگاه نیاز به یک منبع الکتریکی دارد که مصرف زیادی نیز نخواهد داشت. الکترودها جریان هوایی را که به سمت دستگاه می آید فشرده کرده و آن ها را به سمت دستگاه هدایت می کند بدون اینکه از اطراف پراکنده شوند. در اصل الکترودها، قطرات آب را از مه گرفته و آن را ذخیره می کنند. این مدل باعث شد تا داماک با همکاری  کریم خلیل، دستگاهی با نام infinite cooling طراحی و بسازد. هدف آن ها بیشتر استفاده از این فناوری برای آبیاری درختان بود که یکی از مصارف عمده ی آب است. بیشتر میزان این آب مصرفی نیز جهت پایین آوردن دمای گیاه استفاده می شود.

داماک و کریم خلیل اکنون در پی ساخت یک صفحه ی بزرگ برای جمع آوری مه جهت تامین آب در نزدیکی مرکز MIT هستند. ساخت دستگاهی بزرگتر، نتیجه به مراتب بهتری نیز خواهد داشت. آن ها امیدوار هستند تا زمانی بتوانند با ایجاد تغییراتی در این دستگاه، از آن برای شیرین کردن آب دریا نیز استفاده کنند.

نواحی گرم و خشک، نیاز به آب دارند و استفاده از این دستگاه نمی تواند کمکی به آن ها کرده باشد. اما درنواحی مرطوب، این وسیله کارآیی بالایی خواهد داشت. اخیرا تیمی از دانشگاه کالیفرنیا، روشی ابداع کردند که با استفاده از تابش خورشید می توان حتی در بیایان ها نیز آب موجود را جمع آوری کرد. این روش که به MOF معروف است، می تواند مایعات را به راحتی جذب کرده و فقط در زمان تابش خورشید از این ذخیره ی آب استفاده کرد. در سال2014 این فقط یک ایده بود. اما اکنون محققان این وسیله را در اسکاتلند، آریزونا مورد آزمایش قرار دادند. در این مناطق میزان رطوبت کمتر از 8 درصد است.

هارپ مه

سردبیر مجله اینترنتی ماه میگوید این وسیله در واقع یک جعبه است که قسمت درونی آن با MOF و قسمت بیرونی آن با پلاستیک پوشانده شده است. در هنگام شب جعبه ی پلاستیکی باز شده و MOF، آب را جذب می کند. در هنگام تابش خورشید نیز جعبه ی پلاستکی بسته شده و به دلیل گرمای زیاد، MOF آب موجود را خارج می کند. امیدواریم تا اینجا مطالب مورد نیاز شما واقع شده باشند، با مجله ماه همراه باشید تا از آخرین ها باخبر شوید. در ادامه شاید خواندن این مطالب نیز مورد پسند شما واقع شود تا در مورد مخرب ترین طوفان های دنیا نیز اندکی بدانید.