Αντλώντας νερό από τον αέρα

Οι λύσεις για τη λειψυδρία σε ξηρές περιοχές του πλανήτη δεν έπαψαν ποτέ να υπάρχουν και ήταν πολλές και διάφορες –όπως πηγάδια, τεχνικές ανακύκλωσης και μέθοδοι καθαρισμού βρόμικου νερού. Ωστόσο, πολλές από αυτές τις τεχνικές απέτυχαν. Οι τεχνολογίες αυτές δίνουν μόνο μια μερική λύση, αφού μπορεί να αποδίδουν εκεί όπου υπάρχει μια μόνιμη πηγή ύδατος, αλλά όταν το νερό χάνεται κατά τις περιόδους ξηρασίας και είναι πλέον εξαιρετικά δύσκολο να βρεθούν τα αποθέματα μέσα στη γη δεν προσφέρουν λύση στο πρόβλημα.

Αυτήν ακριβώς τη λύση φιλοδοξούν να προσφέρουν οι σχεδιαστές του “Warka Water”, Arturo Vittori και Andrea Vogler. Ο πύργος Warka αποτελείται από ένα πλαίσιο που έχει κατασκευαστεί από μπαμπού ή βούρλα, ύψους 9 μέτρων, και συγκρατεί ψηλά ένα ειδικό πλαστικό δίχτυ. Καθώς η θερμοκρασία πέφτει κατά τη διάρκεια της νύχτας, το νερό συμπυκνώνεται επάνω στο δίχτυ και κυλάει σε μια δεξαμενή που βρίσκεται στη βάση του πύργου. Υπό ιδανικές συνθήκες, μπορούν με αυτό τον τρόπο να συλλεχθούν 100 λίτρα νερού τη νύχτα. Ο λόγος που προτιμάται το δίχτυ αντί μιας ολόκληρης επιφάνειας είναι ότι ο αέρας που κυκλοφορεί συντελεί στη συγκέντρωση μεγαλύτερης ποσότητας νερού.

perierga.gr - Αντλώντας νερό από… τον αέρα!

Όπως επισημαίνουν οι σχεδιαστές: «Η ελαφριά κατασκευή σχεδιάζεται με παραμετρικό υπολογισμό, αλλά μπορεί να φτιαχτεί με τοπικά υλικά και τις ικανότητες των κατοίκων του χωριού». Ο πύργος Warka Water, που μοιάζει με τεράστιο βάζο, πήρε το όνομά του από ένα είδος ιθαγενούς συκιάς της Αιθιοπίας και η αποτελεσματικότητά του βασίζεται στη μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της νύχτας, ιδίως κατά τις περιόδους ξηρασίας. Όσο για το κόστος της συγκεκριμένης μεθόδου, ο Vittori εκτιμά πως ο κάθε πύργος μπορεί να χτιστεί με 500 δολάρια. Προς το παρόν οι δύο εμπνευστές αναζητούν χρηματοδότες για να μπορέσουν να υλοποιήσουν την ιδέα τους.

πηγή: scienceandtechnology.gr

Όταν η Τεχνολογία Εμπνέεται και Αντλεί Ιδέες από τη Φύση: Ομίχλη και ομιχλοβροχή

Τα τεχνικά και τεχνολογικά επιτεύγματα του ανθρώπου έχουν τις ρίζες τους στη Φύση, στα φαινόμενα και στις διεργασίες της, στην πανίδα και τη χλωρίδα της. Στον αέρα γύρω μας, την κάθε στιγμή, υπάρχει νερό. Αν και αυτό το νερό, από πρώτη ματιά, δεν φαίνεται να είναι πολύ σημαντικό-αν ζούμε σε μια περιοχή με αφθονία νερού-, είναι όμως ένας υδατικός πόρος, που μπορεί να γίνει σημαντικότατος σε άνυδρες περιοχές, αλλά και κάτω από δυσμενείς συνθήκες επιβίωσης. Από αυτό το νερό επωφελείται η εκεί πανίδα και χλωρίδα, αλλά θα μπορούσαν να επωφεληθούν ή ήδη το αξιοποιούν βοσκοί, νομάδες, αθλητές μεγάλων αποστάσεων και άλλοι.

Για πάνω από εκατό χρόνια, επιστήμονες και μηχανικοί έχουν μελετήσει τρόπους για αποτελεσματικότερη συλλογή νερού από τον ατμοσφαιρικό αέρα και ιδιαίτερα την ομίχλη, που έχει εξελιχθεί στις μέρες μας ως πηγή νερού σε άνυδρες περιοχές και σε νησιά. Σχετικά πρόσφατα, ερευνητές –μεταξύ αυτών από το Πανεπιστημίο της Οξφόρδης στο Ηνωμένο Βασίλειο– διαπίστωσαν ότι στην έρημο Ναμίμπια της Αφρικής -η πλέον αφιλόξενη περιοχή της Γης, καθώς η θερμοκρασία του αέρα την ημέρα μπορεί να φτάσει 60 βαθμούς Κελσίου και οι ταχύτητες του ανέμου προσεγγίζουν τους θυελλώδεις– ζει ένα σκαθάρι, το’’σκαθάρι της ομίχλης’’ τοStenocara (Οnymacris unguicularis ), που αξιοποιεί για τις ανάγκες το νερό που προέρχεται από τα υδροσταγονίδια της ομίχλης, που είναι σύνηθες φαινόμενο εκεί κατά τις πρωινές ώρες. Έτσι, καθώς η ομίχλη σαρώνει την επιφάνεια της ερήμου, αυτό το σκαθάρι που έχει και μακριά ψιλόλιγνα πόδια- ανεβαίνει και στέκεται στις παρυφές των εκεί αμμόλοφων. Με το κεφάλι του να το τοποθετεί προς την προσήνεμη πλευρά, απλώνει τα εξωτερικά σκληρά φτερά του προς τον υγρό αέρα. Συγχρόνως, το σώμα του βρίσκεται σε γωνία σαράντα πέντε μοιρών από το έδαφος. Έτσι, στα υδρόφιλα εξογκώματα των φτερών του τα οποία περιβάλλονται από κηρώδη, υδρόφοβες κοιλότητες, συλλαμβάνει λεπτά σταγονίδια νερού από την ομίχλη. Τα σταγονίδια αυτά είναι τόσο μικρά -κατά μέσο όρο, μόλις 15-20 μικρόμετρα σε διάμετρο- που συχνά δεν πέφτουν προς τα κάτω από την επιφάνεια της πανοπλίας του σκαθαριού. Αλλά, συσσωρεύονται και συμπυκνώνονται σε μεγαλύτερα σταγονίδια-5 χιλιοστά σε διάμετρο- οπότε υπερνικούν με το βάρος τους την ηλεκτροστατική έλξη του νερού, αλλά και κάθε αντίθετη δύναμη του ανέμου. Τότε οι σταγόνες του νερού αρχίζουν να κυλούν από την πλάτη του σκαθαριού προς το στόμα του.Βλέποντας αυτό, ο σχεδιαστής Pak Kitae (βραβείο σχεδιασμού IDEA, 2010) ανέπτυξε μια έξυπνη και φτηνή συσκευή συλλογής νερού από τη νυχτερινή δρόσο, το ονόμασε ‘’Τράπεζα Δρόσου’’ (Dew Bank) και μπορεί να προσφέρει ενυδάτωση σε εκατομμύρια ανθρώπους που στερούνται την πρόσβαση στο πόσιμο νερό.....(για περισσότερα)

Η συσκευή αυτή αποτελείται από ένα θόλο με ανοξείδωτο ατσάλι που ψύχεται από το νυχτερινό άνεμο και έτσι υγροποιούνται τα υδροσταγονίδια της ομίχλης ή της νυχτερινής δρόσου τα οποία γλιστρούν επάνω στο θόλο και οδεύουν προς τη βάση της συσκευής, όπου και αποθηκεύεται το συλλεγόμενο νερό.

Ορισμένες περιόδους και κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες (π.χ. υγρές, ομιχλώδεις) παρατηρείται σε φυτά με οξύληκτα φύλλα και κυρίως στις βελόνες των κωνοφόρων, συγκέντρωση νερού με τη μορφή σταγόνων που στάζουν προς το έδαφος. Αυτή η υγροποίηση της ομίχλης στα φύλλα των δένδρων και στις κορυφές των δένδρων (κομοστέγες) σε ένα δάσος, αλλά και το στάξιμο νερού στο έδαφος, έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον και την περιέργεια του ανθρώπου από το παρελθόν, προσπαθώντας να συλλέξει αυτό το νερό για τις καθημερινές του ανάγκες. Σήμερα όμως, μετά την κατανόηση των μηχανισμών υγροποίησης της ομίχλης στις κομοστέγες των δένδρων, χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο και τεχνητά μέσα για την υγροποίηση αυτής και τη “συγκομιδή” του νερού για οικιστικές, υγειονομικές, γεωργικές, κτηνοτροφικές χρήσεις κ.λπ., σε περιοχές με ανεπάρκεια νερού και πολλές ημέρες ομίχλης. Τέτοια μέσα χρησιμοποιούνται κυρίως σε αγροτοκτηνοτροφικές περιοχές της Κεντρικής και Νότιας Αμερικής, Αφρικής, Μέσης Ανατολής, ΝΑ Ασίας, σε πολλά συμπλέγματα νησιών και αλλού.
Πολλές περιοχές ή χώρες είναι άγονες ή εποχιακά ξηρές και θα μπορούσαν να επωφεληθούν από πηγές του νερού που παρέχει η φύση από την ατμόσφαιρα. Για το σκοπό αυτό έχουν δημιουργηθεί οργανώσεις (π.χ.FogQuest) που εργάζονταισυμβουλεύοντας και καθοδηγώντας τους ντόπιους σε αγροτικές περιοχές, για νααξιοποιηθεί η προσφορά νερού από την ατμόσφαιρα και εκεί όπου τα συμβατικάαποθέματα νερού -όπως ποτάμια πηγάδια, αγωγοί- δεν είναι διαθέσιμα. Για παράδειγμα σε αρκετές άνυδρες ή ημι-άνυδρες περιοχές της Γης, χρησιμοποιούνται ειδικά δίχτυαστα βουνά για τη συλλογή των υδροσταγονιδίων της ομίχλης, ώστε να παρέχουν νερόγια τα σπίτια, τη γεωργία και τη δασοκομία. Τα τεχνητά αυτά μέσα ονομάζονται ΄΄συλλεκτήρες ομίχλης΄΄, και αποτελούνται από ορθογώνια δίχτυα νάιλον (πολυπροπυλενίου ή πολυαιθυλενίου), τα οποία προσδένονται από τα άκρα τους σε κατακόρυφους στύλους πακτωμένους στο έδαφος. Τα υλικά των διχτυών είναι υδρόφιλα και αξιοποιούν άριστα τη διαδικασία υγροποίηση της εκεί ομίχλης και τη στράγγισης των σταγόνων νερού προς τη βάση τους. Τα δίχτυα τοποθετούνται σε ομάδες κάθετα στους επικρατούντες ανέμους μιας περιοχής και η απόσταση μεταξύ τους είναι τέτοια ώστε να μην εμποδίζεται η κανονική ροή του ανέμου. Μπορούν επίσης να είναι και περιστρεφόμενα με άξονα τον ένα στύλο, αν οι κατευθύνσεις του ανέμου ποικίλλουν ή να τοποθετηθούν δύο δίχτυα σε τρεις στύλους με κοινή τη μία κορυφή. Η συλλογή νερού ενός κανονικού διχτυού (40 m2 περίπου) κυμαίνεται από 0 έως 1000 λίτρα το 24ωρο και κατά μέσο όρο ανέρχεται σε 200 λίτρα. Το νερό από ομίχλη καλύπτει τις προδιαγραφές υγιεινής του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας για ύδρευση, αφού στις απομακρυσμένες περιοχές όπου γίνεται η συγκομιδή του, οι ρυπαντές είναι ελάχιστοι, ενώ συχνά καθαρίζονται τα δίχτυα από τη σκόνη ή άλλες ουσίες. Επίσης, επισημαίνεται ότι το κόστος λειτουργίας αυτών των συλλεκτήρων ομίχλης ή ομιχλοβροχής είναι πολύ μικρό, αφού οι απαιτούμενη ενέργεια προέρχεται από τον άνεμο (αιολική) που αυτός μεταφέρει την ομίχλη στην επιφάνεια των διχτυών όπου υγροποιείται. Η τεχνική αυτή θυμίζει εν πολλοίς την πατροπαράδοτη, αλλά μη επιστημονική, μέθοδο συλλογής νερού με το "άπλωμα" υφασμάτων που εφαρμόζουν εδώ και αιώνες οι ιθαγενείς του Περού, της Χιλής και της Ναμίμπια. Πρόσφατα αυτά τα σχέδια συλλογής ομίχλη εφαρμόζονταιστην παράκτια έρημο της βόρειας Χιλής, στα βουνά της Αϊτής, στο Νεπάλ και στη Δομινικανή Δημοκρατία.
Στο Dubai των Ηνωμένων Αραβικών Εμιράτων, στο πάρκο Zaabeel, έχει κατασκευαστεί (από την εταιρία Deep Ocean Technology ), o ‘’Πύργος Blooming’’ (χρήση αναψυχής,παιδικές χαρές, βιβλιοθήκη, χώρο συνεδριάσεων κ.ά.) που ανταποκρίνεται στις εκεί περιβαλλοντικές συνθήκες, με πρόσοψη από ελαφριά πλαίσια αλουμινίου και απόκινούμενα πτερύγια (πανιά σκάφους) με υλικό το καραβόπανο, που μπορούν να ανοίγουν και να κλείνουν κατά τη διάρκεια της ημέρας. Όπως ένα φυτό που ανοίγει τα πέταλά του για τη συλλογή δροσιά, έτσι και αυτός ο 170 μέτρα πύργος, είναι επίσηςικανός για τη συλλογή νερού από την ατμόσφαιρα και την παραγωγή ενέργειας. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα πτερύγια-πανιά με το καραβόπανο θα είναι κλειστά για την παροχή προστασίας από τον ήλιο. Ενώ όμως θα είναι κλειστά αυτά τα πτερύγιά, έναφαινόμενο καμινάδας θα δημιουργείται στον πύργο και ο θερμός αέρας θα ανεβαίνειεπάνω και θα διοχετεύεται στο εξωτερικό περιβάλλον, δημιουργώντας στο εσωτερικό του πύργου δροσερές συνθήκες. Εξάλλου, κάθε πτερύγιο έχει επίσης τη δυνατότητα να κινείται και να δονείται με τον άνεμο, και έτσι μια πιεζο-ηλεκτρική διάταξη παράγει ηλεκτρική ενέργεια για το κτίριο. Τη νύχτα, τα πτερύγια του καραβόπανο θα ανοίγουν, σαν τα πέταλα ενός λουλουδιού, για τη συλλογή του νερού της νυχτερινής δροσιάς που αποθηκεύεται σε μια υπόγεια δεξαμενή. Αυτό το σύστημα συλλογής της δροσιάεκτιμάται ότι ‘’συλλαμβάνει’’ αρκετό νερό για να εξυπηρετεί τις ανάγκες ολόκληρου του κτιρίου.
Η χώρα μας βέβαια, με τις σημερινές κλιματικές συνθήκες, δεν έχει σε καμία περιοχή τόσο μεγάλες ανεπάρκειες νερού, ώστε να καταφεύγει σε τεχνητά μέσα “συγκομιδής” του από την υγροποίηση της ομίχλης. Για παράδειγμα, αν παρατηρήσουμε προσεκτικά το περιβάλλον στα Κύθηρα και στη Γαύδο είναι καταπράσινο, αν και οι διαθέσιμοι πόροι νερού είναι περιορισμένοι έως πολύ περιορισμένοι. Η διατήρηση όμως αυτής της πλούσιας βλάστησής τους αποδίδεται μεταξύ των άλλων και στις ξαφνικές ομίχλες που προκύπτουν εκεί και οι οποίες φέρνουν από τη θάλασσα αρκετούς υδρατμούς. Δηλαδή ζωογόνα υδροσταγονίδια για την εκεί βλάστηση. Ωστόσο, αξίζει τον κόπο να καταδειχθούν οι δυνατότητες της ομίχλης να καλύπτει και την ανεπάρκεια νερού γεωργικοκτηνοτροφικών περιοχών (οικισμών, χωριών κ.λπ.) άνυδρων ή ημι-άνυδρων περιοχών που έχουν ελάχιστες βροχοπτώσεις, αλλά αρκετές ημέρες με ομίχλη. Επομένως, αυτά αποδεικνύουν πως η υγροποίηση της ομίχλης είναι σημαντική και χρησιμότατη κατηγορία νερού όχι μόνο όταν γίνεται από τις κομοστέγες των δένδρων, αλλά και με τη βοήθεια τεχνητών μέσων, σε περιοχές με ανεπάρκεια βροχών και πολλές ημέρες ομίχλης

πηγή

http://inhabitat.com/beetle-inspired-bottle-harvests-drinking-water-from-thin-air/#ixzz2D9mVQap0,
http://www.stumbleupon.com/su/5oB1wL/inhabitat.com/researchers-develop-a-self-filling-water-bottle-that-harvests-water-from-the-air/,
http://ad.doubleclick.net/jump/Inhabitat/architecture;article=articlename;kw=content1;sz=300x250;ord=123456789?,
http://inhabitat.com/2008/06/26/harvest-water-from-the-air-with-fog-dew-collectors/
http://www.nagref.gr/journals/ethg/images/43/ethg43p20-25.pdf ).
http://envifriends.blogspot.gr/2013/01/blog-post.html