Woda z powietrza, czyli jak pozyskiwać życiodajną ciecz

Polder wodny firmy Wavin na dachu budynku w Amsterdamie. Foto: Wavin

Zasoby wody zdatnej do picia kurczą się z powodu kryzysu klimatycznego, a susza hydrologiczna, czyli stałe obniżanie się poziomu wód gruntowych oraz wysychanie ujęć wody – przede wszystkim rzek i jezior – postępuje. Naukowcy poszukują zatem sposobów, jak wodę, która znajduje się zarówno w ziemi, jak i powietrzu, zbierać i przetwarzać tak, by służyła człowiekowi.

Na pierwszy ogień wzięto deszczówkę. Inżynierowie i specjaliści od ochrony środowiska wiedzą, że wodę deszczową należy traktować jak zasób, a nie jak ściek, tak jak to jeszcze niedawno miało miejsce. Zwłaszcza w miastach sposoby na zbieranie deszczówki cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Jednym z nowatorskich rozwiązań jest magazynowanie wody z opadów na płaskich dachach. Holendrzy (firma MetroPolder) wpadli na pomysł instalowania na nich zbiorników przypominających poldery, które dzięki supernowoczesnym rozwiązaniom technologicznym stanowią inteligentne i precyzyjnie sterowalne magazyny wody. Są one wyposażone w system buforowy, zawór połączony z Internetem oraz pulpit sterowania, który jest dostępny online. Czujniki zaworu i radary deszczowe kontrolują poziom wody i jej przepływ w czasie rzeczywistym.

Holenderskie poldery są tak wydajne, że mogą przechwycić niemal cały deszcz, który spada na dach, na którym są zainstalowane. Są w stanie przechwycić aż 97 proc. deszczówki, gdy tymczasem konwencjonalny zielony dach zatrzymuje ok. 12 proc. opadów. Następnie albo go utylizują na bieżąco lub wykorzystują w późniejszym okresie. Zebrana w ten sposób woda jest wykorzystywana nie tylko do nawadniania roślin w czasie, gdy nie pada, ale można ją także podłączyć do systemów wody szarej.

W samym Amsterdamie zainstalowano już 10 tys. m kw. takich polderów, a twórcy nowatorskiego rozwiązania marzą o tym, by metropolie na całym świecie wyposażać w inteligentną sieć wodociągową. Technologia ta została już wykorzystana nie tylko w Holandii, ale także w miastach na całym świecie, m.in.: w Gwatemali, USA, Francji czy Wielkiej Brytanii.

Hydropanel jak kostka cukru

Kolejnym sposobem na pozyskiwanie naturalnie występującej w przyrodzie wody jest… zbieranie mgły. Inżynierowie z Zero Mass Water opracowali rozwiązanie, które sprawdza się w większości sytuacji, gdy pojawiają się problemy z brakiem wody pitnej. Specjalny panel wytwarza wodę tylko dzięki dostępowi do atmosfery poprzez przyspieszenie procesu kondensacji wody. Hydropanel, przypominający ten słoneczny, nie potrzebuje żadnej infrastruktury, nie wymaga podłączenia do jakiegokolwiek źródła energii ani wody. Do wytwarzania jej wystarczy tylko światło słoneczne.

Hydropanel pokryto materiałem absorbującym parę wodną, która jest obecna w powietrzu niezależnie od szerokości geograficznej. Jego działanie przypomina sposób, w jaki płyny absorbuje kostka cukru, która wchłania na przykład herbatę, gdy tylko zetknie się z jej powierzchnią. To rozwiązanie zdaje się być ratunkiem dla krajów, w których dostęp do wody pitnej jest bardzo trudny. Jak szacuje Organizacja Narodów Zjednoczonych, ok. 2 miliardów ludzi na świecie nie ma bezpiecznego dostępu do wody pitnej. Tymczasem każdy hydropanel w ciągu doby jest w stanie zaabsorbować z powietrza ok. 10 butelek wody.

Hydrożel i woda z elektrowni

Podobne właściwości jak hydropanel ma superhigroskopijny żel powstały na bazie pochodnych roślinnych i soli higroskopijnych, który udało się zsyntetyzować naukowcom z Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju. Dzięki 1 kg tego takiego żelu w suchym klimacie udaje się pozyskać 1,18 kg wody, a w klimacie wilgotnym – aż 6,4 kg.

Zdaniem badaczy obiecującym sposobem na pozyskiwanie wody może okazać się wychwytywanie jej z tzw. chłodni kominowych w elektrowniach (w wyniku parowania lub dryfu ulatuje od 60 do 90 proc. wykorzystywanej wody). Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology w Stanach Zjednoczonych opracowali panele, które jonizują wodę i zbierają ją na drucianych siatkach. Okazuje się, że w ten sposób można odzyskać ok. 20-30 proc. wody utraconej przez elektrownie.

Źródło: http://greenbook2024.pl