21 июля 2016

Как получить пресную воду из тумана?

   В некоторых самых засушливых регионах нашей планеты, где осадки выпадают в малом количестве или вообще не выпадают, несколько видов растений и насекомых выработали нестандартные стратегии по самообеспечению необходимой для жизни водой: они берут ее прямо из воздуха, точнее из тумана, который дрейфует от теплых океанов.

Теперь исследователи из Массачусетского технологического института, работая в сотрудничестве с коллегами из Чили, пытаются имитировать этот трюк в гораздо большем масштабе, потенциально получая возможность поставлять значительные объемы чистой питьевой воды в места, где особо нет альтернатив.

Сбор воды из тумана довольно известный метод, это не новая идея. Подобные воздушные системы сбора уже существуют как минимум в 17 странах. Тем не менее, последнее исследование показывает, что эффективность таких систем может быть улучшена, по меньшей мере в пять раз, что сделает их гораздо более целесообразными и практичными.

Системы сбора воды из тумана обычно состоят из вертикальной сетки, наподобие большой сетки для тенниса. Ученые определили три основных параметра, определяющих эффективность сбора крошечных воздушных капель: размер волокон в сетях, размер отверстий между нитями и покрытие, нанесенное на волокна.

    «Большинство из существующих систем оказываются далеки от оптимальных», говорит соавтор исследования, доктор наук Куоо-Чул Парк (Kyoo-Chul Park). «Изготовленные из трикотажной полиолефиновой сетки – вид легкодоступного и недорого пластика – они как правило, имеют нити и отверстия, которые слишком велики. В результате такие системы могут извлечь только 2 процента воды доступной в условиях не очень плотного тумана, в то время как последнее исследование показывает, что более мелкая сетка может извлечь 10 процентов и более. Несколько сеток, размещенных одна за другой, могут получить большее количество воды».

«В то время как некоторые из организмов, которые собирают воду из тумана благодаря твердым поверхностям своих тел – таким как панцирь жука Намиб, проживающего в пустыне Намиб, в южной части Африки – проницаемая структура сетки является гораздо более эффективной, потому что несомые ветром капли воды имеют тенденцию обтекать твердые поверхности находясь в потоке воздуха», рассказывает Парк.

«Таким образом, тканая структура, напоминающая противомоскитную сетку, оказывается наиболее эффективной. С правильно подобранным химическим покрытием, капли воды, образующиеся на сетке, стекают вниз и затем попадают в ведра или бочки».

 

 

 

 

 

 

https://www.youtube.com/watch?v=f6GNY1c457o

Сравнение эффективности при одинаковых условиях традиционной сетки для сбора воды (видео выше) и новой версии, разработанной командой института (видео ниже), демонстрирует, что в улучшенной версии вода скапливается намного быстрее.

https://www.youtube.com/watch?v=lDx-lBF4ydU

Исследователи установили, что контроль размера и структуры сетки, так и физико-химического состава этого покрытия имеет важное значение для повышения эффективности улавливания тумана. Детальные расчёты и лабораторные тесты показывают, что наилучшей эффективностью обладает структура, сплетенная из стальных нержавеющих стальных нитей, толщиной в три-четыре раза меньше человеческого волоса, при этом расстояние между ними в два раза больше их толщины.

К тому же, нити покрыты специальным составом путем погружения, который снижает характеристику так называемого гистерезиса контактного угла. Это позволяет маленьким каплям более свободно соскальзывать вниз в сборочную емкость по мере их образования и до того как ветер утащит их за собой обратно в поток тумана.

В то время как традиционные системы сегодня используются в районах прибрежных гор на краю пустыни Атакама и дают, как правило, несколько литров питьевой воды в день с каждого квадратного метра сетки, теоритические расчеты показывают, что сетка новой разработки, работающая во время сильных ветров и туманом вдоль чилийского побережья в определенное время года может давать с аналогичного участка до 12 литров в день и более.

Большое количество этих сетей, сотни квадратных метров каждая, можно было бы создать относительно недорого: для работы, они практически ничего не стоят. Они не потребляют энергии, нуждаясь лишь время от времени в чистке щеткой, чтобы удалить частицы песка. "Эксплуатационные расходы практически равно нулю," Маккинли говорит, что "природа уже сделала всю тяжелую работу за нас в виде испарения воды, опреснения ее и конденсации капель. Мы просто должны собрать воду ".

По материалам http://news.mit.edu/

 



Календарь

пн вт ср чт пт сб вс
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
    

Новости

07 ноября 2016 Ударная волна опресняет воду. Как это происходит?

Сейчас команда в MIT (Массачусетском технологическоминституте) придумала инновационный подход, который, в отличие от большинства традиционных систем опреснения, таких как фильтрация, в процессе которойзасоряются фильтрующие элементы или кипячение, которое потребляет большое количество энергии.

12 апреля 2016 Первая в мире ферма которая может производить продовольствие и биотопливо в пустыне.

В Абу-Даби (столице Объединенных Арабских Эмиратов) открыли первый в мире научно-исследовательский центр для выращивания продовольственных культур и производства биотоплива.


_VPR_Moscow