Cum sa beti din lacurile enorme din aer

Tot aerul, de la deserturile aride pana la orasele umede, contine vapori de apa – la nivel global, aproximativ 12.900 kilometri cubi de apa sunt suspendati ca umiditate in aerul din jurul nostru. Este mai mult decat toata apa din Lacul Superior, cel mai mare lac din America de Nord (11.600 km cubi) sau cinci lacuri Victoria (marele lac al Africii, la 2.700 km cubi). Sau de 418 ori volumul de Loch Ness.

Dar nu vorbim despre nori. Aceasta este umiditatea din aerul pe care il respiram, care reapare ca margele de apa pe partea unei bauturi reci sau ca roua de dimineata pe firele de iarba. Si se desfasoara o cursa tehnologica pentru a o recolta ca apa potabila. Daca dispozitivele emergente de „apa din aer” (WFA) o pot sparge, ar putea merge mult spre solutionarea problemei lumii cu apa dulce.

Pana in 2025, se estimeaza ca doua treimi din populatia lumii (in crestere rapida) va trai in conditii de stres acvatic sever. Deja, 2,1 miliarde de oameni traiesc fara apa potabila curata. Cei mai saraci din lume sunt supraincarcati pentru apa despre care stiu ca sunt nesigure, dar nu au alta optiune decat sa bea. Apa potabila contaminata provoaca in fiecare an jumatate de milion de decese din cauza diareei. In timp ce in tarile mai bogate – care consuma mai multa apa decat natiunile mai sarace, din cauza agriculturii si industriei intensive – apa din apele subterane si din bazinele hidrografice se epuizeaza mai repede decat sunt alimentate.

Ati putea dori, de asemenea:

• Cum sa salvezi Louisiana de la inec
• Planul Norvegiei pentru o flota de aeronave electrice
• Cum bacteriile intestinale pot salva vietile copiilor

In plus, exista si o problema de incredere, deoarece cetatenii se indoiesc de calitatea apei pe care autoritatile le spun ca este sigura. In orasul Flint, Michigan, sa constatat ca apa de la robinet include materiale radioactive, arsen si plumb. In schimb, consumatorii din clasa mijlocie apeleaza la apa imbuteliata. Piata globala a apei imbuteliate a crescut cu 10% in fiecare an din 2013, ajungand la 391 miliarde de litri vandute in 2017 (adica peste 150.000 de piscine olimpice).

O sursa viabila de apa dulce in afara retelei este atat disperata pentru a reduce boala si saracia, cat si foarte atractiva pentru consumatorii mai bogati.

Preocuparile privind calitatea apei din Flint, Michigan au starnit proteste pe scara larga (Credit: Getty Images)

Tragerea apei din aer subtire este cu greu un concept nou – este posibil sa aveti acasa un aparat de dezumidificare care sa faca exact asta. Dar apa pe care o capteaza nu este curata, nu contine mineralele de care avem nevoie, iar energia necesara nu este realista pentru a satisface cerintele de apa ale unei gospodarii, daramite a unei comunitati.

Cu toate acestea, exista mai multe companii care adapteaza tehnologia dezumidificatorului pentru apa potabila. Dezumidificatoarele mecanice contin bobine metalice racite umplute cu un agent frigorific, la fel ca un frigider-congelator de bucatarie, care creeaza un „punct de roua” artificial (temperatura la care vaporii de apa din aer se satureaza, transformandu-se dintr-un gaz intr-un lichid, cum ar fi margelele de pe partea bauturii dvs. racite cu gheata). Vaporii de apa care intra intr-o masina WFA se condenseaza pe o bobina racita in acelasi mod, dar odata colectat este filtrat, sterilizat cu lumina UV, mineralizat si depozitat intr-un rezervor alimentar gata de baut.

Roland Wahlgren, consultant canadian in domeniul apei, tine un director actualizat cu cele mai recente inovatii WFA pe site-ul sau Atmoswater.com. Dintre cele 71 de companii active din baza sa de date, 64 se concentreaza pe refrigerarea mecanica, devenind astfel tehnologia dominanta pe piata. Wahlgren estimeaza ca consumul tipic de energie este de aproximativ 0,4 kilowati-ora pe litru (care costa 5,2 centi SUA, la preturile actuale ale energiei electrice din SUA).

Luati in considerare firma sud-africana Water from Air, care produce un racitor de apa WFA pentru case care este capabil sa produca 32 de litri de apa pe zi. Avantajul fata de racitoarele traditionale de apa este ca nu este nevoie sa inlocuiti in mod constant butoaiele de apa din plastic – acesta continua sa se umple de aer subtire. Sau compania indiana WaterMaker, care vinde o gama de la unitati mici la modele mari de camioane „ideale pentru sate [si] comunitati inchise”.

Cu toate acestea, exista cateva conditii importante pentru ca multe dintre aceste dispozitive sa functioneze la cel mai bun nivel. Eficienta, de exemplu, depinde adesea de umiditatea relativa – cantitatea de apa prezenta in aer, ca procent din cantitatea necesara pentru a ajunge la saturatie.

• www.alphabookmarks.win
• tango-wiki.win
• www.yankee-bookmarkings.win
• wiki-quicky.win
• rqwork.de
• investor.kolokoltsev.net
• armtube.org
• www.svit-world.kiev.ua
• oqdaryoovozi.uz
• mdou8.ru
• seriahd.tv
• xoxi.ru
• www.bookmarking-jet.win
• snt-orion.ru
• kassi2.rosx.net
• www.downloadae.net
• lysienieplackowate24.pl
• multfilmlar.uz
• samefo.ge
• wiki-wire.win

Pentru majoritatea dispozitivelor, cifra respectiva depaseste 60% pentru o functionare optima, ceea ce este bine daca locuiti in Costa Rica, unde umiditatea este adesea de 90% sau mai mult, dar nu atat de bine daca locuiti in Iran, unde poate scadea pana la 17%. Dar o noua companie din Marea Britanie, Requench, intra pe piata la sfarsitul acestui an (2018) cu o unitate literalmente de dimensiunea unui container de transport maritim si poate functiona la o umiditate relativa de doar 15%. Prototipul produce 2.000 de litri pe zi in conditii de umiditate si nu mai putin de 500 de litri chiar si in climatul uscat. 

Asa-numitele dispozitive „apa din aer” ar putea inlocui racitoarele traditionale de apa, eliminand risipa de butoaie din plastic (Credit: Alamy)

O alta solutie poate proveni din tehnologia WFA complet diferita. In loc de bobine de refrigerare, un material „desicant” absoarbe apa din aer ca un burete chimic, fara a avea nevoie de energie pentru a face acest lucru. O astfel de tehnologie a aparut abia recent din cercetare si dezvoltare in produse comerciale, spune Wahlgren: „Sistemele de deshidratare pot fi realizate din materiale mai putin costisitoare, astfel incat punctul de pret pentru aceeasi capacitate de productie a apei are potentialul de a fi mai mic … [si poate] functiona cu umiditate mai mica decat dezumidificatoarele mecanice. ”

Zero Mass Water a fost fondata de Cody Friesen, profesor asociat de stiinta materialelor la Universitatea de Stat din Arizona, in 2014. Produsul sau, Source, foloseste un desicant in interiorul unui mic panou solar de pe acoperis pe care il numeste „hidropanel”.

„Desicantul nostru a fost dezvoltat in cadrul grupului meu de cercetare de la Universitatea de Stat din Arizona”, explica Friesen, a carui copilarie in desertul din Arizona i-a dat o afinitate naturala pentru conservarea apei. „Aveti nevoie de ceva care sa absoarba apa la umiditate foarte scazuta, chiar si la 5% umiditate. De exemplu, cand lasati capacul de pe vasul de zahar, acesta devine cam aglomerat. Zaharul este un desicant natural, dar face asta foarte incet. Acum imaginati-va un material proiectat care face asta foarte repede. ”

Materialul sau este un secret comercial, dar poate spune ca include un amestec de clorura de litiu si ioni organici. Panoul solar contine un anumit material fotovoltaic, care ruleaza un ventilator mic pentru a trage aerul prin sistem, dar este in mare parte solar termic – acesta evapora apa inapoi din „burete chimic” pentru a fi condensata si colectata. Nu are nevoie de o bobina racita pentru a se condensa, deoarece poate folosi temperatura „ambientala” exterioara, care este mai rece decat caldura din interiorul termicului solar.

Hidropanelele folosesc energia solara pentru a extrage apa dintr-un „burete chimic”, care a absorbit umiditatea din aerul inconjurator (Credit: Zero Mass Water)

Incepand de la 4.000 USD (aproximativ 3.100 GBP), Source produce in medie 3-5 litri pe zi, cu mult mai putini decat agentii frigorifici mecanici. Dar este mult mai putin consumator de energie, necesitand doar 100 de wati de energie solara in afara retelei (in comparatie cu racitorul de apa Water From Air, care are nevoie de 500 W de energie electrica si niveluri de umiditate de 80-95% pentru a produce 25-30 litri- o zi). Conceput sa arate bine si sa faca bine, Friesen doreste ca Source sa faca apel la acei consumatori care deja cheltuiesc sute de dolari pe an pe apa imbuteliata. „O jumatate de trilion de litri de apa imbuteliata sunt vandute la nivel global in fiecare an. Lasa numarul acela sa se scufunde ”, spune el. „Amprenta de carbon asociata cu aceasta, amprenta de plastic, este doar masiva”.

Dupa cinci ani de proprietate, pretul mediu pe litru de la Source este de aproximativ 16 centi, inlocuind aproximativ 30.000 de sticle de plastic de 500 ml. Cei mai mari cumparatori de pana acum au fost gospodariile rurale din SUA si Australia, dar a vandut, de asemenea, scolilor din Mexic, unui orfelinat din Liban si unei statii de pompieri din Puerto Rico. (In urma uraganului din 2017, un pompier i-a spus lui Friesen: „Dupa ce militarii vor disparea … singura apa potabila pe care o vom avea va fi aceasta.”)

Dar exista inca o abordare WFA care necesita electricitate zero – solara sau altfel – si este conceputa pentru cele mai sarace regiuni ale lumii. In ruralul Etiopiei, Togo si in curand Haiti, se afla „Turnul Warka” de aproape 10 metri inaltime. Aratand ceva de la Festivalul Glastonbury, un cadru de bambus gigant in forma de vaza suporta sute de metri patrati de plasa fina din poliester. Plasa colecteaza ceata diminetii si se scurge intr-un rezervor subteran printr-un sistem de filtrare pe baza de piatra. Arhitectul italian din spatele sau, Arturo Vittori, a luat ideea atunci cand a proiectat o baza lunara pentru NASA. „Cand proiectati un mediu atat de extrem precum spatiul cosmic, trebuie sa aduceti apa de pe Pamant si apoi sa reciclati si sa refolositi apa intr-un sistem inchis”, explica Vittori. „Acelasi lucru se intampla pe planeta Pamant – ciclul apei face acest lucru in mod natural pentru noi.”

Un turn Warka, construit in Italia, capteaza umezeala din ceata de dimineata (Credit: Warka Water)

Primul turn Warka a fost ridicat in Etiopia in 2015. Cand vin ceatele sezoniere, turnul produce apa in mod constant. „Dar chiar si atunci cand nu este ploaie si nici ceata, condensul nocturn se mai intampla”, spune Vittori. „Capacitatea rezervorului de apa [nostru] variaza de la 1.600 litri pana la 100.000 litri.” Turnul a fost construit de satenii locali folosind metode traditionale si bambusul, un material local. „Acum, in Haiti si Togo, experimentam cu [alte] materiale locale … inclusiv frunze de palmier.” Turnul Warka este „o abordare diferita” fata de WFA, spune el: „intelege traditiile si materialele locale … Este mult mai mult decat o masina livrata pe spatele unui camion. Este energie zero, nu exista parti mecanice, totul este prin gravitatie, prin aer, prin vant. ”

O astfel de recoltare de roua se bazeaza insa pe umiditate si ceata foarte ridicate. Wahlgren sustine ca aceasta abordare – cunoscuta si sub numele de „racire radiativa” – este „extrem de specifica site-ului … exista doar un numar limitat de site-uri pe Pamant care sunt adecvate”. Pentru acele site-uri limitate, abordarea Warka este admirabila – este usor de intretinut, folosind aceleasi abilitati locale si materiale utilizate pentru a-l pune la punct. Vittori spera ca mesterii locali vor continua sa construiasca mai multe in orasele si satele din jur fara contributia sa. Dar daca scopul final este de a servi 2,1 miliarde de oameni fara acces la apa curata, atunci Warka Towers nu ar putea fi niciodata o solutie pe cont propriu.

Un copil colecteaza apa potabila curata de la Turnul Warka din Dorze, Etiopia (Credit: Warka Water)

Vittori estimeaza ca un singur turn (mai mic) satisface nevoile de apa a aproximativ 50 de persoane, pentru un cost de constructie initial de la 3.000 USD (pentru un turn de 5 m). Un turn mai mare, cu o inaltime de 25 de metri, ar costa 30.000 de dolari si ar putea furniza aproximativ 250 de persoane (desi in mod clar asta ar implica o schimbare semnificativa a peisajului). In cele mai uscate nopti, Turnul nu adauga apa in rezervorul de dedesubt. Intre timp, agentii frigorifici si agentii de deshidratare pot recolta in mod constant apa la un volum mult mai mare – s-ar putea sa nu fie zero, dar solutiile solare, cum ar fi apa cu masa zero, pot fi neutre din punct de vedere energetic si in afara retelei. Ar putea fi furnizori majori de apa dulce in viitorul apropiat.

Si pot exista multe alte inovatii care vor veni. Competitia internationala de inovatie XPRIZE – care in anii precedenti a cuprins AI si zborurile spatiale suborbitale – ofera in prezent 1,75 milioane de dolari (aproximativ 1,4 GBP) pentru cea mai buna inventie noua pentru „recoltarea apei proaspete din aerul subtire”. Exista chiar sugestii conform carora WFA ar putea fi marita la dimensiunea centralelor de desalinizare sau a fermelor solare. 

Ar putea campurile WFA sa aiba un dezavantaj? Ar putea afecta precipitatiile locale si formarea norilor? Vorbind din Arizona, Friesen rade. Chiar daca fiecare persoana ar detine un dispozitiv WFA, spune el, nici macar nu ar consuma toti vaporii de apa care provin din fumurile din trafic, „asa ca nu avem nicio problema sa venim nicaieri aproape de impactul sistemelor meteorologice”. Poate ca frigiderele recablate, buretii chimici si turnurile gigantice de bambus care colecteaza apa din aer par acum ciudate. Dar sistemul nostru actual de apa freatica esueaza si avem nevoie de solutii noi.

Alaturati-va peste 900.000 de fani viitori, placandu-ne pe Facebook sau urmariti-ne pe Twitter sau Instagram .

Daca ti-a placut aceasta poveste, inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com , numit „Daca ai citit doar 6 lucruri in aceasta saptamana”. O selectie selectata de povesti de la BBC Future, Culture, Capital si Travel, livrate in casuta de e-mail in fiecare vineri.