Kolekcja mgła

Atrapanieblas lub kolekcja mgły w Alto Patache, pustynia Atacama , Chile

Zbieranie mgły to zbieranie wody z mgły za pomocą dużych kawałków pionowej siatki oczkowej, aby skłonić kropelki mgły do ​​spłynięcia w dół do koryta poniżej. Konfiguracja jest znana jako ogrodzenie przeciwmgielne , kolektor mgły lub siatka przeciwmgielna . Poprzez skraplanie , atmosferyczna para wodna z powietrza skrapla się na zimnych powierzchniach w kropelki wody w stanie ciekłym zwane rosą . Zjawisko to jest najbardziej widoczne na cienkich, płaskich, odsłoniętych obiektach, w tym na liściach roślin i źdźbłach trawy. Gdy odsłonięta powierzchnia ochładza się, wypromieniowując swoje ciepło w kierunku nieba, wilgoć atmosferyczna skrapla się z szybkością większą niż ta, z której może wyparować, co powoduje tworzenie się kropelek wody.

Woda skrapla się na układzie równoległych drutów i zbiera się na dnie sieci. Nie wymaga to energii z zewnątrz i jest ułatwione w naturalny sposób dzięki wahaniom temperatury, co czyni go atrakcyjnym do zastosowania na słabiej rozwiniętych obszarach. Termin „ogrodzenie mgły” pochodzi od jego długiego prostokątnego kształtu przypominającego ogrodzenie , ale kolektory mgły nie ograniczają się tylko do tego stylu konstrukcyjnego. Wydajność kolektora mgły opiera się na materiale siatki, wielkości otworów i włókna oraz powłoce chemicznej. Kolektory mgły mogą zbierać od 2% do 10% wilgoci w powietrzu, w zależności od ich wydajności. Idealną lokalizacją jest suchy obszar na dużej wysokości w pobliżu zimnych prądów przybrzeżnych, gdzie mgła jest powszechna, a zatem kolektor mgły może generować najwyższą wydajność.

Pochodzenie historyczne

Zorganizowane gromadzenie rosy lub kondensacji poprzez naturalne lub wspomagane procesy jest starożytną praktyką, od picia na małą skalę zbiorników kondensatu zebranych w łodygach roślin (nadal praktykowanych dzisiaj przez survivalowców), do naturalnego nawadniania na dużą skalę bez opadów, takich jak jak na pustyniach Atacama i Namib . Pierwsze kolektory mgły stworzone przez człowieka sięgają czasów Imperium Inków , gdzie pod drzewami umieszczano wiadra, aby wykorzystać kondensację.

, że kilka urządzeń stworzonych przez człowieka, takich jak antyczne kamienne stosy na Ukrainie , średniowieczne stawy rosy w południowej Anglii i wulkaniczne pokrywy kamienne na polach Lanzarote , jest możliwymi urządzeniami do łapania rosy.

Jeden z pierwszych zarejestrowanych projektów zbierania mgły miał miejsce w 1969 roku w Afryce Południowej jako źródło wody dla bazy sił powietrznych. Konstrukcja składała się z dwóch ogrodzeń po 100m 2 . W ciągu 14 miesięcy badania produkowano średnio 11 litrów wody dziennie, co daje 0,05 litra wody na każdy metr kwadratowy. Kolejne duże badanie zostało przeprowadzone przez Narodowy Katolicki Uniwersytet Chile i Międzynarodowe Centrum Badań nad Rozwojem w Kanadzie w 1987 roku . W północnych Włoszech zmontowano 100 płotów przeciwmgielnych o powierzchni 48 m 2 . Projekt był w stanie uzyskiwać średnio 0,5 litra wody na każdy metr kwadratowy, czyli 33 litry na każdego z 300 mieszkańców wioski każdego dnia.

W naturze

Kolektory mgły zostały po raz pierwszy zaobserwowane w naturze jako technika zbierania wody przez niektóre owady i liście. Chrząszcze z pustyni Namib żywią się wodą, która skrapla się na ich skrzydłach ze względu na wzór naprzemiennych regionów hydrofilowych (przyciągających wodę) i hydrofobowych (odpychających wodę). Lasy sekwojowe są w stanie przetrwać przy ograniczonych opadach deszczu dzięki dodatkowi kondensacji na igłach, które kapią do systemów korzeniowych drzew.

Części kolektora mgły

Kolektor mgły składa się z trzech głównych części: ramy, siatki i koryta lub miski.

Rama podtrzymuje siatkę i może być wykonana z szerokiej gamy materiałów, od tyczek ze stali nierdzewnej po bambus. Rama może różnić się kształtem. Proponowane geometrie to liniowe, zbliżone do ogrodzenia oraz cylindryczne. Ramy liniowe to prostokąty z pionowymi punktami końcowymi osadzonymi w podłożu. Mają podpory linowe połączone u góry i wbite w ziemię, aby zapewnić stabilność.

W siatce siatkowej pojawia się kondensacja kropelek wody. Składa się z włókien splecionych razem z małymi otworami, pokrytych substancją chemiczną w celu zwiększenia kondensacji. Shade Cloth jest używany do struktury siatki, ponieważ może być pozyskiwany lokalnie w krajach słabo rozwiniętych. Włókna są powlekane, aby były hydrofilowe i hydrofobowe, co przyciąga i odpycha wodę, zwiększając kondensację. Może to odzyskać 2% wilgoci z powietrza. Wydajność wzrasta wraz ze zmniejszaniem się rozmiaru włókien i otworów. Najbardziej optymalna siatka wykonana jest z włókien ze stali nierdzewnej o wielkości od trzech do czterech ludzkich włosów iz otworami dwukrotnie większymi niż włókno. Siatka jest pokryta substancją chemiczną, która zmniejsza histerezę kąta zwilżania kropli wody, co pozwala na tworzenie większej liczby małych kropel. Ten rodzaj siatki jest w stanie wychwycić 10% wilgoci z powietrza.

Pod siatkową siatką ogrodzenia przeciwmgielnego znajduje się małe koryto do zbierania wody. Woda płynie z koryta do pewnego rodzaju pojemnika do przechowywania lub systemu nawadniania do użytku. Jeśli kolektor mgły jest okrągły, woda zostanie osadzona w zbiorniku umieszczonym na dole siatki.

Zasada

Mgła zawiera zwykle od 0,05 do 1 grama wody na metr sześcienny, z kropelkami o średnicy od 1 do 40 mikrometrów . Osiada powoli i jest przenoszony przez wiatr. Dlatego skuteczne ogrodzenie przeciwmgielne musi być ustawione zwrócone w stronę dominujących wiatrów i musi być drobną siatką , ponieważ wiatr przepływałby wokół solidnej ściany i zabierał ze sobą mgłę.

Kropelki wody z mgły osadzają się na siatce. Drugie oczko ocierające się o pierwsze powoduje, że kropelki zlewają się i spływają na dno oczek, gdzie woda może być zbierana i odprowadzana.

Zalety i wady

Zalety

Wodę można zbierać w dowolnym środowisku, w tym w ekstremalnie suchych środowiskach, takich jak pustynia Atakama, jedno z najbardziej suchych miejsc na ziemi. Zebrana woda może być bezpieczniejsza do picia niż woda gruntowa. Zbieranie mgły jest uważane za łatwe w utrzymaniu, ponieważ nie wymaga energii z zewnątrz, a jedynie okazjonalnego szczotkowania siatek w celu utrzymania ich w czystości. Części mogą być czasami pozyskiwane lokalnie w krajach słabo rozwiniętych, co pozwala na naprawę kolektora, jeśli jest zepsuty i nie pozostaje w ruinie. Naprawa kolektora nie wymaga szczegółowego szkolenia. Kolektory mgły są tanie w realizacji w porównaniu z innymi alternatywnymi rozwiązaniami wodnymi.

Niedogodności

Płoty przeciwmgielne są ograniczone pod względem ilości przez regionalny klimat i topografię i nie mogą wytwarzać więcej wody na żądanie. Ich plony nie są stałe przez cały rok i zależą od lokalnych i globalnych wahań pogody (takich jak El Niño ). Ich zaopatrzenie w wodę może nadal być zanieczyszczone przez pył przenoszony przez wiatr, ptaki i owady. Zebrana wilgoć może sprzyjać rozwojowi pleśni i innych potencjalnie toksycznych mikroorganizmów na siatce.

Nowoczesne metody

W połowie lat 80. Kanadyjska Służba Meteorologiczna (MSC) rozpoczęła budowę i rozmieszczanie dużych urządzeń zbierających mgłę na Mount Sutton w Quebecu . Te proste narzędzia składały się z dużego kawałka płótna (zwykle o długości 12 m i wysokości 4 m) rozciągniętego między dwoma drewnianymi słupami o długości 6 m podtrzymywanymi przez odciągi, z długą korytem pod spodem. Woda skraplałaby się z mgły na płótno, zlewała się w kropelki, a następnie spływała w dół, skapując z dna płótna do koryta zbiorczego poniżej.

chilijski projekt

Zamiarem kanadyjskiego projektu było po prostu wykorzystanie urządzeń do zbierania mgły w celu zbadania składników zebranej mgły. Jednak ich sukces wzbudził zainteresowanie naukowców z Chile 's National Forest Corporation ( CONAF ) i Catholic University of Chile, aby wykorzystać chmury camanchaca lub garúa , które pokrywają północne wybrzeże Chile zimą na półkuli południowej. Dzięki finansowaniu z Międzynarodowego Centrum Badań nad Rozwojem (IDRC), MSC współpracowało z Chilijczykami, aby rozpocząć testowanie różnych projektów obiektów zbierania na górze El Tofo w północnym Chile . Po udoskonaleniu około 50 systemów zostało wzniesionych i wykorzystanych do nawadniania sadzonek na zboczu wzgórza w celu ponownego zalesienia. Gdy roślinność już się ustabilizowała, powinna była zacząć gromadzić dla siebie mgłę, jak wiele lasów chmurowych w Ameryce Południowej, aby rozkwitnąć jako samowystarczalny system.

Sukces projektu ponownego zalesiania jest niejasny, ale około pięć lat po rozpoczęciu projektu pobliska wioska Chungungo zaczęła naciskać na wysłanie rurociągu z góry do miasta. Chociaż nie było to w zakresie CONAF, który wycofał się w tym momencie, uzgodniono rozbudowę obiektu zbierającego do 94 kolektorów z nylonowej siatki ze zbiornikiem rezerwowym i rurociągami w celu zaopatrzenia w wodę 300 mieszkańców Chungungo.

IDRC donosi, że dziesięć lat później, w 2002 roku, pozostało tylko dziewięć urządzeń, a cały system był w bardzo złym stanie. [ potrzebne źródło ] I odwrotnie, MSC stwierdza w swoim artykule, że obiekt był nadal w pełni funkcjonalny w 2003 r., ale nie podaje żadnych szczegółów uzasadniających to stwierdzenie. [ potrzebne źródło ] W czerwcu 2003 IDRC poinformowało, że istnieją plany ożywienia miejsca na El Tofo. [ potrzebne źródło ]

Dar Si Hmad

Lafram z zespołu Dar Si Hmad mówi o zbieraniu mgły

W marcu 2015 Dar Si Hmad (DSH), marokańska organizacja pozarządowa, zbudowała duży system zbierania i dystrybucji mgły w górach Antyatlasu . Region, w którym pracował DSH, jest ubogi w wodę, ale obfite mgły pokrywają ten obszar przez 6 miesięcy w roku. System DSH obejmował technologię, która monitorowała system wodny za pomocą SMS . Zdolności te były kluczowe w radzeniu sobie ze skutkami gromadzenia się mgły na tkankę społeczną tych obszarów wiejskich. Według z MIT metody zbierania mgły wdrożone przez DSH „poprawiły wydajność zbierania mgły o około pięćset procent”.

Zastosowanie międzynarodowe

Pomimo widocznego niepowodzenia projektu zbierania mgły w Chungungo, metoda ta przyjęła się w niektórych miejscowościach na całym świecie. Organizacja International Organization for Dew Utilization pracuje nad wydajnymi kondensatorami foliowymi dla regionów, w których deszcz lub mgła nie mogą pokryć zapotrzebowania na wodę przez cały rok. Wkrótce po początkowym sukcesie projektu naukowcy z organizacji uczestniczących utworzyli organizację non-profit FogQuest, która stworzyła obiekty operacyjne w Jemenie i środkowym Chile , podczas gdy inne są poddawane ocenie w Gwatemali , na Haiti i w Nepalu , tym razem z dużym większy nacisk na ciągłe zaangażowanie społeczności w nadziei, że projekty przetrwają długo w przyszłości. Wioski w sumie w 25 krajach na całym świecie teraz [ kiedy? ] obsługiwać urządzenia do zbierania mgły. Istnieje możliwość wykorzystania systemów do zakładania gęstej roślinności na wcześniej suchych terenach. Wygląda na to, że niedrogie kolektory będą nadal kwitły.

Zobacz też

Źródła

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fog_collection&oldid=1137149432 ”