ایده های نو
11111 – ایده های تولید آب از هوا

11111 – ایده های تولید آب از هوا

  1. مقدمه:

زندگی در شرایط سخت چون مناطق خشکی و کویری مانند صحرا و بیابان‌ها با محیط عادی تفاوت دارد بخصوص کسانیکه بدلایل مختلفی مانند گردشگران، سربازان، جستجوگران، کاوشگران و … در این شرایط قرار می گیرند آب نقش حیاتی در زندگی آنان را دارد بطوریکه آنها می توانند با مصرف حداقل آب خود را تا جندین روز زنده نگه دارند. در بررسی های بعمل آمده نشان داده که الگو گرفتن از روشهای قدیمی مردم و جانواران و … کمک زیادی به این مساله خواهد کرد و برای نمونه می تواند مشاهده کرد که جانواران صحرایی اکثرا در روز در حفره های مرطوب زندگی می کنند و در شب به تحرک مشغول می باشند. و حتی رنگ بسیاری از آنها روشن می باشد تا نور آفتاب را کمتر جذب نمایند. و گیاهان نیز روشهای جالبی دارند و اکثر برگهای ضخیم و موم اندود و یا روغنی با خارهای تیز دارند تا باعث تبخیر کمتر اب در برگها بشود. درختانی مانند کاکتوس در تنه خود آب ذخیره می نمایند و یا برخی چون کهور (tree   mesquite ) تا 24 متر ریشه در عمق زمین می زند و یا برخی در سطح زمین ریشه های خود را می گسترانند تا رطوبت زمین و شبنم صبحگاهی را جذب نمایند.

یکی از موفق ترین گیاهان صحرایی می توان به گیاه Bush  Creosote  اشاره کرد این گیاه دارای برگ های کوچک منفذداری است که در روز منافذ جمع و کوچک می شود و در شب هنگام منافذ آن باز و بزرگ می شود و رطوبت هوا و شبنم را جذب می کند. یا یک نوع سوسک صحرایی بنام Arenivaga investigate که در دهان خود دو کیسه دارد که از طریق جذب رطوبت هوا ، مقداری آب در این دوکیسه جمع می کندو یا یک سوسک صحرایی بنام نامیب the Namib desert beetle رطوبت جمع شده در سطح پشتش را می نوشد و یا یک نوع هزارپا بنام Polyxenus lagurus  که از طریق یک شبکه توری ظریف رطوبت هوا را جذب می کند. و یا حشراتی مانند ساس و کنه که از طریق ترشح کردن مایع غلیظ و جاذب آب (hydrophilic solution   ) به محل های مرطوب خاک ، باعث جذب آب به دهان خود می شوند. و یا برخی پرندگان و موجودات مانند موش کانگوری، در بینی خود سیستمی دارند که با عبور هوا آب تبخیر شده و باعث خنکی آنان می شود.

در حال حاضر دستگاه های آب ساز از طریق هوا نیز وجود دارد که می‌توان به نمونه ای از آن بنام atmospheric water generator (AWG) اشاره کرد که خیلی شبیه رطوبت گیر هوا می باشد که هوای عبوری از داخل این دستگاه بعد از طی مراحل تصفیه بهداشتی قابل آشامیدن می باشد. که این دستگاه ها معمولا تا 20 لیتر آب در طول روز تولید می کنند. از تولید کننده های مهم دستگاه آب ساز از هوا می توان به MagicWaterMaker اشاره کرد و در کشور نیز طرح های اجرایی و ساخته شده جهت تولید آب از رطوبت هوا وجود دارد. همچنین راه هایی برای تولید اب از شبنم و مه نیز اختراع شده است و حتی شرکتهایی چون  Aqua Sciences™  کانتیرهای آب ساز طراحی نموده اند که روزانه 350 تا 1200 گالن آب از هوا تولید می نماید. و تمام اینها نشان دهنده اینست که چه منبع فراوانی از آب در اتمسفر است و به تعبیری چه رودخانه پر آبی در هوا جاری می باشد و ما می توانیم به سادگی از این آب استفاده نماییم.

  • پیشنهادات و ایده های تولید آب از هوا :

با توجه به مطالب بالا  می توان به روشهای مختلف برای تامین آب از طریق هوا اشاره کرد:

الف ) تامین حداقل آب در شرایط دشوار

زندگی در شرایط سخت چون مناطق خشکی و کویری مانند صحرا و بیابان‌ها با محیط عادی تفاوت دارد بخصوص کسانیکه بدلایل مختلفی مانند گردشگران، سربازان، جستجوگران، کاوشگران و … در این شرایط قرار می گیرند آب نقش حیاتی در زندگی آنان را دارد بطوریکه آنها می توانند با مصرف حداقل آب خود را تا جندین روز زنده نگه دارند.

الف -1 ) ماسک آب ساز

بهترین روش برای تولید آب از طریق هوا می باشد و بهترین هوای موجود نیز دستگاه تنفس انسان است که نیاز به هیچ دستگاه و موتوری برای مکیدن هوا و خارج کردن هوا ندارد و به راحتی هوا از طریق دم (هوا را به درون کشیدن ) و بازدم (هوا را به خارج دادن ) وارد و خارج می شود. چرا که در هنگام تنفس ( یعنی زمان دم ) هوا وارد بدن می شود در این حال هوا در لحظاتی که در بدن ما به سر می‌برد مقداری از «اکسیژن» خود را به آن می دهد و در مقابل مقداری «گاز کربونیک» و «آب» از بدن می‌گیرد و در اثر بازدم این گاز و آب به خارج از بدن می فرستد. با این حساب کمی آب موجود در هوا وارد بدن می شود و به مقدار بیشتری آب موجود در بدن خارج می شود و از این رو است که بدن ما محتاج آب است.

لذا اگر وسیله ای شبیه ماسک تنفسی بیماران درست کنیم که داخل آن را مجهز به مواد جاذب آب ( مانند پلیمر فرا جاذب یا سوپر جاذب PR3005A و  … ) کرده باشیم و روی دهان قرار دهیم و هوا از یک سوراخ بالایی ماکس ( برای دم ) وارد شود و از سوراخ دیگری ( هوای بازدم ) که در پایین است خارج شود می توان هوای بازدم را از میان مواد جاذب آب عبور داد و قادر خواهیم بود مقداری آب در مخزن و یا هر ظرف دیگر جمع نمود. که البته این ایده سوی جشنواره ایده های برتر دانش‌آموزی مورد تایید قرار گرفت و حایز کسب رتبه برتر نیز گردید.

الف -2 ) قمقمه آب ساز

آب مایه حیات است و انسان شاید بتواند روزها بدون غذا زنده بماند اما بدون آب در زمان کوتاهی زندگی خود را از دست می دهد و بودن آب باعث می شود حتی بدون غذا برای مدت طولانی نیز بتواند زنده بماند. و این مساله زمانی حیاتی تر می شود که بعضا ماموریت‌های سربازان باعث می شود که نتوانند از محل اختفا و سنگر خود خارج شوند و نیاز به استتار از اولویت‌های زنده ماندن فرد یا گروه می باشد و هر چند این طرح و ایده قابل استفاده برای همه اقشار جامعه مانند کویر نشینان و گردشگران و … نیز می باشد.

طراحی آن کمی مهندسی است که باید قمقمه ای ساخته شود که دارای فن هایی برای مکیدن هوا باشد و مانند روش فوق آن را از مواد جاذب آب عبور داد تا بدین وسیله آب مورد نیاز تامین شود.

ب) تامین آب مورد نیاز هرخانواده

با توجه به فرهنگ شهرنشینی و استفاده از امکانات مختلف چون وسایل و تجهیزات مختلف چون کولرگازی و ماشین و موتور و … می توان از این امکانات بصورت بهینه استفاده کرد.

ب – 1 ) کولر آب ساز

در کولرهای گازی مشاهده می شود که مقدار زیادی آب تولید می شود و علت آن این است وقتی هوای گرم اتاق از بین فین ها که در درون آنها مایع خنک کننده است عبور می کند و باعث می شود بخار آب موجود در هوا بصورت آب تبدیل شود. و با نگاهی کوتاه به وضع آب و هوای کشور در می یابیم که مردم اکثرٱ در آب و هوای مرطوب از کولرهای گازی استفاده می کنند. در ایران دو منطقه بسیار مرطوب (جنوب دریای خزر و شمال خلیج فارس) وجود دارد.

برابر تحقیق انجام شده در اندازه گیری از چندین کولر در شمال کشور میانگین آب تولیدی از آن در هر ساعت یک لیتر بوده است و در این تحقیق تعداد جمعیت شهرنشین در این دو منطقه اندازه گیری شده است که برابر است با 8 میلیون نفر. که اگر تعداد متوسط هرخانواده را 5 نفر حساب کنیم تعداد کل خانوارها برابر است با 1600000 خانوار . با فرض این که 1600000 خانوار دارای 1500000 کولر باشند و هر کولر در شبانه روز 7 ساعت در حال خنک کردن محیط پیرامون خود باشد و هر کولر در ساعت یک لیتر آب تولید کند میزان آب تولیدی روزانه هر کولر برابر است با 7 لیتر در روز و آب تولیدی تمامی کولرها در یک روز برابر است با 10500 متر مکعب. و همچنین اگر آب تولیدی تمامی کولرها را در یک ماه محاسبه نماییم حاصل 315000 متر مکعب خواهد شد . و اگر ما میانگین ماه های استفاده از کولر در شمال کشور و جنوب کشور را 7ماه از سال در نظر بگیریم میزان آب تولیدی توسط تمامی کولرها 2205000 متر مکعب خواهد شد. این در حالی است که این مقدار آب برابر است با 110 درصد از حجم کل آب قابل ذخیره در سد کرج و همچنین این مقدار آب برابری میکند با 80 درصد از آب قابل ذخیره در سد کارون 3.

در این تحقیق نشان داده شده است که می توان از آب موجود در هوا استفاده نمود و با توجه به اینکه کشورمان ایران کشوری کم آب و جزء کشورهای خشک جهان می باشد. ما باید از اندک اندک این آب‌های تولیدی استفاده بهینه نماییم. لذا با توجه به عمومی شدن مصرف کولر گازی و تولید آب توسط این دستگاه می توان این دستگاه را مجهز به سیستم تصفیه آب نمود تا آب تولیده شده توسط کولر گازی قابل آشامیدن شود. روش اجرایی آن می تواند در کارخانه های تولیدی و… باشد که می توانند آن را به راحتی طراحی و تولید نمایند و با حداقل قیمت به بازار عرضه نمایند

ب- 2 ) نقلیه آب ساز

با توجه به اینکه حمل و نقل در تمام جوامع یکی از مهمترین مسایل هر جامعه می باشد و بطوریکه برای هر خانواده نیز از نیازهای ضروری محسوب می شود. می توان وسایل عمومی چون اتوبوس ، قطارها و … و وسایل شخصی چون خودرو و موتور را مجهز به دستگاهی شبیه قمقمه آب ساز کرد که با حرکت وسیله نقلیه هوا از لوله های مجهز به مواد جاذب آب عبور داد و آب مصرفی مورد نیاز را برای سرنشین های وسیله چون اتوبوس و خودرو تامین کرد و یا آب جمع شده در مخزن قابل جابجایی را به منزل برد و استفاده نمود. البته اخیرا نمونه ایی توسط یک مخترع اروپایی ساخته شده است که قابل نصب روی دوچرخه می باشد و در زمان یک ساعت دوچرخه سواری به مقدار یک لیتر آب تولید می کند.

ب – 3 ) بادگیرهای آب ساز

این طرح نیاز دارد که مانند بادگیرهای موجود در یزد در زمان ساخت ساختمانهای بزرگ طراحی گردد و در حقیقت این بادگیرها وظیفه همان لوله ها را برای عبور هوا را دارد که می توان حداقل آب مورد نیاز مصرف و یا آب مورد نیاز برای شستشوی حیاط و آبیاری و … را تامین نماید.

امیر رها