Мир движется к глобальному водному кризису, поскольку к 2030 г. запасы пресной воды могут сократиться на 40%. В попытке решить эту надвигающуюся проблему исследователи планируют собирать воду из воздуха. Так называемые сборщики атмосферной воды (AWH) могут извлекать жизненно важную жидкость из воздуха, что может принести пользу бедным сообществам с ограниченным доступом к чистой воде.

Исследователи разработали и построили прототип модели, которая работает на солнечной энергии и воспроизводит процесс конденсации в меньших масштабах. 

В статье, опубликованной в журнале «Nature», исследователи из Google, ВОЗ, ЮНИСЕФ и «X Moonshot Factory» подробно описали процесс и дизайн своей модели, заявляя, что такое устройство может удовлетворить целевую среднесуточную потребность в питьевой воде в размере пяти литров в день на человека.

«Обеспечение надежного доступа к безопасной питьевой воде для всех остается глобальной проблемой и официально признано международным приоритетом развития к 2030 г. в рамочной программе ООН по приоритетам глобального развития - Целях устойчивого развития», - говорится в статье.

Глобальный дефицит воды

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 2,2 млрд. человек в мире не имеют безопасного доступа к питьевой воде, 4,2 млрд. человек не имеют безопасного доступа к санитарным услугам, а три миллиарда человек не имеют элементарных средств для мытья рук. Согласно докладу Объединенной программы мониторинга ООН, почти каждый третий человек в мире не имеет надежного или недорогого доступа к безопасной питьевой воде. Эти цифры, скорее всего, будут расти, поскольку изменение климата осложняет ситуацию. 

Как вода извлекается из воздуха?

Исследователи разработали модель коллектора, работающего по принципу конденсации. Конденсация - это процесс превращения газа (пара) в жидкость (воду). Когда теплый влажный воздух встречается с более холодным воздухом или ударяется о более холодную поверхность, молекулы в нем замедляются и охлаждаются, превращаясь в жидкость.

Это тот же процесс, в результате которого в атмосфере образуются облака, а на холодной банке прохладительного напитка в жаркий летний день собираются бусинки воды. Исследователи на основе этого процесса разработали коллектор, состоящий из солнечного нагревателя, воздушного вентилятора, конденсатора, вентилятора окружающего воздуха и теплообменника. 

Солнечный свет используется для нагрева рециркулирующего потока воздуха в верхней части машины, которая поглощает влагу из окружающего воздуха. Этот теплый влажный поток воздуха проходит через более холодный поток воздуха в теплообменнике и охлаждается. Охлажденный воздух превращается в жидкость, которая собирается в нижней части устройства, а оставшийся воздух возвращается обратно, чтобы нагреться в теплообменнике, и цикл продолжается.

«После трех лет работы команда убедилась, что сможет создать устройство, которое будет производить воду по цене $0,10 за литр; однако для того, чтобы доказать осуществимость проекта при цене $0,01 за литр, потребуются значительные разработки и итерации», - говорится в заявлении X, Moonshot. 

Исследователи также выпустили инструменты геопространственного анализа и наборы данных, которые помогут ориентировать будущие стратегии внедрения и проектирования AWH, а также AWH-Geo, который можно использовать, чтобы определить, где коллекторы будут наиболее полезны и что необходимо для их наилучшей работы.

В заключение говорится, что разработка технологии - это только часть сложной проблемы обеспечения доступа к безопасной воде для всех, и для обеспечения широкого внедрения устройства крайне важно проведение ориентированных на пользователя исследований с участием широкого круга конечных пользователей. 

Источник - https://www.indiatoday.in/science/story/climate-change-water-harvesting-who-awh-cop-26-drought-heatwaves-1871086-2021-10-29