نقرن العلم بالتنمية عبر الأخبار والتحليلات

فقاعات الهواء توفر آلية للزراعة بمياه البحر
  • فقاعات الهواء توفر آلية للزراعة بمياه البحر

حقوق الصورة: SciDev.Net/ Mario Schmack

نقاط للقراءة السريعة

  • منظومة بسيطة تبخر المياه المالحة في أثناء بث فقاعات للهواء بها ثم تكثفها لإنتاج ماء عذب

  • تنتج دفيئة فقاعات مساحتها 150 مترًا مربعًا نحو 8 أمتار مكعبة من المياه يوميًّا

  • رغم كونها أصغر وتنتج كمية مياه أوفر؛ إلا أنها لا تزال غير اقتصادية، وفقًا للخبراء

Shares
يقترح باحثون أستراليون فكرة جديدة لإقامة دفيئات على نطاق صغير، تعتمد على منظومة بسيطة لتحلية المياه، تبخر المياه المالحة في أثناء بث فقاعات للهواء بها ثم تكثفها لإنتاج ماء عذب، وهي سهلة الصيانة وتنتج كميات أكبر من المياه مقارنة بمثيلاتها التقليدية، وبالتالي توفر لقاطني المناطق القاحلة النائية مياهًا عذبة للشرب والزراعة.

ويعتمد التصميم على فكرة دفيئات المياه المالحة، حيث يسحب الهواء إلى الدفيئة من خلال مبخر مصنوع من ورق مقوى تملؤه الثقوب، وتتساقط عليه نقاط المياه المالحة. ينشئ التبخير بيئة رطبة باردة داخل الدفيئة، مما يمكن المحاصيل من النمو، ويخفض استهلاكها للمياه بشدة، ويسترد مكثف مجهز نسبة من المياه العذبة المنتجة.

في المقابل، تنقل فكرة دفيئات الفقاعات الجديدة عملية التبخير والتكثيف خارج الدفيئة. ومن خلال استخدام طاقة كهربائية مولدة من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، سوف يسحب الهواء مارا من خلال سلسلة من أقراص دقيقة المسام، صاعدا عمودا مبخرا مؤلفا من ست مراحل، ومملوءا بمياه مالحة. تحول الأقراص تيار الهواء إلى آلاف الفقاعات الصغيرة، التي من شأنها أن توفر –في مجموعها– مساحة سطح كبيرة؛ لتبخير مياه عذبة من المحلول الملحي في الفقاعات.

يشرح ماريو شماك، الباحث الرئيسي بالدراسة التي نُشرت مطلع الشهر المنصرم بدورية تحلية المياه، أن المقدار الفعلي من البخار الذي يمكن للهواء استيعابه يعتمد على درجة الحرارة، حيث توفر درجات الحرارة الأعلى مزيدًا من الطاقة لتبخير المياه.

ويضيف شماك لشبكة SciDev.Net: ”لذلك، يمكن احتجاز بخار ماء أكثر بكثير في تيار الهواء الأكثر سخونة“؛ فخلافا لما يحدث في دفيئات مياه البحر، التي تعمل في درجة حرارة الغرفة، تتيح أجهزة التبخير/التكثيف المنفصلة في دفيئة الفقاعات استخدام درجات الحرارة الأعلى.

كما تساعد ملوحة المياه على وقف اندماج الفقاعات في أثناء صعودها في العمود؛ موفرة بذلك مساحة سطح أكبر مما قد يُنتج في مبخر فقاعات مياه عذبة، وهو ما يجعل العملية أسرع وأكثر كفاءة، وفق شماك، هذا بالإضافة إلى أن عملية تكوين الفقاعات ذاتها تعمل كآلية تنظيف ذاتية؛ تمنع تراكم الأملاح داخل غرفة التبخير، مما يساعد على تقليل الحاجة إلى الصيانة.

بعد خروج الهواء المشبع بالبخار من عمود التبخير، يمر من خلال مكثف فقاعات متعدد المراحل –يعمل مثل المبخر، لكن بشكل عكسي– منتجا مياها عذبة، فضلا عن بخار مبرد؛ لترطيب الدفيئة.
ووفقا للدراسة، فقد تنتج دفيئة فقاعات مساحتها 150 مترًا مربعًا حوالي 8 أمتار مكعبة من المياه يوميًّا، وما يصل إلى 30 كيلوجرامًا من المحاصيل.

يقول شماك: ”نعتقد أن فكرة دفيئة الفقاعات قابلة للتطبيق على المناطق القاحلة في أنحاء العالم، حيث ستسهم بساطة الفكرة، وسهولة صيانتها إلى الدفع بعجلة التنمية المستدامة لقاطني تلك المناطق“.

وترى إيميلي تاو –المهندسة الميكانيكية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا– أنه على الرغم من كون نظام تحلية المياه عبر أعمدة فقاعات، أصغر وغير مكلف مقارنة بأجهزة الترطيب/إزالة الرطوبة التقليدية المستخدمة في دفيئات المياه المالحة؛ إلا أنه في ظل تكلفة تقدر بـ10 دولارات أمريكية لكل 1000 كيلوجرام من المياه المنتجة، والتي قد تنمي ما يصل إلى 10 كيلوجرامات من الغذاء، ”قد لا تكون الفكرة اقتصادية بما يكفي –في الوقت الحاضر– لزراعة محاصيل أساسية“.

ويتفق رافائيل سميات –المهندس الكيميائي في معهد التخنيون؛ معهد إسرائيل التكنولوجي– مع هذا الرأي، لافتًا إلى متطلبات الطاقة العالية لعملية تحلية المياه القائمة على التبخير/التكثيف، مشيرًا إلى أنه ”ينبغي أن تستند حلول المناطق النائية إلى تقنية توضع في منظومة كبيرة نسبيا“؛ لتكون أوفر في التكلفة.

وباكتمال دراستهم الأولية، يتطلع الباحثون الآن إلى العمل مع شركاء الصناعة في غرب أستراليا؛ لتطوير فكرة دفيئة الفقاعات إلى نموذج تطبيقي على أرض الواقع.

هذا الموضوع أنتج عبر المكتب الإقليمي لموقع SciDev.Net بإقليم الشرق الأوسط وشمال أفريقيا
 



إعادة نشر المقال:
نشجعكم على إعادة نشر هذه المقالة على الإنترنت أو عبر الإعلام المطبوع، فهو متاح لدينا مجانًا تحت رخصة المشاع الإبداعي، ولكن يُرجى اتباع بعض الإرشادات البسيطة:
  1. يرجى الحفاظ على نسبة المادة لكاتبها.
  2. يرجى الحفاظ على نسبة المادة لـشبكة SciDev.Net - وحيثما أمكن إدراج شعارنا مع وصلة الى المقال الأصلي.
  3. يمكنك ببساطة إدراج الأسطر القليلة الأولى من هذه المقالة ثم إضافة: "يمكن قراءة المقال كاملا على SciDev.Net" متضمنة رابطًا للمقال الأصلي.
  4. إذا كنت تريد أيضا أخذ الصور المنشورة في هذه المقالة، ستحتاج إلى التنسيق مع المصدر الأصلي لها إذا كان يمكنك استخدامها.
  5. أسهل طريقة للحصول على هذه المادة على موقع الويب الخاص بك هو تضمين الكود الموجود أدناه.
لمزيد من المعلومات يمكن الاطلاع فيموقعنا على محددات وسائل الإعلام وإعادة النشر.