أفريقيا برس – الجزائر. طوّر باحثون في المعهد الفدرالي للتكنولوجيا بزيورخ في سويسرا تقنية تتيح لهم، لأول مرة، حصاد المياه على مدار 24 ساعة دون أي مدخلات للطاقة، حتى تحت أشعة الشمس الحارقة.
يتكون الجهاز الجديد بشكل أساسي من لوح زجاجي مطلي بشكل خاص، بحيث تكون لديه القدرة على عكس الإشعاع الشمسي ويشع أيضاً حرارته الخاصة عبر الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي.
ووفق الدراسة التي نشرت يوم الأربعاء 23 يونيو/ حزيران في دورية “ساينس أدفانسز”، فإن الجهاز يبرد نفسه إلى ما يصل إلى 15 درجة مئوية تحت درجة الحرارة المحيطة.
على الجانب السفلي من هذا الجزء، يتكثف بخار الماء من الهواء في الماء. ويمكن ملاحظة عملية التبريد الذاتي هذه على النوافذ سيئة العزل في فصل الشتاء، وفق إيوان هاشلر باحث الدكتوراه في الديناميكا الحرارية في المعهد الفدرالي للتكنولوجيا بزيورخ، والمؤلف الرئيسي في الدراسة.
وقال هاشلر في تصريح لـ”العربي الجديد” إن الفريق قام بطلاء الزجاج بطبقات بوليمر فضية مصممة خصيصاً لهذا الغرض. ويتسبب نهج الطلاء الخاص هذا في قيام اللوحة بإطلاق الأشعة تحت الحمراء عند نافذة ذات طول موجي محدد إلى الفضاء الخارجي، مع عدم امتصاص الغلاف الجوي أو الانعكاس مرة أخرى.
كما يحتوي الجهاز الجديد على درع إشعاعي مخروطي الشكل يعمل إلى حدوث انحراف في الإشعاع الحراري من الغلاف الجوي ويحمي اللوحة من الإشعاع الشمسي الوارد، مع السماح للجهاز بإطلاق الحرارة إلى الخارج وبالتالي حدوث التبريد الذاتي، باستخدام تقنية “سلبية” تستغل تفاوت درجات الحرارة بين النهار والليل.
أظهرت اختبارات الجهاز الجديد على سطح مبنى المعهد في زيورخ أنه يمكن للتقنية الجديدة أن تنتج ما لا يقل عن ضعف كمية المياه لكل منطقة في اليوم الواحد، مثل أفضل التقنيات السلبية الحالية القائمة على رقائق تجميع الندى. أجريت التجربة باستخدام نموذج مصغر من الجهاز يبلغ قطره 10 سنتيمترات ويوفر 4.6 ملليلترات من الماء يومياً. ويتوقع أن تنتج النماذج الأكبر حجماً من الجهاز كمية أكبر من الماء.
كذلك تمكّن العلماء من إثبات أنه في ظل الظروف المثالية، يمكنهم حصاد ما يصل إلى 0.53 ديسيلتر من الماء لكل متر مربع من سطح اللوحة في الساعة. وهي قيمة قريبة من القيمة القصوى النظرية البالغة 0.6 ديسيلتر في الساعة، وفق “هاشلر”.
تتطلب التقنيات الأخرى عادةً مسح المياه المكثفة من السطح، الأمر الذي يتطلب طاقة وإلا بقي جزء كبير من الماء المكثف على السطح ويظل غير صالح للاستخدام مع إعاقة عملية التكثيف. استخدم الفريق البحثي طلاءً جديداً شديد المقاومة للماء على الجانب السفلي من اللوح في مكثف المياه. يتسبب هذا في تكون المياه المكثفة إلى الأعلى وسقوطها من تلقاء نفسها دون أي طاقة إضافية، وهي ميزة رئيسية للجهاز الجديد.
يعتقد الباحثون أنه يمكن دمج هذه التقنية مع طرق أخرى، مثل تحلية المياه، لزيادة إنتاج الدول النامية الأكثر عرضة لمخاطر ندرة المياه.
ويعتبر إنتاج الألواح المطلية بسيطاً نسبياً، لذلك ينصح الباحثون أن يكون بناء مكثفات المياه أكبر من النظام التجريبي الحالي. وعلى غرار الطريقة التي تتميز بها الخلايا الشمسية من حيث إمكانية تثبيت وحداتها بجانب بعضها البعض، يمكن أيضاً تثبيت العديد من مكثفات المياه جنباً إلى جنب لتجميع نظام واسع النطاق وإنتاج كمية أكبر من المياه العذبة.
