באר אוויר

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
שרטוט של באר אוויר פסיבית מסוג מעבה קורן. האוויר מתעבה על המשטח העליון (a) שפולט קרינה בשעות הלילה וכך מתקרר, הטל שנאסף על המשטח זורם אל המרזב (b) ומשם למיכל קיבול או לצמח. הבידוד (c) והעמודים (d) מסייעים לשמור את המשטח קריר יחסית.

באר אוויר (באנגלית: Air well) היא מבנה או רכיב שנועד לקלוט ולאסוף מים על ידי עידוד של פעולת התעבות של אדי מים מתוך האוויר. ישנם מגוון עיצובים לבארות אוויר, אבל העיצובים הפשוטים ביותר הם פסיביים, אינם דורשים מקור אנרגיה חיצוני ויש להם מעט, אם בכלל, חלקים נעים. בארות אוויר קיימות החל מהתקופה הביזנטית והן התפתחו במהלך המאה ה-20 כדי לאפשר הספקה של מים.

ישנם שלושה עיצובים בסיסיים לבאר אוויר. מסה גבוהה (High mass), פליטת קרינה פסיבית (Radiative) ושיטות פעילות (Active). בארות אוויר בשיטה של מסה גבוה נוסו בתחילת המאה ה-20 אבל הגישה נכשלה. מסוף המאה ה-20 והלאה, התברר כי אוספים בעלי מסה קטנה, המבוססים על פליטת קרינה הם מוצלחים בהרבה. אוספנים פעילים אוספים מים בשיטה דומה לזו של מסיר לחות (Dehumidifier). למרות שעיצובים אלה עובדים היטב, הם דורשים אנרגיה, דבר שהופך אותם לבלתי כלכליים, למעט במקרים מיוחדים. יש ניסיון למצוא עיצובים חדשים ומקוריים שיורידו את צריכת האנרגיה של מעבים פעילים או שיוכלו לרתום לשם כך אנרגיה מתחדשת.

רקע - נקודת הטל

כל העיצובים של בארות אוויר כוללים מצע שבו יש טמפרטורה נמוכה מספיק כך שטל יוכל להיווצר עליה. טל הוא סוג של משקע המתרחש באופן טבעי כאשר אדי מים באטמוספירה מתעבים על גבי מצע. יש להבחין בין טל לבין ערפל, שכן ערפל בנוי מטיפול מים שמתעבות סביב חלקיקים שמרחפים באוויר. עיבוי המים משחרר חום כמוס אשר חייב להתפוגג כדי שתהליך איסוף המים ימשך.

באר אוויר דורשת איסוף לחות מן האוויר. בכל מקום בכדור הארץ, אפילו במדבריות, מכילה האטמוספירה כמות מסויימת של מים. לפי Beysens and Milimouk האטמוספירה מכילה 12,900 ק"מ מעוקבים של מים מתוקים, שמתוכם 98% בצורה של אדי מים ועוד 2% הם מים שהתעבו (עננים). זו כמות שדומה לכמות מקורת המים המתחדשים ביבשות מיושבות (12,500 ק"מ מעוקבים). כמות אדי המים שיש באוויר נמדדת בכמות הלחות היחסית (Relative humidity), וזו תלויה בטמפרטורה - אוויר חם יותר יכול להכיל יותר אדי-מים יחסית לאוויר קר יותר.

כאשר האוויר מתקרר ומגיע לנקודת הטל, הוא הופך לרווי (Saturated), ולחות תתעבה על משטח מתאים. לדוגמה נקודת הטל באוויר עם טמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס ו-80 אחוזי לחות יחסית, היא 16 מעלות צלזיוס. נקודת הטל יורדת ל 9 מעלות צלזיוס אם הלחות היחסית היא 50 אחוז.

כמות הטל שניתן לאסוף באופן פסיבי, תלויה באקלים ובעיצוב. באקלים לח יותר, קל יותר לאסוף טל. רוח מפריעה להיווצרות של טל בגלל הסעה של האדים לפני שהם מספיקים להתעבות. הגנה מפני רוחות והקמת קולטים במפנים שאינם פונים לרוח מסייעת ללכידת כמות גדולה יותר של טל.

סוגי בארות אוויר

קיימות שלוש גישות עקרוניות לעיצוב של "כיורי חום" (Heat sinks) שמאפשרים לאסוף את הלחות מתוך האוויר. מסה גבוהה, פליטת קרינה פסיבית ושיטה אקטיבית.

מסה גבוה - בתחילת המאה ה-20 היה עניין רב בשיטות של מסה גבוהה, אבל למרות ניסויים רבים, כולל בנייה של מבנים גדולים מאד, השיטה נכשלה. הרעיון הוא לקרר מסה גדולה של אבן באמצעות אוויר שנכנס למבנה בשעות הלילה בסיוע רוח או באמצעות הסעת חום טבעית. בשעות היום, חום השמש מחמם את האוויר ולכן האוויר הוא לח יותר. כאשר אוויר לח משעות היום נכנס לתוך באר אוויר הוא אמור להתעבות על האבן הקרירה. אף אחד ממבני המסה הגבוהה לא תפקד טוב מספיק. הצרה של אוספנים אלה היה שהם לא הצליחו להיפטר מכמות מספקת של חום במהלך הלילה, למרות עיצוב שנועד לסייע להם לעשות כן.

מעבים קורנים- מסוף המאה ה-20 והלאה, יש עניין רב יותר באוספים בעלי מסה קטנה, המבוססים על פליטת קרינה שהתברר שהם מוצלחים בהרבה. באר אוויר קורנת מתוכננת לקרר את המצע שעליו נמצא הטל באמצעות פליטת חום לאוויר בשעות הלילה. המצע הוא בעל מסה נמוכה כך שהוא מתקשה לאגור חום, והוא מבודד תרמית מכל מסה, כולל זו של הקרקע.[1] מעבה קורן טיפוסי מורכב ממשטח עיבוי בזווית של 30 מעלות כלפי המישור האופקי. בגבו הוא מכיל שכבה עבה של חומר בידוד כמו קצף פולי-סטירן ומצוי בגובה 2-3 מטרים מעל האדמה. מעברים כאלה ניתן להציב על גגות של מבנים נמוכים או שהם נתמכים על ידי מסגרת מוטות פשוטה. גבהים אחרים עובדים פחות טוב, אבל זה עשוי להיות יותר זול להתקין קולטנים סמוך לקרקע או במבנים בני שתי קומות.[2]

מבנה של מעבים קורנים בגודל 600 מטרים רבועים בנוי סמוך לקרקע בצפון-מערב הודו. במקום זה יש טל במשך 8 חודשים בשנה, עם 100 לילות טל. המתקן מצליח לאסוף 15 מ"מ של משקעים במהלך העונה, ומספק בסה"כ 9,000 ליטר של מי שתייה לבית הספר שהקים אותו.[3]

חומרים חדשים יכולים לשפר תוצאה זו. חומר אחד כזה הוא תוצאה של חיקוי ביולוגי של חיפושית המדבר הנמיבית (Namib Desert beetle) ששורדת רק תודות ללחות שהיא אוספת מהאוויר. נמצא כי הגב שלה מכוסה בבליטות מיקרוסקופיות. קצה הבליטות הוא הידרופילי (אוהב מים) ועמקים ביניהם הם הידרופוביק.[4][5] חוקרים מ-MIT חיקו יכולת זו ופיתחו משטח עם טקסטורה דומה המשלב חומרים הידופילים והידרופונים.[6]

טכנולוגיות דומות

גדר ערפל

טכנולוגיה קשורה אבל שונה למדי של השגת מים מתוך הלחות באטמוספירה היא רשת ערפל או גדר ערפל (Fog fence).

מלכודת טל

מלכודת טל יכולה לשמש לשם לכידת הטל סביב לעץ או לשיח כדי שהטל יחלחל את הקרקע לשמור את הקרקע לחה. לשם יצירת מלכודת טל פשוטה להשקיית עצים– יש להקיף את גזע העץ באבנים (בגודל של אגרוף). יש להקפיד שלא להצמיד את האבנים לגזע העץ, אלא להשאיר רדיוס של לפחות 10 סנטימטר סביב הגזע ללא אבנים.[1]

מלכודת טל אחרת עשויה מצמיגים מכוסים בניילון. צינורות קטנים מעבירים את הטל הנאסף לצמחים, השתולים מסביב לצמיגים.[2]

מלכודת טל לשתייה - לוקחים יריעת ניילון, קושרים את פינות היריעה מעל פני הקרקע ושמים אבן במרכז כך שתיווצר מען קערה גדולה. עושים חור קטן במרכז היריעה. מתחת לחלק התחתון של הניילון שמים כלי-קיבול והמים מטפטפים כל הלילה אל תוך הכלי. בבוקר אפשר למצוא מים בכלי שמתחת ליריעת הניילון וגם בתוך הניילון. ככל שהניילון גדול יותר כך אפשר להפיק יותר מים.

עיבוי טל בישראל

בישראל הטל מתעבה בלילות בהירים, כאשר פני הקרקע, צמחים ועצמים שהתחממו ביום מתקררים. בלילות מעוננים העננים יכולים ליצור מעין "שמיכה" שמחזירה את קרינת החום אל הקרקע (זהו למעשה חלק מאפקט חממה), ושומרים על טמפרטורה חמה יחסית ולכן יש פחות היווצרות של טל. כמו במקומות אחרים, רוח יכולה להקשות על עיבוי הטל.

האקלים בישראל מגוון ומשתנה בהתאם למקום, לכן מספר לילות הטל בישראל שונה בכל אזור. ככל שתקרבים למקווי המים הגדולים (הים התיכון, הכינרת וים המלח) יש יותר לילות עם טל בשנה.

  • באזור הכינרת ובצפון ים המלח כ- 320-365 לילות טל בשנה.
  • בצפון הנגב כ-250 לילות טל בשנה.
  • בעמק יזרעאל ובשפלת החוף כ-200 לילות טל בשנה.
  • בגליל, בשומרון ובאזורי ההר כ-150-180 לילות טל בשנה.
  • בעמק הירדן והערבה כ-50 לילות טל בשנה.[3]

ראו גם


קישורים חיצוניים

הערות שוליים

  1. ^ Girja Sharan, ew Yield From Passive Condensers in a Coastal Arid Area – Kutch
  2. ^ Girja Sharan, Dew Harvest. Foundation Books 2006
  3. ^ Girja Sharan, "Harvesting dew to supplement drinking water supply in arid coastal villages of Gujarat", Indian Institute of Management, 2007
  4. ^ Parker, A. R. & C. R. Lawrence, Water capture by a desert beetle, Nature, vol 414, 2001
  5. ^ Karen Harries-Rees, Desert beetle provides model for fog-free nanocoating, Chemistry World News, 31 August 2005
  6. ^ Michael Pawlyn, http://www.ted.com/talks/michael_pawlyn_using_nature_s_genius_in_architecture.html Using nature's genius in architecture], TED, November 2010
מים

מושגים ורקע: משבר המים העולמי - טביעת רגל מימית - מים אפורים - מחזור אקולוגי -מדבור - בליית קרקע - התחממות עולמית - שינויי אקלים וקרחונים - שינויי אקלים ומדבור

זיהום מים: זיהום קרקע - מתכות כבדות - תרכובות אורגניות נדיפות - PCB - חומרי הדברה - גשם חומצי - כספית - עופרת - קדמיום - זיהום קרקע - הפלרת מי-שתייה

מים בישראל: משבר המים במזרח התיכון - משק המים בישראל - גידול אוכלוסין בישראל - חקלאות בישראל - השפעת שינוי האקלים על המים בישראל - בצורת בישראל- התפלת מים בישראל - זיהום מים בישראל - זיהום קרקע בישראל - פרבור בישראל - זיהום נחלים בישראל