Przejdź na stronę główną Interia.pl

Więcej wody dzięki zaawansowanym technologiom

W sytuacji narastającego ocieplenia klimatu i towarzyszących mu anomalii w postaci powodzi i długotrwałych susz dostęp do źródeł czystej wody ma coraz większe znaczenie, tym bardziej że szybko rośnie urbanizacja. Problem ten może zostać przynajmniej częściowo rozwiązany dzięki nowoczesnym technologiom, w tym sztucznej inteligencji, które wyeliminują także marnotrawstwo wody.

Brak dostępu do czystej, pitnej wody uznany został przez Światowe Forum Ekonomiczne za jedno z pięciu kluczowych ryzyk cywilizacyjnych w ciągu najbliższej dekady. Bank Światowy prognozuje, że blisko połowy ludzkości mogą dotknąć ograniczenia jej podaży. Sytuacja taka nie musi wcale dotyczyć regionów zacofanych jak dowodzą przykłady wielu metropolii, w tym najdobitniej Kapsztadu. Problemy mają Mexico City, Sao Paulo, Lima, a nawet Los Angeles. A będzie gorzej, bo w połowie wieku 70 proc. światowej populacji zamieszkiwać będzie w miastach.

Reklama

Warto wiedzieć, że woda zdatna do picia to rzadkie dobro występujące w naturze. Zaledwie pół procenta ziemskich wód powierzchniowych nadaje się do bezpiecznego spożycia. Dwa miliardy ludzi nie ma dostępu do pitnej wody w swoich domostwach. Korzystają oni z wody zanieczyszczonej fekaliami, co wiąże się z zagrożeniem tyfusem, cholerą, polio czy dyzenterią. Z tego powodu umiera na całym świecie aż tysiąc dzieci dziennie. W krajach rozwijających się minimalna dzienna dawka wody potrzebna do zaspokojenia podstawowych potrzeb spożywczych i higienicznych to według Światowej Organizacji Zdrowia 20 litrów, a więc ilość zużywana do wzięcia jednego prysznica w państwach zamożnych.

Pole dla start-upów

Najistotniejszy jest jednak dostęp do wody pitnej. Wiele firm na świecie zajmuje się tym obszarem, który uzyskał nazwę watertech. W branży tej działa wiele start-upów. Jednym z nich jest Folia Water z San Francisco, który opracował specjalny papierowy filtr zawierający nanocząsteczki, które zabijają mikroby, bakterie i patogeny. Filtry produkowane są w formie książki, z której wydziera się pojedyncze strony, stąd wynalazek szybko przyjął nazwę "książka do picia". Inne rozwiązanie, już od wielu lat dystrybuowane w ramach akcji humanitarnych proponuje szwajcarska firma Vestergaard Frandsen. To specjalna "słomka życia", długa na 22 centymetry, o średnicy 3 cm umożliwiająca picie wody z zanieczyszczonych zbiorników, bo zawarte w niej filtry są antybakteryjne, zatrzymują niebezpieczne pierwotniaki i drobimy metali. Każda słomka może przefiltrować 4 tys. litrów wody, a to starczyć może nawet na okres trzech lat. Ciekawy, poręczny czujnik na Targach Elektroniki Konsumpcyjnej w Las Vegas przedstawił w tym roku izraelski start-up Lishtot. Można nim zbadać jakość wody zarówno w dużych zbiornikach jak i szklance bez bezpośredniego kontaktu z wodą. Urządzenie nazwane Testdrop wykrywa toksyny, pestycydy, metale ciężkie, bakterie i przesyła dane do aplikacji na smartfonie. W ten sposób można się przekonać na przykład czy butelkowana woda rzeczywiście nadaje się do picia.

Największe jednak nadzieje wynalazcy w zakresie oczyszczania wody pokładają w membranach wyprodukowanych z tlenku grafemu. Jeśli uda się je skomercjalizować na dużą skalę dostęp do świeżej, życiodajnej wody, szczególnie w obszarach nadmorskich przestanie być problemem, bo filtr zaprezentowany przez brytyjskich naukowców odsala wodę morską, do czego dotychczas potrzeba było skomplikowanych instalacji, mogłoby więc dojść do rewolucji w całej światowej branży. Jednym z jej liderów jest Izrael, gdzie 60 proc. podaży wody zapewnia 40 zakładów odsalania. Izraelska technologia eksportowana jest do wielu krajów, w tym Meksyku, Kanady i USA, a największym zbudowanym przez izraelską IDE Technologies zakładem, wartym 1 mld dolarów jest Carlsbad w San Diego w Kalifornii. Izraelska firma NetaFim jest też protoplastą wydajnej, oszczędzającej wodę technologii nawadniania kropelkowego, która staje się coraz bardziej przydatna w Polsce wziąwszy pod uwagę znacznie częściej pojawiające się susze i wysokie temperatury.

Izraelczycy wraz z Amerykanami są również twórcami technologii pozyskiwania wody z powietrza, co daje szanse przetrwania w obszarach bez dostępu do czystej wody lub na pustyni. Technologia pierwotnie miała głównie zastosowania w operacjach wojskowych, ale ma szansę stać się ogólnodostępna. Wykorzystuje się tutaj zjawisko skraplania pary wodnej. Aby to nastąpiło potrzebny jest materiał chłodniejszy od otaczającego go powietrza - doskonałym przykładem działania tego zjawiska jest skraplanie pary wodnej na puszce płynu wyjmowanego z lodówki. Problemem jest uzyskanie podobnych warunków na pustyni, a tradycyjne chłodzenie przy użyciu energii elektrycznej nie wchodzi w grę. Technolodzy z Kalifornijskiego Uniwersytetu opracowali metodę "pudełko w pudełku", która umożliwia pobieranie wilgotnego powietrza w nocy, kiedy osadza się ono w kanalikach porowatego materiału jakim jest cyrkon, aby w dzień został on podgrzany przez słońce zamieniając parę w wodę - ilość pozyskiwanej wody nie jest jednak na razie imponująca. Technologię tę wykorzystując efekt klimatyzatora na komercyjną skalę rozwinął izraelski start-up Water-Gen stosując niewielką ilość energii elektrycznej - jak reklamuje się jednak firma - to najoszczędniejsza na świecie metoda pozyskania wody w przeliczeniu na watogodzinę, co oznacza uzyskanie 1 litra w cenie zaledwie 2 centów! Największe urządzenie o nazwie Genius jest w stanie produkować do 5 tys. litrów wody dziennie, a to wystarczy do funkcjonowania szkół czy szpitali, w warunkach braku dostępu do naturalnie pozyskiwanej wody pitnej, a energia może pochodzić z słonecznych paneli.

Deszczówka w cenie

Poza pozyskiwaniem nowych źródeł wody zdatnej do picia istotna część działań i projektów związana jest z przeciwdziałaniem marnotrawstwu lub wycieku wody. Dotyczy to również wody deszczowej - na przykład w Tokio każdy budynek musi dysponować podziemnym, podłączonym do miejskich wodociągów zbiornikiem na deszczówkę, a w Kopenhadze woda spływająca z kolektorów słonecznych i dachów stosowana jest w toaletach i irygacji. W miejskiej gospodarce wodnej kluczowe jest zrozumienie jak konsumowana i wykorzystywana jest woda. Mając to na uwadze Microsoft wdrożył opartą na sztucznej inteligencji i chmurze platformę, która umożliwia pozyskiwanie i analizę danych związanych ze zużyciem wody. W oparciu o to powstają algorytmy, które są w stanie przewidzieć ryzyko różnych zdarzeń jak powodzie, niesprawność infrastruktury, a nawet zapobiegać przeciekom i pęknięciom instalacji. Te ostatnie pozbawiają rocznie dostępu do bieżącej wody ponad 200 mln osób, a miasta tracą jedną piątą zasobów bieżącej wody. W tym zakresie wartościowe i praktyczne rozwiązanie ma firma WatchTowerRobotics, nagrodzona w USA prestiżową nagrodą Jamesa Dysona (przedsiębiorcy i wynalazcy m.in. bezworkowego odkurzacza). To niewielki gumowy robot-hydraulik, który porusza się w wodociągach i dzięki posiadanym sensorom wykrywa potencjalne miejsca pęknięć i przecieków oraz tworzy mapę wodnej magistrali miast. A rury wodne ciekną praktycznie cały czas - indyjskie Dehli traci w ten sposób 40 proc. wody, Nowy York w ciągu ostatnich 20 lat pozbywał się w sposób niekontrolowany 120 milionów litrów wody dziennie.

Coraz więcej działań i projektów wskazuje, że przyszłość należy do zamkniętych obiegów wody, w ramach tzw. gospodarki okrężnej (circular economy), gdzie głównym źródłem wody są miejskie ścieki. Polityka Unii Europejskiej zmierza ku temu, żeby ponowne użycie wody dawało 30 proc. oszczędności w procesie całkowitej jej konsumpcji. Idea odzyskiwania wody ze ścieków rodzi ciągle zastrzeżenia natury estetycznej, są jednak miasta mocno w tym zakresie zaawansowane. Najbardziej teksańskie El Paso, gdzie przeważająca większość mieszkańców (89 proc.) poparła ten pomysł, bo miasto należy do najbardziej wysuszonych na świecie, a głównym źródłem wody jest największy na świecie zakład odsalania Kay Bailey Hutchison. Istotą rozwiązania, jest również wykorzystanie naturalnych filtrów warstw ziemi przez które woda niejako wróci do coraz bardziej kurczącej się warstwy wodonośnej, a stamtąd ponownie do wodociągów. W ten sposób woda w ciągu najbliższych 10 lat zacznie krążyć w obiegu zamkniętym. Z pewnością nie tylko w El Paso, bo coraz więcej miast nie będzie miało innego wyjścia.

Mirosław Ciesielski

Dowiedz się więcej na temat: woda | nowoczesne technologie | sztuczna inteligencja | woda pitna

Reklama

Najlepsze tematy

Patroni

Ministerstwo Rozwoju Ministerstwo Cyfryzacji Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Ministerstwo Rodziny, Pracy i Polityki Społecznej

Partnerzy

PKO BP Grupa TAURON Coca-Cola HBC

Partnerzy mediowi

Interia RMF TVP Forum Ekonomiczne wysokienapiecie.pl