الطبيعة والعلوم البيئية > علم البيئة
تقنيّة التناضح العكسي الكهرضوئي - تسخير الطبيعة لخدمة الإنسان
يؤدّي التناقص الدائم للمياه القابلة للشرب على سطح الأرض بسكّانها إلى إيجاد طرقٍ لتنقية المياه الملوّثة وغير القابلة للاستخدام البشري وتحويلها إلى أخرى صالحة للاستهلاك، وهذا ما قام به سُكّان قرية La Mancalona النائية في منطقة Yucatan peninsula المكسيكيّة، إذ عمل فلّاحون محلّيون بنظامِ تنقيةٍ جديد، قائم على الطاقة الشمسيّة، ومطوّرٍ من قبل فريق من معهد MIT، يتألّف هذا النظام من لوحين شمسيين لتحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كهربائيّة، تُستَهلَك من قِبل مضخّاتٍ لدفع المياه عبر مجموعةٍ من الأغشية شبه النفوذة، في عمليّةِ تنقيةٍ تدعى بـ" التناضح العكسيّ" (التي تحدّثنا عنها في مقالٍ سابق هنا) ، يتمّ من خلالها تحويل مياه الآبار المالحة والأمطار إلى مياه صالحة للشرب بمعدّل 1،000 ليتر يوميًّا لحوالي 450 شخص.
يأتي هذا الاستخدام بعد دراسةٍ عمليّةٍ وتحليليّةٍ مُسبَقة من قبل الفريق الهندسي الخاص بالمعهد لإمكانيّة نجاح هذا النظام، إذ أوضحوا في دراسةٍ نُشِرَت في مجلّة Desalination، نجاحَ سُكّان تلك القرية في تشغيل هذه المنظومة، بعد أن تمّ تدريبُهم من قبل الفريق على ذلك، ليوفّروا بذلك المياه الصالحة للشرب بكلفةٍ معقولة، وطريقةٍ مستدامة.
من جهته أوضح البروفيسور Steven Dubowsky من خلال دراسة مجتمع La Mancalona، أنّ التصميم الدقيق للنظام والتدريب المناسب لسكّان القرية كان كفيلاً بتمكينهم من استخدام أنظمةٍ متقدّمة كهذا النظام بشكلٍ ذاتيّ، ويشيرُ إلى اعتمادهم على منهجيّة المعهد لخلق أنظمةٍ تقنيّةٍ عالية الدقّة من جهة، ومن جهةٍ أخرى قابلة للاستخدام البشري بغضِّ النظر عن المستوى العلميّ أو المعرفيّ لمستخدم هذه الأنظمة.
أمّا عن عمليّة تصميم هذا التقنيّة-والتي تعرف اختصاراً بـ PVRO*وتعني "تطبيقات التناضح العكسي القائمة على الطاقة الكهرضوئية"- ، فقد بدأت عام 2012 من قبل مهندسي MIT، إذ تولّى الفريق مهمّة التصميم والإنتاج وتدريب السكّان المحليين لاستخدام تلك الأنظمة، بمساعدة منظَّماتٍ محليّة، وكان السبب في اختيار هذه القرية هو افتقارها الكبير لمصادر مياه الشرب، وبنفس الوقت تعرّضها الكبير لأشعة الشمس، مما شكّل بيئةً مثاليّة لإنشاءِ منظوماتٍ مماثلة، بالإضافة لمشاركة السكّان المحليين في وضع أسس الإنشاء والتشغيل، لكن رغم ذلك، فقد شكّلت اللغة حاجزاً بين المدرّبين والسكّان المحليين، إذ كان هناك خوفٌ دائم من قِبل المدربين من حدوث سوءِ فهمٍ للمعطيات والتعليمات، الأمر الذي استوجب وجود مساعدِين محلّيين في ترجمة التعليمات من الانكليزية إلى اللغة المحكيّة في القرية.
مخطط جريان لتوضيح التقنية:
آفاقٌ اقتصاديّة جديدة:
أدّى إنشاء منظومة PVRO إلى افتتاحِ سوقٍ جديدةٍ في تلك القرية، إذ بدأ السكّان المحليّون بإنتاج أسطواناتٍ من الماء بسعةِ 20 ليتراً، وبسعرٍ يقارب عِشر السعر الذي اعتادوا على دفعه لِقاء أسطوانات الماء ذات الكمّيّة نفسها، الأمر الذي أدّى بالمجمل لأرباحٍ تقاربُ 49،000 بيسوس –حوالي 3،600$ سنويّاً- سيتم تخصيص قسم منها -بحسب أقوال أهل القرية- لترميم وإصلاح الأعطال المستقبليّة للآلة، والقسم الآخر سيتمّ استثمارُه لإطلاق أعمالٍ جديدة في المجتمع.
وبحسب فريق الخبراء، فإنّ التقدّم الذي حقّقه هؤلاء السكّان أمرٌ مثيرٌ للإعجاب، إذ يعملون حاليّاً على بيع المياه النظيفة المُنتَجَة إلى السيّاح القادمين للمِنطقة، بالإضافة لحصولهم على ملكيّة هذه التقنيّة، ممّا يضمن لهم إمكانيّة العمل الدائم عليها، إصلاح كل ما يطرأ عليها من مشاكل، من تغيير مُستقبِلات الضوء إلى اختبار جودة المياه المُنتَجَة وتبديل البطّاريّات، ممّا فتحَ الطريقَ أمام تحسينٍ شاملٍ للحالة الاجتماعية، الاقتصادية والصحيّة على وجه الخصوص، إذ لم يستطع السكان سابقاً تحمُّلَ كلفة المياه الصالحة للشرب، على عكس المشروبات الغازيّة، والتي كانت أرخص من المياه النظيفة أمّا الآن، فإنّنا نلاحظُ العكس، إذ عاد السكّان لاستهلاك المياه ليتمتّعوا بصحّةٍ أفضل، كما تتميّزُ هذه التقنيّة بمجالِ عملٍ شامل، إذ يمكنها معالجة أيّ نوعٍ من المياه وبعدّة عمليّات تكنولوجيّة، من ضمنها تقنيّة التناضح العكسيّ والترشيح الدقيق النانوي والدَيْلزة الكهربائية**، إذ يعتمد التصميم بشكل أساسي على تلك التقنيّات، مِمَا يؤدّي لمجال عمل واسع.
يأمل حاليّاً فريق MIT بعد نجاح هذه التجربة أن يستطيعوا نشرها وتوسيع رقعة عملها لتشمل مناطق الغابات وحتّى المدن المزدحمة، وهكذا ستشكّلُ هذه العمليّة مصدراً اقتصاديّاً للكثير من مؤسّسات المجتمع لتوفير ما تحتاجه من مياه نقيّةٍ، وسبيلاً جديداً لاستمرار الجنس البشري.
فيديو شرح عملي لاستخدام التقنية هنا
المصطلحات:
(*) PVRO: إحدى تقنيّات معالجة المياه والتي تعتمد على الطاقة الشمسيّة لتشغيل مجموعة الكترونيّة تعمل على تحلية المياه ثمّ نقلها إلى مجموعةٍ من الآغشية تكون مسؤولة عن ترشيح وتصفية المياه من الشوائب المتبقّية.
(**) الديلزة الكهربائيّة Electrodialysis : تقنيّةٌ لتنقية المياه المالحة تعتمد على استخدام أغشية تبادل أيوني لنقل شوارد الملح من محلول لآخر تحت تأثير اختلاف الكمون الكهربائي المُطَبّق.
المصادر: