‘ดักจับไอน้ำในอากาศ’ แก้ปัญหาขาดแคลนน้ำสำหรับพื้นที่แห้งแล้ง

“เครื่องมือดักจับไอน้ำในอากาศ” (Fog Harvesting) เป็นเทคนิครวบรวมละอองน้ำและส่งไปยังแหล่งกักเก็บ โดยการจับความชื้นจากหมอกและไอน้ำที่ผ่านเข้ามา ซึ่งอาจช่วยบรรเทาปัญหาการขาดแคลนน้ำสำหรับพื้นที่ที่แห้งแล้ง และไม่มีแหล่งน้ำสำรอง 

การศึกษานี้ดำเนินการโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเมเยอร์ในชิลี ซึ่งตรวจสอบว่าการเก็บเกี่ยวหมอกสามารถตอบสนองความต้องการของผู้อยู่อาศัยในชุมชนแออัดในทะเลทรายอาตากามาได้หรือไม่

เวอร์จิเนีย คาร์เตอร์ กัมเบอรินี ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยเมเยอร์ กล่าวว่า “การวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในมุมมองการใช้ประโยชน์จากหมอกและไอน้ำว่า สามารถนำมาใช้เป็นแหล่งน้ำเสริมสำหรับเขตเมืองที่แห้งแล้ง และขาดแคลนน้ำ ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ”

ทะเลทรายอาตากามาของชิลีมีปริมาณน้ำฝนต่ำกว่า 5 มิลลิเมตรต่อปี และมีทรัพยากรน้ำจำกัดมาก ทำให้เมืองต่าง ๆ ในภูมิภาคนี้ต้องพึ่งพาแหล่งน้ำใต้ดินที่มีมาตั้งแต่ 17,000-10,000 ปีก่อน เป้าหมายของการวิจัยนี้คือเพื่อดูว่าจะสามารถใช้การเก็บเกี่ยวหมอก ซึ่งเป็นระบบรวบรวมความชื้นในบรรยากาศบนแผงตาข่าย เพื่อช่วยลดความต้องการน้ำของพื้นที่เขตเมืองที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วได้หรือไม่

“เครื่องมือดักจับไอน้ำในอากาศ” มีลักษณะเป็นตาข่ายที่ขึงไว้ระหว่างเสา 2 ต้น เมื่อหมอกลอยเข้ามา ละอองน้ำขนาดเล็กจะเกาะติดกับตาข่าย จากนั้นจะไหลหยดลงไปในรางเก็บและไหลต่อไปยังถังเก็บ เนื่องจากการติดตั้งแบบนี้ไม่ต้องใช้พลังงานภายนอก จึงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในสภาพแวดล้อมที่ห่างไกลหรือไม่มีโครงสร้างพื้นฐานที่ดี

เครื่องมือดักจับไอน้ำในอากาศ
เครดิตภาพ: Maria Virginia Carter Gamberini

ทีมวิจัยทำการศึกษาเป็นเวลา 1 ปีในชุมชนอัลโตฮอสปิซิโอ เทศบาลในเขตอาตากามา ซึ่งแห้งแล้งมากและมีประชากรเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จนมีผู้คนอาศัยอยู่ประมาณ 10,000 คน และต้องการน้ำเพื่อใช้ในการทำเหมืองและอุตสาหกรรม ซึ่งส่วนใหญ่ต้องซื้อน้ำจากรถบรรทุกในแต่ละวัน

“การเก็บกักและใช้น้ำ โดยเฉพาะจากแหล่งน้ำที่ไม่ธรรมดา เช่น น้ำจากหมอก ถือเป็นโอกาสสำคัญในการปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้อยู่อาศัย” คาร์เตอร์กล่าว

นักวิจัยประเมินศักยภาพในการเก็บเกี่ยวหมอกในพื้นที่ขนาด 100 ตร.กม. ในเขตพื้นที่สูงได้ราว 0.2- 5 ลิตรต่อตารางเมตรต่อวัน แต่ในช่วงที่มีหมอกหนาแน่น เช่น เดือนสิงหาคมและกันยายน 2024 ผลผลิตที่ได้จะเพิ่มขึ้นถึง 10 ลิตรต่อตารางเมตรต่อวัน

แม้ว่าทีมจะเน้นย้ำว่าการเก็บเกี่ยวหมอกเพียงอย่างเดียวจะไม่สามารถแก้ปัญหาการขาดแคลนน้ำได้อย่างถาวร แต่พวกเขาเชื่อว่าการเก็บเกี่ยวหมอกสามารถเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์สำหรับการจัดการน้ำอย่างยั่งยืนของเมือง ร่วมกับวิธีอื่น ๆ ไม่ว่าจะเป็นน้ำใต้ดิน การแยกเกลือออกจากน้ำ ไปจนถึงวิธีการอนุรักษ์ขั้นสูง ชุมชนต่างๆ อาจพร้อมรับมือกับความเป็นจริงอันเลวร้ายของการขาดแคลนน้ำได้ดีขึ้น

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าหมอกที่เก็บเกี่ยวได้จะนำไปใช้ได้หลากหลายวิธี รวมทั้งน้ำดื่มและการชลประทานสำหรับสวนส่วนกลาง พวกเขาประเมินว่าการติดตั้งตาข่ายขนาด 17,000 ตร.ม. จะสามารถผลิตน้ำได้เฉลี่ย 2.5 ลิตรต่อตารางเมตรต่อวัน จะสามารถตอบสนองความต้องการน้ำรายสัปดาห์ ประมาณ 300,000 ลิตร สำหรับเขตชุมชนแออัดในเมืองได้

เครื่องมือดักจับไอน้ำในอากาศบริเวณทะเลทรายอาตากามา
เครดิตภาพ: Virginia Carter Gamberini/Eurekalert/dpa/picture allianc

ขณะเดียวกัน การศึกษาพบว่า น้ำจากหมอกและไอน้ำยังสามารถนำมาใช้ในการเกษตรได้อีกด้วย โดยพื้นที่ 110 ตร.ม. จะสามารถผลิตนำได้ประมาณ 100,000 ลิตรต่อปี ซึ่งเพียงพอสำหรับการผลิตผักใบเขียวได้ 15-20 กิโลกรัมต่อเดือน

เครื่องมือดักจับไอน้ำในอากาศใช้พลังงานขั้นต่ำและความสามารถติดตั้งได้หลากหลายภูมิประเทศ จึงทำให้เทคนิคนี้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับภูมิภาคที่คาดว่าจะเผชิญกับวิกฤติขาดแคลนน้ำจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งหากประสบความสำเร็จ และจะพัฒนาเป็นโครงการขนาดใหญ่จะต้องมีการวางแผน เงินทุน และความร่วมมือที่สำคัญระหว่างชุมชนในพื้นที่ หน่วยงานของรัฐ และอาจรวมถึงพันธมิตรภาคเอกชนด้วย

อย่างไรก็ตาม การใช้เครื่องมือดักจับไอน้ำในอากาศจะต้องคำนึกถึงปริมาณหมอกขึ้นอยู่กับสภาพทางภูมิศาสตร์และภูมิอากาศที่เฉพาะเจาะจงหลายปัจจัย ได้แก่ ความหนาแน่นของหมอก รูปแบบลมที่เหมาะสม และภูมิประเทศที่สูงที่มีทิศทางที่ดี อีกทั้งหลายภูมิภาคยังมีหมอกแค่ตามฤดูกาลอีกด้วย

ปัจจุบัน เทคนิคเครื่องมือดักจับไอน้ำในอากาศถูกใช้ในบริเวณภูมิภาคเอตบามาเรน (Ait Baamrane) พื้นที่ขอบทะเลทรายของโมร็อกโก มีฝนตกเพียงเล็กน้อย แต่มีหมอกหนาที่พัดมาจากมหาสมุทรแอตแลนติกที่อยู่ใกล้เคียงเป็นเวลา 6 เดือนในหนึ่งปี

ลมพัดไอน้ำในอากาศผ่านตาข่ายแนวตั้ง ซึ่งไอน้ำจะควบแน่นเป็นละอองน้ำเล็ก ๆ ที่ไหลลงมาตามตาข่ายเพื่อรวบรวมในภาชนะขนาดใหญ่ ตาข่ายเหล่านี้สามารถรวบรวมน้ำได้ประมาณ 35,000 ลิตรทุกวัน ซึ่งเพียงพอต่อความต้องการของผู้คนมากกว่า 1,000 คน และยังใช้ในการชลประทานพืชผลด้วย

นอกจากโมร็อกโกแล้ว เครื่องมือดักจับไอน้ำในอากาศยังถูกใช้ในหลายประเทศ ไม่ว่าจะเป็นกานา เอริเทรีย เอธิโอเปีย และแอฟริกาใต้ หรือแม้แต่ในแคลิฟอร์เนีย

ที่มา: BBC, DW, Earth, Science News