Fog harvesting

Fogs have the potential to provide an alternative source of fresh water in dry regions and can be harvested through the use of simple and low-cost collection systems. A água capturada pode então ser usada para irrigação agrícola e uso doméstico. Pesquisas sugerem que os coletores de nevoeiro trabalham melhor em locais com frequentes períodos de nevoeiro, tais como áreas costeiras onde a água pode ser colhida à medida que o nevoeiro se move para o interior impulsionado pelo vento. No entanto, a tecnologia também poderia potencialmente fornecer água em áreas montanhosas se a água está presente em nuvens estratocumulus, a altitudes de aproximadamente 400 m a 1.200 m (UNEP, 1997b). De acordo com o Centro Internacional de pesquisa de desenvolvimento (1995), além do Chile, Peru e Equador, as áreas com maior potencial de benefício incluem a costa atlântica da África Austral (Angola, Namíbia), África do Sul, Cabo Verde, China, Iêmen Oriental, Omã, México, Quênia e Sri Lanka.

Description

Fog harvesting provides an alternative source of freshwater through a technique used to capture water from wind-driven fog. Sistemas de colheita de névoa são normalmente instalados em áreas onde a presença de névoa é naturalmente alta, tipicamente regiões costeiras e montanhosas. Os sistemas são geralmente construídos na forma de uma rede de malha, estabilizada entre dois postes que são espalhados em um ângulo perpendicular ao vento prevalecente que transporta a névoa. À medida que o vento passa através da malha, gotas de Água Doce forma e gotejando em uma calha subjacente, a partir de que os tubos levam a água para um tanque de armazenamento.

a tecnologia de colheita do nevoeiro consiste numa rede de malha de camada simples ou dupla suportada por dois postes que se elevam do solo. Os painéis de malha podem variar em tamanho. Os utilizados pela Universidade da África do Sul em um projeto de pesquisa de coleta de nevoeiro medido 70 m2 (UNISA, 2008), enquanto no Iêmen, um conjunto de 26 pequenos coletores de nevoeiro padrão (SFC) de 1 m2 foram construídos (Schemenaur et al, Sem data). O material utilizado para a malha é normalmente redes de nylon, polietileno ou polipropileno (também conhecido como “tecido de sombra”), que podem ser produzidas a várias densidades capazes de capturar diferentes quantidades de água do nevoeiro que passa por ela (UNEP, 1997b). Os colectores são posicionados em linhas laterais perpendiculares ao vento prevalecente e capturam e recolhem água quando a neblina passa. O número e a dimensão das malhas escolhidas dependerão da topografia local, da procura de água e da disponibilidade de recursos financeiros e materiais. De acordo com o FogQuest, a atribuição óptima é constituída por unidades de malha única com um espaçamento de, pelo menos, 5 m, com colectores de nevoeiro adicionais colocados a montante a uma distância de, pelo menos, dez vezes mais elevada do que o outro colector de nevoeiro. Na África do Sul, o projeto de pesquisa universitária organizou vários painéis de malha, a fim de expandir a área de captação de água e proporcionar uma maior estabilidade à estrutura em condições ventosas (UNISA, 2008).

as funções do colector e do sistema de transporte devido à gravidade. Gotículas de água que se recolhem na malha para baixo e escorrem para uma sarjeta no fundo da rede de onde são canalizadas através de tubos para um tanque de armazenagem ou cisterna. As taxas típicas de produção de água a partir de um coletor de nevoeiro variam entre 200 e 1000 litros por dia, com variabilidade ocorrendo diariamente e sazonalmente (FogQuest). A eficiência da recolha melhora com gotículas de nevoeiro maiores, velocidades de vento mais elevadas e fibras de recolha mais estreitas/Largura de malha. Além disso, a malha deve ter boas características de drenagem. As taxas de recolha de água dos colectores de nevoeiro são apresentadas no quadro 1 seguinte.

Fontes: UNISA, 2008; Schemenauer et al, 2004; Washtechnology; FogQuest

As dimensões do sistema de transporte e do dispositivo de armazenamento dependerão da escala do sistema. Devem ser previstas instalações de armazenamento para, pelo menos, 50% do volume máximo diário de água consumido. Para fins agrícolas, a água é recolhida num tanque regulador, transferida para um reservatório e, finalmente, para um sistema de irrigação que os agricultores podem utilizar para regar as suas culturas (UNEP, 1997b).

operação e manutenção são processos relativamente simples uma vez que o sistema foi devidamente instalado. No entanto, um factor importante para a sustentabilidade desta tecnologia é o estabelecimento de um programa de controlo de qualidade de rotina que deverá incluir as seguintes tarefas (PNUA, 1997b):

• Inspeção de malha de redes e da tensão dos cabos para evitar a perda de água, a eficiência de colheita e evitar danos estruturais
• Manutenção de redes de esgotos e tubagens para incluir a remoção de poeira, detritos e algas
• Manutenção do tanque de armazenamento ou cisterna para evitar o acúmulo de fungos e bactérias
• Onde peças de reposição não estão disponíveis localmente, recomenda-se que um material de malha e outros componentes ser mantida em reserva, como local de alimentação pode ser restrita, especialmente em remotas regiões montanhosas.

a seca causada pelas alterações climáticas está a conduzir a reduções na disponibilidade de abastecimento de água doce em algumas regiões. Isto está a ter um impacto na produção agrícola, limitando as oportunidades de plantação e irrigação. A colheita de névoa proporciona uma forma de capturar recursos de água vitais para apoiar a agricultura nestas áreas. Além disso, quando usado para irrigação para aumentar as áreas florestais ou cobertura de vegetação, o abastecimento de água da colheita de nevoeiro pode ajudar a neutralizar o processo de desertificação. Se as colinas mais altas da área forem plantadas com árvores, elas também recolherão água de nevoeiro e contribuirão para os aquíferos. As florestas podem então sustentar-se e contribuir com água para o ecossistema ajudando a construir resiliência contra condições mais secas.

Implementation

Fog harvesting systems are best installed in open locations with a fairly high elevation that are exposed to wind flow. As informações meteorológicas e climáticas, como a direcção predominante do fluxo de vento, poderão ter de ser recolhidas para identificar a localização ideal. Após a configuração técnica, a formação também pode ser necessária para introduzir o sistema e seus requisitos de manutenção para a comunidade local. Nevoeiro espesso, altas velocidades de vento, e material de malha mais apertado pode todos melhorar a eficiência do sistema de colheita. A taxa de colheita de água varia entre 5,3 litros por m2/dia e 13,4 litros por m2/dia, dependendo da estação, localização e tipo (material utilizado) do sistema de colheita (organização dos Estados Americanos, N. D.). A água coletada de ceifeiras de nevoeiro pode ser usada para uma ampla gama de propósitos, incluindo água potável, irrigação e outras aplicações domésticas. A malha, normalmente de nylon, polietileno ou polipropileno, está firmemente espalhada entre dois postes firmemente plantados, geralmente postes de madeira. O tamanho de um sistema de colheita de névoa pode variar muito, com o menor sendo de cerca de 1 m2, e o maior abrangendo até 1600 m2 (Dar SI Hmad, N. D.). Uma calha subjacente recolhe as gotas de água que caem da malha. As gotas são desviadas para um tanque de armazenamento de água separado, onde a água pode ser coletada e utilizada. A manutenção inclui verificações de rotina e limpeza de redes de malha, tubos e tanques para remover poeira, algas, bactérias, etc. garantir a máxima eficiência e manter a qualidade da água.

vantagens da tecnologia

• não requer energia para operar.
• diminui a pressão nos reservatórios locais de água doce em períodos de baixa disponibilidade de água.
• a água atmosférica é geralmente limpa, não contém microrganismos nocivos e é imediatamente adequada para fins de irrigação. Em vários casos, a água recolhida com a tecnologia de colheita de névoa mostrou cumprir as normas da Organização Mundial de saúde (UNISA, 2008; WaterAid, no date). O impacto ambiental da instalação e manutenção da tecnologia é mínimo (WaterAid, Sem data). Uma vez que os componentes e a supervisão técnica foram assegurados, a construção da tecnologia de colheita de nevoeiro é relativamente simples e pode ser realizada no local. O processo de construção não requer mão-de-obra intensiva, só são necessárias competências básicas e, uma vez instalado, o sistema não necessita de energia para funcionar. Dado que a colheita de nevoeiro é particularmente adequada para zonas montanhosas onde as comunidades vivem frequentemente em condições remotas, os investimentos de capital e outros custos são geralmente considerados baixos em comparação com as fontes convencionais de abastecimento de água (UNEP, 1997b).
• fornece uma fonte adicional de água doce em regiões costeiras secas e montanhosas, aumentando assim a qualidade de vida nas comunidades.
• fornece geralmente água limpa que pode ser usada imediatamente após a colheita.
• minimiza os custos e a necessidade de transportar água doce para a área, que é difícil de alcançar.

as desvantagens da tecnologia

as tecnologias de colheita de névoa dependem de uma fonte de água que nem sempre é confiável, porque a ocorrência de névoa é incerta. No entanto, certas áreas têm uma propensão para o desenvolvimento do nevoeiro, particularmente, zonas costeiras montanhosas na margem continental ocidental da América do Sul. Além disso, o cálculo de uma quantidade aproximada de água que pode ser obtida num determinado local é difícil (Schemenauer e Cereceda, 1994). Esta tecnologia pode representar um risco de investimento, a menos que seja primeiro realizado um projecto-piloto para quantificar o rendimento potencial da taxa de água que pode ser previsto na zona em causa.

requisitos e custos financeiros

os custos variam em função do tamanho dos receptores de nevoeiro, da qualidade e do acesso aos materiais, mão-de-obra e da localização do local. Pequenos cobradores de nevoeiro custam entre $ 75 e $ 200 cada um para construir. Grandes cobradores de nevoeiro de 40 m2 custam entre US $ 1.000 e US $ 1.500 e podem durar até dez anos. Um projeto da aldeia que produz cerca de 2.000 litros de água por dia custará cerca de US $ 15.000 (FogQuest). Os sistemas de unidades múltiplas têm a vantagem de um menor custo por unidade de água produzida, e o número de painéis em uso pode ser alterado à medida que as condições climáticas e a demanda de água variam (UNEP, 1997b). A participação comunitária contribuirá para reduzir o custo da mão-de-obra na construção do sistema de colheita de nevoeiro.

requisitos institucionais e organizacionais

recomenda-se geralmente que a população local esteja envolvida na construção do projecto (UNEP, 1997; WaterAid, no date). A participação comunitária contribui para eliminar os custos do trabalho e também para assegurar um sentido de propriedade da comunidade e um compromisso com a manutenção. Poderia ser criado um comité de gestão comunitário composto por pessoas formadas responsáveis pelas tarefas de reparação e manutenção, contribuindo para garantir a sustentabilidade a longo prazo da tecnologia. Nas fases iniciais, os subsídios governamentais podem ser necessários para comprar matérias-primas e financiar expertise técnica.

é necessária uma gama de informações meteorológicas e geográficas para a escolha de um local para implementar a tecnologia de colheita de nevoeiro, incluindo a direcção predominante do vento e o potencial de extracção de água de névoa (tais como a frequência de ocorrência de nevoeiro e o teor de água de nevoeiro). Deve igualmente ser realizado um estudo de viabilidade e uma avaliação à escala-piloto para avaliar a magnitude e a fiabilidade da fonte de água de nevoeiro. Algumas destas informações podem normalmente ser recolhidas de agências meteorológicas governamentais, mas podem exigir estações meteorológicas locais e o uso de um nebulómetro (um dispositivo para medir o teor de água líquida) para a recolha de dados localizados (caixa 1).

Box 1: Key information requirements for assessing fog harvesting suitability
” Global wind patterns: persistent winds from one direction are ideal for fog collection. A área de alta pressão na parte leste do Oceano Pacífico Sul produz ventos terrestres e Sudoeste no norte do Chile durante a maior parte do ano e ventos do Sul ao longo da Costa do Peru.
topografia: é necessário ter relevo topográfico suficiente para interceptar as névoa/nuvens. Exemplos em escala continental, incluem as montanhas costeiras do Chile, Peru e equador, e, em escala local, incluem colinas isoladas ou dunas costeiras.

relevo nas áreas circundantes: é importante que não haja nenhum obstáculo importante ao vento a poucos quilómetros a oeste do local. Em regiões costeiras áridas, a presença de uma depressão interior ou bacia que aquece durante o dia pode ser vantajosa, uma vez que a área de baixa pressão localizada assim criada pode aumentar a brisa do mar e aumentar a velocidade do vento a que os pavimentos de nuvens marinhas fluem sobre os dispositivos de recolha.

Altitude: a espessura das nuvens de Estratocúmulo e a altura das suas bases variam de acordo com a localização. Uma altitude de trabalho desejável está a dois terços da espessura da nuvem acima da base. Esta parte da nuvem terá normalmente o maior teor de água líquida. No Chile e no Peru, as altitudes de trabalho variam entre 400 m e 1.000 m acima do nível do mar.

Orientação das características topográficas: é importante que o eixo longitudinal da cadeia de montanhas, colinas, ou sistema de dunas ser aproximadamente perpendicular à direção do vento trazendo as nuvens do oceano. As nuvens fluirão sobre as linhas de cordilheira e através de passagens, com o nevoeiro muitas vezes dissipando-se no lado do vento.

distância da Costa: há muitos locais continentais de alta altitude com cobertura de nevoeiro frequente resultante do transporte de nuvens de vento ascendente ou da formação de nuvens orográficas. Nestes casos, a distância à costa é irrelevante. No entanto, as áreas de alto relevo perto da costa são geralmente locais preferidos para a colheita de nevoeiro.

espaço para colectores: as linhas de cordilheira e as bordas do vento das montanhas planas são bons locais de colheita de nevoeiro. Quando são utilizados colectores de água de nevoeiro Longo, estes devem ser colocados em intervalos de cerca de 4,0 m para permitir que o vento sopre em torno dos colectores.

Crestline and upwind locations: slightly lower-altitude upwind locations are acceptable, as are constant-altitude locations on a flat terrain. Mas os locais atrás de um cume ou colina, especialmente onde o vento está soprando para baixo, devem ser evitados.”Fonte: UNEP, 1997b

para além dos dados detalhados na caixa 1, são necessários conhecimentos especializados na construção e manutenção da tecnologia de colheita de nevoeiro, devendo ser ministrada formação às comunidades locais para realizar inspecções regulares de controlo da qualidade e do equipamento.

barreiras à implementação

vários desafios e questões surgiram a partir de projectos de colheita de nevoeiro implementados até à data:

• Onde a neblina é uma fonte sazonal, a água deve ser armazenada em grandes quantidades para a estação seca, use (a WaterAId, sem data)
• Se não mantidos adequadamente, a qualidade da água se torna um problema durante a baixa-fluxo de períodos
• Nevoeiro de recolha de água requer ambientais específicas e condições topográficas, com isto limitar sua aplicação a regiões específicas
• Aquisição e transporte de materiais é dificultado por locais remotos e terrenos íngremes
• ventos Fortes e queda de neve pode resultar em falha estrutural durante a temporada de inverno
• Água de rendimento é difícil de prever, exigindo estudos de viabilidade antes da implementação em larga escala
• para a colheita ser eficaz, são necessários nevoeiro freqüentes e água suficiente coletada para que o investimento seja rentável. Isto limita as tecnologias a áreas com condições específicas.
• existem poucos produtores comerciais de malha atualmente em operação, com os principais fornecedores localizados no Chile. Não há nenhum na África, América do Norte ou Ásia (FogQuest). Portanto, a implementação e manutenção podem ser caras devido à importação ou transporte.
• volume colhido pode ser difícil de prever, particularmente a longo prazo, pois depende da presença de nevoeiro, velocidade do vento, etc.
• Em algumas regiões costeiras a qualidade colhidas neblina de água para beber é inferior devido a altas concentrações de cloro, nitrato e minerais
• Grande nevoeiro de colheita de construções que possam danificar ou impedir a flora e a fauna
• condições climáticas Adversas, como vento forte e queda de neve podem danificar os sistemas de captação de

Oportunidades para a implementação

• Relativamente simples tecnologia. Uma vez estabelecida, pode ser executada pela comunidade e pouca manutenção é necessária
• mais Barata fonte de água doce se comparada com outras fontes não-convencionais de abastecimento de água, tais como dessalinização
• a Diversificação de recursos de água doce em áreas onde a água doce se o acesso é limitado aumenta a resiliência climática
• Materiais para componentes do sistema muitas vezes pode ser obtida localmente, a criação de oportunidades de negócios locais,
• Nevoeiro de recolha de água surgiu como uma tecnologia inovadora para montanhosa comunidades sem acesso a fontes tradicionais de água. Ainda em grande parte em um estado de desenvolvimento, há oportunidade de pesquisa e desenvolvimento para a tecnologia de colheita de nevoeiro e seu potencial para apoiar a produção agrícola. Dada a falta de fornecedores de malha, a utilização de materiais disponíveis localmente para componentes representa uma oportunidade para o desenvolvimento de negócios locais. Esta tecnologia também oferece uma oportunidade para restaurar a vegetação natural e apoiar as práticas agrícolas através do fornecimento de água clara para culturas e gado.

considerações de execução *

maturidade tecnológica: 4-5
investimento Inicial: 1-3
custos Operacionais: 1-2
prazo de Implementação: 1-2

* Esta adaptação de tecnologia breve inclui uma avaliação geral das quatro dimensões relacionadas com a implementação da tecnologia.
maturidade tecnológica: 1-em fases iniciais de investigação e desenvolvimento, a 5 – maturidade completa e amplamente utilizada
investimento inicial: 1-custo muito baixo, a 5-investimento de custos muito elevados necessários para implementar a tecnologia
custos operacionais: 1 – muito baixa/sem nenhum custo, a 5 – muito alto os custos de operação e manutenção
prazo de Implementação: 1 – muito rápido para implementar e alcançar a desejada capacidade para 5 – tempo significativo investimentos necessários para estabelecer e/ou atingir plena capacidade
Esta avaliação é para ser usado apenas como uma indicação e é para ser visto como relativamente a outras tecnologias incluídas neste guia. Os custos e prazos mais específicos devem ser identificados como relevantes para a tecnologia e geografia específicas.

Estudos De Caso

• Morroco: Beber das nuvens-mulheres e homens transformam o orvalho e o nevoeiro em água potável

• UNEP-DHI Partnership-Fog harvesting
• IDRC (International Development Research Centre) (1995) Reading Clouds in Chile, IDRC Reports, Ontario.Schemenauer, R. S., P. Osses, and M. Leibbrand (2004) Fog collection evaluation and operational projects in the Hajja Governorate, Yemen. In: Proceedings of the 3rd International Conference on Fog, Fog Collection and Dew, Cape Town, South Africa, 38.Schemenauer, R. S. and P. Cereceda (1994). Papel da coleta de nevoeiro no planejamento da água para os países em desenvolvimento. Natural Resources Forum, 18, 91-100, United Nations, New York.
• UNEP (1997) Sourcebook of Alternative Technologies for Freshwater Augmentation in Some Countries in Asia, UNEP, Unit of Sustainable Development and Environment General Secretariat, Organisation of American States, Washington, D. C.
• NISA (University of South Africa) (2008) Research Report, UNISA. Cidade Do Cabo.
• WaterAid, Technical Brief: Rainwater Harvesting, no date
• Cho, R. (2011). Os Colectores De Nevoeiro: A Colher Água Do Ar. Earth Institute, Columbia University. Disponível em: http://blogs.ei.columbia.edu/2011/03/07/the-fog-collectors-harvesting-w…
• Dar Si Hmad (N. D.) colheita de nevoeiro. Darsihmad.org. Disponível em: http://www.darsihmad.org/fog-harvesting/
• Gur, E. and Spuhler, D. (N. D.) Fog Drip. Saneamento sustentável e gestão da água (SSWM). Disponível em: http://www.sswm.info/content/fog-drip
• OAS (N. D.) 1.3 colheita com nevoeiro. Organização dos Estados Americanos. Disponível em: http://www.oas.org/dsd/publications/unit/oea59e/ch12.htm
• Quezada, A., Haggar, J., Torres, J. and Clements, R.( N. D.) Fog Harvesting. ClimateTechWiki. Disponível em:http://www.climatetechwiki.org/content/fog-harvesting
  Wikipedia (2016). Colecção De Nevoeiro. fundacao. Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/Fog_collection