Ködgyűjtés

a ködök alternatív édesvízforrást biztosíthatnak a száraz területeken, és egyszerű és alacsony költségű gyűjtőrendszerek használatával betakaríthatók. A befogott vizet ezután mezőgazdasági öntözésre és háztartási használatra lehet használni. A kutatások azt sugallják, hogy a ködgyűjtők a gyakori ködidőszakokkal rendelkező helyeken működnek a legjobban, például a part menti területeken, ahol a víz betakarítható, amikor a köd a szél által vezérelt szárazföldön mozog. A technológia azonban potenciálisan vizet is szolgáltathat hegyvidéki területeken, ha a víz stratocumulus felhőkben van jelen, körülbelül 400-1200 m magasságban (UNEP, 1997b). A Nemzetközi Fejlesztési Kutatóközpont (1995) szerint Chile, Peru és Ecuador mellett a leginkább előnyös területek közé tartozik Dél-Afrika Atlanti partvidéke (Angola, Namíbia), Dél-Afrika, Zöld-foki-szigetek, Kína, Kelet-Jemen, Omán, Mexikó, Kenya és Srí Lanka.

leírás

a Ködgyűjtés alternatív édesvízforrást biztosít a szél által vezérelt ködből származó víz befogására használt technika révén. A ködgyűjtő rendszereket általában olyan területeken telepítik, ahol a köd jelenléte természetesen magas, jellemzően a part menti és hegyvidéki régiókban. A rendszereket általában hálós háló formájában építik fel, két oszlop között stabilizálva, amelyek a ködöt hordozó uralkodó szélre merőleges szögben vannak elosztva. Ahogy a szél áthalad a hálón, édesvízcseppek alakulnak ki, amelyek egy alatta lévő ereszcsatornába csöpögnek, ahonnan a csövek a vizet egy tárolótartályba vezetik.

a Ködgyűjtő technológia egy vagy kétrétegű hálóból áll, amelyet két, a talajból emelkedő oszlop támaszt alá. A hálós panelek mérete változhat. A Dél-afrikai Egyetem által használt ködgyűjtési kutatási projekt 70 m-t mért2 (UNISA, 2008), míg Jemenben 26 kis Standard Ködgyűjtőből (SFC) 1 m2-t építettek (Schemenaur et al, nincs dátum). A hálóhoz használt anyag általában nejlon, polietilén vagy polipropilén háló (más néven árnyékkendő), amelyet különböző sűrűségig lehet előállítani, amely képes különböző mennyiségű vizet befogni a rajta áthaladó ködből (UNEP, 1997b). A kollektorok az uralkodó szélre merőleges gerincvonalakon helyezkednek el, és a köd áthaladásakor befogják és összegyűjtik a vizet. A kiválasztott hálók száma és mérete a helyi topográfiától, a vízigénytől, valamint a pénzügyi források és anyagok rendelkezésre állásától függ. A FogQuest szerint az optimális allokáció egyhálós egységek, amelyek közötti távolság legalább 5 m, további ködgyűjtőkkel, amelyek felfelé vannak elhelyezve, legalább tízszer nagyobb távolságra, mint a másik ködgyűjtő. Dél-Afrikában az egyetemi kutatási projekt több hálós panelt rendezett össze a vízgyűjtő terület bővítése és a szerkezet nagyobb stabilitásának biztosítása érdekében szeles körülmények között (UNISA, 2008).

a gyűjtő-és szállítórendszer a gravitáció hatására működik. A hálón összegyűlt vízcseppek lefelé futnak, és a háló alján lévő ereszcsatornába csöpögnek, ahonnan csöveken keresztül egy tárolótartályba vagy tartályba vezetik őket. A ködgyűjtő tipikus víztermelési sebessége napi 200 és 1000 liter között mozog, a változékonyság napi és szezonális alapon történik (FogQuest). A gyűjtés hatékonysága nagyobb ködcseppekkel, nagyobb szélsebességgel és keskenyebb gyűjtőszálakkal/szembőséggel javul. Ezenkívül a hálónak jó vízelvezető tulajdonságokkal kell rendelkeznie. A ködgyűjtőkből származó vízgyűjtési arányokat az alábbi táblázat mutatja 1 lent.

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

a szállítórendszer és a tárolóeszköz méretei a rendszer nagyságától függenek. Tárolóhelyeket kell biztosítani a várható maximális napi vízmennyiség legalább 50% – ára. Mezőgazdasági célokra a vizet egy szabályozó tartályba gyűjtik, egy tározóba helyezik, majd végül egy öntözőrendszerbe, amelyet a gazdák felhasználhatnak növényeik öntözésére (UNEP, 1997b).

az üzemeltetés és karbantartás viszonylag egyszerű folyamat a rendszer megfelelő telepítése után. Ennek ellenére a technológia fenntarthatóságának fontos tényezője egy rutin minőség-ellenőrzési program létrehozása, amelynek a következő feladatokat kell tartalmaznia (UNEP, 1997B):

• hálók és kábelfeszültségek ellenőrzése a vízgyűjtés hatékonyságának csökkenése és a szerkezeti károk elkerülése érdekében
• hálók, csatornák és csővezetékek karbantartása, beleértve a por, törmelék és algák eltávolítását
• a tárolótartály vagy-tartály karbantartása a gombák és baktériumok felhalmozódásának megakadályozása érdekében
• ahol helyben nem állnak rendelkezésre pótalkatrészek, ajánlott a hálók és egyéb alkatrészek készletét tartalékban tartani mivel a helyi ellátás korlátozott lehet, különösen a távoli hegyvidéki régiókban.

az éghajlatváltozás okozta szárazság egyes régiókban az édesvíz-ellátás elérhetőségének csökkenéséhez vezet. Ez hatással van a mezőgazdasági termelésre azáltal, hogy korlátozza a telepítési és öntözési lehetőségeket. A ködgyűjtés lehetővé teszi a létfontosságú vízkészletek befogását, hogy támogassa a gazdálkodást ezeken a területeken. Továbbá, ha öntözésre használják az erdős területek vagy a növényzet lefedettségének növelésére, a ködgyűjtésből származó vízellátás segíthet ellensúlyozni az elsivatagosodási folyamatot. Ha a terület magasabb dombjait fákkal ültetik, akkor azok is ködvizet gyűjtenek, és hozzájárulnak a víztartó rétegekhez. Az erdők ezután fenntarthatják magukat, és hozzájárulhatnak a vízhez az ökoszisztémához, segítve a szárazabb körülményekkel szembeni ellenálló képességet.

megvalósítás

a Ködgyűjtő rendszereket leginkább nyílt, meglehetősen magas magasságú helyeken lehet telepíteni, amelyek széláramlásnak vannak kitéve. Előfordulhat, hogy meteorológiai és éghajlati információkat, például a domináns széláramlás irányát kell összegyűjteni az optimális elhelyezés meghatározásához. A műszaki felépítés után szükség lehet képzésre is, hogy bemutassuk a rendszert és annak karbantartási követelményeit a helyi közösségnek. A sűrű köd, a nagy szélsebesség és a szorosabb hálós anyag mind javíthatja a betakarítási rendszer hatékonyságát. A vízgyűjtési sebesség 5,3 liter/m2/nap és 13,4 liter / m2 / nap között mozog, a betakarítási rendszer évszakától, helyétől és típusától (felhasznált anyag) függően (Amerikai Államok Szervezete, n.d.). A ködkitermelőkből gyűjtött víz sokféle célra használható, beleértve az ivóvizet, az öntözést és más háztartási alkalmazásokat. A háló, jellemzően nejlon, polietilén vagy polipropilén háló, szorosan el van terítve két szilárdan ültetett oszlop között, általában faoszlopok. A ködgyűjtő rendszer mérete nagymértékben változhat, a legkisebb 1 m2 körüli egység, a legnagyobb pedig 1600 m2-ig terjed (Dar SI Hmad, n.d.). Az alatta lévő ereszcsatorna összegyűjti a hálóból leeső vízcseppeket. A cseppeket egy külön víztároló tartályba vezetik, ahol a víz összegyűjthető és felhasználható. A karbantartás magában foglalja a hálók, csövek és tartályok rutinszerű ellenőrzését és tisztítását a por, algák, baktériumok stb. a maximális hatékonyság biztosítása és a vízminőség fenntartása.

a technológia előnyei

• nem igényel energiát a működéshez.
• csökkenti a helyi édesvíztározókra nehezedő nyomást alacsony vízellátási időszakokban.
• a légköri víz általában tiszta, nem tartalmaz káros mikroorganizmusokat, és azonnal alkalmas öntözési célokra. Számos esetben kimutatták, hogy a ködgyűjtő technológiával összegyűjtött víz megfelel az Egészségügyi Világszervezet szabványainak (UNISA, 2008; WaterAid, nincs dátum). A technológia telepítésének és karbantartásának környezeti hatása minimális (WaterAid, nincs dátum). Miután az alkatrészeket és a műszaki felügyeletet biztosították, a ködgyűjtő technológia építése viszonylag egyszerű, és a helyszínen elvégezhető. Az építési folyamat nem munkaigényes, csak alapvető készségekre van szükség, és a telepítés után a rendszer nem igényel energiát a működéshez. Tekintettel arra, hogy a ködgyűjtés különösen alkalmas a hegyvidéki területeken, ahol a közösségek gyakran távoli körülmények között élnek, a tőkebefektetések és egyéb költségek általában alacsonyak a hagyományos vízellátási forrásokhoz képest (UNEP, 1997b).
• további édesvízforrást biztosít a száraz part menti és hegyvidéki régiókban, ezáltal javítva a közösségek életminőségét. A
• általában tiszta vizet biztosít, amelyet közvetlenül a betakarítás után lehet felhasználni.
• minimalizálja a költségeket és az édesvíz szállításának szükségességét a nehezen elérhető területre.

a technológia hátrányai

a Ködgyűjtési technológiák olyan vízforrástól függenek, amely nem mindig megbízható, mert a köd előfordulása bizonytalan. Bizonyos területek azonban hajlamosak a köd kialakulására, különösen a hegyvidéki part menti területek Dél-Amerika nyugati kontinentális peremén. Továbbá, még egy hozzávetőleges vízmennyiség kiszámítása is nehéz egy adott helyen (Schemenauer and Cereceda, 1994). Ez a technológia befektetési kockázatot jelenthet, kivéve, ha először kísérleti projektet hajtanak végre a vizsgált területen várható potenciális vízhozam számszerűsítésére.

pénzügyi követelmények és költségek

a költségek a ködfogók méretétől, az anyagminőségtől és az anyaghoz való hozzáféréstől, a munkaerőtől és a telephely helyétől függően változnak. A kis ködgyűjtők építése 75-200 dollárba kerül. A nagy 40 m2-es ködgyűjtők 1000-1500 dollárba kerülnek, és akár tíz évig is eltarthatnak. Egy napi 2000 liter vizet előállító falusi projekt körülbelül 15 000 dollárba kerül (FogQuest). A több egységből álló rendszerek előnye, hogy az előállított víz egységenkénti költsége alacsonyabb, és a használt panelek száma megváltoztatható az éghajlati viszonyok és a vízigény változásával (UNEP, 1997b). A közösségi részvétel hozzájárul a ködgyűjtő rendszer kiépítésének munkaerőköltségeinek csökkentéséhez.

intézményi és szervezeti követelmények

általában ajánlott, hogy a helyi lakosság vegyen részt a projekt építésében (UNEP, 1997; WaterAid, nincs dátum). A közösségi részvétel hozzájárul a munkaerőköltségek csökkentéséhez, valamint a közösség felelősségvállalásának és a karbantartás iránti elkötelezettségének biztosításához. Létre lehetne hozni egy közösségi irányítóbizottságot, amely a javítási és karbantartási feladatokért felelős, képzett személyekből állna, segítve ezzel a technológia hosszú távú fenntarthatóságát. A kezdeti szakaszban állami támogatásokra lehet szükség nyersanyagok vásárlásához és műszaki szakértelem finanszírozásához.

számos meteorológiai és földrajzi információ szükséges ahhoz, hogy a ködgyűjtési technológiát megvalósító helyszínt kiválasszák, beleértve az uralkodó szélirányt és a ködből történő vízkivétel lehetőségét (például a köd előfordulási gyakorisága és a köd víztartalma). A ködvízforrás nagyságának és megbízhatóságának felmérése érdekében megvalósíthatósági tanulmányt és kísérleti léptékű értékelést is el kell végezni. Ezen információk egy része általában kormányzati meteorológiai ügynökségektől gyűjthető, de helyi meteorológiai állomásokra és neblinométer (a folyékony víztartalom mérésére szolgáló eszköz) használatára lehet szükség a helyi adatok gyűjtéséhez (1.Háttérmagyarázat).

1.Háttérmagyarázat: a ködgyűjtés alkalmasságának értékeléséhez szükséges legfontosabb információk
“globális szélminták: az egyik irányból származó tartós szél ideális a ködgyűjtéshez. A Csendes-óceán déli részének keleti részén található nagynyomású terület az év nagy részében szárazföldi, délnyugati szelet kelt Chile északi részén, Peru partja mentén pedig déli szelet.
topográfia: elegendő topográfiai megkönnyebbülésre van szükség a ködök/felhők elfogásához. Kontinentális léptékű példák például Chile, Peru és Ecuador tengerparti hegyei, helyi szinten pedig elszigetelt dombok vagy parti dűnék.

megkönnyebbülés a környező területeken: fontos, hogy a szélnek ne legyen nagyobb akadálya a helyszíntől néhány kilométer széllel szemben. A száraz part menti régiókban előnyös lehet a nap folyamán felmelegedő szárazföldi mélyedés vagy medence jelenléte, mivel az így létrehozott lokalizált alacsony nyomású terület fokozhatja a tengeri szellőt és növelheti a szélsebességet, amellyel a tengeri felhőtakarók átfolynak a gyűjtőeszközökön.

magasság: a stratocumulus felhők vastagsága és bázisuk magassága a helytől függően változik. A kívánatos munkamagasság a felhő vastagságának kétharmadánál van az alap felett. A felhőnek ez a része általában a legmagasabb folyékony víztartalommal rendelkezik. Chilében és Peruban a munkamagasság 400 m-től 1000 m-ig terjed a tengerszint felett.

a topográfiai jellemzők tájolása: fontos, hogy a hegylánc, a dombok vagy a Dűne rendszer hossztengelye megközelítőleg merőleges legyen az óceánból felhőket hozó szél irányára. A felhők a gerincvonalakon és a hágókon keresztül áramlanak, a köd gyakran a szélirányú oldalon oszlik el.

távolság a tengerparttól: számos magas magasságú kontinentális hely van, ahol gyakori a ködtakaró, amely vagy a széllel szembeni felhők szállításából, vagy orográfiai felhők kialakulásából ered. Ezekben az esetekben a partvonal távolsága irreleváns. A partvidék közelében nagy megkönnyebbülésű területek azonban általában a köd betakarításának előnyben részesített helyei.

hely gyűjtők számára: a gerincvonalak és a lapos tetejű hegyek szélszélei jó ködgyűjtő helyek. Ha hosszú ködvízgyűjtőket használnak, azokat körülbelül 4,0 m-es időközönként kell elhelyezni, hogy a szél fújjon a kollektorok körül.

Crestline and upwind locations: a kissé alacsonyabb magasságú ellenszél helyek elfogadhatók, csakúgy, mint az állandó magasságú helyek sík terepen. De a gerinc vagy domb mögötti helyeket, különösen ott, ahol a szél lefelé fúj, kerülni kell.”Forrás: UNEP, 1997b

az 1.Háttérmagyarázatban részletezett kemény adatokon kívül szakértelemre van szükség a ködkitermelési technológia felépítésében és karbantartásában, és képzést kell biztosítani a helyi közösségek számára a rendszeres minőség-ellenőrzés és berendezések ellenőrzésének elvégzéséhez.

a megvalósítás akadályai

számos kihívás és probléma merült fel az eddig végrehajtott ködeltakarítási projektekből:

• ahol a köd szezonális forrás, a vizet nagy mennyiségben kell tárolni száraz évszak használatra (WaterAId, nincs dátum)
• ha nem megfelelően karbantartják, a vízminőség kérdéssé válik alacsony áramlási időszakokban
• a Ködvízgyűjtés speciális környezeti és topográfiai feltételeket igényel, alkalmazásának korlátozása meghatározott régiókra
• az anyagok beszerzését és szállítását távoli helyek és meredek terep akadályozza
• az erős szél és a hóesés a téli időszakban szerkezeti meghibásodást okozhat
• a vízhozam nehéz megjósolni, mivel a nagy léptékű megvalósítás előtt megvalósíthatósági tanulmányokra van szükség
• ahhoz, hogy a betakarítás hatékony legyen, gyakori ködre van szükség, és elegendő mennyiségű vizet kell összegyűjteni ahhoz, hogy a beruházás költséghatékony legyen. Ez a technológiákat meghatározott feltételekkel rendelkező területekre korlátozza.
• jelenleg kevés kereskedelmi háló-gyártó működik, fő beszállítói Chilében találhatók. Nincs Afrikában, Észak-Amerikában vagy Ázsiában (FogQuest). Ezért a kivitelezés és a karbantartás költséges lehet az import vagy a szállítás miatt.
• a betakarított mennyiséget nehéz megjósolni, különösen hosszú távon, mivel ez a köd jelenlététől, a szélsebességtől stb.függ.
• egyes part menti régiókban a magas klór -, nitrát-és ásványkoncentráció miatt a betakarított ködvíz minősége alacsonyabb
• a nagy ködgyűjtő szerkezetek károsíthatják vagy akadályozhatják a növény-és állatvilágot
• a zord időjárási körülmények, például a nagyon erős szél és a havazás károsíthatják a betakarító rendszereket

megvalósítási lehetőségek

• viszonylag egyszerű technológia. Miután létrehozták, a közösség működtetheti, és kevés karbantartásra van szükség
• olcsóbb édesvízforrás néhány más nem hagyományos vízellátási forráshoz képest, mint például sótalanítás
• az édesvízkészletek diverzifikálása azokon a területeken, ahol az édesvízhez való hozzáférés korlátozott, növeli az éghajlat ellenálló képességét
• a rendszerkomponensek anyagai gyakran helyi forrásból szerezhetők be, helyi üzleti lehetőségeket teremtve
• a Ködvízgyűjtés innovatív technológiává vált a hegyvidéki közösségek számára, amelyek nem hozzáférés a hagyományos vízforrásokhoz. Még mindig nagyrészt fejlettségi állapotban van, lehetőség van a köd-betakarítási technológia kutatására és fejlesztésére, valamint annak a mezőgazdasági termelés támogatására. Tekintettel a hálós beszállítók hiányára, a helyben rendelkezésre álló anyagok alkatrészekhez történő felhasználása lehetőséget kínál a helyi üzleti fejlődésre. Ez a technológia lehetőséget nyújt a természetes növényzet helyreállítására és a mezőgazdasági gyakorlatok támogatására a növények és az állatok számára tiszta víz beszerzése révén.

megvalósítási szempontok *

technológiai érettség: 4-5
kezdeti beruházás: 1-3
működési költségek: 1-2
végrehajtási időkeret: 1-2

* ez az adaptációs technológiai ismertető a technológia megvalósításával kapcsolatos négy dimenzió általános értékelését tartalmazza. Ez egy indikatív értékelési skála 1-5 az alábbiak szerint:
technológiai érettség: 1-A kutatás és fejlesztés korai szakaszában, 5 – teljesen érett és széles körben használt
kezdeti beruházás: 1 – Nagyon alacsony költségű, 5 – Nagyon magas költségű beruházás szükséges a technológia megvalósításához
működési költségek: 1 – Nagyon alacsony / költségmentes, 5 – Nagyon magas üzemeltetési és karbantartási költségek
megvalósítási időkeret: 1 – Nagyon gyors megvalósítás és a kívánt kapacitás elérése, 5 – a teljes kapacitás létrehozásához és/vagy eléréséhez szükséges jelentős időberuházások
ez az értékelés csak tájékoztató jellegű, és az ebben az útmutatóban szereplő egyéb technológiákhoz viszonyítva tekintendő. A konkrétabb költségeket és határidőket az adott technológia és földrajz szempontjából relevánsnak kell tekinteni.

Esettanulmányok

• Morroco: A felhőkből való ivás-a nők és a férfiak a harmatot és a ködöt ivóvízré alakítják

• UNEP-DHI partnerség-Ködgyűjtés
• IDRC (Nemzetközi Fejlesztési Kutatóközpont) (1995) felhők olvasása Chilében, IDRC jelentések, Ontario.
• Schemenauer, R. S., P. Osses, and M. Leibbrand (2004) Ködgyűjtés értékelése és operatív projektek a Hajja kormányzóságban, Jemenben. In: a ködről, Ködgyűjtésről és harmatról szóló 3. Nemzetközi Konferencia anyagai, Fokváros, Dél-Afrika, 38.
• Schemenauer, R. S. és P. Cereceda (1994). A ködgyűjtés szerepe a fejlődő országok víztervezésében. Természeti Erőforrások Fóruma, 18, 91-100, Egyesült Nemzetek, New York.
• UNEP (1997) Sourcebook of Alternative Technologies for Freshwater Augmentation in Some Countries in Asia, UNEP, Unit of Sustainable Development and Environment Főtitkárság, Amerikai Államok Szervezete, Washington, D. C.
• Nisa (University of South Africa) (2008) kutatási jelentés, UNISA. Fokváros.
• WaterAid, technikai tájékoztató: Esővízgyűjtés, nincs dátum
• Cho, R. (2011). A Ködgyűjtők: Víz Betakarítása A Vékony Levegőből. Föld Intézet, Columbia Egyetem. Elérhető itt:: http://blogs.ei.columbia.edu/2011/03/07/the-fog-collectors-harvesting-w…
• Dar Si Hmad (ND) köd-betakarítás. Darsihmad.org. elérhető itt:: http://www.darsihmad.org/fog-harvesting/
• Gur, E. és Spuhler, D. (ND) Ködcsepp. Fenntartható szennyvízkezelés és vízgazdálkodás (sswm). Elérhető itt:: http://www.sswm.info/content/fog-drip
• OAS (ND) 1.3 köd betakarítás. Amerikai Államok Szervezete. Elérhető itt:: http://www.oas.org/dsd/publications/unit/oea59e/ch12.htm
• Quezada, A., Haggar, J., Torres, J. és Clements, R. (ND) Fog Harvesting. ClimateTechWiki. Elérhető: http://www.climatetechwiki.org/content/fog-harvesting
  Wikipedia (2016). Köd Gyűjtemény. Wikimédia Alapítvány. Elérhető itt:: https://en.wikipedia.org/wiki/Fog_collection