Veramente incuriosita ed un poco scettica... mi sono voluta
documentare ed ecco qua....
affascinante!
AIR WELLS, DEW PONDS AND FOG FENCES: METHODS TO CONDENSE
ATMOSPHERIC HUMIDITY ( Condensing Atmospheric Humidity for
Potable Water ) by Robert A. Nelson Gli esseri umani
hanno bisogno di bere circa due litri d'acqua al giorno per
rimanere vivi. Se non sono disponibili acque nel sottosuolo,
è possibile condensare l'umidità dell'atmosfera per
procurarsi l'indispensabile. Nel 1993, Reginaid E. Newell
(del MIT) scoprì 10 giganteschi "fiumi atmosferici" (cinque
nell'emisfero nord e cinque in quello sud) con un flusso
tipico di 165 milioni di chilogrammi di acqua al secondo.
Questi fiumi di vapore sono delle bande larghe fino a 800
chilometri e lunghe fino a 8.000, a circa 3.000 metri sopra
la superficie terrestre; essi sono i principali mezzi di
trasporto dell'acqua dall'equatore. Dovrebbe essere
possibile raccogliere l'acqua da questi fiumi. E problema
dell'altezz è insormontabile, specialmente se la
costruzione viene realizzata in cima alle montagne.1a no Il
sistema per raccogliere l'umidità è un'antica tecnologia
che è stata largamente ignorata nei tempi moderni.
L'esempio più impressionante di questa scienza venne
scoperto nel 1900-1903 durante gli scavi a Teodosia (una
città bizantina risalente all'incirca al 500 a.C).eric Gli
archeologi trovarono numerose tubazioni, di circa otto
centimetri di diametro, che portavano a pozzi e fontane
della città. I tubi provenivano da una collina vicina e si
scoprì che avevano origine da 13 cumuli di calcare, ognuno
alto circa 13 metri e con una superficie di circa 30 metri
quadrati. Questo sistema di "pozzi ad aria" produceva circa
53.000 litri d'acqua al giorno! Stagni di rugiada Gli
stagni di rugiada sono esistiti sin dai tempi preistoria, ma
oggi la tecnologia è qua si dimenticata. Alcuni stagni di
rugiada tuttora efficienti si possono ancora trovare sui
rilievi più alti del brullo Sussex Downs e sulle colline di
Mariborough e del Wiltshire. Nonostante siano lontani da
ogni sorgente, ruscello o acquitrino, essi contengono sempre
dell'acqua che si condensa dall'aria durante la notte. Nel
1907 Arthur J. Hubbard descrisse uno stagno di rugiada nel
suo libro Neolithic Dew Ponds and Cattleways: "C'è [in
Inghilterra] almeno un gruppo di uomini erranti...che potrà
costruire per il moderno agricoltore uno stagno che, in ogni
situazione adatta in un terreno sufficientemente asciutto,
conterrà sempre dell'acqua. L'acqua non proviene da
sorgenti o da piogge, e viene velocemente perduta se si
lasda scorrere nello stagno anche il più picco lo rivolo.
"Il gruppo dei costruttori di stagni inizia le operazioni
scavando il terreno per uno spazio di gran lunga in eccesso
rispetto a quanto apparentemente necessario per lo stagno
che si intende realizzare. In seguito essi ricoprono
velocemente l'intero buco con uno strato di paglia secca. A
sua volta la paglia viene ricoperta da uno strato di argilla
accuratamente selezionata e impastata, e la superficie
superiore dell'argilla viene poi cosparsa di pietre. Occorre
prestare molta attenzione affinchè i bordi dello strato di
paglia vengano protetti efficacemente dall'argilla. Alla
fine lo stagno si riempirà d'acqua, tanto più rapidamente
quanto più sarà esteso, anche se non dovesse piovere. "Se
una simile struttura è situa ta in cima a una collina
erbosa, durante la calura di una giornata estiva il terreno
avrà accumulato una considerevole quantità di calore,
mentre lo stagno, protetto dal calore dallo strato non
conduttivo di paglia, viene allo stesso tempo raffreddato
dal processo di evaporazione dello strato d'argilla. "Di
conseguenza, durante la notte l'aria calda si condensa sulla
superficie dell'argilla fredda. Dato che la condensazione
durante la notte è maggi ore dell'evaporazione durante il
giorno, lo stagno, notte dopo notte, si riempie
gradualmente. Teoricamente possiamo osservare che durante il
giorno, essendo Paria relativamente carica di umidità,
l'evaporazione è necesatmosfsariamente minore della
precipitazione durante la notte. In pratica, si scopre che
lo stagno fornirà costantemente un quantitativo di acqua
purissima. "Lo stagno cesserà di attrarre la rugiada se lo
strato di paglia dovesse inumidirsi, dato che allora
raggiungerà la stessa temperatura del terreno circostante e
cesserà di essere un non-conduttore di calore. Questo
succede praticamente sempre se si permette ad un rivolo
d'acqua sorgiva di scorrere nello stagno, o se lo strato
d'argilla (chiamata tecnicamente la 'crosta') viene
perforato." Ulteriori dettagli costruttivi venivano
illustrati in ScientificAmerican del maggio 1934: "Una
caratteristica essenziale dello stagno di rugiada è il su o
fondo impermeabile, che gli consente di trattenere tutta
l'acqua che raccoglie, eccetto quella che viene perduta con
l'evaporazione, bevuta dagli animali o utilizzata dall'uomo.
I modi di costruzione variano in alcuni dettagli. Il fondo
consiste solitamente in uno strato spalmato di gesso o
argilla, sul quale viene steso uno strato di pietrisco per
prevenire la perforazione da parte degli zoccoli degli
animali. Viene spesso aggiunto uno strato di paglia, sopra o
sotto il gesso o l'argilla. Lo stagno può raggiungere un
diametro variabile da 10 a 23 metri, e la profondità non
supera i 90 -120 centimetri."2 Un'altra forma di stagno di
rugiada venne inventata da S. R Russell negli anni '20.
Venne descritta in Popular Science del settembre 1922: "Un
serbatoio di rugiada di circa dieci metri quadrati
raccoglierà 90.000 litri d'acqua all'anno, o una media di
450 litri giornalieri durante i caldi mesi estivi e 200
litri negli altri periodi dell'anno... "Il serbatoio di
Russell consiste in una cisterna in cemento profonda un
metro e mezzo, con un tetto pendente in cemento, sopra il
quale vi è un re cinto protettivo in lamiera ondulata che
aiuta a raccogliere e condensare il vapore sul tetto e
previene l'evaporazione dovuta al vento. Il pavimento della
cisterna è a livello del terreno, mentre cumuli di terra in
pendenza attorno ai lati arrivano fino al tetto. "L'umidità
che sgocciola nel' serbatoio dalla parte inferiore del tetto
mantiene più bassa la temperatura di quest'ultimo rispetto
a quella atmosferica, assicurando in tal modo una
condensazione continua. "Su un lato del serbatoio vi è un
bacino in cemento a livello del terreno. Per mezzo di una
valvola a galleggiante, questo bacino viene mantenuto
costantemente pieno dall'acqua che arriva dal serbatoio."3
Pozzi ad aria Nel 1930, l'inventore belga Achille Knapen
costruì un "pozzo ad aria" sulla cima di una collina alta
circa 200 metri a Trans-en-Provence, in Francia. La sua
costruzione gli richiese 18 mesi di lavoro e venne descritta
dalla rivista Popular Mechanics: "La torre...è alt a circa
15 metri, le pareti sono spesse dai due metri e mezzo ai tre
metri per impedire che il calore radiante dal terreno
influenzi la temperatura interna. Si stima che il pozzo ad
aria possa produrre circa 30.000 litri d'acqua per 90 metri
quadrati di superficie di condensazione."4 Anche un articolo
del marzo 1933 su Popular Science parlava del pozzo ad aria
di Knapen, e sulla sua costruzione includeva i dettagli
seguenti: "[Il pozzo ad aria ha] un nucleo interno in
cemento a forma di fungo, perforato da numerosi condotti per
la circolazione dell'aria; e un camino centrale con
l'apertura superiore al di sopra della cupola esterna.
"Durante la notte, l'aria fredda si riversa nel camino
centrale e circola attraverso il nucleo... Alla mattina
l'intera massa intema è raffreddata così completamente che
potrà mantenere la sua bassa temperatura per buona parte
del giorno, il pozzo ora è pronto a funzionare. "L'aria
esterna, calda e umida, non appena la temperatura del giorno
si innalza, penetra nella camera centrale attraverso i
condotti superiori nella parete esterna. Essa va
immediatamente a colpire il nucleo freddo, che è coste
llato da file di tegole in ardesia che incrementano la
superficie di raffreddamento. L'aria, raffreddata dal
contatto, cede la sua umidità sopra le tegole.
Raffreddandosi, diventa più pesan te e scende, lasciando
infine la camera attraverso i condotti inferiori. Nel
frattempo, l'umidità sgocciola dalle tegole e cade in un
bacino di raccolta sul fondo del pozzo."5'6 Sfortunatamente,
comunque, la struttura non funzionò come previsto; al
massimo raccoglieva circa 20 litri d'acqua per notte. Knapen
fu ispirato nel suo lavoro dal bioclimatologo Leon Chaptal,
che costruì un piccolo pozzo ad aria vicino a Montpellier
nel 1929. La struttura piramidale in cemento era di tré
metri quadrati per un'altezza di due metri e mezzo, con
anelli di piccoli fori di ventilazione sulla cima e sul
fondo. Il suo volume di otto metri cubi venne riempito con
pezzi di calcare di 5 -10 cm. che condensavano il vapore
atmosferico e lo raccoglievano nel serbatoio, la produzione
variava da uno a due litri e mezzo al giorno da marzo a
settembre, nel 1930, la struttura raccolse circa 1.000 litri
da aprile a settembre, ma soltanto metà di questa quantità
nello stesso periodo del 1931. Il massimo fu di due litri e
mezzo al giorno. Chaptal scoprì che la superficie di
condensazione dev'essere ruvida, e la tensione superficiale
sufficientemente bassa in modo che l'acqua condensata possa
gocciolare. L'aria in ingresso dev'essere umida. La bassa
temperatura interna si ottiene dalla re-irradiazione durante
la notte e dalla minore temperatura del terreno. Il flusso
d'aria veniva controllato dalla chiusura o apertura dei fori
di ventilazione come necessario. Chaptal si ispirò ad un
sorprendente esperimento di successo di Friedrick Ziebold,
il quale costruì un condensatore atmosferico sulla cima di
una collina a Feodosia (Teodosia) in Crimea, modellandolo
come gli antichi pozzi ad aria scoperti nella zona nel 1900.
Il condensatore di Ziebold era un cumulo di ciottoli marini
(da 10 a 40 cm. di diametro), del diametro di 20 metri e di
11 metri e mezzo d'altezza. La costruzione produsse sino a
360 litri d'acqua al giorno fino al 1915, quando cominciò a
deteriorarsi per una spaccatura nella parete. Calice
Courneya brevettò un pozzo ad aria nel 1982 (USPN.351.651):
"Uno scambiatore di calore alla o vicino alla temperatura
superficiale... è in comunicazione via aria con l'atmosfera
per consentire all'aria atmosferica carica di umidità di
entrare, passare attraverso, raffreddarsi, arrivare al punto
di rugiada, consentire all'umidità di precipitare, e
consentire all'aria di uscire nuovamente nell'atmosfera. é
previsto un apposito apparato per restringere il flusso
d'aria e consentirgli un tempo di permanenza sufficiente
nello scambiatore di calore onde permettere una sufficiente
precipitazione. Inoltre, si può provv edere al filtraggio
dell'aria in entrata, e ad un sistema per creare un
movimento di pressione [negativa], preferibilmente sotto
forma di turbine, per l'aria in uscita... "Il pozzo ad aria
è sepolto a circa 3 metri di profondità. Il tubo di
entrata del diametro di circa 7,5 cm. e della lunghezza di
tre metri è in PVC, e termina proprio vicino al terreno...
Questo è un vantaggio perché la maggiore umidità
nell'atmosfera è vicin o alla superficie."7'8 In una
configurazione ideale, la presa d'aria è fornita di un
separatore a adone per precipitare la polvere prima che
l'aria entri nel condotto. Inoltre, un dispositivo di
restrizione del flusso può essere installato prima
dell'apertura d'uscita. L'aria fluisce lungo i tubi a 600
metri cubi l'ora alla temperatura di 7¡C con una velocità
di 8 chilometri orari. Questo significa circa 14.600 metri
cubi di aria al giorno (oltre 1.360 chilogrammi d'aria). Il
primo pozzo ad aria di Coumeya utilizzava una ventola a
turbina per spingere l'aria attraverso le tubazioni. I
progetti seguenti impiegavano una ventola elettrica per un
maggior flusso d'aria.A 32¡C e con P80% di umidità
relativa (RH), il pozzo ad aria fornisce circa 38 litri di
acqua al giorno. Al 20% di umidità relativa la media è
solo di un paio di litri al giorno. A temperature più basse
questa media diminuisce ulteriormente. E’ difficile
calcolare la quantità d'acqua che può essere prodotta. La
media dipende dalla quantità d'aria e dalla sua umidità
relativa e specifica, oltre alla temperatura del suolo, la
sua conduttività termica e grado di umidità. La risonanza
acustica all'interno dei tubi può aumentare la
condensazione. La più recente invenzione di refrigerazione
acustica può essere utilizzata con vantaggio, così come i
tubi a vortice del tipo Hilsch-Ranque. L'acqua prodotta dal
pozzo ad aria Courney è relat ivamente pura, equivalente
all'acqua distillata. L'analisi dell'acqua prodotta da un
pozzo ad aria nelle vicinanze di una strada trafficata non
ha mostrato tracce di zolfo o piombo (misurate in ppm).
Negli anni '50, l'inventore rumeno Henri Coanda mentre
viveva in Francia ideò un raffinato sistema per produrre
acqua pura dalle saline. Egli progettò un enorme silo con
le parenti riflettenti, che venne montato diversi centimetri
sopra una pozza di marea. B silo era angolato in modo da
raccogliere e amplificare la luce solare, surriscaldando
così l'aria nel camino. L'aria calda in salita aspirava
l'aria fredda dal fondo e diventava supersatura di umidità
nel lasso di tempo in cui arrivava alla cima. A questo punto
delle ventole spingevano l'aria attraverso un condensatore
dal quale rifluiva acqua pura. L'acqua salmastra residua è
di gr ande valore per l'industria chimica e nella
costruzione di stagni solari, fl governo francese costrinse
Coanda a sospendere le operazioni perché il suo dispositivo
minacciava il loro monopolio sulla produzione del sale.
Coanda descrive il suo "Apparato per la Purificazione di
Acqua Non Potabile" nel sommario del suo brevetto
USPff2.803.591 in questo modo: "Apparato per la
purificazione di acqua non potabile comprendente, in
combinazione, un'installazione per riscaldare una massa
d'aria circolante, detta installazione comprendendo come
minimo un elemento tubolare attraverso il quale detta aria
circola e come minimo uno specchio semitrasparente di
sezione parabolica avente l'asse focale disposto
orizzontalmente, con il detto elemento tubolare disposto
lungo l'asse focale di questo specchio, detto specchio con
il suo elemento tubolare associato essendo montato sul piano
di simmetria dello specchio stesso, e anche montato in modo
da ruotare su un asse verticale..."9'10 Coanda ricevette
anche il brevetto USP#2.761.292 per il suo "Dispositivo per
Ricavare Acqua Potabile". Egli lo spiegò nel modo che
segue: "Si sa che Paria contiene acqua, e secondo la mia
invenzione l'energia per far precipitare quest'acqua può
essere presa dalla stessa aria in movimento. é risaputo che
per una data temperatura un dato volume d'aria non può
contenere più di una certa quantità di vapore acqueo.
Quando contiene questa quantità si dice che ha raggiunto il
suo punto di saturazione. Inoltre, questo punto varia con la
temperatura, e più l'ari a è fredda, meno vapore acqueo
può contenere per un determinato volume. "Di conseguenza,
quando un volume relativamente caldo di aria umida viene
raffreddato ad una temperatura sufficientemente bassa, esso
cede l'acqua che contiene in eccesso rispetto alla quantità
permessa dal punto di saturazione alla temperatura alla
quale è stato raffreddato. "In un processo continuo di
produzione d'acqua potabile, è necessario assorbire il
calore derivato dall'aria calda umida ad una velocità
corrispondente al tasso di raffreddamento...." Coanda
raccomandava che il condensatore fosse sepolto in modo che
il terreno potesse assorbire il calore: "Ad esempio, un
metro cubo d'aria da una corrente la cui temperatura è di
ci rca 40¡C può contenere circa 50 grammi di vapore
acqueo; se la corrente viene costretta ad entrare passando
attraverso un determinato spazio...un radiatore in cui il
fluido circola alla temperatura esistente 7 o 8 metri al
disotto del livello del terreno, cioè circa 11¡C, questa
corrente d'aria precipiterà immediatamente sulle pareti del
radiatore quella porzione del contenuto d'acqua superiore a
quello consentito dal suo punto di saturazione alla
temperatura più fredd a, doè circa 40 grammi per metro
cubo d'aria, dato che il punto di saturazione a 11¡C è di
10 grammi per metro cubo. n calore disperso, che dev'essere
portato via dal fluido nel radiatore, rappresenta
approssimativamente 32 calorie per il detto metro cubo
d'aria... "é consigliabile far passare il fluido attraverso
un secondo radiatore di dimensioni maggiori, disposto ad una
certa profondità nel terreno. "Se l'umidità dell'aria
calda è decis amente inferiore ai 50 grammi per metro cubo,
doè se l'aria è lontana dal suo limite di saturazione, e
se il dispositivo per ottenere acqua potabile è posizionato
vicino al mare, è possibile usare [mulini a vento] per
spruzzare acqua di mare nell'aria calda in sottili
gocdoline, incrementando in tal modo la quantità d'acqua
contenuta nell'aria calda attraverso la parziale
evaporazione dell'acqua marina..." Negli ultimi anni, sono
stati costruiti altri condensatori di umidità. I cosmonauti
sovietici a bordo della stazione spaziale Mir utilizzavano
un sistema che recuperava acqua dall'aria. L'AcquaCycle,
inventato da William Madison, venne introdotto nel 1992.
Assomiglia ad una fontana potabile e funziona in un modo
simile, ma non è conne sso ad alcuna rete idrica. Esso
contiene un deumidificatore refrigerato ed un triplo sistema
di purificazione (a carboni, deionizzazione e luce
ultravioletta) che produce acqua purissima, come se fosse
stata distillata tre volte. In condizioni operative ottimali
(27¡C/60% di umidità), il sistema può produ rre fino a 20
litri al giorno. Condensatori di nubi e recinzioni per
nebbia Nel 1945, il capo meteorologo sudafricano Theodore
Schumann propose la costruzione di un particolare
Condensatore di Nubi sulla cima delTable Mountain a mille
metri d'altezza a sud di Città del Capo. D progetto di
Schumann prevedeva due grandi recinzioni parallele di rete
metallica, una isolata ed una messa a terra, che potevano
essere caricate con un potenziale di 50-100 chilovolt. I
rednti schermanti dovevano essere alti circa 50 metri,
lunghi tre chilo metri, e distanziati di 30 centimetri. Egli
stimò che la barriera elettrificata poteva condensare circa
120 milioni di litri d'acqua al giorno da "Thè doth", una
nuvola perpetua che sormonta la cima. La recinzione non fu
mai costruita. Alvin Marks inventò la Power Fence per
produrre elettricità dal vento per mezzo di un aerosol
caricato che veniva disperso da fori microscopici nelle
tubazioni della barriera. Mark calcolò che con una
velocità media del vento di 40 chilometri all'ora, un
chilometro e mezzo di barriera produrrebbe circa 40 megawatt
di energia. Le torri dovrebbero essere alte più di 15 0
metri, realizzate con una griglia di barre d'acciaio
disposte in forma rettangolare, suddivise in quadrati da 10
centimetri ulteriormente suddivisi in un reticolo di tubuli
perforati attraverso i quali scorre l'acqua. Il brevetto di
Marks sostiene che il sistema può essere utilizzato per
modificare il clima o far sparire la nebbia."'12 Il Sistema
di Dispersione della Nebbia della EGD, inventato da Meredith
Gourdine, è stato utilizzato negli aeroporti intemazionali
di Los Angeles e Ontario e dall'aviazione militare fin dal
1986. Il sistema utilizza una bruma caricata elettricamente
che viene spruzzata nella nebbia sopra le piste, liberandole
per gli atterraggi. "[Il sistema comprende] una serie di
nebulizzatori di gocce d'acqua submicrometriche caricate [e
seleziona] le caratteristiche di una nuvola di gocdoline
caricate-.compresa una potenza di campo-.una concentrazione
di carica, una costante di tempo, [ecc.] in modo che avvenga
l'eliminazione delle particelle nell'aria... tramite
l'attaccamento al suolo insieme alle goccioline
submicrometriche emesse verso di esse."13'14 Un sistema
simile fu inventato da Hendricus Loos (USP#4.475.927): "[Il
sistema consiste di] una serie di getti d'aria distanziati,
saturati da gocce caricate elettricamente di bassa
mobilità, un sistema anti-corona a terra sotto forma di un
basso bacino con acqua e olio, e un dispositivo a terra che
emette gocce da raccolta caricate, predisposto in modo che
le goccioline cariche di bassa mobilità, soffiate in quota
dai getti d'aria, formino un elettrodo virtuale sospeso ad
un'appropriata altezza sopra il suolo, verso il quale si
dirigono le gocce da raccolta ad alta mobilità e con carica
opposta, raccogliendo in questo modo le gocce neutrali di
nebbia nel loro percorso..."15 Gli scienziati cileni hanno
sviluppato una rivoluzionaria Trappola per Nebbia a
Chungungo, in Cile. Un gruppo di 50 trappole per nebbia,
costruite in rete plasticata, si trovano a circa 850 metri
sulla cima di un monte, e raccolgono fino a 8.000 litri
d'acqua al giorno. I residenti lo chiamano il "raccolto
delle nuvole". Walter Canto, direttore regionale della
Società Forestale nazionale del Cile, spiega: "Non solo
stiamo dando a Chungungo tutta l'acqua di cui ha bisogno, ma
ricaviamo acqua sufficiente a iniziare la forestazione
dell'area circostante che nel giro di 5-6 anni potrà essere
totalmente autosufficiente." Altri 21 siti (per un totale di
1.000 acri) sulla costa del Pacifico dell'America Latina
hanno trappole per nebbia. Alcune di queste località sono
divenute autosufficienti é gli alberi sono diventati
abbastanza grandi da raccogliere nebbia da soli, proprio
come faceva l'ecosistema prima che i coloni lo
distruggessero. Gli ecosistemi forestali sopravvivono
precariamente con le gocce di nebbia raccolte dalle loro
foglie. Alcune di queste foreste, circondate dal deserto,
sono sopravvissute grazie alla nebbia per millenni. Anche
una piccola deforestazione è sufficiente a iniziare una
graduale ma completa distruzione. per Le zone ideali per le
trappole di nebbia sono le regioni costiere aride o
semi-aride con correnti fredde dal mare e catene montuose
entro i 25 chilometri dalla costa, che variano dai 500 ai
1.000 metri sul livello del mare. Le reti che occupano il
70% dello spazio sono le più efficienti per intrappolare le
gocce di nebbia. Due strati di reticolato, eretti in modo da
sfregarsi, ottimizzano la raccolta dell'acqua in condotti di
PVC collegati sul fondo delle reti. La raccolta varia a
seconda della topografia e della densità della nebbia. La
trappola per nebbia a Chungungo è lunga 12 metri per 4
metri di altezza e produce 180 litri d'acqua al giorno. In
estate, quando la nebbia diventa più densa e più
frequente, la produzione raddoppia. Pozzi ad aria, stagni di
rugiada e trappole per nebbia offrono reali speranze per
un'umanità assetata. Nonostante la quantità d'acqua
prodotta in questo modo non sia sufficiente per le
necessità di un'agricoltura su larga scala, innumerevoli
vite possono essere salvate da queste semplici, raffinate
tecnologie.