מים לכול

18/02/2020

חוקרים בטכניון פיתחו מערכת עצמאית המפיקה מים מהאוויר גם באזורים מדבריים. המערכת החדשה תאפשר אספקת מים שוטפת גם לקהילות קטנות ומבודדות, וזאת ללא צורך בהובלת מים ממרחקים

להערכת ארגון הבריאות העולמי (WHO), כמחצית מאוכלוסיית העולם תסבול ממחסור במי שתייה כבר בשנת 2025. לכן גישה למים נקיים, שהיא אחד מ-17 היעדים לפיתוח בר-קיימא שקבע האו”ם בשנת 2015, הייתה המניע לפיתוחה של מערכת עצמאית וניידת המפיקה מים מהאוויר. המערכת שפותחה בטכניון תוכל לספק מים נקיים גם לקהילות מבודדות הרחוקות ממקורות מים.

מפתחי הטכנולוגיה החדשה הם פרופ’ דוד ברודאי ופרופ’ ערן פרידלר, חוקרים ביחידה להנדסת סביבה מים וחקלאות בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית ובמכון למחקר המים בטכניון ע”ש סטפן וננסי גרנד, ואילן כץ, המהנדס הראשי של המערכת. השלושה פיתחו אבטיפוס ראשון מסוגו בעולם: מערכת זולה ויעילה-אנרגטית להפקת מים מאוויר. הטכנולוגיה רלוונטית במיוחד ליישובים קטנים ומבודדים המרוחקים משמעותית ממקורות מים מתוקים או מלוחים. זאת משום שעלות ההובלה של מים גדלה עם המרחק של הקהילה ממקור המים או ממפעל ההתפלה. לכן, קהילות קטנות ומבודדות יפיקו תועלת רבה במיוחד מהמערכת החדשה, המאפשרת לייצר את המים במקום. יחידת המסחור של הטכניון (Technion Technology Transfer – T3) רשמה על הטכנולוגיה החדשנית פטנט ופועלת מול התעשייה לייזום ומסחור שלה במטרה למנף את נכסי הקניין הרוחני ליצירת חדשנות פורצת דרך מונגשת לכלל.

הטכנולוגיה החדשה מבוססת על תהליך מחזורי דו שלבי: הפרדת אדי המים מהאוויר באמצעות ספיגת אדי המים על ידי תמיסת מלח מרוכזת ייעודית (דסיקנט) ולאחר מכן הפרדתם מהתמיסה בלחץ תת-אטמוספרי. לדברי פרופ’ ברודאי, “אחד היתרונות של הטכנולוגיה החדשה, לצד היעילות האנרגטית, הוא העובדה שבמעבר דרך תמיסת המלח עוברים המים טיפול משמעותי. הפיתוח שלנו הופך את המים למשאב בר השגה, שכן הוא מאפשר להפיק מים בכל מקום בעולם, ללא תלות במקורות מים הקיימים. האבטיפוס שבנינו מראה שהשיטה עובדת, ואנחנו מקווים שבעתיד הקרוב נהפוך את המערכת למוצר מסחרי.”

בניגוד לטכנולוגיות קיימות להפקת מים מאוויר, המתבססות על קירור גורף של כל האוויר שנכנס למערכת, המערכת החדשה שפותחה בטכניון מקררת רק את אדי המים ובכך מפחיתה באופן משמעותי את האנרגיה הנדרשת לייצור המים. לדברי פרופ’ פרידלר, “הטכנולוגיות הקיימות עובדות בקירור ישיר, כלומר הן מקררות את כל האוויר שנכנס לתוכן וומעבות את אדי המים (בדומה לפעולת מזגן). לכן, במערכות אלה יש בזבוז אנרגטי כי הן מקררות את כל האוויר בשעה שאדי המים מהווים רק עד כ-3% ממסת האוויר (גם כאשר הלחות היחסית היא 100%).”

“אנחנו לא מתחרים בהתפלה,” מבהיר פרופ’ ברודאי. “ישראל היא מדינה מפותחת השוכנת לחוף ים שיכולה לספק לעצמה את כל צריכת המים על ידי מערכות התפלה. זאת בין השאר כי היא מדינה קטנה יחסית שחלק ניכר מתושביה גרים לאורך החוף, כך שלא נדרשת הובלה של מים מותפלים למרחקים גדולים. אספקת מים מותפלים לקהילות החיות רחוק מאוד מהים, לעומת זאת, יקרה מאוד בשל הצורך בצנרת הובלה ארוכה מאוד. כאן ניכרים יתרונותיה של הטכנולוגיה החדשה שפיתחנו.”

פרופ’ פרידלר מדגיש כי “בנוסף להיותם של המים מרכיב חיוני לחיים באופן ישיר, הם משפיעים על היבטים חשובים אחרים ובהם המצב הבריאותי של הפרט ושל הקהילה ואפילו על העצמת נשים – כיוון שבמקומות רבים נערות אינן זוכות להשכלה משום שהן עסוקות באספקת המים למשפחה, וגם בבגרותן הן מקדישות שעות להובלת מים. בנוסף, חשוב לציין כי גם היום מהווה נושא המים גורם מרכזי בסכסוכים עקובים מדם באזורים יבשים, כגון אפריקה, והם גם אחד מהמניעים המשמעותיים להגירה המונית לאירופה.”

בפיתוח המערכת לאורך השנים השתתפו בן גידו, שהיה סטודנט לתואר שני בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית, ד”ר גומיד חאלד מהמעבדה לאנרגיה בפקולטה להנדסת מכונות, הדוקטורנט יגאל עברון מהפקולטה להנדסת מכונות (בהנחיית ד”ר חאלד ופרופ’ אמריטוס גרשון גרוסמן) והסטודנט לירון הובר מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית.