FAO tahminlerine göre, 2025 yılına kadar yaklaşık 2 milyar insan günlük ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli içme suyuna sahip olmayabilir. Bu problemin olası çözümlerinden biri de deniz suyu arıtımı, yani suyun içilebilir hale getirilmesidir. Bununla birlikte, deniz suyundan gelen tuzun uzaklaştırılması, geleneksel tatlı su kaynaklarından, yani nehirlerden veya kuyulardan su pompalamaktan 10 ila 1000 kat daha fazla enerji gerektirir.
Bu sorundan hareketle, Torino Politeknik Üniversitesi Enerji Bölümü’nden bir mühendis ekip, güneş enerjisini daha verimli kullanarak, deniz suyunu sürdürülebilir ve düşük maliyetli bir şekilde tuzdan arındırmak için yeni bir prototip geliştirdi. Önceki çözümlere kıyasla, bu teknoloji, belirli güneş enerjisinde üretilen su miktarını iki katına çıkarabiliyor ve yakın gelecekte daha fazla verim artışı sağlayabiliyor.
Teknolojinin çalışma prensibini, Matteo Fasano ve Matteo Morciano şu şekilde açıklıyor: “Suyun köklerinden kılcallık ve transpirasyonla yapraklara taşınan bitkilerden esinlenerek, yüzen cihazımız düşük maliyetli gözenekli bir malzeme kullanarak deniz suyunu toplayabilir ve böylece pahalı ve hantal pompaların kullanılmasını önler. Toplanan deniz suyu daha sonra buharlaşan sudan tuz ayrılmasını sağlayan güneş enerjisi ile ısıtılır. Bu işlem, karışmasından kaçınmak için kontamine ve içme suyu arasına sokulan zarlarla, örneğin mangrovlar gibi deniz ortamlarında hayatta kalabilen bazı bitkilere benzer şekilde kolaylaştırılabilir.” .
Geleneksel ‘aktif’ desalinasyon teknolojileri pahalı mekanik veya elektrik bileşenleri (pompalar ve/veya kontrol sistemleri gibi) ve kurulum ve bakım için özel teknisyenler gerektirir. Torino Politeknik Üniversitesi’ndeki ekip tarafından önerilen tuzdan arındırma yaklaşımı, yardımcı makineler olmadan gerçekleşen kendiliğinden gelen süreçlere dayanmaktadır ve bu nedenle, ‘pasif’ teknoloji olarak adlandırılabilir. Bütün bunlar cihazı doğal olarak ucuz yapar, aynı zamanda cihazın kurulumu ve onarımı da kolaydır.
Şimdiye kadar, desalinasyon için ‘pasif’ teknolojilerin bilinen bir dezavantajı, ‘aktif’ olanlara kıyasla düşük enerji verimliliği olmuştur. Araştırmacıların bu engele yaklaşımı şu şekilde olmuştur: “Önceki çalışmalarda güneş enerjisi emilimini nasıl en üst düzeye çıkaracağımıza odaklanırken, dikkatimizi, emilen güneş enerjisi termal enerjisinin daha verimli bir yönetimine kaydırdık. Bu şekilde, rekor verimlilik değerlerine ulaşabildik: Güneşe maruz kalan metrekare başına günde 20 litreye kadar içme suyu. Performans artışının ardındaki neden, daha azıyla daha fazlasını yapma felsefesine paralel olarak, birkaç kademeli buharlaşma işlemlerinde güneş ısısının “geri dönüştürülmesi”dir. Bu sürece dayalı teknolojiler genellikle ‘çok etkili’ olarak adlandırılır ve burada bu stratejinin ‘pasif’ desalinasyon teknolojileri için de çok etkili olabileceğine dair ilk kanıtları sunuyoruz.”
Prototipi iki yıldan uzun bir süredir geliştirdikten ve doğrudan Ligurya Denizi’nde (Varazze, İtalya) test ettikten sonra, Politeknik mühendisleri bu teknolojinin, özellikle gelişmekte olan ülkelerde, çok az içme suyuyla fakat bol güneş enerjisi ile izole kıyı bölgelerinde etkili olabileceğini iddia ediyorlar. Ayrıca, teknoloji acil durumlarda güvenli ve düşük maliyetli içme suyu sağlamak için özellikle uygundur; örneğin, sel ya da tsunamiler tarafından vurulan alanlarda ve elektrik şebekesinden ya da su kemerinden günler ya da haftalar boyunca izole edilmiş yerlerde. Bu teknoloji için öngörülen başka bir uygulama, özellikle aşırı nüfuslu alanlarda, ilginç bir seçenek olan, gıda üretimi için yüzen bahçelerdir.
Örneğin; bu sistem yeraltı sularının aşırı kullanımı yüzünden tuzlu suların tatlı su akiferlerine girmesine neden olduğu kıyı alanlarda (daha çok Güney İtalya’nın bazı bölgelerinde görülür) veya endüstriyel ve madencilik tesisleri tarafından kirletilen arıtma sularında kullanılabilir.
Torino Politeknik Üniversitesi, Temiz Su Merkezi’nde bu konuda çalışmaya devam eden araştırmacılar, şimdi prototipi daha dayanıklı, ölçeklenebilir ve çok yönlü hale getirmek için olası endüstriyel ortakları arıyorlar.
Comments