باحثون في جامعة جنوب أستراليا التصميم المقدم من واحد سوف تطفو المزرعة البحرية العمودية في المحيط وتنتج المياه العذبة للشرب والزراعة.
ويعتبر نظام الطاقة الشمسية المكتفي ذاتياً هذا هو الأول من نوعه في العالم يبخر مياه البحر ويعيد تدويرها إلى مياه عذبة لزراعة المحاصيل دون تدخل بشري.
وبمجرد تشغيلها، من المتوقع أن تكون هذه البيئة مبتكرة ساعد في معالجة النقص العالمي في المياه العذبة والغذاء وفي العقود المقبلة، من المتوقع أن يصل عدد سكان العالم على وجه الخصوص إلى رقم مذهل 10 مليار نسمة بحلول عام 2050.
مزرعة بحرية عمودية مبتكرة
الباحثون المسؤولون عن تطوير المزرعة البحرية العائمة العمودية هم البروفيسور هالين شو والدكتور غاري أوينز من معهد الصناعات المستقبلية التابع لجامعة Unisa. وتتكون من غرفتين: طبقة علوية تشبه الدفيئة وغرفة سفلية لتجميع المياه.
وأوضح الدكتور أوين: “يعمل النظام بشكل يشبه إلى حد كبير السرير الماص الذي يعرفه البستانيون المنزليون”.
“ومع ذلك، في هذه الحالة، يتم توفير المياه النظيفة عن طريق مجموعة من المبخرات الشمسية التي تمتص مياه البحر، تبخر الأملاح واحتجازها في الجسم و تحت أشعة الشمس، يطلقون بخارًا نقيًا في الهواء، والذي يتم تكثيفه بعد ذلك في شرائط من الماء وفوق النباتات يتم نقلها إلى غرفة النمو.”
وفي تجربة ميدانية، طور الباحثون ثلاثة محاصيل نباتية شائعة (البروكلي والسبانخ والبوك تشوي) بدون صيانة أو ري تكميلي بالمياه العذبة في مناطق مياه البحر.
وفقا للبروفيسور شو، نظام يعمل فقط مع ضوء الشمسوتتمتع بالعديد من المزايا مقارنة بتصميمات مزارع المحيطات الشمسية الأخرى التي يتم اختبارها حاليًا:
“تحتوي التصميمات الأخرى على أجهزة تبخير مثبتة داخل غرفة النمو يشغل مساحة قيمة يمكن استخدامها لنمو النبات. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه الأنظمة عرضة لارتفاع درجة الحرارة وموت المحاصيل.
وقد تم اقتراح مزارع عائمة، حيث تقوم الألواح الكهروضوئية التقليدية بتجميع الكهرباء لوحدات تحلية المياه التقليدية، ولكن إنها تستهلك الكثير من الطاقة وتكلف صيانتها الكثير..
“في تصميمنا، التخطيط الرأسي للمبخر وغرف النمو يقلل من البصمة الإجمالية للجهاز-زيادة مساحة إنتاج الغذاء. لأنها أوتوماتيكية بالكامل ومنخفضة التكلفة وسهلة الاستخدام للغاية وتستخدم فقط الطاقة الشمسية ومياه البحر لإنتاج المياه النظيفة وزراعة المحاصيل“.
التوسع لزيادة إنتاجية النبات
وأوضح الدكتور أوينز أن مفهوم التصميم هو فقط في مرحلة إثبات المفهوم والخطوة التالية هي توسيعهاستخدام مجموعة صغيرة من الأجهزة الشخصية لزيادة الإنتاج النباتي. ولذلك، لتلبية الاحتياجات المتزايدة من الإمدادات الغذائية، والباحثين إنهم بحاجة إلى زيادة الحجم وعدد الأجهزة.
“ليس من المستبعد أن نرى ذلك في وقت ما في المستقبل الكائنات الزراعية الكبيرة تطفو في المحيطوأضاف: “أو يتم استخدام العديد من الأجهزة الأصغر حجمًا في منطقة محيطية كبيرة”، مضيفًا أن النموذج الأولي الحالي يمكن تعديله لإنتاج المزيد من الكتلة الحيوية. وسيشمل ذلك استخدام مواد ركيزة منخفضة التكلفة مثل ألياف نفايات الأرز. جعل تشغيل الجهاز أكثر بأسعار معقولة.
وقد أثبت الباحثون ذلك وبالتالي فإن المياه المعاد تدويرها تكون نقية بدرجة كافية للشرب وأقل ملوحة من الإرشادات الصحية العالمية لمياه الشرب.
“تمثل المياه العذبة 2.5% فقط من مياه العالم، ولا يمكن الوصول إلى الكثير منها يشرح أوينز: “لأنه محصور في الأنهار الجليدية أو القمم القطبية أو باطن الأرض”.
“ليس الأمر أن المياه العذبة آخذة في التناقص، بل أن القليل منها يتضاءل الطلب المتزايد بسبب النمو السكاني وتغير المناخ.
“97.5% من مياه العالم موجودة في محيطاتنا – وهي متاحة بحرية – الحل الواضح هو تسخير المحيطات والشمس لمعالجة النقص العالمي في المياه والغذاء والأراضي الزراعية. سيؤدي اعتماد هذه التكنولوجيا إلى تحسين صحة ورفاهية مليارات الأشخاص حول العالم.”
