إن المشهد الصحراوي القاحلة لوادي الموت ليس المكان الواضح للعثور على الماء. ومع ذلك ، فقد قرر معهد ماساتشوستس لمهندسي التكنولوجيا في أحد أهم الأماكن الأكثر سخونة والأكثر جفافاً على الكوكب ، اختبار تكنولوجيا جديدة لسحب مياه الشرب من مصدر غير تقليدي: الهواء.
جهاز حصاد المياه الخاص بهم عبارة عن لوحة بحجم النافذة مصنوعة من مادة ماصة تسمى “Hydrogel” ، والتي تم غمرها بالملح ، مطوية مثل اوريغامي ومغلقة بالزجاج.
تمتص المادة ، التي تبدو مثل التفاف الفقاعة السوداء ، بخار الماء مباشرة من الهواء ، تورم كما تفعل ذلك ، ثم يتقلص مرة أخرى مع تبخر الماء. يتكثف الماء على الزجاج ويتدفق أسفل أنبوب ليظهر كمياه طازجة صالحة للشرب. لا توجد حاجة إلى قوة ، فقط تسخين من الشمس.
لا ينتج الجهاز كمية هائلة من الماء من الهواء الجاف-حوالي ثلثي الكوب في اليوم-لكن الهدف النهائي هو تزويد الأسرة مع مياه الشرب حتى في الصحارى القاحلة ، كما قال شوانه تشاو ، أستاذ الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
ندرة المياه هي قضية عالمية ضخمة. يفتقر أكثر من ملياري شخص إلى إمكانية الوصول إلى مياه الشرب الآمنة ، وهو وضع يزداد سوءًا بسبب تغير المناخ ، الذي يغذي الجفاف لفترة أطول وأكثر شدة. مع تقلص الخزانات ، تجف المياه الجوفية وتصبح مواسم الأمطار أكثر إلحاحًا ، يعتقد البعض أن إجابة واحدة على هذه الأزمة تكمن في خزانات الرطوبة في سماءنا.
يعد حصاد المياه في الغلاف الجوي احتمالًا محيرًا ، كما أن الاندفاع من الأبحاث الجديدة يولد الإثارة ، ولكن هناك عقبات كبيرة: لقد كانت تاريخياً مكثفة للطاقة ، وتنتج كميات صغيرة من المياه وحتى الأساليب الجديدة أكثر تكلفة من مياه الصنبور.
صفيف هيدروجيل يشبه اوريغامي داخل جهاز حصاد المياه الجوي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. – معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
امتصاص الماء من الهواء الرقيق ليس جديدًا. لعدة قرون قام الناس بجمعها من الضباب المتداول من المحيطات أو فوق الجبال باستخدام الغطاء النباتي أو الحاويات أو الشباك الشبكية للقبض على بخار الماء وتكثيفه.
تستخدم التقنيات الأكثر حداثة التكثيف لتبريد الهواء الرطب وتشكيل سائل – نفس المبدأ الذي يخلق الرطوبة على جانب كوب الشرب البارد في يوم حار – لكنه يتطلب رطوبة عالية.
يقوم علماء مثل MIT's Zhao بتطوير التقنيات للعمل حتى في المناخ القاحلة. يعتمد هذا النوع من حصاد المياه على المجفف ، نفس الأشياء الموجودة في تلك العبوات الصغيرة التي تضع في صناديق الأحذية وأكياس جديدة لامتصاص الرطوبة ومنع تلف المياه.
بعض المجففات صلبة ، والبعض الآخر سائل ولكن الأحدث – هيدروجيلز أو الهووجيل – إسفنجية.
وقال بول ويسترهوف ، الأستاذ في كلية الهندسة المستدامة والبيئة المبنية في جامعة ولاية أريزونا: “يمكنهم أن يتضخموا مثل 10 أضعاف حجمهم فقط عن طريق امتصاص الرطوبة من الهواء” والعمل حتى في بيئات جافة للغاية. إنه “حيث يوجد الكثير من الإثارة في هذا المجال” ، قال لشبكة CNN.
وقال إيفلين وانغ ، أستاذ الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، إن هيدروجيلز تضع الكثير من الصناديق. وقالت لشبكة CNN ، إنها منخفضة التكلفة – إنها نفس المواد المستخدمة في الحفاضات – ولا تتطلب الكثير من الطاقة لإطلاق المياه التي تمتصها.
جهاز حصاد مياه معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. البحث في هذه التكنولوجيا مزدهرة. – معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
كان هناك انفجار للبحث في هيدروجيلز. استخدم أحد المشاريع مزيجًا من الملح هيدروجيل لسحب مياه الشرب من الهواء في صحراء أتاكاما في تشيلي ، وهو المكان الأكثر جفافاً على الأرض. صنع الجهاز حوالي 0.1 جالون لكل متر مربع في اليوم ، وفقا لدراسة نشرت الشهر الماضي.
يقول مشروع آخر إنه يمكن أن يخلق جالونًا من مياه الشرب يوميًا من الهواء في لاس فيجاس باستخدام غشاء هيدروجيل “الجلد” مستوحى من ضفادع الأشجار ونباتات الهواء. وقال هـ جيريمي تشو ، أستاذ الهندسة الميكانيكية بجامعة نيفادا ، لاس فيجاس ، في بيان “هذه الفكرة برمتها تبدو وكأنها خيال علمي ، لكن هذا ممكن ، ونحن نفعل ذلك بالفعل”.
ومع ذلك ، يعتقد بعض الخبراء أنه سيكون من الصعب للغاية التغلب على أكبر مشاكل في حصاد المياه في الغلاف الجوي: التكلفة والعوائد.
وقال كريستوفر جاسون ، صاحب المنشورات العالمية للاستخبارات العالمية للاستخبارات العالمية للاستخبارات العالمية: “تظل الحقيقة ، فأنت تصنع كمية صغيرة من الماء ، كما أنه من الصعب للغاية التفكير في المكان الذي يناسب فيه قائمة مصادر المياه”. وقال لشبكة سي إن إن “سيكون شيئًا مناسبًا ، إن وجد”.
وردد ستيف غلوك ، وهو مستشار في صناعة المياه المستقلة هذا. “في معظم الحالات ، إنه حل من الدرجة الأدنى” ، قال لـ CNN.
يوافق الجميع تقريبًا على أنه مكلف. وقال ويسترهوف: “سيكلف ذلك حوالي 10 مرات أكثر من مياه الصنبور التي أشتريها من مدينة اليوم إذا كنت أشربها”. إنها أيضًا أغلى من تحلية المياه ، وهي عملية إنشاء المياه العذبة من مياه البحر.
لكنها أرخص من المياه المعبأة في زجاجات. وقال ديفيد وارسنجر ، أستاذ الهندسة الميكانيكية بجامعة بوردو ، هذا يجعل الأمر “جيدًا للتطبيقات الصغيرة حيث تحتاج إلى كمية صغيرة من مياه الجودة الصالحة للشرب”. وأشار إلى الأماكن التي تكون فيها مياه الصنبور غير موثوقة أو غير جديرة بالثقة ، مثل فلينت ، ميشيغان ، خلال أزمة الرصاص ، أو أجزاء من بنغلاديش حيث تلوث المياه بالزرنيخ.
ومع ذلك ، فإن مياه الشرب ليست أفضل استخدام أول لحصاد المياه في الغلاف الجوي ، كما قال ويسترهوف ، أن الصناعة ستكون أفضل.
وقال إن هذه التقنية يمكن أن توفر “المياه النقية الفائقة” اللازمة لتصنيع أشباه الموصلات ، أو المياه النظيفة للغاية المحددة المطلوبة لصنع منتجات مثل البطاريات والصودا والبيرة والمعدات الطبية.
يمكن استخدام حصاد المياه في حالات الطوارئ مثل الأعاصير حيث يفقد الناس الوصول إلى المياه والطاقة. يمكن للجنود استخدام الأجهزة في هذا المجال ، على الرغم من أن Gasson لا يزال متشككًا حتى في ذلك. وقال: “فكر في حجم المجموعة التي ستحتاجها من أجل تزويد الجيش بالمياه التي يحتاجها في وسط اللا مكان”.
هناك مخاوف أوسع أيضًا ، حول حصاد المياه في الغلاف الجوي وما إذا كان قد يزيد من اتجاهات التجفيف العالمي. وقال ويسترهوف إن الأمر ليس مثل التعدين ، لأن المياه يتم استعارتها وإعادة تشغيلها إلى نظام المياه العالمي في نافذة صغيرة من الزمن.
يتنبأ Westerhoff بـ “انفجار” في بعض الاستخدامات التجارية مع زيادة حجم التكنولوجيا ويصبح أرخص ، على الرغم من أنه لا يزال يعتقد أنه سيكون على الأقل عقدًا من الزمان قبل أن ينطلق بالفعل.
بحيرة باول في منطقة غلين كانيون الوطنية الترفيهية في 10 يوليو 2025 ، في الصفحة ، أريزونا. البحيرة هي فقط في ثلث قدرتها حيث تتفاقم ظروف الجفاف. يعتقد البعض أن جنوب غرب الولايات المتحدة يمكن أن تكون منطقة جيدة لحصاد المياه في الغلاف الجوي. – ريبيكا نوبل/غيتي إيم.
هناك بالفعل الكثير من النشاط.
وقال جواب كيرش ، الرئيس التنفيذي للشركة ، إن الشركة الإسرائيلية H2Oll ، التي تدير الهواء عبر محلول ملح سائل ، تدير نظامًا تجاريًا تجاريًا في مدرسة بدوين في صحراء نيجيف التي يمكن أن تنتج أكثر من 200 جالون يوميًا. إنها تعتقد أن تقنيتها ستكون مفيدة للغاية للمناطق الداخلية الجافة ، بما في ذلك في جنوب غرب الولايات المتحدة والمكسيك والهند.
وقال برايان بارتون ، كبير مسؤولي التسويق في الشركة ، إن شركة Airjoule التي تتخذ من ديلاوير مقراً لها تهدف إلى استخدام حرارة النفايات الصناعية لإنتاج حوالي 800 جالون يوميًا من المياه “المقطرة النقية”.
تبلغ قيمة السوق العالمية أكثر من ملياري دولار. وقال غلوك: “بالنسبة للنقاد ، تُظهر لهم أن الأموال تنمو في حصاد المياه في الغلاف الجوي ، لذلك يفقدون شيئًا ما”.
ومع ذلك ، يعتقد جاسون أنه إلهاء. وقال إن حصاد المياه في الغلاف الجوي يزدهر في شعبية لأن “الناس يحبون فكرة أن تكون الرصاصة الفضية”.
“لا ينبغي لنا أن ننتهي من محاولة إخراج المزيد من الأشياء من الطبيعة. يجب أن نفكر في كيف يمكننا أن نفعل المزيد مع المياه التي أخذناها بالفعل من الطبيعة.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com