5 unusual technologies for harvesting water in dry areas

Watertekort behoort tot de vijf grootste wereldwijde risico's die het welzijn van mensen beïnvloeden. In gebieden met waterschaarste is de situatie ernstig. Conventionele bronnen zoals sneeuwval, regenval, rivierafvoer en gemakkelijk toegankelijk grondwater worden beïnvloed door klimaatverandering, en de voorraden slinken naarmate de vraag groeit.

In deze landen is water een kritieke uitdaging voor duurzame ontwikkeling en een mogelijke oorzaak van sociale onrust en conflict. Waterschaarste heeft ook invloed op traditionele seizoensgebonden menselijke migratieroutes en kan, samen met andere factoren van wateronveiligheid, migratiepatronen veranderen.

Waterarme landen hebben een fundamentele verandering nodig in planning en beheer. We onderzoeken hoe dit kan, door de creatieve benutting van onconventionele watervoorraden.

Van de zeebodem van de aarde tot de bovenste atmosfeer hebben we een verscheidenheid aan watervoorraden die kunnen worden aangeboord. Maar om hier optimaal gebruik van te maken, zijn er diverse technologische ingrepen en innovaties nodig.

Water in mist wordt steeds meer gezien als een bron van drinkwater in droge gebieden waar mist intens is en regelmatig voorkomt. Mist kan worden opgevangen met behulp van een verticaal gaas dat de druppelstroom onderschept. Dit water stroomt vervolgens naar beneden in een systeem voor waterinzameling, opslag en distributie.

Verschillende soorten schermmaterialen kunnen worden gebruikt in mistvangers, zoals aluminium, plastic, plexiglas en legering. Het succes van een systeem als dit hangt af van de geografie en topografie, die bevorderlijk moeten zijn voor optimale mistinterceptie. Maar dit zou kunnen werken in droge bergachtige en kustgebieden.

Met actieve betrokkenheid van lokale gemeenschappen en technische ondersteuning van lokale instellingen, is het oogsten van water uit mist een onderhoudsarme optie en een groene technologie om drinkwater te leveren. Projecten voor het verzamelen van mistwater zijn geïmplementeerd in verschillende delen van de wereld, waaronder Chili, Eritrea, Israël en Oman.

Onder de juiste omstandigheden kan regenversterking door wolkenzaaien het potentieel hebben om het volume van waterwinning uit de lucht te vergroten. Deze technologie houdt in dat kleine deeltjes in wolken of in hun nabijheid worden verspreid. Deze deeltjes fungeren als een startpunt voor regendruppels of ijskristallen, waardoor hun vorming wordt bevorderd. Dit maakt op zijn beurt de kans op regen of sneeuw groter.

Toepassing van cloud seeding-technologie in verschillende landen heeft aangetoond dat neerslag met tot wel 20% van de jaarlijkse norm kan worden verhoogd, afhankelijk van de beschikbare wolkbronnen en -typen, het watergehalte van de wolken en de basistemperatuur. Aangezien slechts tot 10% van het totale watergehalte van wolken als neerslag op de grond terechtkomt, is er een enorm potentieel voor regenversterkende technologieën om de regenval in droge gebieden te vergroten.

Aangezien droge gebieden kleine hoeveelheden neerslag ontvangen, kan micro-opvang van regenwater helpen bij het opvangen van regenwater op de grond, waar het anders zou verdampen.

Er zijn twee belangrijke soorten micro-opvangsystemen voor regenwater. Een daarvan is regenwateropvang via daksystemen waarbij afvloeiend water wordt opgevangen en opgeslagen in tanks of soortgelijke apparaten. Dit water wordt gebruikt voor huishoudelijke doeleinden of voor het drenken van vee.

De tweede is water oogsten voor de landbouw, wat inhoudt dat het regenwater dat van een opvanggebied afstroomt wordt verzameld in een klein reservoir of in de wortelzone van een bebouwd gebied. Het opvangoppervlak kan natuurlijk zijn of behandeld met een materiaal dat voorkomt dat de bodem water absorbeert, vooral in gebieden met zandige bodems. Vanwege de onregelmatige aard van afstroming is het noodzakelijk om de maximale hoeveelheid regenwater tijdens het regenseizoen op te slaan, zodat het later gebruikt kan worden.

Het proces van ontzilting verwijdert zout uit zeewater of brak grondwater om ze drinkbaar te maken. Dit stelt ons in staat om water te verzamelen buiten wat beschikbaar is via de waterkringloop, waardoor een klimaatonafhankelijke en constante toevoer van hoogwaardig water wordt geboden.

Zeewaterontzilting is sneller gegroeid dankzij vooruitgang in membraantechnologie en materiaalwetenschap. Deze vooruitgang zal naar verwachting een aanzienlijke daling van de productiekosten tegen 2030 veroorzaken.

Er wordt verwacht dat meer plaatsen afhankelijk zullen worden van ontzilt water vanwege de dalende kosten hiervan en de stijgende kosten van conventionele watervoorraden. Hoewel ontzilting momenteel ongeveer 10% van de gemeentelijke watervoorziening van stedelijke kustcentra wereldwijd levert, wordt verwacht dat dit tegen het jaar 2030 zal stijgen tot 25%.

Het slepen van een ijsberg van een van de poolkappen naar een land met waterschaarste lijkt misschien geen praktische oplossing voor watertekorten, maar wetenschappers, geleerden en politici overwegen ijsbergwinning als een potentiële bron van zoet water.

Het verplaatsen van een ijsberg over de oceaan is technisch mogelijk, gebaseerd op een theoretisch vierdelig proces. Dit zou het lokaliseren van een geschikte bron en aanvoer vereisen, het berekenen van de benodigde trekkracht, het nauwkeurig voorspellen van smelten tijdens het transport, en het inschatten van de economische haalbaarheid van de hele onderneming. Landen zoals de Verenigde Arabische Emiraten en Zuid-Afrika overwegen het slepen van ijsbergen als een optie om de kloof tussen hun waterbehoefte en -aanbod te verkleinen.

Water en klimaatverandering zijn met elkaar verbonden, dus klimaatverandering vergroot de kans op extreme droogtes in droge gebieden. Het benutten van het potentieel van onconventionele waterbronnen kan helpen de veerkracht van gemeenschappen met waterschaarste tegen klimaatverandering te vergroten, terwijl het de diversificatie van watervoorzieningsbronnen bevordert.

We moeten functionele systemen van onconventionele watervoorraden identificeren en promoten die milieutechnisch haalbaar, economisch levensvatbaar zijn en bijdragen aan het behalen van duurzame ontwikkelingsdoelen op het gebied van water, in de 2030 Agenda voor Duurzame Ontwikkeling en daarna.

Geschreven door Manzoor Qadir, adjunct-directeur van het Instituut voor Water, Milieu en Gezondheid, Universiteit van de Verenigde Naties en Vladimir Smakhtin, directeur van het Instituut voor Water, Milieu en Gezondheid, Universiteit van de Verenigde Naties. Dit artikel is opnieuw gepubliceerd van The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.