Tågeharpe høster vand selv i den letteste tåge

Hvad får du, når du krydser en ny tilgang til vandhøstning med let tåge? Svaret:meget mere vand, end du havde forventet.

Udviklingen af ​​tågeharpe, en Virginia Tech tværfaglig parring af teknik med biomimetisk design, blev første gang rapporteret i 2018. Håbet bag tågeharpens udvikling var enkelt:i områder i verden, hvor vand er knap, men tåge er til stede, at trække brugbart vand fra tåge kan blive en bæredygtig løsning. Mens tågenet allerede er i brug, tågeharpens overlegne effektivitet kan dramatisk øge antallet af regioner verden over, hvor tågehøst er levedygtig. Forskellen kommer i tågharpens uhyggelige evne til at udlede vand fra mindre tæt tåge end sine forgængere.

Den partnerede tilgang har været en kombination af nyt design med eksisterende videnskab. Videnskaben startede med adjunkt Jonathan Boreyko fra Institut for Maskinteknik inden for Engineering College. Hans gruppe hypoteser harpe tilgang og karakteriseret udførelsen af ​​harpe prototyper. Designudvikling er blevet ledet af lektor Brook Kennedy fra Institut for Industriel Design i College of Architecture and Urban Studies. Kennedys produktudvikling og materialekendskab bragte projektet til det punkt, hvor det kunne prototypes og testes i virkelige miljøer. Tidlig finansiering kom fra Institute for Creativity, Kunst, og teknologi.

"Milliarder mennesker står over for vandmangel på verdensplan, "Sagde Kennedy." Vi føler, at tågeharpen er et godt eksempel på en relativt enkel, lavteknologisk opfindelse, der udnytter indsigt fra naturen til at hjælpe samfund med at opfylde deres mest basale behov. "

"Harpe" -designet bruger parallelle ledninger til at opsamle omgivende vand fra tåge, der henviser til, at den nuværende teknologi, der er i brug rundt om i verden, primært er baseret på et skærmnet. Den laboratorieprøvede teori for den nye enhed var, at parallelle ledninger er mere effektive til at opsamle vand, undgå træsko og øge dræning i opsamleren. Forskernes tidlige test i lille skala viste, at under høj tåge forhold, deres harper overgik dem med masker med en faktor to til en.

Testen flyttede derefter bogstaveligt talt til feltet. På de åbne marker i Virginia Techs Kentland Farm, daværende bachelor Brandon Hart byggede overdækkede strukturer for at forhindre nedbør i at påvirke fund. Under disse belægninger, tågeharper blev placeret side om side med tre forskellige maskeafskærere:en med tråddiametre svarende til harpen, en med en trådstørrelse mere optimal til høst, og en ved hjælp af Raschel mesh-et net lavet af fladskærmsbånd i v-formede arrays mellem vandrette understøtninger. Dette v-formede net er i øjeblikket det mest populære blandt tåghøststeder rundt om i verden.

Mens der blev brugt tunge tågeforhold i laboratoriet, de faktiske tågeforhold omkring Virginia Tech er generelt meget lettere. Da felttestene begyndte, Boreyko og Kennedy var skeptiske over for, at den tilgængelige tåge ville give den feedback, de havde brug for for at foretage tilstrækkelig test. De blev glædeligt overrasket.

Da tåge begyndte at rulle over bakkerne i New River Valley, tågeharperne viste altid resultater. I tynd tåge, opsamlingsrørene i maskekollektorerne var fuldstændig blottet for dryp. Selv da tågetætheden steg, harperne fortsatte med at udkonkurrere deres ledsagere. Afhængigt af tågenes tæthed, dette varierede fra dobbelt så meget output til næsten 20 gange.

Samling af laboratorieundersøgelser og feltdata, forskere fastslog, at indsamlingspotentiale er resultatet af flere faktorer. Størst blandt disse er størrelsen af ​​opsamlingsbare vanddråber mellem net og harpe. Skal høstes i begge tilfælde, vand skal fanges på masken eller harpen, når luft passerer igennem, rejser nedad til indsamlingspunkter ved tyngdekraften. Tågeharper bruger kun lodrette ledninger, at skabe en uhindret sti til mobile drops. Mesh opsamlere, derimod, har både vandret og lodret konstruktion, og vanddråber skal være betydeligt større for at krydse de vandrette stykker. I felttest, maskinsamlere krævede rutinemæssigt dråber, der nåede en størrelse, der var omtrent 100 gange større end dem på harper, før de faldt ned. Vand, der aldrig falder, fordamper simpelthen og kan ikke opsamles.

"Vi vidste det allerede i kraftig tåge, vi kan få mindst to gange så meget vand, "sagde Boreyko." Men at erkende i vores felttests, at vi i gennemsnit kan få op til 20 gange mere vand i en moderat tåge, giver os håb om, at vi dramatisk kan øge bredden i regioner, hvor tågehøstning er et levedygtigt redskab til at blive decentraliseret, ferskvand. "