A világ városai globális vízválsággal néznek szembe, mivel a tiszta víz egyre ritkább lesz a kereslet és kínálati egyensúly megbomlásának köszönhetően. Az urbanizáció előrehaladtával és az éghajlatváltozás súlyosbodásával a jövő vízellátásának kilátásai borúsak.
Amikor reggel felébredünk, öntünk magunknak egy kis vizet, fogat mosunk, zuhanyozunk, és felkészülünk a napra. A nap folyamán ételt főzünk, mosogatunk, kezet mosunk, és megöntözzük a növényeket.
Észreveszik a közös motívumot? Mindezek - és napjaink sok más hétköznapi pillanata - a legfontosabb erőforrást igénylik: vizet. A vizet természetesnek vesszük. A víz végtelennek tűnik. De ez messze nem így van.
A világ városai globális vízválsággal néznek szembe, mivel a tiszta víz egyre ritkább lesz a kereslet és kínálati egyensúly megbomlásának köszönhetően. Az urbanizáció előrehaladtával és az éghajlatváltozás súlyosbodásával a jövő vízellátásának kilátásai borúsak.
E bizonytalanság ellenére a városok segíthetnek a globális vízválság megoldásában. Tudósoktól, mérnököktől, tervezőktől kell kérnünk a válaszokat arra a kihívásra, hogy városaink megfeleljenek a jövő elvárásainak. De amellett, hogy körülnézünk, fel kell néznünk az égre is, messze a felhőkarcolók fölé.
Könnyű otthon természetesnek venni a vizet. Amikor azonban egy apró kapszulában repülünk az űrben, a helyzet nem ilyen egyszerű.
A Nemzetközi Űrállomás (ISS) a Nulladik Pont a víz mint az értékes erőforrás kezeléséhez. Az ISS fedélzetén a Föld körül keringő űrhajósok első kézből értik meg a tiszta víz hiányát és értékét.
Tekinthetünk az ISS -re mint annak példájára, hogyan kezeljük a vizet, mint értékes kincset.
Miért kell másként gondolkodnunk a vízről?
Fél évszázaddal ezelőtt, amikor az emberek először merészkedtek az űrbe, elkezdték értékelni a Föld egyediségét. A sötétséggel körülvett apró kék bolygó képe hálával töltötte be kollektív tudatunkat, amiért ezen a bolygón élünk.
Amikor az ISS űrhajósai lenéznek a Földre, egy bolygót látnak, amelynek felszínét majdnem háromnegyed részben víz borítja. Ebből a perspektívából a víz bőségesnek tűnik. De a látszat csalóka lehet.
A globális vízfelhasználás hatszorosára nőtt az elmúlt évszázadban. Két évtized múlva a globális vízigény pedig meghaladja a kínálatot.
Ezt a nyomást a nagyvárosokban fogjuk leginkább érzékelni, amelyek sok vizet fogyasztanak, és akutan megterhelik a vízvezeték rendszereket és az infrastruktúrát. De a városok meggondolatlanul bánnak a vízzel. A városi területeken az elavult vízhálózatok szivárgásai miatt sokszor 50% -os vízveszteség tapasztalható. Csak az elveszett víz akár 20 millió városlakót is tiszta vízzel láthatna el.
Ez a félelmetes statisztika alapozza meg a gyökeresen eltérő gondolkodásmód szükségességét a következő néhány évtizedben a városokat sújtó vízhiány sikeres kezeléséhez. E gondolkodásmód érdekében felnézhetünk az égre, és megfogadhatunk néhány jelzést barátainktól az ISS -en.
Hogyan tudja az ISS megtanítani a városokat a vízszivárgások kezelésére
Az űrben a szivárgások katasztrófákat okoznak. Az űrhajókat tervező mérnökök biztosítják, hogy az ISS -hez hasonló szerkezetek 100% -ban légmentesen záródjanak. A földi vezérlés folyamatosan figyeli az esetleges légszivárgásokat, és a lehető leghamarabb megtalálja és kijavítja azokat.
Visszatérve a terra firmára, az Egyesült Államokban a háztartási víz 13% -a (átlagosan) elvész a szivárgó WC -k, csapok és készülékek miatt. Ez sok víz – évente akár 25 000 liter háztartásonként, és talán billió liternyi veszteség évente országszerte.
Ha ezeket a szivárgás okozta veszteségeket olyan fontosnak tartanánk, mint az ISS szivárgásait, akkor nagy lépést tehetnénk a globális vízválság megoldása felé. A szivárgások kijavítása mind a bolygó, mind a pénztárcánk szempontjából kedvező.
Házainkból a városainkra nézünk ki: és a történet hasonló. A duzzadó városi lakosság fokozza a vízigényt, de a meglévő vízinfrastruktúra rosszul van kiépítve ezen vízmennyiség biztonságos és hatékony elosztásához. Az elavult ellátó- és vízvezeték rendszerek rossz állapotban vannak, és az z elavult rendszerekben keringő víz nagy része szennyeződik, vagy elvész.
Fokváros nagy árat fizetett az ilyen típusú elhanyagolásért néhány évvel ezelőtt, amikor egy súlyos aszály megterhelte az elavult, szivárgó csövekkel teli városi vízrendszert. A város majdnem elérte a azt a pontot, amikor az önkormányzati vízellátás leáll (a Nulladik Nap – Zero Day napját). Fokváros összefogott, hogy megnyerje a harcot a Zero Day elleni küzdelemben, de a lakosok bénító vízhiányt és más olyan fennakadásokat szenvedtek el, amelyek nem válhatnak megszokottá a városi életben.
Az olyan potenciális válságokat, mint a Fokvárosi vízhiány, intelligens módszerekkel el lehet kerülni. A nyomócső -felújítási technológia lehetővé teszi a felszín alatti vízhálózatok teljes felújítását egyetlen gödör ásása nélkül. Mint egy szívsebész, aki anélkül tisztítja meg az artériát, hogy nyitott szívműtétet kellene végrehajtania, ezeket az innovatív csöveket a meglévő vízcsövekbe helyezhetjük, majd forró gőzt fújva a rendszerbe lehetővé tesszük a műanyag csővezeték formájának kibomlását. Ez egy új vízzáró csövet hoz létre a meglévő csőben, biztosítva a városok számára, hogy hatékonyan javítsák ki a szivárgásokat anélkül, hogy nyílt szívműtétet kellene végezni a forgalmas (és gyakran dugókkal teli) utcákon.
Hogyan használható a víz a hőmérséklet szabályozására?
A víz sokkal többre használható, mint az ivás és a tisztítás. Az ISS nagy hőmérsékletingadozásoknak van kitéve a Föld körül keringve. A Holdhoz hasonlóan az ISS -nek is két oldala van: az egyik a Nap felé, a másik pedig attól távol. A Nap felé néző oldal felmelegedhet akár 120 ℃-ra is, míg a „sötét oldalon” -160 ℃ alá is csökkenhet a hőmérséklete.
Mint ilyen, a fizika a hőszabályozás jobb megközelítését írja elő. Annak érdekében, hogy az ISS és berendezései ne melegedjenek túl, a mérnökök kifejlesztettek egy speciális hőelhárító rendszert. A hulladékhőt vízzel töltött csövek zárt hálózatán keresztül szállítják. A hőcserélők hőt veszítenek a víz felmelegítésével, ami viszont továbbítja a hőt egy másik, ammóniával töltött csőhöz. Az ammónia az ISS -en kívüli hőt a radiátorokra tolja, amelyek végül a felesleges hőt az űrbe juttatják. Ennek az intelligens vízfelhasználásnak köszönhetően a belső ISS hőmérséklet állandó és kellemes 24 ℃.
Hasonlóképpen, a padlófűtési rendszerek közös jellemzője az épületek fűtése a víz csöveken keresztül történő visszavezetésével. De nem az épületek melegen tartása a legnagyobb probléma; hanem hűtésük. Az épületben lakók világszerte egyre inkább a hűtést oldják meg a padlón és a mennyezeten keresztül futó hasonló csőhálózatokon keresztül. A tipikus légkondicionálóhoz képest a padlóhűtés sokkal energiatakarékosabb, és kellemesebb hőérzetet teremt az emberek számára.
Összefoglalva, ha másként tekintünk a vízre, azt látjuk, hogy sokkal többet kínál, mint gondolnánk.
Következtetés
Természetes, hogy globális (vagy intergalaktikus) szinten gondolunk a vízproblémákra. De mint sok környezetvédelmi kihívást, ezt is helyi szinten kell megoldani. A különböző felek - érintett polgárok, vállalatok, kutatók, kormányok és hasonlók - közötti kooperáció kulcsfontosságú tényező. Együtt kell működniük, hogy megoldják a vízzel kapcsolatos kihívásokat, amelyek a városi területeket sújtják.
A találékonyság megoldhatja a vízhiány egyes aspektusait. A hulladékból és a légkörből származó víz összegyűjthető és szűrhető a vízfelhasználás csökkentése érdekében. A víz felhasználható a hőszabályozáshoz, így kevesebb erőforrást igényel a fűtés és hűtés. Ezeknek a koncepcióknak az alkalmazása nagy változást hozhat, és közelebb kerülünk a fenntartható, jövőhöz alkalmazkodó városok képéhez.
Szerencsére egyre tudatosabbak vagyunk a vízhiány és az ehhez kapcsolódó problémák tekintetében. De a tudás, a tapasztalat és a jogszabályok túl lassan fejlődnek ahhoz, hogy megelőzzük azokat a közvetlen veszélyeket, amelyekkel szembesülünk. Ironikus módon a víz elérhetősége itt nagy szerepet játszik. Amint azt korábban említettük, a városi területeken a víz könnyen beszerezhető a csapból, ami azt az illúziót kelti, hogy a tiszta víz és az ivóvíz végtelen. Egyértelműen szükség van paradigma váltásra ami a tiszta vízről való gondolkodásunkat és annak kezelését illeti. A városoknak inkább értékként és nem áruként kell kezelniük a vizet.
Szeretnénk meghívni az ISS, a NASA nagy gondolkodóit, valamint a többi űrszervezetet, hogy üljenek le velünk, és osszák meg tapasztalataikat az intelligens vízhasználattal kapcsolatban. Hisszük, hogy egymástól tanulva és együtt dolgozva megoldhatjuk a világ vízzel kapcsolatos kihívásait.
Ahhoz, hogy kezeljük a legsürgetőbb kihívásokat, amelyekkel itt a Földön szembesülünk, inspirációt, innovációt és leleményességet kereshetünk az Űr felé tekintve.
