الرئيسية / تقنية / 10 ابتكارات ستنقذنا من استنزاف موارد الأرض

10 ابتكارات ستنقذنا من استنزاف موارد الأرض

بينما يستمر السكان في النمو، وتستمر الوقود الأحفوري في التناقص، لذا سنجد من الصعوبة على نحو متزايد إنتاج الطاقة والغذاء، والمياه النظيفة. ولكن التقدم في تكنولوجيا – بعضه بسيطة، وبعضه مذهل- يُزيح الستار عن طرق جديدة بالنسبة لنا تزدهر من خلالها الموارد المحدودة على كوكب الأرض.

10- مياه الواركا

0135
Photo credit: Architecture and Vision/Smithsonian

تعتبر أثيوبيا الأقل حصولاً للمياه النظيفة القابلة للشرب من بين جميع الدول الأفريقية. وتضطر النساء والأطفال القاطنون في القرى لقطع رحلاتِ قد تستغرق ساعاتِ عديدة للحصول على المياه التي غالباً ما تكون ملوثة نتيجة استخدام الماشية والحيوانات لها.

مياه الواركا، هو حل صممه مهندسان ايطاليان، ويعتمد على مبدأ عملِ بسيطِ جداً، حيث يقوم باحتجاز بخار الماء المتصاعد في الهواء عن طريق التكثيف. بطوله البالغ 9 أمتار (30 قدم)، واطاره المصنوع من الخيزران ومن مادة البولي ايثيلين التي تقوم بدورها بجمع قطرات الماء. ويزن حوالي 60 كجم (130 باوند)، و يستطيع تجميعه 4 أشخاص في ساعتين وبدون سقالة. كل عمود يستطيع انتاج حوالي 100 لتر (26 غالون) من المياه النظيفة والعذبة من مجرى هواء خفيف و بدون جهد يذكر.

تشير الكلمة الأثيوبية [واركا] إلى شجرة التين البرية المحلية. وترمز شجرة الواركا إلى الخصوبة والكرم و تستخدم بشكل شائع في التجمعات العامة وصفوف المدارس.

يسعى مشروع مياه الواركا أن يكون قيد التنفيذ بحلول سنة 2015 في بعض القرى الواقعة في جميع أنحاء الدولة. ويمثل المشروع حلاً بسيطاً وزهيداً وفعالاً لحل جزء صغير من مشكلة كبيرة.

 

9- برج الطاقة

برج الطاقة هو مفهوم مبني على نفس مبدأ عمل برج التيار الصاعد الشمسي، ولكن بالعكس. بدلاً من تسخين الهواء الذي بالأسفل و جعله يرتفع، نقوم بتبريد الهواء الذي في الأعلى وجعله يهبط. و لفعل ذلك يقوم العلماء برش المياه في أعلى البرج محاكاةً لهطول الأمطار. فيبرد الهواء كلما تبخرت المياه. ولأن الهواء البارد أثقل من الهواء الساخن، تبدأ التوربينات الواقعة في أسفل البرج بتوليد الكهرباء.

برجٌ كهذا قد يصل طوله إلى 1000 متر (3250) قدم، ما يقارب ثلاثة أضعاف طول ناطحة سحاب امباير ستايت، وأطول بحوالي 20% من أكبر بناءِ في العالم. بالرغم من ذلك، برج الطاقة سيكون غير مكلف نسبياً نظراً إلى حجمه. و يستطيع العمل بفاعلية قصوى في الأماكن الحارة والجافة التي بالقرب من مصادر المياه.

 إضافة لتوليد الكهرباء بشكل نظيف، بإمكان برج الطاقة أن يقلص تكلفة تحلية المياه بنسبة 50%. ويمكنه أيضاً تحلية المياه الملوثة للمدن والقرى القريبة. ويمكن لأحواض المياه القريبة من البرج أن تحوي 160,000 طن من السمك. علاوة على ذلك، الهواء البارد والرطب المضخوخ خارجاً سيقوم بتغير الجو الجاف وجعله أكثر ملائمةً للزراعة.

على مر الاستخدام، الملح والمواد الصلبة المترسبة بامكانها أن تسد التوربينات، خلاف ذلك سيعطي برج الطاقة اكتفاءاً ذاتياً كبيراً.

 

8- الثلاجة الحيوية

الثلاجات المنزلية العادية، حتى النماذج الأكثر صداقة للبيئة منها تشكل حوالي 8% من اجمالي استهلاكنا للكهرباء. لم تتغير تكنولوجيا التبريد كثيراً منذ التطور الأولي لها في عام 1748 و بعض التحديثات الأخرى التي جرت في عشرينيات القرن الماضي. حتماً هناك تغيير في التصميم ولكنها ما زالت تعمل عن طريق المبردات الكيميائية التي تشكل خطراً كبيراً اذا تم استنشاقها.

على كل حال، في مسابقة مختبر الكترولوكس للتصميم عام 2010 قدم المصمم الروسي الشاب يوري ديميترف فكرته حول الثلاجات المستقبلية. عوضاً عن صندوق عادي مملوء بالهواء، تصميم ديميترف يكمن في وضع الطعام داخل جِل البوليمر الحيوي حيث يمتص الجل الحرارة من الطعام ويُخرجها على شكل ضوء مرئي.

لا يوجد محرك في الثلاجة، و تصل سعة التخزين فيها ل 90% وتأتي بأشكال و أحجام مختلفة، ويمكنك أن تركبها على السقف إن شئت وذلك لأن ليس لها أبواب و جوارير.

التصميم حتى الان مجرد فكرة، لأننا لا نملك التكنولوجيا لتحقيقه بعد، ولكنه تصور لما ستبدو عليه الثلاجات في عام 2050.

7- كافون الألغام

لازال أكثر من 50 مليون حقل ألغام مفقوداً في دول مثل أنجوليا و كمبوديا و أفغانستان والعراق و موزمبيق. يفقد سكان هذه الدول أطرافهم و ربما حيواتهم بسبب هذه القاتلات الخفية. ويصل تكلفة تفكيك لغم واحد حوالي 1200 دولار، وبأخذ الاعتبار بأن أنجوليا وحدها تحتوي على أكثر من 20 مليون لغم، فتكلفة تخليص أنجوليا من هذا المأزق المرعب يصل لأكثر من 24 مليار دولار.

قام (مسعود حساني) المصمم الأفغانستاني واللاجئ السابق ببناء جهاز تفجير الألغام ذا التكلفة المنخفضة الخاص به. بوزنِ يبلغ 70 كغم، ثقيل بما بكفي لتفجير لغم، وبنفس الوقت، خفيف بما يكفي لتدفعه الرياح. إنه يبدو كنبتة الهندباء ويتحرك مثل نبتة التَمبِل. مصنوع من الخيزران وبلاستيك قابل للتحلل. باستطاعة هذا الجهاز تدمير ثلاثة أو أربعة ألغام قبل أن يدمر بشكل كامل. تكلفة صنع كافون واحد هي 40 دولاراً فقط.

يحتوي كافون الألغام على جهاز التعقب جي بي اس الذي بامكانه رصد تحركات كل جهاز ويُبين أين وقع كل انفجار. هذا يساعد الناس لتحديد المناطق الخالية والمناطق المليئة بالألغام.

مع ذلك، يوجد عيوب في كافون الألغام ولازال يعتبر في مراحله الأولية. فمن المحتمل ألا يفجر الجهاز لغماً تدحرج من فوقه، لا سيما إن فجر عدة ألغام من قبل. ليس من المهم كم هي قوة الرياح، هناك احتمال بأن لا تستطيع دفع الجهاز إلى تلة منحدرة أو إلى خندق أو عبر منطقة مليئة بالأخشاب.

يعي حساني هذه الأشياء جيداً و يضيف بأن الأجيال التالية من الجهاز ستكون مزودة بمحركات الكترونية لزيادة الحركة والكشف عن الألغام لتحديد كل جسم معدني في حال فشل تفجير لغم. حتى وإن لم يكن هذا الجهاز مثالياً فهو خطوة في الاتجاه الصحيح.

6- الجِل الغازي

0438
Photo credit: NASA/JPL-Caltech

الجِل الغازي هو مادة صلبة صنعت من جِل السيليكا عن طريق إزالة المادة السائلة منها مع ترك البناء الجزئي. ويتكون الجِل الغازي لما يصل إلى 99.98% من الهواء، مما يجعله خفيفاً جداً وهشاً جداً. ويمكن أن يتحمل أوزاناً بما يعادل 4000 مرة ضعف وزنه، ولكنه سهل الانكسار بمجرد ثنيه برقة.

يستخدم حالياً في الاستكشاف وعلم الفضاء وجمع غبار المذنبات ويستخدم أيضاً كمادة عازلة للمركبات الفضائية. ويحاول العلماء لمعرفة كيف من الممكن جعله أكثر مقاومةً للضغوط الخارجية حتى يصبح أكثر عمليةً.

ويعرف الجِل الغازي باسم “الغاز المتجمد”، ومن فوائده أنه يوفر تكلفة التدفئة لأن أغلبه مكون من الهواء، والهواء بدوره عازل جيد للحرارة. فبإمكان الجِل الغازي أن يحفظ الحرارة داخل أو خارج المنزل. بعض المواد التي تشبه الجِل الغازي مصنوعة من عناصر مثل الكربون، و لديه استخدامات أخرى صديقة للبيئة.

 

5- مسحوق السويلنت

يحتاج الطعام إلى وقت حتى يجهز، بينما تحتوي الأطعمة الشائعة الكثيرَ من الدهون ولا تحتوي أية سعراتٍ حرارية. وإذا لم يكن لديك وقتُ كافٍ لتحضير طعام جيد، فستضطر لأن تأكل طعام غير صحي. ولذلك أخذت مجموعة من رجال الأعمال الأمريكان على عاتقها حل هذه المشكلة عن طريق استبدال الطعام الصلب بخليط جاهز من المعادن والمواد الغذائية التي يحتاجها الجسم.

سُميت احتذاءاً باسم منتج مشابه له في راويةِ خيالٍ علمي كلاسيكية. يتحول مسحوق السويلنت إلى مشروب والذي يساوي في قيمته الغذائية الوجبة المثالية التي يحتاجها الإنسان. وأضاف المنتج للمسحوق أن المئات من الناس عاشوا على هذا الشراب فقط، بل وشعروا أفضل من ذي قبل بكثير.

تكلفة صنع هذا المنتج رخيصة جداً. في عام 2014 تم بيعها مقابل 3 دولارات وتم تسويقها للأشخاص ذوي الانشغالات الكثيرة في الدول الصناعية. ويستطيع هذا المنتج مكافحة المجاعات في العالم وبتكلفة زهيدة.

 

4- الاشعاع الحيوي

يعمل العلماء على اعطاء قدرات حيواناتٍ مثل القناديل واليراعات للنباتات عن طريق صنع أشجار تضيء في الظلام. والسبب من هذه التجربة، إضافةً لشكلها الأخاذ وشاعريتها، أنها ستكون بديلاً لمصابيح الشوارع التي في المدن والقرى.

وهذا الابتكار سيوفر كميات هائلة من الوقود والمال المستخدم في تشغيل هذه المصابيح، وأيضاً سيعطي ضوءاً طبيعياً بحتاً.

يحاول علماء جامعة ولاية نيويورك لدمج الاشعاعات الحيوية في البكتيريا مع البلاستيدات الخضراء الموجودة في النباتات والتي تمتص الطاقة من أشعة الشمس. لقد نجح المشروع حتى الآن في الدفيئات الزراعية، وعلى شكل أكبر، قد تنجح هذه العملية في عمل أشجار مضيئة بدلاً من مصابيح الشوارع.

 

3-مفاعل الموجي النقال

الطاقة النووية هي واحدة من أنجع الطرق لحل مشكلة ثاني أكسيد الكربون، في حين أن بعض الكوارث (تشرنوبل 1986 و فوكوشيما 2011) أفقدت الثقة وولدت الذعر تجاه هذه التكنولوجيا. و تعتبر الطاقة النووية أكثر الطرق أماناً و نظافةً من الطرق المستخدمة حول العالم.

وبالرغم من أن الطاقة النووية لا تحتاج إلى الوقود الأحفوري، فمازال هناك مشكلة في مصادر تزويدها بالطاقة. حيث تستخدم نظيراً نادراً لليورانيوم هو يورانيوم-235. و اليورانيوم المنضب (يو 238) هو عنصر ثانوي ناتج عن الانشطار النووي ويُشار إليه بأنه لا يصلح للمفاعل، واستخداماته في التخزين وصناعة الأسلحة فقط.

تطور شركة تيرا للطاقة حالياً مفاعلاً يمكن تشغيلة باليورانيوم المنضب، أو ببقايا اليوارنيوم التي لا تستخدم والتي تصل إلى نسبة 99% . يوجد حالياً أكثر من 825.000 طن من هذه المواد في الولايات المتحدة فقط. يستطيع هذا المفاعل أن يزود أمريكا بالكهرباء لمدة 700 سنة. وقيل أن إمكانية حدوث كارثة هو أكثر من مستحيل، بسبب نوع اليورانيوم المستخدم وتصميم المفاعل و المُبردات المستخدمة.

 

2- الفرن الشمسي

الفرن الشمسي هو جهاز رخيص الثمن و صديق للبيئة قادر على تجميع أشعة الشمس في نقطة واحدة باستخدام المُري أو المعادن العاكسة. مقارنةً بفرن عادي، فإنه يستغرق من 10-15 دقيقة إضافية لتجهيز الطعام ولكنه يعمل بلا نقطة وقود واحدة.

في الدول المتقدمة حيث يفتقر الكثير لمقومات الحياة الكريمة، قد يساوي فرنٌ مصنوعٌ ذاتياً وزنهُ ذهباً. هذا ليس كل شيء، فالفرن الشمسي وزنه خفيف جداً لدرجة أن بإمكان طفلٍ صغير أن يصنع واحداً. إضافة إلى أنه يقلل من طلب الحطب من الكثير من الأماكن التي تعاني من التصحر و قلة الأخشاب.

 

1-    المنصات المتذبذبة

1034

المشكلة الرئيسية في مصادر الطاقة المتجددة مثل توربينات الرياح و الألواح الشمسية أنهم يحتاجون إلى مساحات شاسعة حتى يولدوا الكهرباء بشكل منتظم، علاوة على ذلك أنهم يؤثرون سلباً على منظر المشاهد الطبيعية. فقد يبدو توربينا رياح على سفح تلة مع قمة جبل تكسوها الثلوج منظراً خلاباً و دافئاً، ولكن المئات منها أو حتى الآلاف ستبدو بالتأكيد منظراً غير لطيف، ولهذا يرفض الناس باستمرار مثل هذه المشاريع. وحل هذه المشكلة يكمن في وضع هذه التوربيات على سطح عائم بعيداً في داخل البحر.

أقامت مبادرة فنون طرق الحفاظ على الأرض مسابقةُ تصميم، فقام المصمم فليكس كوهين بعرض فكرته حول هذا الموضوع، حيث تقوم المنصات المتذبذبة العائمة على الماء باستغلال طاقة الرياح باستخدام الأشرعة الخاصة بها. وكما تقوم بامتصاص الطاقة من أمواج المد و الجزر باستخدام الجزء السفلي منها. حتى أنها تولد طاقة عن طريق حركة الناس التي تمشي فوقها.

المصدر: هنا

عن Momen Ashour

طالب لغة انجليزية و آدابها، مترجم و كاتب حر.

شاهد أيضاً

خلود وحياة مُعززة: هل المستقبل للبشر المتحوّلين؟

كتبه لصحيفة (ذا غارديان): روبن ماكي منشور بتاريخ: 6/5/2018 ترجمة: أحمد طريف المدرس مراجعة وتدقيق: …

كيف ساهم آينشتاين بأختراع السيارات ذاتية القيادة

كتبته لموقع (فروم ذا غرايبڤاين): جين فيرسكوس منشور بتاريخ: 25/1/2017 ترجمة: أحمد طريف المدرس تدقيق: …