นักวิทยาศาสตร์ Virginia Tech สร้าง Hybrid Fog Harp ที่เพิ่มประสิทธิภาพการเก็บน้ำเป็นสองเท่า

นักวิจัยจาก Virginia Tech ได้พัฒนาอุปกรณ์เก็บเกี่ยวน้ำที่ปรับปรุงใหม่ซึ่งสามารถช่วยแก้ไขปัญหาการขาดแคลนน้ำในพื้นที่ชายฝั่งที่เกิดภัยแล้งได้ hybrid fog harp ของพวกเขารวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดของตาข่ายแบบดั้งเดิมและการออกแบบ fog harp รุ่นก่อนหน้าเข้าด้วยกัน เพื่อสร้างระบบเก็บน้ำที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

งานวิจัยนี้ได้จุดประกายการอภิปรายที่น่าสนใจในชุมชนเทคโนโลยี โดยผู้ใช้บางคนได้ชี้ให้เห็นแนวทางทางเลือกและการปรับปรุงที่เป็นไปได้ของการออกแบบนี้

การประยุกต์ใช้และการพัฒนาในอนาคต:

• เป้าหมายหลัก: พื้นที่ชายฝั่งแห้งแล้งที่มีหมอกบ่อยครั้ง
• การประยุกต์ใช้รอง: การกำจัดหมอกบนถนน/ทางหลวง/สนามบิน
• การใช้งานในอุตสาหกรรม: การจัดการหมอกน้ำแข็งจากการผลิตสารเคมี
• การปรับปรุงในอนาคต: รุ่นไฟฟ้าที่ใช้แรงดันไฟฟ้า
• ความสามารถในการขยายขนาด: ไม่มีข้อจำกัดทางทฤษฎีสำหรับขนาดของอุปกรณ์

นวัตกรรมแบบร่วมมือในการพัฒนาเทคโนโลยี สะท้อนถึงกระบวนการสร้างสรรค์เบื้องหลังการออกแบบ hybrid fog harp แบบผสมผสาน

ปัญหาการเกาะกลุ่มที่ต้องแก้ไข

การเก็บเกี่ยวหมอกแบบดั้งเดิมใช้ตาข่าย แต่อุปกรณ์เหล่านี้เผชิญกับความท้าทายใหญ่คือการอุดตันได้ง่าย เมื่อรูตาข่ายเล็กเกินไป หยดน้ำจะรวมตัวกันและสร้างเป็นฟิล์มที่ขวางการไหลของอากาศและลดประสิทธิภาพ การออกแบบ fog harp เดิมของทีม Virginia Tech จากปี 2018 ได้แก้ปัญหานี้โดยใช้เฉพาะลวดแนวตั้งเหมือนสายกีตาร์ โดยไม่มีการไขว้แนวนอน

อย่างไรก็ตาม เมื่อพวกเขาขยายขนาด fog harp สำหรับการทดสอบในโลกจริงที่ Monterey Bay ปัญหาใหม่ก็เกิดขึ้น ลวดแนวตั้งเริ่มเกาะกลุ่มกันเนื่องจากแรงตึงผิว คล้ายกับการที่ผมเปียกจะติดกัน การเกาะกลุ่มนี้ลดประสิทธิผลของอุปกรณ์เมื่อขนาดใหญ่ขึ้น

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค:

• ขนาดการทดสอบในห้องปฏิบัติการ: การทดสอบต้นแบบหลากหลายรูปแบบ
• ขนาดการทดสอบในสภาพแวดล้อมจริง: 1 เมตร x 1 เมตร (3x3 ฟุต)
• วัสดุ: พลาสติกไฮโดรโฟบิกระดับอ่อนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติสำหรับต้นแบบ
• วัสดุทางเลือก: ลวดสแตนเลสสตีลที่ไม่มีการเคลือบ (ไม่ต้องการการเคลือบพิเศษ)
• การออกแบบ: ลวดแนวตั้งที่มีโครงรองรับแนวนอนน้อยที่สุด

วิธีแก้ปัญหาที่ได้แรงบันดาลใจจากกีตาร์

การออกแบบแบบผสมผสานรวมองค์ประกอบจากทั้งสองแนวทาง คิดว่าเป็น fog harp ขนาดเล็กหลายตัวซ้อนกันโดยมีลวดค้ำยันแยกออกจากกันเป็นระยะ นักวิจัยเปรียบเทียบโครงสร้างนี้กับคอกีตาร์ที่มีเฟรตที่ชัดเจน

จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการ พวกเขาพบว่าการออกแบบที่มีลวดเชื่อมต่อสามถึงห้าเส้นให้จุดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับประสิทธิภาพสูงสุด hybrid fog harp เพิ่มการเก็บน้ำได้สองถึงแปดเท่าเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องเก็บเกี่ยวตาข่ายมาตรฐานและการออกแบบ fog harp เดิม

การอภิปรายในชุมชนได้เน้นข้อได้เปรียบเชิงปฏิบัติของแนวทางนี้ ผู้สังเกตการณ์คนหนึ่งสังเกตถึงความน่าสนใจของการใช้เรขาคณิตง่าย ๆ แทนการเคลือบสารเคมีที่ซับซ้อน ทำให้อาจผลิตได้ง่ายขึ้นเป็นวัสดุตาข่ายพื้นฐาน

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ:

• เครื่องดักหมอก Hybrid fog harp: มีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องดักหมอกแบบตาข่ายมาตรฐาน 2-8 เท่า
• เครื่องดักหมอก Hybrid fog harp: มีประสิทธิภาพสูงกว่าการออกแบบ fog harp แบบเดิม 2-8 เท่า
• การออกแบบที่เหมาะสมที่สุด: ลวดยึดโยงแบบไขว้ 3-5 เส้น
• ต้น California redwoods ได้รับน้ำจากการดักหมอกถึง 35% ของปริมาณน้ำต่อปี

นักวิจัยกำลังตรวจสอบวัสดุที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ hybrid fog harp แบบใหม่ที่มุ่งเป้าไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการเก็บเกี่ยวน้ำ

นอกเหนือจากการเก็บเกี่ยวน้ำชายฝั่ง

แม้ว่าการใช้งานหลักจะมุ่งเป้าไปที่พื้นที่ชายฝั่งแห้งแล้งที่มีหมอกบ่อย ๆ นักวิจัยมองเห็นการใช้งานที่กว้างขึ้นสำหรับเทคโนโลยีของพวกเขา เครื่องเก็บเกี่ยวหมอกที่ปรับปรุงแล้วสามารถช่วยกำจัดหมอกอันตรายจากถนน ทางหลวง และรันเวย์สนามบิน การใช้งานทางอุตสาหกรรมอาจรวมถึงการจัดการหมอกน้ำแข็งที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตสารเคมี

ทีมงานยังสำรวจ hybrid design แบบไฟฟ้าซึ่งสามารถเพิ่มการเก็บน้ำได้มากขึ้นในขณะที่รักษาประโยชน์ที่ไม่อุดตัน สมาชิกชุมชนบางคนแสดงความสนใจเป็นพิเศษในแนวทางไฟฟ้าสถิตนี้ โดยมองว่าเป็นทิศทางที่มีแนวโน้มดีสำหรับการพัฒนาในอนาคต

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าบางครั้งวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดมาจากการรวมเทคโนโลยีที่มีอยู่แล้วมากกว่าการเริ่มต้นใหม่ทั้งหมด ด้วยการแก้ไขความท้าทายด้านการขยายขนาดที่รบกวนการออกแบบเดิม ทีม Virginia Tech ได้สร้างระบบเก็บเกี่ยวน้ำที่อาจพิสูจน์ได้ว่ามีค่าเมื่อการขาดแคลนน้ำกลายเป็นความกังวลระดับโลกมากขึ้น

อ้างอิง: These VA Tech scientists are building a better fog harp