أزمة المياه العذبة عالمياً
تعد ندرة المياه العذبة من التحديات البارزة التي تواجه العالم، خصوصاً في المناطق الجافة التي تعاني من استنزاف سريع لمواردها. ويؤدي النمو السكاني والتطور الاقتصادي إلى زيادة الطلب على المياه، مما يهدد بالصحة العامة والأمن الغذائي.
تُعتمد الطرق التقليدية لتحلية المياه على الطاقة بطرق كثيفة، ما يُسفر عن آثار سلبية على البيئة. لكن تقنيات تحلية المياه باستخدام الطاقة الشمسية تُظهر وعداً كبيراً كحل للتغلب على أزمة المياه، إذ تعتمد على مصادر الطاقة المتجددة. على الرغم من ذلك، تواجه أنظمة “المقطرات” الشمسية تحديات تتعلق بالكفاءة المنخفضة، التي تتراوح بين 30% و40%، فضلاً عن مشاكل تتعلق بالتلوث البيئي الناجم عن استخدام مواد تقليدية.
استخدام الألياف الطبيعية
دراسة حديثة قام بها باحثون مصريون تناولت إمكانية استخدام الألياف الطبيعية كوسيلة لتعزيز أداء الأنظمة الشمسية في تحلية المياه. الألياف المستخلصَة من مصادر نباتية وحيوانية تُعتبر بديلًا منخفض التكلفة وقابلاً للتحلل البيولوجي ومتعدد الاستخدامات.
وفقاً للدراسة التي نُشرت في العدد الحالي من دورية (Solar Energy)، يمكن أن تعمل الألياف مثل القطن وقش الأرز وألياف شجرة الموز ونبات السيزال على تحسين الأداء عن طريق توفير هيكل مسامي لترشيح المياه وإزالة الشوائب.
قال الدكتور محمد عجيزة، الباحث الرئيسي في قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة كفر الشيخ، إن الألياف الطبيعية تُعد خيارًا مستداماً لتحسين كفاءة تحلية المياه بالطاقة الشمسية وتقليل الأثر السلبي على البيئة.
تحسين الأداء ونتائج الدراسة
أظهرت الدراسة قدرة الألياف الطبيعية على امتصاص المياه حتى 234%، بما يجعلها مثالية كمواد عازلة أو موصلة للحرارة في الأنظمة الشمسية. كما أسهمت في تحسين عمليات التبخير والتكثيف، مما زاد الكفاءة بنسبة تصل إلى 15%.
تشير نتائج الدراسة إلى أن استخدام بعض الألياف، مثل قش الأرز ونشارة الخشب، زاد من إنتاج المياه العذبة بشكل ملحوظ. وقد حققت بعض الألياف مثل ألياف السيزال والقماش القطني زيادات تصل إلى 102.7% و53.12%.
التحديات المستقبلية
أبرزت الدراسة الحاجة إلى الاستمرار في استخدام الألياف الطبيعية في تقنيات تحلية المياه. كما أشار الباحثون إلى التحديات مثل نقص الاستثمارات في الطاقة المتجددة، والوعي المحدود بفوائد التحلية الشمسية، والعوائق التجارية مقارنة بالتقنيات التقليدية.
أوصى الباحثون بإجراء المزيد من الأبحاث لتحسين تركيبات الألياف واستكشاف بدائل قابلة للتحلل الحيوي. كما أكدوا على أهمية تقييم تقنيات التحلية الشمسية لضمان الأمن المائي ومواجهة التغيرات المناخية بشكل فعال.
