10 инновационных методов экономии природных ресурсов

10 инновационных методов экономии природных ресурсов

10. Водосборная башня Warka

Водосборная башня Warka

Из всех африканских стран Эфиопия особенно страдает от нехватки водных ресурсов. Женщины с детьми из селений вынуждены преодолевать большие расстояния, чтобы добыть питьевую воду, которая в большинстве случаев очень мутная и загрязнена отходами жизнедеятельности домашнего скота и других животных. Установка Warka — инновационное решение, разработанное двумя итальянскими инженерами, основанное на простом принципе сбора воды из воздуха в результате конденсирования.

Конструкция высотой 9 метров и весом 60 кг состоит из клети, изготовленной из бамбука и особенных полимерных материалов, и собирает воду по капелькам. Установку могут собрать и установить 4 человека за пару часов. Конструкция за день способна собрать до 100 литров воды без усилий. С эфиопского языка “warka” означает дикое фиговое дерево, которое растет на территории страны и является символом плодородия и щедрости. В 2015 году планируют установить подобные водосборные башни в нескольких селениях по всей стране. Удивительно, но простая, дешевая и элегантная конструкция способна решить серьезную проблему.

9. Энергетическая башня

В основе «Энергетической башни» лежит принцип противоположный работе аэротермической электростанции циклонного действия. Вместо того чтобы нагревать воздух у поверхности земли и поднимать его вверх, воздух охлаждается наверху и опускается вниз. Чтобы достичь такого результата, ученые распыляют воду, создавая эффект дождя. Воздух охлаждается при испарении воды. Так как холодный воздух тяжелее теплого, он быстро опускается вниз, запускает турбины у основания башни, которые и производят электричество.

Стратегически такая башня должна быть до 1 000 м в высоту, что выше Эмпайр-стейт-билдинг в 3 раза и на 20% выше самых высоких конструкций в мире. Но она относительно дешевая, несмотря на размеры, и будет эффективно работать в жарком климате возле источника воды. Кроме выработки электричества, башня сможет на 50% сэкономить расходы на опреснение воды из системы канализаций городов, которые находятся вблизи башни. В бассейнах с морской водой, которые находятся рядом с башней, можно разводить до 160 000 тонн рыбы, а холодный и влажный воздух сможет частично повлиять на климат региона, который станет благоприятным для развития сельского хозяйства. Впрочем, со временем соли и другие осадочные вещества будут затруднять работу турбин.

8. Биохолодильник

Биохолодильник

Энергозатраты традиционных домашних холодильников, даже самых экономных моделей, составляют до 8% к счету за электричество. С момента самой идеи создания холодильника в 1748 году и появления первых прототипов в 1920-х годах его технология не очень изменилась за последнее время. Внешне они кардинально отличаются, но до сих пор работают на химических реагентах, которые вредны для здоровья.

Однако в 2010 году на конкурсе Electrolux Desin Lab российский инженер Юрий Дмитриев представил идею холодильника будущего. Вместо привычного корпуса продукты хранятся в специальном биополимерном геле, который поглощает тепло из продуктов и вырабатывает свет. В холодильнике нет мотора, 90% объема полностью используется для хранения продуктов. Холодильник доступен в разнообразных формах и размерах, так как и двери, и полки отсутствуют. Будет возможность поместить холодильник даже на потолке при желании. Пока что идея не реализована, так как нет еще технологий, которые могут обеспечить работу такого холодильника, но она показывает, какими могут стать холодильники в 2050 году.

7. Шарообразный детонатор Mine Kafon

Шарообразный детонатор Mine Kafon

Более 50 миллионов наземных мин остались в земле в таких странах как Ангола, Камбоджа, Афганистан, Ирак и Мозамбик – эпицентрах военных конфликтов. Люди до сих пор лишаются рук и ног из-за скрытой опасности. Чтобы обезвредить одну мину необходимо истратить до 1 200 долларов, а так как в Анголе их насчитывается где-то 20 миллионов, то необходимо истратить 24 миллиарда долларов на разминирование.

Массуд Хассани, афганский инженер и беженец в прошлом, сконструировал низкобюджетное устройство. Вес конструкции составляет 70 кг. Это достаточно тяжелое устройство для того, чтобы активировать наземную мину, но достаточно легкое, чтобы двигаться под действием ветра. Внешне конструкция, выполненная из бамбука и разлагаемого микроорганизмами пластика, напоминает одуванчик, а двигается, как перекати-поле. За одно путешествие устройство может обезвредить 3-4 мины, до полного самоуничтожения. Стоимость конструкции – 40 долларов.

Конструкция Mine Kafon оснащена встроенным GPS, которая позволяет обнаружить устройство и его маршрут, что необходимо для создания карты освобожденных от мин территорий. Тем не менее, проект находится в стадии разработки и имеет некоторые недостатки, среди которых, например: невозможность обезвредить каждую мину, встречающуюся на пути; поверхность должна быть относительно ровной – без впадин, возвышенностей и растительности. Хассани знает об этих недостатках и говорит, что будущие поколения устройства будут оснащены электромотором и металлическим детектором, чтобы не пропускать ни одну мину.

6. Аэрогель

Аэрогель

Аэрогель – это твердый материал, полученный из кремневого геля путем удаления всей жидкости, но сама молекулярная структура осталась неповрежденной. Состоит он из 99,98% воздуха, что делает его чрезвычайно легким, но хрупким. Материал способен выдержать вес в 4 000 раз превышающий собственный, но может легко сломаться при легком сгибании.

Сегодня его используют в космической инженерии и исследованиях, для сбора кометной пыли и как изоляционный материал. Ученые пытаются добиться большей прочности от аэрогеля и стойкости к разным видам внешнего воздействия, чтобы расширить его практическое применение. Аэрогель, который также называют «замороженный дым», может помочь сэкономить расходы на тепло. Так как материал практически полностью состоит из воздуха, а это самый лучший изолятор, то он поможет сберегать тепло внутри помещения.

5. Напиток «Сойлент»

Напиток «Сойлент»

Чтобы приготовить хорошую еду, необходимо потратить достаточно много времени, а традиционная пища содержит много жиров и пустых калорий и является не совсем полезной. Группа американских энтузиастов взялась за решение проблемы, связанной с заменой твердой пищи смесью минералов и полезных веществ, необходимых для организма. Полученный продукт с названием, пришедшим из научной фантастики, «Сойлент», является эквивалентом рационального питания. Сотни людей в процессе эксперимента несколько месяцев жили, употребляя его, и чувствовали себя лучше обычного. Продукт весьма дешевый в приготовлении, удобный в хранении и особенно подходит занятым людям. В 2014 году порция напитка стоила 3 доллара. Подобный продукт сможет решить проблему голода в мире.

4. Биологическое свечение

Биологическое свечение

Ученые сегодня работают над тем, чтобы наделить растения генами медуз и светлячков, которые подарят им возможность светиться в темноте. Цель эксперимента, несмотря на его странность и романтичность – заменить уличные фонари в городах и тем самым сэкономить энергетические ресурсы. Исследователи Государственного университета Нью-Йорка пытаются срастить гены биолюминесцентных бактерий и растения, для того чтобы клетки последнего могли накапливать солнечный свет. Эксперимент оказался удачным, и ученые получили домашнее растение, которое светится в темноте. По такому принципу можно вырастить деревья, которые будут освещать улицы вместо фонарей.

3. Волновой реактор

Ядерная энергия – это самое эффективное решение энергетической проблемы человечества и проблемы парникового эффекта. Несмотря на катастрофы (Чернобыль 1986 и Фукусима 2011), она является самой безопасной и экологически чистой технологией. Но до тех пор, пока эта технология использует ископаемые ресурсы, а именно уран-235, то существует проблема с их истощением.

Обедненный уран-238 — это побочный продукт ядерного деления и считается отходом, который накапливается или используется в военной промышлености. Компания TerraPower разработала новый вид ядерного реактора, который работает на обедненном уране, составляющем 99% всех отходов деятельности традиционных реакторов. Сегодня на территории США находится 825 000 тонн этого топлива. Этого количества достаточно, чтобы обеспечить электричеством Америку на протяжении 700 лет. Несмотря на некоторые открытые вопросы, связанные с деятельностью волнового реактора и его разработкой, проектом уже заинтересовался Бил Гейтс.

2. Солнечная плита

Солнечная плита

Солнечная плита – это дешевое и экологическое устройство, способное сконцентрировать солнечные лучи с помощью зеркальной или металлической поверхности. В сравнении с обычными плитами время приготовления пищи на солнечной всего на 10-15% дольше, но без затрат топлива. В развивающихся странах, где люди не имеют возможности получить полный комфорт от цивилизации, такие плиты просто бесценны. Они снимают проблему обеспечения древесиной, особенно в районах с бедными лесными ресурсами, особенно в пустынях. Вес солнечной плиты очень маленький, ее может поднять даже ребенок.

1. Вибрирующие платформы

Вибрирующие платформы

Основная проблема, связанная с новыми источниками энергии, например, ветровыми турбинами и солнечными панелями, это то, что на их установку требуется значительная территория. Кроме этого, подобные установки портят пейзажи. Парочка ветряных турбин в поле на фоне заснеженных вершин выглядят симпатично, но сотни и тысячи турбин вместе — это не совсем приятное зрелище. Выходом из положения могут стать установки, плавающие на поверхности воды вдали от берега. В 2014 году на конкурсе Land Art Generation Initiative (LAGI) художник Феликс Чонг представил вибрирующие платформы, которые помещены на поверхности моря и накапливают энергию ветра с помощью особенных парусов. Кроме этого, они способны накапливать энергию приливов и отливов с помощью подводной части конструкции.