آرزوکیهان
گروه علم و فناوری

بر اساس داده‌های سازمان جهانی بهداشت، بیش از دو میلیارد نفر هنوز به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند و این رقم در اثر تغییرات اقلیمی‌و رشد جمعیت رو به افزایش است. 
رودخانه‌ها و سفره‌های زیرزمینی بیش از ظرفیت برداشت می‌شوند، بارش‌های نامنظم، امنیت آبی را تهدید می‌کند و گاه برای تأمین آب شهری، این مایه حیات از صدها کیلومتر دورتر منتقل می‌شود. در چنین شرایطی، فناوری‌های نوین ازجمله «تبدیل هوا به آب» جایگاهی ویژه پیدا کرده‌اند؛ روشی که به جای تکیه بر دریا یا رودخانه، مستقیم به رطوبت موجود در جو زمین متوسل می‌شود.

الهام از طبیعت
در فناوری تبدیل هوا به آب Atmospheric Water Generation (AWG)، بخار آب موجود در هوا به مایع تبدیل و سپس تصفیه می‌شود تا قابل آشامیدن شود. این فناوری در اصل الهام گرفته از فرآیندهای طبیعی همچون تشکیل شبنم صبحگاهی است. دو روش اصلی برای این کار وجود دارد. روش اول «چگالش» است که شبیه کولر گازی در مناطقی با رطوبت بالا عمل می‌کند و با سرد کردن هوا تا زیر نقطه شبنم، بخار موجود در آن را به قطرات آب تبدیل می‌کند. روش دوم «جذب رطوبت» است که با استفاده از مواد جاذب مانند نمک‌ها و ژل‌ها، بخار موجود در هوا را به دام می‌اندازد و سپس آن را با گرما آزاد می‌کند. این روش برای مناطق خشک و نیمه‌خشک کارآمدتر است زیرا در رطوبت پایین نیز می‌تواند آب تولید کند.
 پروژه دیگری هم برای تولید آب از هوا مطرح است که از قورباغه‌های درختی و گیاهان الهام گرفته شده و می‌تواند با استفاده از یک غشای هیدروژلی، روزانه یک گالن آب آشامیدنی از هوا در لاس وگاس تولید کند. «اچ. جرمی‌چو»، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه نوادا، در این باره می‌گوید: «شاید ابتدا این ایده به نظر علمی‌تخیلی بیاید، اما واقعاً امکان‌پذیر است. 
هرچند این روش بسیار هزینه بر است اما برای کاربردهای کوچک که در آن به مقدار کمی‌آب آشامیدنی با کیفیت بالا نیاز دارید، مناسب است.»
مزایا و چالش‌های یک طرح
جذابیت اصلی فناوری AWG در دسترسی تقریباً نامحدود به هوا یعنی منبعی است که همه‌جا وجود دارد.علاوه بر این، برخلاف شیرین‌سازی آب دریا که به تأسیسات عظیم و انتقال پرهزینه نیاز دارد، در این روش یک دستگاه کوچک می‌تواند در یک روستا یا حتی خانه نصب شود و آب آشامیدنی تولید کند. به همین دلیل برای مناطق دورافتاده، جزایر کوچک یا شرایط بحرانی، ایده‌آل است. علاوه بر این، آب تولیدی معمولاً عاری از آلاینده‌های شیمیایی یا میکروبی است، چرا که از بخار آب تشکیل می‌شود.اما در کنار این فرصت‌ها، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. اولین چالش، مصرف انرژی است. سرد کردن حجم زیادی از هوا برای تولید آب، نیازمند برق فراوان است و در شرایطی که انرژی گران یا محدود باشد، کارایی اقتصادی آن زیر سؤال می‌رود. برآوردها نشان می‌دهد برخی واحدهای متوسط برای هر لیتر آب حدود یک کیلووات‌ساعت برق مصرف می‌کنند؛ رقمی‌که در مقیاس بزرگ بسیار پرهزینه است. دومین چالش، وابستگی به اقلیم است. در مناطقی با رطوبت زیر ۳۰ درصد، دستگاه‌های مبتنی بر چگالش عملاً کارایی چندانی ندارند. سومین مانع، قیمت اولیه بالای دستگاه‌هاست که می‌تواند از چند هزار دلار برای مدل‌های کوچک تا ده‌ها هزار دلار برای نمونه‌های صنعتی، متغیر باشد. پس این فناوری نمی‌تواند جایگزین شبکه‌های بزرگ آبرسانی شود ولی می‌تواند در شرایط اضطراری و در جوامع فقیر 
نقش آفرین باشد.

نمونه‌های موفق AWG
گزارش‌ها نشان می‌دهد بازار تولید آب از هوا در برخی اقلیم ها به سرعت در حال گسترش است. ارزش این بازار در سال ۲۰۲۴ حدود ۲٫۸ میلیارد دلار بوده و پیش‌بینی می‌شود این رقم تا ۲۰۳۴ به بیش از ۶ میلیارد دلار برسد. این رشد، ناشی از ترکیبی از عواملی چون تشدید بحران آب، فشار برای یافتن منابع پایدار و پیشرفت فناوری‌های نو بوده است.
از نمونه‌های کاربردی این فناوری می‌توان به ایالت آریزونای آمریکا اشاره کرد که یک جامعه بومی‌با نصب چند دستگاه AWG توانسته روزانه صدها گالن آب آشامیدنی تولید کند و وابستگی خود به تانکرهای سیار آب را کاهش دهد. در هند و خاورمیانه هم برخی سامانه‌های خورشیدی از انرژی خورشید برای تولید آب استفاده می‌کنند. در آفریقا نیز پروژه‌های آزمایشی نشان داده‌اند که ترکیب AWG درمدارس یا مراکز درمانی می‌تواند دسترسی پایدار به آب سالم را تضمین کند. در برخی مناطق دورافتاده و بومی‌نشین استرالیا هم دستگاه‌های کوچک خانگی برای تولید آب آشامیدنی نصب شده است.درامارات متحده عربی و عربستان سعودی هم چند پروژه آزمایشی با دستگاه‌های خورشیدی AWG اجرا شده تا وابستگی به شیرین‌سازی پرهزینه آب دریا کاهش یابد. در این میان سازمان‌های غیردولتی و یونیسف پروژه‌هایی را با این روش برای مدارس و مراکز درمانی روستایی در کنیا، نامیبیا و آفریقای جنوبی اجرا کرده‌اند تا کودکان به آب سالم دسترسی داشته باشند.همزمان، نوآوری در مصرف انرژی نیز در حال رخ دادن است. برخی شرکت‌ها از گرمای زائد کارخانه‌ها یا دیتاسنترها برای تأمین انرژی لازم استفاده می‌کنند. گروهی دیگر به دنبال ادغام دستگاه‌های AWG با سامانه‌های تهویه ساختمان هستند تا همزمان خنک‌سازی و تولید آب صورت گیرد. چنین ایده‌هایی می‌توانند دسترسی به آب آشامیدنی را تسهیل کنند.