Проблема доставки пресной воды решена
В этом году 22 марта уже двадцатый раз по решению Генеральной Ассамблеи ООН был отмечен Всемирный день воды. Данные ООН свидетельствуют, что из-за потребления недоброкачественной воды каждый четвертый житель планеты наносит вред своему здоровью, более того есть даже целые населенные пункты. В тоже время, по мнению ученых к 2025 году более 3 миллиардов жителей планеты будут страдать от недостатка воды, а дефицит пресной воды к тому времени увеличится до 2 триллионов куб. метров в год.
Решение проблемы нехватки пресной воды нашел французский инженер Жорж Мужен, который уже в течение сорока лет без устали отстаивает свой проект «Айсберг», доказывая, что айсберг это не просто глыба льда, а огромный запас пресной воды сформировавшейся 12 тысяч лет назад и которой чище на земле не существует.
Жорж Мужен знаком с айсбергами не понаслышке. Многие годы он потратил на изучение плавучих ледяных гор, побывал в Антарктике и Арктике, ходил по морю и летал на воздушном шаре. И чем больше он наблюдал за айсбергами, тем сильнее загорался идеей своей жизни — добыча айсбергов в Антарктике позволит удовлетворить потребность в воде всего населения планеты. Ежегодно 350 миллионов тонн льда откалываются от Гренландии, и тает в соленой воде океана. Почему бы не воспользоваться малой частью того, что нам предлагает сама природа. Каждый айсберг это миллионы кубометров пресной воды, а в масштабах мира это сущая капля.
Получать воду из айсбергов это уже не секрет для жителей Канады, а вполне реализуемая идея. Недалеко от Ньюфаундленда некоторые предприимчивые «охотники», откалывают несколько кубических метров льда от айсберга, и доставляют свой ценный груз канадской компании, которая выпускает ледяную водку «Canadian Iceberg Vodka». Дело в том, что уникальность воды из айсберга в том, что ей не нужна обработка, а при смешивании со спиртом получается водка с превосходным вкусом.
Сегодня канадские компании экспортируют чистейшую разлитую в бутылки воду из айсбергов, хотя объемы производства еще довольно скоромны. Но те айсберги, которые не дают покоя Жоржу Мужену, бесследно исчезают, отделившись от ледников севернее Гренландии, является одним из самых обширных источников пресной воды на планете.
Для Жоржа Мужена несколько тысяч литров разлитые в бутылки ледяной воды ни что по сравнению с его мечтой. Опытный морской инженер давно лелеет свою незабвенную мечту — поймать айсберг и отбуксировать его туда, где людям не хватает пресной воды.
По мнению инженера, переместить айсберг несложно, надо всего лишь изменить место, где он растает. В конечном итоге такова судьба всех айсбергов.
Жорж Мужен уже сорок лет работает над своим проектом транспортировки айсбергов. И теперь он готов выйти на новый рубеж. В офисе компании «Dassault Systèmes» ему удалось собрать своих единомышленников — давних друзей и коллег, океанографов и метеорологов. Их целью стало доказать возможность буксировки через Атлантику айсберга весом 7 миллионов тонн.
Компания «Dassault Systèmes» специализируется на трехмерном моделировании научных проектов в условиях виртуальной реальности. Компания разработала программу под названием «Страсть к инновациям» с целью оказания помощи инновационным проектам, с предоставлением накопленного технического опыта, и мощных решений для 3D моделирования.
Несколько десятков лет, когда Жорж Мужен вместе с коллегами уже пытались реализовать проект транспортировки айсберга, мало кто воспринял эту затею всерьез. Но сегодня виртуальная реальность позволяет проверить любые свежие идея даже самые невероятные.
В основу моделирования лег сценарий транспортировки айсберга подобранного рядом с канадским побережьем острова Ньюфаундленд в принадлежащие Испании воды близ Канарских островов.
Для начала специалисты выяснили, какой именно айсберг можно транспортировать, ведь образец должен выдержать путешествие через Атлантику. Айсберги бывают острогранными, глыбообразными, длинновидными и сферическими. Однако для транспортировки больше всего подходят плоские айсберги, получившие название за свою плоскую верхушку. Этот тип айсберга менее подвержен переворачиваниям.
Второе что учли инженеры это параметры айсберга. Это можно легко сделать с помощью сонара установленного в корпусе дистанционно управляемого аппарата, разработанного океанографами института National Research Council Institute for Ocean Technology. Благодаря этому устройству ученые получили точную информацию, скрытую под поверхностью айсберга.
После чего полученные данные были введены в программу, которая рассчитала компьютерную модель айсберга. На основе этих параметров ученые впервые получили достаточно реалистичную форму айсберга.
С помощью виртуальной реальности системы панорамного проецирования на три гигантских экрана ученые смогли осмотреть айсберг со всех сторон, окунувшись в небывалое интерактивное путешествие в реальном времени. Иммерсивная система вывода 3D изображения с пространственным звучанием ощутимо усиливает восприятие. Так что инженеры полностью погрузились в трехмерную реальность. До сих пор именитые специалисты по арктическим льдам ни разу не приближались к айсбергам так близко.
Но основной проблемой для инженеров стала разработка эффективной системы защиты айсберга. Последствия попадания его в теплые широты вполне предсказуемы. Так как же можно свести к минимуму таяние айсберга. Чтобы он не таял нужно свести к минимуму контакт между льдом и водой для этого его необходимо защитить водонепроницаемым синтетическим материалом бизимом. Этот материал уже давно используется для предотвращения таяние ледников на горных склонах зимних курортов.
Основным элементом защиты станет плавучая оболочка (юбка) длиной 1 км и 12 метров высотой. Ее задача обеспечить защиту айсберга от эрозии, вызываемой волнами. В техническом смысле таким образом можно защитить погруженную часть айсберга от таяния. Сама поверхность идеально белая она отражает солнечные лучи, поэтому основное внимание приковано к боковым местам айсберга и его подводной части. Процесс развертывания защиты будет происходить следующим способом — мешки, закрепленные под юбкой в качестве балласта, выполненные из синтетического материала, будут постепенно разматываться один за другим. В результате получится полностью изолирующая юбка, охватывающая контуры айсберга.
Итак, с помощью мощных программных средств 3D моделирования инженерам удалось решить непростую проблему защиты айсберга от таяния в пути. Для начала они построили гидравлическую модель для расчета потоков воды вокруг айсберга, затем ввели термическую модель для учета теплового обмена. Все это сделано для расчета эффективности защитной водной прослойки между айсбергом и защитной оболочкой, которая по своему принципу действия напоминает двойной стеклопакет. Результаты дали представление о том, что таяние айсберга замедляется.
И когда айсберг обернут тканью, можно приступить к его транспортировке. Но как буксировать глыбу льда весом около 7 миллионов тонн. Технология транспортировки айсбергов уже детально изучена жителями Ньюфаундленда. Каждый год у побережья Канады на защиту нефтедобывающих платформ тратятся миллионы долларов. Пик сезона айсбергов приходится в период с апреля по июнь. Нефтяные компании нанимают мощные буксиры, чтобы сместить айсберги с курса на несколько градусов, исключая угрозу столкновения.
В этом методе самое главное свести к минимуму сопротивление воды при буксировке, для этого тяговое усилие лучше всего прикладывать вдоль длинной оси айсберга. Однако во избежание парусного эффекта и раскачивания айсберга позади буксира предпочтительнее транспортировать айсберг, с приложением силы перпендикулярной его самой длинной стороне.
С задачей буксировки айсберга весом эквивалентным 24 супертанкерам лучше всего справится специализированное судно для развозки якорей. Они отличаются от буксиров большим тяговым усилием около 360 тонн. Но тяговое усилие при буксировке айсберга не является определяющим фактором. Задача судна всего лишь корректировать движение и направлять айсберг, а не тянуть его за собой.
Первым этапом буксировки айсберга является разворачивание гигантской сети схожей по принципу кошелькового невода, которая имеет две функции: защита и буксир глыбы льда. Логически стоит предположить, что для огромного айсберга понадобиться несколько буксиров, но расход топлива на эту операцию будет очень большим. Поэтому вся сложность буксировки состоит в том, чтобы ее проделать только с одним буксиром. Для этого надо заставить природу выполнить большую часть работы. Судно не станет тянуть айсберг, а скорее будет помогать ему в естественном дрейфе. Для принудительного дрейфа необходимо максимально эффективно пользоваться течением, ветром и волнами, а не бороться с ними корректируя дрейф в нужном направлении.
Кроме того для снижения расхода топлива на судне можно использовать уже не новую идею применения паруса в виде воздушного змея площадью 300 кв. м, развернутого над судном и удерживающего на тросе. Такая система позволит снизить расход горючего больше чем на 30 процентов.
Проходя в среднем полторы мили в час, транспортирующий айсберг будет доставлен на Канарские острова, например остров Тенерифе через 4 месяца. Прибыв в пункт назначения, и потеряв всего 30 процентов своей массы, на транспортировку будет потрачено около 4000 тонн топлива. Но глыба льда может обеспечить жителей острова пресной водой целый год, не считая дешевую техническую воду.
Используя компьютерную модель инженеры доказали, что доставка айсберга реальна. Проект транспортировки айсберга стал демонстрацией возможностей человека и его способности повлиять на окружающую среду. На нашей планете наступил период глобального потепления. Мировое население растет, и проблема доступа к питьевой воде становится как никогда актуальной. Для ее решения прилагаются все усилия от строительства установок опреснения, до установления квот на потребление. Так почему бы не использовать воду нескольких айсбергов, чтобы смягчить обстановку в самых засушливых регионах. Я надеюсь, что уже через несколько лет мечта Жоржа Мужена вероятнее всего осуществиться. Его идея заслуживает величайшего внимания.
