In Anlehnung an meine vorherige Frage hier bezüglich der alten Zivilisation habe ich die Androy und ihren Kampf um das Überleben schrecklicher Dürrebedingungen auf ihrem Planeten genannt.
Nachdem sie jahrelang damit gekämpft haben, tiefer in einen Grundwasserleiter zu graben, um Wasser aus dem Untergrund zu extrahieren, stoßen die Androy auf ein noch größeres Problem. Beim routinemäßigen Vertiefen der Brunnen stoßen sie auf Granit. Sie befinden sich am Grund des Grundwasserleiters und müssen in einigen Jahren Wasser aus einer anderen Quelle finden.
Sie sind relativ nah am Meer. Welche Techniken können sie mit uralter Technologie anwenden, um ausreichend Süßwasser aus dem Ozean zu gewinnen, um ihren Bedarf zu decken? Können sie dem Meer so viel entnehmen wie dem Grundwasserleiter? Ist es überhaupt praktisch?
Die Geografie / Geologie der Küstenlinie kann nach Belieben konfiguriert werden.
Sie können eine Solardestille nur aus Tonröhren bauen, die mit Asphalt oder ähnlichem versiegelt sind. Ein einzelnes Gerät (anderes Design) kann bis zu fünf Liter pro Tag produzieren.
Für die kontinuierliche Produktion ist die Haupt-"Einheit" ein großes Rohr mit zwei Rohren im Inneren, wobei das obere halb offen ist. Das obere Rohr ist mit langsam fließendem Salzwasser gefüllt, das verdunstet und feuchte Luft liefert. Das kleinere untere Rohr enthält viel schneller fließendes Salzwasser, und die feuchte Luft kondensiert an seiner Oberfläche (es muss verglast werden) und sammelt sich im unteren Teil des äußeren Rohrs. Dies würde viel besser funktionieren, wenn der obere Teil des Außenrohrs aus Glas wäre, aber mit ausreichender Oberfläche, um sich dem Projekt zu widmen, sollte auch gebrannter Ton funktionieren.
Eine vollwertige Solardestille kann Ihnen etwa fünf Liter pro Quadratmeter und Tag bringen; Angenommen, der Ton ist ein Zehntel so effizient, sollte der Wert eines Daches immer noch (Wortspiel nicht beabsichtigt) Wasser genug für die Bewohner eines zweistöckigen Gebäudes produzieren ... im Sommer. Im Winter läuft es vielleicht nicht so gut.
Die Landwirtschaft würde viel mehr Wasser benötigen, und ich bin mir nicht sicher, ob dies allein mit Solarenergie machbar ist. Sie können ein etwas anderes Schema verwenden, um sowohl das Konzentrieren des Sonnenlichts mit Reflektoren als auch optional (achten Sie darauf, die Rohre nicht zu beschädigen) Feuer zu ermöglichen, um die Verdunstungsrate zu erhöhen. Zur weiteren Verbesserung der Wärmedämmung könnte die Frischwasserleitung unterirdisch verlaufen.
Umkehrosmose.
von Aristoteles, Meteorilogica .
Es gibt neben dem, was wir angeführt haben, noch mehr Beweise dafür, dass die Salzigkeit auf die Beimischung einer Substanz zurückzuführen ist. Machen Sie ein Gefäß aus Wachs und stellen Sie es ins Meer und befestigen Sie seine Öffnung so, dass kein Wasser eindringen kann. Dann ist das Wasser, das durch die Wachswände des Gefäßes sickert, süß, das erdige Zeug, dessen Beimischung macht das Wasser salzig und wird sozusagen durch einen Filter abgetrennt. Es ist dieses Zeug, das Salzwasser schwer (es wiegt mehr als Süßwasser) und dickflüssig macht. Der Unterschied in der Konsistenz ist so groß, dass Schiffe mit der gleichen Ladung fast in einem Fluss versinken, wenn sie für die Navigation im Meer durchaus geeignet sind. Dieser Umstand hat Verladern, die ihre Schiffe in einem Fluss befrachten, bisher Verluste verursacht.
Es sieht so aus, als würden spätere Autoren darüber streiten, ob dieses Gefäß aus Wachs oder Steingut oder einer Kombination davon sein sollte. Es sieht auch so aus, als ob es bis vor kurzem mit moderner Keramiktechnologie schwierig war, diese Arbeit zu machen. Aber ist das unbedingt so?
Das von Aristoteles dargelegte Prinzip ist solide: Umkehrosmose beinhaltet einen Filter, der klein genug ist, um gelöste Ionen (hier Salz) auszuschließen, und Druck genug, um das Frischwasser hindurchzutreiben. Es gibt keramische Umkehrosmosemembranen . Normalerweise sind Keramikfilter unglasierte Keramik.
Mein Schema für diese fiktiven Personen:
Für alle, die daran interessiert sind, die Geschichte der Entsalzung zurückzulesen, habe ich diese ausgezeichnete und erschöpfende Quelle gefunden: Eine kurze Geschichte der Wasserentsalzung
Sie erwähnen, dass es einen Ozean gibt. Daher ist die Luft zumindest in Küstennähe feucht. Es spielt keine Rolle, dass es nicht regnet - Sie haben Feuchtigkeit. Und mit einem Tag/Nacht-Zyklus bekommt man Nebel und Tau.
Also gebe ich dir Nebelfänger . Mit nichts anderem als Stoffmaschen, die sogar eine prähistorische Zivilisation beherrschen konnte, fangen sie Wassertropfen aus der Luft auf. Keine Notwendigkeit, Brunnen zu graben, keine ausgefallenen Entsalzungsanlagen, sondern nur feinmaschige Netze zu weben.
Ihre Zivilisation muss sich auch ihre landwirtschaftlichen Praktiken ansehen. Mulchen reduzieren den Wasserbedarf radikal. Wenn sie tief graben können, können sie problemlos tiefe Gräben (mehrere Meter tief) anlegen, um darin Pflanzen anzubauen, wobei der Graben selbst als Tausammler und Temperaturmoderator fungiert, wie bei den Forestiere Underground Gardens .
Dies kann Ihnen möglicherweise eine einzigartige Landschaft geben. Oberirdisch wäre ein Aufruhr aus Stoff, höchstwahrscheinlich mit jedem Dorf, das seine eigenen Farbschemata verwendet - aber natürlich keine oberirdischen Häuser. Die Gräben werden die "Straßen" für die Dörfer bilden, und Häuser werden in den Fels in die Wände der Gräben gegraben. Die Wände der Gräben werden mit allen Arten von kriechenden Pflanzen bedeckt, die Nahrung liefern können, und die Böden enthalten andere Pflanzen, die mehr Platz benötigen. Ein paar kostbare oberirdische Orte mögen mit Getreide bepflanzt sein, aber die Menschen werden hauptsächlich von anderen Grundnahrungsmitteln leben müssen - Kakteen, Obst und Wurzelgemüse werden wahrscheinlich ihre Hauptnahrungsmittel sein. Bäume werden besonders nützlich sein, da tiefe Wurzelstrukturen einen besseren Zugang zu Wasser haben.
Einfache alte Destillation.
Nun ist die Destillation teuer . Es erfordert enorme Mengen an Energie. Wie viel sie produzieren können, hängt also davon ab, wie reich sie sind und insbesondere, wie viel Energie sie zur Verfügung haben. Wenn sie Unmengen an leicht zugänglichen fossilen Brennstoffen haben, könnten sie sehr wohl in der Lage sein, genauso viel zu produzieren, wie sie aus einem Grundwasserleiter gewonnen haben.
Der einfachste Aufbau wäre ein Solardestillierapparat. Ein gut konstruierter Solardestillierapparat in Industriegröße mit Konzentratorspiegeln wird viel mehr trinkbares Wasser produzieren als die passive Verdunstung, aber Sie würden viel brauchenvon ihnen über ein sehr weites Gebiet, um genug Sonnenenergie einzufangen, um genug Wasser für Ihre gesamte Zivilisation zu produzieren. Die Spiegel müssen nicht besonders hochtechnologisch sein; insbesondere müssen sie nicht bildgebend sein. Poliertes Messing wäre gut. Sie müssen nur dafür sorgen, dass es gut gepflegt ist. Alternativ könnten Sie die Spiegel wegwerfen und das Wasser einfach über eine viel größere Oberfläche verteilen - aber das erfordert den Bau einer viel größeren Destille mit einem viel größeren transparenten Dach (im Grunde ein Gewächshaus für Wasser), um Licht hereinzulassen und einzudämmen die Hitze und verhindert das Entweichen des Dampfes. Was am Ende sehr wohl ein schwierigeres Unterfangen sein könnte, nicht weniger, besonders angesichts der Kosten für Glas in der Antike und der technischen Schwierigkeit, große Platten daraus herzustellen. Tut es nicht'
Die andere Option sind feuerbetriebene Stills. Wenn sie Zugang zu fossilen Brennstoffen oder einem großen Vorrat an schnell nachwachsenden vegetativen Brennstoffquellen (wie zum Beispiel einem wirklich großen Bambuswald) haben, können Solarkonzentratoren durch Öfen ersetzt werden, um Wasser für die Destillation zu erhitzen. Theoretisch könnte ein solcher Destillierapparat vollständig aus Keramik hergestellt werden, aber jede Art von Metall- oder Glasbearbeitungstechnologie, die sie haben, wäre hilfreich.
Beachten Sie in jedem Fall, dass eines der Abfallprodukte des Destillationsprozesses hochkonzentrierte Sole sein wird – und das ist nicht unbedingt eine schlechte Sache! Idealerweise möchten Sie einen guten Fluss durch Ihre Destillerie aufrechterhalten, damit sich im Inneren keine Salzablagerungen aufbauen (oder um die Ansammlung zu minimieren – die Reinigung der Werke ist unabhängig davon eine notwendige regelmäßige Wartungsaufgabe) und Sie können die konzentrierte Sole an anderer Stelle leiten. Werfen Sie es aber nicht weg! Legen Sie es in passive Verdunstungsbecken und beginnen Sie mit der Salzherstellung! Salz ist ein unglaublich wertvolles Handelsgut für antike Zivilisationen, und sie könnten damit anfangen, Vorräte für andere Zivilisationen zu kaufen – einschließlich Treibstoff und möglicherweise sogar Aquäduktzugang zum Wasser anderer Menschen, falls erforderlich.
Darüber hinaus gibt es Dinge, die sie tun können, um ihre Abhängigkeit von Süßwasser zu verringern. Sie können zum Beispiel Salzwasser gut für die Verdunstungskühlung verwenden. Darüber hinaus könnten sie versuchen, die Salzwasserlandwirtschaft, wie in Ashs Antwort erwähnt, und die Aquakultur zu entwickeln. Meerespflanzen wachsen offensichtlich bereits gut in Salzwasser, so dass der Anbau und die Verwendung von Meeresalgen als einen großen Teil ihrer eigenen Ernährung, als Tierfutter oder sogar als Brennstoff für die Destillieröfen den Wasserverbrauch, den sie zum Destillieren benötigen, reduzieren würde sowie den Verzehr von Fisch und anderen Meeresfrüchten, um zu vermeiden, dass Wasser für so viele einheimische Landtiere ausgegeben werden muss.
Ich werde die Destillation mit einer anderen Lösung näher erläutern: Sprühentsalzung
Holen Sie zuerst etwas heiße Luft, über 100 ° C, aber nicht zu viel. Sie können dies mit konzentrierter Sonnenenergie mit flachen Spiegeln tun. Eine Parabolrinne wäre jedoch eine viel bessere Option, da eine Person (dh Kinderarbeit) ausreicht, um sie ausgerichtet zu halten. Die Parabel wurde vor sehr langer Zeit entdeckt, Spiegel können polierte Bronze sein und die Struktur kann aus Holz gebaut werden. Die Theorie, es zu bauen, wäre für die damalige Zeit etwas fortgeschritten, aber nicht die Baumaterialien.
Jetzt müssen Sie etwas Luft in das System blasen und es aufheizen: Wenn dies ein Küstengebiet ist, wird es Wind geben, also können Sie ein Segel verwenden, um den Wind in ein Rohr zu leiten, oder Sie können eine von einem Esel angetriebene "Windmühle" verwenden „als Blowfan.
Dann bräuchten Sie Meerwasser mit genügend Druck, also ein weiteres Wasserrad mit Eselantrieb oder eine Archimedesschraube, um das Wasser in einen Tank auf der Spitze eines Wasserturms zu heben. Höhe erzeugt Druck...
Verwenden Sie nun eine Sprühdüse, um das Wasser in den heißen Luftstrom zu sprühen.
Das Tolle an der Sprühverdampfung ist, dass eine große Menge Tröpfchen eine riesige Oberfläche haben, um Wärme mit der Luft auszutauschen, und daher sehr schnell verdampfen. Wenn der Wasser- und Luftstrom genau richtig sind, erhalten Sie Salzkristalle, die Sie sammeln und verwenden können, und sehr feuchte Luft.
Die feuchte Luft kann mit Meerwasser gekühlt werden, wodurch die Feuchtigkeit kondensiert und entsalztes Wasser entsteht.
Dieser Prozess ist effizienter als die einfache Destillation, obwohl komplexer in der Anwendung, aber Sie erhalten auch Salz.
Ich bin mir jedoch nicht sicher, wann Sprühdüsen erfunden wurden ...
Saltgrass wurde noch nicht erwähnt. Er wächst in Salzwasser und scheidet festes Salz aus seinen Blättern aus. Außerdem kann Vieh darauf weiden. Nach vielen Experimenten folgt die Kultur dem folgenden Rezept:
Verdunstung, aber die Erträge werden auf diesem Technologieniveau allesamt Grasnarben sein. Alternativ können sie die Salzwasserlandwirtschaft nutzen (es gibt ein besseres Beispiel in Libyen oder im Sudan, aber ich kann keinen Link finden), in der salzharte Arten wie Mangroven für die Produktion von Biomassebrennstoffen und Futterarten mit wenig verkörpertem Salz wie Salz verwendet werden. Sumpfgrasheu kann anstelle von traditionellem Tierfutter verwendet werden, einige dieser Arten, wie Queller , haben einen hohen Wassergehalt und könnten eine Duellrolle (Futter und Wasser) für einige grasende Arten spielen. Ich würde auch vorschlagen, dass salzharte Tiere wie die Camargue -Rassen, die das ganze Jahr über ohne Zugang zu wirklich frischem Trinkwasser überleben können, in dieser Situation eine Notwendigkeit wären, wenn die Menschen weiterhin Vieh halten würden.
Oder Sie könnten groß werden, wirklich, wirklich groß, Landschaftsbau, die grundlegende Technologie ist nicht so komplex, aber die Anwendung im großen Maßstab wurde meines Wissens noch nie versucht. Es verwendet die Prinzipien des Sonnenschornsteins , aber im großen Stil, platziert eine große Reihe solcher Schornsteine entlang eines Küstenkamms, um feuchte Luft aus dem Meer einzusaugen, und verwendet ebenso große Winderntemaschinenum das Wasser aus diesem künstlichen Luftstrom abzulassen, entweder unter Verwendung eines netzbasierten Kondensators ähnlich einem Nebelkollektor oder durch Wärmeausdehnung, um das Niederschlagen in einer Art Kühlturm zu bewirken. Die Chilenen erzielten aus 94 Fangmaschen durchschnittliche Erträge aus natürlichem Nebel von 15.000 Litern pro Tag. Die Schaffung künstlicher Winde in diesem Ausmaß wird keine vorhersehbaren Ergebnisse haben, daher wage ich keine Schätzung, aber es könnte ausreichen, um eine Bevölkerung zu erhalten, die groß genug ist, um das System zu nutzen und zu erhalten, insbesondere wenn integrierte Gewächshausflächen genutzt werden.
Fällt die Nachttemperatur mindestens einen Teil des Jahres unter den Gefrierpunkt? Sie können ihr Wasser einfrieren.
Holen Sie sich ein Bündel Salzwasser. Lassen Sie es bei eisigen Temperaturen draußen sitzen. Sie haben dann weniger salziges Eis, das in sehr salziger Sole schwimmt. Ziehen Sie das Eis heraus, lassen Sie die Sole woanders ab, schmelzen Sie das Eis, wiederholen Sie. Jedes Mal wird der gefrorene Teil weniger salzig sein.
Für Trinkwasser haben sich alte Zivilisationen möglicherweise auf die Filtration verlassen – sie entfernt das Salz, lässt das Wasser jedoch hart zurück. In vielen Mittelmeerländern wird die „Technik“ noch heute eingesetzt – meist wird ein großer einheimischer Felsen in den Hof gehängt, Meerwasser wird in einer leichten Vertiefung darüber gegossen, das Wasser sickert durch den Felsen und ist trinkbar. Ich bin mir nicht sicher über die Lautstärke, aber es ist etwas, das ich verwendet habe.
Destillation war auch auf Schiffen weit verbreitet, The Resolution aus dem Jahr 1770 hatte „den neuesten Apparat zum Destillieren von Süßwasser aus Meerwasser“ – captaincooksociety.com
Der 'Ballochmyle'-Wasserfilter, um 1830, ein seltener kolonialer georgianischer Wasserfilter- Tropfstein , aus Sandstein und schmiedeeisernem Rahmen in hervorragendem Originalzustand mit Reservoir an der Basis.
( Quelle )
Es kommt auf die Orographie an..
Vielleicht können sie eine Windfalle bauen.
Das allgemeine Prinzip besteht darin, heißen und feuchten Wind irgendwie durch eine relativ kühlere Höhle (möglicherweise felsig) zu treiben. Dadurch schlägt sich ein Teil der Feuchtigkeit an den Wänden nieder, die in die unterirdische Zisterne geleitet werden.
Eine Klippe in der Nähe des Meeres, möglicherweise mit Blick nach Süden, mit einem Ufer, um flache Pools zu bauen, wäre ein großartiger Ort zum Bauen.
Es könnte (abhängig von den Besonderheiten der vorherrschenden Winde) etwas (Windmühlen?) Verwenden, um die Luft zu zwingen, die Höhle in die richtige Richtung zu durchqueren.
Ein wassergekühltes Gewächshaus nutzt die Verdunstungskühlung, die gleichzeitig für Feuchtigkeit im Gewächshaus sorgt. Dadurch wird der Wasserverbrauch reduziert. Die Kühlung funktioniert genauso gut mit Meerwasser. Die feuchte Luft kann nachts ausreichend abkühlen, um Kondensation zu erzeugen. Die aus den Kühlern austretende Sole kann zur Salzgewinnung verwendet werden und als Rohstoff für die Düngemittelindustrie dienen.
Dieses Modell wurde im Sahara-Waldprojekt vorgeschlagen
Wie viel Wasser brauchen wir eigentlich? Moderne Haushalte in Industrieländern verbrauchen ~150 l/d und Person. Dies ist nur der kleinste Teil des tatsächlichen Wasserverbrauchs. Eine vollständigere Zahl für den Wasserverbrauch muss das Wasser beinhalten, das für alle industriellen Prozesse, die Bewässerung von Pflanzen, die Versorgung von Tieren usw. benötigt wird. Wir betrachten also virtuelle Wasserdaten und den individuellen Wasserfußabdruck . Die untere Grenze scheint China mit 1000m³/Person zu sein. Ich werde mich auf die Beine stellen und sagen, dass eine alte Zivilisation etwa ein Drittel davon braucht – keine Industrie, und ich gehe von einigermaßen angepassten landwirtschaftlichen Praktiken aus. Auch dies rundet alles auf 1 m³/d Person ab.
Die Meerwasserentsalzung benötigt enorme Mengen an Energie. Die effizienteste thermische Technologie, die mehrstufige Schnelldestillation , benötigt 23–27 kWh/m 3 destilliertes Wasser. Umkehrosmose war früher halb so viel, aber Spitzentechnologien sollen ( Wikipedia , ich habe meine Zweifel) nur 3 kWh/m 3 betragen (einschließlich Energierückgewinnung aus Sole usw.).
Ich bin nicht davon überzeugt, dass eine alte Zivilisation diese Effizienz erreichen kann, daher würde ich davon ausgehen, dass der Energiebedarf um eine Größenordnung schlechter ist. Beachten Sie, dass die oben genannten Wirkungsgrade auf jahrzehntelanger engagierter Ingenieursarbeit beruhen, die auf Jahrhunderten allgemeiner Ingenieurskunst basiert. Für den Zweck dieser Antwort gehe ich einfach davon aus, dass die „technologische“ Entsalzung nicht in großem Maßstab oder als einzige oder Hauptwasserquelle implementiert wird. Was ist übrig?
Ihre Zivilisation kultiviert große, künstliche Salzwiesen . Die dort wachsenden Pflanzen werden als Futter, aber hauptsächlich wegen ihres Süßwassergehalts geerntet. Es gibt mindestens eine Pflanze , die in salzigen Lebensräumen wächst und als Futter verwendet werden kann, also ist es nicht völlig unmöglich.
Wie verwandelt man Gras in Wasser?
Die Sümpfe werden gründlich bewirtschaftet, sie müssen mit viel überschüssigem Salzwasser gespült werden, um überschüssiges Salz zu entfernen. Sie sind auch riesig: bei 1m³/d Wasser bedeutet ~1,5 t/d Gesamtmasse Gras! Wenn wir einen Ertrag von 25 t/ha annehmen (was unangemessen hoch ist, das ist Gras in der modernen Landwirtschaft (und gemäßigtem Klima)), würde jeder Mensch 15 ha Sumpfland benötigen! Wenigstens brauchen die Arbeitstiere kein zusätzliches Futter.
Dies sieht für mich immer noch nicht praktikabel aus, kann aber praktikabel werden, wenn ...
Sie könnten den Saft einer Pflanze ernten, so wie wir Kokosmilch und Kaktussaft ernten.
Sie könnten die Milch oder das Blut eines Tieres trinken, das Salzwasser trinken kann.
Sie könnten das Fleisch von Meerestieren wie Weichtieren essen und sich so Feuchtigkeit zuführen. Oder sie könnten sie in eine Presse pressen, wenn sie reichlich genug wären.
Sie könnten all diese Dinge tun.
Kurz gesagt, sie könnten bereits vorhandene biologische Filter nutzen. Es wäre vernünftig zu erwarten, dass sich die einheimische Flora und Fauna an die Bedingungen angepasst hatte und der Umwelt erfolgreich Wasser entziehen konnte.
Was ist mit einer großen Unterstandsschüssel, die aus dem Boden direkt am Rand eines Abgrunds hergestellt wurde, der durch die Schwerkraft auf natürliche Weise durch die Bodenschichten gefiltert wird, die an der Seite des Abgrunds in ein gesammeltes Becken sickern. Ich war einmal Teil eines Biofiltrationsprojekts, das verhinderte, dass giftige Asphaltablagerungen in die Vegetation regneten. Unser Team bekämpfte dies, indem es eine Reihe bestimmter Mineralien, natürlicher Filtermembranen und Anordnungen bestimmter toxinabsorbierender Pflanzen entlang der natürlichen Regenflusskanäle schichtete, die in das Grundwasser mündeten. Die Idee dahinter war, Schwermetalle aus dem Abfluss zu filtern. Vielleicht geht das natürlich auch mit Salz.
Die beiden am häufigsten verwendeten Methoden zur Entsalzung von Meerwasser sind: *Destillation *Umkehrosmose Beide sind in großem Maßstab möglich, wenn Ressourcen benötigt werden. Die Umkehrosmose würde wahrscheinlich die Unterstützung einer Fischereiindustrie erfordern, um Materialien für Osmosemembranen bereitzustellen, bis die Forschung geeignete Ersatzstoffe entwickelt. Wellenpumpen, die vor der Küste errichtet werden, könnten den Pumpenergiebedarf drastisch reduzieren, um beide Ansätze durchführbar zu machen. Mit Bojen konstruierte und mit Wellenpumpen ergänzte Parabolrinnen könnten die Möglichkeit bieten, sowohl Energie als auch Rohwasser zuzuführen.
Diese Art von Projekt kann mit kaum mehr als einer großen Belegschaft, Entschlossenheit und etwas Geschick im Umgang mit Töpferwaren, Keramik und Glasuren in Angriff genommen werden.
John
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Maciej
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