霧の収集
チリ、アタカマ砂漠、アルト・パタチェのアトラパニエブラ（霧の収集）

霧収集（フォグハーベスティング）は、霧から水を採取する方法で、大きな垂直のメッシュネットを使用して霧の水滴を下の溝に向かって流します。この装置は、霧フェンス、霧コレクター、または霧ネットとして知られています。結露により、空気中の大気中の水蒸気が冷たい表面で凝結し、露と呼ばれる液体の水滴になります。この現象は、植物の葉や草の葉など、薄く平らな露出した物体で最も観察できます。露出した表面が熱を空に放射して冷却されると、大気中の水分が蒸発できる速度よりも速い速度で凝結し、水滴が形成されます。[ 1 ] [ 2 ]

水は平行に並んだワイヤーの上で凝結し、網の底に集まります。これは外部からのエネルギーを必要とせず、温度変化によって自然に促進されるため、開発途上地域での設置に適しています。「霧フェンス」という用語は、フェンスに似た長方形の形状に由来しますが、霧集光器はこの構造形式に限定されません。[ 3 ]霧集光器の効率は、網の材質、穴とフィラメントのサイズ、化学コーティングによって決まります。霧集光器は、その効率に応じて、空気中の水分の2%から10%を集光できます。[ 4 ]理想的な設置場所は、霧が発生しやすい冷水流に近い高地の乾燥地域であり、霧集光器は最高の収量を生み出すことができます。[ 3 ]

歴史的起源

自然または人工的なプロセスによる露や結露の組織的な収集は、古代から行われてきました。植物の茎に溜まった結露を小規模に飲むこと（今日でもサバイバリストによって行われています）から、アタカマ砂漠やナミブ砂漠のように雨が降らない状況での大規模な自然灌漑まで、様々な形態があります。最初の人工的な霧収集器は、インカ帝国にまで遡ります。そこでは、結露を利用するために木の下にバケツが置かれていました。[ 5 ]

ウクライナの古代の石積み、イングランド南部の中世の露池、ランサローテ島の平原にある火山岩の蓋など、いくつかの人工の装置は、いずれも露を捕らえる装置である可能性があると考えられてきました。

霧収集に関する最初の記録の一つは、1969年に南アフリカの空軍基地の水源として行われたものです。このプロジェクトは、それぞれ100平方メートル（1000平方フィート）のフェンス2つで構成されていました。14ヶ月にわたる研究期間中、この2つのフェンスから1日平均11リットル（2.5ガロン）の水が採取されました。これは1平方メートルあたり110ミリリットル（1平方フィートあたり⅓液量オンス）に相当します。次に大規模な研究は、 1987年にチリ国立カトリック大学とカナダの国際開発研究センターによって実施されました。北イタリアに48平方メートル（520平方フィート）の霧フェンス100枚が設置されました。このプロジェクトにより、1平方メートルあたり平均0.5リットル（1平方フィートあたり1.5液量オンス）、または300人の村人一人当たり1日33リットル（8ガロン）の水を供給することができました。[ 3 ]

自然の中で

霧収集器は、昆虫や葉が水を集める手段として自然界で初めて発見されました。ナミブ砂漠の甲虫は、親水性（水を引き寄せる）領域と疎水性（水をはじく）領域が交互に存在する羽の表面に水滴を結露させて生きています。レッドウッドの森は、針葉樹に結露した水が根系に滴り落ちることで、限られた降雨量でも生存することができます。[ 3 ]

霧収集器の部品

霧収集器は、フレーム、メッシュネット、トラフまたは盆の 3 つの主要部分で構成されています。

フレームはメッシュネットを支え、ステンレス製のポールから竹まで、様々な素材から作ることができます。フレームの形状は様々で、直線型、フェンスのような形状、円筒形などがあります。直線型フレームは長方形で、垂直の端点が地面に埋め込まれています。安定性を確保するために、上部にロープの支柱が接続され、地面に杭で固定されています。[ 6 ]

メッシュネットは水滴の結露が発生する場所です。これは、小さな開口部を持つフィラメントを編み込んだもので、結露を促進する化学物質が塗布されています。メッシュ構造には、発展途上国で現地調達可能な日よけ布が使用されています。フィラメントは親水性と疎水性にコーティングされており、水を引き付けたりはじいたりすることで結露を促進します。[ 3 ]これにより、空気中の水分の2%を捕捉できます。フィラメントのサイズと穴が小さいほど、効率は向上します。最適なメッシュネットは、髪の毛3～4本分の大きさのステンレス鋼フィラメントと、フィラメントの2倍の大きさの穴で作られています。ネットには、水滴の接触角ヒステリシスを低減する化学物質が塗布されており、これにより、より多くの小さな水滴が形成されます。このタイプのネットは、空気中の水分の10%を捕捉できます。[ 4 ]

霧柵の網の下には、水を集めるための小さな樋があります。水は樋から貯水容器や灌漑システムに流れ、そこで利用されます。霧柵が円形の場合は、水は網の底に設置された受皿に集められます。[ 6 ]

原理

霧は通常、1立方メートルあたり0.05～1グラム（1立方ヤードあたり3/5～12グレイン）の水分を含み、[ 7 ]粒子径は1～40マイクロメートルです。霧はゆっくりと沈降し、風によって運ばれます。そのため、効果的な霧よけフェンスは、卓越風に面して設置する必要があり、風は堅固な壁の周りを流れ、霧も運んでしまうため、目の細かいものでなければなりません。

霧の中の水滴はメッシュに付着します。2枚目のメッシュが1枚目のメッシュに擦れ合うことで、水滴は合体し、メッシュの底へと流れ落ちます。そこで水は集められ、排出されます。

メリットとデメリット

利点

水は、地球上で最も乾燥した場所の一つであるアタカマ砂漠のような極度に乾燥した環境を含む、あらゆる環境で収集できます。[ 4 ] 収集された水は地下水よりも安全に飲用できます。霧収集は、外部からのエネルギーを必要とせず、網を清潔に保つために時々ブラッシングするだけでよいため、メンテナンスの手間が少ないと考えられています。部品は発展途上国で現地調達できる場合があり、そのため、集水器が故障しても修理することができ、放置されることはありません。集水器の修理には、専門的な訓練は必要ありません。霧収集器は、他の水資源と比較して導入コストが低く抑えられます。[ 6 ]

デメリット

霧柵の水量は地域の気候や地形によって制限されており、需要に応じて供給を増やすことはできません。水量は年間を通して一定ではなく、地域や地球規模の気象変動（エルニーニョ現象など）の影響を受けます。また、風で運ばれる塵、鳥、昆虫によって水が汚染される可能性もあります。集水した水分は、網目上でカビやその他の有毒な微生物の繁殖を促進する可能性があります。[ 6 ]

現代的な方法

1980年代半ば、カナダ気象局（MSC）はケベック州のモン・サットンに大型の霧集水装置の建設と設置を開始しました。この簡素な装置は、支線で支えられた2本の6メートル（20フィート）の木の棒の間に張られた大きなキャンバス（通常、長さ12メートル、高さ4メートル）と、その下に長い溝で構成されていました。霧から水がキャンバス上で凝縮し、水滴となって滑り落ち、キャンバスの底から滴り落ち、下の集水溝に流れ込みます。

密集した都市部では、同じメッシュ技術をファサード、屋根のフィン、またはブリーズ・ソレイユに直接埋め込むことで、建物の外壁自体が集水装置となる。このようなシステムは、建物一体型霧集水装置（BIFC）として知られている。[ 8 ]

チリプロジェクト

カナダのプロジェクトの目的は、霧収集装置を使用して収集した霧の成分を研究することだけだった。しかし、その成功は、チリ国有林業公社 ( CONAF ) とチリ・カトリック大学の科学者が、南半球の冬にチリ北部の海岸を覆うカマンチャカまたはガルーア雲を利用することに興味を持つきっかけとなった。国際開発研究センター(IDRC) の資金提供を受けて、MSC はチリ人と協力し、チリ北部のエル・トフォ山でさまざまな設計の収集施設の試験を開始した。完成すると、約 50 のシステムが設置され、森林再生の一環として丘の斜面に苗木を灌漑するために使用された。植生が定着すると、南米の多くの雲霧林のように、自立したシステムとして繁栄するために、植生は自ら霧を集め始めるはずだった。[ 9 ]

植林プロジェクトの成功は不透明だが、プロジェクト開始から約5年後、近隣のチュングンゴ村は、山から町へ下るパイプラインの敷設を強く求め始めた。これはCONAFの管轄外であったものの（CONAFはこの時点で撤退した）、チュングンゴ村の住民300人に水を供給するため、集水施設をナイロンメッシュ集水器94台、予備タンク、配管に拡張することで合意した。[ 3 ]

IDRCの報告によると、10年後の2002年には、残っていた装置はわずか9台で、システム全体の状態は非常に悪かったとのことです。[ 10 ]一方、MSCの記事では、施設は2003年時点でも完全に機能していたと述べていますが、その根拠となる詳細は示されていません。2003年6月、IDRCはエル・トフォの施設を復活させる計画があると報告しました。[ 10 ]

2025年初頭、チリの研究者たちは、霧から水を大規模に採取することで、世界で最も乾燥した都市の一部に飲料水を供給できる可能性があるという結論に達しました。研究者たちは、アタカマ砂漠の海岸沿いに位置するアルト・ホスピシオで霧採取を実施しました。ここは地球上で最も乾燥した地域の一つです。この地域の年間平均降水量は4.8mm未満で、貧困率の高さとトラックによる水供給への依存など、深刻な社会課題に直面しています。[ 11 ]

ダル・シ・ハマド

霧の採取について語る Dar Si Hmad チームの Lafram 氏

2015年3月、モロッコのNGOであるダル・シ・ハマド（DSH）は、アンティアトラス山脈に大規模な霧集水・配水システムを構築しました。[ 12 ] DSHが活動した地域は水資源が乏しいものの、年間6ヶ月間は豊かな霧に覆われています。[ 13 ] DSHのシステムには、 SMSメッセージで水システムを監視する技術が組み込まれていました。これらの機能は、霧の集水がこれらの農村地域の社会構造に与える影響に対処する上で非常に重要でした。[ 14 ] MITの研究者によると、DSHが実施した霧集水方法により、「霧の集水効率が約500%向上した」とのことです。[ 15 ]

国際使用

チュングンゴでの霧収集プロジェクトは明らかに失敗に終わったものの、この方法は世界中のいくつかの地域で受け入れられている。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]国際露利用機構 (IOU) は、雨や霧で年間を通して水需要を賄えない地域向けに、箔を使った効果的な凝縮器の開発に取り組んでいる。プロジェクトが最初に成功して間もなく、参加組織の研究者らは非営利団体 FogQuest を設立し、イエメンとチリ中央部に運用施設を設置した。また、グアテマラ、ハイチ、ネパールでも評価が進められており、今回はプロジェクトが将来も続くよう、地域社会の継続的な関与をより重視している。現在、世界で合計 25 か国の村で霧収集施設が稼働している。このシステムは、以前は乾燥していた土地に濃い植生を生やすために使用できる可能性がある。安価な収集装置は今後も普及すると見られる。ペルーでは霧捕集装置を設置する試みが何度か行われており、成功の度合いは様々である。[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]

参照

参考文献

  1. ^ 「霧の収集家：薄い空気から水を採取する」 State of the Planet誌、2011年3月7日。 2023年1月23日閲覧。
  2. ^ 「1.3 霧の採取」 www.oas.org . 2023年1月23日閲覧。
  3. ^ a b c d e fフェッセヘイ、マッシー;アブドゥル・ワハブ、サバ州 A.サベージ、マイケル・J。コーラー、トーマス。ゲレズギヘル、ツェガイ。ハンス・フルニ (2014)。 「地域利用のための霧水採取」。再生可能エネルギーと持続可能なエネルギーのレビュー。29 : 52– 62。Bibcode : 2014RSERv..29...52F。土井：10.1016/j.rser.2013.08.063。ISSN 1364-0321。 
  4. ^ a b cチャンドラー、デイビッド・L. (2013年8月30日). 「薄い空気から真水を得る方法」 . MITニュース.
  5. ^ Cisneros, Luis Jaime (2009年11月12日). 「ペルーのスラム街で霧に捕まる」 .デイリー・テレグラフ. ザ・テレグラフ. ISSN 0307-1235 . 2017年10月17日閲覧。 
  6. ^ a b c d「1.3 霧の採取」ラテンアメリカとカリブ海地域における淡水増強のための代替技術資料集、米州機構事務局持続可能開発・環境ユニット、1997年。
  7. ^ 「FogQuest: Sustainable Water Solutions FAQ」 。 2011年7月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年8月26日閲覧。
  8. ^ Caldas, Luisa; Andaloro, Annalisa; Calafiore, Giuseppe (2018). 「建物外壁を用いた霧からの集水：パートI」 . Water and Environment Journal . 32 (4): 493– 499. Bibcode : 2018WaEnJ..32..493C . doi : 10.1111/wej.12335 .
  9. ^ 「1.3 霧の採取」 www.oas.org . 2020年5月1日閲覧。
  10. ^ a bカーキー、ジェニファー、ソルタン、サハル・バニ。「適切な技術 - チリのエル・トフォにおける霧の収集」。{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です
  11. ^ Gill, Victoria (2025年2月20日). 「霧の採取は乾燥地帯の都市に水を供給できる可能性がある」 BBCニュース. 2025年2月20日閲覧。
  12. ^ 「ビーコンプロジェクト：霧から水を集める」Dar Si Hmad 。
  13. ^ 「霧よけネットの活用」ミュンヘン再保険財団。
  14. ^ファーナム、レベッカ・L. (2015年11月24日). 「北アフリカ：女性に対する暴力を阻止するための小さな光明」 The Conversation .
  15. ^ a bトートーギ「霧の採取は世界の水危機の解決に役立つか？」ニューヨーカー誌、2015年3月25日
  16. ^リオバ、ベンソン霧収集業者がケニアで水不足を解消、しかし将来は不透明ロイター2016年3月25日
  17. ^ニールド、デイビッドイエメンは霧を集めることで深刻な水不足と闘っているサイエンスアラート2016年3月25日
  18. ^ Ojani, Chakad (2022-06-01). 「大気懸濁液中の水：民族誌と思弁的リアリズムの接触領域」 .社会分析. 66 (2): 62– 84. doi : 10.3167/sa.2022.660204 . ISSN 0155-977X . S2CID 252606441 .  
  19. ^ Ojani, Chakad (2021年2月). 「ペルー、リマにおける霧の捕獲をめぐる（存在論的）政治」 . Anthropology Today . 37 (1): 13– 16. doi : 10.1111/1467-8322.12629 . ISSN 0268-540X . S2CID 234071344 .  
  20. ^ Ojani, Chakad (2023-06-01). 「小ささと小型デバイスのヒューリスティック：ペルー、リマにおけるフォグキャッチャーのスケールダウンとスケールアップ」 . Social Anthropology/Anthropologie Sociale . 31 (2): 39– 53. doi : 10.3167/saas.2023.310204 . ISSN 0964-0282 . S2CID 259700931 .  
  21. ^ Ojani, Chakad (2021年9月22日). 「捕獲の生態学：ペルー沿岸部における無からの土地所有権の創出」 . Ethnos . 89 : 80–99 . doi : 10.1080/00141844.2021.1965643 . ISSN 0014-1844 . S2CID 240528338 .  
  22. ^オジャニ、チャカド (2022). 「リマにおける思弁的関係：霧の捕獲と民族誌の限界との遭遇」HAU: 民族誌理論ジャーナル. 12 (2): 468– 481. doi : 10.1086/720367 . S2CID 253268268 . 
  23. ^オジャニ、チャカド (2023). 「霧を捕らえる可能性：ペルーにおける地表に触れる雲という物質的（不）可能性」 .文化人類学. 38 (2): 225– 250. doi : 10.14506/ca38.2.03 .

出典

さらに読む

ウィキメディア コモンズには、霧収集家に関連するメディアがあります。
ウィキバーシティには雨水採取/霧採取に関する学習リソースがあります
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