Unikátní technologické řešení vycházející z principu „chytré“ biotické pumpy – Smart biotic pump – mohou pomoci zachránit rozsáhlé oblasti světa trpící dnes akutním nedostatkem vody (například údolí Arava Valley na izraelsko-jordánské hranici, či emirát Fudžajra), pocházejí z Česka!

I proto se první mezinárodní Smart Biotic Pump SUMMIT PRAGUE 2018, jehož iniciátorem a organizátorem summitu byla česká společnost Consilia Futura Europa, uskutečnil právě v Praze letos v říjnu.

Chcete vodu? Pěstujte lesy!

Jedním z hlavních cílů summitu bylo zahájení činnosti neziskové organizace World Smart Biotic Pump Platform, jež bude znalostním garantem a reprezentantem holistického řešení Smart Biotic Pump.

Summitu se m. j. zúčastnili objevitelé přírodního jevu biotické pumpy Dr. Anastassia M. Makarieva (Petersburg Nuclear Physics Institute), profesor Antonio Donato Nobre (Earth System Science Center of the National Institute for Space Research Brazil) a další vědci Jižní Ameriky, Evropy a Izraele.

“Summit jednoznačně potvrdil motto konceptu Smart Biotic Pump: Chcete vodu? Pěstujte lesy! Tím, že potvrdil klíčový problém lidstva, kterým je VODA, splnil zcela naše očekávání. Summit zahájil na půdorysu našeho konceptu Smart Biotic Pump mezioborovou spolupráci mezi biology, klimatology, biotiky , techniky, stavaři, energetiky a vodohospodáři na celosvětové úrovni,“ hodnotí akci Ing. arch. Hynek Gloser, Ph.D., představitel Consilia Futura Europa.

Skoro o desetinu světových lesů jsme přišli Jen za posledních 17 let

Platforma bude sdružovat světové vědecké a expertní špičky, dlouhodobě se podílející na aplikovaném výzkumu a experimentálním vývoji jednotlivých komponent trvale udržitelného řešení pro zajištění dostatku sladké vody v oblastech sužovaných suchem po celém světě.

Jednou z nich je i Dr. Antonio Donato Nobre, účastník pražského summitu a vedoucí vědecký pracovník brazilského INPA – Národního institutu pro výzkumu Amazonie, jedné z nejvýznamnějších světových organizací pro průzkum tropických pralesů.

Brazilský vědec zastává také funkci hostujícího vědce INPE, brazilského Národního institutu pro výzkum vesmíru, kde vede skupinu terénních modelů Centra věd o pozemských systémech.

Antonio Donato Nobre již léta zkoumá „geniální systémy“ Amazonky. Jeho práce ilustruje složitost tohoto regionu a jeho křehkost na pozadí změn klimatu.

„Čeká nás mnoho práce na průsečíku atmosférické vědy a ekologie. Již dnes je prokázáno, že lesy ovlivňují dešťové srážky a tím i klima celého kontinentu. Přesto došlo od roku 2001 do roku 2017 celosvětově ke ztrátě stromů na ploše 337 mega hektarů, což od roku 2000 snížilo celosvětovou plochu lesů o 8,4 procenta.

Největší úbytek lesů byl zaznamenán v Rusku, Brazílii, USA a Indonésii,“ upozornil Dr. Nobre ve své přednášce s názvem Lesy jako hlavní přehlížený klimatický faktor..

Koloběh vody inspiroval vědce

Smart Biotic Pump vychází z principu přirozeného koloběhu vody, jehož základem v přírodě je sluneční energie, proudění a gravitace. Sluneční paprsky dopadající na povrch planety způsobují vypařování vody.

Teplý vzduch nasycený vodní párou stoupá vzhůru a je unášen vzdušnými proudy. Ve vyšších polohách se vzduch ochlazuje, tvoří se mraky a ve finále přichází déšť či sníh, který díky gravitaci spadne zpět na povrch planety.

Nejvíce vody se odpaří ze světových oceánů a mnoho vody vypařené nad oceánem vyprší zpět do oceánu. Jen asi 10 procent je unášeno nad pevninu v rámci „velkého koloběhu vody“ mezi oceánem a pevninou. Ale samozřejmě se voda odpařuje i z pevnin a vodních ploch na nich a zároveň vyprší nad pevninou tzv.

„malý koloběh“. Z pevniny pak voda odtéká zpět do moře.

Tajemství chytré biotické pumpy

A jak vlastně smart biotic pump funguje? Všichni víme, že pro náš život potřebujeme sladkou vodu, kterou nám přináší déšť neboli vertikální srážky. „Málo se však ví to, že země získává vodu i pomocí biotické pumpy, absorbování vody ze vzdušné vlhkosti a její převod do podloží.

Jde o změny tlaku, intercepci a horizontální srážky. Například v lese v mírném pásmu naprší za rok stejné množství vody (1200 mm/m2), jaké les vypije ze vzduchu,“ pokračuje Hynek Gloser.

Abychom však mohli pěstovat volnou vegetaci, je nutné zvýšit vlhkost vzduchu a dostat do krajiny vodu. Na počátku řešení v suchých oblastech je k dispozici jen voda mořská, kterou přivedeme do území pomocí vodních koridorů. Čerpáním pak dostáváme vodu do výše položených velkých vodních nádrží.

Akabský záliv poskytne vodu

Prvním krokem při budování inteligentní biotické pum­py je umělé zvýšení vzdušné vlhkosti v údo­lí Arava, neboť více vlhkosti a více oblaků přinese více rosy a více dešťů. „Zvýšení vlhkosti chceme dosáhnout při­vedením, zadržováním a distribucí přírodní i vyrobené slané i sladké vody v krajině.

Volné vodní plochy, které jsou zahřívány sluncem, tvoří přirozené akumulátory tepel­né energie. A v závislosti na své teplotě a teplotě okolního vzduchu působí jako kon­denzátory či výparníky,“ vysvětluje Hynek Gloser.

Údolí Arava tak budou tvořit i nově budované vodní koridory, umělá jezera, přehrady a pla­vební komory s vodními výtahy. Soustava je plněna vodou z Akabského zálivu Rudého moře a je transferována do Mrtvého moře a na další potřebná místa.

Tento ucelený vodohospodářský systém bude – výhradně pomocí obnovitelných zdrojů energie – zajišťovat dostatek vody pro sta­bilizaci hladiny a zastavení úbytku vody v Mrtvém moři.

Dále také vodu pro odsolování v místě užití a pro zvýšení vlhkosti celého rozsáhlého území Aravského údolí.

Jak ale přivést vodu do pustiny?

Správná otázka. Zaprvé na to potřebujeme hodně energie. Tu získáme z obnovitelných zdrojů, zejména z fotovoltaických a větrných elektráren. Energii ale nezískáváme jen pro čerpání vody do přehrad, ale i pro běžný život obyvatel, průmysl a zemědělství.

Fotovoltaika i vítr jsou výkonově nestabilní zdroje a potřebují mnoho energie ukládat na pozdější dobu. K tomu slouží voda v přehradách propojených mořem do hydraulického obvodu a osazených přečerpávacími vodními elektrárnami. Ty ve dne čerpají vodu a v noci tatáž voda vyrábí elektřinu.

„Energii a hydraulický tlak z přehrad využijeme pro výrobu sladké vody v odsolovacích zařízeních. Ta můžeme umisťovat co nejblíže jejich spotřebě, protože mořskou vodu máme rozvedenou v krajině.

Část odsolené vody je ukládána do podzemních jeskyní k umělé mineralizaci. Následuje vybudování distribuční vodovodní a sběrné kanalizační sítě, včetně biologické čistírny odpadních vod. Vyčištěné odpadní vody slouží k zalévání zeleně a zejména k pěstování rostlin v hydroponických sklenících,“ říká Hynek Gloser, autor projektu.

Ani kapka vody nazmar!

Finále tohoto unikátního řešení spočívá v postupném ozeleňování krajiny. Tento proces potřebuje humus a vědecky stanovenou skladbu vzájemně se podporujících rostlin. „Musíme vytvořit souvislý vegetační pokryv, což je kombinace vhodných rostlin.

Od malých nízkých travin a křovin až po stromy. Inteligentní biotická pumpa je nejúčinnější, když stromy tvoří souvislý pokryv v řádech stovek hektarů a dosahují výšky alespoň 10 metrů. Pak začíná fungovat termoregulační princip teplejších korun a chladnějšího prostoru u kořenů.

Tím se nastartuje cyklus nasávání horizontálních srážek,“ upřesňuje Hynek Gloser.

Inteligentní biotickou pumpu musí řídit multiagentní systémy vybavené umělou inteligenci. „Tady platí naprosto striktně: Ani kap­ka nazmar! Proto mimo jiné navazujeme i na zkušenosti Izraele, který je lídrem v hospodaření s vodou v suchých oblastech,“ dodává autor projektu.

Na jeho konci je zdravá a funkční vegetace v krajině, dostatek energie, sladké a pitné vody i záhony zeleniny v hydroponických sklenících. Ve stínu stromů si vychutnáte šálek čaje…

Pražský summit se uskutečnil s odborným přispěním ČVUT, ČZU a MENDELU, pod záštitou europoslance Jana Zahradila, senátora Tomáše Jirsy a poslankyně parlamentu ČR Ilony Mauritzové.

Kamil Miketa