ลานซักล้าง

วิธีสร้างปืนใหญ่วอร์เท็กซ์วงแหวน

ปัญหาเรื่องความแห้งแล้งในช่วงนี้ เป็นเรื่องจริงจังในระดับ ไม่เห็นโลงศพ ไม่หลั่งน้ำตา ชีวิตความเป็นอยู่ในเมืองไทยขึ้นกับลมฟ้าอากาศ เรื่องที่เกี่ยวกับชีวิตนั้นดูค่าเฉลี่ยไม่ได้ แต่จะต้องทำให้แน่ใจว่าทุกพื้นที่สามารถอยู่ได้ ไม่เฉพาะในเขตชลประทานหรือเขตเมืองเท่านั้น

มีองค์ความรู้และงานวิจัย ตลอดจนการทดลองเรื่องการสร้างเมฆอยู่มากมายบนอินเทอร์เน็ต รวมทั้งเรื่องการทำฝนหลวงด้วย

จากการพิจารณาขั้นตอนของการทำฝนเทียม สถานการณ์ในปัจจุบันคงไม่เอื้ออำนวยเท่าไร เครื่องบินเริ่ม “ก่อกวน” ให้เมฆรวมตัวกันที่ระดับความสูงหมื่นฟุตซึ่งเป็นระดับเมฆชั้นกลาง (6,000-10,000 ฟุต) ปัญหาคือไม่มีเมฆชั้นกลาง (และไม่มีเมฆชั้นต่ำซึ่งเป็นระดับของการเกิดฝน) ทั้งนี้เป็นเพราะอากาศร้อนจัด

Lapse rate มีค่า 6.5°C/1000m หมายความว่าที่ความดันบรรยากาศปกติ ถ้าระยะสูงขึ้น 1 กม. อุณหภูมิที่ความสูงระดับนั้นก็จะลดลงประมาณ 6.5°C

ถ้าอุณหภูมิที่พื้นผิวเป็น 40°C การที่จะเริ่มกระบวนการสร้างเมฆแบบเย็น (ทำเมฆจากไอน้ำที่เย็นยิ่งยวด Supercool Liquid Water หรือ SLW) ก็จะต้องทำที่ระดับความสูงที่มีอุณหภูมิ -12°C ซึ่งคือ 52/6.5 ≈ 8 กม. หรือ ความสูงกว่าสองหมื่นหกพันฟุต

ซึ่งที่ความสูงระดับนั้น อากาศเบาบางแล้ว สงสัยว่าจะไม่สามารถใช้เครื่องบินทำฝนหลวงแบบของกระทรวงเกษตรได้(มั๊ง)

อ่านต่อ »

สำหรับการวิจัยเรื่องพลังงานลมนั้น เป็นที่รู้กันโดยทั่วไปว่ากำลังไฟฟ้าที่แปลงมาจากโมเมนตัมของลม มีค่าเป็น

kWh = (1/2)(ρ)(v³)(A)(E)(H)

• ρ (rho) คือความหนาแน่นของอากาศ ซึ่งมีค่า 1.165 kg/m³ ที่อุณหภูมิ 30°C และระดับน้ำทะเลปานกลาง
• v คือความเร็วของกระแสอากาศ
• A คือพื้นที่หน้าตัดของเครื่องแปลงพลังงาน (กังหันปั่นไฟ)
• E คือประสิทธิภาพในการดักจับพลังงานจลน์จากการไหลของกระแสอากาศ คิดต่อหน่วยพื้นที่(ให้เป็นหน่วยเดียวกับหน่วยของ A เช่นตารางเมตร) ค่าของ E ในทางทฤษฎีจะไม่สามารถเกิน 59.3% ซึ่งเรียกว่า Betz Limit ตัว E นี้ ในอุตสาหกรรมพลังงานลมเรียกว่าสัมประสิทธิ์กำลัง (Power Coefficient)
• H คือจำนวนชั่วโมงที่ปั่นไฟได้

ρ มีค่าคงที่; A ก็คงที่เพราะขึ้นกับรูปร่างทางกายภาพของใบพัดกังหัน; H อยู่นอกเหนือการควบคุม

มีตัว E ซึ่งมีงานวิจัยอยู่พอสมควรที่จะออกแบบกังหันลมอย่างไร จึงจะแปลงโมเมนตัมของลมให้เป็นพลังงานได้มากที่สุด เช่นเรื่องการออกแบบใบพัด

แต่ตัว v นั้น เรากลับยังคิดกันในแบบธรรมดาว่าเป็นเรื่องธรรมชาติ เมืองไทยไม่(ค่อย)มีลมแรง — ที่จริงแล้ว แม้มีลมไม่แรง ก็ทำให้แรงได้นะครับ เพียงแต่ต้องเลิกคิดถึงกังหันแบบที่คุ้นเคย

อ่านต่อ »

คนไทยอาจจะต่างคนต่างคิดกันไปคนละทาง แต่ผมคิดว่า enabler ที่สำคัญที่สุดที่จะขับเคลื่อนเมืองไทยคือพลังงานครับ เราคงไม่สามารถจะพึ่งพาการนำเข้าก๊าซธรรมชาติ และน้ำมันในระดับนี้ได้อีกต่อไป

บิล เกตส์ก็คิดว่าพลังงานเป็นเรื่องใหญ่ แต่เขาคิดว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจก จะนำโลกสู่ความหายนะ ดังนั้นจำเป็นต้องหาวิธีที่จะผลักดันโลกไปสู่การไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก (zero emission) ให้ได้ภายในปีพ.ศ. 2593 ปัญหาคือโลกมีเวลาถึงขนาดนั้นจริงหรือเปล่า

ดูรายงานคุณภาพอากาศทางภาคเหนือแล้ว รู้สึกได้ถึงความวิกฤติครับ จะให้ดีก็ควรจะทำฝน แต่ว่าก็มีปัญหาอีกว่ามันแล้งอย่างนี้ จะทำฝนได้อย่างไร

ก็เลยคิดวิธีการบ้าๆ บอๆ ขึ้นมา ซึ่งอาจใช้ได้ในห้องปิด กล่าวคือ ทำ ‘ถุงผ้า’ ที่ชุบน้ำให้เปียก มาครอบพัดลมตั้งโต๊ะหรือตั้งพื้นขนาด 12 นิ้ว เป่าลมลงไปในถุงเลย

ถ้าผ้าแห้ง ก็ชุบน้ำอีก

เมื่อเปิดลมแรงสุด ตามเรตติ้งของพัดลม จะได้ลม 650 ลบ.ฟุต/นาที หรือประมาณ 1100 ลบ.ม./ชั่วโมง แต่ถ้าจะให้อากาศหมุนเวียนทั่วถึงจริง ก็ควรจะหมุนได้สามรอบ ดังนั้นห้องปิดนี้ ก็ไม่ควรจะมีปริมาตรเกิน 366 ลบ.ม. (เช่น 10 x 14.5 x 2.5 เมตร) — ถ้าเกินจากนี้ ก็ใช้เพิ่มจำนวนพัดลมและถุงผ้าเปียก

ลมที่เป่าเข้าไปในถุง ก็จะถูกถุงผ้าเปียก กรองเอาฝุ่นละอองในอากาศเอาไว้ได้บ้าง — สำคัญอยู่ที่ว่าอากาศในห้องที่กรองแล้ว ก็อย่าให้อากาศที่มีฝุ่นละอองภายนอกเข้ามาปน

ถุงผ้าเปียกที่ใช้ สามารถทำให้ยาวเป็นถุงกาแฟได้ เพื่อลด back pressure ของพัดลม

ควรจะทราบไว้ก่อนว่าวิธีการนี้ ทำให้น้ำระเหยเป็นไอ ซึ่งจะทำให้ห้องมีความชื้นสูงขึ้นครับ

อ่านต่อ »

การประกวด “การออกแบบนานานชาติอินชอน” Incheon International Design Awards สำหรับปี 2010 ซึ่งประกาศผลแล้ว มีนวัตกรรมอยู่อันนึ่งซึ่งน่าสนใจ คืออิฐเก็บน้ำจากเกาหลีครับ

อิฐบ้านเราก็เป็นอิฐทื่อๆ เช่นอิฐมอญ อิฐบล็อค บางทีก็ใช้วัสดุอื่นเช่น ดิน+ทราย+ปูน ผสมคลุกเคล้าแล้วอัดเป็นก้อน บางทีก็ทำบล็อคให้เรียกก้อนตรงเอาไว้ก่อเป็นกำแพง บางทีก็ทำบล็อคโค้งให้ก่อแล้วเป็นส่วนโค้ง

การออกแบบของเกาหลี เซาะร่องด้านหนึ่งเป็นรางเพื่อเก็บกักน้ำฝน จะทำให้น้ำฝนที่มาปะทะกับอิฐบล็อคไหลมารวมกัน เพื่อที่ง่ายต่อการกักเก็บครับ

วัสดุเค้าก็ใช้วัสดุเหลือใช้เช่นเศษใบไม้ และเศษพลาสติก นำมาป่นให้เป็นผง แล้วนำมาอัดรวมกัน ใช้ใยไฟเบอร์ธรรมชาติในใบไม้มาผสมกับพลาสติก ซึ่งเมื่อนำมาอัดแล้ว สามารถยึดไฟเบอร์ไว้ด้วยกันได้

น้ำฝนที่มาปะทะกับอิฐ ไหลลงมาตามร่อง ทำให้สามารถรวบรวมไปเก็บไว้ใต้ดิน เพื่อนำน้ำที่ไม่ต้องกรองหรือบำบัดไปใช้

เวลาเราพูดถึงเศรษฐกิจสร้างสรรค์ มันก็ยังเลื่อนลอยอยู่ในหมู่นักคิด ไม่สามารถจะขับเคลื่อนไปไหนได้เพราะคนโดยทั่วไป ไม่เข้าใจว่ามันดียังไง

อ่านต่อ »

องค์กรอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (FAO) ได้แนะนำวิธีลดอุณหภูมิพืชผลทางการเกษตรไว้ในเว็บ Small-Scale Postharvest Handling Practicesซึ่ง ผมเลือกแปลมา ทุกวิธี ใช้หลักการ Evaporative Cooling ซึ่งอาศัยการระเหยของน้ำ มาลดอุณหภูมิได้บ้าง บางทีได้ 1-2°C บางทีอาจได้ถึง 5-6°C แล้วแต่สภาพแวดล้อมครับ

อ่านต่อ »

อะไรมันจะขนาดนั้นก็ไม่รู้ การทำความเย็นโดยไม่ใช้ไฟฟ้านั้น สามารถใช้ข้อเท็จจริงที่ว่าการระเหยของน้ำ จะดูดความร้อนออกไป ดังนั้นหากมีลมไหลผ่านน้ำ โดยทำให้น้ำระเหย น้ำจะดูดความร้อนจากอากาศ ทำให้อากาศเย็นลง (หรือเย็นขึ้นหว่า)

ดังนั้น ในห้องปิดที่ประตู หากดูดอากาศออกทางหลังคา โดยเอาตะแกรงกรงไก่สองชั้นที่ตรงกลางใส่ถ่านไม้ แล้วเอาน้ำรดถ่านไม้ บังคับให้ลมไหลผ่าน อากาศในห้องก็จะเย็นลง; ส่วนการดูดอากาศออกทางหลังคานั้น สามารถใช้ความร้อนนำผ่านกระบอกไม้ไผ่ได้

อ่านต่อ »

เอาน้ำใส่เข้าไปในอากาศ ไม่แน่ว่าน้ำจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อน เป็นหมอก น้ำค้าง หรือเมฆ

ไอน้ำจะรวมตัวกันเป็นหยดน้ำหรือไม่ ขึ้นกับอุณหภูมิ ความดัน และความชื้นสัมพัทธ์ด้วย ตอนย่ำรุ่งซึ่งพื้นดินมีอุณหภูมิต่ำกว่าช่วงกลางวันหรือหัวค่ำ จะมีจุดดิวพอยท์ (Dew Point) ต่ำกว่า เพราะบรรยากาศมีอุณหภูมิต่ำกว่า เพราะว่าดินแผ่ความร้อนจากการที่โดนแดดเผามาทั้งวันออกไปแล้ว

มีเกณฑ์คร่าวๆ คือเมื่อระยะสูงขึ้นทุกพันฟุต อุณหภูมิจะลดลงประมาณสี่องศา และดิวพอยท์ลดลงสององศา เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่าดิวพอยท์ อากาศก็ไม่สามารถจะอุ้มความชื้นที่มีอยู่ไว้ได้ และน้ำจะรวมตัวกันเป็นละอองน้ำเล็กๆ ซึ่งโดยทั่วไปเราเรียกว่าเมฆ ถ้าอยู่ต่ำติดดินก็เป็นหมอก หรือน้ำค้าง

เมื่อใช้ Vortex นำละอองน้ำขึ้นไปในอากาศ จะทำให้ความชื้นสัมพัทธ์ในบริเวณนั้นขึ้นไปสูงมาก ทำให้ดิวพอยท์ขึ้นไปใกล้เคียงกับอุณหภูมิของบรรยากาศ ทำให้ความชื้นในบรรยากาศกลั่นตัว

ดังนั้น น้ำที่ส่งขึ้นไปกับ Vortex ซึ่งแม้มีปริมาณไม่มาก แต่ก็จะไปเหนี่ยวนำให้ไอน้ำในอากาศ (ที่มีอยู่แล้วแต่เรามองไม่เห็น) รวมตัวกันเป็นเมฆ หมอก หรือน้ำค้าง

ยิ่งกว่านั้น ความร้อนและลมหมุนที่นำละอองน้ำและความชื้นขึ้นไปในอากาศ ก็ขึ้นไปตรงๆ ซึ่งด้วยโครงสร้างนี้ อาจช่วยให้ก่อตัวเป็นเมฆ Cumulonimbus (Cb) ซึ่งคือเมฆที่จะก่อตัวเป็นเมฆฝนได้ง่าย

อ่านต่อ »

ถ้าเก็บไว้ผิวดิน ก็มีโอกาสระเหยไปได้มาก แต่ถึงระเหย ก็ยังดีกว่าไม่เก็บอะไรไว้เลยนะครับ

ผู้เฒ่า Anupam Mishra จากทะเลทราย Golden Desert ในอินเดีย มาเล่าให้ฟังถึงภูมิปัญญาโบราณ ซึ่งเก็บน้ำฝนจากพื้นที่ที่มีฝนตกเพียง 16 นิ้วต่อปี (400 มม./ปี ครึ่งเดียวของอีสานในปีที่แล้งจัด) แต่เขาเก็บน้ำไว้ทุกหยด จากทุกหลังคา ทุกพื้นที่ เอาไปรวมกันในบ่อใต้ดินส่วนกลาง

น้ำฝนที่ตกลงมา 2 มม. (ตกแบบไม่ตั้งใจตก) ถ้ามีพื้นที่รับน้ำ 10 ไร่ คิดเป็นน้ำหนักน้ำฝน 32 ตัน หรือเป็นปริมาตร 32 คิว ให้สูญเสียจากการซึมลงไปในดินเสียสามในสี่ ก็ยังได้น้ำถึง 8 คิว — ถ้าใช้หลังคารับน้ำบ้านเรือน ก็จะได้เป็นน้ำอุปโภคบริโภคทั้งหมด

ผมนึกถึงพื้นที่ภูเขาแถวสถานปฏิบัติธรรมผาซ่อนแก้วนะครับ ระดับน้ำใต้ดิน (water table) ลึก 150 เมตร แต่ถ้าให้ภูเขารับน้ำ เก็บไว้ในห้องใต้ดินที่ดาดคอนกรีต จะใช้ไฟฟ้าสำหรับสูบน้ำ ต่ำกว่าที่ใช้อยู่เยอะแยะ บางทีอาจไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเลย ถ้าสร้างห้องเก็บน้ำไว้บนภูเขา ให้สูงกว่าผาซ่อนแก้ว

อ่านต่อ »