Suitability of Atmospheric Water Harvesting (AWH) techniques for the climatic conditions of Pakistan: A case study
Description
This study explores the viability of Atmospheric Water Harvesting (AWH) techniques as a cost-effective solution for alleviating drinking water scarcity in Pakistan, considering its diverse climatic conditions.The future prospects of AWH techniques are evaluated in terms of their ability to offer independence from traditional water sources, climate resilience, self-sufficiency, emergency response capabilities, agricultural applications, and promotion of renewable and sustainable development.Specifically, the study focuses on the Vapor Compression Refrigeration (VCR) cycle and the Warka Water Tower (WWT) as potential AWH solutions.The VCR technique demonstrates a water production capacity of 18.3 L/day, achieved by utilizing relative humidity ranging from 60% to 80% and ambient temperatures between 15°C to 35°C.WWT harnesses atmospheric resources such as relative humidity, fog, and dew water, making it a viable option for water production in remote areas, including mountainous and desert regions.Under minimal favorable climatic conditions characterized by relative humidity between 60% to 75% and temperatures ranging from 20°C to 40°C.WWT can generate up to 100 L/day (26.4 gallons) of safe drinking water.The portability and cost-effectiveness of the WWT, facilitated by its use of biodegradable construction materials, make it an attractive solution that can be easily relocated as required.This study underscores the VCR technique as the optimal AWH solution for Pakistan's arid, semi-arid, and coastal regions due to its efficient operation, reasonable initial investment cost, and favorable Return on Investment Period (RIP) 7 to 8 months, with water production cost 40-45 Rs/L.Additionally, the WWT exhibits significant potential of providing safe drinking water in remote areas.These findings contribute to the development of effective AWH technologies tailored to the unique climatic conditions of Pakistan.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تستكشف هذه الدراسة جدوى تقنيات حصاد المياه في الغلاف الجوي (AWH) كحل فعال من حيث التكلفة للتخفيف من ندرة مياه الشرب في باكستان، بالنظر إلى ظروفها المناخية المتنوعة. يتم تقييم التوقعات المستقبلية لتقنيات حصاد المياه في الغلاف الجوي من حيث قدرتها على توفير الاستقلال عن مصادر المياه التقليدية، ومرونة المناخ، والاكتفاء الذاتي، وقدرات الاستجابة للطوارئ، والتطبيقات الزراعية، وتعزيز التنمية المتجددة والمستدامة. على وجه التحديد، تركز الدراسة على دورة تبريد ضغط البخار (VCR) وبرج مياه الوركاء (WWT) كحلول AWH محتملة. توضح تقنية VCR قدرة إنتاج مياه تبلغ 18.3 لترًا/يوم، يتم تحقيقها من خلال استخدام رطوبة نسبية تتراوح بين 60 ٪ إلى 80 ٪ ودرجات حرارة محيطة تتراوح بين 15 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية. يستخدم WWT موارد الغلاف الجوي مثل الرطوبة النسبية والضباب ومياه الندى، مما يجعله خيارًا قابلاً للتطبيق لإنتاج المياه في المناطق النائية، بما في ذلك المناطق الجبلية والصحراوية. في ظل الحد الأدنى من الظروف المناخية المواتية التي تتميز بالرطوبة النسبية بين 60 ٪ إلى 75 ٪ ودرجات حرارة تتراوح بين 20 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية. WWT يمكن أن تولد ما يصل إلى 100 لتر/يوم (26.4 جالون) من مياه الشرب الآمنة. قابلية النقل والفعالية من حيث التكلفة لـ WWT، التي يسهلها استخدامه لمواد البناء القابلة للتحلل الحيوي، تجعله حلاً جذابًا يمكن نقله بسهولة كما هو مطلوب. تؤكد هذه الدراسة على تقنية VCR باعتبارها الحل الأمثل لـ AWH للمناطق القاحلة وشبه القاحلة والساحلية في باكستان بسبب تشغيلها الفعال، وتكلفة الاستثمار الأولية المعقولة، والعائد المواتي على فترة الاستثمار (RIP) من 7 إلى 8 أشهر، مع تكلفة إنتاج المياه 40-45 روبية/لتر. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر WWT إمكانات كبيرة لتوفير مياه الشرب الآمنة في المناطق النائية. تساهم هذه النتائج في تطوير تقنيات AWH الفعالة المصممة خصيصًا للظروف المناخية الفريدة لباكستان.Translated Description (French)
Cette étude explore la viabilité des techniques de collecte de l'eau dans l'atmosphère (AWH) en tant que solution rentable pour atténuer la pénurie d'eau potable au Pakistan, compte tenu de ses diverses conditions climatiques. Les perspectives d'avenir des techniques AWH sont évaluées en fonction de leur capacité à offrir une indépendance vis-à-vis des sources d'eau traditionnelles, de la résilience climatique, de l'autosuffisance, des capacités d'intervention d'urgence, des applications agricoles et de la promotion du développement renouvelable et durable. Plus précisément, l'étude se concentre sur le cycle de la réfrigération par compression de vapeur (VCR) et le château d'eau de Warka (WWT) comme solutions AWH potentielles. La technique VCR démontre une capacité de production d'eau de 18,3 L/jour, obtenue en utilisant une humidité relative allant de 60 % à 80 % et des températures ambiantes comprises entre 15 °C et 35 °C. WWT exploite les ressources atmosphériques telles que l'humidité relative, le brouillard et l'eau de rosée, ce qui en fait une option viable pour la production d'eau dans les zones reculées, y compris les régions montagneuses et désertiques. Dans des conditions climatiques favorables minimales caractérisées par une humidité relative comprise entre 60 % et 75 % et des températures allant de 20 °C à 40 °C. WWT peut générer jusqu'à 100 L/jour (26,4 gallons) d'eau potable salubre. La portabilité et le rapport coût-efficacité du WWT, facilité par son utilisation de matériaux de construction biodégradables, en font une solution attrayante qui peut être facilement déplacée au besoin. Cette étude souligne que la technique VCR est la solution optimale d'AWH pour les régions arides, semi-arides et côtières du Pakistan en raison de son fonctionnement efficace, de son coût d'investissement initial raisonnable et de sa période de retour sur investissement (RIP) favorable de 7 à 8 mois, avec un coût de production d'eau de 40 à 45 Rs/L. En outre, le WWT présente un potentiel important d'approvisionnement en eau potable dans les zones reculées. Ces résultats contribuent au développement de technologies efficaces d'AWH adaptées aux conditions climatiques uniques du Pakistan.Translated Description (Spanish)
Este estudio explora la viabilidad de las técnicas de recolección de agua atmosférica (AWH) como una solución rentable para aliviar la escasez de agua potable en Pakistán, considerando sus diversas condiciones climáticas. Las perspectivas futuras de las técnicas de AWH se evalúan en términos de su capacidad para ofrecer independencia de las fuentes de agua tradicionales, resiliencia climática, autosuficiencia, capacidades de respuesta a emergencias, aplicaciones agrícolas y promoción del desarrollo renovable y sostenible. Específicamente, el estudio se centra en el ciclo de refrigeración por compresión de vapor (VCR) y la torre de agua de Warka (WWT) como posibles soluciones de AWH. La técnica de VCR demuestra una capacidad de producción de agua de 18.3 L/día, lograda mediante la utilización de humedad relativa que oscila entre el 60% y el 80% y temperaturas ambiente entre 15°C y 35°C. El WWT aprovecha los recursos atmosféricos como la humedad relativa, la niebla y el agua de rocío, lo que lo convierte en una opción viable para la producción de agua en áreas remotas, incluidas las regiones montañosas y desérticas. Bajo condiciones climáticas mínimas favorables caracterizadas por una humedad relativa entre el 60% y el 75% y temperaturas que oscilan entre 20°C y 40°C. El WWT puede generar hasta 100 L/día (26.4 galones) de agua potable segura. La portabilidad y la rentabilidad del WWT, facilitada por su uso de materiales de construcción biodegradables, lo convierten en una solución atractiva que puede reubicarse fácilmente según sea necesario. Este estudio subraya la técnica de VCR como la solución óptima de AWH para las regiones áridas, semiáridas y costeras de Pakistán debido a su operación eficiente, costo de inversión inicial razonable y período de retorno de la inversión (RIP) favorable de 7 a 8 meses, con un costo de producción de agua de 40-45 Rs/L. Además, el WWT exhibe un potencial significativo para proporcionar agua potable segura en áreas remotas. Estos hallazgos contribuyen al desarrollo de tecnologías AWH efectivas adaptadas a las condiciones climáticas únicas de Pakistán.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ملاءمة تقنيات حصاد المياه في الغلاف الجوي (AWH) للظروف المناخية في باكستان: دراسة حالة
- Translated title (French)
- Adéquation des techniques de collecte de l'eau atmosphérique (AWH) aux conditions climatiques du Pakistan : une étude de cas
- Translated title (Spanish)
- Idoneidad de las técnicas de captación de agua atmosférica (AWH) para las condiciones climáticas de Pakistán: un estudio de caso
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4385518649
- DOI
- 10.19045/bspab.2023.120150
References
- https://openalex.org/W2053460508
- https://openalex.org/W2475889306
- https://openalex.org/W2792670334
- https://openalex.org/W3011935944
- https://openalex.org/W3163445350
- https://openalex.org/W3211222125
- https://openalex.org/W4297039528