Katarzyna Przybyła z gminy Poczesna pracuje nad tym, by na świecie nie zabrakło słodkiej wody
Woda – jest w kranie, w butelkach, basenach, rzekach, jeziorach…, czyli wszędzie i nie powinno jej zabraknąć. Pozornie. Już teraz są kraje, gdzie wody brakowało i brakuje. A – zdaniem naukowców – za kilka lat może zacząć brakować jej na całym świecie. Duże zasoby wody na ziemi zgromadzone są w morzach i oceanach. Jest to jednak woda słona, która nie nadaje się picia. Jeśli więc już teraz nie zajmiemy się opracowaniem metod nad pozyskiwaniem słodkiej wody, to za kilka lat butelka wody może być droższa od złota…
Jedną z osób, które rozumieją problem czystej słodkiej wody jest Katarzyna Przybyła, mieszkanka gminy Poczesna, utytułowana wieloma nagrodami i wyróżnieniami. O tym w jaki sposób pracuje nad pozyskaniem wody z oceanów, rozmawia z Anetą Nawrot.
Od kiedy jest Pani związana gminą Poczesna?
– Mieszkam tu, w Hucie Starej B, od urodzenia, czyli od roku 1990. Tutaj ukończyłam podstawówkę, gimnazjum, a potem w Częstochowie – IV LO im. Henryka Sienkiewicza. Po zdaniu matury, w roku 2009, rozpoczęłam studia inżynierskie na Politechnice Śląskiej w Gliwicach. Ukończyłam je w roku 2013. Rok później rozpoczęłam studia magisterskie we Wrocławiu. Tytuł magistra otrzymałam w roku 2016.
Młoda, ładna dziewczyna o tak „ścisłym” umyśle…
– No tak… A dodatkowo moje zainteresowania architekturą i futurologią sprawiły, że postanowiłam kontynuować naukę. Otworzyłam przewód doktorski i jestem doktorantką na Politechnice Wrocławskiej.
Jaki jest kierunek Pani badań?
– Pracuję nad rozprawą doktorską na temat współczesnych możliwości i perspektyw kształtowania podwodnych habitatów mieszkalnych. Temat ten wymaga ujęcia interdyscyplinarnego, a w ramach swoich badań analizuję wszystkie technologie niezbędne do zamieszkania pod wodą. Icemill powstał jako efekt analizy metod pozyskiwania wody pitnej z oceanów.
Dlaczego w swojej pracy badawczej podjęła Pani wyzwanie dotyczące wody?
– Niedobór wody pitnej jest jednym z głównych problemów XXI wieku. Konflikty o Błękitne Złoto już się rozpoczęły, a stały wzrost ludności i zmiany klimatyczne dodatkowo je pogłębiają. Efektem globalnego ocieplenia jest wzrost temperatury oceanów oraz topnienie lodowców – największych magazynów wody pitnej na Ziemi. Zanikanie lodowców wpływa na zmianę ruchów prądów morskich, zasolenia wody oraz warunków otoczenia zarówno w skali globalnej, jak i lokalnej. NOAA przewiduje, że wzrost temperatury o zaledwie dwa stopnie doprowadzi do wyginięcia większości gatunków morskich. Jako że ekosystemy wodne są bezpośrednio powiązane z ekosystemami lądowymi, uruchomi to reakcję łańcuchową, której ostatecznymi ofiarami będą wszyscy ludzie. Większość Ziemi pokryta jest wodą, ale jedynie 3 proc. wszystkich zasobów nadaje się do picia. Jednym ze sposobów na powiększenie wodnego zaopatrzenia jest odsalanie wody morskiej. Istnieje wiele systemów odsalania, jednak każda technologia posiada istotne wady, obniżające wydajność produkcji. Obecnie prowadzone są liczne prace badawcze dotyczące nowych sposobów odsalania. Atrakcyjną alternatywę stanowi metoda odsalania przez zamrażanie, która opiera się na zjawisku krystalizacji cząsteczek wody. Temperatura zamarzania czystej wody jest wyższa niż roztworu wody morskiej. Z tego względu krystalizacji ulegają najpierw cząsteczki czystej wody, oddzielając się od roztworu w postaci lodu. W porównaniu do innych technologii, zamrażanie jest mniej energochłonne i tańsze, a ze względu na ujemną temperaturę roboczą znacznie redukuje korozję
W wielkim skrócie, o co chodzi w projekcie?
– Jest to projekt stacji odsalania Icemill, który ma na celu zastosowanie technologii zamrażania do produkcji wody pitnej, obniżenia temperatury wód oraz regulacji zasolenia oceanu. Ogólnie mówiąc – dotyczy on odsalania wody morskiej w celu zaopatrywania habitatów w wodę pitną. Ok. 70 procent infrastruktury zbudowane jest wokół linii brzegowej, odsalarnie mogłyby więc obsługiwać większość zaludnionych terenów.
Na czym polega proces odsalania?
– W moim projekcie proces odsalania składa się z trzech faz: produkcji, czyszczenia i topienia lodu, a lodowy młyn obraca się zgodnie z tym cyklem. Lód wytwarzany byłby w zbiornikach instalowanych na lodówkach. Zbiornik został zaprojektowany w formie zwężającego się cylindra, aby wspomóc proces oczyszczania lodu z solanki, która dzięki sile grawitacji może wypływać samodzielnie na powrót do oceanu. Zastosowanie zbiorników zapewnia większe możliwości transportu czystej wody.
W czym zamrażanie jest lepsze od innych technologii?
– Istnieją trzy główne metody odsalania wody: destylacja, odwrócona osmoza i zamrażanie. Najprostszym sposobem odsalania wody jest destylacja, ale jest to metoda najbardziej energochłonna. W tym wypadku do podgrzania wody potrzeba 10 razy więcej energii niż do jej zamrożenia. Mimo tych wysokich kosztów istnieją stacje odsalania oparte na destylacji, natomiast obecnie najczęściej stosuje się metodę odwróconej osmozy, czyli przenikania. Ta metoda również wiąże się z wieloma minusami, ze względu na skomplikowaną technologię i wysokie koszty membran i pomp do uzyskania wysokich ciśnień. Teoretycznie poziom zapotrzebowania energetycznego w metodzie zamrażania jest podobny do odwróconej osmozy, obecnie jednak pracuje się nad pełnym odzyskiem ciepła z lodówek i jego przetworzeniu. Wtedy Icemill, poza produkcją czystej wody, mógłby faktycznie służyć do chłodzenia oceanów. Dodatkową zaletą odsalania przez zamrażanie jest także fakt, że ujemne temperatury znacznie redukują korozję w wodzie morskiej. W tym wypadku przełoży się to na mniejszą awaryjność urządzeń i ich dłuższą żywotność. W metodzie odwróconej osmozy w chwili obecnej przesłanek na „drastyczne” obniżenie kosztów nie ma i raczej nie będzie, ze względu na sam stopień jej skomplikowania. Zamrażanie powinno więc stać się wkrótce najtańszą i najprostszą metodą odsalania.
Rozumiem, że do obsługi potrzebna będzie praca człowieka.
– Oczywiście. W nieruchomym cylindrze wewnętrznym umieszczone zostały platformy robocze, morskie, turbina prądotwórcza oraz zbiornik balastu wodnego do stabilizacji obiektu. Platforma robocza pozwala pracownikom na dłuższe pobyty w stacjach odsalania. Funkcjonuje ona podobnie jak część mieszkalna na platformach wiertniczych.
Czyli?
– Najprościej mówiąc: turbiny zasilają stację, a system dynamicznego balastu oraz kotwice utrzymują stabilność obiektu. Zachowuje to mobilność Icemill. Natomiast kiedy stacja musi zmienić swoje położenie, kotwice są podnoszone, natomiast cylinder zewnętrzny zwiększa prędkość, przekształcając obiekt w samodzielny pojazd.
Jeśli uda się to wszystko przeprowadzić, jakie będę korzyści?
– Takie jak wspominałam na początku, chodzi o zwiększenie dostępu do wody pitnej i załagodzenie lokalnych konfliktów, które mają miejsce np. w przypadku Egiptu i Etiopii.
O Pani badaniach zaczyna być głośno…
– …o projekcie i badaniach miałam okazję mówić m.in. w: „Dzień Dobry TVN”, „Trójce”, czyli III Programie Polskiego Radia, w „Halo Radio” oraz w „Radio Wrocław”. Przedstawiłam swój projekt także na onet.pl i na wp.pl.
Z całego serca życzę udanych badań i sukcesów w ratowaniu ludzkości… Dziękuję za rozmowę.
Rozmawiała ANETA NAWROT
Niektóre nagrody i granty, jakie otrzymała młoda badaczka – Katarzyna Przybyła
2010 – Stypendium naukowe na Politechnice Śląskiej
2012 – Finalistka konkursu Trimo Urban Crash – za projekt bazy rowerowej
2013 – I miejsce w konkursie Globe Trade Centre SA – za projekt wnętrza pokoju opieki nad dzieckiem
2015 – Nagroda specjalna w konkursie Graphisoft Center Poland – za projekt wnętrza loftu i aranżację wnętrz
2016 – Stypendium doktoranckie na Politechnice Wrocławskiej 2017 – Wyróżnienie redakcji w międzynarodowym konkursie Laka – za projekt Genesis – Podwodne miasto – Baza naukowo-mieszkalna
2017 – Finalistka 12. Międzynarodowego Festiwalu Sztuki Inspiracje za projekt Genesis 2017 – Finalistka (Top 10) w międzynarodowym konkursu IDEA na plac targowy w obozie dla uchodźców – Nutshell of life 2018 – Wyróżnienie honorowe w międzynarodowym konkursie eVolo Skyscraper za projekt ICEMILL – czysta woda dla globalnego zrównoważonego rozwoju 2018 – 3 miejsce w międzynarodowym konkursie 24 hour competition:Ocean za projekt Message in the Bottle
2018 – 1. miejsce w konkursie reThinking Competition za projekt Icemill – Pure Water for Global Sustainbility
2019 – Wyróżnienie Honorowe – Jacques Rougerie Foundation, Institut de France, Paryż – Icemill – Pure Water for Global Sustainbility
2019 – Finalistka międzynarodowego konkursu reThinking na Dyplom Architektoniczny – Genesis
2019 – Wyróżnienie w konkursie Builder for the Future – Manifest Młodego Architekta za projekt Genesis
2020 – I nagroda w kategorii „Podwodne miasto” – Jacques Rougerie Foundation, Institut de France, Paryż – Genesis
2020 – III miejsce w konkursie Builder for the Future w zadaniu Wyzwanie Młodego Architekta – Icemill – Pure Water for Global Sustainbility
2020 – Międzynarodowa wystawa w ramach Abierto Mexicano de Diseno, Meksyk, ekspozycja główna – Icemill – Pure Water for Global Sustainbility