אסף בן נריה

מים חכמים

27/05/2015

פיתוח חדש של חוקרים ישראלים מודד את צריכת המים של המשתמש הביתי ויודע כמה פעמים ביממה אתם פותחים את הברז במטבח וכמה זמן בדיוק אתם מבלים במקלחת


באפריל האחרון נפתחו ארובות השמים וגשמים עזים פקדו את הארץ מצפון ועד דרום. כמות המשקעים ברוב אזורי הארץ חצתה מזמן את הממוצע השנתי, והזרימות בנחלים שברו שיאים. אחרי עונה גשומה במיוחד, קל לשכוח שמצב המים ברוב המאגרים ובמי התהום עדיין אינו טוב. ישראל ממשיכה להתייבש וגירעון המים, שנוצר לאחר רצף של שנים מעוטות בגשמים, עדיין מורגש. מתקני ההתפלה אמנם מספקים לנו מים באיכות טובה, אך עם מחיר סביבתי לא מבוטל של זיהום אוויר והפרה של הסביבה הימית.

בישראל נצרכים מדי שנה כ-2,000 מיליון מ"ק (מטר קוב) מים – כמות ששווה למחצית מכלל המים בכנרת. מתוך כמות זו עומדת הצריכה הביתית, הציבורית והתעשייתית על 800 מיליון מ"ק. כלומר, חיסכון במים של המשתמש הביתי חיונית כדי להבטיח את המשך השיפור במצב משק המים. במסגרת מחקר שנערך לאחרונה בטכניון פותחה מערכת שמודדת באופן אוטומטי את צריכת המים הביתית של המכשירים והפעילויות השונות, ושיכולה לסייע לנו להבין איך נוכל לחסוך במים (ובכסף), ואפילו לנצל את מי הכביסה והמקלחת לשימוש חוזר.

המספרים היבשים

צילום: peasap.flickr
ממצאי המחקר מראים שאדם ממוצע במדינת ישראל פותח את הברז 19 פעמים ביממה ומדיח את האסלה בביתו חמש פעמים, מתוכן שתי הדחות של מיכל מלא. צילום: peasap.flickr

נכון לשנת 2013, כמות המים השפירים (מים באיכות גבוהה הראויים לשתייה) שצורך אזרח ישראלי ממוצע היא 87 מ"ק בשנה. עד שנת 2008 הכמות עמדה על 100 מ"ק לנפש לשנה, אך היא צנחה ב-2011 בעקבות קמפיין מוצלח במיוחד של רשות המים, שבו נראו פניה של השחקנית והיוצרת רננה רז הולכות ונסדקות, תזכורת למצב העגום של משק המים בשנים אלו.

במדינות מדבריות, כמו סומליה, סודן ותימן, המצב עגום הרבה יותר והצריכה השנתית היא בין 2 ל-23 מ"ק מים לאדם, כך על פי נתוני האו"ם. מאידך, בארה"ב, באוסטרליה ובניו-זילנד עומדת הצריכה השנתית על למעלה מ-200 מ"ק לנפש. כך או כך, אוכלוסיית העולם הולכת וגדלה, ואתה גם רמת החיים, מה שעתיד להביא לדרישה הולכת וגוברת למים מתוקים. לכן, מדינות העולם מחפשות כל העת פתרונות שיאפשרו לייצר עוד מים ולחסוך במים הקיימים – ולטכנולוגיה הישראלית תפקיד חשוב בזירה בינלאומית זו.

בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון משלימים בימים אלה ניסוי רחב היקף שמטרתו לאפיין את צריכת המים הביתית בישראל ולמפות את הפעולות והמכשירים שעושים שימוש בזהב השקוף. "זהו מחקר ישראלי-גרמני, במימון קרן משותפת למשרדי המדע הגרמני והישראלי", אומר פרופ' ערן פרידלר, שהמחקר בוצע בהנחייתו על ידי דניס שטיינברג, במסגרת מחקר המגיסטר שלו. “מטרותיו הן, בין השאר, ללמוד כיצד והיכן ניתן לחסוך במים, לזהות בזבוזים ודליפות אפשריות ולספק מידע אמין באשר לכמויות הנצרכות בפועל בכל מכשיר ביתי הצורך מים".

במסגרת הניסוי, חוברו מדי המים של 16 בתי אב בישראל למערכת ממוחשבת ייחודית שרשמה את צריכת המים במשך כל שעות היממה. במקביל, התבקשו המתנדבים לתעד באופן ידני כל פתיחה וסגירה של ברז – כולל רישום מדויק של הביקורים בשירותים. על ידי שימוש בטכנולוגיית המערכת הלומדת (Machine Learning), המוכרת מתחום הרובוטיקה, למדה המערכת להתאים בין האותות החשמליים שמתקבלים בה לבין הפעולה שביצע המשתמש. "לכל צרכן מים (מכשיר הצורך מים) מאפיינים הייחודיים לו. זרימת המים במקלחת, שטיפת כלים או הפעלת מכונת כביסה מתבטאות בתבניות שונות הנרשמות במד המים", מסביר פרופ' פרידלר. "שטיפת כלים, למשל, מאופיינת במספר רב של פתיחות וסגירות מהירות של זרם המים, בעוד שבמקלחת זרם המים נפתח לזמן ממושך יחסית, עם או בלי הפסקה לסיבון". לאחר שלמדה את דפוסי השימוש של צרכני המים, יכלה המערכת לאפיין בעצמה את סוגי הצרכנים באופן אוטומטי, ולספק מידע על התפלגות צריכת המים בזמן אמת.

מקלחות יקרות

המדגם שנבחר לניסוי אמנם אינו רחב דיו לקבלת תוצאות מובהקות, אך בהחלט ניתן ללמוד מתוצאותיו על אופן חלוקת משאב המים בבית מגורים אופייני. כך, ממצאי המחקר מראים שאדם ממוצע במדינת ישראל פותח את הברז 19 פעמים ביממה ומדיח את האסלה בביתו חמש פעמים, מתוכן שתי הדחות של מיכל מלא. המשתתפים בניסוי ערכו קצת פחות ממקלחת אחת ביום בממוצע, שמוסיפה לחשבון המים בין 30 ל-60 ליטרים ליממה – קרוב ל-50 אחוז מהצריכה היומית, שעומדת על כ-101 ליטרים ביום לנפש. כמו כן, אדם ממוצע מפעיל את מכונת הכביסה אחת לשלושה ימים, מה שמסתכם בצריכה של 35 ליטר מים. במשפחה בת ארבע נפשות כבר מדובר ב-300 ליטרים בשבוע, שמהווים כ-8.5 אחוז מהצריכה הכוללת. מדיח הכלים אחראי לשני אחוזים בלבד, שהם חמישה ליטרים ביום. גינה בבית המגורים תוסיף כ-17 ליטרים ביום לאדם, בהנחה שלא מדובר בדשא סינתטי.

צריכת מים יומית לנפש בליטרים

אחת ממטרות המחקר, לפי פרופ' פרידלר, היא זיהוי פוטנציאל השימוש במים אפורים והשפעתו על משק השפכים העירוני. מים אפורים הם מים שמקורם במקלחות, בכיורים, במכונות הכביסה ובמדיחי הכלים. אלה מים שאינם מכילים כמויות גדולות של חומר אורגני, ולרוב נמצאות בהם כמויות קטנות של חומרי ניקוי קלים לפירוק. לאחר פעולות פשוטות יחסית, שכוללות הכלרה וסינון המים כדי להרחיק גופים זרים, ניתן להשתמש במים אלה להדחת האסלה או להשקיית הגינה. החיסכון במים משמעותי, שכן מקורה של קרוב לרבע מצריכת המים הביתית הוא בשירותים.

עם זאת, אותו חיסכון בדיוק מטריד את מתכנני מערכת הביוב, הטוענים שלמיחזור המים הביתיים תהיה השפעה שלילית עליה. לטענתם, המערכת תוכננה לספיקות ולתנאים מסוימים, ושינוי של תבניות וכמויות הביוב עלול לגרום להפרה של היחס בין מוצקים לנוזלים, שלפיו תוכננה המערכת (כלומר, לא יהיו מספיק נוזלים כדי לדחוף בביוב את החומר המוצקים שנשטפים באסלה). במובן זה, התרומה של המחקר החדש להבנת השינויים הצפויים היא רבה. "האלגוריתם שפותח במסגרת המחקר יאפשר לנו להבין בצורה טובה יותר את התפלגות צריכות המים התוך-ביתיות, וכך להעריך את ההשפעה על מערכת הביוב העירונית", מציין פרידלר. ואכן, בעתיד הלא-רחוק טכנולוגיות המבוססות על האלגוריתם שפותח בטכניון יאפשרו לנו לזהות דליפות ברשת המים, לאתר מכשירים הצורכים יותר ממה שהם אמורים ולהמליץ לנו כיצד להגדיל את השימוש החוזר במים.

בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב-ישראל היום 

שתפו‬        

רוצים גישה חופשית למערכי שיעור ופעילויות נלוות הקשורות לסיפור זה?

הרשמה בחינם
הוסיפו סיפור למועדפים

מערכים קשורים

thumbnail

מיקרו בעיה חתיכות פלסטיק גדולות שמזהמות את הים יוצרות בעיות סביבתיות קשות, אך איום גדול עוד יותר לסביבה ולאדם מגיע דווקא מחלקיקי פלסטיק זעירים שמוצאים את דרכם גם לצלחת שלנו

thumbnail

הילדים שינקו את הים נבחרת ישראל חזרה מדובאי עם מדליית הכסף באולימפיאדת הרובוטיקה העולמית, לאחר שפיתחה רובוט שיוכל לסייע במאמץ העולמי לניקוי פסולת פלסטיק מהים

thumbnail

מי מוכן לשתות מהאסלה? בארצות הברית כבר שותים מי שפכים מטוהרים. האם הם יגיעו בקרוב גם לברזים שלנו?