warka water towers collect clean drinking water from the 'lakes in the air'


throughout many remote villages in ethiopia and around the world, water gathering is a dangerous task. after the many hours it takes travelling to the nearest source, the water fetched is more often than not contaminated with human and animal waste. the water scarcity issue—which affects over 1 billion people worldwide—has drawn the attention of big-name philanthropists like microsoft co-founder bill gates. it’s also a problem that designers have tackled head on, like architect arturo vittori who came up with the designs behind warka water, a bamboo structure designed to collect/harvest potable water from the air.


images courtesy of warka water/architecture and vision



 

이슬·빗물’로 물 부족 문제 해결


인류를 돕는 적정기술 - 와카워터와 빗물 새활용



   지난 3월 22일은 UN이 제정한 ‘세계 물의 날’이었다. 날로 심각해지는 수질오염과 물 부족 문제를 널리 알리고 물의 소중함을 인식시키기 위해 지난 1992년에 제정되었다.



물의 날이 제정될 때만 하더라도 21세기가 시작되면 전 세계 물 문제는 곧 해소될 것처럼 보였다. 하지만 오늘날의 물 문제는 오히려 20세기보다 더 악화되고 있는 실정이다. 전 세계 인구의 10%라 할 수 있는 약 7억 명 정도가 깨끗한 물 없이 살아가고 있는 것이 현실이다.



공기 중의 수분을 응결시켜 식수를 만들 수 있는 와카타워의 모습 ⓒ wdo.org


이 같은 물 관련 문제를 해소하고자 전 세계 과학자들이 소매를 걷어붙이고 나섰다. 이들은 물 때문에 고통받고 있는 사람들에게 자연이 주는 깨끗한 물을 제공하기 위해 적정기술을 활용하는 등 다각적인 방법으로 물 관련 문제를 해결해 나가고 있다.


응결 원리를 이용한 와카워터

이탈리아의 건축가인 ‘아르투로 비토리(Arturo Vittori)’는 에디오피아의 한마을을 방문했다가 식수를 구하기 위해 매일 수십 km를 오가는 주민들을 보면서 안타까운 마음이 들었다.


본국으로 돌아온 비토리는 자신의 건축기술이 주민들에게 어떤 도움을 줄 수 있을지 고민하기 시작했다. 우물을 파거나 지하수를 끌어올리는 것이 가장 일반적인 방법이었지만, 그는 처음부터 이런 방법들은 고려하지 않았다. 장비가 부족하고 돈도 없는 현지 주민들에게는 어울리지 않는 방법이었기 때문이다.


그 대신 비토리는 에디오피아의 기후 조건에 주목했다. 이 나라 대부분의 지역이 낮은 덥고 밤은 추워서 일교차가 크게 나는 곳이었기 때문에 다른 지역들보다 응결 현상이 자주 발생한다는 점에 주목했다.


공기 중에는 수증기 상태의 물이 항상 존재하는데, 기온이 낮아져 차가운 물체를 만나게 되면 한곳으로 모이며 응결된다. 새벽에 만나게 되는 풀잎에 맺힌 이슬은 바로 이 응결 원리를 통해서 만들어지는 자연이 제공하는 물이다.


비토리는 공기 중의 수증기를 모아 물을 만들기로 결정하고는 즉시 동료들과 함께 에디오피아 현지로 날아갔다. 도착 즉시 현지에서 구한 나무로 탑을 만들고 이슬이 잘 맺히도록 나일론과 폴리프로필렌 등의 섬유로 그물을 제작하여 나무로 된 탑에 그물을 입혔다.


이는 현지에서 자생하는 ‘와카(Warka)’라는 나무를 이용해서 만들었기 때문에 이 탑에 ‘와카타워(Warka Tower)’라는 이름을 붙였고, 와카타워를 통해 모은 물을 ‘와카워터(Warka Water)’라 명명했다.


와카타워의 구조 ⓒ spiritegg.com


와카타워는 어린 시절 뛰어놀던 정글짐처럼 골격만으로 이루어져 있다. 차이점이라면 정글짐은 상자처럼 생겼지만, 와카타워는 위로 길쭉한 탑 모양으로 이루어졌다는 점이다. 가볍고 탄력이 좋은 와카 나무의 줄기만을 엮어서 만들었기 때문에 강한 바람이 불어도 공기가 통과해 잘 버틸 수 있도록 설계되었다.


하루에 모을 수 있는 물의 양도 상상 외로 많았다. 기껏해야 이슬을 모은 것에 불과하다고 생각할 수 있으나, 와카타워가 하루에 모을 수 있는 물의 양은 무려 100L에 달한다.


와카타워의 또 다른 장점으로는 저렴하면서도 간단하게 제작할 수 있다는 점이다. 타워 하나를 제작하는 데 있어 우리 돈으로 50~100만 원 정도면 충분하고, 구조도 매우 간단해서 10명의 사람이 30분 정도면 타워 하나를 세울 수 있는 것으로 알려졌다.


이에 대해 비토리는 “한 번 제작하면 6~10년 정도는 충분히 사용할 수 있고, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 재료를 이용할 수 있다는 점에서 와카워터는 아프리카 같은 물 부족 지역에 생명수 같은 역할을 할 수 있을 것”이라고 말했다.


빗물 재활용으로 물 부족 문제 해결

비토리가 이슬을 모으는 장치로 물 부족 문제를 해결하고 있다면 우리나라의 한무영 박사는 빗물을 활용하여 물 부족 현상을 해결하고자 애쓰는 과학자다.


현재 서울대 건설환경공학부의 교수이자 (사)빗물모아지구사랑의 공동대표인 한 박사는 빗물의 장점에 대해 자연적으로 정화된 물이고, 별도의 비용이 들지 않는다는 점을 강조하고 있다.


한 박사는 “지하수는 이미 비싼 돈을 주고 사먹는 시대가 되었지만, 빗물은 아직도 공짜”라고 언급하며 “더군다나 자연적으로 물이 정화되기 때문에 맛도 좋고, 먹어도 아무런 문제가 없다”라고 주장하고 있다.


그는 빗물의 깨끗함을 설명하기 위해 ‘마일리지(mileage)’ 개념을 활용하고 있다. 수많은 물들 중에서 이물질 농도는 가장 높은 바닷물이 35000mg/L인데 반해, 강은 300mg/L이고, 저수지는 60mg/L 정도다. 반면에 빗물은 5mg/L 정도에 불과한데, 이는 물이 흘러온 길이 길면 길수록 더러운 물이라는 것을 알려주는 수치다.


빗물을 활용할 수 있는 ‘빗물 저금통’ ⓒ 수원시청


한 박사가 공동대표를 맡고 있는 (사)빗물모아지구사랑은 빗물을 활용하여 물 부족으로 고생하고 있는 저개발 국가들을 위한 적정기술을 제공하고 있다. 탄자니아와 베트남에서 진행한 ‘빗물 식수화 시범사업’이 바로 그것이다.




이 사업은 지붕 위에 취수시설을 설치하여 필요한 물을 확보하는 것이 핵심이다. 실제로 한 박사가 이끄는 연구진은 과거에 탄자니아의 한마을을 찾아 빗물 시설을 시범 설치했고, 현지 주민들로부터 뜨거운 호응을 받았다.


탄자니아에 이어 진행된 베트남에서는 한 단계 더 발전된 기술을 선보였다. 빗물이 이중으로 된 저장탱크를 거치도록 만들어서 아주 작은 입자조차도 통과하지 못하도록 새로운 공법을 개발한 것이다.


이 같은 성과들에 대해 한 박사는 “만약 현지에 우물이나 상수도를 설치했다면 이런 반응이 나오지 않았을 것”이라고 예상하며 “빗물이 물 부족 해소에 효과가 있다는 것을 보여준 대표적 사례”라고 말했다.

김준래 객원기자 사이언스타임스


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designboom first discovered the warka water tower during the venice biennale back in 2012, shortly before vittori used our reader submissions platform to self-publish details behind the concept. along with his team at architecture and vision, vittori has since developed a series of experimental prototypes and additional facilities, installing his first pilot tower in a rural village in south ethiopa, dorze in may 2015, which continues to be monitored.




vittori got the idea after visiting small isolated villages on a high plateau in the north east region of ethiopia. there he witnessed villagers who lived in environments often without running water, electricity, a toilet or a shower. he observed how women and children had to walk miles to shallow, unprotected ponds where water is often contaminated with animal and human waste.


warka water towers collect clean drinking water from the lakes in the air


the bamboo structures positioned to collect and harvest rainwater


vittori’s proposal was a lightweight, easily constructed, and infrastructure independent system like warka. comprising a bamboo frame that supports a mesh polyester material inside, the tower is both cheap and easy to build. atmospheric water vapor from either rain, fog, or dew, condenses against the cold surface of the mesh, forming droplets of liquid water that trickle down into a reservoir found at the bottom of the structure. a fabric canopy shades the lower sections of the tower to prevent the collected water from evaporating. performance is weather dependent but each tower has the capability of providing a community with up to 100 liters of water per day.


the evolution of the warka water tower




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https://www.designboom.com/architecture/warka-water-tower-bamboo-sustainable-clean-drinking-water-air-02-15-2019/


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