‘Oogsten’ van water uit mist kan het best als een vogel met lange snavel


Foto: Xin Heng and Cheng Luo

Het ‘oogsten’ van water uit mist wordt steeds populairder in droge gebieden over de hele wereld. De meeste ‘mistvangers’ die hiervoor worden gebruikt bestaan uit grote netachtige structuren die de mistdruppels op kleine draadvezels verzamelen.

Als de druppels groot en zwaar genoeg zijn vallen ze door de zwaartekracht naar beneden, waar ze worden opgevangen. Maar aan het net blijven kleine druppeltjes plakken, die uiteindelijk verdampen in de zon. Zo gaat dus een deel van de wateroogst verloren.

De zoektocht naar efficiëntere manieren om mist te oogsten leidde onverwachts naar strandlopers, kustvogels met lange, smalle snavels en een bijzondere eigenschap. Een van de onderzochte vogels is de grauwe franjepoot. Tijdens het foerageren wervelt deze vogel de zandbodem op. Met het zand komen ook krill, kleine kreeftachtigen, en andere kleine prooidieren aan het oppervlak. De franjepoot kan ze nu zien en pikt driftig om zich heen om het voedsel op te pakken. En dan begint de uitdaging.
Een druppel water met daarin het prooidier zit in de tip van de lange snavel. Hoe die in de keel te krijgen? Zuigen werkt niet met deze snavel. Door het snelle pikken hebben de franjepoten ook geen tijd om hun kop in de nek te gooien, zodat de snavel naar boven wijst en de druppel naar beneden kan glijden. Wat ze wel doen, is de druppel omhoog werken door hun snavel snel een beetje te openen en sluiten. Hierbij maken de vogels gebruik van wat plakkerige natuurkunde.

Stel dat de bovenkant en onderkant van de snavel parallel aan elkaar zijn. Als de bek dan sluit, wordt de druppel plat als een pannenkoek. Opent de bek zich een klein stukje, dan wordt de druppel hoog en smal en neemt de vorm van een zandloper aan. Dit komt doordat het water in de druppel zowel aan elkaar, als aan de vogelbek plakt.

Bij het herhalen van dit proces gebeurt er niets anders dan dat de zijkanten van de druppel beurtelings symmetrisch naar buiten (pannenkoek) en naar binnen (zandloper) schuiven. Netto blijft de druppel gewoon op zijn plaats.

Maar een open vogelbek is niet parallel. Het heeft bij de kop een ‘scharnier’ waardoor de bovenkant en onderkant van de snavel een hoek met elkaar maken. Hierdoor wordt de druppel in de snavel niet symmetrisch, maar asymmetrisch vervormd. Bij het sluiten van de bek breidt de ‘pannenkoek’ zich meer uit richting de kop dan de andere kant op. Tijdens het openen versmalt de ‘zandloper’ meer richting de kop dan de andere kant op. Het netto effect is dat de druppel zich een stukje richting de kop verplaatst. Door dit proces een aantal keren te herhalen, wordt druppel plus inhoud naar de keel getransporteerd, tegen de zwaartekracht in.

Ingenieurs hebben een prototype mistoogster gemaakt die op vergelijkbare wijze werkt. Het apparaat bestaat uit twee glazen platen die zijn verbonden via een scharnier. Staat de glazen ‘bek’ open dan verzamelt het misdruppels. Door de platen vervolgens een aantal keren te sluiten en een beetje te openen, worden de druppels naar het scharnier getransporteerd, waar ze worden verzameld. Daarna gaat de bek weer helemaal open om nieuwe mistdruppels te verzamelen.

Zo gaan geen mistdruppels verloren en is het apparaat 400 tot 900 keer zo efficiënt als een conventioneel systeem met een net. Wel heeft het, in tegenstelling tot een net, wat energie nodig om een motortje te laten draaien voor het openen en sluiten. Maar daar kan een kleine zonnecel voor zorgen.

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 29 augustus 2017

Ylva Poelman alias De Bionische Vrouw
E: info@bionicacentrum.nl
T: 06 - 22 79 71 84