Source: Wikipedia
Book: Ventilation Shaft
Domain: STEM
Readability level: 16-ayn

بئر التهوية أو بئر الهواء هو بناء أو جهاز يستخدم لجمع الماء بتكثيف بخار الماء الموجود في الهواء.
ورغم تعدد تصاميم آبار الهواء، تظل أبسط التصاميم قادرة تمامًا على تأدية نفس الدور دون أي مصدر طاقة خارجي، 
من الممكن كذلك ألا تحتوي على أية أجزاء متحركة.
استخدمت ثلاثة مناهج تصميم رئيسية في آبار الهواء:
آبار هوائية بمنهج كتلة كبيرة، وقد استخدمت في مطلع القرن العشرين، لكن باءت المحاولات بالفشل.
لاحقًا، ومنذ أواخر القرن العشرين فصاعدًا، استخدمت مجمِّعات تعتمد على منهج كتلة منخفضة وإشعاع، وقد حققت هذه المجمعات نجاحًا كبيرًا.
المُجَمِّعات النشطة، والتي تعمل بنفس طريقة مزيل الرطوبة.
ورغم فعّالية التصميم، يتطلب التشغيل مصدر طاقة خارجي، وهو ما يجعله غير اقتصادي إلا في حالات خاصة.
حاليًا، ما تزال المحاولات قائمة لإيجاد تصاميم مبتكرة لتقليل استهلاك الطاقة في المجمعات النشطة، أو الاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة لتوفير الطاقة.
'== مقدمة ==
تعتمد جميع تصاميم الآبار الهوائية على ركيزة أساسية وهي انخفاض درجة الحرارة ليتكون الندى.
الندى هو حالة طبيعية تحدث عند تكثف بخار الماء على الأسطح.
يختلف الندى عن الضباب، حيث يتكون الضباب من قطرات الماء المتكثفة حول الجزيئات في الهواء.
ينتج عن التكثيف إطلاق الحرارة الكامنة والتي يجب امتصاصها لاستمرار عملية جمع الماء.
يعتمد عمل آبار الهواء على الرطوبة الموجودة في الهواء.
يتضمن الهواء الجوي في كل مكان على سطح الأرض على نسبة من الماء، حتى في الصحارى.
تُعرف كمية بخار الماء في الهواء بالرطوبة النسبية والتي تعتمد على درجة الحرارة؛ حيث يكون للهواء الدافئ قدرة أكبر على حمل بخار الماء منها في الهواء البارد.
عندما يصل الهواء إلى درجة تكثف، يصبح مشبّعًا، وعندها تتكثف الرطوبة على سطح مناسب.
فعلى سبيل المثال، نقطة تكثف الهواء عند 20 °م (68 °ف) ورطوبة نسبية 80% هي 16 °م (61 °ف).
تنخفض نقطة التكثف إلى 9 °م (48 °ف) إذا كانت الرطوبة النسبية 50%.
لا يجب الخلط بين البئر الهوائي وبركة الندى.
بركة الندى هي بركة صناعية بغرض سقي الماشية.
سميت بهذا الاسم نظرًا للمعتقد السائد بأن البرك تملئ برطوبة الهواء المتكثفة.
في الواقع، برك الندى تملئ رئيسيًا بماء المطر.
تستطيع نشارة الصخور زيادة محاصيل الغلات في المناطق القاحلة بصورة كبيرة.
يمكن ملاحظة ذلك بشكل واضح في جزر كنارية في جزيرة لانزاروت، حيث يوجد نحو 140 مليمتر (5.5 بوصة) من المطر كل عام ولا توجد أنهار دائمة.
على الرغم من ذلك، يمكن زراعة المحاصيل الأساسية باستخدام نشارة الصخور البركانية، وهي حيلة قد اكتشفت بعد ثورات بركانية عام 1730.
ألهمت هذه الحيلة بعض المفكرين، لكن ليس من المحتمل أن يكون تأثيرها كبيرًا.
تستطيع النباتات امتصاص الندى مباشرة من الأوراق، 
والفائدة الرئيسية من نشارة الصخور هي تقليل تسرب الماء من التربة للتخلص من منافسة الحشائش على الماء.
'== تاريخ ==
في مطلع القرن العشرين، اختبر مجموعة من المخترعين المجمعات ذات الكتلة الكبيرة.
لعل أبرز من كانوا في هذه المجموعة هم المهندس الروسي فريدريش زيبولد واختصاصي المناخيات الأحيائية ليون تشابتال والباحث الألماني الأسترالي وولف كلافيك والمخترع البلجيكي أتشيلي كنابن.
'=== مُجمِّع زيبولد ===
في عام 1900، اكتشف زيبولد 13 كتلة كبيرة من الأحجار بالقرب من موقع مدينة فيودوسيا التاريخية في الإمبراطورية البيزنطية.
بلغت المساحة التي تشغلها كل كتلة ما يزيد عن 900 متر مربع (9،700 قدم2) وبلغ طولها 10 متر (33 قدم) تقريبًا.
اتصلت الاكتشافات مع بقايا أنابيب من الطين النضيج ويبلغ قطرها 75-مليمتر (3.0 بوصة) والتي قادت إلى آبار ونوافير المدينة.
استخلص زيبولد أن كتل الصخور كانت توفر فيودوسيا بالماء، وحسب أن كل بئر تهوية أنتج أكثر من 55،400 لترًا كل يوم.
ولتحقيق فرضيته، شيّد زيبولد مكثف من الأحجار على ارتفاع 288 متر (945 قدم) على جبل تيبي أوبا بالقرب من الموقع التاريخي لمدينة فيودوسيا.
أحيط المكثف بحائط بارتفاع 1 متر (3 قدم 3 بوصة) وبعرض 20 متر (66 قدم)، حول منطقة تجميع على شكل وعاء مع الصرف.
استخدم زيبولد أحجار بحرية بقطر 10 سنتيمتر (3.9 بوصة)، قام بتكديسهم معًا ليصل ارتفاعهم ل6 متر (20 قدم) على شكل مخروط مقطوع ذي قطر 8 متر (26 قدم) في القمة.
سمح شكل المكثف بسريان جيد للهواء مع أقل اتصال حراري مع الأحجار.
بدأ مكثف زيبولد بالعمل في 1912 مع إنتاجية يومية -تم تقديرها لاحقًا- بلغت 360 لترًا كحدٍ أقصى.
لم يعلن زيبولد عن أية نتائج في ذلك الوقت.
اكتشف الموقع مرة أخرى في 1993 وتم تنظيفه.
كان حجم مكثف زيبولد تقريبًا هو نفس حجم الكتل الحجرية الأثرية المكتشفة، 
وعلى الرغم من أن إنتاجية مكثف زيبولد أقل بكثير من الإنتاجية التي حسبها زيبولد للمكثف الأثري، اعتبرت التجربة مصدر إلهام للمطورين لاحقًا.