هم‌زمان با تشدید بی‌آبی، فناوری با اهرم‌هایی نظیر کشاورزی دقیق، هوش مصنوعی و تصفیه نانومتری، مدیریت آب را از تأمینِ پرهزینه به بهینه‌سازیِ هوشمند تغییر داده است.
در حالی که سایه سنگین کم‌آبی بر بخش‌های وسیعی از کره زمین گسترده شده و جنگ آب از یک تئوری بدبینانه به هشداری قریب‌الوقوع تبدیل شده، جبهه جدیدی در این نبرد گشوده شده که سلاح آن نه سدسازی‌های غول‌پیکر، بلکه داده‌ها، حسگرها و غشاهای نانومتری است.
کارشناسان معتقدند اگرچه فناوری نمی‌تواند باران بسازد، اما قادر است معادله‌ی بی‌رحم عرضه و تقاضا را بازتعریف کند. در ادامه به بررسی چگونگی مداخله فناوری در نجات مایه حیات می‌پردازیم:
*انقلاب در مزارع، عبور از آبیاری کور
بخش کشاورزی همواره به‌عنوان متهم ردیف اول در مصرف آب شناخته می‌شود. با اختصاص حدود 70 درصد از منابع آب شیرین جهان به کشاورزی، هرگونه بهینه‌سازی در این بخش، تأثیری شگرف بر کل زیست‌بوم خواهد داشت. اما راهکار فناوری، حذف کشاورزی نیست، بلکه هوشمندسازی آن است.
دوران نگاه سنتی به آسمان و آبیاری‌های غرقابی که زمین را سیراب می‌کرد اما ریشه را خفه می‌کرد، رو به پایان است. فناوری آبیاری دقیق، الگوهای جدیدی را معرفی کرده است.
در این روش، زمین کشاورزی به یک شبکه هوشمند تبدیل می‌شود. حسگرهای کاشته‌شده در عمق خاک، میزان دقیق رطوبت را لحظه‌به‌لحظه می‌سنجند و داده‌ها را به یک مرکز کنترل ارسال می‌کنند.
سیستم‌های آبیاری قطره‌ای هوشمند، تنها زمانی فعال می‌شوند که گیاه واقعاً تشنه باشد و دقیقاً به همان میزانی آب رها می‌کنند که برای رشد گیاه ضروری است.
علاوه بر این، چشم‌های ناظر از فضا نیز به کمک آمده‌اند. تصاویر ماهواره‌ای و پهپادهای مجهز به دوربین‌های حرارتی، با اسکن مزارع وسیع، نقشه‌های تنش آبی را ترسیم می‌کنند.
این نقشه‌ها به کشاورز نشان می‌دهند کدام قسمت از مزرعه نیاز به آبیاری دارد و کدام قسمت بی‌نیاز است.
نتیجه این فرآیند، جلوگیری از هدررفت آبی است که پیش‌تر یا تبخیر می‌شد و یا با نفوذ به اعماق غیرقابل دسترس خاک، از چرخه مصرف خارج می‌گردید.
در سوی دیگر این طیف، فناوری‌های کشت عمودی و هیدروپونیک قرار دارند که اساساً نیاز به خاک را حذف کرده‌اند.
در این محیط‌های کنترل‌شده، آب در یک سیکل بسته دائماً تصفیه و بازچرخانی می‌شود و مصرف آب را تا 90 درصد نسبت به کشاورزی سنتی کاهش می‌دهد.
*کیمیاگری مدرن، تولید آب از منابع نامتعارف
وقتی صرفه‌جویی کافی نیست، فناوری به سمت تولید آب می‌رود. اقیانوس‌ها منبع بی‌پایان آب هستند، اما شوری آن‌ها مانع بزرگ بود.
تأسیسات نمک‌زدایی قدیمی، به‌دلیل مصرف انرژی وحشتناک و هزینه بالا، تنها برای کشورهای ثروتمند نفتی توجیه‌پذیر بودند. اما نسل جدید این فناوری‌ها معادلات اقتصادی را تغییر داده‌اند.
ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر، به‌ویژه انرژی خورشیدی، با سیستم‌های تصفیه، هزینه‌های عملیاتی را به‌شدت کاهش داده است. اکنون آب دریا با عبور از غشاهای پلیمری پیشرفته و با نیروی خورشید، به آب شرب تبدیل می‌شود.
اما شاید جذاب‌ترین (و گاهی بحث‌برانگیزترین) بخش فناوری، بازچرخانی فاضلاب باشد.
با استفاده از فناوری‌هایی نظیر بیوراکتورهای غشایی، فاضلاب شهری و صنعتی چنان تصفیه می‌شود که خلوص آن گاهی از آب معدنی بطری‌شده نیز فراتر می‌رود. این فرآیند که در محافل علمی به چرخه بسته آب معروف است، فاضلاب را نه به‌عنوان زباله، بلکه به‌عنوان یک منبع آب پایدار می‌بیند.
همچنین برای مناطق مرطوب اما دور از منابع آب سطحی، دستگاه‌های تولید آب از هوا وارد میدان شده‌اند.
این دستگاه‌ها با الگوبرداری از فرایند تشکیل شبنم، رطوبت معلق در اتمسفر را جذب و متراکم کرده و آب گوارا تولید می‌کنند.
*شبکه هوشمند شهر، پایان دوران آب بدون درآمد
یکی از دردناک‌ترین جنبه‌های بحران آب، هدررفت آن پس از تصفیه است. در بسیاری از شهرهای جهان، درصد قابل توجهی از آب تصفیه شده (گاهی تا 30 درصد) هرگز به دست مصرف‌کننده نمی‌رسد و در لوله‌های فرسوده زیرزمینی گم می‌شود.
اینجاست که اینترنت اشیاء وارد عمل می‌شود. با نصب کنتورهای هوشمند و حسگرهای فشار در سراسر شبکه توزیع، شهر دارای یک سیستم عصبی می‌شود. داده‌های حاصل از این حسگرها به اتاق‌های فرمان منتقل شده و توسط الگوریتم‌های هوش مصنوعی تحلیل می‌شوند
این الگوریتم‌ها قادرند با دقت باورنکردنی، نشت‌یابی کنند. آن‌ها با تحلیل نوسانات فشار یا حتی گوش دادن به صدای جریان آب در لوله‌ها (توسط سنسورهای صوتی)، محل دقیق شکستگی‌های ریز را پیش از آنکه به حوادث بزرگ تبدیل شوند، شناسایی می‌کنند.
علاوه بر این، مفهوم دوقلوی دیجیتال به مدیران شهری اجازه می‌دهد یک نسخه مجازی و زنده از کل شبکه آبرسانی شهر داشته باشند.
آن‌ها می‌توانند سناریوهای بحرانی (مانند ترکیدگی شاه‌لوله یا افزایش ناگهانی مصرف در تابستان) را در این مدل شبیه‌سازی کنند تا بهترین تصمیم را برای مدیریت فشار و توزیع عادلانه آب اتخاذ نمایند.
*نانو در برابر آلاینده‌ها
در تلاطم‌های اجرایی عملیات تصفیه آب، فناوری نانو در حال جابجایی مرزهای ممکن است. روش‌های سنتی تصفیه (مانند کلرزنی و فیلترهای شنی) در برابر برخی آلاینده‌های شیمیایی مدرن و فلزات سنگین ناتوان‌اند اما مواد مهندسی شده در مقیاس نانو، استانداردهای جدیدی را تعریف کرده‌اند.
فیلترهای گرافنی ستاره‌ی این نمایش هستند. گرافن، ماده‌ای به ضخامت یک اتم کربن، می‌تواند به گونه‌ای مهندسی شود که تنها به مولکول‌های آب اجازه عبور دهد و هر چیز دیگری، از نمک گرفته تا ویروس‌ها و باکتری‌ها را پشت سد خود نگه دارد.
نکته کلیدی اینجاست که عبور آب از گرافن به فشار (و در نتیجه انرژی) بسیار کمتری نسبت به فیلترهای پلیمری قدیمی نیاز دارد. همچنین نانو جاذب‌ها مانند آهن‌رباهای هوشمند عمل می‌کنند که می‌توانند آلاینده‌های خاصی مانند آرسنیک یا سرب را با گزینش‌گری بالا از آب بیرون بکشند.
*درمجموع، فناوری، شرط لازم اما ناکافی
آنچه از بررسی داده‌ها و روندهای تکنولوژیک برمی‌آید، پیامی امیدوارکننده است؛ ما ابزارهای لازم برای غلبه بر بحران فیزیکی آب را در اختیار داریم. از مزرعه تا شیر آب خانگی، فناوری راهکارهایی برای کاهش مصرف و افزایش بهره‌وری ارائه کرده است.
با این حال، کارشناسان هشدار می‌دهند که شیفتگی بیش از حد به فناوری نباید ما را از واقعیت‌های مدیریتی غافل کند. فناوری تنها یک ابزار است.
بدون سیاست‌گذاری صحیح، قیمت‌گذاری واقعی آب و آموزش عمومی، پیشرفته‌ترین الگوریتم‌ها نیز در برابر رفتار مصرف‌گرایانه انسان شکست خواهند خورد. آینده‌ی امنیت آبی جهان، در گرو پیوند خوردن هوشمندی مصنوعی با درایت انسانی است.