‘ร่มเก็บน้ำฝน’ ไอเดียสุดเจ๋ง ‘นักศึกษาวิศวะมจธ.’ ช่วยแก้ปัญหาขาดน้ำทำเกษตรพื้นที่สูง

สวัสดีจ้า “Campus Life” สัปดาห์นี้ มีไอเดียสุดเจ๋ง เพื่อช่วยเหลือเกษตรกรในพื้นที่สูง ผลงานของ “ศุภบุตร โสตถิปรีดาวงศ์”, “ภูรินท์ ปะวันเต” และ “กรทักษ์ บู่สุวรรณ์” นักศึกษาภาควิชาวิศวกรรมโยธา หลักสูตรนานาชาติ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี หรือ มจธ. ที่ได้ร่วมกันพัฒนา “ต้นแบบเก็บน้ำฝนสำหรับพื้นที่ลาดชันและห่างไกล โดยใช้สถานีเกษตรหลวงอ่างขางเป็นกรณีศึกษา” ซึ่งได้ออกแบบอุปกรณ์ที่มีลักษณะคล้าย “ร่ม” หรือ “ดอกไม้” สามารถกางออกเมื่อฝนตกเพื่อรับน้ำฝน และหุบเก็บเมื่อฝนหยุด เพื่อลดการปนเปื้อน ยืดอายุการใช้งาน และเปลี่ยนน้ำฝนที่เคยไหลทิ้งให้กลายเป็นแหล่งน้ำเสริมสำหรับเกษตรกรบนพื้นที่สูงได้อย่างเหมาะสมกับสภาพพื้นที่จริง

“กรทักษ์” บอกว่า สถานีเกษตรหลวงอ่างขาง อ.ฝาง จ.เชียงใหม่ เป็นพื้นที่สูงที่มีปริมาณฝนตกมากกว่า 1,200 มิลลิเมตรต่อปี แต่ปัญหาขาดแคลนน้ำยังคงเป็นโจทย์สำคัญของพื้นที่เกษตรบนดอย เนื่องจากน้ำฝนจำนวนมากไหลผ่านพื้นที่ลาดชันลงสู่ด้านล่างอย่างรวดเร็ว ก่อนจะถูกกักเก็บไว้ใช้ได้ทัน ขณะที่การสูบน้ำกลับขึ้นไปเก็บบนพื้นที่สูงต้องใช้ทั้งพลังงาน แรงงาน และต้นทุนจำนวนมาก โครงการนี้จึงเริ่มจากการที่พวกเรากลับไปทำความเข้าใจปัญหาของพื้นที่จริงก่อนว่า ทำไมอ่างขางซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีฝนตกค่อนข้างมาก จึงยังเจอปัญหาขาดแคลนน้ำ จึงพยายามออกแบบระบบที่ช่วยกักเก็บน้ำฝนให้ได้มากที่สุด เพื่อเก็บน้ำไว้ให้ทันก่อนที่จะไหลหายไป และส่งไปเก็บที่แหล่งน้ำสำหรับพื้นที่เกษตรบนดอย หลังรับโจทย์จากพื้นที่ ทีมเริ่มจากการศึกษาข้อมูลของสถานีเกษตรหลวงอ่างขาง ลงพื้นที่สำรวจสภาพภูมิประเทศ และนำข้อมูลด้านฝน ลม และความลาดชันมาวิเคราะห์ร่วมกัน เพื่อให้ต้นแบบที่ออกแบบขึ้นสามารถใช้งานได้จริงบนพื้นที่สูง ซึ่งมีทั้งฝน ลมแรง ความชื้น และข้อจำกัดด้านการติดตั้ง

“ภูรินท์” เสริมว่า การทำโครงงานครั้งนี้ทำให้ทีมเห็นว่า การออกแบบระบบสำหรับพื้นที่เฉพาะอย่างอ่างขางไม่สามารถพิจารณาเฉพาะโครงสร้างได้ แต่ต้องใช้ข้อมูลหลายด้านประกอบกัน ทั้งปริมาณฝน ความเร็วลม สภาพภูมิประเทศ และข้อจำกัดของพื้นที่จริง เพราะแม้อุปกรณ์จะรับน้ำฝนได้ดี แต่หากไม่ทนต่อลมแรงบนพื้นที่สูงก็ไม่สามารถใช้งานได้จริง แนวคิดนี้จึงนำไปสู่การพัฒนา CC-Unit หรือ Collector-Container ระบบเก็บน้ำฝนแบบโมดูลาร์ที่ติดตั้งเรียงเป็นขั้นบันไดตามพื้นที่ลาดชัน ใช้วัสดุที่หาได้ง่ายและเหมาะกับพื้นที่ห่างไกล เช่น ท่อ PVC โครงเหล็กชุบกัลวาไนซ์ แผ่น PE สำหรับรับน้ำฝน ฐานถ่วงน้ำหนักด้วยทราย มอเตอร์แรงบิดสูง และระบบควบคุมอัตโนมัติที่ทำงานร่วมกับเซนเซอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิ เพื่อให้อุปกรณ์ตอบโจทย์การใช้งานจริงบนพื้นที่สูงได้มากที่สุด หลักการทำงานของต้นแบบคือ เมื่อความชื้นสัมพัทธ์สูงถึงระดับที่กำหนด ระบบจะสั่งให้โครงสร้างกางออกเพื่อรับน้ำฝน และเมื่อฝนหยุดจนความชื้นลดลง ระบบจะสั่งให้หุบกลับโดยอัตโนมัติ ทำให้อุปกรณ์ไม่ต้องกางทิ้งไว้ตลอดเวลา ช่วยลดการสะสมของสิ่งสกปรก ใบไม้ และฝุ่นละอองบนแผ่นรับน้ำ โดยต้นแบบมีพื้นที่รับน้ำประมาณ 4.06 ตารางเมตร ต้นทุนประมาณ 7,972 บาทต่อชุด และจากการคำนวณด้วยข้อมูลฝนเฉลี่ย ทีมประเมินว่าสามารถเก็บน้ำได้ราว 284 ลิตรต่อเดือนต่อหน่วย อย่างไรก็ตาม ตัวเลขดังกล่าวยังเป็นการประเมินเบื้องต้น จึงต้องนำต้นแบบไปทดสอบในพื้นที่จริงเพิ่มเติม เพื่อประเมินประสิทธิภาพภายใต้สภาพฝน ลม และการใช้งานจริงของสถานีเกษตรหลวงอ่างขาง

ด้าน “ศุภบุตร” บอกว่า ต้นแบบที่เห็นเป็นรูปเป็นร่างไม่ได้เกิดจากการออกแบบครั้งเดียวแล้วสำเร็จ แต่ผ่านการทดลอง แก้ปัญหา และปรับแบบซ้ำหลายรอบ ความท้าทายสำคัญคือการทำให้ระบบกางและหุบได้จริง เพราะระหว่างพัฒนาเราเจอปัญหาหลายอย่าง ทั้งแผ่นรับน้ำที่ตึงไม่เท่ากัน วัสดุบางส่วนไม่ทนพอ โครงสร้างรับแรงได้ไม่ดี และเชือกพันกับแกนหมุน ทำให้ต้องปรับวัสดุและกลไกใหม่ เช่น เปลี่ยนมาใช้แผ่น PE ที่แข็งแรงและหนาขึ้น ใช้เอ็นตกปลาแทนเชือกเพื่อป้องกันเชือกพันในระบบมอเตอร์ และปรับระบบกลไกให้ทำงานนิ่งขึ้น เพื่อให้ต้นแบบมีโอกาสใช้งานได้จริงในสภาพพื้นที่สูง จุดสำคัญของโครงงานนี้อยู่ที่การออกแบบระบบเก็บน้ำขนาดเล็กที่สามารถติดตั้งซ้ำได้หลายจุดตามสภาพพื้นที่ หากพัฒนาต่อยอดไปสู่การใช้งานจริง ระบบลักษณะนี้จะช่วยเก็บน้ำฝนไว้เป็นแหล่งน้ำเสริมให้กับพื้นที่เกษตรบนดอย ลดภาระการสูบน้ำจากพื้นที่ด้านล่างขึ้นสู่พื้นที่สูง ลดต้นทุนด้านพลังงาน และช่วยให้เกษตรกรสามารถวางแผนการใช้น้ำได้ดีขึ้น โดยเฉพาะในช่วงที่สภาพอากาศแปรปรวนและฤดูกาลมีความไม่แน่นอน

แม้ต้นแบบ CC-Unit จะสามารถพิสูจน์การทำงานเบื้องต้นได้แล้ว แต่ทีมพัฒนายังเห็นประเด็นที่ต้องต่อยอดอีกหลายด้าน ตั้งแต่เพิ่มระบบป้องกันวงจรไฟฟ้า ปรับปรุงกลไกให้ทนทานและเสถียรมากขึ้น ออกแบบฐานยึดให้เหมาะสมกับพื้นที่ลาดชัน ทดสอบปริมาณน้ำที่เก็บได้จริงในภาคสนาม ไปจนถึงการเพิ่มระบบสื่อสารระยะไกลและการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อให้ต้นแบบสามารถทำงานได้ในพื้นที่ห่างไกลโดยไม่ต้องพึ่งพาไฟฟ้าจากระบบหลัก

ต้นแบบ “ร่มเก็บน้ำฝน” นับเป็นนวัตกรรมที่เริ่มจากการมองเห็นปัญหาจริงของชุมชน ที่ต่อไปอาจกลายเป็นทางออกสำคัญในการเพิ่มความมั่นคงด้านน้ำให้กับพื้นที่สูง ลดข้อจำกัดของเกษตรกร และช่วยให้ชุมชนบนดอยมีเครื่องมือรับมือกับความแปรปรวนของธรรมชาติได้ดีขึ้นในอนาคตได้