Solo il 42% dei nigeriani ha accesso all'acqua potabile. Il resto della popolazione deve andare direttamente alla sorgente nei fiumi o nelle riserve naturali di acqua piovana, che potrebbe essere purificato dalla Fionda. Guarda altre foto di scienze verdi. Getty Images/Pascal Parrot/Stringer Per molte persone, bere un bicchiere d'acqua nei giorni più caldi non è facile come riempire un bicchiere dal rubinetto. Anziché, camminano miglia fino al pozzo più vicino. Oppure pagano grandi frazioni del loro reddito - più di quanto paga la persona media in un paese sviluppato - per avere un camion distributore in acqua, che potrebbe anche non essere pulito. Circa una persona su sei, dal 2005, non poteva accedere all'acqua pulita [fonte:Nazioni Unite]. Ma nessuno può vivere senza acqua, quindi capita spesso che le persone senza accesso a una fornitura di acqua pulita finiscano per bere acqua arricchita di sostanze chimiche o popolata da organismi che causano malattie, che può uccidere i bambini e accorciare la vita degli adulti.
Con questo in testa, è facile capire perché l'Organizzazione Mondiale della Sanità ha inserito l'accesso all'acqua potabile sicura nella sua lista degli Obiettivi di Sviluppo del Millennio, o obiettivi da raggiungere entro il 2015 [fonte:OMS]. Ma si può fare? Ogni tasca di persone che soffrono di stress idrico ha bisogno di un metodo conveniente che si adatti alle condizioni e allo stile di vita locali. Compresse di cloro e vasi di terracotta, bollitori e filtri in tela, barili di sole e barili di pioggia, e cannucce dotate di filtro che possono essere indossate su una collana sono state tutte provate, ma ad alcune persone manca ancora un metodo che funzioni per loro [fonti:EPA, IDE, EAWAG, Vestergaard].
Un certo noto ingegnere ha un prodotto da aggiungere al mix. Ecco un suggerimento:guida un Segway. Dean Kamen, che ha inventato il Segway e diversi dispositivi medici innovativi, ha impiegato un decennio di lavoro in un depuratore d'acqua che chiama "Fionda". Il nome è un riferimento alla storia di Davide e Golia, a Kamen, la malattia trasmessa dall'acqua è un problema da Golia, e la tecnologia è la fionda [fonte:Richardson]. Continua a leggere per sapere come funziona il purificatore.
ContenutiDa fuori, il depuratore d'acqua sembra una scatola nera. Ha le dimensioni di un frigorifero di un dormitorio. Dentro, c'è un sistema per purificare l'acqua che in realtà è abbastanza antico e comune. Le compagnie farmaceutiche usano lo stesso metodo per purificare l'acqua da utilizzare nei medicinali [fonte:MECO]. La US Navy ha utilizzato il metodo per desalinizzare l'acqua potabile [fonte:MECO].
Le versioni delle compagnie farmaceutiche e dei sottomarini non sono pratiche per i paesi in via di sviluppo, anche se. Sono troppo grandi per muoversi e hanno bisogno di tecnici su chiamata. La fionda è più semplice e portatile.
Tutti questi depuratori funzionano da distillazione a compressione di vapore . Kamen una volta fece un elenco parziale di ciò che questo processo può purificare:l'oceano; acqua corretta con arsenico, veleno, metalli pesanti, virus e batteri; liquido in un sito di rifiuti chimici; o il contenuto di una latrina [fonte:Comedy Partners]. Sorprendentemente, basta far bollire e liquefare l'acqua a temperature precise. Vediamo come funziona.
La scatola nera di Kamen si collega prima a una fonte di elettricità. Prossimo, lo colleghi a una fonte d'acqua facendo cadere il tubo in un po' d'acqua. L'acqua sporca viene aspirata nel sistema, dove si riscalda fino al punto di ebollizione (212 gradi Fahrenheit o 100 gradi Celsius). Quindi, entra in un evaporatore, dove si scalda un po' di più e bolle [fonte:Pacella]. Già, alcuni contaminanti sono persi. Tutto ciò che bolle a una temperatura superiore a 212 gradi F (100 gradi C) - pietre, sporco, sale - rimane nell'evaporatore e viene scaricato. batteri, virus, uova e spore vengono colpite due volte:non salgono con il vapore nell'evaporatore e vengono pastorizzate dal calore nel depuratore.
Il vapore sale dall'evaporatore in un compressore. Il compressore spreme un po' il vapore, aumentando la sua temperatura un po' al di sopra di 212 gradi F. Il vapore scorre in una camera esterna le cui pareti sono di circa 212 gradi F, creando un altro passaggio di filtraggio [fonte:Pacella]. Qualsiasi contaminante che bolle a temperature inferiori a 212 gradi F, come il benzene, rimane un gas e viene scaricato. Solo l'acqua pura si condensa sulle pareti.
L'acqua pulita gocciola in un'ultima camera, pronto per essere sputato. Ma c'è un problema:l'acqua è ancora calda. Poiché l'acqua calda sarebbe terribile in una giornata calda, la macchina lo raffredda con un metodo intelligente. Scorre flussi d'acqua in entrata e in uscita l'uno accanto all'altro, quindi l'acqua sporca si riscalda a 212 gradi F e l'acqua in uscita si raffredda alla temperatura esterna. Questo trucco per riciclare il calore si chiama a scambiatore di calore in controcorrente .
Mentre la fionda è un potente purificatore, c'è un problema. Continua a leggere per scoprire di cosa si tratta.
Dean Kamen, sinistra, siede su un motore Stirling ad alta efficienza energetica che ha usato in Bangladesh per creare elettricità con gas metano generato dallo sterco di vacca. Associated Press/Jessica Hill La fionda non rimuove i contaminanti - dai colpevoli che causano il colera alla febbre tifoide - dall'acqua gratuitamente. Ha bisogno di elettricità. Non è molta elettricità, però - circa 1 kilowatt, che è una mera esigenza della caffettiera.
Ma l'elettricità può essere difficile da trovare in luoghi che necessitano di acqua pulita. Nelle città dotate di rete elettrica, il purificatore può essere collegato a una presa a muro. Se non c'è rete elettrica, il purificatore può essere collegato a un generatore diesel, che è ciò che molti ospedali off-grid usano per alimentare le apparecchiature. Ma nel deserto remoto o nella boscaglia, dove il diesel non è pratico, Kamen potrebbe suggerire il suo motore Stirling.
I motori Stirling hanno bisogno solo di una fonte di calore e freddo per funzionare. Il caldo e il freddo espandono e comprimono un gas per far pompare i pistoni. Puoi vedere come funzionano nell'articolo Come funzionano i motori Stirling. Disegni che richiedono calore, come fa Kamen, può bruciare quasi tutto, dal cherosene al metano da sterco di vacca in decomposizione. Come fonte di freddo, possono usare l'aria. Quindi i materiali per far funzionare questi motori Stirling possono essere trovati quasi ovunque.
Lo Stirling di Kamen è più di un motore, è anche un generatore. (I motori convertono il carburante in movimento, e i generatori convertono il movimento in elettricità.) Una parte aggiuntiva consente al motore Stirling di Kamen di produrre elettricità. Quando i pistoni del motore pompano, fanno girare un rotore magnetico. Il rotore ruota all'interno di una bobina metallica, che crea una corrente [fonte:Van Arsdell].
Quando si esegue il generatore Stirling, la fionda si collega ad essa con un cavo di alimentazione [fonte:Kamen]. Una versione di Stirling di Kamen produce 1 kilowatt, abbastanza per far funzionare il depuratore d'acqua [fonte:Kamen].
Ma i due dispositivi potrebbero combaciare ancora più armoniosamente. Il generatore produce molto calore extra mentre brucia carburante - fino all'85% di esso non viene utilizzato. Ma quando il generatore e il purificatore sono collegati da un tubo, l'aria calda può soffiare nel purificatore. Là, può funzionare, riscaldando l'acqua in ingresso e circondando il depuratore come una giacca, intrappolare il calore all'interno [fonte:Kamen]. Con l'aiuto del generatore, il depuratore può essere ancora più efficiente.
I motori Stirling sono difficili da realizzare perché alcuni dei concetti sono difficili da eseguire, ed è difficile produrli in serie a prezzi accessibili. Ma alcune aziende stanno commercializzando motori Stirling, e DEKA (una società di ricerca e sviluppo fondata da Kamen) spera che il suo design lo renda ancora più semplice [fonte:WhisperGen].
Ora che sappiamo cos'è la fionda e come può essere alimentata, diamo un'occhiata al motivo per cui potrebbe essere attraente per un villaggio che ha bisogno di acqua pulita.
Diciamo che vivi in un villaggio rurale di 100 persone. Qui vicino, c'è un ruscello. Sfortunatamente, i tuoi e dei tuoi vicini si svuotano in essa. Ogni volta che hai bisogno di acqua potabile, devi camminare per sei miglia (10 chilometri) fino a un pozzo e portare a casa una piccola scorta d'acqua in brocche o bere l'acqua del ruscello e correre il rischio. In che modo la fionda aiuterebbe te e la tua comunità?
In un giorno di scorrere l'acqua del ruscello attraverso la Fionda, saresti in grado di fare 264,2 galloni (1, 000 litri) di acqua pulita [fonte:Schonfeld]. Poiché ogni abitante del villaggio usa circa 5,3 galloni (20 litri) di acqua al giorno per bere, cucinando, e fare il bagno, tipico di un villaggio in via di sviluppo, una fionda potrebbe fornire abbastanza acqua per sostenere i bisogni di metà del villaggio [fonte:Nazioni Unite]. Sembra fantastico, ma il villaggio potrebbe permetterselo?
Supponendo che la comunità abbia l'elettricità per far funzionare la Fionda, ci vorrebbe $ 1, da 000 a $2, 000 per acquistarne uno [fonte:Schonfeld]. Ogni abitante del villaggio potrebbe spendere da $ 10 a $ 20, ma è più di una settimana di stipendio in molti posti [fonte:Nazioni Unite]. Più realisticamente, alcuni membri della comunità potrebbero ottenere un prestito, compra la fionda e poi vendi acqua pulita al resto del villaggio a un prezzo accessibile (forse tre centesimi al gallone o un centesimo al litro) fino a quando la macchina non viene pagata [fonte:Schonfeld].
OK, quindi sai quanto costerà finanziariamente, ma cos'altro c'è da considerare? Quali sono i pro ei contro dell'utilizzo della fionda?
Una comodità del sistema Slingshot è che il villaggio non avrebbe bisogno di un esperto per eseguire il depuratore. Le istruzioni sono semplicissime:infili il tubo nell'acqua sporca e premi un pulsante. Questa semplicità rende il sistema sicuro da usare con poco spazio per errori umani o incidenti. Un altro vantaggio è che l'acqua non dovrebbe avere retrogusto chimico grazie al processo di distillazione.
Mentre il funzionamento del sistema richiede la semplice pressione di un pulsante, avresti comunque bisogno di portare l'acqua al depuratore. Tipicamente, ciò significa portare l'acqua sporca al depuratore o mettere il depuratore vicino alla rete di acqua sporca. Il purificatore è troppo pesante per essere trasportato da una persona, quindi spostarlo richiederebbe un po' di potere dell'uomo (o della donna). E infine, le parti in movimento della macchina potrebbero eventualmente rompersi e richiedere interventi di manutenzione o sostituzione, che costerebbe soldi.
Continua a leggere per scoprire cosa c'è all'orizzonte per la fionda.
Con l'aiuto di nuove tecnologie come la fionda, forse un giorno tutti avranno accesso all'acqua potabile pulita. Visione digitale/immagini Getty La compagnia di Kamen ha testato la Fionda in Honduras. Per un conto, i risultati sono stati eccellenti [fonte:Richardson]. Il passo successivo è la produzione. DEKA Research and Development è alla ricerca di un finanziatore e di un produttore che lo aiuti a realizzare Slingshots. Secondo un rapporto, Kamen ha contattato diverse grandi aziende e fondazioni private per finanziamenti, senza successo [fonte:Richardson].
L'azienda sta ripensando a come commercializzare le fionde, in uno scenario, prima vendendolo alle industrie per la distillazione commerciale per metterlo in produzione. Kamen ha anche menzionato le bodegas in Messico, immaginando regioni che possono collegare il purificatore a una presa a muro ma hanno bisogno di un modo economico per produrre e distribuire acqua pulita [fonte:Richardson]. L'obiettivo principale rimane comunque:portare la fionda a chiunque abbia bisogno di acqua potabile sicura.
Pensare a quell'obiettivo fa venire in mente una mostra che è stata recentemente allestita al National Design Museum. La mostra, che si intitola "Design for the Other 90 Percent, " tratta il tema del design per le popolazioni povere [fonte:Smithsonian]. Martin Fisher, un ingegnere meccanico che ha lavorato a progetti di sviluppo in Kenya per più di 17 anni, ha contribuito con un saggio che descrive i suoi principi di progettazione per i poveri. Ecco i primi. La Fionda li incontra?
Fisher aggiunge che se un dispositivo non renderà a qualcuno un profitto immediato ma farà risparmiare denaro, non dovrebbe vendere per più del costo di un pollo al mercato locale. Un pollo, come questo dispositivo, è un conveniente, lusso occasionale per famiglie povere. Ma se il dispositivo costa di più, solo la classe media lo comprerà, e questo gruppo ha già soldi per i suoi bisogni di base [fonte:Fisher].
Sebbene i principi di Fisher siano ragionevoli per molti progetti di prodotti sviluppati per le popolazioni più povere - LifeStraw si adatta certamente ad alcuni di questi criteri - non sembrano applicabili allo Slingshot in quanto è un sistema che fornirà una grande popolazione, piuttosto che un individuo. E, mentre è facile essere d'accordo con l'affermazione di Fisher che i poveri hanno bisogno di fare soldi, c'è un avvertimento da considerare; è davvero il loro bisogno "principale"? È probabile che molti sosterrebbero che l'accesso all'acqua potabile pulita richiede una fatturazione superiore.
