Pierwsze miejsce dla Filipa Zielińskiego w Roca International Design Contest - Jump The Gap 2021

Mój projekt pokrywa się z jednym z 17 ustalonych celów – zapewnienia dostępności i zrównoważonego zarządzania wodą i systemem sanitarnym dla wszystkich ludzi na świecie. W tej chwili ponad 100 krajów na świecie nie jest jeszcze na dobrej drodze do zrównoważonego zarządzania zasobami wodnymi, aby osiągnąć zakładane cele na 2030 rok (United Nations, 2021). Obecne tempo postępu musi się podwoić, dlatego wierzę, że mój projekt jest jednym z dobrych przykładów alternatywnych rozwiązań, które przybliżą ludzi zamieszkujących rozwijające się tereny oraz tych dotkniętych klęskami żywiołowymi do możliwości korzystania z bezpiecznych źródeł wody do higieny i konsumpcji.

Sytuacja pandemiczna, w jakiej się obecnie znajdujemy, nasuwa trudne pytania. W dobie pandemii obawiamy się szybkiego rozprzestrzeniania się wirusa i jesteśmy zmuszeni do walki z niewidzialnym wrogiem. Z pewnością zmieni to naszą przyszłość i przyzwyczajenia, ale w rzeczywistości daje nam tylko niewielkie wyobrażenie o tym, z czym ludzie żyjący w wiejskich obszarach Afryki mają do czynienia na co dzień. Celem tego artykułu jest zwrócenie uwagi na niebezpieczne warunki do życia, z jakimi muszą się zmagać.

Głównym założeniem projektu jest poprawa warunków życia społeczności zamieszkujących rozwijające się obszary Afryki Wschodniej poprzez zaprojektowanie niezależnego, samowystarczalnego, a co najważniejsze, przystępnego cenowo systemu oczyszczania wody. Społeczności te zmagają się z niską jakością wody, która jest przyczyną wielu zgonów. WHO szacuje, że ponad miliard ludzi na całym świecie ma ograniczony lub brak dostępu do czystej wody pitnej, a większość z nich pochodzi z obszarów wiejskich, gdzie niska gęstość zaludnienia utrudnia budowę typowych sieci wodociągowych. Dla przykładu, wielu Mozambijczyków używa niehigienicznej wody - UNICEF informuje, że tylko połowa populacji kraju ma dostęp do wody pitnej. Średnia długość życia w Mozambiku jest o 20 lat krótsza niż w krajach rozwiniętych, takich jak np. USA, co jest spowodowane głównie chorobami zakaźnymi, które rozprzestrzeniają się poprzez zanieczyszczoną wodę (Roser, Esteban & Ritchie, 2019).

Osiągnięcie zakładanych przez państwa członkowskie ONZ celów w tak krótkim czasie nie będzie łatwe. Zapewnienie czystej wody społecznościom wiejskim bez dostępu do ogólnodostępnych sieci sanitarnych ma kluczowe znaczenie. W tym przypadku potrzebny jest system, który skutecznie oczyści zanieczyszczoną wodę, jednak mając na uwadze sytuację społeczno-gospodarczą rozpatrywanego regionu, musi on opierać się na stosunkowo prostej technologii i być tak tani, jak to możliwe. W celu zapewnienia dostępności czystej wody w najmniej zurbanizowanych obszarach, został zaprojektowany system wykorzystujący energię słoneczną do oczyszczania dowolnego rodzaju wody wprowadzonej do obiegu. Powszechnie znane proste rozwiązania wykorzystujące energię słoneczną są zazwyczaj projektowane jako niewielkie, pojedyncze moduły służące tylko jednostkom, ponadto ich wydajność jest zwykle niska, zatem wykorzystanie ich w celu dostarczenia wody dla większej liczby osób jest nieekonomiczne. W tym projekcie jako część systemu zaadaptowano ulepszoną koncepcję destylatora słonecznego, który na dachu obiektu oczyszcza wodę wykorzystywaną do wszystkich podstawowych potrzeb życiowych.

The Water Research Foundation z Kapsztadu (Afryka Wschodnia) w 2016 r. opracowała dla mieszkańców przewodnik opisujący, jak efektywnie korzystać z 50 litrów wody dziennie, aby wystarczyło jej na zaspokojenie wszystkich ludzkich potrzeb życiowych. Ponadto, badania mówią, że stosując się do dodatkowych zaleceń dotyczących wydajności oraz wykorzystania szarej wody, można ilość potrzebnej wody zredukować do 32 litrów dziennie. W większości afrykańskich obszarów wiejskich ludzie zużywają średnio tylko 20-30 litrów wody, a na najbardziej odosobnionych obszarach nie więcej niż 4 litry dziennie, co wystarcza jedynie do picia. 20 litrów to ilość wody, która przelatuje przez typową baterię prysznicową w ciągu 2 minut. Dla porównania w Europie ludzie zużywają 100-200 litrów czystej wody na osobę na dzień (European Commission, Statista, 2014/15; WHO, 2016). Konsumpcja wody to nie tylko jej spożywanie, ale także branie prysznica, gotowanie, spłukiwanie oraz inne potrzeby domowe, jak na przykład sprzątanie. 20 m2 przedstawionego systemu w projektowanych warunkach nasłonecznienia jest wstanie oczyścić 160 litrów wody na dzień, co powinno wystarczyć dla zaspokojenia podstawowych potrzeb życiowych typowej lokalnej 5-osobowej rodziny.

Zaprojektowany system naśladuje naturalny proces parowania i kondensacji, jednak został on zamknięty w szczelnym środowisku. W procesie parowania unoszą się jedynie cząsteczki wody, dlatego odparowana woda jest czysta, nie zawiera niebezpiecznych cząstek oraz metali i nadaje się do bezpośredniego spożycia. Cały system składa się ze zbiorników, filtrów piaskowych, kilku pomp oraz destylatorów słonecznych. Technologia jest prosta - zamiast podgrzewać cały zbiornik wody (jak to się dzieje w typowych destylatorach słonecznych), prototyp skupia energię słoneczną tylko na górnej powierzchni wody, natomiast pozostała część jest odizolowana termicznie za pomocą bloku polistyrenowego. Z racji tego, że tylko górna warstwa wody jest podgrzewana, proces parowania jest szybszy i wykorzystanie energii słońca jest znacznie efektywniejsze. Prototyp systemu (2 m2) w skali 1:1 został zbudowany i przetestowany w Polsce. Wyniki przeprowadzonych badań są obiecujące i stanowią mocny fundament do dalszego rozwoju projektu.

Mając na uwadze charakterystyczną formę architektury regionu, projektowany system został przystosowany do obiektu, który w swojej formie i skali wpisuje się w ramy lokalnej architektury wernakularnej. Konstrukcja modułowa pozwala na wykorzystanie go jako domu dla typowej lokalnej rodziny lub w konfiguracji kilkumodułowej jako obiektów publicznych jak np. ogólnodostępne łazienki, miejsca spotkań, sklepy czy budynki edukacyjne. Zaprojektowana forma dachu pozwala na najefektywniejsze wykorzystanie go do produkcji czystej wody w przedstawionym systemie. Poza funkcją oczyszczania wody, dach zbiera wodę deszczową i zacienia ściany, znacznie spowalniając nagrzewanie się wnętrza. Ponadto, dach został dodatkowo podniesiony ponad górną krawędź przegrody, aby poprawić naturalną wentylację budynku. Podobnie, jak system oczyszczania wody, obiekt został zaprojektowany wyłącznie z lokalnie dostępnych materiałów w oparciu o powszechnie stosowane techniki budowania.

Przedstawione rozwiązanie nie tylko nie wymaga budowy dodatkowej infrastruktury poza obiektem, ale ma szansę na rozwój i szerokie wykorzystanie w najmniej zurbanizowanych obszarach – często zamieszkanych przez znaczną część populacji regionu. System może przyczynić się do powstania obiektów z czystą wodą, ale co najważniejsze - sprawić, że ludzie z niej korzystający poczują się bezpiecznie. Możliwość podstawowej higieny, dezynfekcji i konsumpcji może zostać rozpowszechniona we wszystkich aspektach życia codziennego. System może być łatwo zaadaptowany w dowolnym regionie o podobnych warunkach promieniowania słonecznego. Rozwijanie i szukanie nowych samowystarczalnych systemów powinno być powszechną praktyką, ponieważ tylko one dają realną szansę na osiągnięcie zakładanych celów, a co za tym idzie szybką poprawę warunków życia wszystkich ludzi zamieszkujących naszą planetę.

www.favoffice.pl