В Соединенных Штатах, где большинство людей имеют доступ к безопасному жилью, чистой питьевой воде и санитарным услугам, легко думать, что бедности не существует. Статистика говорит о другом. Более 1 миллиарда из почти 7 миллиардов человек в мире живут менее чем на 1 доллар в день. В сильно пострадавших районах, таких как страны Африки к югу от Сахары, Гаити и Южная Азия, дети особенно уязвимы. Каждый год миллионы людей умирают от голода и таких болезней, как малярия и СПИД. Немногие получают формальное образование, и еще меньше имеют доступ к медицинскому обслуживанию.
Одно из решений, конечно, состоит в том, чтобы поощрять богатые страны вносить доллары на международную помощь бедным. Другой - пожертвовать продукты и услуги нуждающимся странам. Например, некоммерческая организация One Laptop per Child поставляет недорогие ноутбуки на базе Linux детям из развивающихся стран. С 2005 года организация предоставила доступ к миллионам компьютеров в Северной и Южной Америке, Африке и Юго-Восточной Азии с целью дать бедным детям «окно в мир и инструмент для размышлений».
Еще одно решение - делиться знаниями и опытом с сообществами из групп риска, чтобы они могли разрабатывать свои собственные технологии, используя местные ресурсы. Некоторые проекты, такие как установка микрогидроэлектростанции в небольшой деревне, могут быть довольно амбициозными. Для них требуется большое количество деталей, от турбин и труб до аккумуляторов и инверторов, а также понимание производства электроэнергии. Другие проекты не имеют такого масштаба, но все же приносят огромные выгоды. Часто влияние даже простых самодельных устройств может быть значительным, помогая людям улучшить свои жилищные условия и вести более здоровый образ жизни.
В этом духе мы собрали коллекцию самодельных технологий, которые можно скомпоновать, используя доступные ресурсы и ограниченное понимание науки и техники. Наша цель состояла в том, чтобы описать проекты, которые могли бы принести пользу малоимущему населению в развивающихся странах, но также понравились бы подражателям МакГайвера и миссионерам устойчивого образа жизни.
10: Холодильник Zeer Pot
Трудно получить бок о бок Frigidaire, если вы живете в Северном Дарфуре в Судане. Даже если бы вы могли получить его, вы не смогли бы привести его в действие. Что же делать семье, когда овощи и фрукты, выставленные на экстремальной жаре, портятся за один-два дня? Благодаря практическому действию, некоммерческой организации из Великобритании, занимающейся использованием инновационных технологий и их распространением для сокращения бедности, многие африканские фермеры и жители деревень используют удивительно простой глиняный холодильник, известный как
зерновой горшок
В готовом виде холодильник состоит из одного глиняного горшка, расположенного внутри второго горшка большего размера, со слоем песка между ними. Создание одного требует небольшой подготовки и всего несколько простых шагов. Во-первых, жители деревни используют глину и воду для изготовления форм, которые они сушат на солнце. Затем прессуют свежую глину вокруг форм, чтобы сформировать желаемые горшки. После добавления к каждому основанию и ободку, они сушат горшки на солнце, а затем обжигают их в яме с горячим пеплом. После остывания горшки готовы к сборке. На дно большего горшка насыпают слой песка. Меньший горшок опирается на этот слой. И, наконец, песок заполняет пространство между ними. Чтобы горшок работал, жители деревни смачивают песок, наполняют меньший горшок овощами, а затем накрывают все это мокрой тряпкой. После сборки горшок ставят на подставку для максимального потока воздуха.
Дважды в день они должны возвращаться в горшок и добавлять в песок больше воды, но усилия приносят значительную отдачу, продлевая жизнь овощей на две-три недели. Как это работает? Путем испарительного охлаждения: когда вода испаряется из песка через пористый внешний сосуд, она отводит тепло из внутренней камеры, понижая температуру на несколько градусов. В результате больше еды наполняет голодные желудки, а не кучи мусора.
Собственный зир-горшок
У британской благотворительной организации «Практическое действие» есть более подробная информация о том, как построить собственный природный холодильник и что именно туда положить. Посетите сайт, чтобы удовлетворить свое любопытство или даже пожертвовать несколько долларов.
9: Солнечная плита
Население многих развивающихся стран до сих пор используетбиомассу - древесину, древесный уголь, навоз или побочные продукты урожая - в качестве топлива для приготовления пищи. В Мексике, например, 95 процентов сельских домохозяйств готовят пищу на дровах на открытом огне. К сожалению, древесный дым содержит токсины, которые связаны с рядом проблем со здоровьем, включая пневмонию, рак легких, хроническую обструктивную болезнь легких и болезни сердца.
Хорошо спроектированные печи, такие как ракетные печи, могут повысить эффективность сжигания древесины. Ракетные печи используют вертикальную камеру сгорания и горизонтальный вход для топлива и воздуха внизу. Конструкция улучшает теплопередачу и позволяет направлять горячие газы в кастрюлю или сковороду. Семьи, которые готовят на ракетных плитах, потребляют гораздо меньше дров и подвергаются меньшему воздействию дыма.
Но почему бы не отказаться от биомассы вообще? Это преимуществосолнечных плит, которые концентрируют солнечную энергию для медленного приготовления пищи. Коробчатые плиты - самый простой тип - можно построить из простых и доступных материалов. Для одного базового дизайна требуются всего две картонные коробки (одна меньше другой), небольшой кусочек стекла, черная краска и газета. Обрежьте стороны коробки под углом от 30 до 40 градусов, убедившись, что передняя часть большей коробки имеет край. Затем вставьте меньшую коробку внутрь большей, заполните зазор между двумя коробками газетой или другим изоляционным материалом, покрасьте внутреннюю часть черной краской и установите сверху стекло так, чтобы оно упиралось в край. Когда вы помещаете эту плиту на солнце, она нагревается примерно до 250 градусов по Фаренгейту (121 градус Цельсия).
В улучшенной конструкции используются более прочные материалы, такие как дерево вместо картона и пенопласт вместо газеты. Он также добавляет четыре панели с фольгированным покрытием, которые действуют как отражатели и концентрируют солнечную энергию. Результат: температура приготовления от 350 до 400 градусов по Фаренгейту (177-204 градуса по Цельсию) - достаточно жарко, чтобы зажарить целую курицу!
8: Компостный туалет
Звук смыва унитаза Арчи Бункера всегда был хорош для парочки смешков. Но во многих сельских общинах по всему миру утилизация бытовых отходов - это не шутка. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), почти 2 миллиарда человек живут без надлежащих санитарно-технических сооружений и услуг. В результате бактерии и вирусы из отходов жизнедеятельности человека попадают в систему водоснабжения, что приводит к ряду заболеваний, включая дизентерию, брюшной тиф и холеру. По данным ВОЗ, ежегодно от этих болезней умирают два миллиона человек, в основном дети.
Смывные туалеты, требующие большого количества воды и сложной канализационной системы, не являются решением проблемы. По-настоящему эффективное решение не потребует электричества, будет недорогим и простым в изготовлении из легкодоступных материалов. Войдите вкомпостный туалет, биореакторную систему, которая преобразует отходы в биогаз, который затем сжигается и перегревается с помощью теплообменника для стерилизации очищенных стоков. Эта концепция является детищем ученых Университета Дьюка Марка Дешуссеса и Дэвида Шаада, которые в 2011 году выиграли грант Фонда Гейтса в размере 100 000 долларов США на разработку этой идеи.
Хотя на момент написания этой статьи проект еще не был завершен, система будет содержать герметичную камеру, вероятно, сделанную из ПВХ стоимостью 100 долларов, в которую будут поступать твердые отходы. В этой бескислородной среде анаэробные бактерии будут питаться, расщепляя отходы и производя газ метан. Однако вместо выпуска газа система улавливает его и сжигает. Этот последний шаг важен, потому что он делает две вещи: он убивает вредные патогены и удерживает метан, мощный парниковый газ, вне атмосферы. Таким образом, мы можем обрабатывать наши какашки, не нанося вред окружающей среде.
7: Ручной водяной насос EMAS-Flexi
Почти 70 процентов Земли может быть покрыто водой, но попробуйте рассказать об этом фермеру, не имеющему выхода к морю, пытающемуся выжить в Африке. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации (ФАО) ООН, 1,6 миллиарда человек живут в регионах, где воды крайне мало. К 2025 году две трети населения мира - почти 4,5 миллиарда человек - могут столкнуться с острой нехваткой воды. Одна из самых больших проблем - полив. По данным ФАО, на сельское хозяйство приходится 70 процентов всего забора пресной и подземной воды во всем мире, и все же это необходимо, если сельские фермеры хотят прокормить свои общины. Фактически, орошение фермы может значительно увеличить количество производимой пищи.
Недорогие насосы, управляемые человеком, предлагают идеальное решение этого парадокса. Они позволяют небольшим деревням получать воду, необходимую им для питья и орошения, не создавая ненужной нагрузки на запасы воды в районе. На протяжении многих лет фермеры экспериментировали со многими типами водяных насосов, включая канатные насосы, педальные насосы и гребные насосы. Многие из этих конструкций требуют некоторого опыта обработки и сварки, а также доступа к листовой стали, клапанам и другим компонентам. Вот что делаетводяной насос EMAS-Flexi такой привлекательной технологией. Первоначально разработанный в Боливии Мобильной школой водоснабжения и санитарии (EMAS, на испанском языке) для обслуживания больших семей или небольших групп, состоящих не более чем из 50 человек, насос EMAS-Flexi использует легкодоступные компоненты - трубы из ПВХ, трубы из оцинкованного железа, резьбу. адаптеры и два стеклянных шарика - и их можно быстро и легко собрать.
Вот как это работает. Одна труба из ПВХ, чуть меньшего размера, вставляется во вторую трубу. В нижней части каждой трубы стеклянный шарик действует как клапан. Внутренняя труба присоединяется к металлической Т-образной ручке, которая с одной стороны глухая, а с другой открыта, образуя выпускное отверстие. Насосное движение поднимает и опускает внутреннюю трубу, которая перемещается внутри стационарной внешней трубы. Ход вверх создает всасывание, втягивая воду в цилиндр. Нисходящий ход вытесняет воду из цилиндра, вытесняя ее вверх. Оператор может перекачивать от 4 до 8 галлонов (от 15 до 30 литров) воды в минуту, чего достаточно для обеспечения питьевой водой и орошения небольшого сада.
6: Дождевая бочка
Сбор дождевой воды - древняя практика, которая в последние годы возродилась. В развивающихся странах, где люди часто выбирают H2O, это привлекательно, потому что относительно простые и недорогие системы могут обеспечить чистой водой домохозяйство или даже сообщество. В промышленно развитых странах это привлекательно, потому что уменьшает ливневые стоки и облегчает счета домовладельцев за воду.
Типичная система сбора урожая состоит из трех основных частей:
- водосборная поверхность
- желоба и водосточные трубы
- резервуар
К счастью, в большинстве современных домов есть водосборная поверхность - крыша - и достаточное количество желобов и водосточных желобов (хотя одним важным дополнением для сбора дождевой воды является система фильтров и экранов, чтобы мусор не попадал в воду). поставлять). Это оставляет резервуар для хранения или цистерну. В более сложных системах цистерны могут представлять собой большие конструкции из бетона или оцинкованной стали, иногда расположенные под землей, иногда нет. Однако простые самодельные цистерны возможны и чрезвычайно функциональны.
В самых простых конструкциях для хранения воды используются пластиковые бочки. Популярным выбором является бочка на 55 галлонов (208 литров), изготовленная из полиэтилена высокой плотности или пластика HDPE, хотя даже мусорные баки Rubbermaid можно превратить в эффективный, хотя и небольшой, резервуар для хранения. В любом случае, бочка должна быть непрозрачной, чтобы предотвратить рост водорослей.
После этого достаточно просто переоборудовать контейнер, чтобы он мог функционировать как водосборник. Это может включать в себя просверливание двух отверстий: одно внизу для крепления крана, а другое вверху для работы в качестве перепускного клапана. Затем вы вырезаете отверстие в верхней части ствола, ближе к задней части, чтобы получить водосточную трубу. Прикрепите оконную сетку к этому отверстию, чтобы ловить мусор и сдерживать надоедливых комаров, и у вас есть вполне исправная дождевая бочка - и готовый запас воды для садоводства.
5: Ящик для компоста
Как и сбор дождевой воды, компостирование было популярно на небольших фермах на протяжении веков. Процесс включает в себя преобразование органического мусора - растительности, пищевых отходов и навоза - в богатое, полностью натуральное удобрение. Фермеры используют высококачественный компост, потому что он позволяет почве удерживать больше воды и обеспечивает растения питательными веществами, устраняя необходимость в синтетических удобрениях. Это, в свою очередь, повышает продуктивность их земли и приводит к увеличению прибыли. Это также снижает количество твердых отходов, поступающих на перерабатывающие предприятия и свалки.
Биологическое разложение происходит независимо от того, хотите вы этого или нет, но идея компостирования состоит в том, чтобы ускорить этот процесс. Один метод, известный каккучное компостирование, не требует структуры. Вы просто бросаете органический материал в кучу высотой около 3 футов (1 метр) и шириной 3 фута, а затем регулярно переворачиваете материал с помощью вил. Однако вы можете повысить эффективность компостирования, если используетекомпостную яму - конструкцию для хранения и концентрации органического мусора и обеспечения подходящего дома для организмов, которые делают возможным разложение. Самая простая в изготовлении конструкция - это держатель из проволочной сетки, для которого требуется 10 футов (3 метра) оцинкованной мелкоячеистой сетки шириной 36 дюймов (91 сантиметр), толстая проволока для стяжек и три или четыре деревянных столба. Вы просто сформируете из проволочной сетки цилиндр, соедините концы проволокой, а затем прикрепите все это к столбам, вбитым в землю.
Бурны, которые могут вращаться, работают еще лучше, потому что они более тщательно перемешивают органический материал и ускоряют процесс разложения. Можно построить горизонтально установленный вращающийся ствол, но это требует значительных затрат времени и энергии. Другое решение - купить бочку из пищевого пластика со съемной крышкой, а затем просверлить ряд отверстий по всей поверхности. После заполнения бочки органическим материалом вы просто кладете ее на бок и регулярно катаете по ровной поверхности. Используя этот метод, большой объем дворовых отходов можно компостировать за период от трех недель до шести месяцев.
4: Кондиционер на солнечной энергии
Кондиционирование воздуха может показаться роскошью, а не необходимостью, но некоторые исследования показали, что производительность резко возрастает, если рабочие выполняют свою работу в более прохладных помещениях. Что это говорит о таких странах, как Бразилия и Индия, где только 11 и 2 процента домохозяйств имеют кондиционер соответственно? В нем говорится, что люди, живущие в развивающихся странах, будут нуждаться в кондиционере так же, как в чистой воде и лучшем доступе к медицинскому обслуживанию.
Большинство из нас думает о кондиционерах, заполненных хладагентами, особенно хлорфторуглеродами, такими как фреон, но некоторые системы охлаждения работают по другому принципу. Испарительные охладители, также известные какболотные охладители, используют способность воды превращаться из жидкости в газ. Для этого изменения состояния требуется тепло, поэтому, если вы можете заставить воду испаряться, вы можете что-то охладить. Болотные охладители делают именно это, обдувая влажную ткань сухим горячим воздухом. Когда горячий воздух сталкивается с тканью внутри устройства, он испаряет воду, теряя при этом часть своего тепла. Затем вентилятор нагнетает прохладный влажный воздух в комнату.
Вы можете построить самодельный охладитель болота, используя охлаждающий вентилятор от старого компьютера, деревянные палочки, впитывающую ткань и небольшую 2-ваттную солнечную панель для питания. Во-первых, вы создаете раму из ремесленных палочек, с вентилятором, поддерживаемым вверху, чтобы он дул вниз, и двумя деками ниже вентилятора, чтобы поддерживать полоски, вырезанные из ткани. Все должно быть приклеено, чтобы конструкция стояла вертикально и прочно. Затем вы подсоединяете провода от вентилятора к солнечной панели (или батареям, как не очень экологичному варианту), смачиваете ткань и начинаете охлаждение.
Предостережения по охлаждению в болотном стиле
Испарительное охлаждение лучше всего работает при низкой влажности. По мере увеличения влажности воздуха процесс испарения значительно замедляется. И, несмотря на то, что болотные охладители потребляют гораздо меньше энергии, они используют огромное количество воды, что может стать решающим фактором в регионах мира, испытывающих нехватку воды.
3: Зарядное устройство для мобильного телефона с питанием от велосипеда
Хотите верьте, хотите нет, но в развивающихся странах сотовые телефоны используют больше людей, чем в развитых. Согласно некоторым исследованиям, от 80 до 95 процентов населения Кении, Мексики и Индонезии отправляют текстовые сообщения со своих мобильных устройств. Но даже если у членов семьи, живущей в бедной африканской общине, есть сотовые телефоны, у них может не быть электричества для их зарядки. Итак, что же они делают? Многие должны заряжать свои телефоны в киосках за небольшую плату.
Небольшое ноу-хау и всего несколько материалов помогут вам создать собственное зарядное устройство для мобильного телефона с питанием от велосипеда. В дополнение к генератору велосипедных фар вам понадобится базовая электроника - печатная плата, выпрямитель, конденсатор и регулятор напряжения. Сначала вы прикрепляете генератор к переднему или заднему колесу вашего велосипеда. Затем вы перерезаете шнур на зарядном устройстве мобильного телефона, чтобы обнажить положительный и отрицательный провода. Теперь установите электронные компоненты на печатную плату и соедините все вместе: генератор к выпрямителю, выпрямитель к конденсатору, конденсатор к регулятору напряжения, регулятор напряжения к зарядному устройству сотового телефона. Наконец, заклейте компоненты изолентой и установите печатную плату прямо под подседельным штырем. Само зарядное устройство может лежать в корзине или в сумке, прикрепленной к раме велосипеда.
Когда пришло время выйти на улицу, подключите свой мобильный телефон к зарядному устройству и начните крутить педали - чем быстрее или дальше вы едете, тем больше энергии получает ваш телефон. Просто помните, что нельзя ездить на велосипеде и отправлять текстовые сообщения одновременно.
2: Солнечное зарядное устройство для ноутбука
Совершите экскурсию по дому среднего класса в США, и вы обязательно наткнетесь на старый компьютер, пылящийся в шкафу. Иначе обстоит дело в развивающихся странах, где у семей мало шансов использовать компьютер, чтобы узнать прогноз погоды или провести исследование для школы.
Поставка ноутбуков в эти регионы - лишь часть решения. По оценкам Организации Объединенных Наций, 1,5 миллиарда человек во всем мире по-прежнему живут далеко от электросети своей страны, а это означает, что питание электроники является едва ли не большей проблемой, чем ее получение. Небольшие возобновляемые источники энергии, особенно солнечная, могут стать жизнеспособным решением. Многие семьи в Африке установили в своих хижинах небольшие солнечные электростанции, что позволяет им заряжать мобильные телефоны и включать несколько лампочек.
Также можно использовать солнечную энергию для зарядки ноутбука, и несколько готовых продуктов упрощают это. Типичное предложение поставляется с 16-ваттной солнечной панелью и аккумулятором, встроенным в сумку для ноутбука. Вы можете сделать то же самое, если у вас есть руки и доступ к нескольким инструментам. Вам нужно будет приобрести основные компоненты зарядного устройства: солнечную панель, 12-вольтовые аккумуляторы, 12-вольтовую автомобильную розетку и старый чемодан или портфель размером чуть больше ноутбука. Затем вам нужно будет удалить обивку из корпуса, чтобы освободить место. Затем закрепите солнечную панель, контроллер заряда солнечной батареи и автомобильный адаптер питания снаружи корпуса. Вам нужно будет просверлить раму корпуса, чтобы разместить крепежные винты и создать отверстия для проводки. После этого разберите каждый батарейный блок и переконфигурируйте 10 ячеек так, чтобы они образовывали длинные плоские блоки, которые легко помещались в корпусе. Подсоедините выводы к блокам a, соедините их все вместе и подключите к положительной и отрицательной клеммам контроллера заряда солнечной батареи. Подробные инструкции можно найти здесь.
Когда устройство готово, поместите его на солнце и дайте батареям зарядиться в течение нескольких часов. После этого вы будете готовы заряжать свой ноутбук и все, что можно подключить к автомобильному адаптеру.
1: Кантенна
ОК, нам удалось подключить несколько ноутбуков в развивающихся странах. Что теперь? Использование компьютера в наши дни означает выход в Интернет, а это означает наличие доступа к широкополосному соединению. К сожалению, у многих людей нет такой роскоши. В таких местах, как Южная Азия, всего 9 миллионов абонентов широкополосного доступа по сравнению с 294 миллионами и 211 миллионами в Европейском союзе и Северной Америке соответственно.
Беспроводные технологии предлагают людям, живущим в сельской местности, многообещающую альтернативу, позволяя им подключаться к традиционной телекоммуникационной инфраструктуре. Однако для этого требуется недорогой способ увеличить радиус действия беспроводного сигнала. Вот тут-то и пригодится волноводная антенна из консервной банки - иликантенна. Вы можете сделать одно из этих устройств, используя старую банку из-под супа, овощей или кофе (конечно, очищенную), гнездовой разъем шасси N-типа, медный провод, USB-адаптер WiFi со съемной антенной и специальный кабель, известный как "косичка."
Собрать кантенну несложно. Сначала отрежьте кусок медного провода длиной около 1,25 дюйма (3,2 сантиметра) и припаяйте его к разъему корпуса N-типа. Пока он остывает, просверлите в жестяной банке отверстие, достаточно большое, чтобы в него вошел разъем шасси. Затем проденьте коннектор через отверстие так, чтобы медный провод оказался внутри банки. Привинтите или привинтите разъем к банке, чтобы обеспечить его надежность. Далее снимаем заводскую антенну с USB WiFi адаптера и прикручиваем меньший конец кабеля с косичкой к адаптеру. Другой конец косички должен подсоединяться к гнездовому разъему шасси N-типа. Наконец, вставьте USB-адаптер в компьютер, закрепите банку снаружи, наведите ее на вероятный сигнал и, вуаля, у вас есть беспроводной Интернет.
Обратите внимание, что прием кантенны зависит от размеров выбранной вами жестяной банки. На этом веб-сайте есть калькулятор, позволяющий определить, где должен располагаться разъем шасси в зависимости от диаметра вашей банки. Еще одно важное замечание: вам может понадобиться довольно длинный кусок косички в зависимости от расстояния между антенной и вашим компьютером.
Великий разрыв
Цифровой разрыв особенно заметен в некоторых частях Африки и Южной Америки. По сравнению с США, где на 1000 человек приходится более 500 ПК, в Гане на 1000 человек приходится всего 5 ПК; У Эквадора 39.
Примечание автора
Большинство «новых» технологий, представленных в этой статье, вовсе не новы, а основаны на многовековых концепциях. Заставляет задуматься, сколько великих идей ушло в историю.