Karibien vil sprette tilbake etter en orkan med denne oppfinnelsen

Etter orkaner Maria og Irma slo i september i fjor, tok det Puerto Rico til denne juni for å gjenopprette vann til de fleste innbyggere. De som bor i landlige og vanskelig tilgjengelige fjellområder, ventet lengst.

I Dominica, hvor 80 prosent av befolkningen ble hardt rammet av orkanen Maria, ble vanntjenesten ikke restaurert til de fjerneste områdene til april 2018, flere måneder etter stormen.

Nå er en annen orkan sesong allerede på vei i Karibia.

Vår forskning på regnvannsoppdrett - en billig og lavteknologisk måte å samle inn og lagre regnvann på - tyder på at denne teknikken kan distribueres over hele Karibia for å forbedre disse samfunnene tilgang til vann både etter stormer og i hverdagen.

Begrenset vanntilgang i Karibia

Selv før orkanene Maria og Irma slo i september i fjor, kunne noen karibiske øyer ikke gi pålitelig rent vann til drikke og vask til alle beboere.

På mange øyer kommer det offentlige forsyningsrørledningssystemet heller ikke til fjerne landdistrikter og andre isolerte områder eller koster for mye for husholdninger med lav inntekt.

Tradisjonelt har beboere på slike steder fått vann fra underjordiske kilder, for eksempel fjærer, brønner eller i opprør - og dermed formodentlig ren - del av bekker.

I dag gjør vannforurensning fra en kombinasjon av husholdningsavløp, landbruk, mat og drikkevarebehandling og produksjon det meste av grunnvannet usikkert å drikke. Opptil 85 prosent av avløpsvannet over Karibia er nå utslitt, ubehandlet, i lokale elver, bekker, innsjøer eller rett i havet, ifølge det karibiske regionale fondet for avløpsvannforvaltning, et mellomstatlig byrå.

Innsamling, rengjøring og lagring av regnvann

Rainwater harvesting er en alternativ måte å skaffe og lagre ferskvann på.

Ved å samle nedbør som naturlig faller på hustak og fortau i en tank, blir denne prosessen vann som normalt vasker bort i en ressurs for matlaging, vaskeri, vanning og til og med vannintensiv produksjon.

Et rør festet fra en bygningens rigg til tanken samler regnvann som ellers ville gå til spill. Bærekraftig Sanitær Allianse / Flickr, CC BY

Regnvann, spesielt i orkanen, er gratis og rikelig i Karibia. Dominica kan få opptil 15 tommer regn om måneden på høsten. Puerto Rico gjennomsnitt 8 til 9 inches av nedbør i måneden fra mai til november.

Når regnvann er lagret i tanken - som kan variere fra 200 gallons til husholdningsbruk til 600.000 liter i en industriell setting - rørene kobles fra tanken til folks hjem, hager eller hvor de trenger det.

Tankene må være utstyrt med et innebygd filter for å rense oppsamlet regnvann, som kan hente ulike former for mugg, bakterier og protozoer når det kommer i kontakt med et tak.

Tanken vi utvikler for karibiske øyer bruker et biosandfilter - en beholder lagd med grus og sand, om størrelsen på en liten kjøler - for å rense regnvannet.

Som vann beveger seg gjennom sand- og grusbunnen filtreres patogener og partikler ut.

Denne prosessen skjer enten mekanisk - faststoffer blir fanget i grus og sand - eller ved predasjon: Gode mikroorganismer, som naturlig lever i sanden, forbruker dårlige.

Biosand filtre fjerner opptil 96,5 prosent av bakteriene og opptil 99 prosent av virus fra regnvann. Når kjøkkenet er slått på, er vannet rent og trygt for å drikke.

Regnvann serverer verden

Regnvannsamling, som lenge brukes til å betjene husdyr og bønder i landlige områder over hele verden, er et stadig mer vanlig svar på vannmangel i utviklingsland.

Fra 2005 til 2015 har FNs "Water for Life" -program aktivt fremmet regnvannsoppdrett som en potensiell løsning på globale vannmangel. Ifølge en U.N.-rapport fra 2006 er for eksempel regn på det afrikanske kontinentet "mer enn tilstrekkelig til å møte behovene til den nåværende befolkningen flere ganger over."

Regjeringene i Kambodsja, Haiti, Kina, Thailand, India og Brasil har alle distribuerte regnvannsoppsamlingssystemer for husholdninger og næringer for å lette landets tørke og urbane vannmangel i de siste tiårene.

Brasil har også gjort bemerkelsesverdige skritt i å bruke regnvann for å gjøre borgernes liv lettere.

I 2003 lanserte et offentlig-privat partnerskap, kalt Articulação do Semi-Árido Brasileiro, "1 million sisterner", et initiativ for å gi 1 million husholdninger i tørkeproblemer i det sør-amerikanske landet med lett tilgjengelig høstet regnvann.

Halvtørre områder som Pernambuco, en stat i landets nordøstlige, kan gå sju til ni måneder uten nedbør. En 4,500 gallon tank - omtrent størrelsen og vekten av en Greyhound buss - samler nok vann i regntiden at en familie på fire kan leve av den i tre til fire måneder under tørr vær.

I 2014 hadde programmet nådd målet om å betjene 1 million brasilianske husholdninger.

Utfordringer i Karibia

Til tross for disse globale suksessene har svært få karibiske land truffet tiltak for å gjennomføre regnvannsoppdrett i vesentlig grad.

I Haitis Artibonite Valley brukes biosand filtre til å rense vannet som er oppnådd fra grunne grunnbrønner. Og De forente nasjoner har hjulpet med å utvikle regnvannsoppdrettsinfrastruktur i sørlige Jamaica for å legge til rette for at samfunnet er elastisk til klimaendringer.

Vi tror at regnvannshøsting kan fungere for flere av Karibia. Finansieringsmodellen og utstyret må bare utformes for å møte øyas spesielle behov.

De fleste regnvannstanker i store internasjonale programmer er laget av glassfiber, annet plast eller sveiset stål. Disse materialene kan være dyre for familier som opererer på et begrenset budsjett, så mange landlige karibiske husstander gjør.

Tanker laget av Cement og Kylling Wire

Vårt design er laget av ferrocement - en slags tynn, armert betong som er mye brukt til å samle regnvann i India.

Denne konstruksjonsstilen er rimelig - spesielt dersom det støttes av små statslån - fordi det bruker materialer som er lett tilgjengelige i Karibia: sement, sand og vann blandet sammen, forsterket med kyllingstråd og stålstenger.

Sementet virker som en super lim, bindende partikler av sand, rebar og kylling wire sammen i en sterk, kompakt masse.

Denne billige, holdbare metoden er også ideell for karibiske miljøer. Øyregionen er utsatt for ikke bare orkaner, men også jordskjelv. Stålstengene tåler risting av et jordskjelv, mens sementet er motstandsdyktig mot høy vind.

Under spesielt kraftige orkaner, kan karibiske øyer til og med få så mye regn at det overvelder sin aldrende vanninfrastruktur, som ganske enkelt ikke kan takle volum og hastighet av stormstrømmen. Når folk har cisterner, går det overskytende regn til god bruk.

Vi har nå testet et modell for ferrocement regnvannsoppsamlingsanlegg på øya Grenada. Med noen tweaks for å forbedre konstruksjonsmomentet - som nå er i gang - tror vi det kan tjene øyabefolkningen godt.

Regjeringen har uttrykt interesse for å introdusere regnvannsoppdrett for å øke påliteligheten og tilgjengeligheten til de kommunale vannsystemene.

Vår neste stopp for testing av ferrocement-and-biosand-systemet er Dominica. Og etter det håper vi at resten av Karibien vil ta på seg.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Cecilia A. Green og Farah Nibbs. Les den opprinnelige artikkelen her.