Wereldwijd zou je kunnen zeggen dat er één huishoudartikel is dat de haves scheidt van de have-nots. Van de meer dan 7 miljard mensen die de aarde bevolken, hebben 2, 5 miljard mensen geen toegang tot een toilet. In deze regio's, waar schoon water schaars is, zijn gemakkelijk te voorkomen ziekten, zoals tyfus en cholera, volwaardige epidemieën. Elk jaar sterven maar liefst 1, 5 miljoen kinderen door slechte sanitaire voorzieningen.
gerelateerde inhoud
- Deze parfumeurs analyseren de stank van toiletten
Voor deze arme gemeenschappen, voornamelijk geconcentreerd in delen van Zuid-Azië en Afrika, zijn rioolwaterzuiveringsinstallaties gewoon geen optie. Gezinnen worden vaak gedwongen om door vervuilende alternatieven te worden gebruikt, zoals latrine-kuilen (in wezen een uitgegraven gat in de grond) of eenvoudig toevlucht nemen tot poepen in de open lucht. Om praktisch te zijn, moeten toiletten dus niet alleen zelfaandrijvend en waterloos zijn, maar ook betaalbaar voor gezinnen die maar een dollar per dag verdienen. Daartoe lanceerde de Bill and Melinda Gates Foundation de 'Reinvent the Toilet Challenge', een wedstrijd die in 2012 een team van onderzoekers $ 100.000 heeft toegekend om een prototype te ontwikkelen waarmee een van de meest ernstige gezondheidscrises in de ontwikkelingslanden kan worden opgelost. .
De winnaars, een groep ingenieurs die werkzaam zijn bij het California Institute of Technology, zijn nu begonnen met een cruciale proefrun van hun ontwerp. In december werden een paar testtoiletten verscheept naar India en geïnstalleerd in openbare toiletfaciliteiten aan de Mahatma Gandhi University in Kerala en in Ahmedabad. In maart wordt het prototype in Kerala verplaatst naar Delhi, waar het zal worden gedemonstreerd op een toiletbeurs.
Interessant genoeg is het concept dat het Caltech-team uiteindelijk heeft bedacht niet waterloos. In feite werkt het net als een conventioneel toilet. "We gingen met een conventioneel doorspoeltoilet omdat we, na het testen van verschillende ontwerpen, vonden dat mensen daar meestal de voorkeur aan geven", zegt Clement Cid, een promovendus die aan het project werkte. "Dit geldt zelfs in de ontwikkelingslanden."
In de praktijk werkt het toiletsysteem - een op zichzelf staande combinatie van een toilet en een rioleringssysteem - op dezelfde manier als wat wordt aangetroffen in de kleinschalige septic tank rioleringen populair in landelijke gebieden van de Verenigde Staten. Een eenvoudige spoeling en de ontlasting wordt naar een bewaarkamer gestuurd, waar het een hi-tech sanitair proces doorloopt dat besmettelijke, ziekteverwekkende bacteriën uitroeit.
De uitdaging is nu om erachter te komen hoe het prijskaartje van $ 1.200 kan worden verlaagd van wat in wezen een draagbaar, zelfstandig rioolwaterzuiveringssysteem is. (Caltech) Het meest opvallende verschil tussen dit nieuwe ontwerp en standaardtoiletten is de toevoeging van een op het dak gemonteerd fotovoltaïsch paneel. Het paneel voedt het hele saneringsproces door energie te leveren aan een biochemische reactor onder de vloer die is ontworpen om het afval te zuiveren door het gebruik van elektroden. Terwijl uitwerpselen en urine door deze kamer passeren, splitst een elektrochemische reactie tussen de anode en kathode (denk aan batterijen) de materie in afzonderlijke componenten, zoals waterstof, kunstmest en schoon water. Een ander mechanisme filtert het afval en leidt de waterstof af naar een compartiment dat het als energie opslaat in brandstofcellen. De kunstmest wordt verzameld voor landbouwdoeleinden, terwijl het resterende water terug in een reservoir wordt gepompt zodat het opnieuw kan worden gebruikt.
"Het is een volledig gesloten systeem", legt Cid uit. "En terwijl septische toiletten het afval slechts gedeeltelijk behandelen, is het water dat we recyclen volkomen veilig, zonder enige verontreiniging."
De uitdaging is nu om erachter te komen hoe het $ 1.200 prijskaartje van wat in wezen een draagbaar, zelfstandig rioolwaterzuiveringssysteem is, voldoende kan worden verlaagd. Het cijfer omvat geen andere kosten, zoals onderhoud en reparaties als het toilet kapot gaat. Bij aansluiting op het elektriciteitsnet werkt het toilet ongeveer 11 cent per dag, meer dan het dubbele doel van de stichting om een technologie te leveren die 5 cent per dag kost. Hoewel het nog steeds niet als veel klinkt, stel je voor dat je 10 procent van je inkomen uitgeeft om alleen een toilet te gebruiken. Het aansluiten van het systeem op een oplaadbare batterij zou dat aantal nog meer verhogen, omdat de energie-opslageenheden zo nu en dan moeten worden vervangen.
Het doel van het team is voorlopig een methode te bedenken voor het produceren van elektroden die met dezelfde efficiëntie werken, maar voor de helft van de prijs. Veel daarvan, zegt Cid, zou het sluiten van deals met zich meebrengen om lokaal het bronmateriaal te verkrijgen. Het team onderzoekt ook een herontwerp dat het toiletsysteem compacter zou maken en minder materialen zou vereisen. Een andere mogelijkheid is een manier vinden om in de brandstofcellen te tappen, een potentiële energiebron.
"We hebben een topklasse BMW gebouwd en het doel is om een zeer low-end Tata Nano-auto te bieden", zegt Michael Hoffman, een technisch hoogleraar die het project leidt. "We onderzoeken momenteel de productieopties. Volgende week zal ik potentiële productiepartners in China bezoeken."
Eén benadering, die de ingenieurs met de Bill and Melinda Gates Foundation hebben besproken, ligt aan de zakelijke kant. De voorgestelde strategie houdt in dat de commodes in eerste instantie worden verkocht aan gezinnen uit de midden- en hogere middenklasse in Aziatische landen, die vaak openstaan voor het idee en zich ook een installatie kunnen veroorloven. De verwachting is dat naarmate de massaproductie geleidelijk toeneemt, de productiekosten omlaag gaan.
Maar het toilet op zonne-energie is niet zonder critici. In een redactioneel gepubliceerd door de New York Times, wijst Jason Kass, een milieu-ingenieur en oprichter van een organisatie genaamd Toilets For People, op enkele gebreken die inherent zijn aan inspanningen die erop gericht zijn om zeer geavanceerde technologieën toe te passen op de problemen van mensen met schaarse middelen.
Hij schrijft:
Stel je het lot van een hightech toilet voor in een van deze gemeenschappen. Wat gebeurt er als de unieke membraansystemen verstopt raken? Of als het superkritische watervat of de hydrothermische carbonisatietank lekt, of erger, explodeert? Of wat als een van de arme bewoners zich realiseert dat het apparaat meer dan een jaar waard is en besluit het te stelen? Als de vele mislukte ontwikkelingsprojecten van de afgelopen 60 jaar ons iets hebben geleerd, is het dat gecompliceerde, geïmporteerde oplossingen niet werken.
De redacteur van Treehugger, Llyod Alter, gooit de nieuwste versie van het toilet dicht als een volledig misplaatste poging die vooral enkele van de meest verkeerde ideeën van het Westen over sanitaire voorzieningen verspreidt. Deze omvatten het zitten op een toilet in plaats van hurken, een keuze die meer spanning in de darmen kan veroorzaken en het plaatsen van toiletten in wasruimtes. Hij contrasteert dit met toiletten in Japan, die sanitair zijn omdat ze zich in een aparte ruimte bevinden. En zoals Kass vermeldt, zou het onderhoud van zo'n ingewikkeld systeem getrainde specialisten vereisen die deze arme gemeenschappen zich niet kunnen veroorloven.
Niettemin gelooft Hoffman dat dit soort toiletten op de lange termijn praktisch zal zijn met de manier waarop nieuwe technologieën zich ontwikkelen. Hij gebruikt Apple als voorbeeld. Toen Apple de touchscreen-smartphone pas zeven jaar geleden voor het eerst introduceerde, kostte het minstens $ 600. Begin deze week hebben softwareontwikkelaars van Mozilla een versie onthuld voor het ontwikkelen van markten die voor slechts $ 25 debuteert. "De kosten waren ooit onbetaalbaar voor de armen, maar zijn nu haalbaar", voegt hij eraan toe.
De bruikbaarheid van toiletten op zonne-energie in verarmde gemeenschappen waar het ernstig ontbreekt aan middelen zou de komende jaren duidelijker moeten worden. In 2015 is het Caltech-team van plan om nieuwere prototypes te testen in kleine gemeenschappen in vijf landen, waarschijnlijk India, China, Thailand, Cambodja en Peru. De massaproductie van minstens 1.000 toiletten is gepland voor al in 2016.
