El desafío MakeShift: agua potable - 💡 Fix My Ideas

El desafío MakeShift: agua potable

El desafío MakeShift: agua potable


Autor: Ethan Holmes, 2019

[Esta columna del "Desafío MakeShift" apareció originalmente en Make: Volume 03, 2005].

El escenario

Es fácil olvidar que el acceso al agua potable se considera un lujo para la mayor parte del mundo. Se le recuerda este hecho en un viaje a una aldea rural en el este de Asia. Los lugareños aprenden que su suministro de agua ha sido contaminado, la causa de enfermedades recientes que se parecen mucho al cólera y la disentería. Además de la suciedad, las aguas residuales, las bacterias y los parásitos, sospecha que otros contaminantes, como el arsénico y el benceno, provienen del vertido industrial a muchas millas río arriba. Idealmente, nadie debería beber esta agua, pero los aldeanos no están dispuestos a mudarse.

El reto

Crea una solución improvisada para filtrar y purificar el agua. La solución debe ser permanente y capaz de proporcionar agua potable para 20 a 30 personas. Las herramientas y materiales a su disposición incluyen lo que puede extraerse razonablemente del entorno y los elementos de su lista de suministros. Tienes 48 horas.

Lista de suministros

  • (2) barriles
  • (1) bicicleta con neumáticos desinflados
  • (1) batería de coche
  • (6) Botellas de plástico de 1 litro de agua.
  • Varias longitudes de tubos de bambú (1 ″ a 3 ″ de diámetro)
  • Variedad de herramientas (sierra, martillo, alicates, taladro manual)
  • Estropajo de acero
  • Suministro sin fin de cocos
  • $ 10 en monedas americanas mixtas

MakeShift 02: Análisis, comentarios y ganadores por William Lidwell 08 de agosto de 2005

Trágicamente, el desafío MakeShift 02 es demasiado plausible: visita una aldea rural en el este de Asia que tiene un suministro de agua contaminada. Las enfermedades graves están apareciendo y propagándose rápidamente. Los aldeanos no tienen ni el conocimiento ni los recursos para hacer nada al respecto. Ahora, el desafío del mundo real: las Naciones Unidas estiman que aproximadamente 1.100 millones de personas en el mundo se ven obligadas a beber de fuentes de agua inseguras. Como resultado, millones de personas mueren cada año, la mayoría de ellos niños. Los culpables más comunes son los contaminantes físicos (por ejemplo, sedimentos y materia en suspensión), los contaminantes biológicos (por ejemplo, bacterias, virus, quistes y parásitos) y los contaminantes químicos (por ejemplo, arsénico y benceno). La mala noticia es que estos contaminantes existen en alguna combinación en prácticamente todos los suministros de agua del planeta. La buena noticia es que con un poco de ingenio y educación, la mayoría del agua contaminada se puede hacer potable mediante el uso creativo de los materiales locales. De eso se trata este Reto MakeShift: aplicar la creatividad para resolver un problema global importante y educar a otros sobre cómo se puede hacer. Gracias a todos los Hacer: Los lectores que asumieron este difícil e importante desafío.

Análisis

Hay dos enfoques básicos para este desafío: (1) resolver el problema de una manera que no tenga nada que ver con los parámetros obvios del problema, y ​​(2) encontrar una manera de purificar el agua contaminada.

Pocos lectores optaron por el enfoque no obvio, que en este escenario sería olvidarse de purificar el agua contaminada y buscar fuentes alternativas de agua potable. J. Crossen fue uno de los pocos, y describe con elocuencia una de estas fuentes:

Un gran purificador de agua tendría una nanotecnología de autofabricación y de energía solar, y también sería barato. Una palma de coco! Los árboles ya utilizan una combinación de acción capilar y membranas semipermeables para purificar el agua local, e incluso la envasan en botellas biodegradables. El agua dentro de un coco joven sano (de 6 a 9 meses) es perfectamente estéril y contiene una mezcla de electrolitos y nutrientes similares a los de una bebida deportiva. Además de mantener a los aldeanos hidratados, mantendrá sus músculos trabajando en plena forma. Cada coco contiene aproximadamente 750 ml de agua, y cada aldeano requerirá al menos dos litros de agua por día, por lo que cada aldeano necesitará aproximadamente 2.5 cocos por día. Esto significa que toda la aldea necesitará aproximadamente 75 cocos por día, lo que es un buen rendimiento anual para una sola palma de coco. Con un pequeño factor de seguridad para los cocos en mal estado y los árboles muertos, la aldea necesitará un huerto de aproximadamente 400 palmas para proporcionarles agua potable durante todo el año.

C. Granier-Phelps también adoptó este enfoque de "nuez" y ofreció un proceso detallado para cosechar los cocos de manera eficiente. Debo tener en cuenta que Granier-Phelps es un suscriptor de Caracas, Venezuela, que afirma que "a menudo lanza cocos a los transeúntes", por lo que creo que deberíamos considerarlo un experto en el tema. Aquí está su procedimiento:

Dale la vuelta a las monedas para determinar quién sube cada día a los cocoteros. Trepar al árbol de coco. Lanzar cosas (palos, piedras o la batería del auto) a los cocos no funciona ... créeme. Use un cinturón o corte uno de los tubos interiores de la bicicleta y envuélvase alrededor del tronco del árbol de coco. Mueva el cinturón hacia arriba con las dos manos y suba lentamente el árbol con los arcos de sus pies. Eventualmente, podrá hacerlo sin cinturón, pero la seguridad es lo primero.

Use una sierra o un machete para cortar los cocos del árbol. Déjalos caer sobre la arena suave; Evita golpear a los ancianos del pueblo.

Descender del árbol. Evita las ganas de saltar.

Con un machete o un borde de la batería del automóvil, abra cada coco, tratando de no derramar el agua de coco. Primero retire la piel gruesa exterior y guárdela en uno de los barriles para la fogata de la noche; de esa manera, mantendrás alejados a los mosquitos portadores de dengue. Haga un pequeño agujero en la cáscara dura de coco que queda después de quitar la piel.

Bebe el agua de coco o guárdala en una de las botellas de agua para más tarde. El agua de coco no se mantiene por mucho tiempo, así que no corte más cocos de los que necesita.

Abre la cáscara dura de coco y come la piel blanca.

Hacer una buena taza o tazón con la cáscara dura.

Cuando te canses de toda esa agua de coco (aunque, literalmente, estarás mucho más saludable), tómate un tiempo para pensar en formas de purificar los desechos tóxicos mencionados en el artículo.

Disfruta de tu cuerpo nuevo y saludable; broncearse en el sol tropical; aprender a surfear.

Cualquier exceso de cocos que caiga de los árboles debe ser arrojado al río en un área designada (demarcada utilizando tubos de bambú y cables hechos de lana de acero). Idealmente, absorberán el agua tóxica, filtrarán las cosas malas con la fibra de la piel y almacenarán agua limpia en su interior. Úsalos si alguna vez te quedas sin cocoteros.

Suponiendo que se pueda persuadir a los aldeanos para que centren su existencia alrededor de los cocos, esta es una solución perfectamente viable a corto plazo.A largo plazo, un pueblo de 20-30 personas necesitará aproximadamente un galón por persona por día para vivir cómodamente, por un total de 20-30 galones por día. Y necesitarán agua casi potable para el saneamiento, etc. Por lo tanto, la solución de coco nos permite evitar la crisis, pero no nos dará la salida necesaria para ser una solución total. ¿Cuáles son las alternativas? J. Earnest proporcionó un resumen de los posibles enfoques:

Mientras intentamos diseñar una manera de purificar el agua contaminada, un buen punto de partida es realizar una investigación básica sobre cómo se utilizan los sistemas modernos en las instalaciones de tratamiento de agua de la ciudad. La mayoría de las instalaciones de tratamiento de agua utilizan cuatro etapas principales de tratamiento. La filtración es la detección de partículas grandes del agua. La floculación implica la adición de productos químicos que atrapan contaminantes en forma de floc. Filtros de arena rápidos y luego eliminar las partículas de floc. Finalmente, en la fase de desinfección, se usa gas cloro, luz ultravioleta u ozono para matar cualquier microorganismo que haya sobrevivido hasta ahora al proceso. Algunas instalaciones utilizan otros métodos, como la ósmosis inversa, la ebullición / destilación, el filtrado de carbono y los sistemas de intercambio iónico.

Esta es una buena lista y proporciona un buen punto de partida. Para ayudar a organizar las alternativas, ofrezco la siguiente mnemotécnica: FADD, para filtración, adsorción, desinfección y destilación. El uso inteligente de estos cuatro métodos hará que la mayor parte del agua contaminada sea segura para beber. Aquí hay una revisión rápida de cada uno antes de ver algunas de las propuestas.

La filtración funciona bloqueando o atrapando contaminantes. Los filtros son particularmente efectivos para eliminar contaminantes físicos. Ejemplos de filtros incluyen arena, tela y carbón vegetal. La adsorción funciona al unir contaminantes a una superficie molecular "pegajosa". Generalmente se usa para eliminar contaminantes químicos, pero también funciona para otros tipos de contaminantes. Los ejemplos de buenos adsorbentes (superficies químicamente "pegajosas") incluyen carbón activado y óxido de hierro (óxido). La desinfección funciona matando contaminantes biológicos. Puede desinfectar el agua agregando químicos como el yodo o el cloro o hirviéndolo. La destilación funciona separando el agua de los contaminantes vaporizándola y luego condensándola. El proceso elimina todos los contaminantes físicos y biológicos y los contaminantes químicos con un punto de ebullición por encima del agua. Cada uno de estos métodos tiene sus fortalezas y debilidades. La clave será considerar los diversos enfoques a la luz del corto período de tiempo y los limitados recursos disponibles. Veamos primero lo que a menudo se denomina arena o filtro en capas. F. Valica describe uno de estos diseños:

Consigue unos cuantos aldeanos para limpiar los cocos, ahorrando la carne y el agua para la comida. Mantenga las cáscaras y raspe el cabello de las cáscaras de coco.

Encienda un fuego y queme las cáscaras de coco hasta que obtenga ceniza / carbono. Esto puede demorar más de lo que he asignado aquí, pero mientras tanto, puede compilar todo excepto el filtro.

Limpie el interior de un tubo de tres pies de largo y dos pulgadas de diámetro. Cortar dos anillos de dos pulgadas de la llanta de la bicicleta. Quita el asiento de tela de la bicicleta. Si tiene una funda de asiento dura o impermeable, encuentra un trozo de tela. Coloque este paño sobre el extremo del tubo de bambú y estire la banda de goma del tubo de la bicicleta a su alrededor. Use un tubo de bambú de mayor diámetro para un flujo más rápido si el tubo de la bicicleta se estira más.

Llene la mitad del tubo con trozos de carbono de coco del tamaño de un guisante (o más pequeño). El carbono del coco tiene más microporos que la madera tradicional, el carbón o el carbón a base de lignito.

Limpie el cambio con lana de acero y póngalo en el filtro. Si tiene todos los centavos, use la lana de acero o una lima / roca para quitar algo de cobre y exponer el zinc. Aunque no estamos tratando con aleaciones puras, los metales diferentes deberían crear un proceso de redux y reducir los niveles de cloro, atraer hierro e iones de hidrógeno, y eliminar los metales pesados. De acuerdo con la FDA, el zinc y el cobre son buenos para usted de todos modos, aunque es posible que solo obtenga una pequeña cantidad a través de este proceso. Ahora empaca el resto del filtro de bambú con pelo de coco para la filtración mecánica. Probablemente no usaría lana de acero aquí ya que se oxidaría. Cubra la parte superior del filtro con el paño y use el segundo anillo de goma como una banda de goma, manteniéndolo en su lugar. El filtro ahora debería estar terminado:

Limpiar ambos barriles con lana de acero. No sabes lo que ha estado viviendo allí. Enjuague con agua de coco. Cortar un agujero en la parte inferior de uno para aceptar el filtro de bambú. Hágalo un poco más pequeño que el filtro para que el tubo de la bicicleta actúe como una junta entre el cañón y el bambú.

Corte la parte trasera de la bicicleta y colóquela sobre algunas rocas. Coloque el segundo barril en la parte superior. Organice los barriles para que el primer barril se vierta en el segundo (a través del filtro).

Vierta el agua del río en el primer barril y deje que se filtre hasta el segundo barril. Luego hervir el agua en el segundo barril. Verter agua hervida en recipientes de retención y enfriar para beber.

Esta es la primera etapa en el sistema de purificación de Valica y es un buen ejemplo de cómo funciona un filtro en capas, a pesar de que lo empalma con la capa electroquímica. Este filtro debe ser eficaz para eliminar la mayoría de los contaminantes físicos y algunos de los contaminantes biológicos. Su segunda etapa hierve el agua, que efectivamente matará a los contaminantes biológicos. Como se diseñó, sin embargo, no funcionará tan bien con el arsénico y el benceno. Para abordar estos contaminantes químicos, debemos separarlos del agua mediante adsorbentes o destilación. A. Thornton usó dos capas adsorbentes en su diseño:

Si el problema es el arsénico, entonces un método de tratamiento bastante efectivo es adsorberlo con óxido férrico. Apuesto a que el cuadro de la bicicleta está bastante oxidado, y estoy seguro de que es de acero, no de aluminio. Archivo de óxido fuera de él. Y si aún no está oxidado, lime un poco de acero y hierva eso en una sartén. Deje que las limaduras permanezcan un rato al sol y, en general, haga lo que pueda para oxidarlas rápidamente. El óxido férrico eliminará la mayor parte del arsénico, pero no tendrá un buen sabor y decolorará el agua. Sin embargo, podemos mejorar eso y eliminar una gran cantidad de residuos residuales haciendo una filtración final con carbón activado. ¿Dónde vamos a conseguir el carbón activado? Por eso, tanto las cáscaras de bambú como las de coco son excelentes fuentes. Hacer un montículo de cáscaras de coco. Cúbrelo con hojas de coco. Enciende un fuego debajo y deja que arda; de vez en cuando vierta agua sobre él para crear vapor, pero no lo suficiente como para apagarlo. Después de un tiempo, el carbón que se encuentra en el fondo del montículo se activará, porque se habrá quemado en un ambiente sin oxígeno. Aplastalo y estarás listo para ponerlo en tu filtro.

El doble golpe de Thornton de usar capas de óxido y carbón activado haría un buen trabajo para eliminar los contaminantes químicos. Curiosamente, mezcle mucho óxido y arena y obtendrá una mejor absorción que el carbón activado: ¡del orden del 25%! Simple y eficaz. El carbón activado por contraste, aunque es casi mágico en su capacidad para eliminar una amplia gama de contaminantes, no es fácil de hacer. Como señala Thornton, el material de origen no es un problema: las cáscaras de coco. Puede hacer carbón de leña simple simplemente prendiendo fuego a un montón de cáscaras de coco (o bambú, etc.). Activar el carbón es la parte difícil. Para activar el carbón, debe eliminar todos los residuos alquitranados y las impurezas sin carbono que obstruyen sus poros. Hay dos formas básicas de hacer esto: (1) remoje el carbón en una solución ácida y luego cocine a altas temperaturas durante unas pocas horas, y (2) sumerja el carbón en vapor sobrecalentado (alrededor de 1,800 ° F) por 30 minutos. El método 1 puede ser posible en condiciones primitivas. El método 2 sería muy difícil de hacer en dos días en condiciones primitivas. Veamos las propuestas para hacer carbón activado usando ambos métodos. V. Forgione describe un proceso de activación del carbón usando ácido de la batería del automóvil:

Abra con cuidado las tapas de ventilación de la batería. Los lugareños deben tener un recipiente de plástico para recoger el ácido de la batería. Vierta CUIDADOSAMENTE el ácido en el recipiente. Ahora, debe tener de 1,8 litros a más de 4 litros de ácido, dependiendo del tamaño de la batería. Solo digamos que solo necesitamos 1 litro de ácido, ya que más le costaría demasiado agua potable. El ácido de la batería es aproximadamente 36% de ácido sulfúrico y 64% de agua. Deberíamos usar 2 litros de agua embotellada para reducir el ácido al 9%. Cuando mezcle ácido con agua, agregue el ácido al agua, NO AGUA AL ÁCIDO. ¡EL ÁCIDO CALIENTE SE ESPARTIRÁ! Vierta 2 litros de agua en otro recipiente de plástico que los locales han proporcionado, y LENTAMENTE agregue ácido al agua, revolviendo todo el tiempo. Usted tiene 3 litros de ácido y eso debe tratar suficiente carbón para nuestro uso. Remoje el carbón en el ácido, y luego vuelva a calentar en la pila de carbón. Con suerte, esto activará suficiente carbón para sacar el arsénico y el benceno del agua filtrada.

Si tomas la solución ácida correctamente y la cocinas el tiempo suficiente, tienes una buena oportunidad de activar una gran cantidad de carbón. El método 2 consiste en calentar el vapor a 1,800 ° F: no es una hazaña pequeña en un ambiente primitivo. Entre las mejores propuestas para hacer esto fue la de M. Kissler:

El ingrediente final en la segunda etapa de la purificación del agua será carbón activado. Debes construir un aparato para hacer el carbono e instruir a los aldeanos sobre su uso.

Tome el primer barril grande y haga cinco agujeros de dos pulgadas en la parte inferior usando el taladro. Haga un agujero de dos pulgadas en el lado del cañón cerca de la parte superior, lo suficientemente grande como para que se ajuste perfectamente a un tubo de bambú de diámetro medio. Tome la parte superior del barril y guárdelo. Este barril se utilizará para fabricar el carbón activado.

Clave una pieza pesada de corteza, de tres a cuatro pulgadas cuadradas, por una esquina sobre el agujero. Esto se utilizará para cubrir el agujero cuando sea necesario. Doble el clavo dentro del cañón para que no salga. (Si, por alguna razón, trajo un martillo pero no clavos, podría atar la corteza alrededor de la parte superior del barril y deslizarlo hacia abajo sobre el agujero cuando sea necesario).

Coloque el cañón sobre unas cuantas rocas para que el fondo esté nivelado y lo suficientemente alto como para que el aire ingrese en los orificios del fondo.

Taladre un agujero idéntico en el lado del segundo cañón para permitir que el tubo de bambú conecte los dos. Coloque este barril sobre un hoyo pequeño donde se puede hacer un fuego y sostenerse. Este barril se usará para dos propósitos: calentará el agua filtrada y eliminará las bacterias restantes, y el vapor producido se canalizará hacia el primer barril para activar el carbono en el interior.

Por ahora, saca el tubo de bambú del primer barril. Poner el fuego en el fondo del cañón y encenderlo. Si, por alguna razón, no tiene acceso al fuego, puede usar la batería del automóvil para iniciar un incendio al * cuidadosamente * colocar un cordón de lana de acero entre los dos terminales para crear una chispa.

Una vez que haya encendido un buen fuego, agregue las cáscaras de coco al barril. No los empaques apretadamente: debe haber espacio de aire entre ellos.

Una vez que el fuego es fuerte, acumule tierra alrededor de la base para restringir el acceso al aire. Deja alrededor de un espacio de cuatro pulgadas. Coloque la tapa en el barril, dejando el orificio en el lado abierto para que salga el humo.

Un denso humo blanco saldrá del barril por un tiempo. Golpee el lado del cañón según sea necesario para asegurarse de que las carcasas se muevan y que todas se quemen uniformemente.

Cuando el humo cambia de blanco a un tinte azulado fino, la mayor parte del agua se ha eliminado y el carbón ahora se está quemando. Tape el espacio en el fondo con tierra y el agujero en el lado con la corteza cubierta, rellenando todos los espacios con tierra para hacer un sello hermético. La quemadura restante durará unas cuatro horas.

Deje reposar el barril sellado durante medio día. Luego, pega el tubo de bambú en los agujeros a los lados de los dos barriles para que estén conectados. Coloque el agua embotellada en el segundo barril y cierre bien la tapa. (En el futuro, los aldeanos usarán su agua filtrada. Deberá colocar rocas grandes en los párpados de ambos barriles para que la presión del vapor no empuje las tapas. Además, elimine la suciedad de alrededor del la parte inferior del primer barril para permitir el escape de vapor una vez que haya pasado a través del carbón - esto ayudará a asegurar que el vapor desplace el aire en el barril de carbón.

Encienda un fuego debajo del segundo barril (el que contiene el agua). Esto calentará el agua y creará vapor y presión. El vapor y la presión ayudan a activar el carbón dentro del otro barril. Déjalo pasar por al menos una hora.

La "olla a presión" de M. Kissler para activar el carbón vegetal

¿Podría esto hacerse funcionar en un par de días? Soy escéptico de que cualquiera de los sistemas propuestos para sobrecalentar el carbón podría funcionar en dos días. Resulta que en el caso de Kissler, sin embargo, probablemente no importaría. La razón es que él incorporó inteligentemente otro material de filtrado que es tan efectivo como el carbón activado:

… Haga que otro grupo de aldeanos recolecte una gran cantidad de plantas de jacinto de agua nativas del área. El jacinto de agua es una maleza que se encuentra en casi todos los sistemas de agua de todos los continentes y es especialmente frecuente en el este de Asia. Se ha encontrado que su raíz seca y en polvo es un excelente agente absorbente para el arsénico en el agua. Según un informe publicado por la Royal Society of Chemistry, filtrar el agua utilizando la maleza reduce el contenido de arsénico del agua a niveles inferiores a los de la Organización Mundial de la Salud. Haz que los aldeanos se sequen y aplasten las raíces.

Considerado un bio-flagelo para la mayoría de los ecosistemas del planeta, el jacinto de agua irreprimible es un filtro excelente. Si aún no está en su parte del mundo, probablemente lo estará pronto. En cualquier caso, definitivamente tiene presencia en el este de Asia y sería muy eficaz para eliminar los contaminantes químicos. Finalmente, hay enfoques que utilizan la destilación. El problema con la destilación se refiere a los contaminantes químicos. R. Karnesky describe el problema:

Mientras que el agua hirviendo puede ser efectiva para matar las bacterias, el benceno es más volátil y el arsénico es menos volátil que el agua. Por lo tanto, ni hacer una inmovilización ni hervir en el lugar será efectivo para eliminar todos los contaminantes. Un filtro de carbón activado eliminará la mayoría de los contaminantes de una sola vez. Usted no tiene uno de esos, ¿verdad? Bueno, afortunadamente, tienes muchos cocos, cuyas cáscaras son una forma popular de obtener carbón activado.

Cuando Karnesky dice "más volátil" y "menos volátil", él está refiriendo los puntos de ebullición de los productos químicos en relación con el punto de ebullición del agua. El punto de ebullición del agua es 212 ° F. El arsénico es "menos volátil" que el agua porque tiene un punto de ebullición más alto (1137 ° F). El benceno es "más volátil" que el agua porque tiene un punto de ebullición más bajo (176 ° F). La implicación de esto es que al hervir una solución de agua, benceno y arsénico, primero se vaporizaría el benceno, luego el agua y luego el arsénico (suponiendo que se pueda alcanzar una temperatura tan alta). Así que con todo esto fuera del camino, comencemos con el diseño solar fotovoltaico de B. Doom:

Mi solución se basa en la condensación del agua no potable. Si el agua se evapora y se condensa en un recipiente limpio, las aguas residuales, la contaminación industrial y los parásitos se separarán del agua. Uno de los barriles se deja al sol y se llena la mayor parte del camino con agua. El calor solar eleva la temperatura del agua y aumenta la humedad del aire atrapado dentro del barril. El aire húmedo se escapa a través de los orificios de ventilación cortados en la superficie superior del barril y se desplaza a través de los ejes de bambú hacia las botellas de plástico invertidas que tapan los ejes. Las botellas se mantienen un poco más frías y el agua en el aire húmedo se condensa allí, acumulándose en el fondo de las botellas. El nivel del agua debe mantenerse a una altura que maximice el área de superficie de la unión agua / aire para facilitar la evaporación. Con este fin, se perfora un agujero en un extremo a la altura dada y se tapa con cáscara de coco sellada con cáscara de coco.

Figura 3.B. Quemador solar de Doom

Las imágenes fijas son únicas en su capacidad para eliminar simultáneamente todos los contaminantes físicos y biológicos, así como todos los contaminantes químicos que son menos volátiles que el agua. Las imágenes fijas también son bastante simples de construir y comienzan a trabajar rápidamente, que son factores importantes cuando las condiciones son primitivas y la línea de tiempo es corta. Doom aún eliminaría todo excepto el benceno. Los productos químicos volátiles no solo tienen puntos de ebullición más bajos que el agua, sino que tienen puntos de evaporación más bajos. En consecuencia, el benceno se evaporaría primero en las botellas y luego se condensaría con el agua, dando a los aldeanos agua de benceno. No está bien. El segundo problema es con la salida. El cálculo de las tasas de evaporación es un asunto complicado, pero un rápido botín en la parte posterior del sobre me lleva a pensar que este sistema solo produciría alrededor de 3-5 galones por día. Hay maneras de lidiar con el problema del benceno. El problema de salida es más desafiante para un sistema basado en la evaporación. Es un buen diseño, y con algunos retoques, sería un ganador. Thornton ofreció dos de esos retoques. Él propuso un diseño aún más tradicional de calentamiento por fuego que abordaba el problema del benceno utilizando un viejo truco de ingeniería química (y limpieza de la luna):

Así que ahora, calientas tu barril sobre el fuego que has hecho, teniendo cuidado de mantenerlo lo suficientemente alejado del fuego para que no queme el cañón. Tu agua empezará a hervir; El vapor subirá por la columna, se recondensará en la lana de acero, y goteará de nuevo en el barril. Sin embargo, al final, el vapor comenzará a salir por la parte superior y obtendrá un flujo fuera del tubo. Probablemente quieras tirar el primer bit de líquido que sale de allí. Si tienes benceno allí, por ejemplo, hierve a unos 80 grados centígrados. Esto es, al menos en la destilación de etanol, llamado tirar las cabezas. Una vez que comiences un buen arroyo, esto es principalmente agua potable, y si los aldeanos lo bebieran, probablemente no los mataría rápidamente. La mayoría de los elementos biológicos se habrán matado con la ebullición, y la mayoría de los contaminantes químicos tendrán puntos de ebullición suficientemente diferentes, de modo que al tirar las cabezas y no dejar el alambique hasta que esté completamente seco, generalmente también se dejarán atrás. Si tuvieras que parar aquí, sería una solución decente.

"Tirar la cabeza" puede ser un método muy eficaz para deshacerse de la porción rica en benceno de la solución.Además, la densidad específica del benceno es más baja que la del agua. Esto significa que si deja que el agua condensada permanezca en un ambiente sin perturbaciones, la mayor parte del benceno restante subirá a la parte superior. Dado que la evaporación es un fenómeno de la superficie (a diferencia de la ebullición, que se produce en un líquido), el benceno se evaporará primero.

Por lo tanto, un enfoque sería usar un alambique, tirar la cabeza para eliminar la mayor parte del benceno y dejar que la solución restante salga en un barril abierto por un día o hervirlo para quemar el benceno restante. Extraiga agua del fondo del barril (solo para estar seguro) y debe ser potable. Las imágenes fijas también requieren mucho menos mantenimiento que un filtro (por ejemplo, no se limpian ni reemplazan los materiales) y funcionarán de manera confiable y mensurable. Los dos problemas principales con la destilación: (1) requiere mucha energía en comparación con un filtro para producir la salida requerida, y (2) es solo aproximadamente un 20% eficiente, requiriendo cinco galones de agua contaminada para producir un galón de agua destilada. ¿Hay alguna manera de decir cuánto benceno queda, si es que queda? El benceno es claro e incoloro, pero tiene un olor claramente dulce. La mayoría de las personas pueden oler el benceno en agua en dos partes por millón. Las concentraciones de benceno en agua de más de cinco partes por billón se consideran inseguras para beber. Basta con decir que si puede oler el benceno en este punto, no debe beber el agua y debe comenzar a trepar a los árboles de coco. Ahora que estamos mareados por la posibilidad de inhalar benceno, es un buen momento para cerrar.

Conclusión

Dado un límite de tiempo de dos días con personas que ya se enferman, extraer agua de los cocos es la mejor solución a corto plazo. Proporcionará agua potable pura con un costo y complejidad mínimos. Sin embargo, a largo plazo, una aldea necesita agua para saneamiento, lavado, cocina, etc., más agua de la que se puede extraer razonablemente de los cocos. Entonces, a corto plazo, déjelos beber agua de coco, pero a largo plazo necesitamos una mejor solución.

Alguna forma de filtro rápido de arena o biológico que use una combinación de arena, grava y carbono es una opción lógica. Lo ideal es que desees activar el carbono. Soy escéptico en cuanto a si el carbono se puede activar de manera confiable en un entorno primitivo. En la medida de lo posible, soy escéptico de que pueda activarse en dos días. Aquí es donde la propuesta del jacinto de agua es particularmente intrigante. La planta es un filtro efectivo tanto en forma viva como en polvo. Entonces, además de ser un elemento en un filtro de sedimentos, una cuenca llena de jacintos de agua podría ser un componente simple y efectivo a largo plazo de una estrategia general de tratamiento de agua. También es una buena estrategia de respaldo en caso de que no puedas activar completamente el carbón. Un problema intrínseco a todas las estrategias de filtración es que no hay una manera fácil de probar hasta qué punto el agua es potable, excepto beberla y ver si se enferma. Aquí es donde la destilación lleva algunas ventajas distintas. La destilación le permite eliminar de manera visible y confiable todos los contaminantes, excepto los productos químicos volátiles (en este caso, el benceno). Y, como se describió anteriormente, hay formas de lidiar con el benceno.

Un enfoque conservador sería hacer que los aldeanos usen los cocos para el agua potable y el agua destilada o filtrada para satisfacer el saneamiento y otras necesidades. A más largo plazo, prefiero el proceso de destilación descrito a la filtración. Es un método simple que los aldeanos pueden aplicar para lograr resultados consistentes. Si sigue la ruta de filtración, considere usar jacintos de óxido de hierro y agua, si están disponibles. Son tan efectivos como el carbón activado y requieren mucha menos energía para ser incorporados. Dicho esto, activa el carbón si tienes tiempo y kung fu para hacerlo. Factores generales a considerar para todas las soluciones: tiempo de desarrollo, tasa de producción, efectividad en la eliminación de todo tipo de contaminantes, confiabilidad, capacidad de prueba, recursos, simplicidad, viabilidad a largo plazo, transferencia de procesos y seguridad.

Los ganadores

Me gustaría agradecer nuevamente a todos los que enviaron soluciones al desafío MakeShift 02. Las presentaciones fueron muy creativas y bien pensadas, y como antes, la selección de dos ganadores del lote no fue una tarea fácil.

Los ganadores reciben Hacer: Camisetas para celebrar y mostrar su marca única de genio y la herramienta definitiva MakeShift Master, el SWISSMEMORY USB Victorinox 512MB, igualmente útil para el senderismo y la piratería. Menciones de honor obtienen fama y reconocimiento por sus excelentes contribuciones. A cambio, nosotros en Hacer: esperar grandes cosas ¡Sigue y resuelve los problemas del mundo!

Sin más preámbulos, los ganadores del desafío MakeShift 02 son:

MakeShift Master - Plausible: Adam Thornton MakeShift Master - Creativo: Jesse Crossen “Schmutzdecke” - Mención de honor: Vinny Forgione “A.A.B. Bussy ”- Mención de honor: Mac Cowell, Nick Cain, Barratt Park y Brandon Carroll“ Eichhorina Crassipes ”- Mención de honor: Mark Kissler

Felicitaciones a los Maestros MakeShift y las menciones honoríficas (aplausos ... reconocimientos ... reverencia). Todos hicieron un excelente trabajo al enfrentar este difícil problema y comunicar sus soluciones de una manera divertida y efectiva. Animo a todos los lectores a que estudien estas entradas ganadoras y compartan este enlace con amigos. El primer paso para resolver este problema global es la educación, así que ayude a correr la voz. Y hasta el próximo desafío MakeShift, ¡feliz!



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