A livello globale, potresti dire che esiste un oggetto domestico che separa gli abbienti dai non abbienti. Degli oltre 7 miliardi di persone che popolano la Terra, 2, 5 miliardi non hanno accesso a una toilette. In queste regioni, dove l'acqua pulita è scarsa, le malattie facilmente prevenibili, come il tifo e il colera, sono epidemie in piena regola. Ogni anno muoiono 1, 5 milioni di bambini a causa della scarsa igiene.
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Per queste comunità povere, concentrate principalmente in alcune parti dell'Asia meridionale e dell'Africa, le piante fognarie semplicemente non sono un'opzione. Le famiglie sono spesso costrette a usare alternative piene di contaminanti come le fosse di latrina (essenzialmente un buco scavato nel terreno) o semplicemente ricorrere a defecare all'aperto. Affinché i servizi igienici siano pratici, devono essere non solo autoalimentati e privi di acqua, ma anche convenienti per le famiglie che guadagnano solo un dollaro al giorno. A tal fine, la Bill and Melinda Gates Foundation ha lanciato la "Reinvent the Toilet Challenge", un concorso che, nel 2012, ha assegnato a un team di ricercatori $ 100.000 per sviluppare un prototipo in grado di risolvere una delle crisi sanitarie più terribili nei paesi in via di sviluppo .
I vincitori, un gruppo di ingegneri che lavorano presso il California Institute of Technology, hanno ora intrapreso una serie di prove cruciali del loro progetto. A dicembre, un paio di servizi igienici di prova sono stati spediti in India e installati presso i bagni pubblici dell'Università Mahatma Gandhi nel Kerala e ad Ahmedabad. A marzo, il prototipo in Kerala verrà spostato a Delhi, dove verrà presentato alla fiera del bagno.
È interessante notare che il concetto che il team Caltech alla fine ha sviluppato non è privo di acqua. In effetti, funziona proprio come una toilette convenzionale. "Siamo andati con una toilette con sciacquone convenzionale perché, dopo aver testato diversi progetti, abbiamo scoperto che le persone generalmente preferiscono quelle", afferma Clement Cid, uno studente di dottorato che ha lavorato al progetto. "Questo è vero anche nelle società in via di sviluppo."
In pratica, il sistema di servizi igienici - una combinazione autonoma di servizi igienici e sistemi fognari - funziona in modo simile a quello che si trova nei sistemi fognari su fossa settica su piccola scala popolari nelle aree rurali degli Stati Uniti. Una semplice vampata di calore e le feci vengono inviate in una camera di contenimento dove viene sottoposta a un processo di sanificazione ad alta tecnologia che elimina i batteri infettivi che causano malattie.
La sfida ora è capire come abbattere il prezzo di $ 1.200 di quello che è essenzialmente un sistema di trattamento delle acque reflue portatile e autonomo. (Caltech) La differenza più evidente tra questo nuovo design e i servizi igienici standard è l'aggiunta di un pannello fotovoltaico montato sul tetto. Il pannello alimenta l'intero processo di sanificazione fornendo energia a un reattore biochimico situato sotto il pavimento progettato per purificare i rifiuti attraverso l'uso di elettrodi. Mentre le feci e l'urina passano attraverso questa camera, una reazione elettrochimica tra l'anodo e il catodo (pensa alle batterie) scompone la materia in componenti separati, come idrogeno, fertilizzante e acqua pulita. Un altro meccanismo filtra i rifiuti, deviando l'idrogeno verso un compartimento che lo immagazzina come energia nelle celle a combustibile. Il fertilizzante viene raccolto per scopi agricoli, mentre l'acqua rimanente viene pompata nuovamente in un serbatoio in modo che possa essere riutilizzata.
"È un sistema interamente a circuito chiuso", spiega Cid. "E mentre le toilette settiche trattano i rifiuti solo parzialmente, l'acqua che ricicliamo è totalmente sicura, senza alcuna contaminazione."
La sfida ora è capire come abbattere sufficientemente il prezzo di $ 1.200 di quello che è essenzialmente un sistema portatile e autonomo di trattamento delle acque reflue. La cifra non include altre spese, come la manutenzione e le riparazioni in caso di guasto del WC. Quando è collegato alla rete, il funzionamento della toilette è di circa 11 centesimi al giorno, più del doppio dell'obiettivo dichiarato della fondazione di fornire una tecnologia che costa 5 centesimi al giorno. Anche se non sembra ancora molto, immagina di spendere il 10 percento delle tue entrate solo per usare un bagno. Collegare il sistema a una batteria ricaricabile aumenterebbe quel numero ancora di più poiché le unità di accumulo di energia dovrebbero essere sostituite ogni tanto.
L'obiettivo del team, per ora, è ideare un metodo per produrre elettrodi che funzionino alla stessa efficienza, ma a metà prezzo. Gran parte di questo, afferma Cid, comporterebbe il taglio di accordi per raggiungere i materiali di origine a livello locale. Il team sta inoltre esplorando una riprogettazione che renderebbe il sistema igienico più compatto, richiedendo meno materiali. Un'altra possibilità è trovare un modo per attingere alle celle a combustibile, una potenziale fonte di energia.
"Abbiamo costruito un BMW top di gamma e l'obiettivo è quello di fornire un'auto Tata Nano di fascia molto bassa", afferma Michael Hoffman, professore di ingegneria che guida il progetto. "Attualmente stiamo esplorando le opzioni di produzione. La prossima settimana visiterò potenziali partner produttivi in Cina."
Un approccio, di cui gli ingegneri hanno discusso con la Bill e la Melinda Gates Foundation, sta nel business. La strategia proposta prevede inizialmente la commercializzazione dei commode per le famiglie della classe media e medio-alta nei paesi asiatici, che tendono ad essere ricettivi all'idea e anche in grado di permettersi l'installazione. L'aspettativa è che man mano che la produzione di massa aumenta gradualmente, i costi di produzione diminuiscono.
Ma la toilette a energia solare non è priva di critiche. In un editoriale pubblicato dal New York Times, Jason Kass, un ingegnere ambientale e fondatore di un'organizzazione chiamata Toilets For People, sottolinea alcuni dei difetti inerenti agli sforzi che cercano di applicare tecnologie altamente sofisticate ai problemi delle persone scarse risorse.
Lui scrive:
Immagina solo il destino di un bagno ad alta tecnologia in una di queste comunità. Cosa succede se i sistemi a membrana unici si intasano? O se esplode la nave per acqua supercritica o il serbatoio di carbonizzazione idrotermale, o peggio ancora? Oppure cosa succede se uno dei residenti impoveriti si rende conto che il dispositivo vale più dei guadagni di un anno e decide di rubarlo? Se i molti progetti di sviluppo falliti degli ultimi 60 anni ci hanno insegnato qualcosa, è che le soluzioni complicate e importate non funzionano.
Llyod Alter, caporedattore di Treehugger, sbatte l'ultima versione della toilette come uno sforzo completamente fuorviato che, soprattutto, diffonde alcune delle idee più sbagliate dell'Occidente sui servizi igienico-sanitari. Questi includono sedersi su una toilette piuttosto che accovacciarsi, una scelta che può causare più tensione alle viscere e posizionare servizi igienici all'interno dei bagni. Contrasta questo con i servizi igienici in Giappone, che sono più sanitari poiché si trovano in una stanza separata. E come menziona Kass, servire un sistema così complicato richiederebbe specialisti qualificati che queste povere comunità non possono permettersi.
Tuttavia, Hoffman ritiene che con il modo in cui le nuove tecnologie tendono a progredire, questo tipo di servizi igienici sarà pratico a lungo termine. Usa Apple come esempio. Quando Apple ha introdotto per la prima volta lo smartphone touchscreen solo sette anni fa, costava almeno $ 600. All'inizio di questa settimana, gli sviluppatori di software di Mozilla hanno presentato una versione per i mercati in via di sviluppo che debutta a soli $ 25. "I costi erano una volta proibitivi per i poveri, ma ora sono raggiungibili", aggiunge.
La praticità dei servizi igienici a energia solare nelle comunità povere che mancano gravemente di risorse dovrebbe diventare più chiara nei prossimi anni. Nel 2015 il team di Caltech prevede di testare prototipi più recenti in piccole comunità in cinque paesi, molto probabilmente India, Cina, Tailandia, Cambogia e Perù. La produzione in serie di almeno 1.000 servizi igienici è prevista per il 2016.
