10 ferramentas técnicas caseiras para o mundo em desenvolvimento

Nos Estados Unidos, onde a maioria das pessoas tem acesso a abrigo seguro, água potável e serviços de saneamento, é fácil pensar que a pobreza não existe. As estatísticas contam uma história diferente. Mais de 1 bilhão dos quase 7 bilhões de pessoas no mundo vivem com menos de US$ 1 por dia [fonte: The Earth Institute ]. Em áreas duramente atingidas, como a África Subsaariana, Haiti e Sul da Ásia, as crianças são particularmente vulneráveis. Milhões morrem a cada ano de fome e doenças como malária e AIDS. Poucos recebem educação formal e menos ainda têm acesso a cuidados de saúde.

Uma solução, é claro, é encorajar as nações ricas a contribuir com dólares para a assistência internacional à pobreza. Outra é doar produtos e serviços para países necessitados. Por exemplo, a organização sem fins lucrativos One Laptop per Child oferece laptops baseados em Linux de baixo custo para crianças de países em desenvolvimento. Desde 2005, a organização disponibilizou milhões de computadores nas Américas, África e Sudeste Asiático, com o objetivo de dar às crianças pobres "uma janela para o mundo e uma ferramenta para pensar".

Outra solução é compartilhar conhecimento e experiência com comunidades em risco para que possam desenvolver suas próprias tecnologias usando recursos locais. Alguns projetos, como a instalação de um micro-sistema hidrelétrico em uma pequena vila, podem ser bastante ambiciosos. Eles exigem um grande número de peças, desde turbinas e tubos até baterias e inversores, bem como uma compreensão da geração de energia. Outros projetos não têm a mesma escala, mas ainda oferecem enormes benefícios. Muitas vezes, o impacto de até mesmo dispositivos simples do tipo "faça você mesmo" pode ser profundo, ajudando as pessoas a melhorar suas condições de vida e levar uma vida mais saudável.

Nesse espírito, reunimos uma coleção de tecnologias caseiras que podem ser montadas usando recursos fáceis de encontrar e compreensão limitada de ciência e engenharia. Nosso objetivo era descrever projetos que poderiam beneficiar populações carentes em nações em desenvolvimento, mas também atrair aspirantes a MacGyver e missionários de vida sustentável.

1. Geladeira Zeer
2. Fogão Solar
3. Sanita de compostagem
4. Bomba de água manual EMAS-Flexi
5. Barril de chuva
6. Composteira
7. Ar condicionado movido a energia solar
8. Carregador de celular movido a bicicleta
9. Carregador Solar para Notebook
10. Cantina
11. Nota do autor

É difícil ter um Frigidaire lado a lado quando você mora no norte de Darfur, no Sudão. Mesmo se você pudesse obter um, você não seria capaz de alimentá-lo. Então, o que uma família deve fazer quando frutas e legumes, expostos ao calor extremo, estragam em um ou dois dias? Graças à Practical Action, uma organização sem fins lucrativos com sede no Reino Unido focada no uso de inovação e disseminação de tecnologia para reduzir a pobreza, muitos agricultores e aldeões africanos usam uma geladeira de barro incrivelmente simples conhecida como pote zeer .

Em sua forma final, a geladeira consiste em uma panela de barro aninhada dentro de uma segunda panela maior, com uma camada de areia entre elas. Fazer um requer pouco treinamento e apenas alguns passos fáceis. Primeiro, os aldeões usam argila e água para fazer moldes, que secam ao sol. Em seguida, eles pressionam argila fresca ao redor dos moldes para formar os potes desejados. Depois de adicionar uma base e uma borda a cada um, eles secam as panelas ao sol e depois as queimam em um poço de cinzas quentes. Após o resfriamento, os potes estão prontos para a montagem. Uma camada de areia é colocada no fundo do vaso maior. O pote menor repousa sobre esta camada. E, finalmente, a areia preenche o espaço entre os dois. Para tornar o pote funcional, os aldeões molham a areia, enchem o pote menor com legumes e depois colocam um pano molhado sobre tudo. Uma vez construído, eles colocam o pote em um suporte para fluxo de ar máximo.

Duas vezes por dia, eles devem retornar à panela e adicionar mais água à areia, mas o esforço tem uma recompensa significativa, prolongando a vida útil dos vegetais de duas a três semanas. Como funciona? Por resfriamento evaporativo: À medida que a água evapora da areia, através do pote externo poroso, ela puxa o calor da câmara interna, diminuindo a temperatura em vários graus. Como resultado, mais comida enche as barrigas famintas em vez de pilhas de lixo.

Um pote Zeer de sua autoria

A instituição de caridade do Reino Unido Practical Action tem mais detalhes sobre como construir sua própria geladeira natural e o que exatamente colocar lá. Visite o site para matar sua curiosidade ou até mesmo doar alguns reais.

As pessoas de muitas nações em desenvolvimento ainda usam biomassa – madeira, carvão, esterco ou subprodutos de colheitas – como combustível para cozinhar. No México, por exemplo, 95% das famílias rurais cozinham com lenha em fogueiras [fonte: Ashden ]. Infelizmente, a fumaça de madeira contém toxinas que têm sido associadas a vários problemas de saúde, incluindo pneumonia, câncer de pulmão, doença pulmonar obstrutiva crônica e doenças cardíacas.

Fogões bem projetados, como fogões de foguete, podem melhorar a eficiência da queima de madeira. Fogões de foguete usam uma câmara de combustão vertical e uma entrada horizontal de combustível e ar na parte inferior. O design melhora a transferência de calor e permite direcionar os gases quentes para a panela ou chapa. As famílias que cozinham com fogareiros consomem muito menos lenha e se expõem a menos fumaça.

Mas por que não eliminar completamente a biomassa? Esse é o benefício dos fogões solares , que concentram a energia do sol para cozinhar lentamente os alimentos. Os fogões de caixa - o tipo mais básico - podem ser construídos com materiais simples e fáceis de encontrar. Um projeto básico requer apenas duas caixas de papelão (uma menor que a outra), um pequeno pedaço de vidro, tinta preta e jornal. Corte as laterais da caixa em um ângulo de 30 a 40 graus, certificando-se de que a frente da caixa maior tenha uma borda. Em seguida, aninhe a caixa menor dentro da maior, preencha o espaço entre as duas caixas com jornal ou outro material isolante, pinte o interior de preto e coloque o vidro em cima, de modo que fique encostado na borda. Quando você coloca este fogão ao sol, ele aquece até cerca de 250 graus Fahrenheit (121 graus Celsius).

Um design aprimorado usa materiais mais resistentes, como madeira em vez de papelão e espuma em vez de jornal. Ele também adiciona quatro painéis revestidos com papel alumínio para atuar como refletores para concentrar a energia do sol. O resultado: uma temperatura de cozimento de 350 a 400 graus Fahrenheit (177-204 graus Celsius) - quente o suficiente para assar um frango inteiro!

O som da descarga do banheiro de Archie Bunker era sempre bom para uma risada ou duas. Mas em muitas comunidades rurais em todo o mundo, o descarte de resíduos sanitários não é motivo de riso. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), quase 2 bilhões de pessoas vivem sem instalações e serviços de saneamento adequados. Como resultado, bactérias e vírus de dejetos humanos acabam no abastecimento de água, levando a uma série de doenças, incluindo disenteria, febre tifóide e cólera. Dois milhões de pessoas, a maioria crianças, morrem por essas doenças todos os anos, diz a OMS.

Os banheiros com descarga , que exigem grandes quantidades de água e um complexo sistema de esgoto, não são a resposta. Uma solução verdadeiramente eficaz não exigirá eletricidade e será barata e fácil de construir a partir de materiais prontamente disponíveis. Entra no banheiro de compostagem , um sistema de biorreator que converte os resíduos em biogás, que é então queimado e superaquecido por um trocador de calor para esterilizar o efluente tratado. O conceito é uma ideia dos cientistas da Duke University, Marc Deshusses e David Schaad, que ganharam uma doação de US$ 100.000 da Fundação Gates em 2011 para desenvolver a ideia.

Embora o projeto não tenha sido finalizado no momento em que escrevemos isso, o sistema conterá uma câmara selada, provavelmente feita de US$ 100 em PVC, que receberá resíduos sólidos. Nesse ambiente livre de oxigênio, as bactérias anaeróbicas se alimentam, quebrando os resíduos e produzindo gás metano. Em vez de liberar o gás, no entanto, o sistema o captura e o queima. Essa etapa final é importante porque faz duas coisas: mata patógenos nocivos e mantém o metano, um poderoso gás de efeito estufa, fora da atmosfera. Assim, podemos tratar nosso cocô sem fazer cocô no meio ambiente.

Quase 70 por cento da Terra pode estar coberta de água, mas tente dizer isso a um agricultor sem litoral tentando sobreviver na África. Segundo a Food and Agriculture Organization (FAO) das Nações Unidas, 1,6 bilhão de pessoas vivem em regiões onde a água é extremamente escassa . Em 2025, dois terços da população mundial - quase 4,5 bilhões de pessoas - poderão enfrentar graves faltas de água. Um dos maiores problemas é a irrigação. A agricultura é responsável por 70% de todas as retiradas de água doce e subterrânea em todo o mundo, diz a FAO, e ainda assim é essencial para os agricultores rurais alimentarem suas comunidades. De fato, irrigar uma fazenda pode aumentar muito a quantidade de alimentos que ela produz.

Bombas de baixo custo operadas por humanos oferecem uma solução ideal para esse paradoxo. Eles permitem que pequenas aldeias obtenham a água de que precisam para beber e irrigar sem sobrecarregar desnecessariamente as reservas de água de uma área. Ao longo dos anos, os agricultores experimentaram muitos tipos de tecnologias de bombas de água, incluindo bombas de corda, bombas de pedal e bombas de remador. Muitos desses projetos exigem alguma experiência em usinagem e soldagem , bem como acesso a chapas de aço, válvulas e outros componentes. É isso que torna a bomba de água EMAS-Flexiuma tecnologia tão atraente. Originalmente desenvolvida na Bolívia pela Escola Móvel de Água e Saneamento (EMAS) para atender famílias extensas ou pequenos grupos com até 50 pessoas, a bomba EMAS-Flexi utiliza componentes prontamente disponíveis - tubos de PVC, tubos de ferro galvanizado, adaptadores de rosca e duas bolinhas de vidro - e podem ser montados de forma rápida e fácil.

Aqui está como funciona. Um tubo de PVC, um pouco menor, cabe em um segundo tubo. Na parte inferior de cada tubo, uma bolinha de vidro atua como uma válvula. O tubo interno se conecta a uma alça de metal em forma de T que é cega de um lado e aberta do outro para formar uma saída. O movimento de bombeamento levanta e abaixa o tubo interno, que se move dentro do tubo externo estacionário. Um movimento ascendente cria sucção, puxando água para dentro do cilindro. Um movimento descendente desloca a água do cilindro, forçando-a para fora no topo. O operador pode bombear cerca de 4 a 8 galões (15 a 30 litros) de água por minuto, o que é suficiente para fornecer água potável e irrigar um pequeno jardim.

A coleta de água da chuva é uma prática antiga que tem visto um renascimento nos últimos anos. Nos países em desenvolvimento, onde as pessoas costumam usar o casco para H ₂ O, é atraente porque sistemas relativamente simples e baratos podem fornecer água potável para uma casa ou mesmo uma comunidade. Em nações industrializadas, é atraente porque reduz o escoamento de águas pluviais e facilita as contas de água do proprietário.

Um sistema de colheita típico tem três partes básicas:

Luckily, most modern houses come equipped with a catchment surface -- the roof -- and an adequate supply of gutters and downspouts (although one critical addition for rainwater harvesting is a system of filters and screens to keep debris out of the water supply). That leaves the storage tank, or cistern. In more sophisticated systems, cisterns can be large structures made from concrete or galvanized steel, sometimes located underground, sometimes not. Simple, homebuilt cisterns, however, are both possible and extremely functional.

The most basic designs use plastic barrels for water storage. A popularchoice is a 55-gallon (208-liter) barrel made out of high-density polyethylene, or HDPE, plastic, although even Rubbermaid trash cans can be transformed into an effective, albeit small, storage tank. Either way, the barrel must be opaque to prevent algae growth.

After that, it's a simple matter of retrofitting the container so it can function as a water collector. This may involve drilling two holes, one at the bottom to hold a faucet and one at the top to act as an overflow valve. Then you cut a hole in the top of the barrel, near the back, to receive a downspout. Attach some window screen over this opening to catch debris and foil pesky mosquitoes, and you have a perfectly serviceable rain barrel -- and a ready supply of water for gardening.

Like rainwater harvesting , composting has been popular on small farms for centuries. The process involves converting organic debris -- vegetation, food scraps and manure -- into a rich, all-natural fertilizer. Farmers use high-quality compost because it enables soil to hold more water and provides nutrients to crops, eliminating the need for synthetic fertilizers. This in turn increases the productivity of their land and leads to higher profits. It also reduces the amount of solid waste entering processing facilities and landfills .

Biological decay occurs whether you want it to or not, but the idea behind composting is to make the process happen more rapidly. One technique, known as heap composting, doesn't require a structure. You simply throw organic material into a pile, about 3 feet (1 meter) high and 3 feet wide, and then turn the material regularly using a pitchfork. You can increase the efficiency of composting, however, if you use a compost bin -- a structure to hold and concentrate organic debris and to provide a suitable home for the organisms that make the decay possible. The easiest structure to make is a wire-mesh holding unit, which requires a 10-foot (3-meter) length of 36-inch (91-centimeter) wide galvanized chicken wire, heavy wire for ties and three or four wooden posts. You simply form the length of chicken wire into a cylinder, connect the ends together with wire and then attach the whole thing to posts driven in the ground.

Bins that can rotate work even better because they mix the organic material more thoroughly and speed up the decaying process. It's possible to build a horizontally mounted rotating barrel, but it requires a significant input of time and energy. Another solution is to buy a food-grade plastic barrel, with a removable lid, and then drill a series of holes across the entire surface. After filling the barrel with organic material, you simply lay it on its side and roll it regularly over a level surface. Using this method, a large volume of yard waste can be composted in three weeks to six months.

Air conditioning may seem like a luxury, not a necessity, but some studies have shown that productivity increases dramatically if workers do their jobs in cooler spaces. What does that say about places such as Brazil and India, where just 11 percent and 2 percent of households, respectively, have air conditioning [source: Rosenthal]? It says that people living in developing nations will need A/C as much as they need clean water and better access to health care.

Most of us think of units filled with refrigerants, especially chlorofluorocarbons like Freon, when we think of air conditioning, but some cooling systems work on a different principle. Evaporative coolers, also known as swamp coolers, take advantage of water's ability to change from a liquid to a gas. Heat is required for this state change to occur, so if you can get water to evaporate, you can cool something down. Swamp coolers do just that by blowing dry, hot air over a moist fabric. As the hot air encounters the fabric inside the unit, it evaporates the water, losing some of its heat in the process. A blower then forces cool, humid air out into the room.

You can build a homemade swamp cooler using a cooling fan from an old computer, wooden craft sticks, an absorbent cloth and a small, 2-watt solar panel for power. First, you create a frame out of the craft sticks, with the fan supported at the top so it blows down and two decks below the fan to support strips cut from the fabric. Everything should be glued so the structure stands upright and sturdy. Then you connect the wires from the fan to the solar panel (or batteries as a not-so-green alternative), wet the fabric and let the cooling begin.

Caveats on Cooling, Swamp Style

Evaporative cooling works best when the humidity is low. As the moisture content of the air increases, the evaporation process slows considerably. And, even though swamp coolers use far less power, they use tremendous amounts of water, which could be a deal-breaker in water-strapped regions of the world.

Believe it or not, more people in developing countries use cell phones than people in developed areas. According to some research, between 80 and 95 percent of the population of Kenya, Mexico and Indonesia send text messages on their mobile devices [source: Mlot]. But even if family members living in a poor African community have cell phones, they might not have electricity to charge them. So what do they do? Many must charge their phones at kiosks for a small fee.

With a little know-how and just a few materials, you can build your own bicycle-powered cell phone charger. In addition to a bicycle headlight generator, you'll need some basic electronics -- circuit board, rectifier, capacitor and voltage regulator. First, you attach the generator to either the front or back wheel of your bike. Next, you cut the cord on your cell phone charger to expose the positive and negative wires. Now mount the electronic components on the circuit board and wire everything together: generator to rectifier, rectifier to capacitor, capacitor to voltage regulator, voltage regulator to cell phone charger. Finally, cover the components with electrical tape and mount the circuit board just under the seat post. The charger itself can rest in a basket or in a bag attached elsewhere on the bike frame.

Quando chegar a hora de ir para as ruas, conecte seu telefone celular ao carregador e comece a pedalar - quanto mais rápido ou mais longe você for, mais energia seu telefone terá. Apenas lembre-se de não andar de bicicleta e enviar mensagens de texto ao mesmo tempo.

Visite uma casa de classe média nos EUA e com certeza você encontrará um computador antigo acumulando poeira em um armário. Não é assim nos países em desenvolvimento, onde as famílias têm pouca esperança de usar um PC para obter uma previsão do tempo ou fazer pesquisas para a escola.

Levar laptops para essas regiões é apenas parte da solução. As Nações Unidas estimam que 1,5 bilhão de pessoas em todo o mundo ainda vivem longe da rede elétrica de seu país, o que significa que alimentar eletrônicos é quase um problema maior do que obtê-los em primeiro lugar [fonte: Rosenthal ]. A energia renovável em pequena escala, especialmente a solar, pode fornecer uma solução viável. Muitas famílias na África instalaram pequenos sistemas de energia solar em suas cabanas, permitindo-lhes carregar um telefone celular e acender algumas luzes.

Também é possível aproveitar a energia do sol para carregar um laptop, e alguns produtos de prateleira facilitam a tarefa. Uma oferta típica vem com um painel solar de 16 watts e uma bateria integrada em uma bolsa para laptop. Você pode fazer a mesma coisa se for prático e tiver acesso a algumas ferramentas. Você precisará adquirir os componentes principais do carregador: o painel solar, baterias de 12 volts, uma tomada de carro de 12 volts e uma velha mala ou maleta um pouco maior que o laptop. Em seguida, você precisará remover o estofamento do estojo para obter espaço extra. Em seguida, monte o painel solar, o controlador de carregamento solar e o adaptador de energia do carro na parte externa do gabinete. Você precisará perfurar a estrutura da caixa para acomodar os parafusos de fixação e criar orifícios para a fiação. Depois disso, desmonte cada bateria e reconfigure as 10 células para que elas formem pacotes longos e planos que se encaixem facilmente no gabinete. Conecte os cabos aos pacotes a, conecte todos eles e conecte-os aos terminais positivo e negativo do controlador de carregamento solar. Você pode encontrar instruções detalhadasaqui .

Quando o dispositivo estiver pronto, coloque-o ao sol e deixe as baterias carregarem por várias horas. Então você estará pronto para carregar seu laptop e qualquer outra coisa que possa ser conectada a um adaptador de carro.

OK, então conseguimos alimentar alguns laptops em países em desenvolvimento. O que agora? Usar um computador hoje em dia significa entrar na Internet, e isso significa ter acesso à conectividade de banda larga. Infelizmente, muitas pessoas não têm esse luxo. Em lugares como o sul da Ásia, existem apenas 9 milhões de assinantes de banda larga em comparação com 294 milhões e 211 milhões na União Europeia e na América do Norte, respectivamente [fonte: Kim ].

As tecnologias sem fio oferecem uma alternativa promissora para as pessoas que vivem em comunidades rurais, permitindo que os moradores acessem a infraestrutura de telecomunicações convencional. Isso, no entanto, requer uma maneira barata de aumentar o alcance de um sinal sem fio. É aí que uma antena de guia de ondas de lata - ou cantenna - vem a calhar. Você pode fazer um desses dispositivos usando uma velha lata de sopa, legumes ou café (limpa, é claro), um conector de chassi fêmea tipo N, fio de cobre, um adaptador USB WiFi com antena removível e um cabo especial conhecido como " rabo de cavalo."

Montar uma cantenna é fácil. Primeiro, corte um pedaço de fio de cobre com cerca de 3,2 centímetros de comprimento e solde o fio ao conector do chassi tipo N. Enquanto estiver esfriando, faça um furo na lata grande o suficiente para aceitar o conector do chassi. Em seguida, passe o conector pelo orifício para que o fio de cobre fique dentro da lata. Aparafuse ou aparafuse o conector à lata para mantê-lo seguro. Em seguida, remova a antena de fábrica do adaptador USB WiFi e aparafuse a extremidade menor do cabo pigtail no adaptador. A outra extremidade do pigtail deve ser conectada ao conector fêmea do chassi tipo N. Por fim, insira o adaptador USB em seu computador, monte a lata do lado de fora, aponte-a para um sinal provável e, voila, você tem Internet sem fio.

Observe que a recepção da cantenna depende das dimensões da lata que você pode escolher. Este site tem uma calculadora para determinar onde o conector do chassi deve ser localizado com base no diâmetro da sua lata. Outra observação importante: você pode precisar de um pedaço de trança bastante longo, dependendo da distância entre a cantenna e o computador.

A Grande Divisão

A exclusão digital é especialmente evidente em partes da África e da América do Sul. Comparado com os Estados Unidos, que possui mais de 500 PCs por 1.000 pessoas, Gana tem apenas 5 PCs por 1.000 pessoas; O Equador tem 39 [fonte: Computer Aid International ].

A maioria das "novas" tecnologias apresentadas neste artigo não são novas, mas são baseadas em conceitos seculares. Faz você se perguntar quantas grandes ideias foram perdidas na história.

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