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MUSKELKRAFT

Pumpen und Wassertransport


Noch heute stehen in Berlin einige Schwengelpumpen herum, auch wenn es inzwischen nicht mehr erlaubt ist, mit ihrem Wasser Autos zu waschen. Als Kinder hatten wir im Sommer jedenfalls viel Spaß damit – wenn sie funktionierten, und wenn jemand von uns kräftig genug war, den immens schweren Hebel zu betätigen.

Die Effizienz der hierbei zum Einsatz kommenden Kolbenbewegung wird jedoch von der der Rotation weit übertroffen – und deshalb entwickelt das südafrikanische Unternehmen Roundabout Outdoors ab 1989 eine Wasserpumpe für Spielplätze, mit der die Kinder 1.400 Liter Wasser pro Stunde aus einer Tiefe von 40 m fördern können – solange sie ihr Karussell nur schön brav mit 16 Umdrehungen pro Minute am Laufen halten.

Einsetzbar sind die Roundabout-Pumpen, die weitgehend aus Teilen von Windpumpen bestehen, bis zu einer Tiefe von 100 m – während die Kosten einschließlich des Wassertanks 9.000 $ pro Stück betragen (Stand 2005).

Die Idee geht auf einen Ingenieur zurück, der sein selbstgebautes Pumpen-Karussell im Sommer 1989 auf einer Agrarausstellung in der Nähe von Johannesburg zeigt. Der ehemalige Werbefachmann Trevor Field sieht das Modell und ist begeistert. Er fügt dem Konzept noch einen 2,5 m3 Speichertank hinzu, dessen vier Flächen auch für Werbung oder Bildungsinformationen genutzt werden. Gemeinsam mit seinen Kollegen Paolo Ristic und Sarel Nienaber lassen sie sich das Konzept lizenzieren und gründen die Firma Roundabout Outdoor, um das PlayPump Water System zu vermarkten.

PlayPump-Prinzip

PlayPump-Prinzip

Zwischen 1994 und 1997 werden 20 Stück in Südafrika installiert, doch erst als Präsident Nelson Mandela persönlich im Jahr 1999 einer Schuleinweihung beiwohnt und die dort ebenfalls installierte PlayPump besichtigt, bekommt die Innovation endlich die ihr zustehende Presse. Anfang 2000 erhält das Unternehmen den renommierten World Bank Development Marketplace Award, später wird es von der Henry J. Kaiser Family Foundation unterstützt.

Inzwischen wird das Projekt von der speziell hierfür gegründeten nonprofit-NGO PlayPumps International weitergeführt, die neben Südafrika auch in den USA registriert ist. Hergestellt werden die Pumpen von der Outdoor Fabrication and Steelworks (OSF), und bis Ende 2005 sind in Südafrika, Mozambik, Malawi, Swasiland und Sambia schon 700 Pumpen in Betrieb. Während der Clinton Global Initiative im September 2006 gibt die First Lady Mrs. Bush bekannt, daß die US-Regierung, die Case Foundation und die MCJ Foundation gemeinsam 16,4 Mio. $ für das Projekt bereitstellen.

Die Initiative plant nun bis 2010 insgesamt 4.000 PlayPump-Systeme in 10 Ländern Ostafrikas zu installieren, um damit rund 10 Mio. Menschen ‚spielerisch’ mit Trinkwasser zu versorgen.

Meldungen vom Juli 2010 besagen allerdings, daß in Mosambik harsche Kritik an den PlayPumps geäußert wird, da sie sich nicht als langlebig und leicht reparierbar erweisen. Insbesondere eine Organisation namens Save the Children hat Dutzende der Pumpen installiert, ohne Konsultation der Gemeinden, in denen sie installiert wurden, und ohne zuvor ordnungsgemäße Analysen der Standorteignung durchzuführen. Außerdem reagiert die Organisation nicht auf Reparaturanfragen.


Eine ähnliche Technologie, die anstatt Wasser zu pumpen Strom produziert, wird im Juni 2008 von Mitgliedern der christlichen Brigham Young University und ihren lokalen Partnern auf dem Gelände der Golden Sunbeam Montessori School in Essam, Ghana, installiert. Entwickelt wurde das System von 1995 gegründeten der Firma Fast Company Inc.

Für die Umsetzung des Konzepts war im März 2007 speziell die Empower Playgrounds Inc. (EPI) gegründet worden. Im Laufe des Jahres 2008 will EPI in der Umgebung von Accra fünf weitere merry-go-round Spielgeneratoren errichten.

merry-go-round (2013)

merry-go-round (2013)

Im Oktober 2013 wird das Foto einer überarbeiteten Version veröffentlicht – sowie eine Leistungsabschätzung, der zufolge ein gesundes 8- bis 12-jähriges Kind etwa 150 W pro Stunde erzeugt, während es kräftig spielt.

Der gespeicherte Strom wird genutzt, um moderne LED-Laternen aufzuladen, die von der Firma Energizer gespendet worden sind. An den Schulen, wo die Empower-Generatoren installiert sind, bilden die Kinder sogenannte Laterne-Gruppen, um nach Sonnenuntergang ihre Schularbeiten zu machen. Pro Aufladung können die Leuchten 50 Stunden lang Licht geben.

Die Installation eines Systems kostet etwa 10.000 $ und kann 200 Kinder mindestens fünf Jahre lang mit Strom versorgen, was umgerechnet etwa 10 $ pro Jahr und Kind ausmacht.


Ich möchte an dieser Stelle darauf hinweisen, daß ich bereits 1975 einen Vorschlag für ein Pedalbetriebenes Wasserfördersystem vorgelegt habe, bei dem es sich um eine vereinfachte Anwendung des in Teil D beschriebenen synergetischen Systems handelt. Möglicherweise was es damals zu früh dafür, denn es gab keinerlei positive Resonanz. Weitere pedalbetriebene Pumpen werden weiter unten aufgeführt.

Rocker Pump

Rocker Pump

Eine sehr einfache Fußpumpe, die auch leicht selbst herzustellen ist, wird unter dem Namen Rocker Pump bekannt. Sie geht auf die 2003 von Jock Brandis gründete Non-Profit-Organisation Full Belly Project Ltd. zurück, die uns weiter unten nochmal begegnen wird, und ist insbesondere für Bauern in abgelegenen Gebieten gedacht, die tragbare, langlebige und effiziente Pumpen benötigen, um Wasser von der Quelle bis zum Feld und Vieh zu transportieren.

Die Wasserpumpe trägt den Namen Rocker, weil es für ihren Betrieb ausreicht, wenn eine Person einfach ihr Gewicht von Seite zu Seite verlagert. Mit diesem minimalem Aufwand kann das Gerät rund 20 Liter Wasser pro Minute pumpen, und dies aus einer Tiefe bis zu 6 m.

Technisch ausgereifte und trotzdem relativ preisgünstige Fußpumpen werden u.a. im Marktsegment des Bootszubehörs angeboten.


Robert Hyde, Martin Fisher, Mark Butcher und Adblikadir Musa sind die Entwickler der KickStart-Pumpe, die mit den Füßen betrieben wird und erst Mitte 2006 in der Presse erscheint, obwohl das Gerät bereits seit 1998 von der non-profit Gruppe KickStart International produziert wird. Es kann Wasser aus einer Tiefe bis zu 7 m fördern oder es um 14 m ab dem Wasserspiegel anheben.

Das ergonomische System wird von der Gruppe für ganze 98 $ angeboten. In Kenia ist dies zwar noch immer ein Drittel des Jahreseinkommens eines Bauern, doch durch die nun ermöglichte selbständige und kostenfreie Bewässerung steigert sich dieses Einkommen schnell.

In Kenia, Tanzania und Mali haben bereits 45.000 Familien derartige ,manual treadle pumps’ im Einsatz, außerdem werden sie im Sudan, in Uganda, Ruanda, Burundi, Südafrika, Mosambik, Malawi, Sambia, Nigeria, Burkina Faso, Gambia, Somalia, Zimbabwe, Äthiopien, Ghana, Sierra Leone, Jemen, Kongo, Angola, auf Madagaskar, Haiti und den Philippinen genutzt. Bislang sind 50.000 dieser ‚Super MoneyMaker Pumps’ ausgeliefert worden. Vielen Familien sei es dadurch gelungen, ihr jährliches Einkommen zu verzehnfachen.

Im September 2006 bemüht sich die Initiative um eine 16 Mio. $ Förderung, um die Pumpe in drei weiteren Ländern zu Vermarkten und dort 80.000 Familien aus der Armut zu helfen.

Außerdem wird seit 2006 eine abgespeckte Version angeboten, die von Martin Fisher, Alan Spybey, Mohamed Swaleh und Frederick Obudho entwickelt wurde. Die leichtere, handbetriebene Pumpe kann zwar nur aus 6 m Tiefe fördern, kostet dafür aber auch nur 34 $. Im Laufe der ersten zehn Monate seit ihrer Markteinführung werden über 1.400 Stück abgesetzt – insbesondere wiederum in  Kenia, Tansania und Mali.


Interessanterweise ist mir bei der Recherche ein ganz ähnliches System begegnet, das von dem italienischen Ingenieur, Künstler und Beamten der Stadt Siena Mariano di Jacopo detto Taccola stammt und in seinem 1449 fertiggestellten Werk De machinis abgebildet ist.

Was ein weiteres mal bestätigt, daß viele Erfindungen in Wirklichkeit gar nicht so modern sind, wie oftmals behauptet wird.

BLUELab Tretpumpe

BLUELab Pump


Ein Team von Studenten der University of Michigan stellt im März 2009 in Quetzaltenango, Guatemala, ihren ersten Prototyp einer Tretpedal-Pumpe vor, deren Zeichnungen und Spezifikationen auch kostenlos abgerufen werden können.

Die BLUELab Pump soll es vielen NGOs ermöglichen, durch ihre einfache Herstellung zu einer Verbesserung der Lebensqualität in ihren Ländern beizutragen.


Eine weitere (neue) Tret-Pumpe ist die Vergnet hydropump des gleichnamigen französischen Windenergieherstellers, der bereits 1976 mit ihrer Installation in Afrika beginnt. Bis 2015 sollen hauptsächlich dort, aber auch in Ländern wie Bangladesh, Bolivien oder Haiti insgesamt über 100.000 Anlagen installiert worden sein.

Im Gegensatz zu den vorangegangen Modellen besitzen die Vergnet-Pumpen nur einen einzigen Tretstempel. Der Typ HPV 60-2000 ist für eine Förderung auf Tiefen bis 60 m geeignet, während der Typ HPV 100 Wasser aus einer Tiefe von 40 - 130 m heraufpumpen kann.


Ein sehr einfaches System mit Kabelzug und Umlenkrolle, das ebenfalls mit nur einem Bein betrieben wird, ist die Yardpump von Simon Farthing und seiner Econologica-Initiative in Sidney, British Columbia, Kanada, der auch eine oszillierende Windkraftanlage erfunden hat, die ich im Absatz über neue Designs und Rotorformen der Windenergie vorstelle.

Fußbetriebene Bamboo Treadle Pump

Bamboo Treadle Pump


Eine Alternative zur KickStart-Pumpe bildet die Bamboo Treadle Pump, die bereits 2003 von Gunnar Barnes der Rangpur/Dinajpur Rural Service und den International Development Enterprises (IDE) in Nepal entwickelt wurde und seitdem von diversen kleinen Werkstätten in Nepal und Bangladesh hergestellt wird.

Neben zwei Metallzylindern und einigen Plastikteilen wird auch der vor Ort wachsende Bambus verarbeitet – daher der Name. Alleine in Bangladesh sollen bereits über 1,7 Millionen Stück im Einsatz sein – außerdem wird die Pumpe in Nepal, Indien, Myanmar, Kambodscha und Sambia genutzt.


Einem ein- bis zweitausend Jahre alten chinesischen Vorbild mit Kette und Unterlegscheiben entspricht die Elephant Pump, die seit einigen Jahren von der Londoner Organisation Pump Aid in Afrika verbreitet wird.

Es handelt sich um eine Kettenpumpe mit Steigrohr, in welchem Bälle o.ä. hochgezogen werden, manuell angetrieben mittels einer oder zwei Kurbeln.

Kurbelbetriebene Elephant Pump Grafik

Elephant Pump
(Prinzip)

Bei einer Tiefe von 20 m fördert das Gerät über einen Liter Wasser pro Sekunde. Mitte 2008 sind bereits über 4.000 derartiger Pumpen im Einsatz, die über 1 Mio. Menschen mit Trinkwasser versorgen.


Ein im Oktober 2008 in den Blogs erscheinendes innovatives Konzept des Designers Gunwook Nam nutzt die kinetische Energie, die durch den Verkehr menschlicher Füße aufgebracht wird, um ein System von Wasserpumpen anzutreiben.

Die Human Pump bildet eine zwölf m breite architektonische Konstruktion in der Form einer Promenade aus nachhaltigen und wieder verwertbaren Materialien, die in Bereichen mit starkem Fußgängerverkehr errichtet werden soll. Sobald die Leute durch die Struktur gehen, wird ihre Energie gespeichert und dann weiterverwendet, um Wasser an die Oberfläche zu pumpen.

Wie genau die gesammelte Energie gespeichert werden soll, sagt der Designer nicht, der dafür aber angibt, daß bei seinem System jeder Schritt einen Tropfen Wasser bereitstellt. Das Konzept ist einer der drei Gewinner des Re: Construct Wettbewerbs für sozialverantwortliche Gestaltung 2008, dem fünften der von Stacey Frost ins Leben gerufenen Urban Re:Vision-Reihe von Design-Wettbewerben. Bislang ist nichts davon bekannt, daß der Entwurf in der Realität umgesetzt worden wäre.


Ganz erstaunlich ist meines Erachtens eine sehr ähnliche Selbstbau-Seilpumpe aus Mexiko (Bomba De Mecate), deren Herstellung und Einsatz in einem empfehlenswerten Video-Clip gezeigt wird (03:28), der bei San Miguel del Valle, Diaz Ordaz in Oaxaca, aufgenommen und im August 2014 freigeschaltet wird.

Die Wasserpumpe, die rund 25 $ und nur wenige Stunden Arbeit kostet, ist in ihrer Einfachheit genial – und man sollte wirklich wissen, wie das geht, denn wer weiß, wann man es einmal brauchen könnte.

Das Gerät basiert auf einer Riemenscheibe und einer Kurbelwelle, Kunststoffkappen auf einen Endlosseil aus Nylon oder Polyethylen sowie PVC-Wasserleitungen und anderen einfachen, z.T. wiederverwerteten Materialien. Betrieben wird die Pumpe mittels einer Kurbel oder eines Fahrrad-Pedalsystems.

Swing Pandian Wippe

Swing Pandian


Ein weiteres Pump-Projekt, das primär die kindliche Muskelkraft nutzt, ist die Swing Pandian Wippe, die im Februar 2003 an der University of Michigan-Flint vorgestellt wird.

Hier wird jedoch kein Wasser gepumpt sondern Öl, das mittels einer kleinen Hydraulik Strom produziert. Ein bis zwei Minuten Wippen sollen ausreichen, und eine 20 W Birne bis zu drei Minuten zu betreiben – bei einem Einsatz von LEDs ist natürlich eine weitaus größere Lichtausbeute möglich.


Auch die von Daniel Sheridan an der Coventry University entwickelte Energee-Saw ist eine Strom-Wippe, deren erstes Modell im Sommer 2007 in Kenia installiert wird um Klassenräume zu beleuchten und Handys, Radios, mp3-Player und ähnliches aufzuladen.

Für die Umsetzung und technische Weiterentwicklung dieser Variante wird im britischen Coventry die Firma PlayMade Energy gegründet. Sheridan erhält für seine Energiewippe Ende 2008 den Entrepreneurial Spirit Award. Weitere Strom-Wippen stelle ich weiter unten vor, wenn es vermehrt um die Erzeugung von Elektrizität geht.


Auch die Ökosiedlung Las Gaviotas im Bezirk Vichada der östlichen Savanne Kolumbiens, die bereits 1971 von Paolo Lugari gegründet wurde um zu erkunden, wie man in einem der unwirtlichsten Gebiete Südamerikas nachhaltig leben kann, bringt im Laufe der Jahre mehrere Erfindungen hervor, darunter auch eine Wippe, die eine Wasserpumpe antreibt und innerhalb einer Stunde bis zu 1.500 Liter Wasser fördern kann.

Wippen-Pumpe in Las Gaviotas

Wippen-Pumpe
in Las Gaviotas

Das System basiert auf einer ebenfalls selbstentwickelten Wasserpumpe, die Grundwasserschichten anzapft, die sechsmal tiefer liegen als normal, und das mit weniger Aufwand als andere Pumpen. Diese heben und senken den Kolben der Pumpe, während die Gaviotas-Pumpe stattdessen den Kolben ruhen läßt und dafür einen PVC-Mantel um ihn herum bewegt.


Ein fortschrittliches System, das im März 2015 in dem Blogs erscheint, stammt von dem Designstudenten der Hanyang University Jinhyuk Kim aus Ansan in Südkorea und trägt den Namen OasiSaw.

Im Gegensatz zu den bisherigen Modellen liefert das clevere Wippen-Pumpensystem nicht nur die benötigte Pumpenergie, um Grundwasser zu fördern, sondern besitzt darüber hinaus einen Kohlenstoff-Nanoröhren-Filter, um das geförderte Wasser auch gleich trinkbar zu machen.


Im Mai 2010 berichtet die indische Presse über die Innovationen des Ingenieurs Chandrakant Pathak aus Pune, der neben diversen pedalbetriebenen Gerätschaften, wie sie weiter unter vorgestellt werden, im Laufe der vergangenen 20 Jahre auch eine Wasserpumpe entwickelt hat, die mittels einer Schaukel betrieben wird.

Schaukelpumpe von Pathak

Schaukelpumpe
von Pathak

Die Schaukel ist mit einer Riemenscheibe verbunden, die durch die Hin-und-Her-Bewegung betrieben wird und wiederum mit einer Einzelkolben-Wasserpumpe gekoppelt ist. Diese ist in der Lage, das Wasser bis zu 30 m hoch zu heben und hat eine Saugtiefe von 10 m.

Auf der anderen Seite der Schaukel ist eine weitere Riemenscheibe angebracht, die mit einer Trommel, einer Wasserleitung und einer Ablaufleitung verbunden ist – und als Waschmaschine funktioniert. Mit der gleichen Hin- und Her-Bewegung der Schaukel gibt es innerhalb von 15 Minuten saubere Wäsche.

Pathaks Arbeit wird zum Teil von der Maharashtra Energy Development Agency subventioniert, außerdem erhält er mehrere Auszeichnungen. Seine Maschinen werden in Gujarat, Andhra Pradesh und Karnataka verwendet.


Gefördert von der Gates-Foundation arbeiten acht Forschergruppen auf vier Kontinenten daran, Technologien für all jene 2,6 Milliarden Menschen zu entwickeln, die bislang keinen Anschluß an Abwassernetze haben. Der Mitte 2011 gestartete und in seiner ersten Projektphase mit 400.000 $ pro Team ausgestattete Wettbewerb trägt den programmatischen Namen ,Reinvent the Toilet,. Eine der Schlüsselideen ist es dabei, Urin und Feststoffe so früh wie möglich zu trennen und unterschiedlich zu behandeln.

An einer Toilette mit diesem Prinzip arbeiten beispielsweise Forscher der Eidgenössischen Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz (Eawag) im schweizerischen Dübendorf. Bei dem neuen Konzept sollen die flüssigen Anteile des Geschäfts so weit wiederaufbereitet werden, daß sich die Benutzer nach dem Toilettengang sogar die Hände damit waschen können, während aus den festen Rückständen Dünger entstehen soll.

Da die Wettbewerbsbedingungen fordern, daß die Anlage ohne Stromzufuhr von außen auskommen muß, entwickeln die Schweizer eine Pumpe, die das Wasser in einen über der Toilette angebrachten Speicher fördert und dabei ausschließlich durch das Gewicht der Benutzer angetrieben wird.

Wie ich aufgrund einer Rückfrage bei der zuständigen Blue Diversion AUTARKY der Eawag erfahren konnte, ist das erste Modell der Blue Diversion Toilet, das 2013 in Kampala, Uganda, in Zusammenarbeit mit der Makerere University einem Feldtest unterzogen wird, mit zwei Fußpumpen vom Typ Gusher Galley Mk3 mit Doppelmembranen der Firma Whale ausgestattet, einmal mit Pedal rechts und einmal links.

Da die anschließend durchgeführten Umfragen allerdings ergeben, daß die Nutzer viel lieber eine Spülung als eine Pumpe wollen, deren Verwendung von Kindern und älteren Menschen als zu anstrengend empfunden wird, wird das nächste Modell stattdessen mit einem elektrischen Hydrauliksystem ausgestattet, das von einem 60 W PV-Paneel versorgt wird. Dieser Prototyp 2 wird im Jahr 2014 in Zusammenarbeit mit SANergy einem Feldtest in Nairobi, Kenia, unterzogen (s.d.).


Ein mir noch nicht ganz einsichtiges System bildet die manuelle Pendel-Wasserpumpe von Veljko Milkovic aus Novi Sad in Serbien, der in den vergangen Jahren schon mehrfach versucht hat, eine nachvollziehbare physikalische Erklärung für das von ihm entdeckte System eines mechanischen zweistufigen Oszillators zu finden – denn es sieht ganz so aus, als würde die Pumpe 9 - 12 Mal so viel Energie umsetzen, wie an manueller Energie zur Aufrechterhaltung der Pendelbewegung aufgewendet werden muß.

Pendel-Wasserpumpe

Pendel-Wasserpumpe

Im Netz gibt es eine Anzahl von Videos, auf denen der Erfinder das Prinzip seiner Impulsgravitationsmaschine, die auf einer Kopplung zwischen Pendel und Hebelgesetz beruht, vorstellt. Die einfachste Erklärung ist, daß die Wasserpumpe besonders wenig Steuerenergie benötigt, während der Hauptenergieeintrag von der Gravitation kommt.

Milkovic, der sich im Rahmen seiner Firma VEMIRC Pendulum Lab auch mit der Umsetzung seines Systems als Antrieb beschäftigt, ist Mitglied der serbischen Akademie der Wissenschaft und Forschung in Belgrad, hält bislang 23 Patente, und wird für die Erfindung seiner Pendel-Wasserpumpe 2002 mit der Goldmedaille der Stadt Novi Sad ausgezeichnet.

Im Laufe des Jahres 2009 erscheinen weitere YouTube-Clips über Versuche des kanadischen Ingenieurs Ron Pugh; eine wissenschaftliche Analyse von Aleksandar Slavkovic; ein offener Brief des serbischen Physikers Nebojsa Simin, in dem dieser zu einer amtlichen Prüfung der Pendel-Pumpe aufruft; sowie eine von Jovan Marjanovic veröffentlichte Analyse der Versuche von Raymond Head aus Texas, der einen 2,43 m langen, 2,74 hohen und rund 435 kg schweren Oszillator gebaut hat. Demzufolge läßt sich nachweisen, daß der Output den Input um das Vierfache übersteigt.

Auch in den Folgejahren gibt es immer wieder Berichte über erfolgreiche Nachbauten in unterschiedlichen Größen, deren Aufnahmen oftmals gleich als Clip ins Netz gestellt werden. Im August 2004 ist dies beispielsweise ein einstufiges Modell von Miroslav Zupkov and Miroslav Rodic, ebenfalls aus Novi Sad, das 1.200 Liter pro Stunde aus einer Tiefe von etwa 4 m hochpumpt.

Obwohl das System kaum in der Presse erscheint, gibt es im Jahr 2011 den Energy Globe Award für die Pendel-Pumpe. Im Dezember 2013 veröffentlicht Milkovic ein Buch mit dem Titel Gravitational Machines.


Eine weitere gravitationsunterstützte Pumpe stammt von der in Cuyahoga Falls, Ohio, beheimateten und 2007 gegründeten Firma Gravitational Energy Corporation (GEC) und trägt den Namen Feltenberger Pendulum Pump nach ihrem Erfinder Bruce D. Feltenberger. Sie wird erstmals 2010 in den Fachblogs vorgestellt.

Den vorliegenden Informationen zufolge scheint es sich um eine imn Grunde identische Technologie wie bei Milkovic zu handeln, auch wenn Feltenberger 2010 ein eigenes Patent unter dem Namen ,Power generation device’ zugesprochen bekommt (US-Nr. 7.735.386, beantragt 2007).


Neben der Förderung von Wasser besteht aber auch Bedarf an dessen Transport. Mehrere Initiativen liefern hierfür intelligentere Methoden als bisher. Vergessen wir nicht, daß in den Entwicklungsländern abermillionen Menschen noch heute gezwungen sind ihr Trink- und Brauchwasser oft über viele Kilometern heranzuschleppen. Meist sind es die Frauen, welche Töpfe, Schüsseln und Kanister mit dem kostbaren Naß auf ihren Köpfen balancieren - und ein Viertel ihrer Zeit damit verbringen.


Eine einfache Transportmethode für Wasser bildet die reifenförmige, robuste Q Drum der Designer P. J. und J. P. S. Hendrikse, die seit 1993 von der Firma Kaymac Rotomoulders and Pioneer Plastics in Südafrika hergestellt wird.

Eingesetzt wird dieser 50 Liter fassende ‚Wasserreifen’ aus Polyäthylen bereits in Kenia, Namibia, Äthiopien, Ruanda, Tansania, Elfenbeinküste, Nigeria, Ghana, Südafrika  und Angola. Befüllt sollen sich außerdem bis zu 40 Stück der Q Drums übereinander stapeln lassen.

Kinder rollen den wassergefüllten Hippo Roller nach Hause

Hippo Roller

Die in den USA gegründete Africa Foundation entwickelt den Hippo Roller (oder Hippo water roller), mit dem schon Kinder in ebenem Gelände spielerisch jeweils 90 Liter Wasser nach Hause rollen können. Mit dieser Methode läßt sich bis zu 5 Mal mehr Wasser transportieren als herkömmlich, und der Inhalt eines Rollers deckt den Verbrauch einer 7-köpfigen Familie über 3 – 4 Tage.

Die Trommel basiert auf der Idee der beiden Ingenieure Pettie Petzer und Johan Jonker, der sie ursprünglich den Namen Aqua Roller gegeben hatten und für die sie im Jahr 1997 mit dem ,Design for Development Award’ des South African Bureau of Standards und dessen Design-Institut ausgezeichnet wurden.

Anfang 2008 startet die Initiative eine Kampagne, bei der unter dem Namen Project H (für Humanity, Habitants, Health, Habitats und Hippo) dazu aufgerufen wird, für jeweils 100 $ einen Hippo Roller zu sponsern.

Es ist geplant, in 17 Dörfern der Region Kgautswane im Nordosten Südafrikas insgesamt 50 Stück an dortige Familien zu verteilen. Da das Geld bereits zwei Wochen später zusammen ist, wird das Projekt auf 75 Stück ausgeweitet, die im März ausgeliefert werden.

Im Sommer 2008 beginnt die Initiative in Kooperation mit dem Designteam für angepaßte Technologien der Gruppe Engineers Without Borders den Hippo Roller zu überarbeiten, um ihn zu optimieren und die Herstellung einfacher und kostengünstiger zu machen.

Die neue Version, die in Johannesburg fabriziert wird, besteht aus zwei Elementen und kann daher leichter gestapelt und transportiert werden. Dem Stand vom September 2008 zufolge seien bereits 33.000 Stück hergestellt und verteilt worden.


Im Jahr 2011 wird eine ausgesprochen ähnliche Transporttrommel von Cynthia Koenig vorgestellt, die am Erb Institute der University of Michigan tätig ist und während einer Forschungsreise nach Indien im Jahr 2010 auf die Idee kommt.

WaterWheel Design

WaterWheel (Design)

Für die Verbreitung ihres WaterWheel gründet Koenig das sozial ausgerichtete Unternehmen Wello, das für die Weiterentwicklung einen Preis in Höhe von 100.000 $ aus dem Grand Challenges Canada Programm gewinnt.

Das

Geschäftsmodell sieht einen Stückpreis von 25 - 30 $ vor sowie den Verkauf von Werbeflächen auf dem rollenden Gerät. Und im Gegensatz zu dem auf Afrika fokussierten Hippo Roller konzentriert sich Wello auf den Vertrieb in Indien und beginnt mit einem Pilotprojekt in Rajasthan.

Im Laufe von 2 Jahren werden die Merkmale des WaterWheel in verschiedenen Designs weiterentwickelt und die Prototypen 2.0 und 2.5 gemeinsam mit den Verbrauchern im ländlichen Indien validiert. Mitte 2013 befinden sich 50 Exemplare im täglichen Einsatz.

Die produktreife Version hat eine Kapazität von 45 Litern, ist in Größe und Form so ausbalanciert, daß es auch auf schwierigem Gelände einsetzbar ist, hat verstärkte Achsen und besitzt Haltegriffe, die eine bessere Handhabung beim Befüllen und Entleeren ermöglichen.

Die Geräte, die in Ahmedabad produziert werden, sollen nun in größeren Stückzahlen in den Bundesstaaten Madhya Pradesh, Rajasthan und Gujarat verkauft werden. Interessant ist, daß Koenig ihr WaterWheel als Plattform für zukünftige Designs betrachtet und dabei an die Integration von Filtrations- und Tröpfchenbewässerungs-Kits denkt, ebenso wie an die Hinzufügung eines Handy-Ladegeräts, das die Drehung des Rades nutzt um Strom zu erzeugen.

Life Tire Montage

Life Tire (Montage)


Die drei Studenten der Abteilung für Industriedesign an der Daegu University in Südkorea Oh In-seok, Bae Gyu-ri und Gu Yeong-min erhalten im Mai 2013 den Gold-Preis des iF concept design award für ihren Entwurf Life Tire, der sowohl vom Aufbau als auch vom Ziel her speziell für Kinder in der 3. Welt gedacht ist, die unter Wassermangel leiden.

Dabei erfüllt der Leben spendende Reifen einen doppelten Zweck: zum einen als spielerisch rollendes Transportsystem für das Wasser – und zum anderen als Reinigungseinrichtung für eben dieses, da es oftmals verschmutzt ist.

Hierfür wird ein Altreifen auf beiden Seiten mit transparentem Kunststoff bedeckt, um als Wasserreservoir zu dienen, während in der Mitte ein kugelförmiger Nanofilter installiert wird. Solange die Kinder den Reifen rollen, kann sich der Nanofilter frei bewegen und reinigt dabei das Wasser.


Die Designerin Qunxi Huang aus China und der Desigprofessor Yolegmma Marquez aus Venezuela gehören mit ihrem im Dezember 2013 erarbeiteten Water Roll zu den Finalisten des IDEA Design Award 2014.

Im Vergleich zu den bisherigen Modellen zeichnet sich das Design durch einen abnehmbaren Wasserhahn aus, um das Wasser direkt abzulassen. Es ist ferner mit recyceltem Reifenmaterial umhüllt, das als Schutzschicht die Nutzungsdauer verlängert, besitzt Griffe und läßt sich zusammenstecken.

Eine Umsetzung des rollenden Behälters ist angedacht, um das Beschaffen und Transportieren von Wasser in den Flüchtlingslagern von Kenia zu verbessern.

Water Wheel Modell

Water Wheel (Modell)

Wesentlich komplizierter aufgebaut ist das von der in Pretoria registrierten Universal Wellbeing.Org entwickelte Water Wheel mit einem Fassungsvermögen von 25 l.

Bislang scheint es sich allerdings nur um ein Konzept zu handeln, denn von einer praktischen Umsetzung ist noch nichts bekannt.

 

Zur Endauswahl des Earth Awards Anfang 2009 gehören wiederum Amanda Jones und James Brown aus Glasgow, Schottland, die den muskelbetriebenen Transport des Wassers mit seiner gleichzeitigen Filterung verbinden. Was ihnen und ihrer im Juli 2007 gegründeten Firma Red Button Design Ltd. auch noch eine ganze Reihe weiterer Auszeichnungen beschert.

Das Umkehrosmose-Wasseraufbereitungsgerät namens Reverse Osmosis Sanitation System, (ROSS) besitzt einen 50 Liter Tank – und während das Wasser zum Verbrauchsort gerollt wird, durchläuft es ein integriertes Filtersystem, dessen Lebensdauer ein Jahr beträgt, bevor es ausgetauscht werden muß. Auf Fotos ist auch ein Prototyp im Einsatz zu sehen.

Die letzten Meldungen auf der Homepage des Unternehmens datieren allerdings von Mitte 2012, danach ist nichts mehr darüber zu hören.

D-Tek Wasserfilter

D-Tek


Der Designstudent Liam O’Brien von der University of Technology in Sydney beteiligt sich 2009 mit einem System namens D-Tek Water Management an dem Australian Design Award. Seine Entwickelung zielt darauf ab, die gesundheitlichen Bedingungen im ländlichen Kambodscha radikal zu verbessern.

Dabei sollen die Frauen ein sicheres und einfaches Gerät bekommen, mit dem sie bis zu 20 Liter Wasser aus Brunnen, Teichen und Flüssen pumpen, transportieren, lagern und bis zur Trinkqualität reinigen können.

Für Flüsse mit hohen und steilen Ufern ist ein Schlauch daran angebracht. Die Pumpe kann Wasser aus bis zu 7 m Tiefe heraufholen und den Vorratsbeutel in nur 2,5 Minuten füllen. Als Filter wird Aktivkohle eingesetzt, die nach mehrfachem Gebrauch gebrannt und dann erneut genutzt werden kann.

D-Tek (Wasser in der Khmer-Sprache) ist ein zu 95 % lokal hergestelltes Produkt aus Bambus, Sisalschnüren, Rohrgeflecht und PVC-Folie, und könnte für unter 18  $ im Einzelhandel verkauft werden. Es ist leicht zu warten und zu reparieren und fördert die lokalen Handwerksbetriebe durch den Bedarf nach traditionellen Herstellungsverfahren.


Ein weiterer rollender Wassertransporter namens wird Loop an der Hochschule für Gestaltung Pforzheim entworfen und gewinnt im Dezember 2015 den iF Public Value Student Award.

Ausgestattet mit einer Führungsstange, kann er über unebenes Gelände geschoben ider gezogen werden, er hat eine Kapazität von ungefähr 40 Litern, eine integrierte Pumpe und einen Schlauch mit einem implementierten Filter. Geleert kann er auch als Rucksack mitgeführt werden. Umgesetzt worden ist das Design bislang aber noch nicht.

 

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