Karibien kommer studsa tillbaka efter en orkan med denna uppfinning

Efter orkaner Maria och Irma slog i september förra året tog det Puerto Rico till juni för att återställa vatten till de flesta invånare. De som bor på landsbygden och svåråtkomliga bergsområden väntade längst.

I Dominica, där 80 procent av befolkningen drabbades hårt av orkanen Maria, återställdes inte vattentjänsten till de mest avlägsna områdena fram till april 2018, flera månader efter stormen.

Nu är en annan orkansäsong redan på väg i Karibien.

Vår forskning om regnvattenskörning - en billig och lågteknologisk metod att samla och lagra regnvatten - föreslår att denna teknik kan utnyttjas över Västindien för att förbättra dessa samhällers tillgång till vatten både efter stormen och i vardagen.

Begränsad vattenanslutning i Karibien

Ännu innan orkaner Maria och Irma slog i september förra året kunde vissa karibiska öar inte tillhandahålla tillförlitligt rent vatten för att dricka och tvätta till alla invånare.

På många öar når det statliga försörjningsrörsystemet inte heller fjärran landsbygden och andra isolerade områden eller kostar för mycket för låginkomsthushåll.

Traditionellt har invånare på sådana ställen fått sitt vatten från underjordiska källor, såsom fjädrar, brunnar eller i den övre och därmed förmodligen rena delen av strömmar.

Idag gör vattenföroreningar från en kombination av hushållsavlopp, jordbruk, mat och dryckesbehandling och tillverkning det mesta av grundvattnet som är osäkert att dricka. Upp till 85 procent av avloppsvattnet över Karibien är nu urladdat, obehandlat, till lokala floder, strömmar, sjöar eller rakt ut i havet, enligt den regionala fonden för avloppsvattenhantering, en mellanstatlig myndighet.

Samla, rengöra och lagra regnvatten

Regnskyddsskörning är ett alternativ för att skaffa och lagra färskvatten.

Genom att samla ned nederbörd som naturligt faller på hustak och trottoarer i en tank, blir denna process vatten som normalt skulle tvätta sig i en resurs för matlagning, tvätt, bevattning och till och med vattenintensiv tillverkning.

Ett rör som är fäst från en byggnads rännan till tanken samlar regnvatten som annars skulle slösa bort. Sustainable Sanitation Alliance / flickr, CC BY

Regnvatten, särskilt under orkanen, är gratis och rikligt i Karibien. Dominica kan få upp till 15 tum regn varje månad på hösten. Puerto Rico genomsnitt 8 till 9 inches av nederbörd en månad från maj till november.

När regnvatten lagras i tanken - som kan sträcka sig från 200 gallons för hushållsbruk till 600 000 gallon i en industriell miljö - rör kopplas från tanken till människors hem, trädgårdar eller var de behöver den.

Tankarna måste förses med ett inbyggt filter för att rengöra det uppsamlade regnvattnet, vilket kan hämta olika slags mögel, bakterier och protozoer när det kommer i kontakt med ett tak.

Tanken vi utvecklar för Karibiska öarna använder ett biosandfilter - en behållare skiktad med grus och sand, om storleken på en liten kylare - för att rena regnvatten.

När vatten strömmar genom sand- och grusbädden filtreras patogener och partiklar ut.

Denna process sker antingen mekaniskt - fasta ämnen fastnar i grus och sand - eller genom predation: Goda mikroorganismer, som naturligt bor i sanden, förbrukar dåliga.

Biosandfilter tar bort upp till 96,5 procent av bakterierna och upp till 99 procent av virus från regnvatten. När kakan är påslagen är vattnet rent och säkert att dricka.

Regnvatten serverar världen

Regnvattenuppsamling, som länge används för att tjäna boskap och bönder i landsbygdsområden världen över, är ett allt vanligare svar på vattenbrist i utvecklingsländerna.

Från 2005 till 2015 främjade FN: s program "Water for Life" aktivt vattenskörd som en potentiell lösning på global vattenbrist. Enligt en U.N.-rapport från 2006 är till exempel regn över den afrikanska kontinenten "mer än tillräcklig för att tillgodose behoven hos den nuvarande befolkningen flera gånger över."

Regeringarna i Kambodja, Haiti, Kina, Thailand, Indien och Brasilien har alla utplacerade system för regnskydd för hushåll och industrier för att underlätta landsbygdstorka och urbana vattenbrister under de senaste decennierna.

Även Brasilien har gjort anmärkningsvärda framsteg när det gäller att använda regnvatten för att göra medborgarnas liv enklare.

År 2003 lanserade ett offentligt-privat partnerskap med namnet Articulação do Semi-Árido Brasileiro "1 miljoner cisterner", ett initiativ som syftar till att tillhandahålla 1 miljon hushåll i torka utsatta delar av det sydamerikanska landet med lättåtkomligt skördat regnvatten.

Halvtörda områden som Pernambuco, en stat i landets nordöstra, kan gå sju till nio månader utan regn. En 4 500 liter tank - ungefär storleken och vikten av en Greyhound-buss - samlar tillräckligt med vatten under regnperioden att en familj på fyra kan leva av den i tre till fyra månader under torrare väder.

Vid 2014 hade programmet nått sitt mål att betjäna 1 miljon brasilianska hushåll.

Utmaningar i Karibien

Trots dessa globala framgångar har väldigt få karibiska länder vidtagit åtgärder för att genomföra regnvattenskörden i någon betydande skala.

I Haitis Artibonite Valley används biosandfilter för att rena vattnet från grunda markbrunnar. Och Förenta nationerna har hjälpt till att utveckla regnvattenskörningsinfrastruktur i södra Jamaica för att underlätta vissa samhällenes fjädring för klimatförändringar.

Vi tror att regnvattenskörning kan fungera för mer av Karibien. Finansieringsmodellen och utrustningen behöver bara utformas för att möta öarnas speciella behov.

De flesta regnvattenförvaringstankar i stora internationella program är gjorda av glasfiber, annat plast eller svetsat stål. Dessa material kan vara dyra för familjer som arbetar på en begränsad budget, som många lantliga karibiska hushåll gör.

Tankar gjorda av cement och kycklingtråd

Vår design är gjord av ferrocement - en sorts tunn, armerad betong som ofta används för att samla regnvatten i Indien.

Denna konstruktion stil är överkomlig - särskilt om subventionerad av små statslån - eftersom det använder material som är lättillgängligt i Karibien: cement, sand och vatten blandas ihop, förstärkt med kycklingtråd och stålstänger.

Cementet fungerar som ett superlim, som bindar partiklarna sand, rebar och kycklingtråd ihop i en stark, kompakt massa.

Denna billiga, slitstarka metod är också idealisk för karibiska miljön. Öregionen är mottaglig för inte bara orkaner utan också jordbävningar. Stålstängerna kan stå emot skakningar av jordbävning, medan cementet är motståndskraftigt mot höga vindar.

Under särskilt kraftfulla orkaner kan de karibiska öarna till och med få så mycket regn att det överväldigar sin åldrande vatteninfrastruktur, som helt enkelt inte kan hantera volymen och hastigheten av stormavrinningen. När människor har cisterner, går det överdrivet regn till god användning.

Vi har nu testat ett system för regenerering av regnvattensystem på ön Grenada. Med några tweaks för att förbättra bygglättnad - som nu är igång - tror vi att det skulle kunna tjäna öborna bra.

Regeringen där har uttryckt intresse för att införa regnvattenskörning för att öka tillförlitligheten och tillgängligheten hos sina kommunala vattensystem.

Vårt nästa stopp för att testa ferrocement-and-biosand-systemet är Dominica. Och efter det hoppas vi, resten av Karibien kommer att få på.

Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation av Cecilia A. Green och Farah Nibbs. Läs den ursprungliga artikeln här.