I filtri per l'acqua in ceramica , i filtri per pentole , i depuratori d'acqua in ceramica o i filtri per l'acqua in ceramica d'argento sono vasi in ceramica realizzati con una miscela di argilla e segatura cotta a una temperatura relativamente bassa.
L'esempio più noto del loro uso per filtrare l'acqua nei paesi in via di sviluppo viene da Potters for Peace, che ha un processo per la produzione di massa di tali filtri, che sono anche impregnati di argento per uccidere batteri e virus nocivi. Tali filtri prodotti in serie non sono certamente l'unico esempio o modo possibile per ottenere filtri in argilla ceramica, poiché le risorse necessarie, argilla, segatura e acqua, sono disponibili nella maggior parte del mondo e il processo di produzione è relativamente semplice.
Indice
Riepilogo
Un'argilla di terracotta viene mescolata con un materiale organico di combustione di opportune dimensioni delle particelle. Il materiale viene quindi formato nella forma di una pentola e cotto. Nel processo di cottura il materiale organico brucia lasciando dei micropori nel corpo di argilla cotta. Dopo la cottura, i filtri vengono spesso trattati con argento colloidale o nitrato d'argento per prevenire la crescita di batteri o piante all'interno del vaso.
L'acqua contaminata viene immessa nella pentola e, mentre passa attraverso i piccoli pori, i batteri e le particelle vengono rimossi. Questi filtri hanno comunemente raggiunto una percentuale di successo del 98% nella rimozione dei batteri coliformi (ho alcuni studi da pubblicare in seguito). I filtri per vasi sono solitamente realizzati per adattarsi a un recipiente come un secchio da 5 galloni per catturare l'acqua filtrata.
Ragioni per l'uso
La mancanza di accesso all'acqua pulita è uno dei principali problemi che il mondo deve affrontare oggi, colpendo oltre un miliardo di persone. [1] I passati tentativi del mondo sviluppato di creare sistemi centralizzati di purificazione e distribuzione dell'acqua nel mondo in via di sviluppo hanno avuto esito negativo. Ciò porta alla necessità della filtrazione dell'acqua domestica al punto di utilizzo almeno come tecnologia di transizione e forse anche come soluzione sostenibile.
Questa disponibilità di materiali e relativa facilità di produzione rende i filtri in argilla ceramica ideali come tecnologia appropriata per soddisfare questa esigenza in molte comunità. Invece di affidarsi a organizzazioni esterne per fornire soluzioni esterne, le comunità possono creare filtri utilizzando materiali e tecniche che probabilmente sono già in uso. [2] Ciò riduce la dipendenza dalla carità, offre opportunità agli artigiani locali di guadagnare denaro e generalmente porta a un metodo sostenibile per la purificazione dell'acqua.
Tuttavia, questa non è una soluzione appropriata per tutte le aree. Se risorse come l'argilla o il combustibile per la cottura sono assenti o difficili da ottenere, o se esistono opzioni migliori, i filtri in argilla ceramica potrebbero non funzionare. Inoltre, i filtri in ceramica possono solitamente filtrare sedimenti e particelle, e occasionalmente batteri, ma senza l'impregnazione d'argento non possono filtrare virus o alcuni piccoli batteri. In questo caso, devono essere utilizzati anche altri metodi di purificazione come l'ebollizione o additivi per la disinfezione del cloro come "water guard".
Com'è fatto
L'organizzazione Potters for Peace ha un processo relativamente standard per la creazione dei propri filtri, descritto qui: http://web.archive.org/web/20110627081553/http://pottersforpeace.org:80/wp-content/uploads/production- manuale-iraq.pdf .
La loro ricetta prevede una miscela 50/50 di argilla e segatura in volume, questo rapporto può variare in modo significativo a seconda del corpo di argilla e dei materiali di combustione utilizzati. Lo standard attuale presuppone che i filtri che scorrono a una velocità da 1,5 a 3 litri all'ora rimuovano efficacemente i batteri. Gli studi attuali stanno mettendo in discussione la relazione tra portata ed efficacia di rimozione dei batteri. Il desiderio è quello di sviluppare un filtro con una maggiore velocità di flusso pur mantenendo l'efficacia.
L'argilla secca e la segatura vengono mescolate accuratamente. Quindi si aggiunge acqua man mano che si continua a mescolare fino a quando l'intera miscela non si raggruma. L'argilla viene quindi incuneata accuratamente e modellata nella forma del filtro attraverso l'uso di stampi e una pressa.
Il programma di cottura iniziale prevede l'aumento della temperatura di 75 gradi Celsius all'ora fino a 350 gradi C per consentire a tutta l'acqua dei pori, l'acqua dell'umidità nell'aria intrappolata in piccoli fori nell'argilla, di fuoriuscire senza danneggiare i vasi.
Successivamente le pentole possono essere portate alla temperatura di cottura di 900 gradi Celsius (cono 010) ad una velocità di 100 gradi C all'ora. Dovrebbero quindi essere tenuti a questa temperatura per 1 ora, quindi lasciati raffreddare naturalmente.
I rapporti esatti di argilla e materiale di calcinazione e i programmi di cottura del forno variano in modo significativo a seconda delle variabili nel corpo di argilla e nel materiale di calcinazione.
L'ultimo documento che descrive in dettaglio il processo di produzione è il Manuale delle migliori pratiche del 2011 per la produzione di filtri per l'acqua in ceramica: http://potterswithoutborders.com/2012/10/best-practice-recommendations-for-local-manufacturing-of-ceramic-pot-filters -per-il-trattamento-dell'acqua-domestica/
Come funziona
I filtri in argilla ceramica funzionano in un paio di modi, la loro esatta funzione non è completamente compresa. I filtri funzionano meccanicamente filtrando l'acqua attraverso minuscoli pori abbastanza piccoli da fermare molti contaminanti come argilla, sporco e forse anche batteri. Questi pori sono formati in parte dalla segatura che brucia durante il processo di cottura, e in parte dai pori che si formano naturalmente nell'argilla a causa della bassa temperatura di cottura.
La maggior parte degli agenti patogeni sono attaccati alle particelle nell'acqua, quindi la rimozione di queste particelle rende l'acqua molto più sicura da bere.
In secondo luogo, i filtri vengono trattati con una soluzione d'argento (argento colloidale o nitrato d'argento). I batteri vengono distrutti quando entrano in contatto con particelle d'argento. I pori interconnessi all'interno del corpo del filtro creano un percorso tortuoso che aumenta la possibilità che i batteri entrino in contatto con le particelle d'argento.
L'argento agisce anche per prevenire la ricrescita batterica all'interno delle pareti del filtro dove rimane intrappolato.
Si discute molto su quale metodo di applicazione dell'argento sia più efficace. La maggior parte delle fabbriche attualmente dipinge o immerge l'argento colloidale, altre stanno mescolando il nitrato d'argento direttamente nella miscela del filtro. I fattori problematici con l'uso di prodotti in argento includono il suo costo elevato e i metodi di smaltimento.
I soli pori di argilla renderebbero un filtro estremamente lento, mentre un filtro con troppa segatura sarebbe inefficace e facilmente schiacciabile. Iniziare con una miscela di 50/50 in volume e una temperatura di cottura di 900 gradi può creare un efficace equilibrio tra portata, efficacia e durata.
Filtri per vasi di terracotta cotti con sterco
- Nota: per questa sezione sono necessarie informazioni più aggiornate. Le seguenti informazioni risalgono a circa il 2005.
Uno scienziato e ceramista australiano dei materiali, Tony Flynn, ha sviluppato un processo molto simile per un progetto World Vision a Manatuto, Timor Est , ma utilizzando fuochi di letame aperti. Descrive la difficoltà di accedere a forni adeguati nelle zone rurali di Timor orientale. Tuttavia in seguito vide un fuoco di sterco con un colore che riconobbe dalla sua esperienza di vasaio - il colore che indicava una temperatura nell'intervallo necessario per cuocere i semplici vasi di terracotta formati a mano. Ha quindi confermato attraverso esperimenti che la cottura delle pentole su un fuoco di sterco aperto creava un efficace filtro per l'acqua.
Il filtrato iniziale (acqua in uscita) è leggermente torbido, residuo della cottura. Dopo alcuni utilizzi, l'acqua dovrebbe diventare più limpida.
Un uso proposto è quello di creare una serie di tre filtri per l'acqua, ciascuno che alimenta l'acqua all'altro, in modo che l'output finale sia molto più puro.
Questa potrebbe essere considerata una tecnologia intermedia , poiché l'acqua risultante non è pura come utilizzando un filtro realizzato con un processo più impegnativo; tuttavia è molto meglio di quanto generalmente si ottenga a livello di villaggio e potenzialmente più realizzabile dei filtri prodotti in serie.
Uso sul campo
- Utilizzato in Cambogia da Resource Development International – Cambogia .
- Timor Est, come descritto sopra in #Dung fired clay pot filters .
Note e riferimenti
[1] http://www.healtheconomics.org/books/2003/01/01/making-choices-in-health-.html https://ar.pureaqua.com/cartridge-filter-housings-industrial-commercial /
