Aufbau einer SoWaDi-Anlage

Am Wochenende vom 15.06. bis 17.06.2018 war es wieder einmal so weit: Die Mitglieder der SoWadi-Gruppe trafen sich zu weiteren Tests bezüglich der erneuerten Konstruktion der Anlage. Dafür wurde das System von unserem Team mit allen konstruktiven Neuerungen während der beiden Tage komplett aufgebaut. Der Fokus lag dabei auf dem Biegen der Aluminiumbleche, dem Biegen des Kupferrohrs sowie der Glasfront des Absorbers. In allen drei Fällen wurden in den letzten Monaten weitreichende Änderung in Durchführung und Beschaffenheit vorgenommen, diese wurden nun genau überprüft.

Das SoWaDi-Team nach dem erfolgreichen Nachbau der Anlage
Das Kupferrohr wird mit den Blechen verbunden

Für das Biegen der Bleche wurde die neue und stark vereinfachte Tiefziehvorrichtung verwendet. Hiermit konnten die Bleche schneller und wesentlich leiser (ohne Hammer) bearbeitet werden.

Auch das neu eingeführte Befüllen des Kupferrohrs mit Sand, um Einschnürungen während des Biegens zu verhindern, kam bei diesem Aufbau zum Einsatz. Hierbei war die erste Hürde, das 10 Meter Rohr möglichst ohne Lufteinschlüsse mit komplett mit Sand zu befüllen, ohne es zu entrollen und das Material zu stark zu beanspruchen. Dies gelang durch Einsatz einer Leiter und leichtes Schütteln des gesamten Rohres. Dass die Mühe sich gelohnt hatte, zeigte sich beim Einspannen und Biegen des Rohres, die zuvor beobachteten Einschnürungen traten nicht mehr auf. Auch das Entfernen des Sandes konnte elegant gelöst werden: Nach dem Verbinden des Rohres mit den Aluminiumblechen konnte der Sand durch Rotation des Konstrukts aus dem Rohr entfernt werden.

Auflegen der Glasscheiben

Die Neuerung der Glasfront bestand darin, die untere der Glasscheiben horizontal in mehrere Stücke zu unterteilen. Dies soll die thermische Belastung besser verteilen und beim Ausdehnen der Scheiben die bisher teilweise aufgetretenen Sprünge verhindern.

In den kommenden Wochen soll die Anlage im Hinblick auf Performance getestet werden. Hierzu sollen neben der Temperatur der Wasseroutput sowie die Sonneneinstrahlung gemessen werden.

Vorbereitungen für einen neuen Aufbau

Zu unserem Regionalgruppenwochenende vom 25.-27.Mai fanden sich die motivierten IoG-ler wieder einmal in Mossautal im Haus St. Michel zusammen. Die SoWaDi-Gruppe nutzte den Tag überwiegend für die Vorbereitung des anstehenden Aufbaus einer SoWaDi-Anlage im Juni. Für den erfolgreichen Verlauf des Aufbaus am 15.-17.Juni wurde ein Ablaufplan erstellt, bei dem festgehalten wurde, welche Kleingruppe welche Aufgabe an diesem Wochenende übernimmt und welche Aufgaben vorab noch erledigt werden müssen. Außerdem wurden letzte Änderungen an der Anleitung vorgenommen und einzelne Arbeitsschritte optimiert. Nach der Projektarbeit in Kleingruppen fand sich die Gruppe wieder zusammen um noch einmal zusammen zu tragen, was an diesem Tag alles geschafft wurde. Neben der intensiven Arbeit an unseren Projekten fand sich auch noch genug Zeit für den gemeinsamen Austausch mit der gesamten Regionalgruppe.

Ein Teil des Teams plant den anstehenden Aufbau der Anlage.

Neue Werkzeuge für den Aufbau

Tiefziehen des Bleches mit dem neuen Ansatz

Am 13. Januar trafen sich die SoWaDi-Mitglieder auf dem Hochschulgelände, um einige in den letzten Monaten erarbeitete Änderungen am Aufbau zu testen. Der Fokus lag auf zwei wichtigen Konstruktionen, die den Aufbau unterstützen sollen: Der Rohrbiegevorrichtung und der Tiefziehvorrichtung. Dazu wurde außerdem eine Plexiglas-Oberfläche getestet.

Vor der Weihnachtspause hatten sich Kleingruppen gebildet, um sich zu überlegen, wie die bisherigen Vorrichtungen verbessert werden können. Der Anlagentest in Tansania des vorherigen Jahres hatte nämlich gezeigt, dass das Biegen des Rohrs und das Bearbeiten der Bleche nicht immer präzise genug möglich waren.

Um das Rohr zu biegen, hatte die Gruppe bereits auf dem Regionalgruppenwochenende ein Kupferrohr mit Sand befüllt. Dies hatte mit einem kurzen Rohr sehr gut funktioniert, sodass diesmal überprüft werden sollte, ob sich das Prinzip auf ein Rohr von elf Metern Länge übertragen lässt. Nachdem der trockene Sand in teils mühsamer Arbeit in das Rohr gefüllt worden war, wurde mit einer neu gebauten Rohrbiegevorrichtung versucht, das Rohr möglichst gleichmäßig und ohne Einschnüren zu biegen. Unterm Strich überzeugte dabei der neue Ansatz.

Bei der Tiefziehvorrichtung wurde ein komplett neues Vorgehen getestet: Das Blech wurde mit Schraubzwingen fixiert und anschließend manuell mithilfe eines Hebels um ein Metallrohr herum gebogen. Zum Vergleich führte die Kleingruppe noch einen Test mit der alten Tiefziehvorrichtung durch.

Eine dritte Kleingruppe untersuchte, ob sich anstelle von Glasscheiben zur Abdeckung des Absorberkastens auch Plexiglas eignen könnte. Dazu testete das Team die Kratzfestigkeit und die Hitzebeständigkeit des neuen Materials.

Es bleibt noch zu evaluieren, inwiefern die neuen Konzepte künftig beim Aufbau der SoWaDi-Anlage eingesetzt werden.

Test der Rohrbiegevorrichtung

Das Kupferrohr wird mit Sand befüllt, so soll eine zu starke Belastung des Materials beim Biegen verhindert werden.

Am 03. November ging es für die SoWaDi-Projektgruppe gemeinsam mit dem Rest der Darmstädter Regionalgruppe von Ingenieure ohne Grenzen ins Gästehaus St. Michael im Mossautal im Odenwald: Regionalgruppenwochenende – das bedeutet neben der Gelegenheit, sich untereinander bei viel Spiel, Spaß und Sport besser kennenzulernen, auch die Möglichkeit, intensiv an den Projekten zu arbeiten. Im Zentrum unseres Schaffens stand diesmal neben der langfristigen Planung von SoWaDi die Verbesserung der Rohrbiegevorrichtung: In unserer aktuellen Projektphase versuchen wir kleinere Schwachstellen der Anlage zu verbessern, die sich im Januar während des Baus und Betriebs in Tansania gezeigt haben, und die Änderungen in einem nächsten Schritt in die Anleitung zu übernehmen. Dabei ist uns besonders wichtig, dass alle neuen Lösungen sich gut verständlich in die Anleitung integrieren lassen, sodass ein Eigenaufbau durch die Nutzer weiterhin möglich bleibt. Zu den Dingen, die wir verbessern wollen, gehört u.a. die Rohrbiegevorrichtung, mit deren Hilfe das kupferne Steigrohr des Absorbers gebogen wird. Das in Tansania etwas dünnere Kupferrohr schnürte beim Biegen ein, sodass Durchfluss und Output verringert wurden. Um dieses Einschnüren zu verhindern, wurden in den vergangenen Wochen mehrere Lösungsansätze entwickelt, die auf dem Regionalwochenende getestet wurden. Endlich wieder praktisch an der Anlage arbeiten zu können, hat nicht nur allen Teammitgliedern großen Spaß gemacht, sondern war auch sehr erfolgreich:

Die Biegung des Rohres wird auf Einschnürungen untersucht.

So funktionierte der Ansatz, das Rohr vor dem  Biegen mit Sand zu befüllen und es dadurch von innen zu stabilisieren, mit einen kurzen Stück Testrohr hervorragend. Nun bleibt abzuwarten, ob er auch bei dem wesentlich längeren Steigrohr praktikabel ist. Dies wird sich spätestens im Januar herausstellen, wenn wir eine neue SoWaDi-Anlage mit allen bis dahin erarbeiten Änderungen bauen wollen. Auch dieses Ziel ist Ergebnis des Regionalgruppenwochenendes: So haben wir die erste Arbeitsphase der Projektarbeit für die langfristige Planung des Projekts genutzt. Bis April möchten wir alle Schwachstellen ausgebessert und damit die aktuelle Phase unseres Projektes abgeschlossen haben. Danach werden wir mit der Organisation einer nächsten Auslandsphase beginnen, so dass wir hoffentlich zu Beginn von 2019 erneut ausreisen können.

Wir haben uns viel für die nächsten Wochen vorgenommen und freuen uns auf die Arbeit!

Vortrag in der Wackerfabrik

Bilderausstellung in der Wackerfabrik
Bilderausstellung in der Wackerfabrik
Bilderausstellung in der Wackerfabrik

Um über die SoWaDi Auslandsphase in Tansania zu informieren und für das Thema Entwicklungszusammenarbeit zu sensibilisieren, hielten Tim und Elli am 05.05.2017 einen Vortrag im F3 der Darmstädter Wackerfabrik. Frei nach dem Motto “Es lebe die Diashow” wurde Bilder- und Videomaterial von der Arbeit in Tansania vorgeführt und erläutert. Anschließend wurde eine Diskussionsrunde eingeleitet, an der die rund 40 Besucher gerne teilnahmen. Zur Abrundung des Programms wurden traditionelle tansanische Speisen angeboten, der Erlös ging dabei an das SoWaDi Projekt.

In der folgenden Woche wird eine Bilderausstellung der
Projektphase in der Wackerfabrik für die Öffentlichkeit zugänglich sein.

Evaluierung der Auslandsphase

Vier Wochen nach unserer Rückkehr nach Deutschland sind wir aktuell mit der Evaluation der Projektphase beschäftigt. Die Daten, Messungen und Informationen, welche wir gesammelt haben, werden geordnet und analysiert. Bis Mitte April sollen diese zusammengefasst sein, sodass wir auf dieser Grundlage das weitere Vorgehen festlegen können.  Im Anschluss werden die Änderungen, sowohl an der Anlage als auch Anleitung, eingearbeitet und ein Konzept für die Verbreitung ausgearbeitet.

Das Team ist sehr motiviert und möchte das Projekt weiter voranbringen, insbesondere da wir positive Wassertestergebnisse aus Tansania bekommen haben. Eine durch die Anlage behandelte Wasserprobe wurde durch ein lokales Labor untersucht und die Ergebnisse zeigen, dass jegliche Bakterien abgetötet wurden. Die Funktionsfähigkeit der Anlagen wurde somit durch offizielle Seite bestätigt!

Das Malage VTC nutzt die Anlagen täglich und kümmert sich gewissenhaft um diese. Die Schüler reinigen beide Anlagen regelmäßig und es wurden bereits erste Verbesserungen vorgenommen. Zusätzlich bekommen wir wöchentliche Reports über den Zustand der Anlage und die Menge an behandeltem Wasser zugesendet.

Abschied vom Malage VTC

Auch nach Ellis Abreise gab es noch einiges zu tun. Zunächst mussten noch ein paar Dinge an den Anlagen ausgebessert werden, wir brachten Füllstandanzeigen an den Containern der beiden Anlagen an, führten weiterhin mikrobiologische Tests durch und maßen die behandelte Menge Wasser der beiden Anlagen sowie weitere Parameter wie die Umgebungstemperatur und Sonneneinstrahlung. Mithilfe dieser Daten wollen wir später in Deutschland unser thermodynamisches Modell der Anlage validieren und unter Umständen an die Realbedingungen in Tansania anpassen, um so besser vorhersagen zu können, wieviel Wasser eine Anlage bei welcher Sonneneinstrahlung behandelt.

Lawrence Mwonyonyi und Ndiko Mwamakula von der Kilimanjaro Youth Development Association besichtigen die Anlage

Am Samstag bekamen wir dann unseren ersten Besuch am Malage VTC von Lawrence und Ndiko, die sich mit der Kilimanjaro Youth Development Organization für Jugendliche engagieren, die aus schwierigen Verhältnissen kommen oder Drogenprobleme haben. Beide fanden die Anlagen sehr beeindruckend und würden eine Zusammenarbeit sehr begrüßen. Eine Möglichkeit wäre es, Jugendlichen den Aufbau von SoWaDi-Anlagen beizubringen und ihnen somit eine sinnvolle Beschäftigung und eine Perspektive zu geben. Diese Anlagen könnten dann beispielsweise gewinnbringend verkauft werden.

Lawrence hat uns außerdem sehr begeistert von seinem Arbeitgeber Gongali Model und dessen Produkt, dem NanoFilter berichtet. Er lud uns ein, die Büros und die Produktion der NanoFilter in Arusha zu besuchen. Unsere Anlage sah er trotz der scheinbaren Nachteile hinsichtlich Anschaffungskosten und behandelter Wassermenge gegenüber dem NanoFilter sehr positiv. Den Hauptvorteil sieht er in der Tatsache, dass SoWaDi Wasser abkocht. Das sei in der Bevölkerung eine akzeptierte Möglichkeit, Wasser zu entkeimen, wohingegen Filtern generell eher misstraut wird.

Brunnenbohrung in einem Dorf nahe Mwanga, unterstützt durch den Rotary Club Mwanga
Auf der Schulfarm des Malage VTC wird gerade ein Brunnen gegraben

Im Anschluss an das Treffen mit Lawrence und Ndiko besuchten wir mit Gasiano noch eine Brunnenbohrung in einem Dorf nahe Mwanga, welche vom Rotary Club Mwanga finanziert wird. Im Anschluss daran besichtigten wir noch die zur Zeit sehr trockene Farm der Berufsschule, wo aktuell ein Brunnen von Hand gegraben wird.

Tim und Ludwig geben einen Workshop zu Funktionsprinzip und Aufbau der Anlage

Montag hielten wir dann für die Schüler und einige Lehrer der Berufsschule ein Seminar über die Funktionsweise und den Aufbau von SoWaDi. Hierbei unterstützte und Gasiano, indem er alles auf Swahili übersetzte und somit für die Schüler zugänglicher machte. Diese stellten viele Fragen und waren sehr interessiert. Ziel des Seminars war es unter anderem, die wichtigsten und unbedingt einzuhaltenden Eigenschaften und Maße der Anlagenkonstruktion zu verdeutlichen und andererseits die weniger relevanten herauszustellen.

Simon Mwakalinga von ACRO besucht uns am Malage VTC

Nach dem Seminar besuchte uns Simon von der Africana Community Rehabilitation Organization (ACRO), den wir bereits drei Wochen zuvor in Moshi getroffen hatten. Auch er kann sich eine Zusammenarbeit zur Verbreitung der Anlage in ländlichen Communities und kleinen Schulen oder Kindergärten vorstellen.

Abschied vom Malage VTC – von links nach rechts: Ludwig, Tim, Anderson, Sechelela, Gasiano und Samson

Bevor wir am Mittwoch vom Malage VTC aufbrachen, besprachen wir noch einige Verantwortlichkeiten mit Gasiano und den beiden Lehrern Samson und Sechelela. Ab jetzt wird sich Samson mit einem pro Woche wechselnden Schüler um die Anlagen kümmern und uns Wochenberichte über deren Zustand schicken. Sechelela wurde bereits von Elli im Umgang mit mikrobiologischen Tests geschult und wird das Wasser der beiden Anlagen einmal im Monat testen und uns die Ergebnisse schicken.

In Arusha angekommen besuchten wir NanoFilter, die uns einen sehr interessanten Einblick in die Funktionsweise, Produktion und auch die sehr angepasste Verbreitung der Filter gaben. Ein NanoFilter ist in der Lage etwa 10l Wasser pro Stunde zu filtern und entfernt dabei nicht nur grobe Schwebstoffe, sondern auch Mikroorganismen und Bakterien und sogar Fluorid, welches besonders im Großraum Arusha in sehr hoher Konzentration im Grundwasser zu finden ist und ein großes Problem für die Bevölkerung darstellt. Bei der Verbreitung ist viel Überzeugungsarbeit nötig und Kunden haben die Möglichkeit, einen Filter drei Monate lang kostenlos zu testen, erhalten eine dreijährige Garantie und es gibt auch ein spezielles Leihsystem für Filter.

Donnerstag früh trafen wir uns erneut mit CAMARTEC, diesmal mit Noela Byabachwezi, Director of Technology Transfer. Auch hier wird der Vorteil von SoWaDi gegenüber Filtern vor allem in der Tatsache gesehen, dass SoWaDi Wasser wirklich abkocht und dies akzeptiert ist. Eine mögliche Zusammenarbeit bei der Verbreitung und vor allem auch der zunächst anstehenden Evaluation des Projektes wurde bereits recht detailliert besprochen. CAMARTEC ist auf jeden Fall sehr interessiert an unserer Technologie und könnte die unter anderem auf Messen und bei Besuchen und Befragungen auf dem Land die Akzeptanz und Nachfrage nach einer solchen Technologie evaluieren.

Auf dem Weg zum Flughafen kamen wir noch ein letztes Mal in Usa River vorbei und besuchten kurz erneut Eliet Senkoro. Nach einem langen Flug sind wir nun alle wieder zuhause und die Evaluation der vergangenen vier Wochen startet. Es stehen die Auswertung der Aufbauten, eine Überarbeitung der Bauanleitung, die Kalkulation der tatsächlichen Materialkosten, die Auswertung der Messdaten und das Erarbeiten einer Strategie zur Verbreitung der Technologie an. Wer uns dabei unterstützen möchte ist herzlich willkommen uns zu kontaktieren.

Zweite Anlage, Wassertests und Einweihung

Der Metallstandfuß wird geschweißt
Die zweite Gruppe wird von Elli instruiert

In dieser Woche wurde die zweite SoWaDi Anlage von einer weiteren Gruppe Schüler und einem anderen Lehrer aufgebaut. Wir konnten unsere Erfahrung vom ersten Bau direkt einfließen lassen und die Schüler konnten die bereits gebaute Anlage anschauen. Dadurch lief der Aufbau deutlich flüssiger und da die Selbstbau-Werkzeuge zum Rohr- und Blechbiegen bereits vorhanden waren, konnten wir bereits nach drei Tagen den Bau abschließen. Statt dem eigentlich in der Bauanleitung enthaltenen Holzstandfuß wurde auf Vorschlag unseres Projektpartners hin zusammen mit den Schülern ein Standfuß aus Metall entworfen und gebaut. Dieser soll haltbarer sein und ist vom Material her hier in Tansania nur unwesentlich teurer als die Holzvariante. Zudem sind die Schüler in der Verarbeitung von Metall geübter.

Elli führt Wassertests an der ersten Anlage durch

Parallel dazu wurden Funktions- und Wassertests mit der ersten Anlage durchgeführt. So wurde täglich die Menge an behandeltem Wasser in Abhängigkeit zur Sonneneinstrahlung aufgezeichnet und das Input- und Outputwasser auf coliforme Bakterien untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die erste SoWaDi Anlage auch stark mikrobiell belastetes Wasser solarthermisch behandeln kann und dass im behandelten Wasser keine coliformen Bakterien mehr nachweisbar sind.

Nach diesen erfolgreichen Tests konnten die beiden Anlagen am Freitag feierlich eingeweiht werden. Dort bedankten wir uns bei den Schülern, die den Aufbau durchgeführt haben, mit einem von uns signierten Fußball. Gruppenfotos wurden geschossen und jeder bekam einen Ingenieure ohne Grenzen-Anstecker.

Nach der Einweihung nahm Elli den Bus in Richtung Arusha um ihren Heimweg anzutreten. In den nächsten Tagen werden Ludwig und Tim sich noch mit einigen NGOs treffen, weitere Tests durchführen sowie den Schülern und Lehrern in einem Workshop die Funktionalität und Besonderheiten der Anlage näher bringen.

Inbetriebnahme – SoWaDi funktioniert

Sauberes Wasser aus der Anlage wird probiert

Nachdem die Gruppe aus vier Schülern und einem Lehrer des Malage VTC am Freitag den Bau der ersten Anlage abgeschlossen hatten, konnten sie diese am Samstag den 21.01.17 in Betrieb nehmen. Der Zulaufbehälter der Anlage wurde mit Zisternenwasser der Schule befüllt und die Anlage in Richtung der Mittagssonne positioniert. Zu unserer großen Freude begann die Anlage im erwarteten Zeitraum Wasser in den Auffangbehälter zu befördern, sodass wir nun sicher sagen können, dass die Anlage auch in Tansania funktioniert. Zudem hat Elli einen Workshop über Hygiene und sauberes Trinkwasser gehalten.

Elli hält einen Hygiene-Workshop
Ludwig nimmt die Messtechnik in Betrieb

Am Sonntag statteten wir die Anlage noch mit etwas Messtechnik aus und starteten einen ausführlichen Test. Beim Zusammenbau der Anlage ist leider eine der beiden Glasscheiben zu Bruch gegangen und die Containeranschlüsse tropfen noch etwas. Dies wird am Montag zunächst noch ausgebessert und die Anlage dann auch gebührend eingeweiht. Im Verlauf der Woche werden wir dann noch weitere Leistungs- und Wassertests durchführen. Gleichzeitig startet auch eine weitere Gruppe von Schülern schon mit dem Aufbau einer zweiten Anlage, bei der wir Verbesserungsvorschläge und Erfahrungen aus dem ersten Aufbau einfließen lassen.

Der Aufbau

Das Ausgangsmaterial für die erste Anlage
Die erste Gruppe studiert die Bauanleitung

Am Montag den 16.01.17 begann für uns der Aufbau der ersten SoWaDi Anlage und damit der Test der in den letzten zwei Jahren erstellten Bauanleitung. Unser Projektpartner Gasiano Senzighe teilte uns dafür vier seiner Schüler im Alter von 20 bis 21 Jahren zu, die den Aufbau mit der Anleitung und möglichst ohne unsere Hilfe durchführen sollten.  Im Fokus standen bei uns während des Baus der Anlage durch die Schüler die Beobachtung und die Dokumentation des Aufbaus und des Umgangs mit der Bauanleitung.

Nach einem kurzen Kennenlernen und einem Briefing lasen die Schüler die Einleitung der Bauanleitung durch, um anschließend mit dem Aufbau zu beginnen. Zunächst stand der Bau des Holzkastens für den Absorber an.

Dabei lief der Aufbau am ersten Tag nicht ganz so reibungslos, wie wir uns das gewünscht hätten. Die Schüler waren zu diesem Zeitpunkt noch nicht an das Konzept einer Schritt-für-Schritt-Anleitung gewöhnt und dementsprechend war der Einstieg etwas schwieriger als gedacht. An den nächsten Tagen wurden die Werkzeuge fürs Blech und Rohrbiegen gebaut und der Absorber hergestellt. Parallel bauten zwei Schüler weitestgehend alleine den Standfuß aus Holz auf. Am Donnerstag und Freitag wurden alle Teile zusammengefügt und die Wasserkanister angeschlossen, sodass die Anlage am Freitag fertiggestellt werden konnte. Der Umgang mit der Anleitung gelang im Verlauf der Woche besser und erste Verbesserungsvorschläge hierzu wurden bereits gesammelt.