The Camel Fridge Project – солнечная энергия на службе медицины

Группа инженеров и дизайнеров представляет проект, связанный с применением солнечной энергии в охлаждающей системе. Она необходима для эффективного развития медицины, работы мобильных клиник, перевозки вакцин и других медикаментов в отдаленные регионы Африки. Координатор проекта – исследователь и разработчик продукции Тиффани Тонг из ОАЭ.

Медицинское обслуживание в отдаленных регионах сопряжено с массой трудностей, спровоцированных особенностями этих территорий. Альтернативой стационарным госпиталям может послужить более эффективная методика – оборудование мобильных клиник, которые перемещаются по территории с целью оказания медицинской помощи местным жителям. Такую тактику медобслуживания многие медики находят оптимальной.

Экстремальные климатические условия и труднопреодолимый рельеф – факторы, из-за которых перемещение мобильных клиник осуществляется с использованием вьючных животных. Однако при этом медицина становится заложницей ситуации: врачи могут взять с собой не больше, чем сухой пенициллин. Вакцины и лекарства для спасения жизней вряд ли переживут путешествие, в котором трудно добиться нужной температуры хранения препаратов.

Это история о том, как команда студентов, дизайнеров и инженеров трудилась на благо медицины, разрабатывая особую транспортную систему для безопасной перевозки вакцин в отдаленные уголки планеты. В процессе проектирования разработчики общались с местными жителями, обсуждали детали с медработниками.

Команда

Автор работала над проектом с июня 2008 года, будучи членом Глобальной сети развития при Принстонском университете. Лидер группы помогала координировать документирование исследования, обеспечивала преемственность исследовательской деятельности на полях.

В команду входили местный инженер (член Колледжа дизайна при Арт-центре Пасадены), выпускники и студенты старших курсов Школы инжиниринга при Принстонском университете. 10 человек, по 5 человек в каждой креативной группе, трудились над разработкой и развитием проекта, проводили исследования.

Партнеры на полях – это Project Concern International, мобильная медицинская клиника Mpala, местные представители из Asayita Health Center и Afar Regional Health Bureau в Эфиопии. Предварительные тесты проводилось при поддержке Зоопарка Бронкса. Источник финансирования – Princeton Grand Challenges initiative.

Целевая аудитория

Проект предназначен для работников медицины, которые обслуживают жителей сельской местности и кочевые племена, живущие на отдаленных и труднодоступных территориях. Задача – помочь медикам распространять среди нуждающихся препараты, чувствительные к перепадам температуры, преимущественно вакцины для предотвращения эпидемий.

Сейчас команда разработчиков сотрудничает с двумя клиниками, которые помогают общинам в Афаре (Эфиопия) и Лайкипия/Самбуру (Кения). Афар преимущественно населен кочевниками. Только 8% из 1.2 млн афарцев в Эфиопии живут в городах. Пустыня – одна из самых суровых, жарких и сухих сред обитания в мире. Здесь человек наименее защищен перед лицом безжалостных природных, погодных и климатических условий.

Партнеры в Кении работали с племенами Самбуру, Масаи, Туркана, Борана, Меру. Здесь деревни находятся далеко друг от друга, в стране бывает неимоверная по масштабам засуха.

Оценка потребностей

Для реализации проекта разработчики беседовали с членами Nomadic Communities Trust (NCT), чтобы уточнить все детали внедрения системы в Кении. Медработники уже имели опыт удачного использования мобильных клиник в селах, жители которых испытывали трудности при попытках добраться до стационарных госпиталей: это долго и дорого для них. Но было ясно, что за дальними деревнями есть еще более далекие поселения, где тоже живут люди, которым нужна медицинская помощь.

В NCT решили снабдить свой транспортный «арсенал» верблюдами и велосипедами. Этот решительный шаг позволил за короткое время добираться до жителей, которых можно назвать самыми уязвимыми в плане развития медицины. Так, ежегодно более 100,000 пациентов с огромной территории имеют возможность получать медпомощь.

Требования

После беседы с членами NCT решено использовать мобильные клиники с верблюдами для перевозки вакцин. Основные требования к системе таковы:

1. Малый вес: медработники вынуждены проводить в мобильных клиниках до трех месяцев, чтобы объехать все общины.
2. Надежность: перевозка вакцин требует соответствующего температурного режима. Если его не придерживаться, человеческие жизни окажутся под угрозой.
3. Износостойкость материалов и возможность заменять и ремонтировать отдельные детали: клиники передвигаются по пересеченной местности в сложных климатических условиях.

Решение

Ранее датская компания NAPS внедрила идею о системе электроснабжения с использованием солнечной энергии, которой достаточно в экваториальной стране Кении. Постепенно технология становилась более доступной. Определенно, инновационные технологии и использование верблюдов в качестве транспорта помогут безопасно перевозить вакцины.

Разработка прототипа

Фаза 1: Алюминиевое седло + Вращающаяся рама + 6 гибких солнечных панелей

Первичная цель – обновить дизайн, разработанный NAPS на основе одной солнечной панели, которая заряжала внутреннюю батарею, питающую маленький холодильник с медикаментами. Уровень зарядки достаточен, чтобы поддерживать нужную температуру непрерывно, даже в длительные периоды облачности. Прототип прошел испытания в Bronx Zoo, в результате выяснились трудности:

• уменьшение массы оказалось недостаточным;
• тонкопленочные солнечные панели не так эффективны, как традиционные. Чтобы увеличить площадь поверхности, аккумулирующей солнечные лучи, систему снабдили «крыльями», что привело к нарушению равновесия и увеличению массы прибора;
• ранее не было учтено, что жара приводит к расширению алюминия.

Решено выбрать другой материал изготовления и снизить массу.

Фаза 2: Бамбуковое седло + Фиксированная (закрепленная) рама +2 твердые солнечные панели.

Алюминий был заменен бамбуком. Это легкий строительный материал, который при правильном уходе надолго сохраняет прочность. Удалось значительно снизить массу конструкции и использовать более весомые и более эффективные солнечные панели. От концепции вращающейся рамки отказались. Нужно было решить, как адаптировать конструкцию к размерам верблюда и надежно закрепить.

Полевые испытания

Через 5 месяцев после доработки солнечную установку доставили в Эфиопию и Кению для тестирования совместно с местными клиниками. Ее себестоимость постепенно снижалась, удалось заменить 2 панели одной, делая конструкцию более компактной. Несмотря на наличие разбитой панели, исследовали смогли продолжить испытания и столкнулись с такими трудностями:

• в Эфиопии верблюды были меньше по размеру, чем в зоопарке Бронкса, и не такие послушные. Пришлось постоянно следить, чтобы крепления не ослабевали;
• система состояла из разобщенных элементов, которые нужно было соединять в индивидуальном порядке;
• сложности дополнялись непростыми климатическими условиями, непредсказуемостью рельефа.

Отзывы и рекомендации

Партнеры разработчиков в Эфиопии поделились мнениями. Перед установкой систему собрали и протестировали. Прикрепить ее к верблюду получилось не сразу, так как животное не слушалось. Холодильник приходилось все время поправлять, а крепления – подтягивать, чтобы солнечная панель не упала.

Местные жители Эфиопии рассказали исследователям, что здешние верблюды меньше, чем в других странах. Они также отметили:

• седло нужно укоротить и сделать анатомичным;
• его передняя часть должна быть привязана к шее животного, а задняя – к хвосту, чтобы не было смещения при движении.

Окончательный дизайн

Для конечных пользователей важнейшими характеристиками системы являются простота и легкость. В ходе полевых испытаний исследователи «подсмотрели», что местные кочевники для перевозки грузов на верблюдах применяют А-образные конструкции из дерева. Такая форма позволяет поддерживать равновесие при движении и не ставить перевозки в зависимость от массы грузов.

В окончательном варианте решено изготовить бамбуковое А-образное седло, на которое помещается гибкая силиконовая солнечная панель. Система в таком дизайне успешно прошла испытания в Кении. К сожалению, проект остался в «подвешенном» состоянии и не был реализован в полной мере из-за дефицита бюджета.

Использованные методы исследования:

• тестирование концепта;
• интервью;
• этнографические полевые исследования;
• вторичные исследования;
• дизайнерские изыскания;
• тестирование материалов;
• разработка прототипа.

Освещение проекта в YouTube:

Холодильник на верблюде.

Солнечная энергия для охлаждения вакцин, транспортируемых на верблюдах.

Более 10 лет Тиффани Тонг разрабатывает и тестирует продукты, способствующие повышению качества жизни в развивающихся странах. Огромное социальное значение имеют технические инициативы по поводу расширения возможностей медицины при помощи охлаждающей системы с использованием солнечной энергии.