21.yüzyılın Mucidi Dean Kamen ve Slingshot Arıtma Cihazı Deka Ar-Ge şirketi kurucusu Dean Kamen milyonlarca insana temiz içme suyu sağlayacak bir aygıt icat etti. Çözülmesi gereken tek sorun; aygıtı insanlara ulaştırmak. Kısaca Dean Kamen; Eğitim: Üniversite Terk Şirket: Deka Araştırma ve Geliştirme Adını nereden duydunuz: Onlarca medikal aygıt ve en ünlüsü Segway’in geliştiricisi.
Su Arıtma Cihazı
Johannesburg’da mahallenin birinde yol kenarında duran parlak kırmızı bir konteynır, ilk bakışta binlerce insanın hayatını etkileyecek bir şeye benzemiyor. Kapılar açıldığında küçük bir tezgah görünüyor. Raflarda sıra sıra konserve, tuvalet kağıdı, yağ ve ilkyardım malzemesi var. Çatıda güneş panelleri, kablosuz interneti ve ara sıra izlemek için bir adet TV bulunuyor. Musluklardan ise herkes için arıtılmış ücretsiz su akıyor.
CocaCola ve mucit Dean Kamen’ın New Hampshire merkezli Deka AR-GE şirketi tarafından yapılan bu konteynır, bir nevi taşınabilir bir kent. Dünyanın her yerinde gelişmemiş ülkelere ve kırsal yerlere taşınabilecek bir toplum merkezi. Buna “Ekocenter” adı veriliyor. Büyük kırmızı konteynırın içinde yaklaşık bir buzdolabı büyüklüğünde ve adına Slingshot denilen bir kutu daha var. Slingshot, onlarca medikal ekipmanın ve en ünlü olanı Segway kişisel kullanım amaçlı taşıtın da bulunduğu birçok icadın ardındaki Kamen tarafından geliştirilmiş. Yüzlerce patente sahip ve tasarımları sayısız hayatı iyiye götürdü. Şuan üzerine çalıştığı projeler arasında ise DARPA için bir robot kol ve yanabilen bütün maddeleri yakıt olarak kullanıp ucuza elektrik üretebilen bir Stirling motoru bulunuyor. On yıldan daha fazla bir çabanın sonucu olan Slingshot ise onun diğer bütün icatlarının toplamından daha iyi bir etki gösterebilir.
Buhar sıkıştırmalı damıtma adı verilen bir yöntem ile tek bir Slingshot yılda 250.000 litreden fazla su arıtabiliyor. Bu, buzdolabı büyüklüğünde tek bir aygıt ile yaklaşık 300 kişinin yıllık su ihtiyacı demek oluyor. Dahası, bu işlemi suyun kirlilik yükü ne kadar fazla olursa olsun tüm su kaynaklarına uygulayabiliyor. Deniz suyu, göl, nehir ve hatta kimyasal atık bu aygıt için fark etmiyor.
Su temini sıkıntısı çeken toplumlar için bunun ne kadar önemli olduğu ortada, ancak potansiyelini ortaya koyabilmesi için önce Slingshot’ın onlara ulaşması gerekiyor değil mi? İşte, CocaCola bu noktada devreye giriyor ve unutmamak gerekir ki CocaCola sadece meşrubat lideri değil, aynı zamanda dünyanın en büyük ve en sofistike dağıtım sisteminin sahibi. Bu da büyük öneme sahip, zira dünyamızı benzeri görülmemiş ölçekte bir su krizi bekliyor.
Su ilk bakışta o kadar bol ki, ne kadar fazla insanın temiz su bulamadığını unutuyoruz. Dünya Sağlık Örgütü verilerine göre bir milyara yakın insan güvenli içme suyu temin edemiyor ve bu nedenle her sene yüzbinlerce insan hayatını kaybediyor. Çok daha fazla sayıda insan ise korkunç hastalıklara yakalanıyor.
Teknolojimiz gelişti, elbette onlarca su teknolojisi mevcut: klor tabletleri, mikrofiltrasyon ve nanofiltrasyon vb. Ancak her birinin bir dezavantajı var. Ya taşınabilirlik açısından yeterli değiller, ya da parçalarının bulunması ve değiştirilmesi problem yaratıyor ve en kötü olanı ise suyun kirletici yükünü sıfıra indiremedikleri için bundan haberi bile olmayan insanların zehirlenmesine yol açabiliyorlar.
“İNSANLARA SADECE TEMİZ SU SAĞLAMAYI BAŞARSAK DÜNYADAKİ HASTANE YATAKLARININ YARISI BOŞALIRDI”
Şu anda 63 yaşına gelen Kamen, Long Island, New York civarında büyümüş ve işe ilk şirketi olan AutoSyringe’i kurmak amacıyla 1976’da üniversiteyi terk etti. Şirketi, bir tıp öğrencisi olan ağabeyinden duyduğu bir problemi çözmek amacıyla kurmuştu: Kimi hastaların tedavileri o kadar sık ki, hastaneye bağlı yaşadıklarından üretken bir yaşam süremiyorlar. Kamen’in çözümü, ilacı otomatik olarak istenen dozlarda hastaya uygulayan giyilebilir bir infüzyon pompası oldu. Cihaz çok tutulunca Kamen, AutoSyringe’i Baxter International isimli medikal firmaya satmış. O sıralar henüz 30 yaşlarındaymış.
Bir anda milyonere dönüşen Kamen, Manchester’a taşınıp adının ve soy adının ilk hecelerinden oluşan DEKA’yı kurdu. Aralarında dünyaca ünlü Segway’in de bulunduğu istisnalar haricinde şirketin odağı, yaşamsal sorunları çözebilen medikal icatlardı. Bu projelerden biri ise Kamen’in 20 yıl önce başladığı, böbrek yetmezliği nedeniyle her gün diyalize girme zorunluluğu olan hastalar için çözüm olacak bir makine.
Baxter International, hemodiyalizden daha az travmatik olan, kanı süzmek için ayrıca bir filtre kullanmadan karın boşluğunu tuz çözeltisi ile doldurup, vücudun kendi membranlarını kullanarak diyaliz yapan bir makine geliştirdi. Ancak makine diğer yönteme göre daha az travmatik de olsa, hantal ve gürültülüydü. Tasarımın geliştirilmesi için Kamen’a gittiler.
Kamen’in HomeChioce adındaki tasarımı, hasta yataklarının baş ucuna koyulabilecek kadar küçük, ve hastaları uyurken rahatsız etmeyecek kadar da sessizdi. Ancak her hasta başına litrelerce saf su gerektirdiğinden maliyeti oldukça arttırıyordu. Kamen medikal uygulamalarda kullanılabilecek bir su arıtma cihazı tasarlamayı düşündü, böylece hastalar diyaliz solüsyonu için musluk suyunu bile kullanabileceklerdi. Kamen büyük bir kısmı filtrasyona dayalı mevcut saflaştırma sistemlerinin gereksinimi karşılamayacağının farkındaydı. Bunun üzerine damıtma üzerine çalışmaya karar verdi.
Kamen’a göre damıtma o kadar basitti ki, adeta sihirli bir yapıya sahipti. “Güneş, açık bir tuvaletteki kirli suyu buharlaştırınca tüm biyokütle, Kriptosporidyum ve Giardia geride kalır.” diyor. “Ve hatta suyu zehirli kimyasallardan olan altı değerlikli (hekvazalan) krom ve arsenikten bile ayrıştırır.”
Ancak gezegenin en hassas sistemlerinden birini bir ev aygıtına bağlamak o kadar basit değildi. Damıtma makinesinin çalışması için, durmaksızın litrelerce su kaynatması gerekiyordu, ancak bu da tipik bir eve göre oldukça alışılmadık bir enerji tüketimini beraberinde getiriyordu. Bu sorunla karşı karşıya kalan Kamen ve mühendisleri, bir başka temel ilkeden faydalanmayı düşündüler, suyun buharlaşması için ısınması gerekir ve su bu sırada enerji alır. Buharlaşan su, yoğunlaşarak tekrar sıvılaştığında bu enerji salıverilir. Kamen ve mühendisleri bu enerjiyi geri dönüştürmeyi başarabilirse çok daha verimli bir süreç olacaktı. Bu nedenle de bir “ters akışlı ısı eşanjörü” tasarımı yaptılar.
Bu sistemde soğuk sıvı ile aşırı ısıtılmış, buharlaştırılmış ve sıkıştırılmış saf su karşılaşıyor. Sıcaklık farkı dışarıya giden suyu anında soğutup gelen sıvının da aynı şekilde anında kaynamasını sağlıyor. Bunun için yalnızca biraz su kaynatmak, bir de kompresörü çalıştırabilmek için birazcık ekstra enerji gerekir.
Kamen gülümsüyor. “Şöyle dedik: ‘Dur biraz, herhangi bir suyu, biyokütle, organik, inorganik, krom demeden alıp saflaştıran bir alet yapabilir miyiz? Bunu herhangi bir eve koyup, tıp standartlarına uyan, bir saç kurutma makinesinden fazla elektrik harcamayan ve günde bin litreye yakın temiz su üreten bir makine geliştirebilir miyiz?’”
Slingshot Nasıl Çalışır?
1-Kullanıcı, herhangi bir kirli suya bir hortum sokuyor. Sistemdeki küçük pompa sıvıyı kaynama odasına çekiyor. Su 100C civarlarına geldiğinde buhara dönüşerek kirleticileri arkasında bırakıyor. Bunlar ayrı bir hortumdan akıp gidiyor.
2-Buhar kompresöre giriyor, burada sıkıştırılıyor ve basınçla beraber sıcaklığı 10 derece yükseltiliyor. Yüksek basınçlı buharın kaynama noktası daha yüksek oluyor, yani 100C nin üstündeki sıcaklıklarda da yoğunlaşıp suya dönüşebiliyor.
3-Bir ters akışlı ısı eşanjörü, bu süper ısıtılmış suyu karşıdan gelen kirli su akışı ile karşılaştırıyor. Bu işlemde gelen su ısınıyor, sıcak su ise soğumaya uğrayarak oda sıcaklığına iniyor. Damıtma işlemi tamamlanan su, içilmeye hazır. Kirli su ise buharlaşıyor ve tüm süreç başa alınıyor.
Sistem sadece ilk kaynama için enerji gereksinimi sağlıyor. Biraz da pompa ve kompresör için enerji harcıyor. Bu da güneş panellerinden ya da elektrik şebekesinden elde edilebilir. Bundan sonra ise kalan tüm soğutma ve ısıtma işlemleri kendiliğinden gerçekleşiyor.
Slingshot’ı geliştirmenin yolu ise, Kamen’ın tutkulu projelerinden bir başkası olan Stirling jeneratörü ile birleştirmek olabilir. Stirling motorları, kapalı bir sistemde ısıtılıp soğutulan gazın genleşi büzülmesiyle çalışır, içten yanmalı değildir. Konsept 19.yüzyılın başlarına dayansa da hiç yaygın alan bulamadı. Kamen’ın jeneratöründeki motor, yakıt olarak çöp, yaprak ve yanabilen herşeyi kullanabiliyor. Bangladeş’teki test ünitesi yaklaşık 7 aydır inek tezeği ile çalışıyor. Çalışmalarına devam eden Kamen, Slingshot’la birleştirilen Stirling jeneratör sayesinde, suyun her yerde saflaştırılabilmesini sağlayacağını söyledi.