Demotech, design for self reliance


Search for

Publications

Here you can find information about Demotech publications and of publications of others that are interesting to our approach.

Translate
Copyright & Open Source

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 License.

Please refer to our work and provide us with usefull feedback and comments on our design initiatives.

Liability clause

We cannot be held accountable for injuries incurred during construction or usage of our designs and construction manuals.


...83...

Dutch Demotech Publications: 1986, Touwpompen, een verslag van tien jaar ervaring
< Previous | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Next >


1986, Touwpompen, een verslag van tien jaar ervaring

door Reinder van Tijen
Translation in English: Rope pumps, a review of ten years experience :

Dieren, juni 1986

Het begin
Tien jaar geleden is de touwpomp ontstaan. Demotech woonde toen nog in bij het Tropeninstituut in Amsterdam. Een bezoeker vertelde ons, dat in bepaalde dorpen in het Air-gebergte in Niger er behoefte was aan een verbeterd wateropvoermechanisme voor de irrigatie van de tuinen, dat door de bewoners zelf was te vervaardigen. Dit zou voor sommigen van hen het verschil kunnen uitmaken tussen er te kunnen blijven of weg te moeten trekken.
We hebben toen een ontwerp gemaakt voor een pomp, die aan de gestelde eisen zou kunnen voldoen en deze in onze werkplaats in Amsterdam uitgeprobeerd. Het principe van de kettingpomp leek het beste uitgangspunt. We maakten een pomptouw met daaraan bevestigde rubber bakjes, aangedreven door een wiel gemaakt van stokken. Een volgend idee was het gebruik van ter plaatse geweven katoenen band in plaats van touw, met daarop genaaide rubber zakjes. Een proefmodel van deze bandpomp werkte uitstekend ........ in Amsterdam.

De werkelijkheid
De werkelijkheid ergens in Afrika bleek anders. Voldoende sterk canvas band was er niet, was ook niet te maken en in ieder geval te duur. Opnieuw beginnen dus. We hebben daar nog eens goed gekeken naar een kettingpomp, die in een klein dorpje op een put was geplaatst. Wat was er goed aan, wat deugde niet?
Goed was dat iedereen duidelijk kon zien wat er gebeurde en hoe de pomp werkte. Goed was ook, dat de ronddraaiende beweging veel bedrijfszekerder was dan de op-en-neer gaande beweging van andere pomptype's.
Minder bevredigend was, dat het gewicht van de waterkolom, die in de dikke PVC-opvoerpijp aan de ketting "hing", tamelijk groot was (ca 50 kg) en dat daardoor de ketting erg sleet van het slippen en schokken over de aandrijftrommel.

De grote truc
We hebben daarom uitgezocht of we touw in plaats van een ketting konden gebruiken en of we de kracht op het mechanisme veel kleiner konden maken (iets minder dan 10 kg), door een PVC-pijp met een kleinere diameter te gebruiken, waardoor ook de kosten werden gedrukt. Daartoe moesten twee belangrijke problemen worden opgelost.

Het eerste probleem
Het natte gladde nylontouw, met de zuigertjes op niet al te regelmatige afstanden, moest worden aangedreven door een wiel met een veel grotere diameter, zonder daarover te slippen, zonder te klemmen en zonder enige voorspanning op het deel van het touw, dat terugloopt in de put. Hierin slaagden we door een aandrijfwiel te maken van de ZIJKANTEN van een autoband. Deze zijkanten werden losgesneden en met de buitenkanten tegen elkaar aangelegd. Als de onbuigzame hielen van twee rubber ringen dan tegen elkaar gedrukt en vastgebonden werden, bogen de rubber randen van elkaar en ontstond er een V-vormige groef met slappe randen. Dit bleek de grote truc! Want de scherpe groef tussen de ringen pakt het gladde touw zonder te slippen, zonder dat het touw in de groef blijft steken en zonder dat er voorspanning nodig is. De platte rand plooit zich om de zuigertjes op het pomptouw, zonder die te beschadigen. In de praktijk is een autoband met een 13 inch hielmaat het meest geschikt, hoewel 14 en 15 inch ook goed bruikbaar is. Het loopvlak van de autoband mag aan flarden liggen, als de zijwanden maar heel zijn.

Het tweede probleem
Het tweede grote probleem is: een volledig betrouwbare oplossing te vinden om de pomppijp terug onder in de put onder het wateroppervlak te geleiden. Bij de kettingpomp geeft dit geen probleem. De zware ketting vormt een lus, die ervoor zorgt, dat de ketting uiteindelijk netjes recht omhoog de pompbuis inloopt.

Het touw met de zuigertjes geeft wel problemen. Het hangt los naar beneden, zwaait heen en weer, kan zich om de pompbuis heen wikkelen en de zuigertjes kunnen blijven haken aan uitstekende delen van de putwand. Dit alles moet voorkomen worden door een goed ontworpen inloopgeleiding, bevestigd onder aan de pijp. Het is het meest ge?igend dit van hout te maken, eventueel verzwaard met een steen. Het inloopgeleidingsblok van de touwpomp heeft bijzondere aandacht nodig. Is dat goed uitgevoerd, dan gaat het pomptouw een of meer jaren mee. Zo niet, dan is het pomptouw binnen enkele maanden versleten en kan het vastlopen. Onder in de put is moeilijk te zien waarom en waar dit gebeurt.

Wat is "aangepast"?
We zijn nu tien jaar verder. Wat is ervan terechtgekomen? De ontwikkeling is geweest om de werkwijze, de details en de manier van informatieoverdracht te verbeteren om de gebruiker in een ontwikkelingsland het beste te dienen.
De vraag wat een verbetering is, is dezelfde als de hamvraag: wat is Aangepaste Technologie? Voor Demotech betekent AT de lokale of traditionele technologie, aangevuld met zo weinig mogelijk, maar goed uitgekiende technische trucs, die een verbetering opleveren die leiden tot een permanente en waardevolle verbetering voor de gebruikers.

Lokale technologie
Lokale technologie is niet achterhaald, maar het is de meest praktische manier om ter plaatse een probleem op te lossen. In Thailand hebben we geleerd hoe hout effectief te bewerken is met een kapmes. In Ghana, hoe spijkers goed door houten pennen te vervangen zijn. In Marokko hoe ijzeren platen met een kapmes of bijltje snel en nauwkeurig te buigen en te snijden zijn.

Is dit aangepast?
Op Java zijn nu veel touwpompen in gebruik. Een journalist noemde de touwpomp "de volkspomp". Het wordt nu duidelijk, wat van de pompen te verwachten is en hoe ze worden behandeld en gebruikt. We hebben er 120 van opgespoord. Die pompen waren ge?ntroduceerd door Indonesische NGO's, door de gebruiker zelf gebouwd of door ambachtslieden, die er enkele tientallen in hun eigen omgeving verkochten en installeerden.

"Mensen pompen"
De NGO's hebben de touwpomp vaak ge?ntroduceerd om de dialoog op gang te brengen met de mensen voor wie de NGO wil werken. Hun instructeurs kunnen een groep mensen in enkele dagen zelf een touwpomp laten maken. Als zij zien hoe goed het resultaat is van hun eigen werk rijst de vraag of dat ook niet kan met problemen waar ze al langer mee zitten. Dan is de touwpomp niet meer het belangrijkste. Deze problemen, waarvoor een AT-oplossing ook van toepassing kan zijn, vormen: huisvesting of transport van groenten naar de markt. In de meeste gevallen zullen de problemen niet technisch zijn. De ervaring van hun samenwerking kan leiden tot verbetering of tenminste tot een nieuwe manier om de problemen aan te pakken. Student-NGO Mandiri uit Bandung noemt dit "mensen pompen". Het bouwen van de pomp kan de makers meer zelfvertrouwen gegeven hebben. Anton Sudjarwo van Dian-Desa zei:"Belangrijker dan de touwpomp is het dat het hun verbeelding prikkelt, dat zij er de hele nacht over doorpraten....."
In een Indianendorp in Peru waren de mensen trots, dat ze eindelijk iets voor elkaar gekregen hadden, wat de Mestiezen niet hadden. Op Java zullen de meeste pompenbouwers graag vertellen, dat ze de touwpomp zelf hebben uitgevonden!
Toch gaat het toepassen van de touwpomp zijn eigen weg. Als de introductie met zorg is gedaan, zal het altijd een paar mensen inspireren ermee verder te gaan, voor eigen gebruik of als bron van inkomsten.

Meer dan de helft buiten gebruik
Op Java ondervonden we, dat touwpompen om veel redenen waren afgedankt. Bijv.: er wordt een irrigatiekanaal gegraven of er wordt waterleiding aangelegd. De overheid kan gratis Dragonpompen verstrekken. Maar al te vaak is de pomp slecht gemaakt en blijft een voortdurende bron van ergernis, totdat hij tenslotte wordt afgedankt.
Organisaties gaven touwpompen voor niets. Deze giften waren natuurlijk welkom, maar waarom gaven deze organisaties het onderhoud er niet voor niets bij? Wij bemerkten, dat pompen, waarvoor de mensen hadden betaald, minder regelmatig buiten gebruik waren dan pompen die voor niets waren gegeven, hoewel hun pomptouw nog gebruikt kon worden als waslijn! Omdat in ons ontwerp geen bout-en-moerverbinding of lasverbinding voorkomt, is reparatie altijd met wat ijzerdraad of een stukje hout mogelijk.

Vormgeving
Het kwam vaak voor dat een ontwikkelingswerker zich geneerde om een, in zijn ogen te primitieve constructie te introduceren. Als hij probeerde dit beter te maken door laswerk of andere extra's toe te voegen, zorgde dit onveranderlijk voor bijna onoplosbare problemen in het onderhoud door de gebruiker. Op deze manier kan eigen onderhoud door de gebruiker falen.
We zouden de ontwikkelingswerker een plezier kunnen doen, door de pomp een moderner aanzien te geven. Hierdoor veroorzaken we echter ook dat de zelfbouwer denkt, dat hij het zelf niet meer voor elkaar kan krijgen.

Daarom hebben we de pomp een vorm gegeven die niet primitief is, maar primair. Het ontwerp geeft alleen het uitgangspunt voor gebruik en informatieoverdracht. Het is een demonstratie van constructievoorwaarden. Het is een "Teaching Tool". Iemand die de pomp bouwt heeft er plezier in om zelf te bepalen hoe zijn pomp eruit zal zien, al naar gelang zijn omstandigheden. Bijvoorbeeld in een dorp op Java zijn pompen gemonteerd op betonnen putdeksels, die buitengewoon sierlijk zijn afgewerkt. Daarentegen waren Thaise boeren alleen maar ge?nteresseerd in het opgepompte water voor de tuin. Zij maakten een solide, maar zeer ruwe houten constructie. In een dorp in Ghana zat men met het probleem van vuil water dat na een hevige regenbui terug kon stromen in de geboorde put. Dit werd opgelost door de pomp in te bouwen in een gemetseld blok, met een verhoogd platvorm voor degene die pompt.

Voor ons is zelfbouw door de gebruikers een rijke bron van inspiratie. Aan problemen, waar wij mee bezig zijn geweest, is ook ergens achter in een kampong door een zelfbouwer gewerkt. Het is altijd een verrassing zijn oplossing te zien! Maar terwijl de zelfbouwer niet de kans heeft zijn idee?n verder uit te werken en door te geven, hebben wij die mogelijkheid wel. Veel verbeteringen aan de pomp zijn zo ontstaan.

De bouwbeschrijving
Nu we weten dat het ontwerp van de touwpomp goed kan functioneren, moet de informatie beschikbaar komen via een handleiding voor de bouw ervan: de manual. Een manual, waarmee die informatie werkelijk over te brengen is aan de toekomstige gebruiker, blijkt nog moeilijker te maken dan de touwpomp zelf! Een net boekje maken bleek niet de weg. Het kost veel moeite en oefening om het te doen, ze worden te duur en blijven daardoor in de kast liggen. Ze komen bijna altijd in de verkeerde taal uit en bevatten fouten die jarenlang steeds weer herhaald worden...... Bovendien kan je een groep mensen niet met maar een klein boekje instrueren. En het is nog maar de vraag, of zelfs mensen met een praktische ori?ntatie, informatie uit zo'n boekje kunnen verwerken.

Het samen bekijken
Maar hoe en wat dan wel? Het begrijpen van tekeningen was geen probleem. Zelfs onze summiere schetsen werden begrepen zolang er wezenlijke belangstelling was en men wist waar het om gang. Het bleek dat het belangrijk was om er samen naar te kijken en erover te praten.

In een manual zijn goede illustraties nodig om de schaal en de actie duidelijk te maken. De tekening van een putdeksel, die opgetild wordt door veel figuurtjes, maakt zonder tekst in een oogopslag duidelijk, dat het een zware klus is, waarvoor een groot aantal mensen opgetrommeld moet worden.

Onze methode om deze tekeningen te maken is dia's of negatieven te projecteren tegen de onderkant van een glasplaat. Bij het overtrekken van het beeld op een stuk papier of een stencilvel ontstaat dan vanzelf het goede perspectief. De tekening kan simpel worden gehouden. Alles, dat niet van belang is, wordt weggelaten. Zulke tekeningen werden door omstanders in notitieboekjes overgenomen, als we in het dorp werkten.

Om een groep in zijn geheel te kunnen betrekken bij de discussies rond de constructie van de pomp hebben we nu gekozen voor een werkwijze, waarbij de manual is uitgevoerd als een serie losse vellen papier met illustraties en tekst op A4-formaat. Deze tekeningen kunnen achter elkaar op de muur van een dorpshuis of school worden gehangen. Op de voorzijde van elk vel staat hoe het gemaakt wordt: wat gebeuren moet, benodigd gereedschap, de maatgegevens. Op de achterzijde van elk vel vindt de instructeur achtergrondinformatie: hoe het bouwen van de pomp is te organiseren, wat moet worden voorkomen, technisch wat dieper gaande informatie. Gevallen van toepassing van de touwpomp elders met of zonder succes en waarom. Die informatie moet kritisch zijn: er moet uit blijken wanneer de touwpomp niet moet worden toegepast, zodat de organisatie, die de pomp zou willen introduceren niet uit bittere ervaring behoeft te leren. Op deze manier kan worden voorkomen, dat de gebruiker bij de introductie wordt teleurgesteld.

Belangrijk om te begrijpen
Het is belangrijk om zich te realiseren, dat de grootte van de PVC-pijp in verhouding staat tot de diepte van de put. Bij een diepe put hoort een PVC-pijp met kleine diameter, bij een ondiepe put een pijp met grotere diameter. De keuze van de diameter van de PVC-pijp is af te leiden uit het gewicht van de waterkolom binnen de pijp, die wordt gesteund door de zuigertjes en wordt opgetrokken door het pomptouw. Als deze waterkolom minder dan 7kg weegt is het makkelijk het pompwiel rond te draaien. Een eenvoudige berekening geeft de bruikbaarheid aan van:

  • een pijp van 2" ( 50mm) voor putten tot 5m diep
  • een pijp van 1.25" (32mm) voor diepere putten tot 13m diep
  • een pijp van 1" (25mm) voor nog diepere putten tot 21m diep

    De speling van de zuigertjes
    De hoeveelheid water die naar boven komt hangt af van twee voorwaarden:

  • hoe goed de zuigertjes in de pijp passen,
  • hoe vlug het pompwiel draait.

    De zuigertjes aan het pomptouw kunnen op verschillende manieren gemaakt worden, maar moeten met wat speling door de pomppijp bewegen. Dit betekent dat het water langs de zuigertjes naar beneden lekt, zelfs naar beneden stroomt. Als het pompwiel heel langzaam wordt rondgedraaid, komt er geen water naar boven, daar het vlugger naar beneden kan lekken dat het naar boven wordt gepompt. Als er een beetje vlugger wordt gedraaid vult het water de pijp en stroomt toch niet over. Op dat moment is de opwaartse snelheid van het pomptouw in evenwicht met de snelheid waarmee het water naar beneden lekt. Door de omwentelingen van de stang te tellen, kan hieraan de zaksnelheid worden afgeleid.
    Deze snelheid moet niet minder zijn dan 10 cm/sec, maar moet, door slijtage of slechte bouw, niet meer worden dan 50 cm/sec. De hoeveelheid water die de pomp produceert varieert tussen 90 en 50 procent van het maximaal haalbare.

    Hoewel een handpomp genaamd, doen de armen, schouders, rug en benen mee met de pompbeweging.

  • Pompen wordt erg vermoeiend als het wiel te hoog is en de krukhefboomlengte te kort.
  • De meest geschikte hoogte van de pomp-as vanaf de grond is ongeveer 1 meter (40inch).
  • De krukhefboomlengte moet hart op hart 27cm (11 inch) zijn.
  • Bij het gebruik van een 13" autoband voor de rubber pulley, draait het pomptouw op een diameter van ongeveer 0.45m (18 inch). Het pompwiel moet ongeveer 40 omwentelingen per minuut maken; dit is prettig en kan enige tijd worden volgehouden. Het resultaat hiervan is dat het pomptouw door de pomppijp wordt getrokken met een snelheid van ongeveer 1m/sec.

    Hoeveel water in hoeveel tijd?

    Diepte van de put


    van 13m tot 21m diep
    van 5m tot 13m diep
    van 2m tot 5m diep

    Uitwendige diameter of
    de PVC-pijp


    25 mm
    32 mm
    50 mm

    Hoeveel emmers van
    10 liter per minuut?


    1 emmer (10 liter)
    2emmers (20 liter)
    6 emmers (60 liter)*

    * zeer geschikt om een tuin mee te irrigeren.


    Oudere mensen en kinderen
    Tenslotte is het van belang, dat de keuze van de pijpdiameter wordt afgestemd op wat de gebruikers zelf als een goed gemiddelde beschouwen tussen licht draaien met weinig opbrengst en zwaarder draaien met meer opbrengst. De opinie van oudere mensen en kinderen moet daarbij het zwaarst wegen.

    Wat de pomp kost
    Op Java berekent (1986!) een pompenbouwer voor pomp en putdeksel 30.000 Rp (ongeveer 27 US $). De materiaalkosten bedragen daarvan de helft. Het normale alternatief van twee emmers, een pomptouw en katrol kost ongeveer 7.000 Rp (ongeveer 6 US $).

    Onderhoud
    Te zwaar draaien kan worden veroorzaakt door:

  • het klemmen van een of meer zuigertjes in de pompbuis, bijv. bij een pijpverbinding;
  • te veel spanning op het touw, waardoor het slijt tegen het inloopgeleidingsblok;
  • los zittende delen van de pomp.

    Dit zijn allemaal problemen, die met wat zorg en wat kennis van zaken te verhelpen zijn. Maar omdat de gebruikers nog weinig ervaring met het onderhoud van de touwpomp hebben, verminderen deze problemen in de praktijk het functioneren van de pomp.
    Aangezien de huidige uitvoering van de manual makkelijk kan worden gekopieerd door de eigenaar, kan dit het toekomstig onderhoud van de pomp ondersteunen.

    De touwpomp op een andere manier toegepast
    De touwpomp kan worden aangepast aan veel verschillende situaties.
    Hij kan worden gebruikt in boorgaten tot een diepte van 70 meer. Om het pomptouw naar beneden te geleiden wordt een tweede PVC-pijp gebruikt tezamen met een inloopgeleidingsblok. De touwpomp kan ook water langs een helling van een rivier of vijver omhoog halen om daar een stuk grond mee te irrigeren.
    De pomp kan aangedreven door een windmolen, door dierkracht of door een elektromotor.
    Bij gebruik van het principe van de touwpomp, kunnen PVC-pijp en nylon touw soms worden vervangen door andere materialen, als van binnen glad gemaakt bamboe of een houten koker. Al deze oplossingen kwamen we in de praktijk tegen. Demotech wil verder onderzoek naar deze toepassingen verrichten en zal dit t.z.t. publiceren. Deelname aan dit onderzoek is welkom.


    Dutch Demotech Publications: 1986, Touwpompen, een verslag van tien jaar ervaring
    < Previous | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Next >