SlideShare a Scribd company logo
1 of 16
Download to read offline
 
 
Project Record 
April 2016 
Pollution in Mozambique 
Sanitation for Better Health 
Ted Sindabizera Ntwari 
Erin Kelley 
Josh Patterson 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Project Record:  4/28/16 
Choosing a Design 
ABSTRACT 
 
Once background information was gained about flooding in Mozambique, a list of specifications 
was created as guidelines for possible design solutions. We used these specifications to create a 
spec test in order to perform a quantitative analysis of our designs from our qualitative 
specifications. After creating our spec test, we researched various methods and designs 
previously used to deal with the problem at hand, flooding of latrines in rural Mozambique. Each 
team member researched one design and made modifications to have it better meet our needs. 
The designs were then run through the spec test to see which ones best fit the general regions of 
interest in Mozambique. A final design, design 1, was selected and is ready for improvement. 
Ways to further improve this design were also recommended to future teams.   
 
 
VERSION HISTORY 
 
Version  Author(s)  Date  Description  File Name 
1  Erin Kelley  
Ted Sindabizera 
Ntwari 
Josh Patterson 
 
4/28/16 
 
Latrine Designs 
 
 
Goal of Study 
By the end of this study we hope to have one design that will meet most of our specifications that 
will fall into our cost range and will be easily built and maintained by the communities we are 
focusing on in Mozambique. Along with selecting a possible design, there is also the goal of 
making recommendations to upgrade this particular design to better fit the needs of the 
community.   
 
 
 
   
Page 1 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
Specs test:  
In order to choose a design that would meet the desired specifications a test was created. Once all 
of the specifications were proposed, they were give a rank of one to three, with three being the 
most important specification. This gave each spec a weight  of importance. Next, each design 
was examined in detail and each person ranked the design on how well that specific design met 
that specification by giving the design a number on a scale of 1­10, with 10 being the design met 
that particular specification extremely well. Once each design had a number for each spec, 
individuals specs were multiplied by their weight of importance and then summed together to 
give each design a total score. The higher the score, the better the design fit our specifications. 
Specs 
● Cost < $100  
● Water resistant­ limiting water pollution  
● Ventilated­ prevents smells   
● Offers Privacy­ Can be used without being noticed.  
● Handicap accessible­ accesible to all members of the community 
● Reusable­ can be emptied and used again after pit is filled  
● Height of latrine compared to water level (can be above ground)­ at least 3 meters above 
highest point of the water table. 
● Limits flies­ helps prevent spread of disease  
● Aesthetics­ Should be semi­appealing so the community accepts it. 
● Container size­ The size of the container collecting the waste should be .5m^3  (around 
4 months)  
● Resistant to collapsing­ Due to water causing the soil to shift.  
● Community lead sanitation­ meaning that the community could build it, up keep it, and 
they will take ownership of the latrine. 
 
Page 2 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
Design 1: 
Our first design is a reusable, dual container 
latrine with urine separation. We used the design shown 
in the diagram. The base would be 2x1 m and stand 
1.5m tall and made from concrete. There would be two 
used 55 gal oil drums contained within the base. Each 
of these containers can hold the waste produced by a 
family of 8 in four months. There would only be 3 walls 
and one support beam on the side without a solid wall 
for the base. Instead of having a wall on one side there 
would be a support beam in the middle and the rest 
would be open, this allows access to the drums so they 
can be emptied. This open space would be covered by a tarp. The upper shelter would be made 
out of local lumber such as bamboo to limit cost as well as make it easier to access. The latrine 
slab will have two drop holes with a single urine collecting groove located between the two drop 
holes. The base will have the dimensions for length, width, and height of 2m x 1m x 1.5m 
respectively.  
One problem that needs to be addressed with this design is maintaining the waste. For 
solid waste to compost properly it needs to be agitated, usually through turning. This design 
would need to be modified to include a crank or some other method of agitation. Another 
problem is that it is not easily handicapped accessible due to it being raised off the ground. With 
flash flooding the ability of the base to withstand impact could also be a concern. If there is a 
flash flood the structure must be able to withstand impact from the water as well as any debriegh 
being forced against it.  
We put the design through our spec test to see how viable it would be for a flood prone 
area in Mozambique. This test gives a numerical value to each of our specifications so we can 
have a quantitative analysis  for each of our designs. This test would be more accurate and useful 
if we could refine it for a specific client and area, but as it is now it gives us a rough estimate of 
how practical our designs would be for the general area. This design received a 215.5 on our 
spec test, which is the highest score for any of our designs.  
Page 3 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
 
Materials used:  
● Concrete 
● Rebar 
● 55 gal drum 
● Tarp 
● Bamboo 
Cost: 
● Reused poly 55 gal drums: 2x$14= $28  
● 75 m of Rebar = $5 
● .64 m^3 concrete= $67 
● tarp= $5 
● Bamboo: Negligible  
Page 4 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
Design 2: 
The second design that was investigated was the Urine Diverting Dry Toilet or UDDT. The main 
idea of this is to separate the urine from the feces. The benefit of this is that the storage container 
will take longer to reach its maximum 
capacity and will have to be emptied less 
often. Due to the fact that the solid waste 
needs to decompose for a longer time period 
than the urine, the feces can be stored for six 
months while the urine can be used 2 months 
after or filtered into the ground away from 
wells and other water supplies. The UDDT 
consists of a specially designed toilet with a 
front section for urine and the rear section is 
where the feces are deposited. The urine is 
then drained into some sort of plastic 
container such as a gas can. One idea we had 
for the feces collection container is to use an 
old 55 gallon oil drums. In the article this 
community used woven wooden baskets 
with burlap bags to collect the waste. If the 
oil drums are used we calculated that they 
will last a family of eight for around four 
months. When one drum is filled it can be 
replaced with a second one. The first one 
will then be moved and mostly sealed with maybe a few air holes in the top to allow for faster 
treatment. After six months the feces can be used as fertilizer. The urine needs to sit for around 
3­4 months and then it can also be used in gardens. The wooden shed providing privacy for the 
user can be constructed out of local materials such as bamboo which if it is very common in the 
area could possibly be free. In the cost estimate below the price of wood from Lowes was used, 
however to save on cost, local woods should be used. The dimensions of the structure are around 
4ft x 4ft x 8ft. Below several technical engineering drawings needed for construct are displayed. 
Modifications to these drawings will need to be made in order to allow space to place the oil 
drums beneath the structure. Another idea had come up as a modification to the oil drums that 
allowed for a faster treatment process was to add some sort of crank. 
Page 5 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
 
 
Page 6 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
Cost estimate for the UDDT 
It is important to note that the following cost estimate is in fact just an estimate. Some of 
the materials were estimated from data given in 2010. The wood estimate was for spruce pine 
from Lowes which will most likely be more expensive than local woods found in Mozambique.  
 
Design strengths 
­ Above the ground so we do not need to worry about the soil crushing our container 
­ Separates waste into two different containers allowing for fertilization with the urine to 
take place sooner than fertilization with feces.  
­ Will not fill up as quickly due to separation of urine and feces. 
­ Made fairly cheaply  
­ Offers privacy for users 
­ Can be constructed by community 
­ Doesn’t need to be emptied weekly 
­ Community accepted 
Design Weaknesses 
­ Users must climb to a raised bathroom which will draw attention 
­ Needs to be modified to make it accessible to the handicapped 
­ Will need to switch out the containers every four months which will not be enough time 
to treat the other full container 
­ Base not as stable when wood is used instead of concrete 
Page 7 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
 
 
 
Design 3 
I. Design description 
This design is entirely above ground. It consists of two concrete rings placed one next to each 
other (see dimension sheet) a meter high each to serve as waste containers within one entire 
chamber. The rings have a volume of 0.58 meters cubed each, which implies that each one can 
hold the waste for about 6 months for an 8 member family. Each compartment is jointed with a 
slab foundation by sealing. the sealing is done with cement and sand. This is a crucial part of the 
design as this will prevent buoyancy of the rings in a case of flooding, thus preventing the waste 
from seeping out.  
 
Figure 1.1 
 The chamber (or base of the structure) enclosing the two rings is fenced all around with 
non­porous concrete preferably in order to prevent water from rainfall to enter the chamber in a 
case of flooding. 
 The design also comprises of 2 holes for defecation each vertically aligned with the rings and a 
hole for urine collection connected to a urine diverting pipe that drives the urine to a urine pot 
outside the chamber. The slope of this pipe should be at least 2% downward­oriented to avoid 
precipitation of phosphate into the pipe, thus causing clogging. For a urine drainage system, the 
urine contained in the urine pot can be drained on a regular basis by leaching. For the purpose of 
emptying the feces, a circular section with a diameter of the rings (3’) will be partially cut out 
around each defecation hole in such a way that a piece of concrete is easily opened and closed, 
Page 8 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
allowing to reach the plastic bags containing the waste in the rings. 
Another feature attached to the base of the structure would be a 2’x2’x2’ traditional sink made of 
aluminum. Note that this feature is not considered in the current. It would only be considered 
upon request of whichever community ends up being the project’s client. 
The upper structure of the design will be made out of bamboo poles. This includes the front, 
back and side covers as well as the roof. The reason for that is that this type of material is freely 
obtained in Mozambique. The poles are of a 2.5’’ diameter. The ideal setup would be to have 
them vertically embedded into concrete when it is still liquefied. Consideration will be given to 
capping the bottom end of each pole so that in case of flooding, water will be prevented from 
penetrating concrete and entering in each pole causing rotting. For underground construction, the 
type of concrete used will have to resist the ingress of moisture and aggressive species from the 
soil. 
 The design will also have two ventilation pipes starting from the waste containers and extending 
3 feet away from the roof. A screen should be placed on top of each pipe to prevent flies from 
reaching the waste containers thus causing diseases in the community. 
The following figures represent the finished design as well as engineering drawings detailed 
dimensions. 
Page 9 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
Page 10 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
Page 11 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
 
II. Materials used 
● Feces chamber (concrete) 
● Rings (concrete) 
● Slab foundation (concrete) 
● Urine diverting pipe (PVC) 
● Urine pot (plastic) 
● Ventilation pipe (PVC) 
● Upper structure (Bamboo poles) 
III. Cost analysis 
● 150 kg (cement +sand+brick)= $93.30 
● Vent pipe=$3.83 
● Urine diverting pipe =40 cents 
● Urine pot= $2.05 
● Bamboo poles = $0.00 
Total cost =$99.58 
Page 12 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
IV. Advantages of the design 
­ Cost < $100. 
­ Structurally stable. 
­  Well Ventilated. 
­ Comprises of a screen on top of the vent pipe, which limits flies.  
­ Follows the recommended volume of the feces vault. 
­ Overall design not too complex for a community to build​. 
­ The waste containers are made out of concrete. They are structurally stable. Therefore, 
there are no issues with buoyancy potentially leading to contamination in a case of severe 
flooding. 
­ The joint of the slab foundation and rings is sealed with cement and sand, which prevents 
leakage at the bottom, thus contamination. 
­ Usage of Bamboo poles as covers for the upper structure, significantly minimizes the 
overall cost of the design. 
­ Because of the structural stability of the base, the ramp is lowered from a regular ramp of 
a mounted latrine. This will offer a better privacy handicap accessibility. 
 
V. Inconveniences of the design 
­ Emptying the waste by pulling plastic bags from the filled ring will be burdensome 
considering that the waste will have been deposited for 6 months. 
­ Since the ramp of the latrine is lower than the maximum height of the water tables in a 
case of flooding (2m), the entire base of the structure will be submerged impending usage 
of the latrine for a certain amount of time. 
­ Bamboo poles are preferable food resources for termites. Therefore, an extra layer of 
coating (wood preferably) has to be considered which increases the total cost. 
­ Having the poles embedded into concrete can cause tipping of the entire upper structure 
about the point of contact between the bottom end of each pole and top of the base in case 
severe flooding. 
 
 
 
Page 13 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
Conclusion 
Now that each design has been examined in depth and run through our spect test, we can now 
choose design #1 as our final choice. It scored the highest on the spec test and will hopefully be a 
good fit for flooding areas in rural Mozambique. Like any design there is always room for 
improvement and modification. Making the system handicapped accessible would be one 
addition that would be important to make in order to ensure that everyone in the community or 
home would be able to use it. Another modification would be to reinforce the base to help limit 
damage from impacts from debris and flooding. Our thinking behind this modification is that 
concrete, even though it provides a very stable base is not completely indestructible. Further 
research should be done to find ways to make sure the concrete base will hold up against debris 
smacking into the walls during a flood. Another thing to look into would be a wash station for 
cleaning after people are done doing their business. This station should be kept inside the up 
structure for privacy.  A further investigation into design improvements would be the next 
recommended step in this project toward helping communities in rural Mozambique. Having a 
specific client and area would also help us refine this design to best suite the needs of that 
particular community. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Page 14 of 15 
 
Project Record:  4/28/16 
References 
D. Hurtado, “Compost Latrines in Rural Panama: Design, Construction and Evaluation of 
Pathogen Removal,” pp. 1–81, 2005.  
 
“Hydraulic Performance Assessment after Water Management Reforms,” ​A Tradition in 
Transition, Water Management Reforms and Indigenous Spate Irrigation Systems in Eritrea 
PhD, UNESCO­IHE Institute for Water Education, Delft, The Netherlands, pp. 101–112, 2007 
 
R. Gensch, A. Miso, G. Itchon, and E. Sayre, “Low­Cost Sustainable Sanitation Solutions for 
Mindanao and the Philippines,” 2010. 
 
 
 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
 
 
Page 15 of 15 
 

More Related Content

Similar to SBHDesignRecord

GlobCom Progress Presentation
GlobCom Progress PresentationGlobCom Progress Presentation
GlobCom Progress PresentationRosie Heaton
 
Research Plan Development Workshop, Mario Tabucanon and Philip Vaughter, UNU-IAS
Research Plan Development Workshop, Mario Tabucanon and Philip Vaughter, UNU-IASResearch Plan Development Workshop, Mario Tabucanon and Philip Vaughter, UNU-IAS
Research Plan Development Workshop, Mario Tabucanon and Philip Vaughter, UNU-IASHanna Stahlberg
 
Design process week 1
Design process week 1Design process week 1
Design process week 1Julia Powles
 
Design process week 1
Design process week 1Design process week 1
Design process week 1Julia Powles
 
Liberating Structures for Scrum: The Sprint Review
Liberating Structures for Scrum: The Sprint ReviewLiberating Structures for Scrum: The Sprint Review
Liberating Structures for Scrum: The Sprint ReviewStefan Wolpers
 
Carleton_Sustainability_Guide-3
Carleton_Sustainability_Guide-3Carleton_Sustainability_Guide-3
Carleton_Sustainability_Guide-3Sarah Lukins
 
Working towards Sustainable Software for Science: Practice and Experience (WS...
Working towards Sustainable Software for Science: Practice and Experience (WS...Working towards Sustainable Software for Science: Practice and Experience (WS...
Working towards Sustainable Software for Science: Practice and Experience (WS...Daniel S. Katz
 
Summary of WSSSPE and its working groups
Summary of WSSSPE and its working groupsSummary of WSSSPE and its working groups
Summary of WSSSPE and its working groupsDaniel S. Katz
 
Inventing the future: Applying Design Thinking to NextGen Online Program Deve...
Inventing the future: Applying Design Thinking to NextGen Online Program Deve...Inventing the future: Applying Design Thinking to NextGen Online Program Deve...
Inventing the future: Applying Design Thinking to NextGen Online Program Deve...The Entrepreneurial Librarian
 
Mini-projects maxi-learning-curs_estiu_APAC_July2016_session4
Mini-projects maxi-learning-curs_estiu_APAC_July2016_session4Mini-projects maxi-learning-curs_estiu_APAC_July2016_session4
Mini-projects maxi-learning-curs_estiu_APAC_July2016_session4Usoa Sol
 
LKIN19 | Flow - How KMPs can bring the key Ingredient for effective Agile Teams
LKIN19 | Flow - How KMPs can bring the key Ingredient for effective Agile TeamsLKIN19 | Flow - How KMPs can bring the key Ingredient for effective Agile Teams
LKIN19 | Flow - How KMPs can bring the key Ingredient for effective Agile TeamsLeanKanbanIndia
 

Similar to SBHDesignRecord (20)

GlobCom Progress Presentation
GlobCom Progress PresentationGlobCom Progress Presentation
GlobCom Progress Presentation
 
Research Plan Development Workshop, Mario Tabucanon and Philip Vaughter, UNU-IAS
Research Plan Development Workshop, Mario Tabucanon and Philip Vaughter, UNU-IASResearch Plan Development Workshop, Mario Tabucanon and Philip Vaughter, UNU-IAS
Research Plan Development Workshop, Mario Tabucanon and Philip Vaughter, UNU-IAS
 
Design process week 1
Design process week 1Design process week 1
Design process week 1
 
Design process week 1
Design process week 1Design process week 1
Design process week 1
 
Dott 07
Dott 07Dott 07
Dott 07
 
Portfolio
Portfolio Portfolio
Portfolio
 
Bajo Tejares Proposal
Bajo Tejares ProposalBajo Tejares Proposal
Bajo Tejares Proposal
 
Bajo Tejares Proposal
Bajo Tejares ProposalBajo Tejares Proposal
Bajo Tejares Proposal
 
Engagement Methods
Engagement Methods Engagement Methods
Engagement Methods
 
Liberating Structures for Scrum: The Sprint Review
Liberating Structures for Scrum: The Sprint ReviewLiberating Structures for Scrum: The Sprint Review
Liberating Structures for Scrum: The Sprint Review
 
Carleton_Sustainability_Guide-3
Carleton_Sustainability_Guide-3Carleton_Sustainability_Guide-3
Carleton_Sustainability_Guide-3
 
Working towards Sustainable Software for Science: Practice and Experience (WS...
Working towards Sustainable Software for Science: Practice and Experience (WS...Working towards Sustainable Software for Science: Practice and Experience (WS...
Working towards Sustainable Software for Science: Practice and Experience (WS...
 
Summary of WSSSPE and its working groups
Summary of WSSSPE and its working groupsSummary of WSSSPE and its working groups
Summary of WSSSPE and its working groups
 
DE GTU Floating bridge
DE GTU Floating bridge DE GTU Floating bridge
DE GTU Floating bridge
 
Inventing the future: Applying Design Thinking to NextGen Online Program Deve...
Inventing the future: Applying Design Thinking to NextGen Online Program Deve...Inventing the future: Applying Design Thinking to NextGen Online Program Deve...
Inventing the future: Applying Design Thinking to NextGen Online Program Deve...
 
Stockton Deliverable 3 - Draft Design
Stockton Deliverable 3 - Draft DesignStockton Deliverable 3 - Draft Design
Stockton Deliverable 3 - Draft Design
 
2015 NISO Forum: The Future of Library Resource Discovery
2015 NISO Forum: The Future of Library Resource Discovery2015 NISO Forum: The Future of Library Resource Discovery
2015 NISO Forum: The Future of Library Resource Discovery
 
Mini-projects maxi-learning-curs_estiu_APAC_July2016_session4
Mini-projects maxi-learning-curs_estiu_APAC_July2016_session4Mini-projects maxi-learning-curs_estiu_APAC_July2016_session4
Mini-projects maxi-learning-curs_estiu_APAC_July2016_session4
 
LKIN19 | Flow - How KMPs can bring the key Ingredient for effective Agile Teams
LKIN19 | Flow - How KMPs can bring the key Ingredient for effective Agile TeamsLKIN19 | Flow - How KMPs can bring the key Ingredient for effective Agile Teams
LKIN19 | Flow - How KMPs can bring the key Ingredient for effective Agile Teams
 
2016NOBEConsultingSOW
2016NOBEConsultingSOW2016NOBEConsultingSOW
2016NOBEConsultingSOW
 

SBHDesignRecord