recupero di energia da biomasse vegetali in africa · recupero di energia da biomasse vegetali in...

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Recupero di energia da Recupero di energia da biomassebiomassevegetalivegetali in Africain Africa

UniversitUniversitàà degli Studi di Bresciadegli Studi di BresciaFacoltFacoltàà di Ingegneriadi Ingegneria

Centro di documentazione e ricerca sulleCentro di documentazione e ricerca sulletecnologie appropriate per la gestionetecnologie appropriate per la gestione

delldell’’ambiente nei Paesi in via di sviluppoambiente nei Paesi in via di sviluppo

Eccessivo utilizzo della legna Eccessivo utilizzo della legna –– industria del legnameindustria del legname–– attivitattivitàà artigianali (falegnamerie, trasformazione degli alimenti, artigianali (falegnamerie, trasformazione degli alimenti,

cottura mattoni, cottura mattoni, ……))–– attivitattivitàà domestiche (cucina) domestiche (cucina)

Taglio abusivo delle pianteTaglio abusivo delle pianteRischio desertificazione Rischio desertificazione

POSSIBILE SOLUZIONEPOSSIBILE SOLUZIONE

Utilizzo di combustibili alternativi Utilizzo di combustibili alternativi simili al legnosimili al legno

Problematica generaleProblematica generale

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Varie esperienze in questo ambito Varie esperienze in questo ambito

BurkinaBurkina FasoFaso (2000(2000--2003)2003)Senegal (2005Senegal (2005--2006)2006)Burundi (2006Burundi (2006--2007)2007)Ciad/Camerun (2007 Ciad/Camerun (2007 –– in corso)in corso)

1. Esperienza in 1. Esperienza in BurkinaBurkina FasoFasoEsperimento pilotaEsperimento pilota coordinato dallcoordinato dall’’ONG italiana ONG italiana ManiteseManitese, in , in collaborazione con uncollaborazione con un’’associazione femminile locale in un quartiere di associazione femminile locale in un quartiere di OuagadougoOuagadougo

ESIGENZA: ESIGENZA: recuperare la segatura proveniente dalle segherierecuperare la segatura proveniente dalle segherie

Sperimentazione della Sperimentazione della bricchettaturabricchettatura per la produzione di combustibiliper la produzione di combustibiliComparazione di varie Comparazione di varie biomassebiomasse nellnell’’uso quotidianouso quotidiano

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Esperienza in Esperienza in BurkinaBurkina FasoFasoMetodologiaMetodologia

Raccolta Raccolta biomassebiomasse

EssiccazioneEssiccazione TriturazioneTriturazione

Esperienza in Esperienza in BurkinaBurkina FasoFaso

BricchettaturaBricchettatura

Pressa idraulica Pressa idraulica da 3 da 3 kWkW

MetodologiaMetodologia

Prove di combustioneProve di combustione

4


Fuoco apertoFuoco aperto Foyer Foyer amamééliorlioréé

MetodologiaMetodologia

Prove di combustioneProve di combustione

Esperienza in Esperienza in BurkinaBurkina FasoFasoRisultatiRisultati

Potere Calorifico Inferiore

0500

100015002000250030003500400045005000

Legno Paglia GamGam

Cotone(bulbi)

Cotone(steli)

Mango(Bucce)

kcal

/kg Max

Min

Potere calorifico inferiore: Le Le biomassebiomasse sono simili al legno in termini di PCIsono simili al legno in termini di PCI

Tempo di accensione: DifficoltDifficoltàà di accensione dei di accensione dei bricchettibricchetti di pagliadi paglia

Tempo di ebollizione: Tempo di ebollizione: Prestazioni simili a quelle del legno (eccetto la paglia)Prestazioni simili a quelle del legno (eccetto la paglia)Notevole miglioramento con il foyer Notevole miglioramento con il foyer amamééliorlioréé

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VANTAGGIVANTAGGI-- i i bricchettibricchetti di di biomassabiomassa hanno caratteristiche simili a quelle del legnohanno caratteristiche simili a quelle del legno-- si prestano allsi prestano all’’utilizzo come combustibile nella cucina localeutilizzo come combustibile nella cucina locale-- possono essere prodotti ad un prezzo simile a quello della legnapossono essere prodotti ad un prezzo simile a quello della legna

SVANTAGGISVANTAGGI::-- la macchina per produrre i la macchina per produrre i bricchettibricchetti èè troppo costosa e non può troppo costosa e non può

essere riprodotta in locoessere riprodotta in loco-- ll’’energia elettrica energia elettrica èè disponibile solo nei grossi centri ed disponibile solo nei grossi centri ed èè costosacostosa

NecessitNecessitàà di una tecnologia pidi una tecnologia piùù appropriataappropriata

Valutazione dei risultatiValutazione dei risultati

Progetto di una nuova Progetto di una nuova tecnologia appropriatatecnologia appropriata

SPECIFICHE PRINCIPALI:SPECIFICHE PRINCIPALI:-- possibilitpossibilitàà di funzionamento manualedi funzionamento manuale-- maggior numero possibile di pezzi fabbricabili in officine maggior numero possibile di pezzi fabbricabili in officine

meccaniche dotate macchine utensili ordinariemeccaniche dotate macchine utensili ordinarie-- assenza di dispositivi idraulici o pneumaticiassenza di dispositivi idraulici o pneumatici-- basso costobasso costo

BRICCHETTATRICE A PISTONE GUIDATA DA UNA CAMMABRICCHETTATRICE A PISTONE GUIDATA DA UNA CAMMA-- semplicitsemplicitàà costruttivacostruttiva-- possibilitpossibilitàà di ottimizzare il disegno della camma sulla base delle di ottimizzare il disegno della camma sulla base delle

caratteristiche delle caratteristiche delle biomassebiomasseTRITURATRICE A PEDALITRITURATRICE A PEDALI

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PISTONE

INDICATORE RIDUZIONE DI

VOLUME

CILINDRO MOBILE

MOLLE

VITE CHIOCCIOLA

FLANGIA CILINDRO

TELAIO FISSO

0

100

200

300

400

500

600

700

0,050,150,250,350,450,550,650,750,850,95

Volume relativo

Pres

sion

e [b

ar]

SperimentaleAnalitico

2367.3

0

act CVV7527.0p

−

−×=

bar 550pmin =3g/cm 1≈ρ

Progetto di una Progetto di una bricchettatricebricchettatrice manualemanuale


Progetto di una Progetto di una bricchettatricebricchettatrice manualemanuale

LEVA

ALBERO CAMMA SECONDARIA

SEMICILINDRO MOBILE CAMMA

PRINCIPALE

SEMICILINDRO FISSO

ESTRUSORE PISTONE


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Progetto di una Progetto di una trituratricetrituratrice a pedalia pedali


Progetto realizzato in cooperazione con la Progetto realizzato in cooperazione con la cooperativa femminile cooperativa femminile ““Union RUnion Réégionale Santa gionale Santa YallaYalla”” di di ZiguinchorZiguinchor

ESIGENZA: ESIGENZA: riduzione consumo di legna per lriduzione consumo di legna per l’’affumicatura del pesceaffumicatura del pesce

Sperimentazione di macchine manuali per la produzione di Sperimentazione di macchine manuali per la produzione di bricchettibricchettiCostruzione e sperimentazione di forni per lCostruzione e sperimentazione di forni per l’’utilizzo dei utilizzo dei bricchettibricchetti

2. Esperienza in Senegal2. Esperienza in Senegal

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Esperienza in SenegalEsperienza in Senegal

Analisi delle fasi di trasformazione del pesceAnalisi delle fasi di trasformazione del pesce

Bollitura AffumicaturaPulitura

Consumo di molta legnaEssiccazione

Produzione dei Produzione dei bricchettibricchetti


Bricchettatricemanuale

Triturazione a pedali

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Bollitore a risparmio energeticoBollitore a risparmio energetico


Tecnologia di facile costruzione sul postoTecnologia di facile costruzione sul postoOttimizzazione della combustione dei Ottimizzazione della combustione dei bricchettibricchetti

Bollitore a risparmio energeticoBollitore a risparmio energetico


Bollitura del pesceBollitura del pesce

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3. Esperienza in Burundi3. Esperienza in BurundiProgetto realizzato in collaborazione con la Progetto realizzato in collaborazione con la ““CongrCongréégationgation desdes SoeursSoeursdudu CoeurCoeur ImmaculImmaculéé de de MarieMarie –– Bene Bene MaryiaMaryia”” di di GitegaGitega presso la scuola presso la scuola superiore/professionale superiore/professionale

ESIGENZA:ESIGENZA: riduzione consumo di legna e creazione attivitriduzione consumo di legna e creazione attivitàà lavorativelavorative

Installazione di 2 Installazione di 2 bricchettatricibricchettatrici e 2 e 2 trituratricitrituratrici, con disegno parzialmente , con disegno parzialmente modificatomodificatoValutazione quantitativa della produttivitValutazione quantitativa della produttivitàà

Esperienza in BurundiEsperienza in Burundi

Essiccazione

Triturazione

BricchettaturaCombustione

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Esperienza in BurundiEsperienza in Burundi

La produttivitLa produttivitàà delldell’’impianto impianto èè sufficiente per garantire lsufficiente per garantire l’’autosufficienza autosufficienza della sede di della sede di GitegaGitegaSupponendoSupponendo di impiegare 1 operaio e 1 animale, il costo di produzione di impiegare 1 operaio e 1 animale, il costo di produzione stimato sarebbe pari al prezzo corrente della legna stimato sarebbe pari al prezzo corrente della legna (25 FBU)(25 FBU)

Per rendere lPer rendere l’’attivitattivitàà redditizia in Burundi sarebbe necessario aumentare redditizia in Burundi sarebbe necessario aumentare la produttivitla produttivitàà della macchina della macchina ⇒⇒ aggiunta di un motoreaggiunta di un motore

Valutazione quantitativaValutazione quantitativa

4. Esperienza in 4. Esperienza in TchadTchad--CamerunCamerunProgetto realizzato in collaborazione con ACRA (Milano)Progetto realizzato in collaborazione con ACRA (Milano)Progetto nellProgetto nell’’ambito di un Bando UE per la gestione delle risorse ambito di un Bando UE per la gestione delle risorse forestali e lforestali e l’’incremento del reddito della popolazione nella zona di incremento del reddito della popolazione nella zona di NN’’DjamenaDjamena e della valle del e della valle del LogoneLogone (sud(sud--est est TchadTchad))

ESIGENZA:ESIGENZA: riduzione consumo di legna e di carbone e creazione di riduzione consumo di legna e di carbone e creazione di redditoreddito

I fase attivitI fase attivitàà::Installazione di una Installazione di una bricchettatricebricchettatrice manualemanualeIndividuazione di una miscela di scarti di Individuazione di una miscela di scarti di biomassabiomassa adatta alla adatta alla bricchettaturabricchettaturaDensificazioneDensificazione meccanica di meccanica di biomassabiomassa per produrre per produrre bricchettibricchetticombustibilicombustibili

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• Popolazione: 721000 ab. (2005)

• Reddito pro-capite: 1600 USD/anno

• Consumo (legna da ardere + legna per carbonizzazione): 625 (kg/ab)/anno

Valle del Logone

Analisi delle Analisi delle biomasebiomase presentipresenti

Esperienza in Esperienza in TchadTchad--CamerunCamerun

• Segatura / truciolato di legno

• Paglia di riso

• Pula di riso

• Foglie di neem

• Scarti di piante di fagioli

• Residuo derivante dalla produzione del bili-bili (miglio)

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Analisi sulla riproducibilitAnalisi sulla riproducibilitàà della della macchina macchina bricchettatricebricchettatrice


BricchettaturaBricchettatura


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LL’’immissione sul mercato del immissione sul mercato del bricchettobricchetto quale combustibile alternativo quale combustibile alternativo risulta, almeno attualmente, problematicarisulta, almeno attualmente, problematicaPer rendere lPer rendere l’’attivitattivitàà redditizia sarebbe necessario aumentare la redditizia sarebbe necessario aumentare la produttivitproduttivitàà della macchina della macchina ⇒⇒ aggiunta di un motore aggiunta di un motore

Sono quindi state formulate proposte alternative per ridurre lSono quindi state formulate proposte alternative per ridurre l’’uso del uso del carbone:carbone:Sviluppo di forni o stufe Sviluppo di forni o stufe ““miglioratemigliorate””Concepimento di tecnologie di combustione che non richiedano Concepimento di tecnologie di combustione che non richiedano pretrattamentipretrattamenti di di biomassabiomassaAnalisi dei sistemi di cottura dei mattoni e implementazione di Analisi dei sistemi di cottura dei mattoni e implementazione di attivitattivitààper promuovere lper promuovere l’’uso di mattoni in terra cruda miglioratiuso di mattoni in terra cruda migliorati

Valutazione della prima faseValutazione della prima fase

Esperienza in Esperienza in TchadTchad--CamerunCamerunTecnologie di combustioneTecnologie di combustione

MA MA ……

•• Elevate quantitElevate quantitàà di lolla di riso (materiale di lolla di riso (materiale difficile da difficile da bricchettarebricchettare))

•• NecessitNecessitàà di studiare delle di studiare delle tecnologie di tecnologie di combustione idoneecombustione idonee

Forni presenti in loco:Forni presenti in loco:

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Foro di alimentazione

Camera interna per fiamma guida

Camera esterna per materiale combustibile


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Esperienza in Esperienza in TchadTchad--CamerunCamerunRisultatiRisultati

Prova di combustione su lolla e segaturaProva di combustione su lolla e segatura

•• Rilevazione temperatura interna al fornoRilevazione temperatura interna al forno

•• Rilevazione tempi di ebollizioneRilevazione tempi di ebollizione

AttivitAttivitàà in corsoin corso

•• Studio di forni miglioratiStudio di forni migliorati

•• Motorizzazione della Motorizzazione della bricchettatricebricchettatrice

•• Uso della macchina Uso della macchina bricchettatricebricchettatrice per la fabbricazione di per la fabbricazione di mattoni in terra crudamattoni in terra cruda

•• Studio di sistemi funzionanti a Studio di sistemi funzionanti a biomassebiomasse per la produzione per la produzione di energia elettricadi energia elettrica

•• Studio sulle caratteristiche delle emissioni prodotteStudio sulle caratteristiche delle emissioni prodotte

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