UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II POLO DELLE SCIENZE E DELLE TECNOLOGIE FACOLTÀ DI INGEGNERIA

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1 UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II POLO DELLE SCIENZE E DELLE TECNOLOGIE FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA PER L AMBIENTE E IL TERRITORIO TESI DI LAUREA IN INGEGNERIA SANITARIA ALTERNATIVE DI PRETRATTAMENTO PER IL COMPOSTAGGIO DELLA FRAZIONE ORGA- NICA DI RIFIUTO PRODOTTA NEI PAESI IN VIA DI SVILUPPO APPLICAZIONE AL CASO AMBANJA Relatore: Prof. Ing. Giuseppe d Antonio Candidato: Michele Alexander Gennaro Pagano di Melito Correlatore: matr. n. 518/236 Prof. Ing. Massimiliano Fabbricino ANNO ACCADEMICO

2 Capitolo 1 PREMESSA 1.1 INGEGNERIA SENZA FRONTIERE Ingegneria Senza Frontiere Napoli è un associazione di promozione sociale che, nata presso la Facoltà di Ingegneria dell Università degli studi di Napoli Federico II, ha come scopo la cooperazione con i paesi in via di sviluppo attraverso un azione di ricerca e di formazione, promossa all interno della stessa Facoltà, unita ad un lavoro progettuale e, ove possibile, di vera e propria realizzazione in loco ; tali azioni si esplicano condividendo con i paesi beneficiari tecnologie e risorse, nel più profondo rispetto della cultura e dell identità di ciascuna comunità. 1.2 PROGETTO AMBANJA MADAGASCAR La città di Ambanja è situata nella valle del Sambirano, a nord est del Madagascar (circa 500km a nord di Antananarivo). Questa regione è attraversata dal fiume Sambirano, che nasce dal monte Tsaratanana e sfocia nella baia di Ampasindava. Con circa abitanti, per lo più contadini, Ambanja è una delle potenze agricole del Madagascar. La produzione annua di cacao in Madagascar (circa 5000 tonnellate), deriva, Mercato di Ambanja 5

3 infatti, quasi interamente da Ambanja. Questa fertile terra è altresì ricca di mogano (il Madagascar è tra i principali esportatori di mogano ed Ambanja ne è il principale produttore), vaniglia, pepe, cannella, anacardi, caffè, tè, zenzero, peperoncino e chiodi di garofano. Le foreste lussureggianti di Ambanja sono inoltre ricche di gustosi frutti tra cui banana, mango, cassava, patata dolce e frutto del pane. Parte della popolazione si dedica inoltre alla pesca, mediante l utilizzo di primitive canoe, principalmente per il proprio fabbisogno e in misura ridotta per la vendita. Questa, assieme a quella dei prodotti agricoli, si tiene in un grande mercato che serve l intero distretto. In questo contesto, si inserisce l ADAPS, cooperativa di agricoltori, che si propone lo sviluppo dell agricoltura nella valle del Sambirano. Dei 23 comuni che formano il distretto del Sambirano, già 15 si sono organizzati in cooperative e appoggiano l ADAPS il cui obiettivo è sia di proteggere l ambiente che di migliorare la qualità dei raccolti. Attraverso lo sviluppo di un commercio solidale, soprattutto con il cacao, gli agricoltori del nord-est del Madagascar, potrebbero davvero avere una opportunità di sviluppo. Il progetto Ambanja Madagascar nasce in seguito alla richiesta pervenuta dal dottor Noviasy Florian, agronomo e presidente 6

4 dell ADAPS, che intende collaborare con ISF per trovare soluzioni tecniche atte a migliorare la condizione igienico-sanitaria della città di Ambanja. L attenzione si è focalizzata sullo smaltimento dei rifiuti solidi urbani (RSU) del mercato con particolare attenzione alla frazione organica (FORSU) poiché da analisi merceologica risulta essere circa l 80% dell intero rifiuto, quindi, gestire la FORSU, significa risolvere quasi totalmente il problema. Si evita inoltre che la sostanza organica (SO) nel suo processo di decomposizione diventi fonte di inquinamento per le acque di falda e superficiali e bacino di proliferazione di insetti vettori di malattie. Attualmente il rifiuto non viene gestito in alcun modo se non raccolto in discariche abusive e periodicamente bruciato. Questa pratica, comune in queste zone del mondo e non solo, è dannosa per l ambiente e spreco di potenziali fonti di energia utili per uno sviluppo sostenibile ed indipendente. La realizzazione del progetto permetterebbe, quindi, di ottenere dei vantaggi da quello che oggi è solo un problema: la trasformazione della FORSU mediante processi aerobici e anaerobici permette di produrre compost e biogas, entrambi importanti per lo sviluppo del paese. Il compostaggio permette di trattare notevoli quantitativi di FORSU trasformandola, con tecniche semplici, in un terreno 7

5 ricco di nutrienti e dunque ottimo come ammendante. È una tecnica ampiamente utilizzata nei paesi a sud del mondo e già adottata sugli scarti dell agricoltura dal dott. Noviasy. Dalle analisi merceologiche risulta che la presenza di metalli e plastiche, inibenti il processo, è estremamente ridotta; questo permette di prelevare facilmente FORSU pura dalla quale ottenere, presumibilmente, un buon risultato anche con mezzi semplici e poca manodopera. Se di buona qualità, il compost ottenuto potrebbe essere venduto come ammendante alle numerose aziende agricole di caffè e canna da zucchero locali; creando al contempo benessere economico e risolvendo il problema dei rifiuti. Inoltre, in previsione di una discarica controllata si può pensare di utilizzare il compost come materiale di ricoprimento del rifiuto da discarica; può essere sversato nelle campagne e sui versanti, prevenendo fenomeni di erosione ed incrementando la fertilità biologica dei suoli resi sempre più sterili dal disboscamento incontrollato. L altra applicazione della FORSU è la produzione di biogas: mediante il controllo della decomposizione anaerobica della SO si riesce ad ottenere un gas composto in prevalenza da metano, combustibile che può, con opportune macchine, produrre energia elettrica. La difficoltà nell erogazione costante di energia elettrica rende il biogas una applicazione utile per colmare quei picchi di richieste 8

6 che la rete locale non riesce a sostenere; anche il prodotto di scarto della produzione di biogas può essere valorizzato come compost. Si pensa di adottare tale tecnologia dapprincipio in piccola scala creando impianti che possano soddisfare l esigenza di piccole realtà locali (aziende agricole, allevamenti) per renderle così autonome ed alleggerire la rete locale. Affinché tali obiettivi vengano raggiunti nel migliore dei modi, si stanno svolgendo, presso l Università degli Studi di Napoli Federico II e l Università La Sapienza di Roma, in collaborazione con l ENEA, diverse tesi di laurea. Tre di queste, nel Dipartimento di Ingegneria Sanitaria Ambientale dell Università di Napoli, si stanno occupando del ciclo integrato del rifiuto prodotto ad Ambanja con particolare attenzione alla frazione organica e alla sua trasformazione in compost e biogas. L obiettivo di tale ricerca è quello di individuare il miglior processo di produzione di compost e biogas, non solo in termini di qualità del prodotto finale, ma anche in termini di tempo, lavoro e tecnologie richieste. Chi opera in contesti disagiati sa bene che la tecnologia non è sufficiente a risolvere i problemi di natura igienico-sanitaria, ma è altrettanto importante sensibilizzare la popolazione. A tal fine è prevista la distribuzione nelle scuole di Ambanja di poster e 9