Università degli Studi di Brescia Facoltà di Ingegneria Centro di documentazione e ricerca sulle tecnologie appropriate per la gestione dell ambiente nei Paesi in via di sviluppo Recupero di energia da biomasse vegetali in Africa Eccessivo utilizzo della legna industria del legname attività Problematica generale artigianali (falegnamerie, trasformazione degli alimenti, cottura mattoni, ) attività domestiche (cucina) Taglio abusivo delle piante Rischio desertificazione POSSIBILE SOLUZIONE Utilizzo di combustibili alternativi simili al legno
Varie esperienze in questo ambito Burkina Faso (2000-2003) 2003) Senegal (2005-2006) 2006) Burundi (2006-2007) 2007) Ciad/Camerun (2007 in corso) 1. Esperienza in Burkina Faso Esperimento pilota coordinato dall ONG italiana Manitese,, in collaborazione con un associazione femminile locale in un quartiere di Ouagadougo ESIGENZA: recuperare la segatura proveniente dalle segherie Sperimentazione della bricchettatura per la produzione di combustibili Comparazione di varie biomasse nell uso quotidiano
Esperienza in Burkina Faso Metodologia Raccolta biomasse Essiccazione Triturazione Esperienza in Burkina Faso Metodologia Bricchettatura Pressa idraulica da 3 kw Prove di combustione
Esperienza in Burkina Faso Metodologia Prove di combustione Fuoco aperto Foyer amélior lioré Esperienza in Burkina Faso Risultati Potere calorifico inferiore: Le biomasse sono simili al legno in termini di PCI Tempo di accensione: Difficoltà di accensione dei bricchetti di paglia Tempo di ebollizione: Prestazioni simili a quelle del legno (eccetto la paglia) Notevole miglioramento con il foyer amélior lioré Potere Calorifico Inferiore kcal/kg 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Legno Paglia Gam Gam Cotone (bulbi) Cotone (steli) Mango (Bucce) Max Min
Esperienza in Burkina Faso Valutazione dei risultati VANTAGGI - i bricchetti di biomassa hanno caratteristiche simili a quelle del legno - si prestano all utilizzo come combustibile nella cucina locale - possono essere prodotti ad un prezzo simile a quello della legna SVANTAGGI: - la macchina per produrre i bricchetti è troppo costosa e non può essere riprodotta in loco - l energia elettrica è disponibile solo nei grossi centri ed è costosa Necessità di una tecnologia più appropriata Progetto di una nuova tecnologia appropriata SPECIFICHE PRINCIPALI: - possibilità di funzionamento manuale - maggior numero possibile di pezzi fabbricabili in officine meccaniche dotate macchine utensili ordinarie - assenza di dispositivi idraulici o pneumatici - basso costo BRICCHETTATRICE A PISTONE GUIDATA DA UNA CAMMA - semplicità costruttiva - possibilità di ottimizzare il disegno della camma sulla base delle caratteristiche delle biomasse TRITURATRICE A PEDALI
Progetto di una nuova tecnologia appropriata Progetto di una bricchettatrice manuale PISTONE MOLLE FLANGIA CILINDRO TELAIO FISSO Sperimentale Analitico 700 INDICATORE RIDUZIONE DI VOLUME 600 500 CILINDRO MOBILE VITE CHIOCCIOLA 400 300 Pressione [bar] V p = 0.7527 V act 0 C 3.2367 200 100 3 p min = 550 bar ρ 1 g/cm 0,95 0,85 0,75 0,65 0,55 0,45 0,35 0,25 0,15 0 0,05 Volume relativo Progetto di una nuova tecnologia appropriata Progetto di una bricchettatrice manuale LEVA CAMMA SECONDARIA ALBERO CAMMA PRINCIPALE PISTONE SEMICILINDRO MOBILE ESTRUSORE SEMICILINDRO FISSO
Progetto di una nuova tecnologia appropriata Progetto di una trituratrice a pedali 2. Esperienza in Senegal Progetto realizzato in cooperazione con la cooperativa femminile Union Régionale R Santa Yalla di Ziguinchor ESIGENZA: riduzione consumo di legna per l affumicatura l del pesce Sperimentazione di macchine manuali per la produzione di bricchetti Costruzione e sperimentazione di forni per l utilizzo l dei bricchetti
Esperienza in Senegal Analisi delle fasi di trasformazione del pesce Bollitura Pulitura Affumicatura Essiccazione Consumo di molta legna Esperienza in Senegal Produzione dei bricchetti Triturazione a pedali Bricchettatrice manuale
Esperienza in Senegal Bollitore a risparmio energetico Tecnologia di facile costruzione sul posto Ottimizzazione della combustione dei bricchetti Esperienza in Senegal Bollitore a risparmio energetico Bollitura del pesce
3. Esperienza in Burundi Progetto realizzato in collaborazione con la Congrégationgation des Soeurs du Coeur Immaculé de Marie Bene Maryia di Gitega presso la scuola superiore/professionale ESIGENZA: riduzione consumo di legna e creazione attività lavorative Installazione di 2 bricchettatrici e 2 trituratrici,, con disegno parzialmente modificato Valutazione quantitativa della produttività Esperienza in Burundi Essiccazione Combustione Triturazione Bricchettatura
Esperienza in Burundi Valutazione quantitativa La produttività dell impianto è sufficiente per garantire l autosufficienza l della sede di Gitega Supponendo di impiegare 1 operaio e 1 animale, il costo di produzione stimato sarebbe pari al prezzo corrente della legna (25 FBU) Per rendere l attivitl attività redditizia in Burundi sarebbe necessario aumentare la produttività della macchina aggiunta di un motore 4. Esperienza in Tchad-Camerun Progetto realizzato in collaborazione con ACRA (Milano) Progetto nell ambito di un Bando UE per la gestione delle risorse forestali e l incremento l del reddito della popolazione nella zona di N Djamena e della valle del Logone (sud-est Tchad) ESIGENZA: riduzione consumo di legna e di carbone e creazione di reddito I fase attività: Installazione di una bricchettatrice manuale Individuazione di una miscela di scarti di biomassa adatta alla bricchettatura Densificazione meccanica di biomassa per produrre bricchetti combustibili
Valle del Logone Popolazione: 721000 ab. (2005) Reddito pro-capite: 1600 USD/anno Consumo (legna da ardere + legna per carbonizzazione): 625 (kg/ab)/anno Esperienza in Tchad-Camerun Analisi delle biomase presenti 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)
Esperienza in Tchad-Camerun Analisi sulla riproducibilità della macchina bricchettatrice Esperienza in Tchad-Camerun Bricchettatura
Esperienza in Tchad-Camerun L immissione sul mercato del bricchetto quale combustibile alternativo risulta, almeno attualmente, problematica Per rendere l attivitl attività Valutazione della prima fase redditizia sarebbe necessario aumentare la produttività della macchina aggiunta di un motore Sono quindi state formulate proposte alternative per ridurre l uso l del carbone: Sviluppo di forni o stufe migliorate Concepimento di tecnologie di combustione che non richiedano pretrattamenti di biomassa Analisi dei sistemi di cottura dei mattoni e implementazione di attività per promuovere l uso l di mattoni in terra cruda migliorati Forni presenti in loco: Esperienza in Tchad-Camerun Tecnologie di combustione MA Elevate quantità di lolla di riso (materiale difficile da bricchettare) Necessità di studiare delle tecnologie di combustione idonee
Esperienza in Tchad-Camerun Tecnologie di combustione Camera interna per fiamma guida Camera esterna per materiale combustibile Foro di alimentazione Esperienza in Tchad-Camerun Tecnologie di combustione
Esperienza in Tchad-Camerun Risultati Prova di combustione su lolla e segatura Rilevazione temperatura interna al forno Rilevazione tempi di ebollizione Attività in corso Studio di forni migliorati Motorizzazione della bricchettatrice Uso della macchina bricchettatrice per la fabbricazione di mattoni in terra cruda Studio di sistemi funzionanti a biomasse per la produzione di energia elettrica Studio sulle caratteristiche delle emissioni prodotte