UNIVERSIT À DEGLI STUDI DI TRENTO Facoltà di Ingegneria
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRENTO
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio
Tesi di Laurea
ANALISI TERRITORIALE DEL DISTRETTO DI CAIA (MOZAMBICO) E PROPOSTE SOSTENIBILI DI CARATTERE SOCIO-AMBIENTALE
Relatore: Laureandi:
Prof. Marco Ragazzi Claudio Deola 875it
Thomas Tamanini 1085it
Correlatori:
Dott. Marco Ciolli
Dott. Ing. Paolo Scotton
Dott. Ing. Guido Zolezzi
Anno Accademico 2001-2002
PROGRAMMA DI COOPERAZIONE DECENTRATA
sviluppo sostenibile attraverso l’utilizzo di
tecnologie appropriate
Analisi dei rischi e delle risorse del territorio
Educazione
Partecipazione
Salute
Sviluppo rurale
Associazioni e Enti locali trentini
IL MOZAMBICO superficie: 801.590 km2
popolazione: 19.286.000 ab
speranza media di vita 35,2 anni
Clima tropicale:
Precipitazione annuali tra i 800 e 1500 mm
Temperatura massime diurne:
35-45°C stagione secca
27-30°C stagione umida
DISTRETTO DI CAIA
Popolazione: 157000
Superficie: 3477 km2
Superficie agricola:370 km2
Approvvigionamento idrico 150 pozzi
Vila de Caia
Sena
Clima:
Precipitazioni annue 954 mm
Temperatura minima invernale 15 °C
max. inv. min. estive 25 °C
massima estiva 40 °C
4 OBBIETTIVI:
Trasferimento tecnologia e pianificazione territoriale
Miglioramento della gestione dei rifiuti
Riduzione sprechi d’acqua e protezione dei pozzi da potenziale
inquinamento
Diga Cabora Bassa e rio Zambesi: difesa piene, navigazione
4) Acque superficiali
3)Approvvigionamento
2) Rifiuti
1) Immagini satellitari
Fase conoscitiva di raccolta dati in loco (cultura,territorio, problematiche, bisogni)
Metodologia:Elaborazione dati,Sviluppo proposte
Indagini preliminari
Contatti
Inquadramento problematiche
ELABORAZIONE IMMAGINI SATELLITARI
Materiale utilizzato:
• GIS-GRASS: software open-source, non ha costi d’acquisto, licenza GNU,
in continua evoluzione;
• GPS Garmin: per il rilevamento dei dati a terra;
• Immagini: satellite Landsat7 (ris. 30m),
scomposte in 8 bande di colore,
2 scene del distretto di Caia
(agosto1999, maggio 2001)
Metodologia:
• classificazione supervisionata integrata con i dati a terra;
• studio su diverse combinazioni di bande per l’individuazione delle categorie di uso del suolo.
Sena
Zambesi
Caia
Uso del suolo ottenuto dalla combinazione 147: 1 banda visibile Blu
4 banda infrarosso vicino
7 banda infrarosso medio
Acque superficiali
Case
Palude
Aree umide
Terreno incolto
Terreno coltivato
Conferma dati sul terreno coltivato:
Consiglio distrettuale di Caia:
38000 ha
Elaborazione: 44397 ha
Zambesi
Caia
Cambiamenti del paesaggio in seguito all’alluvione di marzo 2001
Agosto 1999 Maggio 2001
•Interruzione della strada che porta all’attraversamento dello Zambesi
•Evacuazione della popolazione del villaggio di Marra
•Conseguente espansione del 30% della superficie della cittadina di Caia
Acque Superficiali
Strade e abitazioni
Palude
Zone umide
Terreno incolto Terreno coltivato
strada
interruzione
strada
Mappa delle zone a rischio di esondazione Interviste alla popolazione
Localizzazione e rilevamento a terra dei
punti
Realizzazione della mappa dell’alluvione
marzo 2001Caia
Sena
Zambesi
esondazione Zambesi
esondazione Zangue
IMMAGINI SATELLITARI considerazioni finali:
•Risoluzione Landsat7 (30m) inadeguata per caratterizzare agricoltura di sussistenza;
•Periodo ideale di acquisizione: Maggio;
•Fattore limitante sono i corpi nuvolosi che riducono gli inputs per la classificazione.
Sviluppi futuri:
• Trasferimento tecnologie: conoscenze tecniche (GRASS)
elaborazione congiunta di immagini Ikonos;
• E’ prevista la partecipazione del responsabile del Progetto presso l’Università di Beira, al meeting internazionale di GRASS organizzato presso la Facoltà di Ingegneria di Trento;
• Richiesta di finanziamento congiunta per l’acquisto di immagini satellitari di tutto il Distretto di Caia;
•Riattivazione della stazione per la raccolta dati meteo di Caia da integrare con i dati relativi all’uso del suolo.
Obbiettivo: Trasferire tecnologie e conoscenze nell’ottica dello sviluppo autonomo del lavoro
ANALISI DEI RIFIUTI (CAIA)
STATO ATTUALE:
organico
plastica
carta/one
tessile
legno
gomma
metallo
La simulazione di differenziazione tra secco e umido è stata recepita, la partecipazione ottima
I rifiuti vengono gettati in buche poco lontane da casa e bruciati
Frazione organica + legno: > 90%
La produzione media: 0.285 kgab-1d-1
Caratterizzazione grazie all’aiuto di 3 famiglie di diversa estrazione sociale:
RIFIUTO DOMESTICO
Proposta:
Compostaggio familiare con materiale del luogo:
•Composter in legno o bidone per il gasolio (modificato);
•Sistema di aerazione con tubi forati;
•Materiale adatto al compostaggio: materiale secco;
materiale umido;
•Materiale secco e carbonato di calcio possono tamponare l’umidità e pH troppo elevato.
RIFIUTO DOMESTICO:
creazione di un mini impianto di compostaggio per i rifiuti del mercato che non necessiterebbe di meccanizzazione viste le esigue quantità di rifiuto
•In 5 mesi si ottengono buoni risultati, rimanendo nella stagione secca;
•Il prodotto finito sarà utile come ammendante organico nei campi;
•Il recepimento da parte della popolazione.
Risultati attesi
SMALTIMENTO DEI RIFIUTI A BEIRA Stato Attuale:
Esempio di TECNOLOGIA NON APPROPRIATA:
Situazione fino al 1998:
Trattori con squadre di 4 persone
Situazione 2002
Camion compattatori:
Risultati:
Tonnellate di rifiuti conferiti in discarica in calo:
• 30766 t/anno 1999• 24544 t/anno 2000• 19260 t/anno 2001
INADATTI-Mezzi poco robusti per
condizioni stradali-Non idonei alla raccolta visto il numero e lo stato dei cassonetti
MERCATO E ATTIVITA’ PUBBLICHE STATO ATTUALE:
• plastica 35%• carta/cartone 30%• organico /legno 20%• alluminio/vetro 10%• tessuti 5%
Reperimento dati tramite domande e sopralluoghi
Area del mercato 0.05 km2
I rifiuti vengono gettati in buche di forma cilindrica sparse a caso nella zona dello smaltimento di
profondità media di 2.5 m e poi bruciati.
Produzione mensile 18 m3 di rifiuto non compattato
Area contaminata circa 0.5 km2
PROPOSTA:
MERCATO E ATTIVITA’ PUBBLICHE
Discarica controllata minimizzando lo spazio (in alternativa al mini impianto di compostaggio)
ESEMPIO:
Area per 20 anni di vita della discarica: circa 10000 m2
Produzione di percolato fino a 1 l/s
Superficie occupata dai tubi a dispersione: circa 200 m2 (tubi reperibili in loco)
Impermeabilizzazione del fondo con argilla (reperibile in loco)
N.B. Il compostaggio di parte del rifiuto del mercato ridurrebbe il fabbisogno di discarica
L’area della discarica dovrebbe essere predisposta progressivamente
GESTIONE DEI RIFIUTI OSPEDALIERI: STATO ATTUALE
• plastica 25%• cotone 15%• vetro 10%• siringhe 5%• bende 20%
plasticacotonevetrosiringhecarta/onebende
Produzione mensile 16 m3 = 3200 kg
Potere calorifico stimato: 4125 kcal/kg Rifiuto
Combustione di bassa qualità
PROPOSTE:
PRODUZIONE DI DIOSSINE
MIGLIORAMENTO DELLA COMBUSTIONE PER RIDURRE LE EMISSIONI
OSPEDALE DI CAIA: stima della concentrazione delle diossine emesse
Scenari affrontati:
Minima invernale
15°C, v=1 m/s15°C, v=5 m/s
Max invernale, min estiva
25°C, v=1 m/s25°C, v=5 m/s
Massima estiva
40°C, v=1 m/s40°C, v=5 m/s
DATI IPOTESI
Dati meteo Altezza del caminoTipologia dei rifiuti
Densità della popolazione
Rendimento fornoTemp. CombustioneTemp. fumi in uscita
Fattore di emissione delle diossine
Portata dei fumi in uscita
STIMA DELL’ESPOSIZIONE E RISCHIO PER LA SALUTE
2
2
2
2
2
2
222
51 2yz
sv
z
svyHHzHHz
zy,
eeev
M)z,y,x(C
Max.concentrazione in aria
Max.concentrazione nel suoloEsposizione per:
Stima del Rischio
•Inalazione
•Ingestione
•Contatto dermicoTmP
TFFcCE
Rischio
Individualemassimo
Rischio globale
OMS 10-5 – 10-6 f(P)
Caia 10-2 – 10-3 >
<1 f(P,gestione)
POZZI:
STATO ATTUALE
Pozzi: 150 con pompa manuale
anno costruzione: 1997
Erogazione max.: 800 l/h
Funzionamento: 10 h/d
Gestione:
•Comitato (3 persone)
•Sprechi d’acqua 30%
•No zona rispetto
•Inquinamento da feci animali
Pozzi con pompa
Palude
Pozzi tradizionali
Acque superficiali
POZZI: PROPOSTE
•Istituzione e valorizzazione fascia di
rispetto coltivabile
•Riduzione e riutilizzazione acqua sprecata
•Irrigazione a scorrimento 1
•Irrigazione a scorrimento 2
•Irrigazione manuale
•Irrigazione a pioggia
0
2
htcosg2
vpz
i
ip
g2v
j
2
2j p
)2
D(g2
QH
itot QQ
Conservazione del carico
Foro i-esimo del tubo
Canale j-esimo
Eq.di continuità
Schema del sistema 4
Ipotesi costruttive:•diametro ugello = 0.003 m;•diametro canale =0.05 m;•carico piezometrico = 1.5 m.
Gittata ugello ottenuta = 2 m
LA DIGA DI CABORA BASSA E IL RIO ZAMBESI
Diga:- 250 km a monte del Distretto di Caia- capienza 55800 x 106 m3
- superficie specchio d’acqua 2379 x 106 m2
- portata consentita dagli scarichi 13100 m3/s- altezza dello sbarramento 160 m
Fiume Zambesi:Morfologia: Anastomosing River
Analisi Idraulica
Stima della portata:
Formula di Gaukler Strickler: Q = AksRh2/3if
1/2
-if = 0.00013
-sezione con canale unico e misurazione del tirante
Sez. di calcolo
-dimensioni della sez. ricavata dai dati a terra
- ks calcolato dividendo in alveo inciso e zona golenale
kseq= 38 m1/3 s-1 (secondo Engelund)
-Raggio idraulico nei 2 casi: Rh=4.2 m, Rh=3.24 m
-tirante utilizzato: 8.14 m Max tirante piena 2001
3.24 m in condizioni normali
3.40 km
1.5 km 8.14 m
2 m
• potata massima: Q = 45000 m3/s• portata in condizioni normali: Q = 12000 m3/s
Interazione diga corso d’acqua:
Scarico della diga Tirante a Caia:
Possibile transito del traghetto
+ 4500 m3/s
- 9000 m3/s 8.14 m 7.61 m
3.24 m 4.46 m
Riduzione del tirante in condizioni di piena
SVILUPPI FUTURI: