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
Educazione
Associazioni e Enti locali
trentini
Partecipazione
Salute
Sviluppo rurale
Analisi dei rischi
e delle risorse
del territorio
sviluppo sostenibile
attraverso l’utilizzo di
tecnologie appropriate
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
Sena
Popolazione:
157000
Superficie:
3477 km2
Superficie agricola:370 km2
Approvvigionamento idrico 150 pozzi
Clima:
Vila de Caia
Precipitazioni annue 954 mm
Temperatura minima invernale
15 °C
max. inv. min. estive 25 °C
massima estiva
40 °C
4 OBBIETTIVI:
1) Immagini satellitari
Trasferimento tecnologia e
pianificazione territoriale
2) Rifiuti
Miglioramento della gestione dei
rifiuti
3)Approvvigionamento
Riduzione sprechi d’acqua e
protezione dei pozzi da potenziale
inquinamento
4) Acque superficiali
Diga Cabora Bassa e rio Zambesi:
difesa piene, navigazione
Indagini preliminari
Metodologia:
Contatti
Inquadramento
problematiche
Fase conoscitiva di raccolta
dati in loco (cultura,territorio,
problematiche, bisogni)
Elaborazione dati,
Sviluppo proposte
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.
Uso del suolo ottenuto dalla combinazione 147:
1 banda visibile Blu
4 banda infrarosso vicino
7 banda infrarosso medio
Sena
Acque superficiali
Case
Palude
Zambesi
Aree umide
Zambesi
Terreno incolto
Terreno coltivato
Caia
Conferma dati sul terreno
coltivato:
Caia
Consiglio distrettuale di Caia:
38000 ha
Elaborazione: 44397 ha
Cambiamenti del paesaggio in seguito all’alluvione di marzo 2001
Agosto 1999
Maggio 2001
Acque
Superficiali
Strade
e abitazioni
Palude
strada
interruzione
Zone umide
Terreno incolto
strada
Terreno coltivato
•Evacuazione della popolazione del villaggio di Marra
•Conseguente espansione del 30% della superficie della cittadina di Caia
•Interruzione della strada che porta all’attraversamento dello Zambesi
Mappa delle zone a rischio di esondazione
Interviste alla
popolazione
Sena
Localizzazione e
rilevamento a terra dei
punti
Zambesi
Caia
Realizzazione della
mappa dell’alluvione
marzo 2001
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.
Obbiettivo: Trasferire tecnologie e conoscenze nell’ottica dello
sviluppo autonomo del lavoro
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.
ANALISI DEI RIFIUTI (CAIA)
RIFIUTO DOMESTICO
STATO ATTUALE:
I rifiuti vengono gettati in buche poco lontane da casa e bruciati
Caratterizzazione grazie all’aiuto di 3 famiglie di diversa estrazione sociale:
organico
plastica
Frazione organica + legno: > 90%
carta/one
tessile
La produzione media: 0.285 kgab-1d-1
legno
gomma
metallo
La simulazione di differenziazione tra secco e umido è
stata recepita, la partecipazione ottima
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.
Risultati attesi
•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.
creazione di un mini impianto di compostaggio per i rifiuti del mercato che
non necessiterebbe di meccanizzazione viste le esigue quantità di rifiuto
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:
INADATTI
-Mezzi poco robusti per
condizioni stradali
-Non idonei alla raccolta visto il
numero e lo stato dei cassonetti
Risultati:
• 30766 t/anno 1999
Tonnellate di rifiuti conferiti in discarica in calo: • 24544 t/anno 2000
• 19260 t/anno 2001
MERCATO E ATTIVITA’ PUBBLICHE
STATO ATTUALE:
Reperimento dati tramite domande e sopralluoghi
Produzione mensile 18 m3 di rifiuto non compattato
• plastica 35%
• carta/cartone 30%
• organico /legno 20%
• alluminio/vetro 10%
• tessuti 5%
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.
Area contaminata circa 0.5 km2
MERCATO E ATTIVITA’ PUBBLICHE
PROPOSTA:
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
Produzione mensile 16 m3 = 3200 kg
• plastica 25%
• cotone 15%
• vetro 10%
• siringhe 5%
• bende 20%
plastica
cotone
vetro
siringhe
carta/one
bende
Potere calorifico stimato: 4125 kcal/kg Rifiuto
Combustione di bassa qualità
PRODUZIONE DI DIOSSINE
PROPOSTE:
MIGLIORAMENTO DELLA COMBUSTIONE PER RIDURRE LE EMISSIONI
OSPEDALE DI CAIA: stima della concentrazione delle diossine emesse
DATI
IPOTESI
Dati meteo
Altezza del camino
Tipologia dei rifiuti
Densità della popolazione
Rendimento forno
Temp. Combustione
Temp. fumi in uscita
Fattore di emissione delle diossine
Portata dei fumi in uscita
Scenari affrontati:
Minima invernale
Max invernale, min estiva
Massima estiva
15°C, v=1 m/s
15°C, v=5 m/s
25°C, v=1 m/s
25°C, v=5 m/s
40°C, v=1 m/s
40°C, v=5 m/s
STIMA DELL’ESPOSIZIONE E RISCHIO PER LA SALUTE

M
C( x, y, z 1, 5 ) 
2    v   y  z
z H v  Hs 2  2
z H v  Hs 2  2    y 2 2 


2z   e
2z    e  2 y 
 e





•Inalazione
Max.concentrazione in aria
Esposizione per:
Max.concentrazione nel suolo
E
•Ingestione
•Contatto dermico
Stima del Rischio
Rischio
Individuale
massimo
OMS
10-5 – 10-6
Caia
10-2 – 10-3
Rischio globale
f(P)
>
<
1 f(P,gestione)
C  Fc  F  T
P  Tm
POZZI:
STATO ATTUALE
Pozzi:
150 con pompa
manuale
anno costruzione: 1997
Erogazione max.: 800 l/h
Funzionamento: 10 h/d
Gestione:
Pozzi con pompa
Palude
•Comitato (3 persone)
•Sprechi d’acqua 30%
Pozzi tradizionali
•No zona rispetto
Acque superficiali
•Inquinamento da feci
animali
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
Schema del sistema 4
Ipotesi costruttive:
•diametro ugello = 0.003 m;
•diametro canale =0.05 m;
•carico piezometrico = 1.5 m.
v2
z  p 
 cos t  h0 Conservazione
2g
v i  2g
pi

Q j2
pj
H

D
2g( )2 
2
Qtot  Qi
del carico
Foro i-esimo del tubo
Canale j-esimo
Eq.di continuità
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 = AksRh2/3if1/2
-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)
2m
1.5 km
-Raggio idraulico nei 2 casi: Rh=4.2 m, Rh=3.24 m
8.14 m
3.40 km
-tirante utilizzato: 8.14 m Max tirante piena 2001
3.24 m in condizioni normali
• potata massima:
• portata in condizioni normali:
Q = 45000 m3/s
Q = 12000 m3/s
Interazione diga corso d’acqua:
Riduzione del tirante in condizioni di piena
- 9000 m3/s
Scarico della diga
8.14 m
7.61 m
3.24 m
4.46 m
Tirante a Caia:
+ 4500 m3/s
Possibile transito del traghetto
SVILUPPI FUTURI: