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: