Tecnologías

Domestic Biogas Plant for fuel and organic fertilizer [Uganda]

Bayogasi

technologies_3371 - Uganda

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1. Información general

1.2 Detalles de contacto de las personas de referencia e instituciones involucradas en la evaluación y la documentación de la Tecnología

Persona(s) de referencia clave

usuario de la tierra:

Wodonya Patrick

+256 786 189490

Bulambuli District Eastern Uganda

Uganda

Nombre del proyecto que financió la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
Scaling-up SLM practices by smallholder farmers (IFAD)
Nombre de la(s) institución(es) que facilitaron la documentación/ evaluación de la Tecnología (si fuera relevante)
National Agricultural Research Organisation (NARO) - Uganda

1.3 Condiciones referidas al uso de datos documentados mediante WOCAT

¿Cuándo se compilaron los datos (en el campo)?

19/10/2017

El compilador y la/s persona(s) de referencia claves aceptan las condiciones acerca del uso de los datos documentados mediante WOCAT:

1.4 Declaración de la sostenibilidad de la Tecnología descrita

¿La Tecnología aquí descrita resulta problemática en relación a la degradación de la tierra, de tal forma que no puede considerársela una tecnología sostenible para el manejo de la tierra?

No

Comentarios:

Biogas protects the environment through reduced tree cutting and emission of harmful gases and the bi- product removed from the digester is used as organic fertilizer that boosts crop production.

2. Descripción de la Tecnología MST

2.1 Breve descripción de la Tecnología

Definición de la Tecnología:

Domestic biogas plant converts livestock manure into biogas and organic fertilizer. The technique uses cow dung to produce methane gas for lighting and heating.

2.2 Descripción detallada de la Tecnología

Descripción:

Domestic biogas plants convert livestock manure into biogas and bio-slurry, a form of organic fertilizer (fermented manure). Biogas is a renewable energy or gas produced by the breakdown of organic matter in the absence of oxygen. Most people in Uganda, especially in rural areas, don’t have access to electricity and mostly rely on firewood and charcoal (mostly in urban areas). This has led to depletion of forests since these forests are the main supply of wood fuel. The domestic biogas technique uses fresh cow dung to produce methane gas for lighting and heating.

This technology is viable for smallholder farmers with livestock that are capable of producing 25 kg of fresh dung per day, typically about five indigenous cows. This makes the technology suitable for smallholders in developing countries. Fresh cow dung is collected and mixed with water at a ratio of 1:1, depending on the thickness of the dung, to produce a free-flowing mixture. The mixture is poured into the digester where microbes break it down under an oxygen-free environment and in the process release methane gas which is harvested in a cylinder and piped straight into the home for lighting and/ or heating.
Dimensions for the Digester (4m in diameter and 3 m in depth). Overflow tank/ Outlet is 2 meters by 2 meters. Materials used in the construction of the plant include sand, cement, bricks, iron rods, gravel and water. Biogas stove, lamp and its appliances and gas controller or pressure gauge are connected after the construction of the biogas plant which can be purchased from specified outlets on the urban markets.

Production and use of biogas protects the environment through reduced tree cutting and emission of harmful greenhouse gases (GHG). It also eases the workload of rural women and children by providing a safe and cheap source of fuel since it reduces the risk encountered by children and women looking for firewood and spares their time that would otherwise be spent in the process. The bi-product (bio-slurry) removed from the digester at the end of the process is used as organic fertilizer which boosts crop productivity and is a highly nutritious feed supplement for animals.
The technology has safety issues especially on the side of children when it comes to the flammable gas.

2.3 Fotografías de la Tecnología

2.4 Videos de la Tecnología

Comentarios, descripción breve:

The video couldn't be captured since the largest part of the biogas plant is below the ground and the system was constructed long ago before the documentation process.

2.5 País/ región/ lugares donde la Tecnología fue aplicada y que se hallan comprendidos por esta evaluación

País:

Uganda

Región/ Estado/ Provincia:

Eastern Uganda

Especifique más el lugar :

Sisiyi Sub county, Gibuzale Parish, Bulabuli District

Comentarios:

1.2899 , 34.3551

2.6 Fecha de la implementación

Indique año de implementación:

2016

2.7 Introducción de la Tecnología

Especifique cómo se introdujo la Tecnología:
  • mediante proyectos/ intervenciones externas
Comentarios (tipo de proyecto, etc.):

Kawcom Uganda constructs Biogas Plant for its coffee suppliers.

3. Clasificación de la Tecnología MST

3.1 Propósito(s) principal(es) de la Tecnología MST

  • mejorar la producción
  • reducir, prevenir, restaurar la degradación del suelo
  • conservar el ecosistema
  • crear impacto económico benéfico
  • crear impacto social benéfico

3.2 Tipo(s) actuales de uso de la tierra donde se aplica la Tecnología

Tierras cultivadas

Tierras cultivadas

  • Cultivos perennes (no leñosos)
Cosechas principales (comerciales y de subsistencia):

Coffee and Bananas

Tierra de pastoreo

Tierra de pastoreo

Pastoreo intensivo/ producción de forraje:
  • Cortar y llevar/ cero pastoreo
Especies y productos animales principales:

Cows

Comentarios:

The technology is applied around the land user's homestead.

3.3 Información adicional sobre el uso de tierras

Provisión de agua para la tierra donde se aplica la Tecnología:
  • mixta de secano – irrigada
Comentarios:

Irrigation performed during the dry season. i.e. around mid November to mid March while the river Gibuzale provides water for the biogas plant and for irrigation.

Número de temporadas de cultivo por año:
  • 3
Especifique:

One can have 2 agricultural seasons if a field is NOT near a water source. Three (3) such season are possible if the field is near a river.

Densidad del ganado (si fuese relevante):

3 cows

3.4 Grupo MST al que pertenece la Tecnología

  • manejo de bosques naturales y seminaturales:
  • manejo integrado de la fertilidad del suelo
  • tecnologías de eficiencia energética

3.5 Difusión de la Tecnología

Especifique la difusión de la Tecnología:
  • aplicada en puntos específicos/ concentrada en un área pequeña

3.6 Medidas MST que componen la Tecnología

medidas agronómicas

medidas agronómicas

  • A2: materia orgánica/ fertilidad del suelo
medidas estructurales

medidas estructurales

  • S10: Medidas de ahorro de energía
medidas de manejo

medidas de manejo

  • M6: Manejo de desperdicios (reciclado, reutilización o reducción)

3.7 Principales tipos de degradación del suelo encarados con la Tecnología

degradación biológica

degradación biológica

  • Bc: reducción de la cobertura vegetal del suelo
  • Bq: reducción de la cantidad/ biomasa
Comentarios:

The technology addresses biological degradation (reduction of vegetation cover) through reduced cutting of trees for firewood.

3.8 Prevención, reducción o restauración de la degradación del suelo

Especifique la meta de la Tecnología con relación a la degradación de la tierra:
  • prevenir la degradación del suelo
  • reducir la degradación del suelo
Comentarios:

Biogas reduces and prevents land degradation through reduction in deforestation to supply firewood and charcoal.

4. Especificaciones técnicas, actividades de implementación, insumos y costos

4.1 Dibujo técnico de la Tecnología

Autor:

Prossy Kaheru

Fecha:

26/03/2018

4.2 Especificaciones técnicas/ explicaciones del dibujo técnico

Components and Construction of the Bio gas plant
The size of the biogas plant is based on the availability of raw materials, use and financial status. The Biogas plant has the following components the inlet pipe/ tank, the digester, the outlet tank and gas pipe. Materials used in the construction of the plant include Sand, Cement, bricks, iron rods, gravel and water.
The land should be leveled before construction after which the pits are evacuated in their proper sizes and depth. After which construction of the walls begins with a mixture of cement and sand with a ratio of 1:4.
The inlet pipe is about 15cm in diameter which is connected to the digester. Dimensions for the Digester are 4m in diameter and 3m in depth with the thickness of 35cm and strong enough to with stand the load since they are partially buried under ground. The gas pipe is connected to the digester which carries the gas to the point of utilization, such as a stove or lamp. The digester is connected to the overflow tank which is 2 meters in diameter and 2meters in depth.
Biogas stove, lamp and its appliances and gas controller or gauge are connected after the construction of the biogas plant.

Production of Biogas
Biogas is produced from biodegradable materials such as animal dung mixed with water. Before the dung is fed into the plant, it is mixed with water in a tank or basin to give a solid content of 1: 1.5 ratios in the slurry. The mixture is discharged into the digester through the inlet pipe. The mixture ferments inside this digester and biogas is produced through bacterial action, the gas of which settles on top of the slurry in the digester which goes through a gas pipe connected on top of the tank. The gas pipe has a gas/pressure regulator which controls the outlet pressure of the gas to the gas burner or bulb. The digested slurry is discharged into the outlet tank through the outlet opening and use a fertiliser.

4.3 Información general sobre el cálculo de insumos y costos

Especifique cómo se calcularon los costos e insumos:
  • por unidad de Tecnología
Especifique unidad:

Construction Materials

Especifique volumen, largo, etc. (si fuera relevante):

Volume

Especifique la moneda usada para calcular costos:
  • dólares americanos
Indique la tasa de cambio de USD a la moneda local (si fuese relevante): 1 USD =:

3600,0

Indique el costo promedio del salario de trabajo contratado por día:

$ 1.389

4.4 Actividades de establecimiento

Actividad Tipo de medida Momento
1. Plan and take measurements Estructurales Not applicable
2. Buy and deliver the construction materials Estructurales Not applicable
3. Dig the pits Estructurales Not applicable
4. Build the concrete Estructurales Not applicable
5. Put the pipes Estructurales Not applicable
6. Connect to the stove and lamp Estructurales Not applicable

4.5 Costos e insumos necesarios para el establecimiento

Si fuera posible, desglose los costos de establecimiento de acuerdo a la siguiente tabla, especificando insumos y costos por insumo. Si usted no pudiese desglosar los costos, proporcione un estimado de los costos totales para establecer la Tecnología:

451,16

Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad Costos totales por insumo % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra Man labour (Digging the holes)) Person-days 2,0 13,89 27,78 50,0
Mano de obra Man labour (Building) person-days 20,0 4,17 83,4 50,0
Equipo Stove piece 1,0 27,78 27,78 50,0
Equipo Lamp Piece 1,0 27,78 27,78 100,0
Material de construcción Bricks Piece 700,0 0,042 29,4 50,0
Material de construcción Cement Bag (50kg) 11,0 8,89 97,79 50,0
Material de construcción Sand Tonnes 1,0 41,67 41,67 50,0
Material de construcción Stones Tonnes 0,5 27,78 13,89 50,0
Otros Pipes piece @ 10m 3,0 4,17 12,51 50,0
Otros Wire goose Meters 3,0 1,94 5,82 50,0
Otros Transportation Trip 3,0 27,78 83,34 50,0
Costos totales para establecer la Tecnología 451,16
Si el usuario de la tierra no cubrió el 100% de los costos, indique quién financió el resto del costo:

Kawacon Uganda Limited

Comentarios:

Kawacom (U) Ltd imports coffee thus it supports coffee farmers who are its suppliers.
The length of the gas pipes also depends on the distance from the plant to the homestead.

4.6 Actividades de establecimiento/ recurrentes

Actividad Tipo de medida Momento/ frequencia
1. Manual mixing of the dung & water Manejo Every Morning
2. Add mixture (dung & water) Manejo Every morning
3. Emptying of the the overflow Manejo When necessary

4.7 Costos e insumos necesarios para actividades de mantenimiento/ recurrentes (por año)

Si fuera posible, desglose los costos de mantenimiento de acuerdo a la siguiente tabla, especificando insumos y costos por insumo. Si usted no pudiese desglosar los costos, proporcione un estimado de los costos totales que se necesitan para el mantenimiento de la Tecnología:

5,32

Especifique insumo Unidad Cantidad Costos por unidad Costos totales por insumo % de los costos cubiertos por los usuarios de las tierras
Mano de obra Man Labour persons- days 2,0 1,39 2,78 100,0
Equipo Mixing Basin piece 1,0 1,39 1,39 100,0
Fertilizantes y biocidas Cow dung kg 40,0 0,028 1,12 100,0
Fertilizantes y biocidas Water Litres 20,0 0,0014 0,03 100,0
Indique los costos totales para mantenecer la Tecnología 5,32
Comentarios:

The maintenance costs were estimated at a two weekly basis. Most smaller holders don't incur any costs on maintenance since labour and acquisition of the dung is got from their own cows and from friends which is free of charge and use family labour. The cost for water accounts for labour used to fetch the water from the stream

4.8 Factores más determinantes que afectan los costos:

Describa los factores más determinantes que afectan los costos:

The construction costs, determined by the size of the biogas plant.

5. Entorno natural y humano

5.1 Clima

Lluvia anual
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1,000 mm
  • 1,001-1,500 mm
  • 1,501-2,000 mm
  • 2,001-3,000 mm
  • 3,001-4,000 mm
  • > 4,000 mm
Especifique el promedio anual de lluvia (si lo conoce), en mm:

1600,00

Especificaciones/ comentarios sobre la cantidad de lluvia:

The zone receives a bi-modal pattern of rainfall, with the wettest months being April and October, while July to August and December to February are relatively dry.

Indique el nombre de la estación metereológica de referencia considerada:

Buginyanya Zonal Agricultural Research and Development Institute - BugiZARDI

Zona agroclimática
  • húmeda

5.2 Topografía

Pendientes en promedio:
  • plana (0-2 %)
  • ligera (3-5%)
  • moderada (6-10%)
  • ondulada (11-15%)
  • accidentada (16-30%)
  • empinada (31-60%)
  • muy empinada (>60%)
Formaciones telúricas:
  • meseta/ planicies
  • cordilleras
  • laderas montañosas
  • laderas de cerro
  • pies de monte
  • fondo del valle
Zona altitudinal:
  • 0-100 m s.n.m.
  • 101-500 m s.n.m.
  • 501-1,000 m s.n.m
  • 1,001-1,500 m s.n.m
  • 1,501-2,000 m s.n.m
  • 2,001-2,500 m s.n.m
  • 2,501-3,000 m s.n.m
  • 3,001-4,000 m s.n.m
  • > 4,000 m s.n.m
Indique si la Tecnología se aplica específicamente en:
  • no relevante

5.3 Suelos

Profundidad promedio del suelo:
  • muy superficial (0-20 cm)
  • superficial (21-50 cm)
  • moderadamente profunda (51-80 cm)
  • profunda (81-120 cm)
  • muy profunda (>120 cm)
Textura del suelo (capa arable):
  • mediana (limosa)
Textura del suelo (> 20 cm debajo de la superficie):
  • mediana (limosa)
Materia orgánica de capa arable:
  • media (1-3%)

5.4 Disponibilidad y calidad de agua

Agua subterránea:

en superficie

Disponibilidad de aguas superficiales:

bueno

Calidad de agua (sin tratar):

agua potable de buena calidad

¿La salinidad del agua es un problema?

No

¿Se está llevando a cabo la inundación del área? :

No

Comentarios y especificaciones adicionales sobre calidad y cantidad de agua:

The area gets water from River Gibuzale that flows through the village.

5.5 Biodiversidad

Diversidad de especies:
  • elevada
Diversidad de hábitats:
  • baja

5.6 Las características de los usuarios de la tierra que aplican la Tecnología

Sedentario o nómada:
  • Sedentario
Orientación del mercado del sistema de producción:
  • comercial/ mercado
Ingresos no agrarios:
  • menos del 10% de todos los ingresos
Nivel relativo de riqueza:
  • promedio
Individuos o grupos:
  • individual/ doméstico
Nivel de mecanización:
  • trabajo manual
Género:
  • mujeres
  • hombres
Edad de los usuarios de la tierra:
  • niños
  • personas de mediana edad

5.7 Área promedio de la tierra que pertenece a o es arrendada por usuarios de tierra que aplican la Tecnología

  • < 0.5 ha
  • 0.5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1,000 ha
  • 1,000-10,000 ha
  • > 10,000 ha
¿Esto se considera de pequeña, mediana o gran escala (refiriéndose al contexto local)?
  • pequeña escala
Comentarios:

The land user owns 0.4 ha of land which is considered small in the area compared to other land owners who own over 4 ha.

5.8 Tenencia de tierra, uso de tierra y derechos de uso de agua

Tenencia de tierra:
  • individual, sin título
Derechos de uso de tierra:
  • individual
Derechos de uso de agua:
  • comunitarios (organizado)

5.9 Acceso a servicios e infraestructura

salud:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
educación:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
asistencia técnica:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
empleo (ej. fuera de la granja):
  • pobre
  • moderado
  • bueno
mercados:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
energía:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
caminos y transporte:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
agua potable y saneamiento:
  • pobre
  • moderado
  • bueno
servicios financieros:
  • pobre
  • moderado
  • bueno

6. Impactos y comentarios para concluir

6.1 Impactos in situ demostrados por la Tecnología

Impactos socioeconómicos

Producción

producción de cultivo

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

800kg

Cantidad luego de MST:

1200kg

Comentarios/ especifique:

The land user uses the organic manure in his coffee plantation which has greatly led to increased yields.

calidad de cultivo

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Bigger coffee beans

generación de energía

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Use of biogas for lighting and heating

Ingreso y costos

gastos en insumos agrícolas

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

No costs on purchase of fertilizer since the land user applies the bi-product (fermented manure) of the biogas.

ingreso agrario

disminuyó
incrementó
Cantidad antes de MST:

UGX 1040000

Cantidad luego de MST:

UGX 1560000

Comentarios/ especifique:

More yields hence more incomes

carga de trabajo

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

No more fetching firewood for cooking

Impactos socioculturales

seguridad alimentaria/ autosuficiencia

disminuyó
mejoró

situación de salud

empeoró
mejoró
Comentarios/ especifique:

Use of biogas reduces effects of smoke inhaled through the use of firewood hence reduced lung diseases.

MST/ conocimiento de la degradación del suelo

disminuyó
mejoró
Comentarios/ especifique:

Increased knowledge on the use of organic manure as a sustainability practice.

situación de grupos en desventaja social y económica

empeoró
mejoró
Comentarios/ especifique:

Biogas use favours women and the disabled as it reduces the workload of fetching firewood especially from distant areas or forests.

Impactos ecológicos

Suelo

humedad del suelo

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

The bi-product from the biogas plant is watery hence its used in the farm to moist the soil

cubierta del suelo

disminuyó
mejoró
Comentarios/ especifique:

Use of biogas reduces tree cutting

acumulación de suelo

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

The bi- product removed from the digester at the end of the process is used as organic fertilizer which increases activities of soil organisms hence soil accumulation.

ciclo/ recarga de nutrientes

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

The bi- product removed from the digester at the end of the process is used as organic fertilizer

materia orgánica debajo del suelo C

disminuyó
incrementó
Comentarios/ especifique:

Use of organic manure supports multiplication of organic matter in the soil

6.2 Impactos fuera del sitio demostrados por la Tecnología

contaminación de aguas subterráneas/ de ríos

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

The dung and urine from the animals is used as material in the biogas plant which would have been washed away by run off water into the river.

daño a campos de vecinos

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

The user doesn't have to encourage on the neighbours' land to fetch firewood since biogas is now used for heating.

impacto de gases de invernadero

incrementó
disminuyó
Comentarios/ especifique:

Reduced bad smells from the dung

Comentarios acerca de la evaluación del impacto:

The technology has less impact on the off site since its practiced in the land user's homestead.

6.3 Exposición y sensibilidad de la Tecnología al cambio climático gradual y a extremos relacionados al clima/ desastres (desde la percepción de los usuarios de tierras)

Cambio climático gradual

Cambio climático gradual
Estación tipo de cambios climáticos/ climas extremos ¿Cómo es que la tecnología soporta esto?
temperatura anual incrementó bien
lluvia estacional estación húmeda/ de lluvias disminuyó bien

6.4 Análisis costo-beneficio

¿Cómo se comparan los beneficios con los costos de establecimiento (desde la perspectiva de los usuarios de tierra)?
Ingresos a corto plazo:

negativo

Ingresos a largo plazo:

muy positivo

¿Cómo se comparan los beneficios con los costos de mantenimiento/ recurrentes (desde la perspectiva de los usuarios de tierra)?
Ingresos a corto plazo:

muy positivo

Ingresos a largo plazo:

muy positivo

Comentarios:

No maintenance costs involved hence higher benefits.

6.5 Adopción de la Tecnología

  • 1-10%
Si tiene la información disponible, cuantifique (número de hogares y/o área cubierta):

10

De todos quienes adoptaron la Tecnología, ¿cuántos lo hicieron espontáneamente, es decir, sin recibir incentivos/ pagos materiales?
  • 0-10%
Comentarios:

All received support from Kawacom (U) Ltd.

6.6 Adaptación

¿La tecnología fue modificada recientemente para adaptarse a las condiciones cambiantes?

No

6.7 Fuerzas/ ventajas/ oportunidades de la Tecnología

Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del usuario de la tierra
It eases the workload by providing a safe and cheap source of fuel compared to firewood
The bi- product at the end of the process is used as organic fertilizer that boosts crop production
Fuerzas/ ventajas/ oportunidades desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave
Biogas protects the environment through reduced deforestation hence climate change mitigation.

6.8 Debilidades/ desventajas/ riesgos de la Tecnología y formas de sobreponerse a ellos

Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del usuario de la tierra ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Inadequate dung Collects dung from cattle owners in the area
Debilidades/ desventajas/ riesgos desde la perspectiva del compilador o de otra persona de referencia clave ¿Cómo sobreponerse a ellas?
Safety issues especially on the side of children when it comes to the flammable gas Continuous safety education measures to prevent fire out breaks

7. Referencias y vínculos

7.1 Métodos/ fuentes de información

  • visitas de campo, encuestas de campo

1

  • entrevistas con usuarios de tierras

2 informats

  • entrevistas con especialistas/ expertos en MST

1

  • compilación de informes y otra documentación existente

2

7.3 Vínculos a la información relevante disponible en línea

Título/ descripción:

Uganda Domestic Biogas Programme (UDBP)

URL:

https://www.ngoaidmap.org/projects/3031

Título/ descripción:

Power for the Poor From Animal Manure, Food Waste

URL:

https://www.sierraclub.org/sierra/2018-1-january-february/faces-clean-energy/power-for-poor-animal-manure-food-waste

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