Domestic Biogas Plant for fuel and organic fertilizer [Uganda]
- Criação:
- Atualização:
- Compilador/a: JOSELINE KASHAGAMA
- Editor: Kamugisha Rick Nelson
- Revisores: Nicole Harari, Udo Höggel, Donia Mühlematter
Bayogasi
technologies_3371 - Uganda
Veja as seções
Expandir tudo Recolher tudo1. Informação geral
1.2 Detalhes do contato das pessoas capacitadas e instituições envolvidas na avaliação e documentação da tecnologia
Pessoa(s) capacitada(s)
usuário de terra:
Wodonya Patrick
+256 786 189490
Bulambuli District Eastern Uganda
Uganda
Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)
Scaling-up SLM practices by smallholder farmers (IFAD)Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)
National Agricultural Research Organisation (NARO) - Uganda1.3 Condições em relação ao uso da informação documentada através de WOCAT
Quando os dados foram compilados (no campo)?
19/10/2017
O/a compilador/a e a(s) pessoa(s) capacitada(s) aceitam as condições relativas ao uso de dados documentados através da WOCAT:
Sim
1.4 Declaração de sustentabilidade da tecnologia descrita
A tecnologia descrita aqui é problemática em relação a degradação da terra de forma que não pode ser declarada uma tecnologia de gestão sustentável de terra?
Não
Comentários:
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. Descrição da tecnologia de GST
2.1 Descrição curta da tecnologia
Definição da tecnologia:
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 Descrição detalhada da tecnologia
Descrição:
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 Fotos da tecnologia
2.4 Vídeos da tecnologia
Comentários, breve descrição:
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/região/locais onde a tecnologia foi aplicada e que estão cobertos nesta avaliação
País:
Uganda
Região/Estado/Província:
Eastern Uganda
Especificação adicional de localização:
Sisiyi Sub county, Gibuzale Parish, Bulabuli District
Comentários:
1.2899 , 34.3551
Map
×2.6 Data da implementação
Indique o ano de implementação:
2016
2.7 Introdução da tecnologia
Especifique como a tecnologia foi introduzida:
- através de projetos/intervenções externas
Comentários (tipos de projeto, etc.):
Kawcom Uganda constructs Biogas Plant for its coffee suppliers.
3. Classificação da tecnologia de GST
3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia
- Melhora a produção
- Reduz, previne, recupera a degradação do solo
- Preserva ecossistema
- Criar impacto econômico benéfico
- Cria impacto social benéfico
3.2 Tipo(s) atualizado(s) de uso da terra onde a tecnologia foi aplicada
Terra de cultivo
- Cultura perene (não lenhosa)
Principais plantações (colheitas para venda e consumo próprio):
Coffee and Bananas
Pastagem
Pastagem intensiva/produção de forragem:
- Semiestabulação/sem pastagem
Principais espécies animais e produtos:
Cows
Comentários:
The technology is applied around the land user's homestead.
3.3 Mais informações sobre o uso da terra
Abastecimento de água para a terra na qual a tecnologia é aplicada:
- Misto de precipitação natural-irrigado
Comentários:
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 estações de cultivo por ano:
- 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.
Densidade animal (se relevante):
3 cows
3.4 Grupo de GST ao qual pertence a tecnologia
- Gestão natural e seminatural de floresta
- Gestão integrada de fertilidade do solo
- Tecnologias de eficiência energética
3.5 Difusão da tecnologia
Especifique a difusão da tecnologia:
- Aplicado em pontos específicos/concentrado numa pequena área
3.6 Medidas de GST contendo a tecnologia
Medidas agronômicas
- A2: Matéria orgânica/fertilidade do solo
Medidas estruturais
- S10: medidas de economia de energia
Medidas de gestão
- M6: Gestão de resíduos (reciclagem, reuso ou redução)
3.7 Principais tipos de degradação da terra abordados pela tecnologia
Degradação biológica
- Bc: redução da cobertura vegetal
- Bq: quantidade/ declínio da biomassa
Comentários:
The technology addresses biological degradation (reduction of vegetation cover) through reduced cutting of trees for firewood.
3.8 Redução, prevenção ou recuperação da degradação do solo
Especifique o objetivo da tecnologia em relação a degradação da terra:
- Prevenir degradação do solo
- Reduzir a degradação do solo
Comentários:
Biogas reduces and prevents land degradation through reduction in deforestation to supply firewood and charcoal.
4. Especificações técnicas, implementação de atividades, entradas e custos
4.1 Desenho técnico da tecnologia
4.2 Especificações técnicas/ explicações do desenho 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 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos
Especifique como custos e entradas foram calculados:
- Por unidade de tecnologia
Especifique a unidade:
Construction Materials
Especifique volume, comprimento, etc (se relevante):
Volume
Especifique a moeda utilizada para os cálculos de custo:
- Dólares norte-americanos
Indique a taxa cambial do dólar norte americano para a moeda local (se relevante): 1 USD =:
3600,0
Indique a média salarial da mão-de-obra contratada por dia:
$ 1.389
4.4 Atividades de implantação
Atividade | Tipo de medida | Periodicidade | |
---|---|---|---|
1. | Plan and take measurements | Estrutural | Not applicable |
2. | Buy and deliver the construction materials | Estrutural | Not applicable |
3. | Dig the pits | Estrutural | Not applicable |
4. | Build the concrete | Estrutural | Not applicable |
5. | Put the pipes | Estrutural | Not applicable |
6. | Connect to the stove and lamp | Estrutural | Not applicable |
4.5 Custos e entradas necessárias para a implantação
Se possível, discrimine os custos de implantação de acordo com a seguinte tabela, especificando entradas e custos por entrada. Se não for possível, dê uma estimativa dos custos totais de implantação da tecnologia:
451,16
Especifique a entrada | Unidade | Quantidade | Custos por unidade | Custos totais por entrada | % dos custos arcados pelos usuários da terra | |
---|---|---|---|---|---|---|
Mão-de-obra | Man labour (Digging the holes)) | Person-days | 2,0 | 13,89 | 27,78 | 50,0 |
Mão-de-obra | Man labour (Building) | person-days | 20,0 | 4,17 | 83,4 | 50,0 |
Equipamento | Stove | piece | 1,0 | 27,78 | 27,78 | 50,0 |
Equipamento | Lamp | Piece | 1,0 | 27,78 | 27,78 | 100,0 |
Material de construção | Bricks | Piece | 700,0 | 0,042 | 29,4 | 50,0 |
Material de construção | Cement | Bag (50kg) | 11,0 | 8,89 | 97,79 | 50,0 |
Material de construção | Sand | Tonnes | 1,0 | 41,67 | 41,67 | 50,0 |
Material de construção | Stones | Tonnes | 0,5 | 27,78 | 13,89 | 50,0 |
Outros | Pipes | piece @ 10m | 3,0 | 4,17 | 12,51 | 50,0 |
Outros | Wire goose | Meters | 3,0 | 1,94 | 5,82 | 50,0 |
Outros | Transportation | Trip | 3,0 | 27,78 | 83,34 | 50,0 |
Custos totais para a implantação da tecnologia | 451,16 |
Se o usuário da terra arca com menos que 100% dos custos, indique quem cobre os custos remanescentes:
Kawacon Uganda Limited
Comentários:
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 Atividades recorrentes/manutenção
Atividade | Tipo de medida | Periodicidade/frequência | |
---|---|---|---|
1. | Manual mixing of the dung & water | Gestão | Every Morning |
2. | Add mixture (dung & water) | Gestão | Every morning |
3. | Emptying of the the overflow | Gestão | When necessary |
4.7 Custos e entradas necessárias pata a manutenção/atividades recorrentes (por ano)
Se possível, discrimine os custos de manutenção de acordo com a seguinte tabela, especificando entradas e custos por entrada. Se não for possível, dê uma estimativa dos custos totais de manutenção da tecnologia:
5,32
Especifique a entrada | Unidade | Quantidade | Custos por unidade | Custos totais por entrada | % dos custos arcados pelos usuários da terra | |
---|---|---|---|---|---|---|
Mão-de-obra | Man Labour | persons- days | 2,0 | 1,39 | 2,78 | 100,0 |
Equipamento | Mixing Basin | piece | 1,0 | 1,39 | 1,39 | 100,0 |
Fertilizantes e biocidas | Cow dung | kg | 40,0 | 0,028 | 1,12 | 100,0 |
Fertilizantes e biocidas | Water | Litres | 20,0 | 0,0014 | 0,03 | 100,0 |
Custos totais para a manutenção da tecnologia | 5,32 |
Comentários:
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 Fatores mais importantes que afetam os custos
Descreva os fatores mais determinantes que afetam os custos:
The construction costs, determined by the size of the biogas plant.
5. Ambiente natural e humano
5.1 Clima
Precipitação pluviométrica 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 a média pluviométrica anual em mm (se conhecida):
1600,00
Especificações/comentários sobre a pluviosidade:
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 o nome da estação meteorológica de referência considerada:
Buginyanya Zonal Agricultural Research and Development Institute - BugiZARDI
Zona agroclimática
- úmido
5.2 Topografia
Declividade média:
- Plano (0-2%)
- Suave ondulado (3-5%)
- Ondulado (6-10%)
- Moderadamente ondulado (11-15%)
- Forte ondulado (16-30%)
- Montanhoso (31-60%)
- Escarpado (>60%)
Formas de relevo:
- Planalto/planície
- Cumes
- Encosta de serra
- Encosta de morro
- Sopés
- Fundos de vale
Zona de altitude:
- 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 se a tecnologia é aplicada especificamente em:
- Não relevante
5.3 Solos
Profundidade do solo em média:
- Muito raso (0-20 cm)
- Raso (21-50 cm)
- Moderadamente profundo (51-80 cm)
- Profundo (81-120 cm)
- Muito profundo (>120 cm)
Textura do solo (solo superficial):
- Médio (limoso, siltoso)
Textura do solo (>20 cm abaixo da superfície):
- Médio (limoso, siltoso)
Matéria orgânica do solo superficial:
- Médio (1-3%)
5.4 Disponibilidade e qualidade de água
Lençol freático:
Na superfície
Disponibilidade de água de superfície:
Bom
Qualidade da água (não tratada):
Água potável boa
A salinidade da água é um problema?
Não
Ocorre inundação da área?
Não
Comentários e outras especificações sobre a qualidade e a quantidade da água:
The area gets water from River Gibuzale that flows through the village.
5.5 Biodiversidade
Diversidade de espécies:
- Alto
Diversidade de habitat:
- Baixo
5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia
Sedentário ou nômade:
- Sedentário
Orientação de mercado do sistema de produção:
- Comercial/mercado
Rendimento não agrícola:
- Menos de 10% de toda renda
Nível relativo de riqueza:
- Média
Indivíduos ou grupos:
- Indivíduo/unidade familiar
Nível de mecanização:
- Trabalho manual
Gênero:
- Mulheres
- Homens
Idade dos usuários da terra:
- Crianças
- meia-idade
5.7 Média da área de terra própria ou arrendada por usuários da terra que utilizam a tecnologia
- < 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
É considerado pequena, média ou grande escala (referente ao contexto local)?
- Pequena escala
Comentários:
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 Propriedade de terra, direitos de uso da terra e de uso da água
Propriedade da terra:
- Indivíduo, não intitulado
Direitos do uso da terra:
- Indivíduo
Direitos do uso da água:
- Comunitário (organizado)
5.9 Acesso a serviços e infraestrutura
Saúde:
- Pobre
- Moderado
- Bom
Educação:
- Pobre
- Moderado
- Bom
Assistência técnica:
- Pobre
- Moderado
- Bom
Emprego (p. ex. não agrícola):
- Pobre
- Moderado
- Bom
Mercados:
- Pobre
- Moderado
- Bom
Energia:
- Pobre
- Moderado
- Bom
Vias e transporte:
- Pobre
- Moderado
- Bom
Água potável e saneamento:
- Pobre
- Moderado
- Bom
Serviços financeiros:
- Pobre
- Moderado
- Bom
6. Impactos e declarações finais
6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia
Impactos socioeconômicos
Produção
Produção agrícola
Quantidade anterior à GST:
800kg
Quantidade posterior à GST:
1200kg
Comentários/especificar:
The land user uses the organic manure in his coffee plantation which has greatly led to increased yields.
Qualidade da safra
Comentários/especificar:
Bigger coffee beans
Geração de energia
Comentários/especificar:
Use of biogas for lighting and heating
Renda e custos
Despesas com insumos agrícolas
Comentários/especificar:
No costs on purchase of fertilizer since the land user applies the bi-product (fermented manure) of the biogas.
Rendimento agrícola
Quantidade anterior à GST:
UGX 1040000
Quantidade posterior à GST:
UGX 1560000
Comentários/especificar:
More yields hence more incomes
Carga de trabalho
Comentários/especificar:
No more fetching firewood for cooking
Impactos socioculturais
Segurança alimentar/auto-suficiência
Estado de saúde
Comentários/especificar:
Use of biogas reduces effects of smoke inhaled through the use of firewood hence reduced lung diseases.
Conhecimento de GST/ degradação da terra
Comentários/especificar:
Increased knowledge on the use of organic manure as a sustainability practice.
Situação de grupos social e economicamente desfavorecidos
Comentários/especificar:
Biogas use favours women and the disabled as it reduces the workload of fetching firewood especially from distant areas or forests.
Impactos ecológicos
Solo
Umidade do solo
Comentários/especificar:
The bi-product from the biogas plant is watery hence its used in the farm to moist the soil
Cobertura do solo
Comentários/especificar:
Use of biogas reduces tree cutting
Acumulação de solo
Comentários/especificar:
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 e recarga de nutrientes
Comentários/especificar:
The bi- product removed from the digester at the end of the process is used as organic fertilizer
Matéria orgânica do solo/carbono abaixo do solo
Comentários/especificar:
Use of organic manure supports multiplication of organic matter in the soil
6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia
Poluição de água subterrânea/rio
Comentários/especificar:
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.
Danos em áreas vizinhas
Comentários/especificar:
The user doesn't have to encourage on the neighbours' land to fetch firewood since biogas is now used for heating.
Impacto dos gases de efeito estufa
Comentários/especificar:
Reduced bad smells from the dung
Comentários relativos à avaliação de impacto:
The technology has less impact on the off site since its practiced in the land user's homestead.
6.3 Exposição e sensibilidade da tecnologia às mudanças climáticas graduais e extremos/desastres relacionados ao clima (conforme o ponto de vista dos usuários da terra)
Mudança climática gradual
Mudança climática gradual
Estação do ano | Tipo de mudança climática/extremo | Como a tecnologia lida com isso? | |
---|---|---|---|
Temperatura anual | aumento | bem | |
Precipitação pluviométrica sazonal | estação úmida/das chuvas | redução/diminuição | bem |
6.4 Análise do custo-benefício
Como os benefícios se comparam aos custos de implantação (do ponto de vista dos usuários da terra)?
Retornos a curto prazo:
negativo
Retornos a longo prazo:
muito positivo
Como os benefícios se comparam aos custos recorrentes/de manutenção(do ponto de vista dos usuários da terra)?
Retornos a curto prazo:
muito positivo
Retornos a longo prazo:
muito positivo
Comentários:
No maintenance costs involved hence higher benefits.
6.5 Adoção da tecnologia
- 1-10%
Se disponível, determine a quantidade (número de unidades familiares e/ou área abordada):
10
Entre todos aqueles que adotaram a tecnologia, quantos adotaram espontaneamente, ou seja, sem receber nenhum incentivo material/pagamentos?
- 0-10%
Comentários:
All received support from Kawacom (U) Ltd.
6.6 Adaptação
A tecnologia foi recentemente modificada para adaptar-se as condições variáveis?
Não
6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia
Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do usuário da terra |
---|
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 |
Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada |
---|
Biogas protects the environment through reduced deforestation hence climate change mitigation. |
6.8 Pontos fracos, desvantagens/riscos da tecnologia e formas de superá-los
Pontos fracos/desvantagens/riscos na visão do usuário da terra | Como eles podem ser superados? |
---|---|
Inadequate dung | Collects dung from cattle owners in the area |
Pontos fracos/vantagens/riscos na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada | Como eles podem ser superados? |
---|---|
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. Referências e links
7.1 Métodos/fontes de informação
- visitas de campo, pesquisas de campo
1
- entrevistas com usuários de terras
2 informats
- entrevistas com especialistas em GST
1
- compilação de relatórios e outra documentação existente
2
7.3 Links para informação relevante que está disponível online
Título/ descrição:
Uganda Domestic Biogas Programme (UDBP)
URL:
https://www.ngoaidmap.org/projects/3031
Título/ descrição:
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
Links e módulos
Expandir tudo Recolher tudoLinks
Não há links
Módulos
Não há módulos