Ecossistemas de biochar e fogão" para cozimento limpo e restauração do solo em Bangladesh
Solução completa
O fogão TLUD - ecossistema de biochar
Julien Winter
Bangladesh enfrenta grandes desafios à medida que perde terras para o aumento do nível do mar. No entanto, o impacto pode ser amortecido se aumentarmos a produtividade dos solos do interior. Atualmente, o rendimento está sendo limitado pela baixa matéria orgânica do solo. Podemos aumentar o húmus do solo aplicando fertilizantes de biochar. Observamos aumentos drásticos no rendimento das colheitas. O desafio tem sido produzir biochar, porque a boa biomassa é muito procurada para uso como combustível de cozinha.Produzimos biochar de forma sustentável como um subproduto do cozimento, usando um fogão gaseificador de corrente ascendente iluminado por cima (TLUD) apropriado à cultura para residências rurais.Quando implementado em vilarejos, chamamos isso de "ecossistema fogão-biochar", em que as mulheres, com seus fogões, são espécies "chave" que tornam o biochar possível, e os agricultores, com seu biochar, são "engenheiros de ecossistema" que fazem aumentos "permanentes" na matéria orgânica do solo e na produtividade biológica.
Última atualização: 06 Feb 2023
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Contexto
Desafios enfrentados
Nosso projeto é complexo e multidisciplinar. Em uma intervenção de prova de conceito, os desafios foram abordados, mas todos os aspectos precisam de pesquisas contínuas e de uma participação mais ampla de cientistas e profissionais de desenvolvimento.
Env1: A demanda por madeira para combustível é maior do que a oferta, portanto, devem ser desenvolvidos combustíveis de biomassa comprimidos.
Env2: O uso agronômico localmente apropriado do biochar precisa ser pesquisado e demonstrado.
Soc1: Os moradores precisam estar familiarizados e ter experiência prática com várias tecnologias ao mesmo tempo.
Soc2: O conhecimento precisa se enraizar no vilarejo e, deliberadamente, visamos beneficiários que sejam inovadores e curiosos para adotar novas tecnologias.
Soc3: As mulheres precisam preparar o combustível para o fogão TLUD, mas isso pode ser o meio de vida de alguém.
Ecn:1: O fogão tem de ser acessível.
Ecn:2: O "ecossistema" não desenvolverá seus ciclos positivos de retroalimentação até que o biochar tenha adquirido um valor "comercial" em virtude das experiências dos agricultores com a produção.
Localização
Dhaka, Bangladesh
Sul da Ásia
Processar
Resumo do processo
O fogão TLUD - ecossistema de biochar
Há muitos "blocos de construção" em um ecossistema, mas apenas alguns deles desempenham um papel predominante. Os ecossistemas geralmente recebem o nome de características ou espécies dominantes, como as florestas de Sundarbans ou Sal.
Em nosso "ecossistema", as mulheres com seus fogões são espécies "fundamentais" que produzem biochar. Os agricultores, com seu biochar, são "engenheiros de ecossistema" que fazem aumentos "permanentes" na matéria orgânica do solo e na produtividade biológica.
Eles interagem por meio de ciclos positivos de retroalimentação que se reforçam mutuamente por meio do fluxo de materiais (biochar, esterco, compostos, alimentos, combustível) e dinheiro. O biochar poderia aumentar a aceitação dos Akha
O biochar aumenta a produtividade do ecossistema e cria novas oportunidades de subsistência. Os aumentos na renda em dinheiro possibilitam que as famílias comprem tecnologias importadas, como energia fotovoltaica, eletrônicos, material escolar e medicamentos.
Outras "espécies" menores ou "blocos de construção" no ecossistema incluem mulheres que produzem combustíveis TLUD, empresas agrícolas que produzem fertilizantes de biochar e professores universitários. Isso é chamado de biodiversidade.
Blocos de construção
Fogão gaseificador "Akha" Top-Lit Updraft (TLUD)
O TLUD é um gaseificador simples composto por um tubo vertical preenchido com pequenos pedaços de madeira ou biomassa densificada, como pellets, bolas ou pequenos briquetes, o que é chamado de "leito de combustível". A frente de ignição desce pelo combustível, irradiando calor para o combustível bruto, secando-o e iniciando a pirólise. Os voláteis liberados são inflamados pela chama. Às vezes, a reação é chamada de "frente pirolítica de chama migratória" (MFPF). O carvão residual é deixado na parte superior do leito de combustível à medida que a MFPF se move para baixo.
Depois que a pirólise é concluída, a chama laranja se apaga e o carvão residual é coagulado e abafado ou apagado com água.
Precisávamos do "Akha", um TLUD culturalmente apropriado para Bangladesh. Ele tinha de ser fabricado localmente, estudado e feito com o mínimo possível de metal (importado). Devido à sua construção pesada, ele tem uma grelha articulada para remover o carvão. Para proteger o Akha para uso livre, há uma patente de acesso aberto. A versão atual do Akha é um protótipo que está sendo avaliado para aceitação, e melhorias óbvias podem ser feitas.
Fatores facilitadores
Para que o Akha seja bem-sucedido, ele precisa
- ter emissões muito baixas de fumaça
- ser fácil de operar e queimar de forma confiável sem apagar
- produzir carvão para uso como biochar ou como carvão vegetal.
- queimar menos combustível do que um fogão tradicional (mesmo quando o carvão não estiver queimado)
A produção de carvão pode ser o recurso essencial para a aceitação dos Akha.
Lição aprendida
A principal lição aprendida foi que o Akha foi bem aceito pelas mulheres que foram bem treinadas para usá-lo. Já conhecíamos as principais limitações do TLUD:
- Ele não queima biomassa solta, portanto, os fogões tradicionais serão reservados para essa finalidade.
- Leva tempo para dividir o combustível lenhoso em pequenos pedaços; no entanto, a produção de combustível para TLUDs pode se tornar a vida de algumas pessoas.
- Ele não queima combustível úmido.
- Ele é carregado em lotes com combustível em vez de ser alimentado continuamente, portanto, para longos períodos de cozimento, terá de ser recarregado.
- As mulheres precisam ser treinadas para preparar o combustível e operar um TLUD.
Biochar
O carvão é matéria orgânica carbonizada produzida por pirólise.
Biochar é o carvão usado para biotecnologia, como na agricultura.
Carvão vegetal é o carvão usado como combustível.
O biochar tem algumas propriedades importantes:
- Resistência à decomposição biológica e química, por isso perdura no solo por séculos e pode ser usado para armazenar carbono atmosférico.
- Alta área de superfície
- Superfícies com carga negativa e algumas cargas positivas podem reter nutrientes solúveis de plantas, como nitrogênio e potássio, e outros minerais.
Em Bangladesh, os solos geralmente têm baixo teor de matéria orgânica, pois o clima quente e úmido e o cultivo agrícola promovem a decomposição da matéria orgânica. Os solos com baixo teor de matéria orgânica tornam-se duros e abrem espaço nos poros. O crescimento das culturas pode ser severamente limitado.
Dado o excelente clima para o cultivo, melhorar a matéria orgânica dos solos de Bangladesh pode ter resultados profundos. O biochar pode fazer isso porque não se decompõe. Em vez disso, ele se combina com adubos, compostos e matéria orgânica do solo para formar um húmus novo e estável.
Com o aumento da matéria orgânica do solo, há:
- Aumento das migalhas do solo e do espaço de poros grandes
- Aumento da aeração
- Aumento da penetração de água
- Aumento da água disponível para as plantas
- Aumento da vida no solo
- Aumento do crescimento das raízes e da produtividade das culturas.
Fatores facilitadores
Há várias etapas importantes para tornar o biochar de uso comum:
- Conhecimento científico e conhecimento prático do uso do biochar na agricultura de Bangladesh.
- Transmissão do conhecimento aos agricultores
- Experiência prática dos agricultores com o biochar, para que eles possam avaliar quanto estariam dispostos a pagar por ele.
Lição aprendida
Os agricultores ficam entusiasmados com o biochar quando testemunham os efeitos do biochar em experimentos de pesquisa, testes de campo de extensão agrícola e testes de agricultores locais.
Em um caso, após uma visita às parcelas de campo de um agricultor, alguns agricultores voltaram mais tarde e levaram cestas de seu solo.
Impactos
Fogões gaseificadores Top-Lit Updraft (TLUD) em comparação com fogões tradicionais de biomassa:
- Reduziu drasticamente a exposição das mulheres à fumaça do cozimento.
- Produz automaticamente biochar como subproduto do cozimento.
- Usa metade do combustível, apesar de produzir biochar.
- Proporciona renda por meio da venda ou do uso do biochar.
- Melhora a qualidade de vida e o empoderamento das mulheres.
Biochar:
- Sequestra o carbono atmosférico na matéria orgânica do solo.
- Aumenta a biodiversidade e a produtividade do solo por meio da formação de húmus em solos carentes de matéria orgânica. Os solos com maior quantidade de matéria orgânica têm
- melhor aeração
- melhor retenção da água disponível para as plantas
- um suprimento mais equilibrado de nutrientes para as plantas
- Combinado com urina e adubo, conserva os nutrientes das plantas:
- reduz os danos causados pela eutrofização da água e pela emissão de NOx na atmosfera.
- aumenta a eficiência da reciclagem dos nutrientes das plantas
- reduz a necessidade (custo) de fertilizantes comerciais.
- Melhoria do crescimento da safra
- aumenta a renda familiar e a atividade econômica da aldeia
- aumenta a resistência das culturas à seca.
- permite que Bangladesh - um país densamente povoado - compense (parcialmente?) a perda de terras devido ao aumento do nível do mar.
Beneficiários
Mulheres e famílias: mais saúde, meios de subsistência.
Agricultores: maior rendimento, custos mais baixos.
País: migração rural para urbana; refugiados do clima.
Planeta: sequestro de carbono.
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
ODS 1 - Erradicação da pobreza
ODS 2 - Fome zero
ODS 3 - Boa saúde e bem-estar
SDG 5 - Igualdade de gênero
ODS 6 - Água potável e saneamento
ODS 7 - Energia limpa e acessível
ODS 8 - Trabalho decente e crescimento econômico
ODS 12 - Consumo e produção responsáveis
ODS 13 - Ação climática
ODS 15 - Vida na terra
Conecte-se com os colaboradores
Outros colaboradores
Sr. Joyanta Adhikari
Comissão Cristã para o Desenvolvimento em Bangladesh
Sr. Md. Mahbubul Islam
Iniciativa Biochar de Bangladesh
