Corn Cob Charcoal Crusher/es
El laboratorio D del MIT desarrolló un método para convertir residuos agrícolas en combustibles asequibles sin humo, como carbón vegetal de caña de azúcar y de mazorca de maíz. Este carbón vegetal de residuos agrícolas tiene el potencial de combatir la deforestación y reducir los efectos peligrosos de los incendios en interiores para cocinar . Un factor limitante para la adopción de esta tecnología es la necesidad de una trituradora de carbón.
La quema de mazorcas carbonizadas produce menos humo que los combustibles de biomasa convencionales , pero estas producen un nivel peligroso de monóxido de carbono (W) . D-lab desarrolló un dispositivo para convertir el polvo de carbón vegetal en una briqueta compacta y densa que se quema de forma segura, pero resulta difícil triturar las mazorcas carbonizadas para obtener polvo de carbón vegetal sin inhalar cantidades peligrosas de polvo de carbón. El dispositivo de trituración de carbón de nuestro equipo soluciona la deficiencia en este proceso de combustible alternativo.
Para obtener más información, comuníquese con el equipo en: mailto:crushers@mit.edu
Información del equipo
- Joshua Cholobesa, concejal del distrito de Mumbwa, Zambia
- Nathan Cooke, Diseño de Producto, Art Center College of Design en Pasadena, EE. UU.
- Bernard Kiwia, mecánico y electricista, instructor de tecnologías apropiadas en el Centro Global Alliance Vijana, Tanzania
- Sumit Pahwa, Ingeniería de Fabricación, Instituto Sant Longowa de Ingeniería y Tecnología, India
- Jessica Vechakul, Ingeniería Mecánica, MIT, EE.UU.
Introducción
Más de dos mil millones de personas utilizan madera, carbón vegetal, estiércol o residuos agrícolas como combustible principal para sus necesidades de cocina y calefacción, lo que conlleva importantes consecuencias para la salud, la economía y el medio ambiente:
- Casi 2 millones de muertes cada año son causadas por respirar humo proveniente de fogatas en interiores [ 1 ]
- Las infecciones respiratorias son la principal causa de muerte de niños pequeños en todo el mundo.
- Se estima que se dedican 50 mil millones de horas a recolectar leña cada año.
- En algunas zonas donde la madera y el carbón son escasos, más de una cuarta parte de los ingresos de una familia se gasta en combustible.
El laboratorio D del MIT desarrolló una manera de convertir los residuos agrícolas en carbón vegetal. Este combustible, proveniente de los campos, no produce humo y se puede producir localmente y de forma económica. En países donde el maíz es el alimento básico, el carbón vegetal de mazorca de maíz tiene el potencial de reducir considerablemente la deforestación y ofrecer una alternativa de combustible para cocinar más asequible y saludable que la madera. Una de las principales barreras para la promoción del carbón vegetal de mazorca de maíz es que produce niveles peligrosos de monóxido de carbono y no puede usarse en interiores. Nuestro equipo ha desarrollado una manera de triturar el carbón vegetal de mazorca de maíz hasta convertirlo en polvo, que puede transformarse en briquetas que no producen mucho monóxido de carbono y pueden usarse en interiores.
Entendiendo el mercado
La familia promedio en Tanzania utiliza 40 kg de carbón vegetal al mes, a un costo de 30 dólares.
Requisitos de diseño
Bajo costo: $20-$50
Actualmente, las mazorcas carbonizadas se trituran pisándolas o golpeándolas con objetos pesados, como bloques de hormigón. La inhalación de polvo de carbón se reduce colocando las mazorcas carbonizadas en un saco de arroz forrado con una bolsa de basura de plástico, que a su vez está forrada con otro saco de arroz. La bolsa de basura de plástico se perfora durante el proceso de trituración y debe reemplazarse después de cada lote. Si un emprendedor produce 5 lotes de carbón al día, usará 25 bolsas de plástico a la semana o aproximadamente 1250 bolsas al año (si trabaja 50 semanas al año). Si una caja de 25 bolsas cuesta $2, un año de bolsas costará $100. Para animar a los usuarios a comprar nuestro dispositivo, estamos diseñando uno que cuesta la mitad que la alternativa actual.
Rápido: 6 libras en 10 min.
Cada lote de mazorcas carbonizadas pesa aproximadamente 2.7 kg y se tritura con solo pisarlas en 10 minutos. Nuestro dispositivo está diseñado para ser igual de rápido.
Rendimiento confiable
El dispositivo produce partículas de menos de 5 mm de diámetro. Se ha comprobado que una mezcla de partículas, desde polvo fino hasta trozos de 5 mm, puede formar una briqueta que arde uniformemente y con bajo contenido de monóxido de carbono.
Seguro: minimiza la inhalación de polvo de carbón.
El dispositivo limita la exposición del usuario al polvo de carbón, que es dañino al inhalarlo. El polvo de carbón consiste en partículas ultrafinas que se liberan al aire al triturar las mazorcas carbonizadas o al transportar o agitar el polvo de carbón. Para minimizar la transferencia de polvo de carbón de un recipiente a otro, el dispositivo deposita el polvo de carbón directamente en el contenedor, donde se mezcla con un aglutinante húmedo. Después de que el usuario deposita las mazorcas carbonizadas en la tolva del dispositivo, la tapa impide que el polvo de carbón escape.
Fabricado localmente con materiales disponibles.
Ambos modelos del dispositivo se componen de tablas de madera y tubos y varillas de acero comunes. Según los materiales disponibles, el cilindro de rejilla puede fabricarse con acero expandido soldado por puntos a un tubo de acero, o con cemento vertido en un molde hecho con un tubo de PVC. Ambos modelos pueden fabricarse con herramientas manuales y soldadura.
Intuitivo
El dispositivo es intuitivo de utilizar y reparar.
Ergonómico
El dispositivo se acciona con manivela y puede ser operado por una sola persona. Se puede adaptar a pedales, pero no es necesario para la velocidad y el par requeridos.
Diseño
Un bidón de aceite lleno de mazorcas de maíz carbonizadas
Un puñado de carbón molido, está bastante sucio.
boceto del prototipo final
Boceto del prototipo final con notas
rodillo de hormigón
Rodillo de acero con acero expandido soldado por puntos
Briquetadora de carbón de 2 dólares desarrollada por D-Lab
Residuos agrícolas briquetados listos para quemar sin humo
Medidas para la construcción de la base
Medidas básicas para la construcción del rodillo dentro de la caja.
Medidas para la construcción del mango
Costos
| Artículo | Costo |
|---|---|
| Tambor de aceite | $10 |
| Trituradora de carbón | $25 |
| 3 briquetadoras | $6 |
| Total | $41 |
1 bidón de aceite produce 5 kg de residuos agrícolas carbonizados. 50 kg de briquetas de carbón se venden por 30 dólares al cliente.
| Artículo | Costo |
|---|---|
| Yuca (aglutinante) | $0.51 |
| Transporte | $1.46 |
| Embalaje | $1.50 |
| Mano de obra | $15 |
| Total | $18.82 |
| Costo para el cliente | $30 |
| Costos variables | $18.82 |
| Beneficio total | $11.18 |
| Escenario 1 | Escenario 2 |
|---|---|
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Próximos pasos
Nuestro equipo ha desarrollado prototipos funcionales para una trituradora de carbón vegetal que cumple con los criterios de diseño. El siguiente paso del proceso es difundir información sobre el proceso de producción de carbón vegetal entre los usuarios para obtener retroalimentación sobre las mejoras necesarias. Actualmente, estamos documentando los diseños desarrollados. Elaboraremos un manual de producción que entregaremos al Equipo de Carbón Vegetal del MIT, que trabaja en Haití , y a Jesse Austin-Breneman, quien trabaja en Perú. Ellos difundirán la información a emprendedores y ONG de esas regiones. En Zambia, Joshua Cholobesa propondrá el proyecto de carbón vegetal a Visión Mundial Internacional y al Fondo Cristiano para la Infancia (CCF). Joshua también discutirá el proyecto con los jefes de aldea del distrito de Mumbwa, donde es consejero de área (cargo en el gobierno local). Joshua también planea colaborar con escuelas secundarias locales de su zona. La escuela ofrece clases de carpintería, por lo que es posible que se enseñe a los estudiantes a fabricar algunas piezas de la trituradora de carbón vegetal. En Tanzania, Bernard Kiwia trabajará con el Centro Vijana de la Alianza Global en Arusha. Es instructor de tecnología apropiada en el centro. En enero de 2008, estudiantes del laboratorio D capacitaron al Centro Vijana en la producción de carbón vegetal a partir de mazorcas de maíz, así como en la fabricación del horno de tambor de aceite y la prensa de briquetas. Bernard sabe cómo fabricar la trituradora de carbón vegetal y puede enseñar a otras personas a fabricarla. El Centro Vijana también puede realizar capacitaciones y demostraciones para otras ONG y grupos comunitarios. En enero de 2009, Sumit propondrá el proyecto de carbón vegetal a la Fundación Pan Himalayan Grassroots, Avani, Selco India Limited y Sewa Bank en India.