Multi-functional platform/Plataforma multifuncional

A plataforma multifuncional é uma peça de maquinaria de baixo custo direcionada a países do terceiro mundo e em desenvolvimento , que utiliza soluções simples de energia renovável para fornecer uma variedade de equipamentos de uso final e reduzir significativamente a quantidade de tempo e energia necessários para realizar tarefas diárias. ^{[ 1 ]} O projeto foi desenvolvido inicialmente para países da África Ocidental.

A plataforma é construída em torno de um motor a diesel simples , que essencialmente alimenta diversos componentes mecânicos, incluindo, entre outros, um moinho de grãos , ^um descascador, uma prensa e várias ferramentas e equipamentos de carpintaria. Ela é construída, instalada e mantida localmente, utilizando equipamentos facilmente disponíveis, eliminando assim a necessidade de gastar dinheiro com a importação de materiais de outros países. Outra característica fundamental da plataforma é sua capacidade de bombear água e gerar eletricidade. Aqui você pode assistir a um vídeo detalhado da plataforma multifuncional.

O principal benefício da plataforma é sua simplicidade, baixo custo e eficiência no fornecimento da energia necessária para as tarefas diárias de uma pequena aldeia. Ela também é elogiada por reduzir muitas das tarefas árduas e onerosas das mulheres da aldeia, como moer cereais manualmente, buscar água e prensar nozes e sementes para o preparo de alimentos. Além disso, como a plataforma multicultural requer manutenção, como qualquer outra máquina, para se manter em funcionamento, e oferece acesso a diversas ferramentas, incluindo uma máquina de solda ^e uma serra elétrica, ela é reconhecida como uma forma de os moradores da aldeia se familiarizarem com o desenvolvimento e a modernização de muitas novas atividades artesanais que antes lhes eram incomuns. Isso inclui empregos e cargos em áreas como carpintaria, soldagem e mecânica ^.

Como a plataforma é muito mais eficiente do que os métodos tradicionais de trabalho na aldeia, a sua implementação permite aumentar o tempo de descanso entre os moradores que trabalham para fornecer alimentos, água e abrigo. Este aumento do tempo de descanso significa, em última análise, uma melhor saúde média dos habitantes da área, bem como mais tempo disponível para recuperação física ao longo do dia, ou especialmente à noite. Estima-se que no Mali, um país localizado na África Ocidental, onde muitas plataformas multifuncionais foram introduzidas, o tempo de sono noturno aumentou mais de três horas, o que é muito apreciado pelas mulheres, cujas responsabilidades antes da plataforma exigiam que elas buscassem água para a aldeia de madrugada, por volta das 3h30. ^{[ 1 ]}

Além de ter a capacidade de resolver problemas imediatos e superficiais, como os mencionados anteriormente, a plataforma multifuncional também pode erradicar quaisquer fatores que impeçam o desenvolvimento financeiro e econômico da aldeia e de seus habitantes além de um determinado nível. A presença da plataforma promove a produção em massa. ^Os agricultores podem destinar pequenas parcelas de terra para o cultivo de plantações e produção de alimentos. A plataforma multifuncional também oferece aos habitantes da aldeia a oportunidade de obter uma renda maior por meio da venda de produtos agrícolas e do processamento de alimentos, viabilizados pelo moinho de grãos e pela prensa de manteiga de karité. Outro benefício a longo prazo que a plataforma proporciona decorre, mais uma vez, de sua capacidade de realizar tarefas muito mais rapidamente do que antes. Ao liberar as jovens de atividades demoradas, a plataforma permite que mais mulheres frequentem a escola, bem como cursos de capacitação e alfabetização, aumentando, assim, o nível e a qualidade da educação na comunidade.

^{Em muitos países da África, a maioria das} aldeias rurais não tem acesso à eletricidade. A plataforma multifuncional possui a capacidade de fornecer uma fonte viável de energia elétrica para uma pequena aldeia, utilizando um alternador elétrico . A capacidade de fornecer energia elétrica é uma tecnologia útil e, muitas vezes, inovadora para muitas pequenas aldeias em países em desenvolvimento, como os da África. Essa exposição à energia elétrica oferecerá à aldeia a possibilidade de avançar rumo a um futuro tecnologicamente mais desenvolvido, muito além do que seus habitantes estavam acostumados anteriormente.

Para um investimento como a plataforma multifuncional, é importante garantir que as inovações trazidas pela implementação da tecnologia sejam economicamente viáveis ​​e eficientes. A relação custo-benefício é essencial porque a plataforma está sendo projetada para uso em muitas áreas subdesenvolvidas do terceiro mundo ^, onde a estabilidade financeira é escassa.

Existem certas adaptações e alterações que, se feitas na plataforma multifuncional, aumentariam sua eficiência de produção, mantendo custos de instalação e manutenção relativamente razoáveis. Essas alterações envolvem a escolha dos materiais utilizados na construção, métodos alternativos de aproveitamento de energia para alimentar a plataforma multifuncional e métodos alternativos de armazenamento e utilização de energia.

A plataforma é construída utilizando materiais disponíveis localmente, a fim de evitar custos com a importação de materiais de outros países. Essa utilização de materiais de construção locais é importante para a economia de recursos, além de permitir o reaproveitamento desses materiais em caso de necessidade de reparo ou substituição de qualquer componente da plataforma. Contudo, o custo desempenha um papel fundamental na determinação da eficiência do investimento a longo prazo. Os componentes individuais da plataforma podem ser analisados ​​para identificar possíveis melhorias.

Para o moinho de grãos , existem três tipos básicos de mecanismos de moagem que podem ser usados ​​para realizar a tarefa. Estes incluem: placas de ferro, aço ou pedra, lâminas metálicas giratórias e, em terceiro lugar, mós (geralmente construídas de aço ou ferro). ^{[ 2 ]} Para muitas regiões subdesenvolvidas, a implementação de placas de pedra como ferramentas de moagem no moinho seria uma ideia inteligente, visto que as placas de pedra usadas em moinhos são feitas exclusivamente de pedra e são semelhantes às usadas em moinhos mais antigos encontrados ao longo dos rios. Como o interior de muitas nações africanas é intocado, as pedras provavelmente seriam abundantes. Ao usar pedras como elementos de moagem, o moinho de grãos poderia ser operado a um custo menor, já que a substituição de um mecanismo de moagem inoperante seria simples. Além disso, as placas de pedra são feitas para trabalhar com grãos secos, o tipo de grão mais prevalente processado em regiões africanas subdesenvolvidas, ao contrário dos grãos oleosos, que entopem as granulometrias da pedra, dificultando a limpeza. Esses mecanismos de moagem com placas de pedra, fabricados localmente a partir de pedras coletadas diretamente da terra, reduziriam consideravelmente os custos de manipulação de metal ou aço comprados localmente.

Outro método para reduzir custos seria diminuir a quantidade de materiais utilizados na construção da plataforma. Seu projeto não é ideal e não foi otimizado ao máximo. Isso fica evidente, principalmente, no espaçamento entre os principais componentes da plataforma. Como alternativa para otimizar o sistema, cada um dos quatro componentes principais (prensa de manteiga de karité, motor a diesel, descascador e moinho de grãos) poderia ser construído sobre um painel de base muito mais simples, utilizando menos metal/aço. É evidente que a base pode oferecer o mesmo suporte com um projeto menos elaborado, composto por hastes metálicas paralelas a uma estrutura metálica de contorno, sobre a qual as máquinas seriam posicionadas. A implementação desse novo projeto também permitiria que cada um dos quatro componentes principais fosse desacoplado da plataforma de base principal, se necessário, em uma situação em que o moinho de grãos, por exemplo, precisasse ser movido para outra área para uso.

Outra possível alteração na plataforma, visando aumentar a eficiência, envolve a investigação, adaptação e implementação de diversas formas e fontes de energia, além do motor a diesel em que a plataforma foi construída.

Um método IAI descreve a necessidade de encontrar fontes alternativas de energia para substituir as convencionais e, assim, aumentar os níveis de eficiência, mantendo a qualidade do desempenho. A primeira etapa define a investigação de novos métodos de aproveitamento e armazenamento de energia que sejam aplicáveis ​​a um projeto específico. No caso da plataforma multifuncional, essas investigações seriam ditadas pelos tipos de opções disponíveis que poderiam ser suportadas por uma comunidade do terceiro mundo a longo prazo. A etapa de adaptação começa quando uma ou mais alternativas energéticas adequadas são escolhidas e envolve os métodos de introdução dessa nova forma de aquisição de energia na operação da plataforma. A etapa final testemunha a implementação efetiva da ideia na operação da plataforma. O sucesso da nova opção energética depende em grande parte de sua viabilidade a longo prazo de uso da plataforma. Além disso, se a nova tecnologia apresentar um aumento na eficiência, mas uma queda na qualidade do produto, a nova fonte de energia deve ser repensada.

Uma forma alternativa adequada de produção de energia que poderia ser implementada para substituir ou funcionar em conjunto com o motor a diesel é uma unidade de pedal de bicicleta que opera com a tecnologia conhecida como energia de pedal. A energia de pedal não é uma tecnologia nova, sendo utilizada desde o século XIX como meio de aproveitamento de energia. ^{[ 3 ]} Essencialmente, a energia de pedal é a transferência de energia de uma fonte humana através do uso de um sistema de pedal e manivela. A energia pode ser usada para alimentar ferramentas agrícolas e manuais, bem como para gerar eletricidade e armazenar energia para uso posterior. Muitos projetos em países em desenvolvimento atualmente transformam bicicletas antigas em máquinas movidas a pedal, como forma de desenvolvimento sustentável . ^{[ 3 ]} A plataforma multifuncional ainda não empregou essa tecnologia em sua operação. O uso de pedais de bicicleta para alimentar a plataforma oferecerá uma série de benefícios.

Por um lado, máquinas como o moedor e o descascador, que funcionam com base numa manivela manual, podem ser alimentadas de forma muito mais eficiente e fácil utilizando a força dos pedais. Isto pode ser feito através de um dispositivo conhecido como dínamo ^{[ 3 ]} , que funciona através da força dos pedais. Um dínamo pode ser acoplado a qualquer máquina ou ferramenta e utilizado para gerar energia, seja energia para uso imediato ou energia armazenada. Foram construídos e utilizados protótipos de dínamo em países como a Tanzânia, onde foram utilizados tubos quadrados simples para construir a estrutura. Os protótipos, desenvolvidos por Alex Weir da Universidade de Edimburgo, foram testados como moedores de milho e máquinas de joeirar ^{[ 3 ] .}

Dispositivos movidos a pedal são muito mais potentes do que geradores de manivela, devido à sua eficiência e velocidade variável de saída, quando comparados ao giro manual da manivela. Um dos melhores aspectos da tecnologia é que ela não requer combustível, ao contrário da fonte de energia atual da plataforma, o motor a diesel. A energia gerada por pedal é e pode ser usada para alimentar uma infinidade de dispositivos, incluindo, entre outros, carregadores de bateria, bombas d'água e sistemas de energia fora da rede. Essencialmente, qualquer dispositivo movido por uma manivela ou por um motor elétrico de baixa potência pode ser alimentado por pedal. ^{[ 3 ]}

O incentivo para aumentar a eficiência da plataforma decorre de uma série de razões, sendo a principal delas a possibilidade de investir menos dinheiro na construção, utilização e manutenção do que o que está sendo financiado atualmente. Como mencionado, a introdução da energia gerada por pedal se mostraria um método viável para reduzir o custo do principal componente energético: o combustível para o motor a diesel. Para demonstrar quantitativamente o apelo da alternativa da energia gerada por pedal, podem ser realizados cálculos sobre a produção de energia do motor a diesel, bem como o custo, em comparação com os cálculos da produção de energia de um dinamômetro conectado à esmerilhadeira, por exemplo. O custo atual da plataforma multifuncional, que inclui o equipamento e a instalação do módulo básico, é de aproximadamente US$ 4.300, com 60% financiados pelos beneficiários e US$ 2.000 subsidiados pelo projeto. ^{[ 1 ]} Para calcular a energia produzida pelo motor de 10 hp durante um período de tempo conhecido, pode-se utilizar a equação abaixo:

Onde: P é a potência de saída do motor, t é o tempo em horas e E é a energia produzida. Embora não haja uma resposta concreta para a questão de quantos watts de potência uma pessoa pode gerar, devido ao fato de cada pessoa ser diferente, estima-se que um ser humano médio com capacidade física mediana possa produzir aproximadamente 50 W após pedalar por vinte minutos. No entanto, esse valor aumentará dependendo da capacidade cardiovascular da pessoa, bem como de sua experiência em andar de bicicleta (respiração controlada). Uma pessoa com boa capacidade cardiovascular pode gerar aproximadamente 300 a 500 W por hora. ^{[ 4 ]} Agora, supondo que um teste controlado tenha sido realizado, no qual o motor foi configurado para operar o moedor por vinte minutos (1/3 de hora) e um dinamômetro foi configurado para operar outro moedor idêntico pelos mesmos vinte minutos, e supondo que todas as perdas de energia que ocorrem sejam as mesmas para ambas as fontes, os seguintes valores podem ser modelados como uma comparação de eficiência.

Como esperado, o motor a diesel é muito mais capaz de produzir uma quantidade de energia muito maior do que o sistema de dinamômetro. Para calcular a eficiência do motor, pode-se calcular o consumo específico de combustível ^(W) . A equação para isso é:

Onde 'Taxa de Combustível' é o consumo de combustível em gramas por hora e a Potência é igual ao produto do torque (Nm) pela rotação do motor (rpm).

No entanto, é aqui que entra o raciocínio direto para a minha escolha de implementar esta tecnologia de energia movida a pedal. Para operar o motor a diesel, é necessário combustível, enquanto que para o dinamômetro, não. Como sugeri a implementação da tecnologia de energia movida a pedal em conjunto com o motor a diesel, acredito que, apesar da grande diferença na produção de energia, as máquinas movidas a pedal podem ser utilizadas, por exemplo, para moer uma pequena quantidade de grãos de cereais para a produção de alimentos em uma determinada manhã. Dessa forma, a quantidade de combustível comprada mensalmente diminuirá e o motor a diesel poderá ser usado com menos frequência. Há também outros fatores importantes a serem considerados em relação à fonte de energia alternativa. Deve-se notar que o teste hipotético realizado acima envolveu um único motor a diesel funcionando com uma única pessoa. Contudo, se, por exemplo, dez pessoas pedalassem em turnos de 20 minutos, nos quais outras dez pessoas assumissem o controle, o processo seria mais vantajoso, embora ainda não tão vantajoso em termos de energia produzida quanto o motor a diesel. Implementação de um sistema no qual várias máquinas dinamométricas movidas a pedal fossem construídas e utilizadas para diferentes elementos da plataforma. Assim, os moradores da vila poderiam ser designados para pedalar em turnos específicos durante o dia. Dessa forma, o uso da plataforma multifuncional seria não apenas justo e equilibrado (todos os adultos da comunidade trabalhariam para se sustentar), mas também cada pessoa apta teria um período específico para pedalar.

Embora a alternativa movida a pedal não forneça tanta energia quanto um motor a diesel, ela fornece, na verdade, muito mais energia do que uma máquina operada por manivela. Uma pessoa consegue gerar até quatro vezes mais potência (1/4 hp) pedalando do que girando uma manivela. ^{[ 5 ]} Essencialmente, o que a energia gerada por pedal permite é acionar dispositivos na mesma velocidade que uma manivela, mas com muito menos esforço e desgaste. No caso da esmerilhadeira, a energia gerada por pedal permitiria que este dispositivo fosse acionado aproximadamente quatro vezes mais rápido do que com uma manivela. Como mencionado anteriormente, a potência de saída comum de um sistema movido a pedal, operado por uma pessoa média, fica entre 60 e 70 watts. A Figura 2 mostra como uma taxa de pedalada ideal varia com a

Potência de saída desejada.

• "Plataforma Multifuncional no Senegal". Inovações em Políticas Públicas. 2008. Disponível em www.policyinnovations.org/ideas/innovations/data/senegal
• "Plataforma Multifuncional no Benin." Design that Matters, Inc. 2005. Disponível em www.designthatmatters.org/field-journal/archives/000090.html
• "Instruções para o Descascador de Grãos Corona." Southern Exposure Seed Exchange. Disponível em www.southernexposure.com/grain_and_rice_dehuller.p.html
• Dong A. e RJ Edberg. "Descascador de grãos para arroz, espelta, trigo, quinoa e milhete." 1989. Disponível em www.savingourseeds.org/pdf/grain_dehuller.pdf
• "Plataforma Multiuso para o Alívio da Pobreza". Disponível em www.ptfm.net/old/F-financements%20plates-formes%20GB%20final.pdf
• "Sifter International" – Fabricantes, exportadores e fornecedores de máquinas e equipamentos para processamento de alimentos na indústria agroalimentar, serviços de consultoria e silos. Disponível em http://www.sifterinternational.com

Esta página estará em construção pelas próximas semanas, enquanto continuo a explorar a plataforma multifuncional e atualizo periodicamente o conteúdo, adicionando informações ou fazendo outras alterações (imagens) ao texto existente. Espero que o conteúdo que disponibilizei até agora seja do seu interesse. Se você notar algum erro no meu artigo ou puder recomendar alguma fonte que contenha informações sobre a plataforma multifuncional, fique à vontade para deixar a informação na minha página de discussão. Agradeço desde já.