Modellizzazione di sistemi off-grid per l'elettrificazione di processi produttivi in zone rurali : analisi energetico-economica e dimensionamento della filiera casearia di Puerto Matilde, Colombia

This paper contributes to research concerning rural electrification in developing countries. The topic has been often recognized as fundamental to the building of rural enterprise and more generally to an improvement of living standards in the developing world. The contribution to existing research is the creation of a modelling tool as general as possible, which guarantees simplicity and automation. Both plant designs and required costs for a correct energy supply in rural areas are explained in an accessible way, so that a non-specialized user can make use of the model. Moreover, to guarantee that the model would result concrete, general and replicable, this paper develops and refers to a real project of a rural dairy functioning as a cooperative in the village of Puerto Matilde, in Colombia. Firstly, the relevance of the project within the characterization of local territory and specific needs will be identified. Secondly, the designing and planning of the productive process will be outlined, which is key to correctly evaluate the energetic demand. To assure accuracy a dairy based in Campania, in Italy producing Mozzarella di bufala DOP will be considered as state-of-the-art. Finally the adopted method of modelling will be analysed: the support tool will be applied to the Colombian case and results will be compared with the solution proposed from off-grid specialized companies. It can be concluded that the modelling tool respects the criteria of transferability initially set. The instrument’s simplicity guarantees a high standard of reproducibility, providing a time effective as well as concrete solution to local needs.

La tesi si inserisce all’interno del vasto tema dell’elettrificazione rurale nei paesi in via di sviluppo. Questa è stata riconosciuta più volte come fattore cruciale alla base di qualsiasi forma di rilancio dell’imprenditoria rurale ed, in un senso più ampio, al miglioramento di tutte quelle dinamiche che si creano all’interno di paesi emergenti. A tale scopo l’elaborato si prefigge di contribuire al tema sviluppando una modellizzazione quanto più generale possibile, in grado di integrare semplicità e automazione, al fine di garantire, anche all’utente inesperto, una comprensione immediata delle possibilità impiantistiche considerabili e dei relativi costi per garantire una corretta alimentazione energetica di un processo produttivo in zone rurali. Per farlo la metodologia implementata è stata quella di sviluppare e riferirsi ad un progetto reale, quanto più complicato, affinché la modellizzazione risultasse concreta ma allo stesso tempo generale e replicabile. Il progetto individuato è stato il sistema energetico per un caseificio sociale nel villaggio di Puerto Matilde, Colombia. La tesi presenta la rilevanza del progetto all’interno dell’analisi del territorio e dei bisogni locali. A questa segue il dimensionamento e la progettazione del processo produttivo, passo fondamentale per la definizione corretta dei bisogni energetici. In virtù di una maggiore accuratezza è stato identificato un caseificio Campano che potesse fare da riferimento come stato dell’arte per quanto riguarda la filiera della mozzarella di bufala DOP. Verranno in fine spiegati i dettagli della modellizzazione, consentendo al lettore di comprendere il processo logico compiuto. Si applicherà lo strumento di supporto così creato al caso studio Colombiano e si confronteranno i risultati ottenuti con il sistema definitivo delineato dal confronto con imprese specializzate nel settore. Si conclude affermando quindi di essere giunti ad una modellizzazione che rispetti quei parametri di generabilità e replicabilità prefissi. Nei limiti di uno strumento semplice che vede ancora ampi margini di espandibilità ed caratterizzazione del dettaglio, si riesce a fornire una risposta rapida ma concreta ai bisogni locali.