INTRODUCERE. DEFINIŢII ŞI CLASIFICĂRI. IMPORTANŢA CUNOAŞTERII

RESURSELOR NATURALE

FENOMENE GLOBALE PRIVIND RESURSELE NATURALE

În încercarea de a clarifica noţiunea de resursă naturală se poate apela la mai

multe surse.

Conform Ordonanţei de Urgenţă 195/2005 resursele naturale reprezintă „totalitatea

elementelor naturale ale mediului ce pot fi folosite în activitatea umană: resurse neregenerabile -

minerale şi combustibili fosili, regenerabile - apă, aer, sol, floră, fauna sălbatică, inclusiv cele

inepuizabile - energie solară, eoliană, geotermală şi a valurilor ”. Cu alte cuvinte resursele

naturale reprezintă / sunt alcătuite din totalitatea zăcămintelor de minerale şi de

minereuri, a terenurilor carte pot sau sunt cultivate, a tuturor elementelor legate de fondul

forestier şi apele de care dispune un anumit stat.

Resursele naturale sunt substanţe care apar în mod natural dar care sunt

considerate valoroase în forma lor relativ nemodificată. În cazul în care o anumită

materie poate fi asociată cu una dintre activităţile de extragere sau purificare astfel încât

rezultatul să fie un anumit produs, materia respectivă este considerată o resursă naturală.

Mineritul, extragerea petrolului, pescuitul şi silvicultura sunt în general considerate

industrii ale resurselor naturale, în timp ce agricultura nu e.

Cea mai utilizată clasificare a resursele naturale este cea care le desparte în (cf.

OUG 195/2005):

resurse neregenerabile

resurse regenerabile

resurse inepuizabile.

Resursele neregenerabile sunt resursele care nu prezintă capacitate de refacere sau la

care rata de refacere este extrem de scăzută: minerale, combustibili fosili. Gestionarea

acestui tip de resurse ridică probleme deosebite prin simplul fapt că , în prezent, întreg

globul este dependent de produsele derivate din acestea. Exemplul cel mai elocvent este

petrolul.

Resursele regenerabile sunt în general resursele vii (peşti, păduri), care pot să se

refacă dacă nu sunt supravalorificate. Resursele regenerabile au capacitatea de refacere şi

pot fi folosite pe termen nelimitat dacă sunt folosite raţional.

Criza actuală a resurselor naturale este cauzată de consumul excesiv care depăşeşte

rata naturală de refacere. Efectul: diminuarea continuă a resurselor şi în cele din urmă

epuizarea lor. Rata care poate fi susţinută de o resursă regenerabilă este determinată de

rata de refacere şi de mărimea disponibilului acelei resurse.

Resursele naturale regenerabile ce nu sunt vii includ solul, apa, aerul (vântul).

O categorie aparte, dar, pe care în ultimul timp se pune foarte mare accent este cea a

resurselor inepuizabile. Importanţa lor derivă din faptul că aceste resurse sunt considerate

o soluţie viabilă pentru viitoarea criză energetică. Datorită acestui lucru, în OUG 195 /

2005 , resursele de acest fel sunt catalogate în funcţie de posibilele lor în aplicaţii

energetice: energie solară, eoliană, geotermală şi a valurilor

Resursele pot, de asemenea sa fie clasificate pe baza originii lor ca fiind:

resurse biotice, derivate din animale şi plante;

resurse abiotice, derivate din pământ, aer, apă, ş.a.m.d.; resursele minerale şi

energetice sunt de asemenea resurse abiotice, unele sunt derivate din natură.

Resursele naturale sunt considerate capital natural care poate fi transformat în materii

prime cu scopul realizării de produse finite. Ele includ sol, lemn, petrol, minerale şi alte

bunuri luate mai mult sau mai puţin aşa cum erau în natură. Resursele naturale ale unei

ţări determină deseori bogăţia sa şi statutul său în sistemul economic mondial, prin

determinarea influenţei sale politice. Un stat este considerat cu atât mai dezvoltat cu cât

acesta este mai puţin dependent de resurse naturale ale altor state iar, exploatarea

resursele pe care le deţine, o face într-un mod cât mai eficient.

În ultimii ani, epuizarea capitalului natural şi încercările de a se trece la o exploatare

durabilă au fost principalele probleme ale organismelor internaţionale. Epuizarea

capitalului natural este un motiv de îngrijorare în special în regiunile cu păduri

ecuatoriale, care păstrează cea mai mare parte a biodiversităţii naturale a Pământului -

capital natural genetic ce nu poate fi înlocuit. Conservarea resurselor naturale este cea

mai importanta problemă a economiei globale, a protejării mediului, a dezvoltării

durabile. Unii văd această epuizare ca pe o sursă majoră de nelinişte socială şi conflicte în

ţările în curs de dezvoltare.

CRIZA COMBUSTIBILILOR FOSILI

Se poate constata că rezervele şi producţia evoluează dependent de consum, de

politica (investiţiile) în domeniul prospecţiunilor, de interesul marilor companii implicate

şi foarte mult de interesele politice şi strategice ale tărilor mari consumatoare de energie.

Dacă se urmăreşte această evoluţie, se poate constata că secolul XX marchează

trecerea de la dominaţia puternică a carbunelui la penetrarea petrolului şi gazelor

naturale. Avantajele folosirii acestora a condus la diminuarea prospecţiunilor miniere.

Crizele energetice din 1973 si 1979, care în esenţa au fost crize petroliere, au

relansat interesul pentru cărbune. Concluziile evidente ale acestor mutaţii impun existenţa

obligatorie a unei strategii naţionale în acest domeniu, strategie care să impună o

dezvoltare orientată spre mai multe forme de energie primară şi pe realizarea unor stocuri

strategice, tampon, care să preia fluctuaţiile cauzate de crizele şi perturbaţiile economice

şi politice.

Cu excepţia cărbunelui, resursele de combustibili fosili sunt pe sfârşite. Calculul

nu include zăcămintele care vor fi descoperite, dar rata de succes este mică raportat la

creşterea consumului.

Rezervele de ţiţei ale României asigură consumul intern doar pentru 11 ani, iar

cele de gaze pentru 12 ani, se arată în ultima strategie energetică, elaborată de catre

Ministerul Economiei şi Comerţului.

Astfel, potrivit acesteia, rezervele actuale de ţiţei se cifrează la 73,7 milioane de

tone, iar producţia anuală este de 5,7 milioane de tone. În cazul gazului, rezerva este de

185 de miliarde de metri cubi, iar producţia anuală destinată susţinerii consumului intern

este de 12,5 miliarde de metri cubi.

Orizontul în ani al epuizării rezervelor nu ia in calcul descoperirile de noi

zăcăminte, dar, chiar şi în acest caz fericit, el nu poate fi cu mult prelungit, pentru că şi

consumul este în creştere. Spre exemplu, Petrom, singura companie care extrage ţiţei din

ţară, recunoaşte un grad de înlocuire a rezervelor de maximum 13%: adica la 100 de tone

de ţiţei scoase din ţară se găsesc zăcăminte noi care insumează doar 13 tone.

Mai mult noroc avem cu cărbunele (rezerve de 721 de milioane de tone de huila şi

3,4 miliarde de tone de lignit), care ar asigura necesarul energetic al termocentralelor

pentru 240, respectiv 117 ani..

Concluzia strategiei este că, „în condiţiile creşterii prognozate în următorii ani a

preţului la hidrocarburi şi a dependenţei de o sursă unică de aprovizionare cu gaze

naturale din import, producţia de energie pe baza de carbune şi energia nucleară

reprezintă principalele opţiuni pentru viitor“.

Cu toate că ne împuţinăm, de fapt, consumam mai mult

Potrivit strategiei, în 2005 consumul de energie primară pe cap de locuitor a fost

de 1,91 tep (tone echivalent petrol) la o populaţie de 21,65 milioane de locuitori. În 2010,

consumul pe cap de locuitor a fost de 2,24 tep, cu toate ca în acel an populaţia a fost de

doar 21,26 milioane de locuitori. Prognoza merge pâna în 2015, când consumul total de

resurse primare va fi de 2,47 tep/locuitor, la o populaţie de 20,90 milioane de locuitori.

APA – ELEMENTUL ESENŢIAL AL VIEŢII

Apa este una dintre cele mai importante resurse naturale fără de care, nu sunt

posibile viaţa şi activităţile umane.

Proporţia apei pe planeta noastră este de 72 % ( aproximativ 1,46 miliarde km3),

apa existând în multe forme, în cele mai variate locuri. Sub formă de apă sărată există în

oceane şi mări (97% din total). Sub formă de apă dulce în stare solidă, apa se găseşte în

calotele polare, gheţari, aisberguri, zăpadă, dar şi ca precipitaţii solide, sau ninsoare (2%

din total). Sub formă de apă dulce lichidă, apa se găseşte în ape curgătoare, stătătoare,

precipitaţii lichide, ploi, şi ape freatice sau subterane (1% din total). În atmosferă, apa se

găseşte sub formă gazoasă alcătuind norii sau fin difuzată în aer determinând umiditatea

acestuia.

Considerând întreaga planetă, apa se găseşte continuu în mişcare şi transformare,

evaporarea şi condensarea, respectiv solidificarea şi topirea alternând mereu lucru

cunoscut sub denumirea circuitul natural al apei în natură. Căldura soarelui determină

evaporarea apei de suprafaţă. Vaporii rezultaţi se ridică în atmosferă unde datorită

variaţiei de temperatură se condensează sub forma de nori, ceata iar, în cele din urmă vor

ajunge iarăşi la nivelul solului sub formă de ploaie, zăpadă sau grindină.

O parte din apele ajunse la nivelul solului sau cele ce rezulta din topirea zăpezilor

vor ajunge,din nou, în lacuri, râuri, fluvii, mari şi oceane , în timp ce cealaltă parte va

străbate straturile de pamânt, până la adâncimi ce depind de tipul subsolului, formând

apele freatice. Apa subterana poate reapărea la suprafaţă, fie prin izvoare, fie extrasă prin

fântâni, puţuri sau sonde.

În natură nu există apă pură. Date fiind interacţiunile cu mediul ea conţine gaze,

substanţe minerale şi organice dizolvate în suspensie.Chiar apa de ploaie, care ar trebui să

fie cea mai curată apă naturală (devenită astfel printr-o distilare naturala) poate prezenta

dizolvate anumite impurităţi ca urmare a contactului prelungit cu aerul.

Apele din râuri au o compozitie variabila fiind în general slab mineralizate. În

schimb, apele mărilor şi oceanelor sunt puternic mineralizate. Mările interioare au

concentratii în săruri, fie mai mari (Marea Mediterană), fie mai mici (Marea Neagră- în

special NaCl) comparativ cu apele oceanelor. În cazul Mării Moarte, concentraţia de

săruri este atât de mare încât viata nu poate exista.

Cea mai variată compoziţie dintre toate apele naturale o au apele subterane. Ele

conţin cantităţi mari de substanţe solide sau gazoase. Ajunse la suprafaţă, aceste ape,

formează izvoare de ape minerale.După compoziţie, apele minerale pot fi: acide (conţinut

ridicat de CO2), alcaline (predomină sulfaţii de magneziu si sodiu), sulfuroase (conţin

sulfuri alcaline), feruginoase (conţin carbonaţi de fier).

Ţara noastră are un potenţial ridicat de ape minerale. Sunt cunoscute staţiunile

balneo-climaterice ca cele de la Buziaş (ape carbogazoase şi feruginoase), Călimăneşti,

Govora, Căciulata (ape sulfuroase), Slănic Prahova, Ocna Sibiului (saline).

PROBLEMELE GESTIONĂRII RESURSELOR DE APĂ

Apa este un component indispensabil vieţii. Un om consumă în medie 3 l apă/zi,

cantitate care creşte în condiţiile unui mediu cald sau al unei activităţi fizice mai intense.

Apa nu este utilizată doar ca neceasar strict fiziologic ci şi pentru alte scopuri

necesare activităţii zilnice. Astfel pentru curăţenia corprală omul foloseşte zilnic circa 40

l de apa, la care se adaugă apa necesară pregătirii alimentelor, a întreţineri hainelor,

locuinţei, etc. Conform datelor Organizaţiei Mondiale a Sănătăţii pentru acoperirea

nevoilor directe ale populaţiei sunt necesare minimum 100 l de apă pe zi pentru fiecare

locuitor.

Apa dulce disponibilă suferă an de an procese de pierdere a calităţilor naturale

prin intense procese de poluare.

Pentru consumul potabil, menajer, industrial, agricol producerea energiei se scot

anual din circuit circa 2 200 miliarde tone de apa, din care circa 50% se intorc în circuit

ca ape uzate, nocive, pentru a căror neutralizare sunt necesare aceiaşi cantitate de ape

curate. Ce se va întâmpla cu rezervele existente în perspectiva extinderii proceselor de

poluare?

Dar aici nu este inclusă apa utilizată pentru nevoile industriale, fie ca materie

primă fie la întreţinerea diverselor aparate, fie ca transportator al unor produse, fie ca apă

de răcire.

Astfel pentru producerea:

unei tone de fontă sunt necesare circa 15 000 l de apă

al unei tone de hârtie 250 000 l de apă

a unei tone de carne de circa 10 000 l de apă

al unei tone de zahăr de 100 000 l de apă

pentru producerea unui litru de bere se pierd 30 de litri de apă.

Apa este utilizată şi pentru nevoi agrozootehnice, pentru îngrijirea animalelor şi

adăposturilor acestora.

Să nu uităm şi de folosirea bazinelor de apă pentru odihnă, sport precum şi pentru

formarea microclimatului.

Apele utilizate de om indiferent pentru care scopuri se încarcă cu diferite elemente

chimice şi fizice sau biologice care modifică compoziţia naturală a apei în aşa măsură

încât aceasta nu poate fi folosită decât în scopuri industriale. Fenomenul respectiv este

numit poluare, şi favorizează nemijlocit lipsa de apă potabilă a omenirii.

Creşterea populaţiei, a producţiei agricole (70% din apa pe care o folosim este

consumată în agricultură), gestionarea greşită a surselor de apa şi uneori situaţia politica

pot duce la lipsa apei potabile în unele regiuni. În secolul 21 schimbarea climatică va

intensifica deşertificarea Africii, lucru ce va duce la emigrarea populaţiei din zonele

afectate de lipsa apei în zone cu acces la apa (ca Europa). Bolile transmise prin apă

cauzează 80% din îmbolnăvirile şi decesele din ţările în curs de dezvoltare, ucigând un

copil la fiecare opt secunde.

Deşi Europa are provizii suficiente de apă, acest continent se confruntă cu

probleme legate de poluare, depozitare nepotrivită a deşeurilor şi folosirea abuzivă a apei.

Dunărea, de exemplu, este unul din cele mai ameninţate cursuri de apă. WWF (World

Wide Fund for Nature) a avertizat recent că fluviul este ameninţat de canalizări, care pun

în pericol aprovizionarea cu apă a 20 de milioane de oameni. Turismul este la randul lui

un factor de risc pentru apa potabilă din Europa, în special pe coasta mediteraneană (un

turist care locuieste la hotel consumă în medie cu 30% mai multă apă decat un locuitor

din aceeaşi regiune).

Crizele globale de apa ar putea duce la conflicte şi la un număr crescut de

refugiaţi. Apa este deja cauza unor tensiuni între regiunile care folosesc aceleaşi cursuri

de apa. Nilul, de exemplu, este folosit ca sursa de apa de catre noua tari: 100% din apa

folosita in Egipt (unde nu ploua) provine din acest fluviu. Etiopia şi Sudanul, situate în

amonte, ar putea folosi mai multă apă pe viitor, din cauza creşterii populaţiei, reducând

astfel cantitatea de apa din care se aprovizionează Egiptul.

Râurile Tigru şi Eufrat sunt un alt exemplu de acest fel. Acestea aprovizionează

trei ţări: Turcia, Siria şi Irak (80% din apa folosită în Siria provine din râurile care vin din

Turcia). Siria şi Irak, situate in aval de Ankara, s-ar putea simţi ameninţate de proiectul

„GAP“ dezvoltat în Turcia, care presupune construirea a 22 de diguri şi a 18 centrale

hidraulice. Odată operaţional, proiectul GAP ar putea reduce debitul râului Eufrat pe

teritoriul Siriei cu 40% şi in Irak cu pana la 80%.

Apa înseamnă viaţă şi orice om are dreptul la ea. Nu putem accepta faptul ca în

viitor apa va deveni o marfă şi că va fi gestionată doar de sectorul privat

Resursele de apă potabilă ale lumii sunt sub o presiune crescândă. Creşterea

numărului populaţiei, creşterea activităţilor economice şi îmbunătăţirea standardului de

viată conduc spre creşterea competiţiei şi a numărului conflictelor în legătură cu resursele

de apă limitate. O combinaţie de inechitate socială, marginalizare economică şi de

asemeni lipsa unor programe de diminuare a sărăciei forţează populaţia care trăieşte în

sărăcie extremă să supraexploateze solul şi resursele forestiere care deseori conduc la un

impact negativ asupra resurselor de apă. Lipsa unor măsuri de control al poluării conduc

la degradarea resurselor de apă.

Populaţia lumii a crescut de aproape trei ori în decursul secolului al XX-lea în

timp ce captarea apelor a crescut de aproape şapte ori. Este estimat în prezent că o treime

din populaţia lumii trăieşte în ţări cu un stres al apei mediu spre ridicat. Acest raport este

aşteptat să crească la două treimi în anul 2025.

Poluarea apei este în mod inerent legată de activitatea umană. Pe lângă rolul ei de

a asigura cerinţele vieţii şi ale proceselor industriale, apa acţionează de asemeni ca un

mediu de colectare şi ca un mecanism de transport pentru reziduri casnice, agricole şi

industriale, şi care prin aceasta îi cauzează poluarea. Deteriorarea calităţii apei cauzată de

poluare influenţează utilizarea apei în aval punând în pericol sănătatea oamenilor şi

funcţionarea ecosistemului acvatic deci reducerea utilizării efective şi creşterea

competiţiei pentru o apă cu calitate adecvată.

Problemele de mai sus sunt agravate de managementul defectuos al apelor.

Abordarea sectorială a managementului resurselor de apă a dominat şi încă este destul de

răspândit; aceasta insă conduce la dezvoltarea managementului fragmentat şi necoordonat

al resurselor de apă. Mai mult gospodărirea apelor este încă, ca de obicei lăsată

instituţiilor care coordonează de sus in jos activitatea şi a căror legitimitate şi eficacitate

sunt tot mai mult contestate. Astfel problemele generale sunt cauzate atât de

administrarea ineficientă cât şi de competiţia crescândă pentru resursele limitate.

Deşi în cele mai multe ţări prima prioritate o constituie satisfacerea nevoilor

fundamentale de apă ale oamenilor, o cincime din populaţia lumii nu are acces la apă de

băut sigură şi suficientă iar jumătate din populaţia lumii nu are acces la un sistem adecvat

de salubritate publică. Deficienţa acestor servicii afectează în primul rând cele mai sărace

segmente ale populaţiei din ţările în curs de dezvoltare. În aceste ţări, aprovizionarea cu

apă şi salubritatea pentru zonele urbane şi rurale reprezintă una din cele mai serioase

provocări din anii următori.

O proiecţie a creşterii populaţiei, indică faptul că peste 25 de ani hrana va fi

necesară pentru încă 2-3 miliarde de oameni. Apa este tot mai mult văzută ca o

constrângere limitativă cheie în producţia agricolă fiind considerată pe acelaşi loc, dacă

nu limitativă chiar mai mult de către unii specialişti, decât deficitul suprafeţelor

cultivabile. Irigaţiile din agricultură sunt deja responsabile de peste 70% din captarea

resurselor de apă (mai mult decât 90% din toate pierderile de apă). Chiar şi cu o nevoie

estimată de încă 15-20% mai multă apă pentru irigaţii, pentru următorii 25 de ani, care

este probabil o estimare minimă, se vor naşte conflicte serioase din nevoile de apă pentru

agricultură şi cele pentru folosinţele umane şi ale ecosistemelor. Dificultăţile vor fi

accentuate dacă unele ţări cu resurse insuficiente se luptă pentru îndestulare alimentară

proprie în loc să-şi asigure o securitate alimentară prin comerţ care se poate realiza de

exemplu prin importul de alimente. În acest fel, ţările pot importa colateral apa din zonele

unde ea există cu generozitate (conceptul de „apă virtuala”).

Toate activităţile umane au nevoie de apă şi produc deşeuri, dar unele dintre ele

au nevoie de mai multă apă sau produc mai multe deşeuri pe activitate decât altele. De

aceste consideraţii trebuie să se ţină seama în strategiile de dezvoltare economică în

special în regiunile cu resurse de apă insuficiente.

Ecosistemele terestre din zonele amonte ale unui bazin hidrografic sunt

importante prin facilitarea infiltraţiilor apei de ploaie, refacerea apelor subterane şi

menţinerea regimului debitelor râurilor. Ecosistemele terestre şi acvatice produc o serie

de beneficii economice inclusiv unele produse cum ar fi buşteni, lemn de foc şi plante

medicinale şi totodată asigură habitatul pentru fauna şi flora sălbatică. Ecosistemele

depind de debitele apelor, sezonalitatea şi fluctuaţiile nivelelor apei, atât de suprafaţă cât

şi subterane şi totodată de calitatea apei ca un element fundamental. Managementul

resurselor de apă şi al terenurilor trebuie să asigure că ecosistemele fundamentale să fie

păstrate şi ca efectele adverse asupra altor resurse naturale să fie luate în seamă şi unde

este posibil ameliorate atunci când sunt luate deciziile manageriale şi de dezvoltare.

Comportamentul faţă de caracterul variabil al apei în spaţiu şi timp; Aproape toată

apa proaspătă disponibilă pentru uzul uman provine din precipitaţii, care variază imens în

timp şi spaţiu. Cele mai multe regiuni tropicale şi subtropicale ale lumii sunt caracterizate

de enorme variaţii sezoniere şi anuale ale precipitaţiilor, deseori combinate cu variaţii

dezordonate pe termen scurt. Asemenea variabilitate diversă conduce la creşterea cererii

pentru dezvoltarea infrastructurii şi a nevoii de a administra şi controla cererea şi oferta

de apă. Provocarea privind controlarea şi administrarea variabilităţii este limpede mai

mare în ţările cele mai sărace în resurse financiare şi resurse umane mai scăzute şi care au

de făcut eforturi mai mari pentru a acoperi problemele menţionate. Efectele schimbărilor

climatice vor aduce ceva în plus faţă de gravitatea acestei provocări existente.

Variaţiile debitului apelor şi refacerea apelor subterane, fie că sunt de origine

climatică, fie că sunt datorate proastei gospodăriri a terenurilor, pot fi adăugate secetelor

şi inundaţiilor în caracterizarea fenomenelor care pot avea efecte catastrofale la scara

mare, pierderi de vieţi omeneşti şi pagube economice, sociale şi de mediu. Poluarea

apelor creează un alt set de riscuri afectând sănătatea umană, dezvoltarea economică şi

funcţiile ecosistemului. Riscul economic este de asemeni important în managementul şi

dezvoltarea resurselor de apă datorită caracterului frecvent al cerinţelor investiţionale pe

scară largă şi pe termen lung. Schimbarea şi instabilitatea politică reprezintă încă un alt

factor de risc.

Conştiinţa publică este necesară pentru mobilizarea unui sprijin efectiv pentru

managementul durabil al apelor şi pentru producerea schimbările necesare în

comportament şi acţiuni, cerute pentru a realiza acestea. În plus, conştiinţa publică şi

presiunea care o creează pentru o anumită acţiune pot fi hotărâtoare în susţinerea voinţei

politice de a acţiona.

Resursele de apa trebuie sa fie folosite pentru cresterea bunastarii economice

si sociale dar fara a compromite durabilitatea ecosistemelor vitale.

FONDUL FORESTIER. ECOSISTEME FORESTIERE

Conform definiţiei date de Codul Silvic, „sunt considerate păduri şi sunt cuprinse

în fondul forestier naţional, terenurile acoperite cu vegetaţie forestieră cu o suprafaţă mai

mare de 0,25 hectare”. Pădurea este un ecosistem complex, în care este inclusă atât

vegetaţia forestieră cât şi suprafeţele de stâncării, turbării, zone umede, rarişti sau poieni,

etc.

„Pădurea este o componentă complexă şi vitală a ecosistemelor Terrei şi printr-o

varietate de procese ecologice asigură stabilitatea bazinelor hidrografice, protecţia apelor

şi calitatea aerului, conservarea unei diversităţi de fonduri de gene şi habitate pentru

faună şi floră”

Pădurile îndeplinesc funcţii de protecţie dintre cele mai diverse, asigurând

inclusiv servicii de natură socială indispensabile comunităţilor umane, pe scurt, pădurea

prezintă multiple valori.

Prototipul structural şi funcţional al ecosistemelor naturale îl constituie pădurea,

fiindcă nicio altă unitate de lucru din ecosferă (biosferă) nu întruneşte, în aceeaşi măsură,

toate elementele alcătuitoare într-o stare de maximă stabilitate, în pofida extremei

complexităţi şi diversităţi.

Etajele de vegetaţie, care formează adevărate subsisteme de viaţă

intercondiţionate funcţional (straturi ecologice), sunt reprezentate de: arboret (etajul

arborilor, al coronamentului), cu rol fundamental în transferul de substanţă şi energie,

întrucât asigură intrările energetice pentru întregului ecosistem; subarboretul şi pătura

erbacee. La acestea se adaugă litiera şi solul, în care predomină componentele anorganice

. Totodată, existenţa unor condiţii ecologice particulare determină formarea a numeroase

microcenoze (consorţii).

Hotărâtor în viaţa ecosistemului de pădure este ecranul continuu şi compact al

frunzişului, constituit de coronamentele arborilor, care reprezintă o suprafaţă activă de

reglare a unor factori de biotop – calitatea şi intensitatea luminii, cuantumul căldurii şi

precipitaţiilor, viteza şi intensitatea vântului etc.

În planul opus, la nivelul solului, întrepătrunderea şi etajarea accentuată a

sistemelor de înrădăcinare a vegetaţiei influenţează disponibilitatea substanţelor minerale

şi a apei.

Funcţionalitatea ecosistemului forestier este completată cu participarea directă a

zoocenozei, fauna contribuind, prin influenţa exercitată, la menţinerea echilibrului

ecologic.

La nivelul României, în categoria pădurilor se deosebesc mai multe grupe de

ecosisteme. Dintre acestea, cele mai importante sunt pădurile de molid, fag şi stejar.

Pădurea de molid

Se situează în etajul bioclimatic boreal, la altitudinea de 1 200-1 700m, coborând

până la 700 m în depresiunile intracarpatice din Carpaţii Orientali.

Biotop:

Relief frământat, versanţi cu înclinări şi expoziţii foarte variate; climă rece (tma*

= 1-4°C) şi umedă (800-1 200 mm/an), substrat divers (şisturi cristaline, roci

sedimentare, eruptive, sedimente recente etc.) pe care s-au format soluri acide.

Biocenoză:

Reprezentată, în principal, de arbori între care predomină molidul (Picea abies).

Stratul de arbori este, de regulă, închis, astfel încât sub coroane pătrunde puţină lumină şi

căldură, iar o proporţie importantă a precipitaţiilor este reţinută. Înrădăcinarea

superficială expune arboretul la acţiunea vânturilor puternice (de altfel, caracteristice

acestui etaj climatic). Subarboretul este slab reprezentat, numai la marginea masivelor,

prin soc roşu, caprifoi, coacăz etc.

Plantele erbacee sunt, de cele mai multe ori, absente, fiind înlocuite de un strat

aproape continuu de muşchi.

De la baza trofică pornesc lanţuri trofice care valorifică cetina, scoarţa, seminţele

şi fructele, lemnul, consumatorii primari fiind, în general, insecte, păsări (cocoşul de

munte), mamifere (pârş, şoareci). Pe al doilea nivel trofic regăsim păsările insectivore

(ciocănitori), carnivore (şorecar) sau mamifere (jder, râs, lup etc.). Acestora li se adaugă

microorganisme (ciuperci de micoriză), dar şi erbivore mari (cerbi) sau omnivore

(mistreţ, urs etc.) şi organismele care compun lanţurile detritivore.

Pădurea de fag

Aparţine etajului nemoral, la 600-1 300 m, putând coborî sau urca în funcţie de

topoclimă (văi adânci – 100 m; versanţi însoriţi – 1 650m).

Biotop:

Relief variat, în care predomină versanţii cu diferite înclinări şi expoziţii, climat

răcoros (tma = 4.2-9.0°C) şi destul de umed (800-1 000 mm/an).

Substratul făgetelor din Carpaţii Meridionali şi Occidentali este format din şisturi

cristaline, iar în Orientali din roci sedimentare de fliş (marne, gresii, calcare); soluri brune

acide şi brune de pădure.

Biocenoză:

Specia dominantă a arboretului este fagul (Fagus silvatica), coroanele constituind,

în perioada de vegetaţie, un ecran puţin penetrat de lumină. Înrădăcinarea este profundă,

arborii fiind expuşi la doborâturi numai în regiunile cu soluri pseudogleizate.

Subarboretul apare prin prezenţa de exemplare izolate de soc roşu, caprifoi, tulichină sau

prin puieţii de fag de diferite vârste. La nivelul solului, se remarcă numeroase specii cu

înflorire timpurie (înainte de înfrunzit): ciuboţica cucului, ghiocel, vinariţă, laptele

cucului etc.

Grupa consumatorilor este mai diversificată, depinzând de biomasa produsă de

specia dominantă (fructe, scoarţă, jir, lemn), dar şi de celelalte specii vegetale. Primul

nivel trofic este format din insecte (omizi defoliatoare, afide, insecte miniere, cari, molii

etc.) şi diverse granivore (păsări, mamifere). Consumatorii de ordinul doi sunt insecte

parazite, păsări, mamifere. Covorul erbaceu susţine mamifere mari cum sunt mistreţul,

cerbul, căpriorul, ursul. Litiera bogată adăposteşte numeroase detritivore nevertebrate

(acarieni, oligochete, larve) precum şi descompunătorii (protozoare, bacterii, ciuperci).

Spre deosebire de molidiş, pădurea de fag parcurge, în cursul uni an, mai multe

aspecte, de la cel preestival, vernal (cu înflorirea speciilor viorele, spânz, crucea

voinicului) la cel estival (cu frunziş complet), autumnal (când are loc colorarea şi apoi

căderea frunzişului) şi de iarnă (sub zăpadă).

Pădurea de stejar

Semnifică, în România, pădurile formate din specii aparţinând genului Quercus

(păduri de cvercinee). Cea mai mare întindere o au pădurile de gorun (Q. petraea), urmate

de cele de stejar (Q. robur) şi apoi cele de cer şi gârniţă (Q. cerris, Q. frainetto),

predominarea speciilor permiţând delimitarea subzonelor menţionate. În aceeaşi ordine

cresc exigenţele manifestate faţă de temperatură şi rezistenţa la secetă.

Biotop:

Relief cu fragmentare redusă, altitudini de 300-600 m (cu diferenţieri în funcţie de

specie), în care predomină versanţii cu pante medii şi mici, alături de suprafeţe plane,

platouri, coame etc.; clima este caldă (tma = 7.5-10.0°C) şi relativ uscată (450-850

mm/an), mai ales în a doua jumătate a verii; substratul este format din pietrişuri, nisipuri,

argile aluviale, roci sedimentare etc., pe care s-au format soluri brune de pădure tipice,

podzolite, acide; brun-roşcate (Oltenia, Banat, Muntenia) sau cenuşii (Dobrogea).

Biocenoza:

Grupa producătorilor se distinge printr-o mai mare diversitate. Astfel, în etajul

arboretului se găsesc frecvent şi exemplare de carpen, tei, frasin, paltin, jugastru, ulm,

precum şi specii de talie mai mică (măr, păr, mojdrean). Arbuştii formează un strat

continuu, în care sunt prezente specii precum: gherghinar, corn, lemn câinesc, porumbar,

salbă moale etc.

Etajul plantelor erbacee este, de asemenea, bine reprezentat, aceste păduri fiind

mult mai luminoase. Dintre specii amintim: golomăţ, păiuş, rodul pământului, brebenel,

frag, viorea, trifoi roşu, rostopasca, etc. Şi în rândul consumatorilor se înregistrează o

diversitate ridicată, dat fiind şi baza trofică deosebit de variată. Prezenţa insectelor în

rândul consumatorilor secundari atestă abundenţa hranei. Se remarcă numeroase lanţuri

ale consumatorilor de nectar, polen, flori şi fructe sau seminţe. Dintre păsări putem

menţiona: piţigoiul albastru, ciocănitoarea, şoimul, alături de mamifere erbivore (căprior,

iepure), omnivore (mistreţ, arici) sau carnivore (lup, vulpe etc.).

Necromasa, foarte variată, constituie sursa pentru dezvoltarea unei multitudini de

lanţuri trofice ale ciupercilor, animalelor nevertebrate, dominate fiind de speciile de

acarieni.

Ritmul sezonier implică parcurgerea a numeroase aspecte, în special primăvara,

caracterizate prin înflorirea/înfrunzirea succesivă a speciilor vegetale (înflorirea

efemeridelor, a cornului). O dată cu înfrunzirea completă se produce şi înflorirea

stejarilor şi arţarilor, diseminarea ulmului. Un aspect estival este înflorirea teiului şi a

lemnului câinesc, sfârşitul acestuia fiind anunţat de căderea fructelor la numeroase specii

de arbuşti. Urmează apoi colorarea frunzişului, căderea în masă a ghindei, sfârşitul

sezonului de vegetaţie aducând desfrunzirea, urmată de aspectul pădurii acoperite de

zăpadă.

Deasupra ultimului etaj forestier la altitudini 2000-2500 m se

situează pajistile alpine situate în zona superioară a munţilor având clima umedă şi

rece,şi care de obicei sunt folosite o perioada scurtă pe timpul verii ca păşuni naturale

pentru ovine şi taurine.

Etajarea,ecosistemelor forestiere în funcţie de altitudini şi condiţia de biotop nu

înseamnă în acelaşi timp şi o delimitare strictă a a speciilor forestiere ci există şi condiţii

de convieţuire sau de asociere între diversele specii enunţate anterior de aici şi unele

încercări reuşite sau nereuşite de asociere din dorinţa de a forma arborete amestecate mai

ales în situaţia realizării unor împăduriri pe suprafeţe afectate de activităţi antropice

(exploatări de cărbune,gaze,petrol, cariere de materiale de construcţii)

Cel mai elocvent exemplu este cel al încercării de asociere al fagului cu

molidul.Căci,din dorinţa de a forma arborete amestecat-principal mai stabile-şi de a

majora productivitatea pădurilor din etajul fagului şi din cel al amestecurilor de fag cu

răşinoase,în practica silvică actuală se întemeiază culturi de răşinoase cu fag,de regulă

dupa “metoda” completării regenerării naturale.Dar,între fag şi molid,sub raport

ecologic,de regula nu se formează relaţii stabile şi, în consecinţă stabilitatea respectivelor

biocenoze este pusă sub semnul întrebări,zădărnicind optimismul iniţiatorilor şi marile

eforturi financiare şi umane angajate în aceaste acţiuni.Într-adevăr,culturile intim

amestecate de răşinoase cu fag evoluează,în raport cu staţiunea,fie spre făgete pure în

staţiuni favorabile fagului-,fie spre molidisuri pure instabile –în staţiuni favorabile

molidului.

FUNCŢIILE ECOLOGICE ALE PĂDURII

Pădurea se constituie într-un factor de protecţie a mediului înconjurător şi de

menţinere a echilibrului ecologic prin exercitarea funcţiilor de protecţie a apelor,

terenurilor şi solurilor, a atmosferei şi a biodiversităţii.

Sub aspect economic şi ecologic, pădurea a îndeplinit şi îndeplineşte o serie de

funcţii, multe vitale. Volumul informaţional semnificativ care organizează ecosistemul

forestier determină ca acesta să joace un rol important în menţinerea echilibrului la o

scară mai mare – regională, prin influenţa pe care o exercită asupra climei, circuitelor

apei, oxigenului, carbonului etc.

Protecţia apelor

Se realizează datorită influenţei exercitate asupra circuitului hidrologic de

interacţiunea dintre biotop şi biocenoză. Interceptarea apei pluviale nu se realizează în

totalitate la suprafaţa solului. Astfel, o parte din apă este reţinută de frunziş, de unde se

evaporă cu uşurinţă, sau se scurge pe trunchiurile copacilor ajungând treptat la nivelul

solului. Porozitatea ridicată a acestuia permite absorbţia unui volum important de apă, cu

atât mai mult cu cât litiera cedează lent apa.

Acestea concură la manifestarea efectelor pozitive pe următoarele direcţii:

Formarea rezervelor de apă.

Rezervele de apă sunt aprovizionate constant prin infiltrare. Se apreciază (Dinu,

1979), că un hectar de pădure poate reţine, la nivelul solului, în primii 50 cm, 1450 m3 de

apă (echivalentul a 145 mm de precipitaţii). Mai mult, stratul de muşchi de la suprafaţa

solului acţionează ca un adevărat reglator, 1 m2 de muşchi putând reţine 5 litri de apă.

Această influenţă asigură debitul constant al izvoarelor, fiind cunoscut faptul că

molidişurile constituie principalul regulator al formării debitelor de apă ale râurilor

(Pârvu, 1980).

Regularizarea regimului râurilor.

Se realizează prin micşorarea volumului de apă scurs la suprafaţa solului, scăderea

vitezei de scurgere, reducerea debitelor maxime ale viiturilor. Din păcate, adevărata

dimensiune a acestui efect este apreciată, de cele mai multe ori, prin prisma consecinţelor

devastatoare ale diminuăriisuprafeţei împădurite în bazinele hidrografice.

Îmbunătăţirea calităţii apei.

Este rezultatul îmbogăţirii acesteia în ioni de hidrocarbonat, calciu şi scăderea

conţinutului în ioni de amoniu Aceste efecte justifică asocierea pădurii cu garanţia

aprovizionării cu apă, dar şi a siguranţei construcţiilor, terenurilor agricole, căilor de

transport etc. care sunt afectate de fenomenele hidrologice extreme (inundaţii, ruperi de

baraje, băltiri, torenţialitate ş.a.).

Protecţia terenurilor şi a solurilor

Este o funcţie deosebit de importantă în regiunile cu relief frământat şi în

regiunile cu soluri nisipoase. De altfel, aici pădurea joacă un rol hotărâtor şi în însuşi

procesul de solificare, asigurând stabilitatea mecanică, bioacumularea, reţinerea apei în

profilul de sol.

Acţiunea moderatoare asupra scurgerilor superficiale reduce eroziunea solului,

contribuind, în acelaşi timp, la reducerea volumul de sedimente, respectiv la evitarea

colmatării albiilor sau lacurilor de acumulare. De exemplu, pentru a îndeplini asemenea

funcţii, este necesar ca cel puţin 50% din suprafaţa bazinului hidrografic care

aprovizionează un lac de acumulare să fie acoperită cu pădure.

Pădurea participă activ şi la conservarea formelor de relief prin diminuarea

eroziunii de suprafaţă şi de adâncime, evitarea alunecărilor de teren, fixarea solurilor

nisipoase şi asanarea terenurilor cu umiditate în exces.

Absenţa pădurii relevă importanţa acestui efect moderator asupra agenţilor fizici

de modelare actuală a reliefului. Defrişarea pădurilor de pe coastele repezi din zonele

colinare, pentru înfiinţarea de islazuri comunale (Legea din 1920) a condus la suprafeţe

întinse degradate prin eroziune şi procese torenţiale în Vrancea, Subcarpaţii Sudici, Valea

Arieşului, Valea Lotrului, Podişul Central Moldovenesc etc.

Protecţia atmosferei şi funcţiile climatice

Reprezintă un alt aspect al rolului jucat de pădure în menţinerea echilibrului

ecologic. Pădurea reuneşte pe o suprafaţă relativ restrânsă un volum important de

biomasă vegetală (arbori, arbuşti, plante erbacee) angajate în procesul fotosintezei.

Astfel, ea asigură consumul de dioxid de carbon rezultat din „metabolismul” propriu, dar

şi din ecosistemele învecinate sau, mai nou, datorat poluării, eliberând, în acelaşi timp,

oxigenul necesar la aceeaşi scară. Această funcţie justifică denumirea de „plămân verde”,

ecosistemele forestiere, mai cu seamă cele tropicale, fiind unele din cele mai importante

producătoare de oxigen la nivel planetar.

Efectul „purificator” se manifestă pentru un spectru mai larg al poluanţilor

atmosferici – pulberi sedimentabile, dioxid de sulf, elemente radioactive – reţinuţi

mecanic sau absorbiţi de frunziş. Deşi, în acest sens, rolul pădurii este semnificativ, nu

trebuie uitat faptul că aceiaşi poluanţi pot distruge pădurea, toleranţa speciilor vegetale

fiind limitată.

Se semnalează, de asemenea, o diminuare a încărcăturii microbiene, datorată

prezenţei fitoncidelor, cu până la 90% faţă de atmosfera urbană. Aerul pădurii este, în

schimb, mai bogat în ioni negativi, favorabili sănătăţii.

Un hectar de pădure produce anual aproximativ 30 de tone oxigen, din care

aceasta consumă circa 13 tone în procesul de respiraţie al arborilor săi. Vegetaţia

arborescentă a pădurii pe suprafaţa de un hectar consumă, în procesul de fotosinteză,

circa 16 tone de dioxid de carbon.

Un curent de aer poluat cu dioxid de sulf în concentraţie de 0.1 mg/m3 poate fi

complet depoluat prin traversarea sa lentă peste un hectar de pădure. Prin reducerea, pe

cale mecanică, a vitezei vântului, un hectar de pădure poate reţine o cantitate de 60-70

t/an de praf, ceea ce reprezintă de 6-7 ori mai mult faţă de cantitatea reţinută de vegetaţia

ierboasă. Prin emanarea fitoncidelor volatile, în cantitate de 5-30 kg/ha, pădurea

realizează o epurare microbiană foarte eficientă, evidentă în special în pădurea de

conifere. De exemplu, în timp ce pe bulevardele din Paris s-au înregistrat 570 mii

bacterii/m3, iar în unele magazine chiar 4-8 milioane bacterii/m

3, în pădurea Fontainbleu

din apropiere, încărcătura microbiană era de numai 50-55 bacterii/m3

Întrucât modifică semnificativ suprafaţa activă, ca factor genetic al climei,

prezenţa ecosistemului de pădure induce un topoclimat specific. Acesta este determinat

de influenţa exercitată asupra radiaţiei solare, circulaţiei maselor de aer şi proceselor de

evaporare.

Topoclima pădurii se diferenţiază prin moderarea extremelor de temperatură,

intensitate scăzută a radiaţiei solare, creşterea umezelii relative a aerului, creşterea

frecvenţei calmului atmosferic şi viteze mai mici ale vântului, repartizarea mai uniformă

a precipitaţiilor şi creşterea cantităţii acestora.

Manifestarea acestor particularităţi depinde de caracteristicile covorului vegetal,

cât şi de factorii staţionari. Astfel, diminuarea temperaturilor în cursul verii este mai mare

pentru pădurile de foioase (unde prin evapotranspiraţie se consumă mai multă căldură); în

pădurile mediteraneene, datorită evapotranspiraţiei scăzute (ca o adaptare la regimul

hidric deficitar) nu se resimte efectul de „răcoare”

Aceste influenţe favorabile se resimt nu numai în interior, ci şi în zonele

învecinate, pe o distanţă de 500-1 000 m, ceea ce are o importanţă deosebită pentru

comunităţile umane, în special cele urbane, dar şi pentru culturile agricole. În cel din

urmă caz, prezenţa perdelelor de protecţie aduce importante sporuri de producţie.

În aceeaşi ordine de idei trebuie menţionat faptul că vegetaţia forestieră, în special

pădurea de răşinoase, diminuează intensitatea sunetului cu până la 10 decibeli. Prin

urmare, perdelele forestiere plantate de-a lungul drumurilor au un rol important pentru

combaterea poluării sonore

Protecţia fondului genetic

Decurge din însăşi existenţa pădurii, ecosistem în stare de climax, în care

numeroase populaţii trăiesc într-o stabilitate relativă, asigurată de mecanismul complex

de autoreglare a ecosistemului forestier. Diversitatea biologică cea mai ridicată se

înregistrează în pădure, culminând cu pădurile tropicale. De aici decurge şi rolul pădurii

pentru cercetarea ştiinţifică, pentru identificarea posibilităţilor de protecţie ale unor specii

aflate pe cale de dispariţie, pentru cunoaşterea legităţilor care coordonează procesele din

natură.

Funcţia de recreare

Ocupă, în rândul funcţiilor pădurii, un loc aparte prin influenţa directă asupra

activităţii şi sănătăţii umane. În acest context, unii autori (Muja, 1994) consideră acest rol

o funcţie socială.

Prin influenţa exercitată asupra climatului şi calităţii aerului pădurea permite

realizarea unui cadru ambiental optim pentru sănătatea umană. Adăugând la aceasta

efectul asupra psihicului uman, pădurea devine un refugiu pentru citadinul modern care,

deşi depinde în mare măsură de o serie de facilităţi ale vieţii urbane, rămâne, ca orice

fiinţă vie, legat intim de natură.

Funcţia recreativă reprezintă însuşirea pădurii de a proteja şi fortifica sănătatea, de

a asigura un nivel superior al stării psihice umane, de a reface forţele, capacitatea de

muncă a oamenilor, prin mediul ambiant deosebit de favorabil pe care îl creează.

Din acest punct de vedere, ţinând cont de tendinţa de concentrare a populaţiei în

centre urbane care caracterizează contemporaneitatea, rolul pădurii devine esenţial nu

numai pentru menţinerea echilibrului ecologic, dar şi a celui interior al fiecărei fiinţe

umane şi, în final, a întregii societăţi.

Funcţiile de protecţie sunt importante în actualul context economico-social în care

exploatarea intensivă a condus la manifestarea consecinţelor deosebit de grave ale

diminuării suprafeţelor acoperite de pădure.

PROBLEMELE GESTIONĂRII ECOSISTEMELOR FORESTIERE

Dezvoltarea civilizaţiei s-a făcut cu mari sacrificii pentru pădure. Odinioară,

acestea ocupau peste jumătate din suprafaţa uscatului, azi - doar 28%. Dar pădurile n-au

fost numai restrânse ca arie, ci şi lovite în interior : de la structura naturală, diversificată,

au ajuns la o nefirească simplificare, slăbind tot mai accentuat vigoarea şi starea lor de

sănătate. Rezultatul: s-a redus mult capacitatea productivă şi - aspect extrem de grav - cea

de protecţie a mediului, a vieţii omului.

Acest declin al pădurilor este principala cauză a existenţei celor două mari centuri

deşertice de pe Terra - pe alocuri în extindere datorită secetelor, tot mai intense şi mai

prelungite. Pe versanţii cu pante mari, despădurirea a rupt echilibrul natural, viiturile

torenţiale provocând daune foarte mari. Vinovat este numai OMUL, care a decimat şi a

degradat pădurea folosind securea, focul, păşunatul abuziv, recoltarea intensă de frunziş,

turismul dezordonat, utilajele de exploatare a lemnului - utilizate neraţional !

Măsuri radicale pentru refacerea fondului forestier au luat doar câteva state cu

economie dezvoltată dar, din păcate, ponderea lor este redusă, defrişarea pădurilor

menţinându-se la cote alarmante: aproximativ 13 milioane hectare/an ( 36 de terenuri de

fotbal/minut). Deşi toate congresele privind mediul şi dezvoltarea au lansat semnale de

alarmă privind situaţia pădurilor, o acţiune energică pentru refacerea fondului forestier

mondial nu s-a declanşat.

Ca urmare a defrişării, 80-100 mii de specii de arbori sunt ameninţatecu dispariţia.

Împăduririle nu reuşesc să echilibreze această balanţă, cu atât mai mult cu cât noile

păduri au o biodiversitate vegetală şi animală mult mai mică, fiind astfel mult mai puţin

rezistente la îmbolnăviri şi invazii ale dăunătorilor.

Diminuarea suprafeţelor de păduri din zona temperată are ca motivaţie, în prezent,

recoltarea lemnului folosit apoi în diverse scopuri. Astfel, în SUA, aproape jumătate din

suprafaţa împădurită este declarată pădure comercială producătoare sau capabilă să

producă lemn.De asemenea, companiile din domeniu sunt subvenţionate anual cu circa

500 milioane $, acest suport fiind justificat prin faptul că apar efecte externe, precum

construcţia de drumuri, îmbunătăţirea habitatului pentru multe specii sălbatice,

îndepărtarea arborilor bolnavi etc. Motivaţia reală rezidă însă în faptul că recoltarea

neprofitabilă, trebuie susţinută pentru a asigura locuri de muncălucrătorilor forestieri.

Companiile americane, în încercarea de a evita restricţiile impuse la nivel

naţional, au realizat investiţia în alte ţări cu legislaţii mai puţin stricte. Astfel, tăierile s-au

extins în nord-estul Rusiei, favorizate fiind şi de depresiunea economică din zonă,

respectiv de nevoia de locuri de muncă şi de venituri. Aceste păduri reprezintă însă

ultimul refugiu al tigrului siberian, astfel că ultimele 300 de exemplare au în faţă un viitor

sumbru, cuatât mai mult cu cât sunt şi obiectivul braconierilor.

Un alt factor de risc îl reprezintă incendiile forestiere. Anii secetoşi au favorizat

extinderea focului pe mari suprafeţe. În taigaua siberiană focul a distrus aproape 100 mii

km2, în care se includ şi 2/3 din suprafaţa insulei Sahalin. Comerţul ilegal cu lemn de

cedru, ulm sau frasin, în China, Coreea şi Japonia şi-a adus, de asemenea, o contribuţie

marcantă la reducerea suprafeţelor împădurite, mai ales după colapsul URSS, impactul

acestuia fiind echivalent cu cel al incendiilor.

Deşi astfel de date sunt în măsura să ilustreze cauze şi efecte ale defrişării,

dimensiunea globală a acesteia este dată de ceea ce se întâmplă în pădurile tropicale.

Defrişarea pădurilor tropicale conduce la dispariţia a mii de specii, din care multe

necunoscute, neidentificate.

Defrişarea aproape completă a Insulelor Mauritius a condamnat la extincţie 12

specii de păsări. În mod similar, Insula Cebu (Filipine) a pierdut toate cele 10 specii

endemice de păsări. În insula Sf. Elena, defrişarea a dus la dispariţia a 80 din cele 100 de

specii endemice de plante, majoritatea speciilor de gasteropode şi 3 din cele 4 specii

native de păsări.

Orangutanul va dispărea în următorii 20 de ani ca urmare a pierderii habitatului de

pădure.

În Africa defrişarea pădurilor de savană a echivalat cu deşertificarea, în special în

Sahel. Aceasta a fost motivată de cererea de lemn de foc, dar şi de extinderea terenurilor

agricole ca urmare a creşterii populaţiei sau în perioada colonială. Deoarece cererea

urbană de lemn de foc depăşeşte producţia suportabilă a pădurilor din vecinătate, pădurile

se retrag treptat concentric din jurul oraşelor pe un cerc cu rază crescătoare, un proces

vizibil evident pe fotografiile luate în decursul timpului de sateliţi.

Se estimează că numai pentru esenţe valoroase, precum abanosul, se defrişează

anual 52 000 km2. Cele mai afectate sunt ţările Asiei de Sud – Est, cu deosebire în

Malaiezia. Cel mai mare importator (circa 2/3 din piaţa mondială) este Japonia, care

încearcă astfel să evite despăduririle la nivel naţional.

Producţia de combustibil (lemn pentru foc) contribuie la defrişarea anuală cu circa

13 mii km2 şi afectează o suprafaţă considerabilă din pădurea tropicală. Lemnul poate fi

folosit direct, dar şi sub formă de mangal.

Nesatisfăcătoare este starea pădurilor şi în România. Faţă de relief şi de climă, ar

trebui să avem minimum 40-45% pădure - divers structurată şi viguroasă, uniform

repartizată în teritoriu. şi avem doar 26%.

Suntem în urma Bulgariei, care are 34%, a Slovaciei - 38%, a fostei Iugoslavii -

37%, a Austriei - 47%. Dar neconvenabilă este nu numai proporţia, ci şi structura -

simplificată, sărăcită, starea de sănătate - simţitor redusă, răspândirea - neuniformă : 60%

la munte, 32% la deal, 8% la câmpie (în sectorul de silvostepă şi stepă - abia 4%).

Iată de ce pădurea românească nu mai are azi nici productivitatea, nici capacitatea

de protecţie a mediului de altădată. Inundaţiile catastrofale din 1970 şi 1975, ca şi cele

din 1991, cu gravitate maximă în judeţul Bacău, au dovedit cât de mult s-a redus

capacitatea de protecţie hidrologică a pădurilor noastre. Secetele excesive din ultimele

decenii demonstrează clar scăderea efectului de protecţie climatică al pădurilor României.

Pădurea fiind principalul stâlp de echilibru al mediului, tot ce lezează pădurea,

lezează mediul, deci – viaţa umană ! Pentru supravieţuirea ei, întreaga populaţie trebuie

nu numai să ocrotească pădurea, ci s-o şi ajute: prin refacere, ameliorare, gospodărire

chibzuită, extindere.

Factorilor de decizie le este permis să ia hotărâri ce afectează pădurea numai după

răspunsul cert la întrebarea: ajută sau dăunează pădurii ? Dureros, în România niciodată

nu s-a

procedat aşa. După primul război mondial, în doar câteva decenii, fondul forestier s-a

redus cu două milioane de hectare, datorită atât lipsei de fermitate faţă de tăierile abuzive

cât mai ales defrişării aşa numitelor "păşuni împădurite", multe păduri în toată regula,

practică ce continuă şi azi.

Pădurea a devenit capital electoral şi asta ne-a costat foarte scump : suntem

singura ţară din Europa unde suprafaţa pădurii a scăzut în loc să crească ! N-am ţinut

seama de avertismentul marelui silvicultor Prof. dr. Marin Drăcea : "Nu-şi apără pădurea

şi pământul decât poporul care se simte solidar cu propriul său viitor şi care vrea să

trăiască !"

RESURSELE DE CĂRBUNE

Cărbunele este una dintre cele mai importante surse primare de energie, lui

revenindu-i aproape 70% din energia înglobată în rezervele certe de combustibili fosili.

Cărbunele care a constituit baza revoluţiei industriale din secolul XIX, după o perioadă

importantă de regres (1950- 1980), revine ca o energie primară deosebit de importantă

pentru viitor.

Din punct de vedere al calităţii, cărbunii pot fi împărţiti în:

Cărbuni bituminoşi (superiori) : Includ huila şi antracitul, iar formarea lor a

început în perioada jurasică;

Cărbunii bruni: Formarea acestora a început în paleogen. În această

categorie se disting cărbunele brun sub – bituminos şi lignitul;

Turba: Reprezintă rezultatul unui proces de carbonificare incomplet.

Pentru industria energetică îndeosebi primele două categorii prezintă o importanţă

deosebită.

RĂSPÂNDIREA GEOGRAFICĂ A CĂRBUNELUI ÎN ROMÂNIA

Antracitul, cărbunele cu cele mai multe calorii (8-9000 cal/kg), aflat în cantităţi

foarte mici se găseşte în judeţul Gorj la Schela.

Huila este prezentă în două bazine:

Bazinul Banatului, cu centrele Anina, Doman, Secul, Ponor şi spre defileul

Dunării la Baia Nouă, Bigar, Cozla.

Bazinul Petroşani. situat pe cursul superior al Jiului, bazin care contribuie cu

peste 80% la producţia de huilă.

Cărbunii bruni sunt întâlniţi în partea de est a bazinului Petroşani cât şi în bazinul

Tebea (Mesteacăn) din Apuseni, în bazinul Comăneşti (Asau, Comăneşti, Dărmăneşti),

bazinul Almaşului (Ticu, Tamasa, Cristoliţel, Surduc).

Lignitul este concentrat în Subcarpaţii Getici şi Podişul Getic, fiind prezent în

urmatoarele bazine:

1. Bazinul Motru-Jilt-Rovinari. Se individualizează trei concentrări:

Motru, cu centrele Lupoaia, Horăşti, Leurdea, Ploştina, Roşiuţa,

Motru;

concentrările Jilt şi Rovinari cu centrele: Rovinari, Roşia de Jiu,

Gârla, Cicani.

2. Bazinul Vâlcea se exploatează în centrele Alunu, Berbeşti, Cuceşti;

3. Bazinul Husnicioara în Podişul Getic;

4. Alt bazin al Munteniei Centrale Subcarpatice include grupările:

Schitu Goleşti (Berevoieşti, Jugur, Sotînga, Doiceşti, Flipeştii de

Pădure),

Bazinul Ceptura;

5. În perimetrul văilor Barcăului şi Crasnei se află zăcăminte la: Vărzari,

Sărmaşag, Popeşti, Voivozi, Borumlanca, Chieşd, Ip, Zăuani;

6. Pe Valea Crişului Repede la Bratca, Cornăţel, Vadu Crişului.

Turba - cel mai nou cărbune, cu o putere calorică redusă sub 3500 cal/kg şi grad

ridicat de umiditate se întâlneşte în depresiunile: Dornelor, Făgăraş, Ciuc, Călăţele cât si

în regiunile mai joase şi mlăştinoase din Sud-Vestul tării, pe Valea Someşului şi în

localitatea Dersca (Botoşani).

EXPLOATĂRILE DE CĂRBUNE

Exploatarea zăcămintelor de cărbune şi a substanţe minerale utile solide, în general,

se face, în funcţie de poziţia zăcămintelor:

la suprafaţă sau în cariere

în subteran sau în mine.

Exploatarea la suprafaţă se desfăşoară în cariere, zăcământul aflându-se în

apropierea suprafeţei solului. Lucrările efectuate pentru deschiderea carierei sunt:

îndepărtarea stratului de roci existent deasupra zăcământului denumit

copertă;

îndepărtarea primului strat de rocă utilă, care, în general, este alterată;

amenajarea locurilor de lucru.

Extracţia propriu-zisă are loc sub cerul liber. Pentru desprinderea rocilor se folosesc

utilaje grele (excavatoare, screpere) şi metode de explozie dirijată.Exploatarea la

suprafaţă prezintă următoarele avantaje:

nu necesită investiţii pentru lucrări de amenajare;

exploatarea se poate face simultan în mai multe puncte ale carierei cu

cheltuieli mici;

se pot folosi utilaje de extracţie şi transport cu capacitate şi productivitate

mari;

securitatea muncii este mare, iar pericolul de surpare, emanare de gaze

toxice şi inundaţii este minim;

producţia este mare, datorită unor fronturi de lucru mai întinse, mobilităţii

de exploatare mai mari, randamentului lucrului mai mare;

absenţa lucrărilor de susţinere, aeraj şi iluminat.

Dezavantajele acestei exploatări sunt:

munca este sezonieră, neasigurându-se continuitatea aprovizionării cu

substanţe minerale utile a industriei;

când stratul de rocă sterilă de deasupra zăcământului este mare,exploatarea

devine neeconomică.

În carierele de materii prime pentru industria lianţilor anorganici folosiţi în

construcţii, exploatarea se efectuează de sus în jos, în trepte descendente şi de jos în sus,

în trepte ascendente. Prima modalitate este mai avantajoasă deoarece:

permite o mecanizare mai mare a operaţiilor de lucru;

presupune un consum mai redus de explozivi ca urmare a răspândirii mai

uniforme a efectului exploziei în masa de material supus exploatării;

asigură condiţii de securitate a muncii mai bune;

dimensiunile blocurilor desprinse din rocă sunt mai mici.

Exploatarea în subteran sau în mină se foloseşte când zăcământul se află la

adâncimi mari. Lucrările de deschidere sau pătrundere în zăcământ constau în săparea de

puţuri şi galerii. Ele conduc la obţinerea a două categorii de construcţii: la suprafaţă şi în

subteran.

Construcţiile la suprafaţă cuprind: turnurile puţurilor de extracţie şi aeraj;

instalaţiile de ventilaţie pentru aerisirea minei; montarea pompelor pentru evacuarea apei

subterane; a compresoarelor pentru aer comprimat; a mijloacelor de transport şi

instalaţiilor pentru prepararea şi concentrarea substanţelor minerale utile.

Construcţiile din subteran sau mina constau dintr-o serie de canale care se obţin prin

următoarele operaţii: tăierea şi desprinderea rocilor, folosind ciocane pneumatice,

combine, haveze, explozivi; transportul materialelor dislocate la suprafaţă, cu ajutorul

vagonetelor.

În esenţă, există trei tipuri diferite de exploatări subterane, în funcţie de adâncimea

zăcământului, înclinaţia lui, grosimea stratului şi nu în ultimul rând de valoarea

ecosistemelor de la suprafaţă.

Mină orizontală , cea mai uşoară de descoperit din punct de vedere economic

Mină înclinată, accesul la stratul de cărbune se face printr-un puţ înclinat (uşor

înclinat). Uzual, înclinarea nu depăşeşte 18 ˚ din motivul posiblitătii transportului

cărbunelui la suprafaţă cu ajutorul vagoanelor, camioanelor de mici dimensiuni, troliu,

etc

Mină verticală, accesul se face printr-un puţ vertical. Sunt preferate înaintea celor

înclinate în situaţia în care zăcământul se află la adâncime mare.

Canalele verticale se numesc puţuri şi pot fi: principale, secundare şi oarbe. Puţul

principal asigură scoaterea materialului dislocat la suprafaţă şi accesul minerilor.

Puţurile secundare au rolul de aerisire. Puţurile oarbe asigură accesul viitor în alte

puncte ale zăcământului şi eliminarea gazelor.

Canalele orizontale pot fi realizate prin steril şi prin zăcământ şi se numesc galerii.

Galeriile sunt:

de coastă, care fac legătura între exterior şi puţul principal. Ele asigură

accesul minerilor în mină şi aducerea rocilor dislocate la suprafaţa solului;

transversale, care traversează zăcământul pentru a se executa lucrări de

extindere a exploatării;

de lucru sau abataje, practicate prin steril. Ele sunt scurte şi asigură lucrul pe

o porţiune a zăcământului.

Totalitatea galeriilor de la un nivel formează un orizont. Legătura între orizonturi se

realizează prin suitori.

După terminarea exploatării zăcământului, dacă există pericolul surpării datorită

greutăţii rocilor, excavaţiile se umplu cu material steril denumit rambleu sau se provoacă

surpări dirijate.

Mineritul convenţional (ciclic), presupune următoarele etape:

sprijinirea tavanului

săparea

forarea

explozia

adunarea cărbunelui

încărcarea

Mineritul continuu, a apărut în ideea înlocuirii etapelor anterioare (ciclice) cu una

singură. Punctul slab al acestei metode este sistemul de încărcare, aflat în spatele frezei.

Instalaţia trebuie oprită după aproximativ 30 m pentru a se permite sprijinirea tavanului şi

a sistemului de ventilaţie

Mineritul “Longwall”, la care susţinerea tavanului se realizează automat cu

ajutorul unor echipamente hidraulice

ASPECTE DE MEDIU

Aspectele de mediu în domeniul mineritului de carbuni diferă de cele întâlnite la

operaţiunile miniere de suprafaţă..Ele chiar au fost considerate diferite până la punctul de

a fi mai puţin importante.Dar nu poate fi negat faptul că mineritul subteran poate deranja,

fie prin construirea puţului, fie ca rezultat al altor influenţe cum ar fi aparaţia unor

dezechilibre în zona galeriilor subterane. Dupa 1960 s- a pus într- adevăr această

problemă ca o posibilă influenţă negativă asupra mediului înconjurător.

În plus, transportarea cărbunelui din minele subterane către suprafaţă şi depozitarea

în grămezi sau şiruri, poate avea consecinţe negative asupra zonei respective.

Acţiunea de separare a materialelor din minereu oferă un mod de contaminare a

mediului care adesea nu este recunoscut dar este la fel de important ca o potenţială

contaminare specifică operaţiunilor miniere de suprafaţă.

Fiind caracterizat de scurgeri de reziduri lichide sau gazoase, mineritului subteran

ar trebui să i se acorde măcar tot atâta atenţie care se acordă problemelor ivite în cazul

mineritului de suprafaţă.

Problemele de mediu legate fie de mineritul subteran, fie de cel de la suprafaţă, au

mai multe conotaţii. Tabelul de mai jos prezintă câteva probleme de mediu ce ţin de

mineritul cărbunelui.

Oricum, din cauza condiţiilor naturale, operaţiunile de minerit la suprafaţă au

implicaţii mult mai mari asupra mediului în raport cu operaţiunile de minerit

subterane.

Probleme Comentarii Surse de risc

Calitatea

aerului

Emisii : oxizii de nitrogen, compuşii

de sulf, hidrocarbonaţii si monoxidul

de carbon pot afecta sănătatea umana

şi ecologia terstra.

Mineritul de suprafaţă;

Nesupravegherea focului la grămezile

din minele abandonate

Calitatea

apei

Modificările în sursele de apa

subterane pe perioada exploatării pot

afecta pH şi nivelele de poluanţi;

deteriorarea calităţii apei şi a vieţii

acvatice

Golirea minelor de suprafaţă;

Golirea minelor subterane

Depozitarea şi mormanele de deşeuri

Cantitate

apa

Alimentările cu apă de suprafaţă şi

apă subterana pot fi reduse şi

redirecţionate, afectând disponibilul

de apă pentru ecologia terestră şi

acvatică şi pentru alţi utilizatori

Drenarea minelor de suprafaţă

Modificarea consumului acvifer

Teren

utilizat

Cauze ale mineritului temporar pentru

pierderea permanentă a habitatului

animalelor sălbatice ;

Restaurarea şi protejarea zonelor

înainte de utilizarea minelor necesită

un control de ameliorare.

Ameliorarea minelor de suprafaţă;

Distrugerea habitatului animalelor

sălbatice

Înlăturare

deşeuri

Deşeurile din mine necesită operaţiuni

de curăţirea a locurilor

Înlăturarea deşeurilor provenite din

mine

Pregătirea şantierului poate ridica în ambele cazuri probleme asemănătoare în

legătură cu distrugerea şi refacerea mediului.

În majoritatea ţărilor, dezvoltarea mineritului la suprafaţă cere nenumărate permise

şi aprobări agenţiilor guvernamentale.Astfel, industria mineritului trebuie să dea foarte

multe informaţii despre orice proiect de minerit înainte ca realizarea lui să înceapă.

Pe lânga aceasta, realizatorul este rugat să trimită un plan de dezvoltare a investiţiei

miniere cu detalii privind tehnologia, construirea galeriilor, siguranţa împotriva

exploziilor , respectarea echilibrului hidrologic şi planurile minei.Planurile încep de

obicei la stadiul de dezvoltare a exploatării minei şi se aplică şi la operaţiunile de minerit

subteran.

De exemplu, în cazul exploatărilor care folosesc vehicule de teren se creează urme

şi drumuri primitive care pot afecta serios habitatul florei sau faunei.Găurile sfredelite pot

rupe sau penetra mai multe straturi freatice de apă separate, cauzând degradarea

resurselor de apă din cauza surselor de apă de diferite calităţi.

Faza de construcţie a unei mine poate de asemenea influenţa considerabil

ecosistemele din zonă. Un aflux de muncitori poate suprasolicita sever comunitatea locală

şi facilităţile sale, creând probleme socio-economice neprevăzute.

Pregătirea şantierului, incluzând construirea instalaţiilor tehnice de extragere a

cărbunelui, silozul de depozitare a cărbunelui, montarea utilajelor mari pentru escavare,

construirea de drumuri de tracţiune şi nivelarea pot cauza schimbări de mediu care pot

dura cât perioada de expolatare a minei şi chiar după ce mina nu mai poate fi exploatată,

când modelele de viaţă sălbatică sunt deja alterate.

Fie că obiectivul este mineritul subteran ,fie că este la suprafaţă, pregătirea

şantierului sau smulgerea supraîncărcăturii de la filonul cărbunelui este o traumă pentru

mediu.

Vegetaţia dispare, viaţa plantelor sau a microorganismelor este deranjată sau

distrusă, solul şi subsolul sunt îndepărtate, straturile de dedesubt sunt rupte sau deranjate,

sistemele hidrologice pot deasemenea suferi şi suprafaţa este expusă oxidării, care poate

avea ca efect alterarea chimică a componentelor minerale cât şi alte schimbări

topografice.

De exemplu, este întotdeauna prezent pericolul contaminării apelor în timpul sau

după operaţiunile miniere.Materiale ca metalele grele şi/sau minerale pot ajunge , de

obicei după eroziunea solului din cauza ploii sau dezgheţurilor de după iarnă, într-o sursă

de apă apropiată, şi trebuie foarte multă precauţie pentru a evita aceste neajunsuri.

Mineralele şi substanţele toxice rezultate în timpul înlăturării sterilului includ

materiale acide, materiale puternic alcaline şi concentraţii diluate de metale grele. Aceste

materiale pot avea un efect negativ asupra vieţii sălbatice, creeând un mediu ostil (de

obicei prin otravirea apelor), iar în unele cazuri chiar distrugerea speciilor. În faza de

proiectare a unei exploatări miniere trebuie avute în vedere planuri privind acomodarea

cu potenţialele substanţe dăunătoare generate ulterior.

Un alt factor de risc care poate deveni evident este probabilitatea aprinderii

spontane a stocurilor de cărbune. Aceasta se poate întampla de obicei în condiţii

schimbătoare ale vremii şi oxidări necontrolabile odată cu creşterea temperaturii

O altă problemă în cazul anumitor exploataţii miniere. In locurile cu vestigii istorice

unde nu s-au făcut investigaţii anterioare şi nu s-a conceput un plan de salvarea a

acestora, este mai mult ca sigur că acestea vor fi distruse. De aceea, planurile de

proiectare şi dezvoltare a exploatărilor miniere trebuie să includă şi studii arheologice de

sistematizare a zonei în care urmează să se dezvolte aceste exploatări. Asemenea studii

vor fi în beneficiul comunităţii şi creează o apreciere pozitivă a valorilor istorice.

In cele din urmă, în cele mai multe cazuri s-a dovedit că dacă s-au avut în vedere

toate aspectele ce ţin de protecţia şi conservarea mediului, zonele în care există exploatări

miniere arată mai plăcut din punct de vedere estetic decat înainte de începerea

construcţiei minei.

PERSPECTIVE MODERNE

Dezvoltarea industrială care cere generarea şi folosirea crescută de energie electrică,

creşterea numărului de autovehicole ( luând numai doua exemple) au necesitat

dezvoltarea tot mai accentuată a extracţiei de combustibili fosili.

Emisiile de substanţe chimice sintetice şi naturale în atmosferă în cantităţi care

depăşesc limitele admise, constituie o problemă majoră a acestui domeniu. Folosirea

diferiţilor combustibili fosili a avut efecte în deteriorarea mediului şi vor conduce în

viitor la agravarea acestor distrugeri dacă nu se iau măsuri adecvate pentru a controla nu

numai natura dar şi cantitatea produselor emise în atmosferă.

In acest sens, cărbunele este deseori considerat a fi un combustibil “ murdar” şi se

numără de cele mai multe ori printre cei mai dăunători combustibili pentru mediu.

Cărbunele nu este neapărat un “ combustibil murdar”; într-adevăr aşa – zişii

combustibili nucleari “curaţi” au obiceiul să fie “chiar murdari” când procesele

tehnologice merg anapoda.

Totuşi trebuie luat în considerare faptul că folosirea cărbunelui are influenţe

negative asupra mediului înconjurator. Combustibilii fosili sunt o componentă necesară a

lumii moderne.

Trebuie avut în vedere eliminarea gazelor rezulate în urma anumitor procese dar

este nedrept să se spună că principala cauză a problemelor de mediu este cărbunele. Toate

produsele obţinute prin gazeificare conţin cantităţi de materiale dăunatoare pentru mediu.

Cărbunele este o sursă de energie abundentă şi formează o mare parte din resursele

de combustibil fosil ale globului.In general, resursele de cărbuni constituie aprox. 31%

din rezervele de combustibili fosili ale lumii.

Este un material hidrocarbonat solid cu potenţialul să producă cantităţi

considerabile de dioxid de carbon, ca rezultat al arderii; majoritatea cărbunilor conţin

deasemenea cantităţi considerabile de sulf ceea ce înseamnă că arderea cărbunelui este

însoţită de producerea de dioxid de sulf.

Creşterea ridicată a folosirii şi popularitatea cărbunelui ca sursă de bază în sectorul

energetic îi conferă acestuia perspective viabile de a fi utilizat în continuare pe scara

largă. Pe de altă parte, accesul la utilizarea petrolului este o frână în multe cazuri, având

la bază variate motive de natura fizică sau politică. Metodele simple prin care cărbunele

poate fi folosit reprezintă un factor major în utilizarea sa pe scară largă.

Folosirea cărbunelui într-o manieră care influenţează negativ mediul înconjurător

trebuie semnalizată şi stopată totodată.Tehnologiile care vor fi utilizate trebuie să

limiteze efectele arderii cărbunelui asupra ploilor acide, poluării urbane şi încălzirii

globale.

Atât la nivelul fiecărui stat cât şi la nivelul Uniunii Europene sunt dezvoltate

strategii în domeniul energiei şi protecţiei mediului cât şi programe de cercetare şi

dezvoltare de noi tehnologii.

LICHEFIEREA

Deşi cărbunele se prezintă sub formă solidă el poate fi făcut să ,,curga", să devină

lichid.

De fapt, nu este vorba despre aducerea cărbunelui ca atare în stare lichidă, ci despre

prelucrarea şi asocierea acestuia cu unele fluide, astfel încât, în final, să rezulte

amestecuri ce au proprietăţi de fluid.

Lichefierea propriu-zisă, care vizează transformarea directă a cărbunelui într-un

lichid cu proprietăţi asemănatoare petrolului, reprezintă o tehnică deja intrată în circuitul

industrial al unor ţări, metodele folosite fiind: directe, indirecte şi pirolitice.

Lichefierea directă se produce, schematic, în modul următor: un nămol de cărbune,

introdus într-un lichid recirculat obţinut din cărbune, este făcut sa reacţioneze cu

hidrogenul sau cu un precursor al acestuia, (de exemplu, un lichid donor de hidrogen), la

temperatura şi presiune mare.

Lichefirea indirectă implică la început faza de gazeificare a cărbunelui, după care

gazul sintetic format din oxid de carbon în amestec cu hidrogenul, este purificat şi făcut

să reacţioneze catalitic pentru a produce în principal un lichid.

In fine, piroliza, în care moleculele de carbon sunt sfăramate prin încălzire la

temperatură ridicată, în absenţa aerului, produce un gaz, gudron (care poate fi hidrotratat

pentru a se obţine combustibi lichizi, cu conţinut redus de sulf) si un rest carbonizat.

GAZEIFICAREA

Gazeificarea reprezintă procesul prin care un combustibil solid sau lichid este

transformat într-un gaz combustibil. Procesul are loc printr-o oxidare parţială, cu formare

de monoxid de carbon şi hidrogen. Ca agenţi de gazeificare (sau agenţi oxidanţi) se

utilizează: oxigenul, aerul, vaporii de apă, dioxidul de carbon, hidrogenul.

Instalaţia în care are loc procesul de gazeificare se numeşte gazogen, iar

combustibilul gazos obţinut este denumit gaz de sinteză sau gaz de gazogen.

Compoziţia volumetrică standard şi puterea calorică a gazului de gazogen obţinut

prin oxidarea cărbunelui cu oxigen, respectiv aer, curăţat de impurităţi şi saturat cu vapori

de apă este trecută în tabelul de mai jos

Centralele electrice cu arderea cărbunelui în stare pulverizată

Principiul constă în măcinarea fină a cărbunelui (granulaţii mai mici de 7

micrometrii) şi pulverizarea acestuia împreună cu o parte a aerului de ardere (numit aer

de ardere) în partea inferioară a unui focar. Particulele de cărbune ard, temperatura

flăcării putând ajunge pâna la 1500 ˚ C. Restul aerului de ardere este introdus direct în

focar pentru a asigura arderea completă a cărbunelui.

Centrale electrice cu ardere a cărbunelui în pat fluidizat la presiune

atmosferică (AFBC)

Principiul de funcţionare al acestui tip de centrală constă în introducerea pe la

partea superioară a focarului a cărbunelui concasat (particule cuprinse între 6 si 20 mm),

în contracurent cu un flux de aer ascendent. Sub acţiunea forţei gravitaţionale, respectiv a

forţei ascensionale generată de aer, particulele de combustibil (împreună cu cantităţi

importante de cenuşă şi nisip) rămân în suspensie în timpul arderii în interiorul focarului,

formând un pat cu proprietăţi asemănătoare fluidelor.

O majoră inovaţie este introducerea tehnologiei IGCC care se bazează pe conversia

cărbunelui în gaze sintetice.

O centrală cu ciclu combinat cu gazeificarea integrată a cărbunelui (IGCC) este o

unitate energetica care în locul folosirii gazului natural ca energie primară, utilizează un

gaz de sinteză ( CO + H2). Acesta este obţinut în urma gazeificării carbonului într-o

atmosfera de oxigen sau aer, şi în prezenţa vaporilor vaporilor de apă ca agent IGCC

permite astfel trecerea de la utilizarea gazului natural la cea a cărbunelui. Pentru

gazeificarea combustibilului solid este necesară ataşarea la centrală a unei adevarate

„uzine chimice” care să dispună pe lângă tehnologia de gazeificare şi de mijloace de

curăţare a gazului de sinteză de particule solide, precum şi de alţi poluanţi.

Limitările cele mai importante privind utilizarea cărbunilor sunt provocate în

special de puternicul impact pe care îl au asupra mediului înconjurător: emisiile de

pulberi, oxizi de sulf, oxizi de azot, dioxid de carbon. Aceste gaze reacţionează cu apa în

atmosferă, eliberând acizii corespunzători.Pentru reducerea emisiilor aferente primelor

trei categorii de noxe există la ora actuală tehnologii mature din punct de vedere

comercial capabile să satisfacă restricţii destul de severe. Din punct de vedere al

dioxidului de carbon, cărbunele se caracterizează prin cea mai ridicată emisie specifică în

raport cu cantitatea de căldură rezultată prin ardere

Emisia de CO2 pentru 1KWt rezultat din arderea combustibilului

RESURSE DE PETROL, GAZE NATURALE ŞI COMBUSTIBILI NUCLEARI

Petrolul şi gazele naturale sunt amestecuri de hidrocarburi care se găsesc ca

zăcăminte în scoarţa pământului în diferite regiuni. Gazele naturale sunt alcătuite aproape

exclusiv din termeni inferiori (cu numar mic de atomi de carbon) ai seriei hidrocarburilor

nesaturate cu catenă deschisă ( alcani ) . Petrolul ( ţiţeiul ) conţine totdeauna reprezentanţ i

ai trei clase de hidrocarburi : saturate aciclice ( alcani ), saturate ciclice ( cicloalcani )şi

aromatice. Proporţia acestora variază de la un zăcământ la altul.

Petrolul conţine elemente solide, gazoase şi lichide fiind un amestec de hidrocarburi

solide şi gazoase dizolvate în hidrocarburi lichide şi care s-au acumulat în regiuni marine

subsidente, suferind o descompunere lentă în condiţii de mare presiune. Consistenţa

petrolului variază, având stare de lichid mai fluide aşa cum este benzina şi până la lichid

vâscos care de-abia curge. Are culoare brun-închisă şi miros caracteristic. Din punct de

vedere geologic, zăcămintele de petrol au cateva trăsături generale din care rareori

lipseşte vreuna.

Astfel, petrolul se găseşte într-o încreţitură a scoarţei, îmbibat, sub presiune înaltă,

într-un strat de rocă poroasă, prins între două straturi de rocă impermeabilă. În partea

superioară a stratului de rocă poroasă se găseşte zona în care se acumulează produsele

gazoase (gazele de sondă) iar în partea inferioară se găseşte o porţiune îmbibată cu apă

sărată. Prezenţa acesteia din urmă constitue unul dintre argumentele teoriei formării

petrolului prin fermentaţia, în absenţa aerului, a resturilor de vieţuitoare ( mai ales

microscopice ) care s-au depus pe fundul mărilor în epoci geologice.

Procesul de formare a petrolului a avut loc în urmă cu milioane de ani. Cea mai

mare parte a ţiţeiului s-a format din alge şi bacterii îngropate în mâl şi nămol, pe fundul

mării, în perioada jurasică. Materia îngropată a putrezit şi a fost transformată treptat în

ţiţei de către căldura şi presiunea care a comprimat ,de asemenea, mâlul şi nămolul,

transformându-le în straturi de rocă. Picăturile de ţiţei s-au infiltrat în sus prin rocile

permeabile, roci poroase sau crăpăturile prin care pot pătrunde lichidele sau gazele.

Ţiţeiul şi-a continuat drumul până când a întâlnit un strat impermeabil sau solid. Ţiţeiul a

început apoi să se acumuleze în straturile de roci permeabile din imediata apropiere,

numite de geologi "capcană".

Zăcămintele de hidrocarburi reprezintă o bogatie incalculabilă , iar utilizarea lor

drept surse de combustibil va fi supusă foarte curând, fără îndoială, unor limitări drastice.

Ţiţeiul este important deoarece este curat şi mai ieftin decât cărbunele şi mai uşor de

transportat decât gazele naturale. Supranumit "aurul negru", el asigură aproape jumatate

din energia utilizată în lume. Ţiţeiul brut este utilizat pentru producerea combustibililor,

printre care diferite tipuri de petrol, motorină sau cherosenul. Petrolul este utilizat şi

pentru producerea unor lubrifianţi uleioşi şi a vaselinelor necesare funcţionării utilajelor

şi maşinilor. Petrolul este utilizat şi la producerea asfaltului necesar şoşelelor şi la

fabricarea unei mari varietăţi de produse din industria petrochimică: cosmetice,

medicamente, vopsele, explozibili, fertilizatori, fibre sintetice, cerneluri, insecticide,

coloranţi, mase plastice şi cauciucuri sintetice utilizate la anvelope.

De fapt, toată industria modernă depinde de petrol şi de produsele sale; structura

materială şi modul de viaţă în comunităţile din suburbiile care înconjoară marile oraşe

sunt rezultatul unei ample şi necostisitoare alimentare cu petrol. Restricţiile impuse

politic cu privire la alimentarea cu petrol şi la folosirea lui au dus la o mare creştere a

preţurilor în anii '70 pentru o îndelungata perioadă. Aceasta a adus temeri cu privire la

lipsa globală de petrol şi astfel la mijlocul anilor '90 preţurile au scazut la jumătate.

După proprietăţile fizice se deosebesc următoarele categorii:

petrol foarte uşor (0,730-0,820 gr/cm3);

petrol uşor (0,820-0,900 gr/cm3);

petrol greu (0,910-1,040 gr/cm3);

După compoziţia chimică se clasifica în:

petrol parafinos (foarte uşor),

semiparafinos (uşor),

aromatic,

asfaltic (naftenic).

După conţinutul în sulf se poate clasifica în:

petrol sarăc în sulf (sub 1%);

petrol bogat în sulf (peste 1%).

Conţinutul ridicat în sulf diminuează valoarea petrolului şi pune probleme deosebite

în prelucrarea sa industrială.

Unitate de masură este barilul : 1 baril = 42 galoni = 159 litri

EXTRAGEREA

Zăcămintele de petrol se exploatează prin forare, cu ajutorul sondelor. Extracţia

petrolului poate avea loc în două situaţii şi anume petrolul poate fi adus la suprafaţă de

presiunea gazelor din zăcământ (care, uneori, provoacă erupţii greu de controlat) sau

poate fi necesară pomparea lui în cazul în care zăcământul nu se găseşte sub presiune, ca

urmare a epuizării gazelor.

Pentru a scoate petrolul la suprafaţă există mai multe metode dar cea mai deosebită

este construcţia unei sonde petroliere pe platformă maritimă sau oceanică. Acestea sunt

instalate pentru a funcţiona de pe o platformă petrolieră care poate fie să plutească, fie să

stea pe picioare instalate pe fundul apei. Ea poate rezista forţei valurilor şi vânturilor

puternice, sau în regiunile arctice şocurilor cauzate de banchizele de gheaţă. În acest fel

au fost forate cu succes mari puţuri până la adâncimea de 6,5 km de la suprafaţa

oceanului.

Aproape peste tot pe Glob există bazine de extracţie a petrolului.Cele mai mari

bazine sunt: Golful Persic (ţările din regiune sunt cele mai mari exportatoare de petrol din

lume) , Alaska, sau marine, cum ar fi : Marea Nordului(platformele Norvegiei,în

principal), Golful Mexic, Marea Ohotsk(în N Federaţiei Ruse) etc.

Cel mai bogat dintre ele este, cu siguranţă Golful Persic.De-a lungul ultimelor

decenii ţările din regiune au deţinut şi deţin monopolul în ceea ce priveşte exporturile de

petrol.De altfel, întreaga economie a acestor ţări se bazează pe producţia de petrol. Cele

mai mari exportatoare de petrol din lume au fondat o organizaţie denumită

OPEC(Organizaţia ţărilor exportatoare de petrol) care are ca domeniu de activitate

politica petrolieră.Tările membre sunt: Algeria, Arabia Saudită, Ecuador, Emiratele

Arabe Unite, Gabon, Indonezia, Irak, Iran, Kuweit, Libia, Nigeria, Quatar, Venezuela.

Dupa extracţie, petrolul este transportat la o rafinărie în cisterne unde se supune

prelucrării. Putem distinge, in linii mari, trei etape principale a prelucrării ţiţeiului:

1. Îndepărtarea impurităţilor care au o altă natură chimică decât hidrocarburile;

2. Fracţionarea, prin distilare,a amestecului de hidrocarburi;

3. Prelucrarea chimică a fracţiunilor obţinute prin rafinare.

RAFINAREA

Principala metoda de rafinare a petrolului este distilarea. Prin încălzirea treptată a

petrolului se separă componenţii săi, după temperatura lor de fierbere. Acest mod de

prelucrare a petrolului se numeşte distilare fracţionată. Pentru a se obţine o varietate de

produse din petrol acesta este cracat prin mai multe procedee. Astfel se obţin: alcooluri,

detergenţi, cauciuc sintetic, glicerina, îngrăşăminte chimice,etc.

Utilizându-se coloane de distilare de dimensiuni mult mai mari, ţiţeiul se

fracţionează în câteva grupuri de hidrocarburi, pe baza diferenţelor dintre punctele lor de

fierbere. Multe din aceste fracţiuni sunt supuse chimizării, fie pentru a le utiliza ca

materie primă în industria chimică organică, fie pentru a le îmbunătaţi calităţile lor de

carburanţi.

Astfel benzinele, obţinute direct prin rafinarea petrolului, nu permit atingerea unor

randamente suficient de ridicate ale motoarelor cu explozie. Se ştie că randamentul

motorului depinde foarte mult de gradul de comprimare al gazelor (amestec de aer şi

vapori de benzină) înainte de detentă.Comprimarea amestecului nu se poate efectua decât

până la o anumită limită, deoarece, la un moment dat, are loc o explozie spontană, ca

urmare a ciocnirilor prea violente între molecule. Asemenea explozii spontane au urmări

foarte grave pt funcţionarea motorului, care cere ca explozia să nu aibă loc decât într-un

moment foarte bine stabilit în funcţie de poziţia pieselor în mişcare. Capacitatea

amestecului de aer şi a vaporilor de benzina de a rezista la comprimare, fără să explodeze

spontan exprimă cifra octanică a benzinei.

Pentru definirea cifrei octanice s-au ales doua hidrocarburi, una care detonează

foarte uşor, hectanul normal, şi alta care rezistă deosebit de bine la comprimarea

amestecului vaporilor cu aer , şi anume unul din izooctani .

Prin convenţie s-a atribuit n-heptanului cifra octanică 0 iar izooctanului cifra

octanică 100. Făcând amestecuri din aceste doua hidrocarburi, în diferite proporţii, putem

obţine combustibili, a căror comportare, în motoarele cu explozie , este identică cu cea a

mostrei de benzină pe care dorim s-o caracterizăm. Cifra octanică a bezinei respective

este egală cu proporţia de izooctan, în volume, din amestecul de izooctani şi n-hectan

care are aceeaşi comportare la detonaţie. O benzină cu cifra octanică 98 se comportă la

fel cu un amestec de 98 % izooctani şi 2% n-hectan. Creşterea cifrei octanice permite o

compresie mai avansată şi deci construirea unor motoare cu un randament mai bun.

Pentru îndeplinirea acestor condiţii, benzinele brute, cu cifra octanică relativ scazută, se

tratează cu anti-detonanţi, ca tetraetil-plumbul. Această substanţă se descompune foarte

uşor la încălzire şi pune în libertate atomi de Pb care blochează intermediarii reactivi ce

iniţiază reacţia în lanţ a exploziei. O altă cale, mult mai avantajoasă, de ridicare a cifrei

octanice consta în ridicarea conţinutului de hidrocarburi aromatice în benzină; aceasta se

realizează prin chimizare.

Păcura, reziduu greu rămas la distilare , în afara de utilizarea drept combustibil în

arzătoare speciale se poate supune unei redistilări, acestă operaţie se execută sub vid, pt a

evita încălzirile la temperaturi mai ridicate, care ar produce descompuneri nedorite.

Reziduul rămas după această redistilare se supune unei insuflări de aer cald, când au loc

procese complicate de oxidare şi se obţine asfaltul, masa utilizată la construire de şoşele.

PRELUCRAREA CHIMICĂ

Produsele izolate prin rafinare se supun transformărilor chimice în cadrul a două

tipuri de procese : cracarea şi reformarea.

Cracarea cuprinde ansamblul de reacţii chimice ce au loc prin încălzirea la

temperaturi ridicate şi în prezenţa unor catalizatori, când moleculule alcanilor suferă

ruperi de fragmente mai mici. Prin cracare alcanii superiori trec în alcani inferiori şi

alchene (cracarea propiu-zisă) sau elimină atomi de hidrogen ducând la alchene cu acelaşi

număr de atomi de carbon în molecula (de hidrogenare).

Ponderea reacţiilor de dehidrogenare scade pe măsură ce molecula alcanului creşte.

Alcanii superiori trec aproape numai în alchene şi alcanii cu molecule mai mici.

Desfăşurarea paralela a reacţiilor de cracare şi de dehidrogenare , precum şi toate

celelalte caracteristici a procesului de descompunere al alcanilor prin cracare, se explică

prin apariţia aceloraşi intermediari reactivi: radicalii liberi ai hidrocarburilor.

Prin acest procedeu se obţin alchenele, materii prime de baza în industria chimică;

aceasta este sursa principală de etena. În acelaşi timp produsele grele ca motorina etc.,

ieftine şi cu utilizări restrânse, se pot transforma în benzină, combustibil mult mai cautat.

Produsele obţinute prin cracare sunt separate tot prin distilare fracţionată; aceasta se

face însa sub presiune, deoarece, în condiţii normale, multe din substanţele cu molecule

mici ce rezultă din fragmentări sunt în stare gazoasă. Prin ridicarea presiunii, aceşti

compuşi se lichefiază şi pot fi supuşi distilării la temperaturi coborate.

Din acest punct de vedere al sintezei organice cel mai important produs al cracării îl

constitue etena, materia primă pentru etanol, polietilenă, polistiren şi multe altele.

Valoroase sunt de asemenea propenele (pe care le întâlnim la sinteza fenolului şi

glicerinei) şi butenele baza unei serii de solvenţi oragnici şi cauciucuri sintetice.

COMBUSTIBILI PENTRU MOTARELE CU ARDERE INTERNA

Motoarele termice utilizează drept sursă de energie un combustibil care arzând în

anumite condiţii în prezenţa aerului furnizează o cantitate de căldură ce se transformă în

energie mecanică.

Combustibili cei mai des folosiţi pentru motoarele cu ardere internă provin din ţiţei,

care este supus unui ansamblu de tratamente chimice şi fizice.Aceşti combustibili datorită

caracteristicilor funcţionale ale motoarelor în care se folosesc, sunt diferenţiaţi în

benzine – pentru motoarele cu aprindere prin scânteie

motorine – pentru motoarele cu aprindere prin compresie

petroluri în amestecuri pentru turbomotoare

Benzinele: din punct de vedere chimic sunt un amestec de hidrocarburi C5 – C10

din clasa alcanilor (parafinice),cicloalcanilor (naftenice) aromatice şi nesaturate liniare

(olefinice). In benzină procentul de carbon este de 80 – 82% iar cel ce hidrogen de 14 –

15%.

Motorinele(combustibili Diesel): sunt fracţiuni petroliere cu densitate cuprinsă între

850 – 890 kg/cm3 si cu temperatura de fierbere cuprinsă între 200 – 370 C. Ele provin, în

general, de la distilarea atmosferică a ţiţeiului şi constau din amestecuri de hidrocarburi

ce au în moleculele lor de la 12 până la 18 atomi de carbon.

Combustibilii pentru motoarele Diesel se caracterizează prin proprietăţi opuse

benzinei, respectiv, hidrocarburile componente trebuie să se oxideze cu uşurinţă cu

formare de peroxizi şi alte produse de oxidare incompletă, pentru că autoaprinderea să se

producă uşor.

Petrolurile turbo (combustibilii pentru turbomotoare): întrebuinţate în industrie,

transporturi terestre, aeriene, navale, cuprind o mare varietate de produse: produse

petroliere, suspensii de pulberi metalice în fractiuni de ţiţei, combustibili gazoşi etc.

În cazul turbomotoarelor de aviaţie se utilizează fracţiuni de ţiţei cu intervalul de

distilare cuprins între 163 si 302 C, kerosen şi petrol lampant.

Caracteristici ale motorinelor:

Motorinele trebuie să îndeplineasca următoarele condiţii:

rezistenţă mică la autoaprindere;

vaporizare uşoară;

punct de congelare scăzut.

Aditivi pentru combustibili

Aditivii sunt substanţe introduse în carburanţi în vederea îmbunătăţiri acestora.

Aditivi pentru benzine:

aditivi antidetonanţi (împiedică autoaprinderea, măresc cifra octanică)

aditivi anticorozivi (reduc coroziunea pieselor metalice ce intră în contact cu

benzinele)

aditivi degivranţi (au rolul de a împiedica formarea de gheaţă pe

carburator,produsă de evaporarea benzinei).

Aditivi pentru motorine:

aditivi acceleratori (măresc cifra cetanică,micşorează temperatura de

autoaprindere şi favorizează procesul de ardere).

aditivi anticongelanţi (împiedică formarea şi dezvoltarea procesului de

cristalizare a hidrocarburilor parafinice).

aditivi contra fumului (fac ca emisia de fum să fie mult mai redusă iar consumul

de combustibil să se reducă şi el)

GAZELE NATURALE

Prin gaze naturale se înţeleg hidrocarburi gazoase provenite din doua tipuri de

surse: zăcăminte asociate cu cele de petrol, în care avem de-a face cu gazele de sondă, şi

zăcămintele independente, care nu au nicio legătură cu cele de petrol. Cele doua tipuri de

gaze naturale au în comun faptul că metanul, CH4 , predomină net faţă de toate celelalte

componente ale amestecului. În rest , există o deosebire de compoziţie , relativ

pronunţată; gazele de sonda sunt mai complexe, pe când celelalte gaze naturale sunt

alcătuite din mai puţine componente.

Zăcămintele de gaze naturale neasociate cu petrolul din ţara noastră reprezintă

metan aproape pur ( uneori peste 99% puritate). In alte regiuni ale globului, alături de

metan, se găseşte hidrogen sulfurat (care atinge chiar 15,4% din totalul compoziţiei , în

gazul de la Lacq, în sudul Frantei), heliu( in URSS si SUA), bioxid de carbon şi mici

cantităţi de etan, propan şi butan.

Trebuie menţionat faptul că hidrogenul sulfurat din aceste gaze constitue o sursă

industrială de sulf, iar pt obţinerea heliului, gazele naturale reprezintă singura sursă

economică.

Gazele de sondă conţin proporţii mult mai mari din alcanii cu 2-5 atomi de carbon

(etan,propan, butan, izobutan, pentan şi izopentan). Alături de acestea apar uneori, după

cum am mai menţionat şi mici cantităţi de etenă.

Toate aceste amestecuri gazoase se găsesc la presiuni foarte ridicate (câteva sute de

atmosfere) şi la temperaturi de peste 100 grade Celsius. Ele se află în stare adsorbită în

roci poroase, pe care gazele le “îmbibă”. Datorită suprafeţei uriaşe de contact dintre roca

poroasă şi gaze precum şi din cauza presiunii înalte din zăcământ, roca poate dezvolta, în

condiţii normale, volume de gaz care întrec de mii de ori volumul propriu al rocii. O

situaţie oarecum asemănătoare se realizează în buteliile cu adsorbant poros pentru

acetilenă.

Originea biogenă, (provenienţa din rămăşite ale vieţuitoarelor din epoci geologice)

este mult mai puţin evidentă la gazele naturale decât la petrol. Totuşi, faptul că metanul

se mai formează şi astazi , prin procese de fermentaţie anaeroba (“gazul de baltă”), deci

tot absenţa aerului – asa cum se presupune că au aparut şi gazele naturale – precum şi alte

trăsături ale zăcamintelor şi ale compoziţiei chimice a gazelor, pledează în favoarea unei

asemenea origini.

EXTRACŢIA ŞI PRELUCRAREA GAZELOR NATURALE

Zăcămintele de gaze naturale se exploatează prin foraje, urmate de racordarea

tubului de sondă, introdus în zăcământ, la un sistem de conducte care transportă gazul la

consumator, după reducerea corespunzatoare a presiunii. Între acestea se intercalează,

acolo unde este necesar, instalaţia de epurare a gazului. Aceasta serveşte la îndepărtarea

impurităţilor, în aşa fel încât în conducte să se trimită metan pur ; căile de realizare a

epurării depind de natura chimică a impurităţii. Trecerea prin soluţii bazice permite

reţinerea combinaţiilor acide ( CO2; H2O etc.); condensarea (“debenzinarea”) duce la

separarea, sub formă lichidă, a hidrocarburilor cu molecula mai mare.

La gazele de sondă operaţia de epurare este totodată necesară, aceste gaze

reprezentând amestecuri mai complexe. Un subprodus important al gazelor de sondă îl

constitue butanii, care se lichefiază, sub presiune nu prea ridicată, şi se utilizează în

butelii drept combustibil casnic (“aragaz”) sau se folosesc în industria chimică (cauciuc

etc. ).

Valorificarea gazului metan are loc în:

energetică, deoarece are puterea calorică mare 8560 kcal/m3, randament mare

de ardere, fără cenuşă ;

în industria chimică, pentru obţinerea unei game foarte diverse de produse.

Principalele produse obtinute prin valorificarea chimica a gazului metan

COMBUSTIBILII NUCLEARI

Combustibilii nucleari sunt consideraţi astăzi minereurile de uraniu şi de thoriu.

Aceştia se utilizează în centralele nuclearo-electrice pentru obţinerea energiei electrice,

pe baza fenomenului de fisiune nucleară. Conversia energiei nucleare la energie electrică

este mai avantajoasă decât conversia energiei chimice , dar marea problemă o constituie

depozitarea pe termen nelimitat, în deplină siguranţă a deşeurilor radioactive.

Atomi care au acelaşi nr. de electroni dar mase atomice diferite se numesc izotopi.

Numele vine de la cuvintele greceşti “isos topos” care înseamnă în acelaşi loc , deoarece

ei se găsesc pe acelaşi loc în sistemul periodic. Fenomenul de izotopie se întâlneşte atât la

elementele radioactive cât şi la elementele stabile. Izotopii aceluiaşi element radioactiv se

deosebesc şi prin proprietăţile radioactive.

După mai bine de 30 ani de studii şi cercetari, metodele de separare a izotopilor

stabili şi de producere a izotopilor radioactivi şi a compuşilor marcaţi sunt în general bine

puse la punct. Astăzi există peste 1000 de compuşi marcaţi şi izotopi ai aprope tuturor

elementele chimice.

Din cele 90 de elemente naturale care intră în compoziţia corpurilor terestre, numai

23 sunt elemente unitare sau pure, adică formate dintr-o singură specie de atomi (Be, F,

Na, Al, P etc.), restul de 67 se găsesc în natură ( ca elemente sau compuşi chimici) sub

forma unui amestec de două sau mai multe specii de atomi cu proprietăţi chimice

identice, dar cu mase atomice diferite.

Masa atomică diferita a aceluiaşi element se datorează numărului diferit de neutroni

conţinut în nucleul elementului respectiv.

Fenomenul de izotopie a explicat existenţa maselor atomice fracţionare ale

elementelor. Proporţia de izotopi care intră în alcătuirea unui element mixt natural este

totdeauna aceeaşi, indiferent de originea lui. Pentru a deosebii izotopii aceluiaşi element,

notarea lui se face astfel: se scrie simbolul elementului, în stânga simbolului, sus, se

notează numărul de masă (A), iar în stânga, jos, numărul atomic(Z).

Fisiunea nucleară, cunoscută şi sub denumirea de fisiune atomică, este un proces în

care nucleul unui atom se rupe în două sau mai multe nuclee mai mici, numite produşi de

fisiune şi, în mod uzual, un număr oarecare de particule individuale. Aşadar, fisiunea este

o formă de transmutaţie elementară. Particulele individuale pot fi neutroni, fotoni (uzual

sub formă de raze gamma) şi alte fragmente nucleare cum ar fi particulele beta şi

particulele alfa. Fisiunea elementelor grele este o reacţie exotermică şi poate să elibereze

cantităţi substanţiale de energie sub formă de radiaţii gamma şi energie cinetică a

fragmentelor (încălzind volumul de material în care fisiunea are loc).

Schematic, o reacţie de fisiune nucleară în lanţ ar putea fi restrânsă la următoarele

trei secvenţe:

1. Un atom de uraniu-235 absoarbe un neutron şi se sparge în doi atomi noi

(fragmente de fisiune), eliberând trei neutroni şi o oarecare cantitate de energie

de legătură.

2. Unul din aceşti neutroni este absorbit de un atom de uraniu-238 şi nu mai

participă, în continuare, la reacţie. Al doilea neutron este pur şi simplu pierdut

în mediul/materialul înconjurător, nu se mai ciocneşte cu alţi atomi de uraniu,

fapt pentru care nici el nu mai participă la continuarea reacţiei. Al treilea

neutron se ciocneşte cu un atom de uraniu-235 care se sparge şi eliberează doi

neutroni şi, din nou, energie de legătură.

3. Ultimii doi neutroni se ciocnesc fiecare cu câte un atom de uraniu-235 care se

sparg şi eliberează de la unu la trei neutroni ce pot continua reacţia.

O reacţie nucleară în lanţ apare atunci când, în medie, cel puţin o reacţie nucleară

este cauzată de o reacţie nucleară anterioară, acest lucru putând conduce la o creştere

exponenţială a numărului de reacţii nucleare.

Analizele efectuate în cadrul programelor de supraveghere a obiectivelor ce produc

modificarea nivelelor radioactivităţii naturale (zone cu activităţi miniere uranifere,

combinate de îngrăşăminte chimice) au indicat faptul că, activităţile desfăşurate produc

modificarea fondului radioactiv pe zone restrânse în cadrul amplasamentului (datorită în

principal, prezenţei haldelor), iar în scopul asigurării radioprotecţiei mediului şi a

populaţiei din zonă, agenţiile locale pentru protecţia mediului au stabilit o serie de măsuri

specifice.

Explozia de la Cernobîl a ucis 30 de oameni în primă fază, din care 28 din cauza

expunerii la radiaţii. De atunci, în Ucraina au murit aproximativ 4.400 de oameni din

cauza radiaţiilor. Alţii s-au îmbolnăvit în anii următori. Peste şapte milioane de oameni

au avut de suferit de pe urma catastrofei atomice. Cancerul tiroidian şi afecţiunile

neurologice au devenit boli obişnuite în zonele contaminate din Ucraina, Rusia şi

Belarus. Astăzi se adaugă un val de cancer al sînului, cataracte şi depresii. Cazurile de

cancere tiroidiene la copiii din zonele contaminate sînt de 30 de ori mai multe decît în

restul Rusiei. 94% dintre cei care au stins incendiul suferă de diverse boli, 65.000 dintre

ei sînt invalizi. Ultimele reactoare ale centralei de la Cernobîl au fost închise în 2000, dar

în Ucraina mai există încă 15. Termenul lor de exploatare expiră în 2011. Bulgarii au şi ei

un reactor dezactivat la Koslodui. Au trecut multi ani.. N-am simţit nimic, nu ne-a apărut

nimic pe piele, nici măcar dureri de cap n-am avut. Totuşi, am fost expuşi unui factor

extrem de nociv, cu efecte lente şi cu bătaie lungă. Inamicul invizibil, radioactivitatea,

ne-a lovit din plin şi continuă să ne influenţeze sănătatea. Norul radioactiv de atunci a

trecut, dar a impregnat România cu izotopi activi. Împotriva lor nu se poate face nimic.

Trebuie doar să aşteptăm încă 10 ani, cînd va expira timpul de înjumătăţire al cesiului-

137 aruncat în atmosferă de reactorul de la Cernobîl. Dacă mai adăugăm şi radiaţiile

naturale şi cele generate de aparatura folosită zilnic, putem să ne facem o idee despre cît

de expuşi sîntem şi să nu ne mai mirăm cînd auzim că din ce în ce mai mulţi oameni au

cancer, că femeile sînt infertile sau nasc copii bolnavi.

POLUAREA ACTIVA

Poluarea cu petrol a oceanelor a atins proporţii critice şi frecvenţa şi scara

manifestărilor a crescut rapid. În prezent hidrocarburile reprezintă întradevăr principalii

agenţi poluanţi ai mărilor. Fiind rezistente la acţiunea bacteriilor, persistă timp îndelungat

în regiunile infectate, formând o peliculă superficială (întrucât au densitatea mai mica

decât a apei) care împiedică difuzarea oxigenului în apă. Asimilaţia clorofiliană şi

respiraţia organismelor sunt împiedicate. Ca urmare se îngreunează fotosinteza

fitoplanctonului, care produce circa 70% din oxigenul atmosferic. Aliment de baza al

vieţii marine, algele şi planctonul încetează să prolifereze. Compuşii fenolici şi aromatici

au acţiune toxică asupra vieţuitoarelor acvatice. Hidrocarburile cancerigene (3-4

benzopiren), concentrate în organismul animalelor acvatice comestibile, ajung în

alimentaţia omului.

Aşadar poluarea cu petrol dă o lovitură puternică nu numai echilibrului marin, ci şi

sănătăţii omului. Setea crescândă de petrol determină o largă toleranţă faţă de poluarea

produsă de prelucrarea şi consumul lui, ea nu va constitui în următoarele decenii un

argument în favoarea limitării consumului, iar eforturile nu vor stăvili tendinţa de creştere

a poluării. Poluarea determinată de extracţie şi transport vizează în deosebi mediul marin.

Deversările în Marea Nordului, Golful Mexic, Golful Persic, avariile cât şi operaţiile de

întreţinere completează cantitatea petrolului irosit anual în mare, calculat la peste 12

milioane tone.

Atenţia cea mai mare pe plan internaţional este concentrată asupra efectelor poluării

pe termen lung. În principal se urmăreşte evoluţia unor mari închise, ca Marea Baltică,

Marea Neagră şi Marea Mediterană.

Riscurile legate de transporturile marine s-au redus mult comparativ cu situaţia

existentă cu câteva decenii în urma. În prezent, peste 85% din petrolul exploatat pe glob

se transporta cu ajutorul tancurilor petroliere uriaşe unele având peste 320 m lungime şi

o capacitate de peste 2 milioane barili. Eşuarea acestor vase în timp de furtună, din cauza

defecţiunii tehnice sau din cauza unor erori de pilotaj, generează cele mai grave accidente

ecologice.

Eşuarea petrolierului “Amoco Cadiz” în 1978, coastele franceze din Bretagne a

determinat deversarea a 230000 tone de petrol în mare, fiind afectată fauna şi flora din

regiune pe suprafeţe de sute de kilometrii pătraţi în lungul coastelor.

Un alt accident grav s-a înregistrat în Golful Prinţul William din Alaska, unde

eşuarea petrolierului “Exon Valdez”, in 1989, a determinat deversarea în apele oceanului

a 38000 tone petrol, care au afectat grav ecosistemele marine pe o suprafaţă de 1500 km2

. Cheltuielile legate de îndepărtarea poluării suportate de Compania Exon, proprietara

vasului, au fost de 2,5 miliarde dolari.

INDUSTRIA ENERGIEI ELECTRICE. SISTEMUL HIDROENERGETIC

Energia hidroelectrică, sau hidro-electricitatea, reprezintă generarea de electricitate

cu ajutorul unor turbine angrenate de apă. Aplicaţile se regăsesc în tehnologii mult mai

vechi, folosite timp de câteva secole pentru transformarea energia apelor curgătoare

(energia hidro) în alte forme de energie mult mai accesibile şi mai folositoare, de

exemplu morile de apă. Energia hidroelectrică se bazează pe faptul că curgerea de apă are

un debit regulat şi adecvat, şi o cădere suficientă de înălţime.

Energia hidroelectrică este cu siguranţă cea mai răspandită şi cea mai matură

aplicaţie a energiei regenerabile(sunt mai mult de 17400 de astfel de hidrocentrale în

Europa) bazându-se pe o tehnologie matură care a evoluat mult în ultimii ani.Tehnologia

a fost adaptată pentru toate domenile de aplicaţii:

Hidrocentrale PICO-electrice <5kW

Hidrocentrale MICRO si MINI-elecrice 5kW – 100kW

Hidrocentrale mici 100kW-10MW

Hidrocentrale mari >10MW

Principalele elemente ale unei amenajări hidroenergetice sunt:

polder, lac redresor, lac de acumulare;

nodul de presiune, care cuprinde următoarele uvraje principale:

o castelul de echilibru care atenuează şocul loviturii de berbec cauzate

de închiderea bruscă a vanei de admisie la turbină;

o galeria/canalul/conducta de aducţiune care are rolul conducerii apei

către turbină până întâlneşte conducta forţată;

o casa vanelor.

conducta forţată, este practic , “drumul spre turbin㔺i face parte din circuitul

hidraulic intern al turbinei;

racordul conducta forţată – centrală se face direct, în cazul montării unei singure

turbine, sau prin intermediul unui distribuitor , în cazul mai multor turbine;

centrala hidroelectrică este clădirea care adăposteşte echipamentele mecanice şi

electrice ale amenajării:

o turbina şi elementele sale auxiliare, amplasată subteran transformă

energia hidraulică a apei în energie de rotaţie;

o generatorul cu elementele sale auxiliare, este rotit de turbină (are în

general ax comun cu al turbinei), este format dintr-un stator(fix) şi

un rotor (mobil). Prin intermediul înfăşurărilor statorice şi rotorice,

generatorul, prin rotaţie, produce putere şi energie electrică . Această

putere este colectată prin intermediul unor bare care transportă

energia către staţia de transformare şi apoi către liniile de transport.

canal de fugă, conduce apa , înapoi pe circuitul său natural.

Figura de mai jos descrie componentele principale ale unei micro-hidrocentrale pe

firul apei. Acest tip de schema nu necesită stocarea apei. În schimb o parte din apă este

redirectată de la râu printr-un canal şi apoi este trecută printr-o turbină. În această situaţie,

turbina generează electricitate pentru un utilizator local. Linia de transmisie poate fi

extinsă până la un sat din apropiere pentru a alimenta necesităţile domestice de energie,

pentru iluminare şi pentru alte necesităţi.

Se pot folosi şi alte configuraţii, depinzând de condiţiile topografice şi hidrologice,

dar toate adoptă acelaşi principiu general.

Principalele lucrari civile la micro-hidrocentrale sunt barajul de derivaţie sau

stăvilarul, conductele pentru transportul apei la centrala electrică. Traseul apei într-o

micro-hidrocentrala cuprinde:

Priza de apă care include grătarul pentru plutitori, o poartă şi o intrare într-un

canal, într-o conductă forţată sau direct în turbină, în funcţie de tipul amenajării.

Priza de apă este în general, construită din beton armat, grătarul din oţel, iar

poarta din lemn sau oţel.

Un canal şi/sau conductă de aducţiune şi/sau conductă forţată care conduc apa la

centrala electrică la amenajările la care aceasta este situată la o distanţă oarecare

în aval de priza de apă. Canalele sunt, în general, excavate şi urmăresc conturul

terenului. Conductele de aducţiune şi conductele forţate care transportă apă sub

presiune pot fi din oţel, fier, fibră de sticlă, polimer, beton sau lemn.

Intrarea şi ieşirea din turbină includ vanele şi porţile necesare opririi accesul

apei către turbina pentru oprirea centralei şi revizii tehnice. Aceste componente

sunt, în general, fabricate din oţel sau fier. Porţile din aval de turbina pot fi

fabricate din lemn, dacă întreţinerea şi reviziile necesită aşa ceva.

Canalul de fugă care transportă apa evacuată de la turbină înapoi în râu. Acesta,

asemenea canalului de aducţiune, e realizat prin excavare.

Pentru a determina potenţialul energetic al apei curgătoare dintr-un râu sau pârâu

este necesar să se determine atât debitul cât şi căderea de apă. Debitul este cantitatea de

apă care curge prin dreptul unui punct într-o perioadă de timp dată. Unităţile de măsură

folosite sunt: l/sec si m3 /sec. Căderea este înălţimea verticală, în metri, de la turbină

(punctul în care energia este extrasă din apă) până în punctul unde apa intră în canalul de

admisie.

Energia se pierde atunci când este convertită dintr-o forma în alta. Turbinele relativ

mici au în foarte puţine cazuri un randament mai mare de 80%; restul de 20% este

alcătuit din energie cinetică şi zgomot. Se va pierde şi energie prin ţevi sau canale

datorită frecării. Printr-o concepţie atentă aceste pierderi pot fi minimizate.

Din varietatea de componente dintr-o hidrocentrală, turbina este componenta de

baza în producerea de energie. Deoarece reprezintă o parte majoră din costul instalaţiei şi

defineşte recuperarea investiţiei, turbina trebuie să fie cât mai eficientă în raport cu costul

ei.

Sunt tipice doua categorii de turbine, dar există multe modificări şi rafinamente în

cadrul acestor categorii.

Turbinele cu cădere mare de apă sunt ideale pentru apele rapide.

Turbinele cu cadere joasă de apa sunt ideale pentru apele lente, aproape de

orizontală.

Proiectarea turbinelor hidroelectrice mici trebuie să îndeplinească trei cerinţe:

• simplitate (costuri reduse)

• randament mare

• fiabilitate maxima (întreţinere minimă şi uşoară)

Sistemele hidro-energetice prezintă următoarele beneficii:

Energia hidro-electrică este o sursă de energie electrică regenerabilă continuă

Energia hidro-electrica nu poluează (nu există emisii de căldură şi gaze toxice)

Energia hidro-electrica nu are costuri de carburant şi are costuri de operare şi

întreţinere mici

Tehnologia pentru producerea energiei hidro-electrice, este o tehnologie care

ofera o operare flexibilă şi sigură

Centralele hidro-electrice au o viaţa lungă şi foarte multe dintre ele funcţionează

de mai bine de jumatate de secol şi sunt încă foarte eficiente

Staţiile hidro-electrice au un randament bun

Concepute cu multa atenţie schemele pico hidro au un cost mai mic pe kW

decât cele solare sau eoliene. Generatorul diesel, deşi iniţial mai ieftin, are un

cost pe kW mai mare în timpul vieţii, deoarece acesta este asociat costului de

combustibil.

Resursele de apă din interiorul ţării se caracterizează printr-o mare variabilitate, atât

în spaţiu, cât şi în timp. Astfel, zone mari şi importante, cum ar fi Câmpia Română,

podişul Moldovei şi Dobrogea, sunt sărace în apă. De asemenea apar variaţii mari în timp

a debitelor, atât în cursul unui an, cât şi de la an la an. În lunile de primăvară (martie-

iunie) se scurge peste 50% din stocul anual, atingându-se debite maxime de sute de ori

mai mari decât cele minime. Toate acestea impun concluzia necesităţii realizării

compensării debitelor cu ajutorul acumulărilor artificiale.

În ceea ce priveşte potenţialul hidroenergetic al ţării noastre se apreciază că

potenţialul teoretic al precipitaţiilor este de circa 230 TWh/an, potenţialul teoretic al

apelor de scurgere de aproximativ 90 TWh/an, iar potenţialul teoretic liniar al cursurilor

de apă este de 70 TWh/an. Se observă că potenţialul teoretic liniar mediu al râurilor ţării,

inclusiv partea ce revine României din potenţialul Dunării,se ridică la 70 TWh/an, din

care potenţialul tehnic amenajabil reprezintă 36 TWh/an (2/3 dat de râurile interioare şi

1/3 de Dunăre).

Valorile caracteristice ale diferitelor categorii de potenţial hidroenergetic arată că o

serie de bazine hidrografice,cum ar fi Siretul (care include şi râul Bistriţa), Oltul,

Argeşul, Mureşul, prezintă un potenţial însemnat, condiţii favorabile de amenajare

întâlnindu-se pe mai multe râuri, cum ar fi Bistriţa, Argeş, Lotru, Sebeş, Someş, Râul

Mare, Olt, Siret, ş.a.

Mai trebuie menţionat că regimul hidrologic al râurilor interioare variază în limite

destul de largi, lucru reflectat în variaţia însemnată a potenţialului hidroenergetic la

debitul cu asigurarea 95 % (între 0,13 TWh/an pe Jiu şi 0,38 TWh/an pe Dunăre), ceea ce

impune concluzia că este necesar să se realizeze lacuri de acumulare importante, în

dorinţa uniformizării debitelor.

Dezvoltarea economiei naţionale după 1950, a impus o puternică campanie de

electrificare a ţării. Astfel în perioada 1950-1985 producţia de energie electrică a crescut

foarte rapid, ritmul ei de creştere fiind unul din cele mai ridicate pe plan mondial. La

nivelul anului 1990 puterea totală instalată a atins 22.479 MW, cu o producţie de energie

de 64.309 GWh/an, adică de circa 30 de ori mai mult ca în 1950.

Trebuie remarcată atenţia deosebită acordată gospodăririi raţionale şi valorificării

maxime a surselor de energie primară ale ţării. S-a urmărit utilizarea combustibililor

inferiori (lignit) pentru producerea de energie electrică. De asemenea s-a dezvoltat intens

producerea combinată de energie electrică şi căldură, în centrale mari de termoficare

industrială şi urbană, pentru a economisi combustibilul. Ritmul rapid de dezvoltare a

producţiei de energie electrică a impus realizarea de centrale termoelectrice cu putere din

ce în ce mai mare, echipate cu agregate tot mai puternice, cu parametrii aburului ridicaţi.

În paralel s-a dezvoltat şi construcţia liniilor electrice de înaltă tensiune. Sistemele

energetice locale s-au interconectat treptat, astfel că în 1959 s-a putut constitui sistemul

energetic naţional. În 1963, prin construcţia liniei Luduş-Mukacevo, sistemul energetic al

României s-a interconectat cu sistemele energetice ale ţărilor învecinate, ceea ce a condus

la o creştere continuă a schimburilor de energie.

În prezent cca 85% din puterea instalată în uzine hidroelectrice este cuprinsă în

centrale cu puteri mai mari de 50 MW. Puterea unitară a agregatelor a crescut şi ea

continuu. Faţă de puterea celui mai mare agregat existent în ţară la începutul anului 1950

de 4 MW, s-au instalat ulterior agregate de 8 MW la UHE Moroieni şi Sadu V, de 27,5

MW şi 50 MW la UHE Stejaru- Bicaz, 56,5 MW la UHE Argeş, 170 MW la UHE Lotru,

etc. Grupurile instalate la UHE Porţile de Fier I au o putere unitară de 175 MW şi ele

erau în 1970 cele mai mari valori ale puterii unei turbine Kaplan realizate pe plan

mondial.

În concluzie se poate afirma că utilizarea resurselor hidroenergetice a cunoscut în

această perioadă, ritmuri din ce în ce mai înalte, paralel cu creşterea potenţialului

economic al ţării. În prima perioadă de după 1950, datorită faptului că investiţiile

necesare pentru realizarea amenajărilor hidroenergetice, precum şi durata de realizare a

acestora erau mari, au fost dezvoltate cu prioritate centralele termoelectrice, care au

permis acoperirea necesarului de putere şi de energie electrică, cerute de dezvoltarea

economică a ţării. Pe măsură ce puterea economiei naţionale a crescut, a devenit posibilă

realizarea unor importante amenajări hidroenergetice, crescând ponderea puterii instalate

şi a producţiei de energie electrică în hidrocentrale aşa cum s-a arătat mai sus.

Intensificarea ritmului de amenajare hidroenergetică a cursurilor de apă a făcut ca

până în prezent să se utilizeze mai mult de o treime din potenţialul hidroenergetic tehnic

amenajabil (circa 40%). Cu toate acestea rămâne încă nevalorificată o cotă mare din acest

potenţial, utilizarea acesteia urmând să se facă în viitor.

În proiectarea şi realizarea acestor amenajări hidroenergetice s-au aplicat o serie de

concepţii moderne şi anume:

o concentrarea debitelor, prin derivarea unor afluenţi şi cursuri de apă

învecinate, în acumulări mari şi concentrarea căderii prin amplasarea

centralei în subteran (UHE Argeş, Lotru, Mărişelu);

o creşterea continuă a puterii unitare a agregatelor, ceea ce conduce la

obţinerea unor randamente mai ridicate şi la reducerea costului lor, creştere

exemplificată mai înainte;

o caracterul complex al amenajărilor hidroenergetice, acestea deservind un

număr mare de consumatori de diverse categorii. Astfel amenajările UHE

Bicaz şi UHE Argeş, pe lângă importanţa lor energetică, permit şi irigarea

unor mari suprafeţe de teren agricol, alimentarea cu apă a unor importante

centre industriale şi urbane şi protejarea contra viiturilor a unor importante

suprafeţe arabile. Realizarea UHE Porţile de Fier a permis şi îmbunătăţirea

substanţială a navigaţiei în zona Dunării inferioare şi mijlocii. Traficul anual

maxim a crescut de la 12 milioane tone la peste 45 milioane tone, în condiţii

de navigaţie mult îmbunătăţite (adâncimi de peste 3,5 m, au dispărut zonele

cu viteze mari sau şenal îngust, navigaţie concomitentă în ambele sensuri,

atât ziua cât şi noaptea, micşorarea cheltuielilor de transport, reducerea

duratei de trecere prin sector de la 120 ore la 35 ore). În alte situaţii,în care

folosinţa preponderentă este neenergetică, s-a căutat să se utilizeze căderea

disponibilă prin realizarea unor centrale hidroelectrice de mică putere;

o realizarea unor acumulări importante pe cursul superior sau mijlociu al

râurilor interioare a creat condiţii favorabile pentru amenajarea integrală a

cursurilor de apă în aval, prin construirea de hidrocentrale de cădere mică şi

mijlocie în cascadă, care beneficiază de debitele regularizate în lacurile de

acumulare din amonte (amenajarea integrală a râului Bistriţa între Bicaz şi

Bacău, sau a Argeşului între Oieşti şi Piteşti).

SISTEMUL ENERGETIC REGENERABIL: ENERGIA EOLIANĂ, SOLARĂ ŞI

GEOTERMALĂ.

Ce este energia regenerabilă?Termenul are doua componenete de bază, niciunul

dintre ele nedefinindu-l clar.

Orice discuţie despre energia regenerabilă trebuie în primul rând să se confrunte cu

conceptul mult mai general de energie. Termenul este deseori folosit în limbajul nostru de

zi cu zi. De exemplu, vorbim despre noi sau despre alţii că avem nevoie de energie doar

ca să ne ridicăm din pat dimineaţa.

Conceptul de energie are deasemenea şi o parte ştiinţifica şi tehnică, vizând modul

de a finaliza o anumită muncă. Pornind de la o denumire şi mai tehnică, prima lege a

termodinamicii spune: “În toate schimbările fizice şi chimice, energia nu este nici creată,

nici distrusă, dar poate fi transformată dintr-o formă în alta.”Folosind ştiinţa ca un punct

de pornire, energia poate fi definită ca fenomenul din jurul nostru care îşi schimbă forma

în vederea realizării unui scop anume.

Discuţiile referitoare la energie în general în relaţie cu energia regenerabilă, în mod

obişnuit se referă la tipul de combustibili pe care noi îi folosim pentru condiţiile de trai

asociate vieţii moderne. Combustibilii sunt utilizaţi în domeniul transportului şi produc

electricitatea pentru casele noastre, birouri şi fabrici. În mod covărşitor, combustibilii

fosili, cum ar fi cărbunele, petrolul şi gazul natural au fost combustibilii cei mai des

întrebuinţaţi pentru asigurarea acestor necesităţi.

Combustibilii fosili sunt deosebiţi de cei regenerabili în sensul că ei sunt resurse

finite, de exemplu există o cantitate x sub pamânt şi odată folosită se va termina - doar

daca sunteţi dispuşi să aşteptaţi milioane de ani pentru ca procesul de fosilizare să creeze

mai multă cantitate disponibilă, aceste resurse ar putea fi utilizate din nou, dar tot pentru

perioade limitate de timp.

Tehnologiile energiilor regenerabile pot fi clasificate în mare în “vechi” şi “noi”:

cele “vechi” fiind utilizarea tradiţională a biomasei pentru încălzire şi hidrocentralele

mari legate la reţeaua naţională ; cele “noi” sunt acelea care au pătruns mai recent pe

piaţă , mai ales în ultimii două zeci - treizeci de ani. Acestea variază de la tehnologiile

verificate comercial cum sunt energia eoliană , încălzirea solară a apei, micro-

hidrocentrale, arderea deşeurilor si biogazul, până la cele la care mai trebuie încă să se

obţină reduceri semnificative de costuri, cum ar fi energia fotovoltaică , biomasa pentru

electricitate şi energia geotermală .

Energia regenerabila se referă la sursele de combustibil care sunt disponibile şi

inepuizabile în timp, în raport cu sursele de combustibili fosili.

Sursele de energie regenerabile sunt:

Energia biomasei

Energia solară

Energia hidro

Energia vântului

Energia geotermală

Teoretic, aceste surse sunt disponibile la infinit. Atâta timp cât Pământul continuă

să se învârtă în jurul Soarelui, Soarele va continua să producă energie care poate fi

colectată şi înmagazinată. In plus, căldura Soarelui creează condiţii atmosferice care

conduc la producerea de vânt şi apă, deşi nu în cantităţi egale pe tot globul şi nici cu o

precizie ştiintifică într-o anume locaţie.

In final, Soarele produce lumina necesară pentru creşterea plantelor şi copacilor

care constituie categoria biomasei. Cu mult timp înaintea începerii revoluţiei industriale,

omenirea a folosit resursele naturale avute la îndemână pentru a servi ca surse de energie

pentru consumul de zi cu zi.

Energia solară nu este o energie alternativă. Ea este sursă originară şi întotdeauna

primară de energie. Toata viaţa şi toate civilizaţiile au fost alimentate de energia solară.

Extinzând aplicaţiile tehnice ale energiei solare şi ale celorlalte surse de energie

regenerabile, pentru a duce civilizaţiile înainte, nu este pur şi simplu o extindere logică

care îşi asumă rolul său istoric, ci este mai degrabă cheia pentru o garanţie privind

viitorul omenirii.

ENERGIA EOLIANĂ

Energia vântului reprezintă conversia energiei mecanice a acestuia în diverse forme

de energie cum ar fi: energie electrică, termică sau chiar mecanică.Vântul este sursa de

combustibil, dar energia primară este cea solară.Radiaţia solară creează curenţi de aer

care conţin energie mecanică.Turbinele eoliene pot transforma această energie în alte

forme utile de energie.

Turbinele eoliene folosesc această energie pentru scopuri practice cum ar fi

generarea de electricitate, încărcarea bateriilor, pomparea apei sau măcinarea boabelor de

cereale

Cea mai uşoară cale este să ne imaginăm că turbina eoliana lucrează exact în

direcţia opusă unui ventilator. În loc să se folosească electricitate pentru a produce vânt,

ca în cazul unui ventilator, turbinele folosesc vântul pentru a produce electricitate.

Principiile turbinei eoliene

Turbinele eoliane, ca şi morile de vânt, sunt montate pe un turn, pentru a putea

capta majoritatea energiei vântului.

Vântul este mai intens şi mai puţin turbulent la înălţimi mai mari faţă de pământ.

Aerul mai rapid conţine mai multă energie mecanică, iar un curent de aer sigur (ferm,

regulat) este mai uşor de transformat în energie mecanică.

Turbinele sunt montate pe turnuri care sunt pe cât se poate de înalte. Turnurile de

pe tărm au o înălţime între 20-50m, iar celelalte între 50-100m. Turbinele captează

energia eoliană cu ajutorul unei palete sub formă de elice. De obicei sunt montate două

sau trei palete pe o tijă care formează rotorul turbinei.

Paletele rotorului :O paletă foloseşte principiul liftului (ridicării), comprtându-se

ca o aripă de avion într-un curent de aer mişcător. Când bate vântul, se formează sub

aripă aer la presiune joasă. Punga de aer la presiune joasa trage apoi paleta spre ea,

facând rotorul să se întoarcă.

Acesta este principiul ridicării. Forţa ridicării este de fapt mult mai puternică decât

forţa vântului împotriva părţii din faţa a paletei, care este numită piedică . Combinarea

ridicării şi a piedicii face ca rotorul să se învârtă, iar tija învârte un generator pentru a

produce electricitate.

Turbinele eoliene pot fi folosite ca aplicaţii de sine stătătoare, sau pot fi conectate la

o reţea de energie utilitară, sau chiar pot fi combinate cu un sistem fotovoltaic (celule

solare).Pentru surse utilitare de energie eoliană, un număr mare de turbine sunt deobicei

construite una lângă alta, pentru a forma o instalaţie eoliană . Numeroşi furnizori de

electricitate folosesc instalaţiile eoliene pentru a suplimenta nevoia de electricitate a

clienţilor lor.

Turbinele de sine stătatoare sunt folosite pentru pomparea apei sau comunicaţii. In

orice caz, proprietarii de case, fermierii din zonele cu vânt pot folosi turbinele eoliene

pentru aşi reduce facturile la curent.

Sistemele eoliene mici au deasemenea potenţial ca resurse energetice distribuite.

Resursele energetice distribuite se refera la o varietate de mici tehnologii modulare

generatoare de curent care pot fi combinate pentru a îmbunătăţi funcţionarea sistemului

de transport a electricităţii .

Stocarea energiei

Pentru o sursa intermitentă de energie cum este vântul, stocarea energiei este critică

atunci când energia produsă trebuie să fie aceeaşi cu cererea de energie.

In unele cazuri, potentialul unei surse de energie non-fosilă nu poate fi conşientizat

decât dacă energia poate fi stocată, deoarece fluctuaţiile în rezerva de energie nu coincid

cu cererea. Radiaţia solară, de exemplu, variază în funcţie de ciclurile zilnice şi anuale ca

şi de starea vremii. Energia eoliana este extrem de schimbătoare şi nu poate fi prevazută

minut cu minut, deşi şabloane pe termen lung pot fi prezise.

Pentru un nivel de contribuţie de până la aproximativ 20% din cererea totala,

sistemele de energie eoliana pot fi efectiv folosite ca sisteme de stocare. Disponibilitatea

stocării de energie poate totuşi afecta fiabilitatea tehnică şi financiară a unui proiect legat

de energia eoliană.

Pentru puteri scăzute ale vântului, energia poate fi depozitată în baterii pentru a fi

folosită în perioadele cu condiţii meteo nefavorabile (în special cand viteza vântului este

mai mică de 4m/s şi turbina eoliană nu poate funcţiona).

Sisteme de stocare a energiei de capacităţi mari, au fost construite pe baza stocării

energei potenţiale . Apa poate fi pompată dintr-un lac de mică adâncime într-un lac de

adâncime mai mare în timpul unor perioade de cerere scăzută, permitând funcţionarea

prin turbine de apă când există un vârf al cererii de energie electrică.

Sunt folosite de obicei bateriile cu Pb, dar şi bateriile Ni-Cd sau Ni-Fe, au fost

utilizate în aplicaţiile din aria surselor de energie regenerabilă. Este de notat că bateriile

Ni-Cd vor fi scoase treptat din uz, deoarece utilizarea lor intra sub incidenta Directivei

UE privind manipularea substanţelor periculoase.

ENERGIA SOLARĂ

Energia de la Soare care ajunge pe Pământ ghidează aproape orice ciclu fizic si

biologic desfăşurat pe Pământ, incluzând vremea şi viaţa tuturor plantelor şi animalelor.

Radiaţia solară ajunge pe suprafaţa Pământului sub formă de radiaţie vizibilă şi

radiaţie infraroşie, care se manifestă direct sub formă de căldură. Cea mai mare parte din

energia primită de Pământ ghidează majoritatea ciclurilor naturale (vezi tabelul de mai

sus), dar o parte din ea poate fi captată şi folosită sub formă de lumina, căldură sau

electricitate.

Energia captată este cunoscută sub denumirea de “Energie Solară”. Acest modul se

concentrează pe folosirea energiei solare sub formă de căldură.

Radiaţia solară incidentă pe suprafaţa Pământului este alcătuită din lumina

invizibilă infraroşie, lumina vizibilă şi lumina invizibilă ultra-violetă. In acest spectru,

majoritatea căldurii este conţinută de partea infraroşie. O serie de tehnologii permit

captarea acestor surse de energie precum şi transferul căldurii obţinute către apă.

Resurse solare variază în funcţie de latitudine, altitudine şi gradul de acoperire cu

nori. In Europa, în timpul unui an, cantitatea de energie disponibilă de la soare variaza de

1000 kWhm2 / an în NV Europei la 2500 kWhm

2 / an în Munţii Pirinei şi Europa de Sud.

Energia solară pote fi folosită deasemenea pentru producerea de electricitate

(generată cu ajutorul celulelor fotovoltaice) şi la iluminare naturala (sisteme

bioclimatice).

Folosirea calectorilor solari

Apa cu temperatura joasă (sub 100 0C) este folosită în majoritatea ţărilor atât pentru

uzul casnic, cât şi pentru cel comercial. In mod tipic sistemele pentru încălzirea apei

folosesc apa între 40 0C (încălzire în pardoseala) şi 90

0C (în radiatoare). Apa caldă

pentru spălat este stocată la temperature de 60 0C (temperatura minimă pentru a nu se

risca contaminarea apei cu bacteria legionnella) şi este folosită la temperaturi cuprinse

între 35 0C si 50

0C.

Cu cât vor fi folosite aceste sisteme mai mult în timpul anului, cu atât perioada de

rambursare a investiţiei va fi mai scurtă. Pentru ţări ca Grecia sau Spania, unde perioada

de insorire este mai mare, aceste sisteme pot fi folosite între 9-10 luni pe an la capacitate

maximă, în timp ce în ţări din Europa Centrală sau de Sud-Est (Germania, Austria,

România), perioada de însorire este de aproape 6 luni pe an (din mai până în octombrie).

Costurile totale ale unui sistem termo solar pentru încălzirea apei variază în funcţie

de mai mulţi factori:

tipul sistemului,

producătorul,

instalatorul,

mărimea sistemului,

dacă sistemul este aplicat unei clădiri noi sau este adaptat unei clădiri deja

existente şi care este supusă îmbunătăţirilor.

Energia fotovoltaică

Cuvântul fotovoltaic este o combinaţie între cuvantul grecesc “lumină” (photos) şi

numele fizicianului italian Allesandro Volta . Conversia fotovoltaică reprezintă conversia

directă a radiaţiei solare în energie electrică prin intermediul celulelor solare. Procesul de

conversie se bazează pe efectul fotoelectric descoperit de Alexandre Bequerel în 1889.

Efectul fotoelectric este reprezentat de un proces în care purtătorii de sarcină pozitivă ş i

negativă sunt eliberaţi într-o celulă solidă atunci când lumina loveşte suprafaţa acestuia.

Celulele solare

Celulele solare sunt alcătuite din diferite materiale semiconductoare.

Semiconductorii sunt materiale care devin conductoare din punct de vedere electric

atunci când sunt iluminate sau încălzite, dar care funcţionează ca izolatori la temperaturi

joase. Peste 95% din celulele solare produse pe plan mondial se bazează pe materialul

semiconductor silciu. Siliciul fiind al doilea element abundent în scoarţa pământului este

disponibil în cantităţi suficiente şi prelucrarea ulterioară a materialului nu degradează

mediul ambient.

Module şi panouri

O celula PV individuală produce în mod obişnuit 1-2 W, ceea ce nu este suficient

pentru necesităţile unei locuinţe. In vederea creşterii puterii la ieşire, celulele sunt

conectate pentru a forma module PV mai mari. Un modul fotovoltaic tipic include o

incintă protectoare rezistentă la vicisitudinile vremii şi un cablu electric necesar pentru a

conecta modulul cu restul sistemului. Modulele sunt conectate pentru a forma panouri

fotovoltaice. Puterea unui panou fotovoltaic pentru aplicaţii rezidentiale este de 300W.

Sistemul fotovoltaic (PV)

Un sistem fotovoltaic complet constă dintr-un număr de panouri, cabluri, baterii de

stocare şi un sistem de control. Un invertor poate fi utilizat pentru a furniza curent

alternativ necesar pentru aparatele electrocasnice uzuale dintr-o locuinţă.

ENERGIA GEOTERMALĂ

Energia geotermală este energia termică din magma topită aflată în centrul

Pamântului. Căldura este adusă aproape de suprafaţă prin conducţie termică şi prin

pătrunderea magmei în crusta pământului.

Deoarece nu sunt implicaţi combustibili fosili, energia geotermală produce emisii

reduse sau neglijabile de CO2 comparativ cu sursele convenţionale de energie.Energia din

aceste roci calde şi apă fierbinte poate fi valorificata prin diferite tehnologii.

Energia hidrotermică este energia din apa fierbinte şi aburul care apar în mod

natural, prin încălzire datorită energiei geotermale. Utilizarea energiei hidrotermice este

în prezent avantajoasă economic în anumite locaţii cu temperaturi ridicate. Resursele

hidrotermice pot fi exploatate cu ajutorul sondelor de foraj şi al tehnologiilor actuale de

conversie a energiei pentru a produce apă fierbinte pentru utilizare directă sau pentru

încălzirea spaţiilor sau pentru generarea de electricitate.

In cazurile în care apa nu este prezentă în zonele geotermale – aşa-numitele „roci

fierbinţi uscate” – se poate injecta apa iar apa fierbinte şi aburul rezultat se pot extrage şi

utiliza ca energie hidrotermică.

Energia geotermală poate fi utilizată împreună cu pompe de căldură la încălzirea

clădirilor şi producerea apei calde, reducând astfel consumul de energie convenţională.

Când rocile din subteran sunt mai reci decât corpurile de la suprafaţă, această tehnologie

poate fi utilizată şi la răcirea clădirilor.

Alte tehnologii de conversie pentru valorificarea energiei geotermale care sunt înca

în stadiul de cercetare includ energia din magmă şi energia geotermală sub presiune.

Energia geotermală poate aduce avantaje din punct de vedere al costurilor,

fiabilităţii şi mediului faţă de sursele de energie convenţională.

Apele geotermale cu temperaturi de la 15°C la peste 150°C sunt utilizate direct din

pământ pentru:

încălzirea locuinţelor;

utilizarea izvoarelor termale calde şi a băilor termale (balneologie);

cultivarea florilor, legumelor şi a altor culturi vegetale în sere chiar şi în timpul

iernii (agricultura);

scurtarea timpului necesar creşterii peştilor, creveţilor, moluştelor şi aligatorilor

până la maturitate (acvacultura);

pasteurizarea laptelui, deshidratarea cepei şi uscarea cherestelei, spălarea lânii,

fabricarea hârtiei şi extragerea aurului şi argintului din zăcăminte, etc. (utilizări

industriale).

Incălzirea spaţiului în clădirile individuale şi a unor cartiere întregi este – pe lângă

băile în izvoarele termale calde – cea mai comună şi cea mai veche utilizare directă a apei

fierbinţi naturale.

Evidenţa pompelor de căldură geotermale se face rareori în funcţie de capacitatea

lor, ci mai degrabă în funcţie de numărul de unităţi instalate (aproximativ 356.000 in

Uniunea Europeana).

Tehnologii pentru valorificarea energiei geotermale

Utilizarea directă pentru încălzire

Rezervoarele geotermale puţin adânci şi cu temperatură joasă (15-150°C) sunt

utilizate direct în staţiuni balneare, sere, ferme piscicole şi industrie precum şi pentru

sisteme de încălzire a locuinţelor, şcolilor şi birourilor.

Centralele electrice geotermale

Cu ajutorul tehnologiilor moderne, se poate fora până la o adâncime de peste 3,8

km pentru a putea utiliza rezervoarele geotermale. Apa fierbinte şi aburul la temperaturi

cuprinse între 120-370°C se ridică în mod natural (sau sunt pompate) şi pot fi utilizate

pentru a genera electricitate în centralele electrice geotermale.

Apa fierbinte şi aburul din pământ învârtesc turbinele generatoarelor pentru a

produce electricitate. Spre deosebire de centralele electrice cu combustibili fosili, nu este

ars nici un combustibil. Centralele electrice geotermale degaja numai vapori de apă, nu şi

emisii de fum.

In centralele electrice geotermale aburul, căldura sau apa fierbinte de la

rezervoarele geotermale asigură forţa care roteşte turbinele generatoarelor şi produce

electricitate. Apa geotermală utilizată este apoi trimisă înapoi în rezervorul din pământ

printr-o sondă de injecţie pentru a fi reîncălzită, pentru menţinerea presiunii şi a

funcţionalităţii rezervorulului.

Pompe de caldură geotermale

O altă tehnologie geotermală care ajută la menţinerea unei temperaturi confortabile

în interiorul locuinţelor prin utilizarea căldurii pământului este sistemul de schimb

geotermic sau pompa de caldură geotermală. Pompele de căldură geotermale nu

utilizează rezervoarele geotermale, aşa că ele pot fi folosite aproape oriunde în lume – şi

în zone unde diferenţele de temperatură sunt normale şi în cele unde variaţiile sunt mari.

Prin pomparea fluidului prin reţele de conducte îngropate sub pământ lângă cladire,

aceste sisteme utilizează temperatura relativ constanta de 7 - 13°C a pământului de sub

picioarele noastre pentru a transfera căldura în locuinţe în timpul iernii şi pentru a elimina

căldura din locuinţe în timpul verii.

Pompele de căldură geotermale reduc consumul de electricitate cu 30-60%

comparativ cu sistemele tradiţionale de încălzire şi răcire, deoarece electricitatea produsă

este utilizată numai ca să vehiculeze căldura, nu să o şi producă.

Incalzire/Termoficare

Cea mai veche şi mai comună utilizare a apei geotermale, în afara de băile termale

calde, este încălzirea individuală a clădirilor şi uneori a unor întregi cartiere comerciale şi

rezidenţiale.

Un sistem geotermal de termoficare asigură încălzirea prin pomparea apei

geotermale – de obicei la 60°C sau şi mai caldă – de la una sau mai multe sonde de foraj

dintr-un rezervor geotermal.

Apa geotermală este trecută printr-un schimbator de căldură unde se transferă

căldura către apa din alte conducte (separate de cele de la geotermal), care este pompată

în clădiri. După trecerea prin schimbătorul de căldură, apa geotermală este injectată

înapoi în rezervor unde ea se poate reîncălzi şi poate fi din nou utilizată.

METALURGIA NEFEROASĂ

În Uniunea Europeană se produc cel puţin 42 de metale neferoase plus feroaliaje,

carbon şi grafit, principalele grupe fiind :

Cupru (inclusiv Sn şi Be) şi aliajele sale.

Aluminiu.

Zinc, plumb şi cadmiu, (inclusiv Sb, Bi, In, Ge, Ga, As, Se, Te).

Metale nobile.

Mercur.

Metale refractare.

Feroaliaje.

Alcalii şi alcalinele.

Nichel şi cobalt.

Carbon şi grafit.

Aceste metale neferoase prezintă diverse utilităţi în industria metalurgică, chimică,

construcţiilor, de transport şi producere/distribuţie de electricitate. De exemplu, cuprul cu

puritate ridicată este esenţial pentru producerea şi distribuţia de electricitate, iar nichelul

şi metalele refractare în cantităţi mici îmbunătăţesc rezistenţa la coroziune sau alte

proprietăţi ale oţelului. De asemenea, acestea sunt folosite în multe ramuri de înaltă

tehnologie, în mod deosebit în industria de apărare, de calculatoare, electronică şi în

telecomunicaţii.

Metalele neferoase sunt produse din o gamă largă de materiale de bază primare şi

secundare. Materialele de bază primare sunt derivate din minereuri brute care sunt extrase

la suprafaţă şi apoi tratate înainte de a fi procesate pe cale metalurgică pentru a produce

metalul brut. Îmbogăţirea minereului se face în mod normal în aproprierea minei.

Materialele de bază secundare se compun din deşeuri şi resturi şi sunt de asemenea

supuse unei prelucrări pentru îndepărtarea materialelor de acoperire.

În Europa, zăcămintele de minereu ce conţineau metale în concentratii mari au fost

epuizate în timp, rămînând doar puţine surse pe plan intern. Majoritatea minereurilor

preparate sunt aşadar importate din diverse locaţii din toată lumea.

Reciclarea reprezintă o componentă importantă în furnizarea de materiale de bază

pentru mai multe metale. Cuprul, aluminiul, plumbul, zincul, metalele nobile şi metalele

refractare, printre altele, pot fi reciclate din produsele sau resturile respective şi pot fi

folosite în procesul de producţie fără nici o pierdere a calităţii de pe urma reciclării. În

general, materialele de bază secundare reprezintă o proporţie însemnată din producţie, în

acest fel reducându-se consumul de materii prime şi energie.

Produsul finit în această industrie este fie metalul sub formă rafinată, sau ceea ce

este cunoscut sub denumirea de semifabricat, de exemplu metalul sau aliajul de metal,

sub formă de bloc sau cu dimensiuni maleabile, forme extrudate, foiţă de metal sau foaie

de tablă subţire, sub formă de bandă sau tijă, etc.

Organizarea industriei variază în functie de metalul produs, majoritatea firmelor

neproducând toată gama de metale neferoase.

Mărimea firmelor din Europa al căror obiect de activitate este producerea de metale

şi aliaje de metale variază – doar puţine firme au mai mult de 5000 de angajaţi şi un

număr mare de firme au între 50 şi 200 de angajati. În ceea ce priveşte structura

capitalului, firmele sunt deţinute de grupuri pan-europeene şi de grupuri naţionale cu

afaceri în domeniu, holdinguri industriale, societăţi publice cu acţionariat unic şi firme

private.

Unele metale sunt importante ca elemente trasoare, dar în concentraţii mai mari ele

se caracterizează prin toxicitatea metalului, ionului sau compuşilor şi multe dintre acestea

se regăsesc pe diverse liste ca materiale toxice. Dintre acestea, un interes deosebit există

pentru plumb, cadmiu şi mercur.

Industria aluminiului

Aluminiul este un material cu o largă varietate de aplicaţii în transporturi,

construcţii industria constructoare de maşini, a ambalajelor, sectorul electric, sistemele de

distribuţie a curentului de înaltă tensiune, etc

Este uşor, are o bună conductibilitate electrică, în cazul în care este expus la aer, la

suprafaţă se formează oxidul de aluminiu care este un bun agent anticoroziv. De

asemenea, pulberile de aluminiu prezintă o puternica reactivitate fiind folosite în

producţia aliajelor.

Producţia de aluminiu primar este realizată în trei paşi: extracţia bauxitei, producţia

de alumină şi procesul de electroliză .

Extracţia bauxitei:

Bauxita este principala materie primă pentru obţinerea aluminiului. Componentele

sale sunt hidroxid de aluminiu, silice, fier şi oxid de titan. Extracţia acestui minereu se

realizează prin metoda expoatării la zi.

Producţia de alumină:

Înaintea procesului de conversie în aluminiu prin electroliză, bauxita trebuie să fie

transformată în oxid de aluminiu (alumină) pur.

Oxidul de aluminiu este separat de alte substanţe din bauxită cu ajutorul unei soluţii

de sodă caustică. Amestecul trebuie să fie filtrat pentru a elimina toate particulele

insolubile. După aceasta, hidroxidul de aluminiu este spălat şi uscat, în timp ce soluţia de

sodă este reciclată. Dupa un process de calcinare, se obţine produsul final (oxid de

aluminiu, Al2O3, care este o pudră fină albă).

La o tonă de aluminiu sunt necesare patru tone de bauxită, din care se obţin doua

tone de alumină.

Electroliza aluminiului:

Aluminiul pur este extras din alumina prin procedeul Hall-Heroult.

Procesul de reducţie a aluminei în aluminiu lichid este realizat în celule electrolitice

la temperatură ridicată şi curent de intensitate mare.

In partea din spate a celulei, câţiva electrozi de cărbune funcţionează ca electrod

negativ, anozii rămân în partea de sus a celulei şi sunt consumaţi în timpul procesului

deoareca intră in reacţie cu oxigenul degajat de electrolit.

Aluminiul lichid obţinut din procesul de electroliză, având 99,8 % puritate, este

transferat din camera de evacuare în creuzete şi este turnat în cuptoarele de retenţie, unde

pot fi adăugate metale (cum ar fi titaniu, magneziu, fier şi cupru) pentru prepararea

aliajelor necesare. Produsul final poate fi aluminiu primar sub formă de: lingouri pentru

retopire, cilindrii pentru extruziune sau folii de tablă pentru laminare.

La fel ca oţelul, aluminiul poate fi şi el obţinut din deşeuri. Cheltuielile pentru

energie ale acestui procedeu sunt mai ieftine decât cele pentru obţinerea aluminiului

primar.

Industria cuprului

Cuprul a fost utilizat începând cu mult timp în urmă datorită faptului că prezintă o

bună conductubilitate termică şi electrică.Cuprul uzat poate fi reciclat fără pierderea

calităţilor.Aceste proprietăţi fac posibilă utilizarea lui în diferite sectoare ca : ingineria

electrică, a automobilelor, aerospatială, navală, a instrumentelor de precizie şi nu în

ultimul rând a construcţiilor.

Deseori cuprul este aliat cu Zn, Sn, Ni, Al şi alte metale pentru a rezulta aliaje cu

proprietăţi deosebite.

Industria cuprului include doua sub-sectoare: rafinarie-turnătorie şi semi-convertor.

Primul sub-sector se ocupă de rafinarea metalului fie din minereu (cupru primar) fie din

materii prime secundare, cum ar fi reziduuri sau deşeuri de la alte procese metalurgice

(cupru secundar). Sectorul semi-convertor al cuprului include industria produselor

semiconvertite din cupru si aliajele lui, în care includem producţia de sârmă, foi de tablă

şi tuburi, printre altele.

Industria zincului

Zincul este al treilea dintre cele mai utilizate materiale neferoase după aluminiu şi

cupru. Prezintă un punct de topire scăzut şi este folosit în producţia a numeroase aliaje

cum ar fi alamele.Este uşor de aplicat pe suprafaţa altor metale (oţel- procesul numindu-

se galvanizare) în acest caz folosindu-se ca “material de sacrificiu”.

De asemenea, zincul e utilizat în industria farmaceutică ca nutrient, industria

chimică si producţia de baterii.

Zincul poate fi produs din minerale conţinând ca metal zinc primar sau din deşeuri

de zinc (zinc secundar). Ultimul procedeu s- a dezvoltat în ultimi ani datorită scăderii

costurilor.

Industria plumbului

Plumbul este cel mai abundent metal greu din scoarţa pământului. Este un metal

moale, are un punct de topire scăzut şi este rezistent la coroziune

Ca şi în cazurile de mai sus, plumbul este produs din minereuri care conţin plumb

sau din deşeuri de plumb. In prezent, producţia plumbului se concentrează mai mult

asupra producţiei secundare decat asupra metalurgiei primare, adică cea care provine din

recuperarea si reciclarea materialelor care conţin plumb.

Cadmiu

Aparţine în tabelul periodic subgrupei zinc. În exploatările de minereuri este asociat

cu zincul gasindu-se într-o proporţie de 1/200 (Cd/Zn). Fizic este similar cu zincul dar

este puţin mai dens şi poate fi prelucrat mecanic. Spre deosebire de zinc este rezistent la

alcalini fiind, de asemenea, un bun absorbant pentru neuroni. Acest lucru face posibilă

utilizarea lui în cazul reactoarelor nucleare

Metale preţioase

Include mult cunoscutele metale : aur, argint şi bronz precum şi cele 6 tipuri de

metale din grupa platinilor : platina, paladiul, rodiu, iridiu, ruteniu, osmiu.

Metalele respective se numesc preţiose din cauza rarităţii lor

Mercurul

Este singurul metal lichid la temperatura camerei şi are cel mai scăzut punct de

fierbere şi evaporare (vapori de mercur) dintre toate metalele. Prezintă o conductibilitate

electrică ridicată. Mercurul se aliază uşor cu alte metale dând naştere aşa cunoscutelor

amalgame.

Din cauza toxicităţii ridicate folosirea lui în diferite aplicaţii tinde să fie înlocuită cu

materiale alternative.

Mercurul se găseşte în natură sub formă de cinabru (sulfit de mercur) care este

asociat cu roci foarte dure (cuarţ, bazalt).Alte surse posibile ar fi rocile din care se

extrage cuprul, plumbul sau zincul.El poate fi obţinut prin purificarea gazelor emise de-a

lungul producerii acestor metale

Metalele refractare

Termenul metale refractare se referă la o grupă de metale (unele rare) care pot fi

caracterizate prin variaţii foarte mici a proprietăţilor fizice. Aceste proprietăţi sunt :

temperatură ridicată de topire, densitate mare, proprietăţi electrice speciale, capacitatea

de a mări substanţial performanţele fizice ale oţelului şi alte metale în cazul în care sunt

adăugate în cantităţi mici.

Metal Simbol Nr.

atomic

Masa

atomică

Pc topire

[oC]

Pc.fierbere

[oC]

Densitate

[g/cm3]

Crom Cr 24 51,99 1857 2672 7,19

Magneziu Mn 25 54,94 1220 2150 7,44

Tungsten W 74 183,85 3410 5900 19,3

Vanadiu V 23 50,94 1929 3450 6,11

Molibdem Mo 42 95,94 2610 5560 10,22

Tantal Ta 73 180,95 2996 5425 16,65

Titaniu Ti 22 47,88 1725 3260 4,5

Niobiu Nb 41 92,90 2468 4927 8,57

Rheniu Re 75 186,2 3180 5900 21,02

Hafniu Hf 72 178,4 2230 4602 13,09

Zirconiu Zr 40 91,22 1857 3580 6,5

Nichelul şi cobaltul

Nichelul este un metal alb-argintiu cu proprieţăţi specifice tuturor metalelor. Cea

mai importantă proprietatea este aceea de a se alia cu alte elemente cu scopul creşterii

rezistenţei mecanice şi corozive la diverse temperaturi. Datorită acestui lucru principala

aplicaţie este în cazul oţelului inoxidabil. Alte utilizari : topitorii, catalizator, acumulatori,

electronice, chimicale, produse petroliere, vopsele

Cobaltul face parte din aceaşi categorie cu nichelul. Cobaltul pur are puţine aplicaţii

dar, în aliere cu alte elemente, creşte rezistenţa acestora la uzură şi temperatură. Poate fi

folosit ca şi sursă primară pentru anumite produse chimice, catalizator în industria

petrolieră, agent de pigmentare pentru sticlă, ceramică şi vopsele.

Aliajele cu cobalt îşi găsesc aplicaţii în : piese componente din motoarele

avioanelor, aliaje magnetice(magneţi permanenţi), scule aşchietoare

Carbonul

Carbonul este un element remarcabil din mai multe motive. Printre formele sale

diferite se numără una dintre cele mai moi (grafit) şi una dintre cele mai dure (diamant)

dintre substanţele cunoscute.

Din punct de vedere chimic,diamantul e foarte rezistent;nu este atacat nici de

acizi,nici de baze.Incălzit la peste 800°C arde în aer trecând în dioxid de carbon;încălzit

la 1500°C în absenţă de oxigen se transformă în grafit.

Diamantul este întrebuinţat pentru găurirea şi şlefuirea materialelor foarte dure,la

tăiatul sticlei,la confecţionarea unor lagăre speciale,a instrumentelor de precizie şi la

calibrarea sârmei; aproximativ 5% din cantitatea totală de diamante se întrebuinţează la

confecţionare de bijuterii.

Grafitul diferă mult de diamant.El are densitatea 2,22 g/cm3 ,este opac,de culoare

neagră-cenuşie si foarte moale (are duritate 1 pe scara Mohs).Spre deosebire de

diamant,este un bun conductor de căldură şi de electricitate.

Din punct de vedere chimic,este mai reactiv decat diamantul.Prin arderea grafitului

in oxigen (peste 690°) se obţine dioxidul de carbon. Nu reacţionează cu acizii şi

bazele,dar este oxidat de un amestec de H2SO4 concentrat şi de HNO3 concentrat (cu mic

adaos de KClO3).

Grafitul are ca şi aplicaţii : fabricarea minelor de creioane, confecţionarea

creuzetelor pentru metalurgie, fabricarea electrozilor (fiind rezistenţi faţă de acţiunea

substanţelor chimice), acoperirea tiparelor în galvano-plastie(datorită conductibilităţii lui

electrice), fabricarea periilor colectoare de la motoarele electrice, a granulelor din

microfoanele telefonice, lubrifiant pentru maşini (deoarece în stare coloidala,adăugat la

uleiuri,ameliorează acţiunea lor de ungere),etc.In stare pură este folosit în reactoare

nucleare.

Diferite tipuri de materiale carbonice sunt acum utilizate în aspecte variate ale

activităţii umane. O serie dintre acestea sunt greu de remarcat, ca de exemplu fibrele

carbonice pentru ranforsarea rachetelor de tenis şi undiţelor de pescuit, membrane de

contact în tastaturile computerelor şi altor electronice. Carbonii sunt materiale

surprinzătoare şi interesante datorită topicii unor materiale carbonice, ce au apărut

aproape la fiecare 5 ani

PROBLEME LEGATE DE MEDIU

Principalele probleme legate de mediu în ceea ce priveşte producţia celor mai multe

metale neferoase din materiale de bază primare constau în emisiile de praf, de

metale/compuşi ai metalelor şi de bioxid de sulf în aer, în cazul în care se foloseşte

calcinarea şi topirea minereului sulfidic preparat sau se folosesc combustibili cu conţinut

de sulf sau alte materiale. Capturarea sulfului şi conversia sau mutarea lui este prin

urmare un factor important pentru producţia de metale neferoase. Potenţiale surse de praf

sunt procesele pirometalurgice, precum şi metalele de la cuptoarele de calcinare,

reactoare şi transportul metalului topit.

Consumul de energie şi reciclarea căldurii şi energiei sunt factori importanţi în

producţia de metale neferoase. Aceştia depind de utilizarea eficientă a conţinutului de

energie din minereurile sulfidice, de necesarul de energie din etapele tehnologice, de tipul

şi metoda de furnizare a energiei folosite şi de utilizarea unor metode eficiente de

reciclare a căldurii.

Principalele probleme legate de mediu în ceea ce priveşte producţia de metale

neferoase din materialele de bază secundare se referă la gazele reziduale de la diverse

cuptoare de calcinare şi la transporturile ce conţin praf, metale şi în unele etape

tehnologice gaze acide. Există de asemenea condiţii pentru formarea de bioxid datorită

prezenţei clorului în cantităţi mici în materialele de bază secundare; distrugerea sau/şi

captura bioxidului şi a VOC reprezintă de asemenea o problemă care este în cercetare.

Principalele probleme legate de mediu în ceea ce priveşte aluminiul primar sunt

producţia de hidrocarburi polifluorinate şi fluoruri în timpul electrolizei, producerea de

reziduuri solide de la elemenţi şi producerea de reziduuri solide în timpul producerii

oxidului de aluminiu.

De asemenea, producerea de reziduuri solide prezintă interes şi pentru producţia de

zinc şi de alte metale în timpul etapelor de îndepărtare a fierului.

În alte procese tehnologice se folosesc deseori reactivi cum ar fi HCl, HNO3, Cl2 şi

solvenţi organici pentru percolare şi purificare. Prin procedee tehnologice se ajunge la

includerea acestor materiale şi la recuperarea şi reciclarea lor. În acest sens, de o

importanţă deosebită este etanşarea reactorului.

În majoritatea cazurilor, aceste gaze tehnologice sunt purificate cu ajutorul unor

filtre cu ţesături, în acest fel se reduc emisiile de praf şi de compuşi metalici. Epurarea

gazelor prin folosirea unor epuratoare de gaze umede şi unor filtre electrice umede este

foarte eficientă în cazul gazelor tehnologice care sunt supuse unei regenerări a sulfului

într-o instalaţie cu acid sulfuric. În unele cazuri în care praful este abraziv sau dificil de

filtrat, este mai eficient să se folosească epuratoare umede. Un alt lucru important pentru

prevenirea emisiilor fugace este etanşarea cuptorului şi protejarea transferurilor şi

înmagazinării.

Pe scurt, principalele probleme legate de procesele de producţie pentru fiecare

grupă de metale cuprind următoarele componente:

Pentru producerea de cupru: SO2, praf, compuşi metalici, compuşi organici,

apă reziduală (compuşi metalici), reziduuri lichide, praf de filtru şi zgură. O altă

problemă este formarea dioxinei în timpul tratării materialelor secundare de

cupru.

Pentru producerea aluminiului: fluoride (inclusiv HF), praf, compuşi metalici,

SO2, COS, PAH, VOCs, gaze de seră (PFC şi CO2), dioxinele (secundare),

cloruri şi HCl., reziduuri de genul reziduului de bauxită, amoniacului, prafului

de filtru şi cenuşii de sare şi reziduurilor petroliere şi de amoniac.

Pentru producerea de plumb, zinc şi cadmiu: praf, compuşi metalici, VOC

(inclusiv dioxinele), gazele mirositoare, SO2, alte gaze acide, ape reziduale

(compuşi metalici), reziduuri precum reziduurile lichide, reziduuri bogate în

fier, praf de filtru şi zgură.

Pentru producerea de metale nobile: VOC, praf, compuşi metalici, dioxine,

gaze mirositoare, NOx, alte gaze acide cum ar fi clorul şi SO2, reziduurile

precum reziduurile lichide, praful de filtru şi zgura şi apa reziduală (compuşi

metalici şi compuşi organici).

Pentru producerea mercurului: vapori de mercur, praful, compuşi metalici.

Gaze mirositoare, SO2, alte gaze acide, ape reziduale (compuşi metalici),

reziduurile lichide, praful de filtru şi zgură.

Pentru producerea metalelor refractare, pulberea de metal dur şi carburi

metalice: praf, metal dur solid şi compuşi metalici, apă reziduală (compuşi

metalici), reziduuri precum praful de filtru, reziduuri lichide şi zgura. Compuşii

chimici tehnologici precum fluorura de hidrogen (HF) sunt folositi la procesarea

tantalului şi niobiului şi sunt foarte toxici. Este nevoie ca acest lucru să fie luat

în considerare atunci când se manipulează şi se depozitează aceste materiale.

Pentru producerea feroaliajelor: praf, compuşi metalici, CO, CO2, SO2,

reciclarea energiei, ape reziduale (compuşi metalici), reziduuri precum praful de

filtru, reziduuri lichide şi zgură.

Pentru producerea metalelor pământoase alcalii şi alcaline: clor, HCl,

dioxina, SF6, praf, compuşi metalici, CO2, SO2, apa reziduală (compuşi

metalici), reziduuri precum reziduuri lichide, aluminat, praf de filtru şi zgură.

Pentru producerea nichelului şi cobaltului: VOC, CO, praf, compuşi metalici,

gaze mirositoare, SO2, clor şi alte gaze acide, apă reziduală (compuşi metalici şi

compuşi organici), reziduuri precum reziduurile lichide, praful de filtru şi zgura.

Pentru producerea de carbon şi grafit: PAH, hidrocarburi, praf, gaze

mirositoare, SO2, prevenirea scurgerii de ape reziduale, reziduuri precum praful

de filtru.

AGRICULTURA

Solul, această avuţie eternă şi inestimabilă a omenirii, a suscitat întotdeauna

interes din partea diferitelor categorii de specialişti în agricultură sau fără nici o

contingenţă cu aceasta. Poeţi, scriitori, ingineri, ecologi, ziarişti, economişti, oameni

politici de profesie au sesizat, în diverse moduri, importanţa pământului, ca bogăţie

nepreţuită a unei naţiuni. Ei şi-au ridicat glasul contra sistemelor „agresive” de

agricultură, în concepţia cărora solul este tratat ca un corp inert, i se cere totul, dar nu i se

dă nimic. Pământul a fost subiect de dragoste şi ură. A provocat războaie pustiitoare de-a

lungul veacurilor. Pământurile roditoare încă de la început au atras atenţia multor

popoare; unele s-au stabilit temeinic şi au creat civilizaţii înfloritoare, altele au dispărut

odată cu venirea deşertului.

Solul – capital biologic şi avuţie naţională

Semnificaţia pământului ca avuţie naţională rezultă şi din însuşirile sale

economice ca principal factor de producţie şi ca obiect al muncii omeneşti, ce

condiţionează în mod esenţial procesul de producţie agricolă. Pământul nu se poate lărgi

în dimensiuni, resursele funciare sunt limitate, iar calitatea lor restrânge aria formării

unor recolte medii ridicate. Dar acelaşi sol este nelimitat ca potenţial productiv, putând

folosi intensiv alocările suplimentare de resurse, la care răspunde într-un termen scurt, cu

randamente ridicate. După unii specialişti producţiile ridicate se obţin nu de pe terenurile

cele mai productive ca fertilitate naturală, ci de pe cele ameliorate constant, care dau

recolte stabile an de an.. Aceste îmbunătăţiri asigură permanenţa fertilităţii economice şi

o capacitate de producţie a solului la parametri superiori, cu condiţia ca resursele

financiare alocate să fie folosite raţional, în limite optime.

Fertilitatea şi materia organică sunt componentele esenţiale ale capitalului pe care

îl constituie solul. De aceea, fertilitatea solului trebuie, în mod logic, susţinută prin

diverse mijloace agrotehnice, în aşa fel încât ciclurile ecologice să evolueze la un nivel

constant al ritmurilor de activitate naturală, pentru a nu depăşi anumite limite stabilite.

Altminteri, se pot crea condiţii de deteriorare a ecosistemului şi, în ultimă instanţă, de

distrugere, deci s-ar ajunge la scoaterea din circuitul economic. Pentru solurile cultivate

la maximum an de an, prin diferite succesiuni de plante agricole, care extrag cantităţi

mari de substanţe nutritive, fertilizarea cu materie organică prezintă noi aspecte.

Este imperativ să se reţină că solul este avuţia tuturor, iar politica de protejare şi

conservare a lui este, de asemenea, politica tuturor, deci a celor ce iubesc acest pământ.

Ca să-1 facem mai rodnic, este nevoie ca toţi pământenii să-l îngrijim cu multă

competenţă şi perseverenţă, atât la sat, cât şi la oraş. Protecţia solului este unul din

scopurile supreme ale vremurilor prezente şi viitoare, pentru a salva unul din bunurile

cele mai de preţ ale biosferei, către care omenirea îşi îndreaptă mari speranţe.

S-a făcut această pledoarie pentru pământ, deoarece în ultimii ani a scăzut

interesul faţă de cultivarea lui, mari suprafeţe de teren agricol s-au degradat, sistemele de

irigaţie nu mai funcţionează decât pe câteva sute de hectare iar mecanizarea este aproape

inexistentă. Producţiile agricole au scăzut la valori alarmante, în raport cu fertilitatea şi

capacitatea solurilor din România. De aceea, se cere imperios aplicarea unui plan de

apărare a pământului, concret, imediat, care să salveze echilibrul lui ecologic, care să

redea terenurile agricole în circuitul economic, pentru ca acestea să producă mai mult

grâu, mai mult orez, mai mult porumb, mai multe fructe. Nici un efort economic al

comunităţii naţionale nu trebuie cruţat pentru realizarea acestui mare şi nobil deziderat,

de a păstra rodnicia pământului, sănătatea lui. Deoarece, cum spunea Alvin Tofler în a sa

carte „Al treilea val”, „Pământul nu l-am moşteni de la părinţi, ci îl avem împrumutat de

la copiii noştri”. Şi atunci, ce lume construim? Ce lume lăsăm? Desigur că o lume cu un

sol productiv, mai curat, mai sănătos.

Atribute şi funcţionalităţi ecologice.

Cultivarea plantelor agricole în scopuri utile nu se poate concepe fără prezenţa

solului, principala resursă de producţie în agricultură, suport material pentru plante.

Cantitatea şi calitatea recoltelor este în mare măsură condiţionată de tipul de sol, de

conţinutul lui în substanţe nutritive, de capacitatea lui de a reţine apa. Solul constituie o

resursă inepuizabilă a mediului ambiant, o adevărată fabrică de producere a substanţelor

nutritive, un uriaş acumulator de energie potenţială. Astfel, pentru solurile cu destinaţie

agricolă din ţara noastră s-a evaluat o cantitate de aproximativ 2 miliarde tone humus

(materia organică) al cărei potenţial energetic se estimează la echivalentul a 1,2 miliarde

tone petrol brut. Fără sol şi microorganismele sale viaţa pe Terra ar fi imposibilă. Solul

este un corp natural complex, alcătuit din substanţe minerale, organice, apă şi aer, în care

se desfăşoară importante procese biologice. El constituie mediul nutritiv cel mai

economic pentru creşterea şi dezvoltarea optimă a plantelor, deci pentru formarea lor.

Solul ocupă un loc bine definit în biosferă, găsindu-se la graniţa dintre două lumi,

litosferă şi atmosferă, formând aşa-numita pedosferă. Grosimea pedosferei poate varia de

la câţiva centimetri în zona munţilor şi dealurilor abrupte, la câţiva metri în zona

pădurilor şi savanelor ecuatoriale.

Funcţiile ecologice ale solului sunt:

• producţia de biomasă, fiind suport şi mediu de viaţă pentru plante;

• funcţia de filtru, tamponare şi transformare, care devine tot mai importantă

odată cu intensificarea proceselor de poluare;

• funcţia de rezervă genetică, prin care se asigură condiţiile de existenţă a

biodiversităţii mediului edafic.

Fertilitatea şi capacitatea de producţie a solului.

Procesul complex de formare şi evoluţie a solului, proces de natură fizico-

chimică şi biologică, influenţat în parte de activitatea omului, conferă acestuia însuşirea

esenţială de a reţine şi pune la dispoziţia plantelor cultivate substanţe nutritive, aer şi apă,

de a crea condiţii optime de temperatură, umiditate şi aeraţie, în vederea asigurării

creşterii şi dezvoltării plantelor, producerii de recolte. Toate însuşirile solului se

constituie în factori optimi ce concură la asigurarea unei fertilităţi constante. În definiţia

fertilităţii un loc aparte ocupă humusul, deoarece acesta constituie suportul energetic de

asigurare cu substanţe nutritive. Cu cât cantitatea de humus este mai mare, cu atât şi

fertilitatea este mai mare. Deci humusul poate fi considerat un criteriu de bază în

aprecierea gradului de fertilitate a diferitelor tipuri de sol, a capacităţii lor de producţie, în

final a potenţialului productiv al acestora.

Creşterea capacităţii de producţie a solului, a potenţialului său productiv este o

acţiune de mare amploare şi durată, ea necesitând aplicarea unui program de acţiuni

agropedoameliorative, fundamentat pe bază de studii pedologice, agrochimice şi de

cadastru calitativ. Aceste acţiuni se pot rezuma astfel:

• organizarea unui sistem ştiinţific de fertilizare cu îngrăşăminte organice şi

chimice, în funcţie de tipul de sol şi cerinţele plantelor cultivate;

• corectarea permanentă a reacţiei chimice a solurilor acide şi alcaline prin

administrarea de amendamente;

• mobilizarea şi afânarea adâncă a solului, pentru a îmbunătăţi însuşirile fizico-

calorice şi biologice.

După opinia specialiştilor, menţinerea capacităţii de producţie a solului la un nivel

constant ridicat constituie una din problemele fundamentale ale agriculturii durabile, cu

largi implicaţii de ordin tehnic, economic şi ecologic. Dacă privim solul ca patrimoniu

naţional, atunci este necesar ca toate problemele legate de menţinerea fertilităţii, ca

însuşire fundamentală, să fie abordate în mod unitar. Trebuie combătută mentalitatea că

pământul suportă orice, în adâncime şi la suprafaţă, şi că materia organică poate fi

înlocuită cu îngrăşăminte minerale într-o anumită măsură. Tot atât de dăunătoare este

ideea de a ignora asolamentele cu plante amelioratoare şi îngrăşăminte organice.

După Lester Brown (1988), obţinerea producţiilor ridicate fără creşterea fertilităţii

este o iluzie momentană, un sentiment fals de siguranţă în sporirea recoltelor. El

consemnează că „oricât de gravă ar fi pierderea solului fertil, aceasta este o criză tăcută şi

care nu este percepută ca atare pe scară largă. Spre deosebire de alte calamităţi naturale,

acest dezastru provocat de mâna omului are o evoluţie treptată”. Tot Lester Brown arată

că solul sărăcit în substanţe nutritive, erodat, poluat, cu fertilitatea scăzută, cu capacitatea

de producţie diminuată provoacă lipsuri în aprovizionarea cu alimente. Solul subnutrit

trebuie, din păcate, să suporte şi oameni subnutriţi.

Mediul fizic şi geochimic al solului are parametrii stabiliţi pe orizonturi genetice

şi tipuri de sol, iar activitatea biologică se manifestă sub multiple forme, aspecte vizibile

şi invizibile, ce asigură funcţionalitatea acestuia. În sol se menţin strânse legături, relaţii

şi conexiuni cu microflora,microfauna, prădătorii, plantele vii, erbivorele şi condiţiile

fizice de mediu. Unele componente sunt corelate între ele prin lanţuri trofice şi nişe

ecologice, cu funcţii specifice şi rol bine definit în cedarea de energie şi substanţă.

Căldura solului. Solul, această formidabilă „uzină a biosferei”, este pus în acţiune

de energia solară radiantă direct prin încălzirea stratului arabil, dar şi datorită rădăcinilor

plantelor ce participă la formarea materiei organice. Însuşirea solului de a înmagazina

cantităţi mărite de radiaţie solară şi de a se încălzi constituie un factor esenţial de

funcţionalitate şi stabilitate a ecosistemului în ansamblul său. Factorul căldură este cel

care pune în mişcare, stimulează funcţiile şi mecanismul ecosistemului, la care se alătură

celelalte componente ale biocenozei şi biotopului. Temperatura ridicată din sol asigură

intensitatea proceselor biologice şi chimice din stratul arabil, ce contribuie la formarea

humusului şi la producerea sărurilor minerale accesibile pentru plante. Se ştie că

absorbţia apei şi a elementelor nutritive este determinată în mare măsură de temperatura

solului.

Bilanţul termic. În sol au loc fenomene termice complexe ale schimbului de aer

cald şi rece. Se semnalează, de asemenea, circulaţia aerului datorită frecvenţei curenţilor

de aer la nivelul solului. Energia radiantă solară care pătrunde în sol suferă modificări

substanţiale, contribuind la schimbul general de căldură, la stabilirea bilanţului radioactiv

şi caloric. Aceste fenomene sunt condiţionate de evaporarea apei, temperatură, umezeală.

Au loc acumulări şi pierderi de căldură ce influenţează puternic suportul ecologic al

solului, toate componentele sale anorganice şi organice. Pierderile de căldură trebuie să

fie cât mai reduse pentru a asigura funcţionarea normală a tuturor proceselor fizico-

chimice şi activitatea biologică la valori şi intensităţi ridicate. Pierderile de căldură se

manifestă în profunzimea acestuia pe verticală sau perimetric pe orizontală

Cunoaşterea bilanţului termic şi radiaţiei la suprafaţa solului şi în adâncime

permite o urmărire eficientă a creşterii sistemului radicular al plantelor şi stabilirea

epocilor de semănat şi plantat în funcţie de tipul de sol şi zona ecologică.

Humusul (materia organică din sol) este pe drept considerată „hrana” şi „sarea”

pământului, sediu principal al activităţilor biologice şi însuşirilor solului. După unii

specialişti, materia organică este aceea care asigură stabilitatea solului ca ecosistem. Nu

fără temei se atrage atenţia că prin folosirea neraţională a humusului apare posibilitatea

ca acesta să se epuizeze, iar solul să se distrugă treptat, producându-se o adevărată

prăbuşire ecologică.

Dacă humusul reprezintă o componentă de bază a ecosistemului sol, este evident

că „producerea lui” constituie obiectivul principal al unei agrotehnici ştiinţifice, moderne.

Cei mai importanţi constituenţi ai resturilor vegetale ce rămân în sol, care au un rol de

seamă în sinteza humusului, sunt celuloza, proteinele şi compuşii fenolici, printre care

lignina ocupă un loc de frunte. Celuloza este transformată de microorganisme în CO2,

asigurând nevoile energetice. Proteinele contribuie la elaborarea protidelor microbiene,

iar lignina se degradează foarte lent, în diferiţi compuşi (acidul ferulic, cumaric, acidul

hidroxibenzoic). Aceşti compuşi au un rol însemnat în formare humusului.

În rezumat, formarea humusului comportă două faze:

• descompunerea de către microorganisme a substanţelor organice până la

formarea combinaţiilor chimice simple şi adesea până la completa mineralizare cu

formarea CO2, NO

2, NH

3, CH

4, H

2O etc.;

• sinteza unor noi combinaţii organice şi formarea de substanţe humice specifice,

cu greutatea moleculară mare, numite acizi humici.

Comunitatea biologică a solului absoarbe cele mai preţioase şi necesare elemente

pentru dezvoltarea organismelor vii. Aceste substanţe se asimilează în corpul bacteriilor,

ciupercilor, ierburilor, arbuştilor şi arborilor şi după moartea lor se descompun, după care

se depun în straturile superioare ale solului sub formă de materie organică şi săruri,

îmbunătăţind fertilitatea acestuia. Toată această lume organică din sol se mişcă, se

înmulţeşte, moare şi din nou se naşte. Animalele afânează solul, amestecă diferitele

structuri între ele. Murind, se transformă în materie organică.

Toate transformările din sol au legături biologice, indiferent dacă procesele sunt

de natură chimică sau fizică. Microflora joacă un rol esenţial în circuitul elementelor din

natură, ea creează baza existenţei pentru regnul vegetal şi animal şi închide acest circuit.

Orice înfrânare a activităţii organismelor poate duce la dereglări în procesul de

humificare şi mineralizare, de îmbogăţire a solului cu substanţe nutritive accesibile pentru

creşterea şi fructificarea plantelor, deci pentru formarea recoltei.

Prietenii nevăzuţi ai omului, bacteriile, îmbogăţesc solul în azot şi asigură hrana

pentru plantele cultivate. Bacteriile sunt foarte diferite ca structură, morfologie şi însuşiri.

Unele trăiesc pe rădăcinile plantelor leguminoase, lucernă, trifoi, mazăre, soia, hrănindu-

se cu seva acestora. Bacteriile acestea excită rădăcinile şi în locul respectiv se formează o

umflătură, o nodozitate. Ele produc azot asimilat din aer şi îl depun în aceste nodozităţi.

Azotul astfel obţinut este folosit chiar în timpul vieţii bacteriilor de către plante. Dar

masa principală a azotului se eliberează numai după moartea bacteriilor şi desfacerea

nodozităţilor. Azotul este expulzat în sol fiind folosit de plante pentru hrană, atât de cele

gazdă, cât şi de cele care vor fi semănate mai târziu.

Microorganismele constituie o componentă de bază a ecosistemului sol, rolul lor

fiind enorm. Fără nici o excepţie, descompunerea mineralelor şi componentelor organice,

sinteza humusului, nutriţia plantelor, ciclul elementelor sunt un rezultat al proceselor

biochimice de fermentaţie realizate de microorganisme. Biomasa lor în sol se ridică la 2–

4 t/ha, dar datorită vitezei mari a ciclurilor biologice masa totală sintetizată atinge valori

foarte mari.

Studii mai vechi şi mai recente efectuate în Franţa, Rusia şi SUA reconsideră locul şi

rolul animalelor mici în activitatea biologică din sol şi funcţionalitata acestuia. Astfel,

râmele prelucrează anual pe 1 ha circa 400 – 600 tone de pământ, contribuind la

îmbunătăţirea structurii şi aeraţiei solului, la îmbogăţirea cu humus, fosfor, azot şi alte

substanţe biologice active. Râmele fac mutaţii masive de resturi organice în masa solului,

ca nişte adevăraţi şi neobosiţi cărăuşi. Cele din solurile mai umede se înmulţesc în număr

impresionant, ajungând la un milion la hectar. Ele prelucrează frunzele de la suprafaţă în

materie organică şi afânează solul la perfecţie. La suprafaţa solului formează adevărate

„turnuri” de pământ, bogate în humus şi calciu.

Din cele de mai sus rezultă clar că menţinerea şi sporirea fertilităţii solului, ca

factor de funcţionalitate şi stabilitate, este condiţionată de protejarea microorganismelor,

a întregii microfaune, de stimularea activităţii acesteia. Nu e de neglijat faptul că plantele

formează permanent cantităţi mari de resturi vegetale însumând anual 1-10 t/ha, ce

trebuie descompuse de microorganisme.

Este acceptată de către specialişti teza că sistemele din agricultură reprezintă

unităţi funcţionale ale biosferei, ale cadrului natural şi social-economic, create pentru

obţinerea producţiei vegetale şi animale, dirijate, controlate şi conduse de cultivator.

Sistemul zonal agricol nu înseamnă o simplă amplasare a culturilor pe teritoriu, ci o

îmbinare a tuturor elementelor specifice de ordin climatic, biologic, tehnologic, orografic

şi economic, ce în final conduce la o bioproductivitate ridicată.

Sistemele agricole trebuie echilibrate din punct de vedere economic, dar având la

bază solide fundamente ecologice, legătura strânsă dintre om şi natură, adoptarea

judicioasă a procedeelor industriale de cultivare a pământului şi plantelor în diferite

condiţii de climă şi sol, cu menţinerea unor recolte bogate şi a unei productivităţi sporite

a muncii. În sistemele agricole sunt cuprinse cele tradiţionale, de pe suprafeţele mici şi

medii de teren, incluzând componente artificializate de chimizare şi mecanizare, dar şi

cele intensive, bazate pe o chimizare şi mecanizare frecventă, cu consumuri mari de

energie convenţională şi unde se aplică metode industriale de cultivare pe suprafeţe mari.

Agricultura tradiţională sau familială o găsim răspândită în mult părţi ale globului,

iar în România este din nou practicată. Acest sistem de agricultură foloseşte larg munca

manuală şi energia animală pe suprafeţe mici de teren, alături de fertilizarea naturală sau

chimică şi de rotaţia simplistă a culturilor. Cu timpul ea a introdus mica mecanizare,

pesticidele şi chiar şi-a mărit suprafaţa de teren, dar şi intrările de energie. Sistemul

funcţionează foarte diferit pe glob în funcţie de condiţiile pedo-climatice, pregătirea

tehnologică, structurile social – economice, resursele financiare. Deşi este capabil de

producţii ridicate, sistemul este puţin viabil economic şi vulnerabil la presiunile din

exterior. Este de fapt agricultura ţărilor subdezvoltate şi sărace şi am putea să o încadrăm

în categoria fermelor ţărăneşti (agricultura ţărănească), eco-biologice.

Agricultura intensivă sau industrială a suprafeţelor mari de teren agricol, cu intrări

mari de energie comercială, dotată cu o mecanizare diversificată de înalt nivel tehnic.

Este prezentă în special în statele dezvoltate, fiind de mare randament. Se asigură materia

primă şi produsele în stare proaspătă în cantităţi îndestulătoare în tot timpul anului. Este

un sistem intensiv şi superintensiv care se practică în câmp deschis, în livezi, vii şi în sere

pentru legume şi flori. De asemenea, este un mare consumator de pesticide, îngrăşăminte

şi combustibil.

Acest nou sistem de agricultură (chimizat şi mecanizat) este situat, fără multe

discriminări, la polul opus aşa–numitei agriculturi ecologice. Într-adevăr,

agroecosistemele agriculturii industrializate apar faţă de biosferă artificiale şi mai ales ca

un corp străin, cu impacte nefavorabile sau dezastruoase pe termen lung asupra

echilibrelor naturale şi ecologice.

Paradoxal, agricultura ca cea mai străveche ocupaţie ecologică, s-a transformat

într-una într-o oarecare măsură non-ecologică, mai ales prin pătrunderea masivă a

chimizării şi ca urmare a impactului cu industriile poluante. Agricultura naturală s-a

transformat într-una industrială, mai puţin dependentă de factorii ecologici, cu o

formidabilă capacitate de a produce alimente de natură vegetală şi animală. Dar

agricultura industrializată, cu ecosistemul său

supermecanizat, a devenit vulnerabilă la alţi factori naturali, dar nu direct, ci prin

intermediul industriei şi altor activităţi economice. De aceea, este foarte importantă

găsirea unor căi de limitare a artificializării exagerate a producţiei agricole, o

administrare corectă şi o monitorizare permanentă. În asemenea condiţii se pot reproiecta

ferme ecologice.

Agricultura modernă, intensivă, are nevoie de îngrăşăminte chimice şi pesticide în

continuare pentru a susţine randamentele ridicate şi a combate bolile şi dăunătorii, dar în

doze moderate în funcţie de sistemul de cultură adoptat. Pentru a reduce efectul negativ al

îngrăşămintelor chimice şi al pesticidelor este de dorit folosirea tuturor resurselor de

materie organică şi a mijloacelor biologice, precum şi elaborarea unor metode eficiente

de lucrare a solului, care să reducă din extinderea pesticidelor.

Agricultura chimizată, de înalt randament, permite alegerea unei game largi de

alimente în raport cu necesităţile nutritive şi gusturile consumatorilor, posibilitate ce nu

există în cazul agriculturii tradiţionale de randament scăzut. Totuşi, trebuie avut în vedere

că fertilizarea exclusiv minerală prezintă şi dezavantaje:

costul ridicat al îngrăşămintelor chimice; pentru producerea a 25 tone azot se

consumă 3,5 mil kcal, iar pentru transportul, compostarea şi aplicarea în câmp a

materiei organice – 950 mii kcal;

fertilizarea minerală influenţează slab conţinutul în humus.

Singura soluţie realistă ar fi utilizarea îngrăşămintelor organice şi minerale,

combinate armonios în echilibru perfect.

Agricultura biologică sau organică. În prezent balanţa se înclină spre agricultura

organică şi biologică ca un sistem global şi ca o întoarcere la societatea tradiţională

agricolă. Susţinătorii acestei idei critică vehement agricultura industrială modernă şi

industria agro-alimentară, care realizează randamente şi venituri mari pe seama epuizării

solului şi a reducerii speciilor vegetale cultivate. Ei consideră că dependenţa excesivă faţă

de soiuri şi hibrizi, precum şi de modificările genetice ale plantelor de cultură vor face ca

acestea să nu reziste la intervenţiile chimice repetate în ciclul de creştere.

Agricultura biologică este promovată de unii specialişti din multe considerente

tehnologice şi economice. În linii mari, sistemul de agricultură biologică renunţă complet

la folosirea îngrăşămintelor chimice, necesarul de elemente nutritive fiind acoperit prin

mijloace neconvenţionale. Astfel, azotul este preluat de către plante din sol prin

activitatea bacteriană şi prin extinderea asolamentului cu plante leguminoase. Potasiul

este acoperit din arderea resturilor vegetale, numai fosforul rămânând să fie preluat din

materia organică. De fapt agricultura biologică se bazează pe folosirea îngrăşămintelor

organice provenite

din zootehnie, nămoluri, ape uzate şi composturi. Cercetările efectuate în diferite ţări

arată că stimularea activităţii bacteriilor fixatoare de azot pe rădăcinile plantelor

leguminoase, mai ales de soia, poate să aducă un aport de azot biologic între 50-150

kg/ha. În Statele Unite extinderea culturii de soia pe mari suprafeţe asigură anual 10

milioane tone azot fixat pe an de către bacterii.

De un real folos sunt îngrăşămintele verzi din plante ca: lupin, sparcetă,

măzăriche, care la hectar pot înlocui 20 tone gunoi de grajd sau 250 kg NPK/ha, dacă

sunt introduse în sol, prin descompunere.

Potrivit principiilor agriculturii biologice, nici un sol nu trebuie să fie fertilizat cu

îngrăşăminte chimice uşor solubile sau să ajungă în contact cu produse poluante. Un sol

intoxicat prin exces de chimizare trebuie să fie tratat pentru însănătoşire numai prin

metode biologice.

Adepţii agriculturii biologice se opun întru-totul folosirii pesticidelor în lupta

contra bolilor şi dăunătorilor. Se preferă metodele de prevenire, recoltare, utilizarea în

ultimă instanţă a pesticidelor de natură vegetală, domeniu în care se efectuează în prezent

cercetări. În schimb, se promovează mijloacele combaterii biologice şi agrotehnice, care,

desigur, îşi au rostul lor în lupta contra paraziţilor vegetali.

În ceea ce priveşte agrotehnica, sistemul biologic practică lucrările superficiale

ale solului, este împotriva mecanizării, care tasează solul şi înrăutăţeşte însuşirile fizico-

chimice şi biologice ale acestuia.

O poziţie raţională a agriculturii biologice este promovarea creşterii animalelor

alături de cultivarea plantelor, pentru a se realiza cantităţile necesare de materie organică

pentru sol. De asemenea trebuie reţinut accentul care se pune pe asolament şi pe rotaţia

culturilor amelioratoare şi furajere (leguminoase şi graminee).

Cu toate părţile pozitive, sistemul de agricultură biologică nu este viabil în

prezent, nu pentru că ne poate întoarce la agricultura tradiţională pe parcele mici, ci prin

faptul că nu este capabil să conducă la o bioproductivitate mare pe suprafeţe întinse. Pe

parcele mici randamentul este ridicat, cu intrări minore de energie, dar el nu poate

satisface cerinţele în produse alimentare ale unei populaţii, pentru simplul motiv că este

foarte vulnerabil la presiunile din exterior, mai ales ale bolilor şi dăunătorilor, care reduc

constant recolta. De reţinut că în SUA, Elveţia şi Germania, de exemplu, fermele

biologice au rămas ca mici enclave în marele teritoriu al agriculturii industrializate,

dotată cu cele mai moderne mijloace de conducere a tehnologiei.

Istoria agriculturii organice sau biologice începe din anul 1920 şi sub denumirea

de agricultură biologică dinamică sau biologic organică. În cei 85 de ani de teorie şi

practică rezultatele sunt modeste, dar mai semnificative în ultimul timp, din punctul de

vedere al publicului larg şi al unor producători din sectorul horticol. Sunt iniţiative de

semnalat în cultura plantelor agricole de câmp şi în creşterea animalelor de uz zootehnic.

Dar a afirma, cum fac unii specialişti, că agricultura organică poate hrăni 6 miliarde de

oameni ni se pare hazardant.

Permacultura. Alături de agricultura organică şi biologică a apărut din anul 1978

un nou concept, cel al „permaculturii”, o agricultură cu faţă umană, care are drept

obiectiv ameliorarea producţiei pe timp îndelungat, cu un consum energetic redus.

Permacultura se bazează pe tradiţia agricolă din zonă, pe îngrăşăminte naturale, pe

diversitatea biologică a plantelor cu rol alimentar şi pe respingerea totală a

îngrăşămintelor chimice şi a pesticidelor.

Permacultura încurajează diversitatea speciilor, integrarea agriculturii cu

zootehnia, amenajarea pădurilor şi ingineria peisajelor. Se poate practica cu prioritate în

zonele cu soluri acide sau semiaride, pe terenurile pietroase sau umede. Permacultura are

un caracter extensiv şi caută soluţii inedite de restucturare a agriculturii şi de remediere a

crizei ecologice.

Agricultura organică-biologică şi permacultura deşi au adepţi, nu sunt aplicate pe

scară largă, nefiind agreate de specialişti. Ele sunt încă privite cu multă prudenţă, deşi

unele idei sunt interesante şi demne de luat în seamă. Opozanţii acestor sisteme de

agricultură consideră că este imposibil la ora actuală şi în viitor să se producă alimente

suficiente fără utilizarea îngrăşămintelor. Ei susţin o agricultură durabilă şi cu dezvoltare

echilibrată, care să favorizeze o producţie integrată, în care intrările de resurse să fie

utilizate mai economic şi mai eficient. Agricultura bioecologică nu exclude, ci presupune

utilizarea tehnicilor şi tehnologiilor avansate, cu o singură condiţie, aceea de a proteja

mediul şi a produce recolte sănătoase, nepoluate sau mai puţin poluate.

Agro-ecosistemul durabil. Miguel Altieri (1995), într-un studiu publicat în revista

Ceres FAO, face referiri interesante la agroecosistemul durabil, care ar trebui să cuprindă

următoarele componente: un strat vegetal ce asigură conservarea eficientă a solului şi a

apei; aport periodic de materie organică şi stimularea activităţii biologice din sol;

reciclarea substanţelor nutritive prin rotaţia culturilor, folosirea leguminoaselor, controlul

dăunătorilor prin protejarea duşmanilor naturali (entomofagii) şi prin promovare luptei

biologice. Acest sistem de agricultură trebuie să integreze toate componentele sale pentru

a mări eficacitatea sa biologică, a asigura biodiversitatea şi a conserva productivitatea şi

propriile sale capacităţi de reglare. Sistemul va permite trecerea treptată la un nivel

superior biologic prin eliminarea progresivă a produselor chimice, raţionalizarea şi

gestionare corectă a îngrăşămintelor minerale, introducerea de tehnologii cu intrări reduse

de energie.

Agricultura sau producţia integrată

Agricultura integrată sau producţia integrată apare tot mai des ca noţiune în

literatura de specialitate, mai ales de limbă franceză, şi este considerată un demers al

agriculturii durabile în care se disting aspecte de ordin biologic, tehnologic, de zonare,

finanţare şi gestionare a resurselor. Pentru o mai bună edificare redăm principalele

aspecte ale acestei probleme:

• aplicarea raţională a fertilizării şi irigării;

• protecţia humusului pentru menţinerea unei activităţi microbiene ridicate în

sol;

• combaterea integrată a paraziţilor, care să cuprindă protecţia entofaunei utile;

• efectuarea lucrărilor solului de calitate şi la momentul oportun;

• înregistrarea şi analiza elementelor de microclimat în cadrul terenului

cultivat;

• optimizarea raportului calitate/cantitate prin cultivarea de soiuri adaptate la

condiţiile locale şi de mare randament;

• microzonarea ecologică a culturilor şi elaborarea unui asolament eficient;

• gestionarea judicioasă a resurselor financiare şi materiale pentru a se obţine o

rentabilitate ridicată.

Din cele expuse mai sus rezultă că în agricultura integrată se pune mult accentul

pe relaţiile din cadrul producţiei generatoare de recoltă ridicată, constantă şi de calitate.

Producţia integrată realizată poate conduce la o diminuare a costurilor cu

combaterea bolilor şi dăunătorilor, la respectarea bazelor ecologice ale tehnologiei

aplicate, la diminuarea reziduurilor în sol şi produse, la protecţia sănătăţii cultivatorilor şi

în final la obţinerea unei producţii stabile, de calitate. Ansamblul de metode şi măsuri

preconizate în cadrul conceptului de producţie integrată trebuie să asigure o nouă calitate

a mediului în condiţii economice şi ecologice satisfăcătoare.