6

Modulul II. Introducere n Tehnologie curatTehnologie curat (clean technology) i tehnologie de curire (clean-up technology)

Deosebim trei noiuni generale:1. Restabilire: repararea pagubei cauzat de activitatea uman n trecut (sau dup dezastre naturale);2. Tehnologie de curire: reducerea dezastrului provocat mediului prin modificare sau adugarea msurrilor de reducere a polurii la sfritul evii la o instalaie stabilit sau un proces.3. Tehnologie curat: (sau uneori tehnologie mai curat): evitarea dezastrului provocat mediului la surs.Ne vom concentra la deosebirea important dintre tehnologie curat i tehnologie de curire.

Conceptul de tehnologie curat merge dincolo de Producere curat care a fost definit de UNEP, dup cum am menionat n capitolul 1, (Programul Naiunilor Unite pentru Mediu) ca: o abordare conceptual i procedural ctre producerea care necesit ca toate fazele ciclului vieii a unui produs sau a unui proces s aib scopul de prevenire sau minimizare a riscului pe termen lung sau scurt pentru viaa omului sau pentru mediu.Din motivele date mai jos, discuia despre tehnologia curat n acest capitol se concentreaz mai mult asupra funciei de asigurare a serviciului sau beneficiului uman, dect concentrarea asupra produsului dup cum este stipulat n definiia UNEP despre Producerea curat. Cu toate acestea, conceptul de ciclul vieii este central pentru ambele: Producere curat i Tehnologie curat. Evaluarea ciclului vieii mediului natural este introdus mai jos, ca o abordare sistematic pentru a determina toate impactele asupra mediului i resursele de distrugere asociate cu asigurarea beneficiului sau serviciului. Pentru a da o simpl introducere la deosebirea dintre tehnologia curat i tehnologia de curire, noi ne asigurm c impactele asupra mediului i resursele de distrugere pot fi legate n aa fel c pot fi reprezentate de un singur parametru. Acest parametru este numit aici ncrcarea de mediu, dar uneori deasemenea este cunoscut ca stres al mediului. Doar c pentru ncrcarea de mediu, costul financial al activitii trebuie s fie bazat pe costul ciclului total de via, incluznd capitalul obinuit i costurile de operare, dar de asemenea permind costul de nlturare a unei staii i de depozitare a deeurilor. Pentru orice activitate dat, costul financial i ncrcarea de mediu sunt raportate de o anumit curb artat n figura II.1, ce reprezint varianta optim dintre costul financial i ncrcarea organic. Comportarea asimptotic a curbei la ncrcare de mediu joas crete din limitarea temodinamic n care orice activitate uman include careva impact de mediu sau utilizarea resurselor, astfel c ncrcarea de mediu nu poate fi eliminat complet. Similar, comportarea asimptotic la costul financial mic reflect doar non-existena profiturilor uor obinute: chiar i cea mai risipitoare activitate de meiu are un cost financial. A Tehnologie de curire

B ncrctur de mediu

Figura II.1. Tehnologia de curire i eficiena ameliorrii mediului Tehnologia de curire (sau reducerea polurii la capt de eav) prin difiniie include adugarea a ceva la proces, tratarea sau reprocesarea produsului care asigur beneficiu sau serviciu. Astfel, ea include micarea n jurul curbei n sensul indicat n fig. II.1, crescnd costul financial pentru a reduce ncrcarea de mediu. Gradientul curbei este invers proporional cu eficiena cheltuielilor la imbuntirea mediului. n general, satele OECD vor fi reprezentate prin puncte in jurul lui A, ce corespund costului nalt dar ncrcare de mediu relativ joas. Prin contrast, rile din Europa de Est, de exemplu, sunt reprezentate schematic prin puncte n jurul lui B, unde ncrcarea de mediu este mai nalt dar eficiena cheltuielilor la tehnologia de tratare (curire) este la fel mult mai nalt. Pentru a lua un caz specific a generrii de electricitate din combustibil fosil, parametrul ncrcarii de mediu va fi o msur primar de emisii a gazelor acide i, pentru celea care pretind, c dioxidul de carbon cauzeaz nclzirea global, a gazelor cu efect de ser. De exemplu, a fost estimat, c cheltuielile la mbuntirea performanei de mediu al generrii de energie i utilizare a ei, vor atinge o reducere de cteva ori mai mare n ncrcarea de mediu prin nvestirea n rile Europei de Est n comparaie cu rile Europei de Vest. Cu alte cuvinte, pentru aceast ncrctur de mediu, gradientele la punctele A i B difer prin ordinele de magnitudine. Acest tip de analize pot fi dezvoltate mai departe, de exemplu ca un adaos (ajutor) la formularea politicii internaionale.

D C F E 2 1

Figura II.2. Tehnologie de curire (Curba 1) i Tehnologie curat (Curba 2)Figura II.2 ilustreaz deosebirea principal dintre tehnologia de curire i tehnologia curat. Dup cum se vede, curba 1 reprezint o tehnologie stabilit la care curirea poate fi aplicat. Curba 2 reprezint o tehnologie total diferit, care este indiscutabil mai curat, n sensul c se reprezint o curb dezlocuit spre origine. Astfel, o organizaie opernd la punctul C cu o tehnologie stabilit poate n principiu, prin adoptarea tehnologiei curate a curbei 2, s reduc ncrcarea de mediu a ei fr a crete costurile (punct D), ori reduce costurile n timp ce menine performana de mediu (punct E), ori le reduce pe ambele costul i ncrcarea de mediu (punctul F). Daca aceasta este practicabil, depinde nu numai de disponibilitatea tehnologiei curate reprezentat de curba 2, dar i de faptul dac sunt careva bariere pentru facerea acestei schimbri, de exemplu, datorit existenei investiiilor n tehnologia 1 sau investiia necesar pentru a exploata tehnologia 2. De exemplu n procesele industriei, o tehnologie de curire poate captura o potenial emisie dintr-un proces i s-o transforme n alt stare, de exemplu prin barbotare sau filtrarea vaporilor de gaz pentru a colecta un poluant atmosferic aa ca lichid, sau nmol, sau solid pentru nlturarea prin alte metode. O tehnologi curat va evita producerea poluantului n primul loc, sau l va recicla din nou n proces.Ct de curat este tehnologia? Evaluarea ciclului de via al mediului.Definiia UNEP pentru Producerea mai Pur explicit se refer la ciclul de via a unui produs sau a unui proces. Evaluarea ciclului de via al mediului este o abordare formal pentru a descrie i a evalua ncrcarea de mediu total asociat cu asigurarea unui serviciu, prin urmrirea materialelor asociate i scurgerilor de energie din Leagnul - resursele primare lor pn la mormntul lor (ultimul loc de eliminare, ca deeu solid sau emisie dispersat). Evaluarea ciclului de via (ECV) se utilizeaz n cretere ca un instrument de suport pentru decizii n mbuntirea performanei de mediu, n primul rnd prin reducerea ncrcrii de mediu asociat cu produse specifice, cu o metodologie acceptat i recunoscut internaional ca o baz esenial pentru acordarea ecolabel ca recunoatere public a produsului sau a serviciului cu o performan de mediu mbuntit. ECV aspir s fie o abordare cantitativ obiectiv. Ideea n afar de ECV este aceea, care consider toate activitile din leagn pn la mormnt i este posibil s se determine dac un produs sau serviciu adevrat cauzeaz ncrcri de mediu reduse, sau dac ncrcarea de mediu este pur i simplu de la un aprovizionator imediat pn la aprovizionator contra curentului sau eliminare pe direcia curentului. ECV trebuie s fie utilizat pentru a stabili ncrcarea de mediu folosit ca un parametru n figura II.1 i II.2.Evaluarea ciclului de vi a mediului este o form de sistem de analiz a mediului. Acest concept de baz al ECV (i al altor forme de analiz, incluznd evaluarea impactului de mediu site - specific, EIM) este rezumat n figura II.3. Date iniiale: Emisii n aer i ap; materiale i energie deeuri solide Producere:

bunuri i servicii

Figura II.3. Sistemul de analiz al mediului

Sistemul productiv care asigur funcia (beneficiu, serviciu sau produs) este identificat. Cu scopul de a asigura funcia, sistemul va cere alimentare cu materiale i energie. Aceasta va genera producere nedorit sub form de emisii gazoase, ap i deeuri solide. Pentru EIM site-specific, hotarele sistemului sunt trasate n jurul instalaiei de producere, astfel c sistemul productiv ea o form simpl prezentat n fig. II.4.

Materiale

Emisii

Energie Reziduuri

ProdusFigura II.4. Analiza impactului mediului site-specific

Cu toate acestea, acest nivel de analize nu poate reprezenta ncrcarea de mediu total: asigurnd c alimentarea cu energie i materiale trebuie s nclud careva ncrcri de mediu, n timp ce dac producia este un produs tangibil el eventual va deveni un deeu. ECV al mediului ncearc s numere pentru contracurent i n direcia curentului efectele de mediu, de asemenea i acelea direct asociate cu fabricarea. Pentru ECV, hotarele sistemului trebuie deci s fie desenate n jurul ntregului ciclu de via al materialelor i a surselor de energie utilizate s asigure funcionarea. Sistemul acum ea forma general prezentat n figura II.5, i trebuie de asemenea s includ efectele mediului etapelor de transport incluse. Materie prim

primar

Emisii Energie Reziduuri Materiale Emisii Energie

Reziduuri Product Emisii Energie

Reziduuri Materiale

Deeu Energie

Emisii Reziduuri plus transport

Figura II. 5. Analiza ciclului de via al mediului Procedura formal de ndeplinire i aplicare a ECV include urmtoarele etape:1. Definirea scopului. n termenii figurelor II.3 i II.5, prima etap este de a defini hotarele sistemului care va fi studiat. La aceast etap unitatea funcional la fel trebuie definit: element de serviciu pe care analiza se va baza. Pentru aceasta nu este necesar o cantitate de material sau de o cantitate de articole industriale. Pentru un exemplu de mpachetare, unitatea funcional trebuie s fie definit ca o cantitate de material mpachetat. Cnd ECV este utilizat pentru a compara complet diferite ci de asigurare a aceluiai serviciu, atunci definirea unitii funcionale poate fi dificil ori contravers. n orice caz, etapa de definire a scopului este crucial, deoarece ea poate determina sau chiar condamna dinainte rezultatele acestui studiu.2. Inventarierea. Datele de intrare despre resursele primare i datele de ieire despre emisiile i reziduurile solide trebuie s fie determinate i cuantificate. n rezultat, aceasta se face pentru realizarea unui echilibru material i energetic n sistem ce este indicat n etapa definitiv a scopului, cu admiterea scurgerilor n cantiti infime de componente, care pot avea impact semnificativ asupra mediului nconjurtor. Rezultatele etapei date este tabelul de inventariere care determin datele de intrare i ieire pentru fiecare unitate prezent.

3. Clasificarea. Odat ce tabelul de inventariere a fost alctuit, sunt cuantificate contribuiile datelor de intrare n i ieire din sistem (vezi Fig II.3) asupra problemelor de mediu i sntate stabilite. De exemplu, toate emisiile atmosferice care ar fi putut contribui la nclzirea global sunt msurate conform potenialului efectului de ser Prin acest proces date detaliate din tabelul de inventariere sunt grupate ntr-un numr mai mic de aa numitele scoruri de efecte care definesc profilul mediului al sistemului.

4. Evaluare. Ideal, scorurile de efecte sunt acum msurate pentru a da o simpl estimare a efectului asupra mediului n urma realizrii funciei; altfel spus, pentru a determina parametrul descrcrii n mediu, artat n Fig. II.1 i II.2. Acest pas inevitabil necesit indicarea valorilor relative pentru efecte asupra mediului complet diferite i utilizarea resurselor.

5. Analiza de perfecionare (optimizare). Ideal, cnd ECV (evaluarea ciclului de via) este utilizat ntr-o companie, rezultatul este folosit pentru a identifica schimbrile n produs sau n sistemul de producere care va reduce descrcrile totale n mediu.

Din cele cinci etape descrise mai sus, definirea scopului i analiza inventarului sunt procese determinate (dei unele probleme de detalii rmn s fie rezolvate n analiza inventarului). Clasificarea este mai puin dezvoltat, dar metodologiile standarde se stabilesc ncontinuu. Totui, greutile serioase apar n evaluare. Scopul principal n dezvoltarea ECV ca unui instrument de sprijinire a deciziilor n managementul mediului a fost, c aceleai modificri relative pot fi legate de efecte diferite de mediu oriunde nu apar, astfel aprecierea trebuie s fie fcut la un nivel global. Metodele economiei de mediu pot fi aplicate ca un mod de efectuare a evalurii. Dar, devine tot mai clar c evaluarea trebuie s se fac local dect global. Astfel, parametrul descrcarea n mediu din fig II.1 i II.2 actual ascunde o problem important n managementul mediului.

n general, aprecierea ciclului de via al mediului este o procedur complex i nu este pe deplin dezvoltat. Dar, disciplina de elaborare a ciclului de via, de la nceput i pn la sfrit este o parte important de identificarea punctului unde efortul ar trebui s fie aplicat pentru a face o tehnologie mai pur i a crei etape din ciclul de via trebuiesc a fi schimbate sau eliminate. Un exemplu specific este prezentat n Tabelul II.1: un studiu ECV efectuat pentru a stabili criteriul de etichetare ecologic pentru mainile de splat. Au fost stabilite patru etape n viaa unei maini, cu descrcrile n mediu clasificate prin grupare n cinci categorii largi. n acest caz, este clar c marea majoritate din toate descrcrile n mediu au loc la etapa de utilizare, astfel nct evaluarea prin combinarea a celor cinci categorii a descrcrilor n mediu nu este necesar n cazul dat. Mai mult ca att, majoritatea polurilor aerului i multe din cele ale solului apar n urma generrii energiei electrice pe care o utilizeaz maina. De aceea analiza duce la patru criterii cheie, de la A la D. Criteriile de la A la C indic eficiena mediului n utilizare, pe cnd criteriul D exprim faptul c deeurile solide asociate cu producerea i plasarea mainelor nu trebuie s fie neglijate. Din cauza c descrcarea n mediu este dominat de etapa de utilizare, rezult c metoda tehnologiei pure aplicat curirii hainelor se va concentra asupra procesului de curire actual dect asupra echipamentului n care are loc curarea. Noi ne ntoarcem la exemplul dat mai jos.

Tabel II.1 Distribuia descrcrilor n mediu dup un ciclu de via a unei maini de splat tipice

Categorii de descrcri n mediu:

1. Consumul energiei

2. Poluarea aerului

3. Poluarea apei

4. Deeuri solide

5. Consumul de ap

Contribuia tipic a etapelor ciclului de via (n %):

12345

Producerea4.11.53.77.22.1

Distribuia0.30.10.70.60.1

Utilizarea95.598.495.687.297.8

Localizarea0.10.00.15.00.0

Criteriile cheie indicnd exploatarea mediului :

A. Consumul de energie n timpul utilizrii

B. Consumul apei n timpul utilizrii

C. Eficiena utilizrii detergenilor

D. Posibilitatea reciclrii materialelor

Servicii i produseDiferena principal dintre prestarea unui serviciu sau beneficiu uman i suplinirea produsului sau a componentelor a fost deja determinat, ca baza pentru definirea unitii funcionale n aprecierea ciclului de via de mediu. Aceast distincie este central n dezvoltarea ideii despre tehnologia pur, i apare cu deosebit regularitate. Diferenele vor fi ilustrate prin cteva exemple simple.Erbicide. Erbicidele utilizate pentru controlul ovsului slbatic, buruian obinuit n culturile de cereale, de obicei sunt recomandate pentru aplicare n rate de ordinul kilogramelor la hectar. Dar, cantitatea de erbicide real necesar n sensul ntrrii n sistem de plante de ovs slbatic, pentru a le ucide este estimat la cteva micrograme pe hectar. Altfel spus, noi utilizm mai mult de 109 ori erbicide pentru a atinge scopul. Dac unitatea funcional este considerat ca unitatea de mas de erbicide, atunci accentul trebuie s fie bazat pe producerea i distribuirea erbicidului, de ex., pe producere pur. Totodat unitatea funcional ar trebui s fie luat ca numrul de plante de ovs slbatic distruse sau ca aria de teren cultivat tratat, sau chiar mai probabil, cantitatea de cultur cerealier produs fr daune din partea ovsului slbatic. Astfel, calcularea va fi bazat pe sistemul de control a buruienilor unic, i devine clar c etapa limitativ este controlul buruienilor dect producerea erbicidului. De aceea, tehnologia pur ar putea s se axeze pe distribuia selectiv, sau pe trecerea peste sistemul de aprare al ovsului slbatic mpotriva toxinelor din sistem, sau pe pesticide a cror aciune este pornit de contactul cu duntorii, i nu pe producerea per se (ca atare). Este sigur c exist un beneficiu mic n reinerea emisiilor n timpul producerii dac erbicidul este apoi, foarte exact, mprtiat deasupra terenurilor. Unul din cele mai semnificative realizri de mediu n agrochemicale pe parcursul anilor a fost reducerea ratelor de aplicare mai probabil dect producerea pur.

Solveni organici. Ideea prestrii unui serviciu dect a unui produs la fel a fost ilustrat de realizrile n utilizarea solvenilor industriali, de exemplu pentru metalele de degresare. Solvenii organici tradiionali, care de obicei sunt clorurai, pot reprezenta descrcare semnificative n mediu. O tendin n ultimii ani a fost spre utilizarea solvenilor apoi. Dar, descrcarea n mediu apare nu de la utilizarea solvenilor organici dar din cauza emiterii sau scurgerii lor. O metod alternativ de mbuntire a mediului este concentrarea spre nchiderea ciclurilor de a reine solvenii complet i pentru a le reprocesa pentru reutilizare. Aceasta ca atare este tehnologie pur, deoarece aceasta reduce descrcarea n mediu i este economic atractiv, chiar dac gradul de inovaie tehnic este relativ mic. Inovarea n primul rnd ine de practica de business. Dect s fie doar vndut consumtorului, solventul n cazul dat gazul lampant este mprumutat utilizatorului i apoi luat pentru reprocesare, uneori cu plata de ctre utilizator pentru unele pierderi de materie. Echipamentul pentru utilizarea i pstrarea solvenilor la fel poate fi mprumutat utilizatorului. Astfel ciclul de via este nchis ct n sens comercial att i material. Deci, distribuitorul poart responsabilitatea pentru materie de la nceput i pn la urm. Uneori, resturile de solvent dup reprocesare pot fi utilizate n calitate de combustibil. De aceea, reorientarea la ceea ce Giarini i Stahel au numit economie nou de deservire este de fapt complet: serviciul sau utilizarea este vndut i nu obiectul de consum (produsul).

Curirea hainelor. Pentru a trece la urmtoare imagine, parial ipotetic, vom considera serviciul utilizat ca un exemplu de ECV: nlturarea murdriei de pe hainele oamenilor. Procesul principal este separarea simpl, artat schematic n Fig. II.6. Murdria este n principiu grsimea de origine animal eliminat de corp, plus oricare alt murdrire care a suportat haina. Dac acest tip de murdrie ar putea fi colectat, atunci es ar putea s fie utilizat de exemplu, ca alimentaie pentru pui sau pentru confecionarea lumnrelor. Dar, procesul obinuit de splare a hainelor nu permite asta; are loc dispersarea murdriei n sistemul apos cu ajutorul apei fierbinte i detergenilor (vezi Fig. II.7). Mai sus a fost menionat, c descrcrile n mediu legate de mainile de splat apar primar n utilizare, i Fig. II.7 arat de ce: compuii efectori (componenii detergenilor) i energia sunt utilizai o dat, i apoi emise ca deeuri. Aceasta reprezint un exemplu la fel de complet ca i cel cu pesticide: pe cnd este important de a reine scurgerile n mediu a producerii detergenilor, apare o contrazicere deoarece produsul este apoi scurs prin eav cu apa fierbinte. Metoda tehnologiei pure asupra currii hainelor astfel va mbunti funcia de separare a murdriei din materie, dect producerea pur a detergenilor.

Haine i murdrie

Haine Murdrie

Figura II.6. Operaia de baz pentru curirea hainelor Haine i murdrie

Ap Detergent Haine Murdrie +

Ap +

Detergent

Figura II.7. Procesul tradiional de splare a hainelorO metod alternativ este propus de o alt tehnic: curirea uscat. n acest caz, solventul este utilizat pentru a nltura murdria (vezi Fig. II.8). Dei, curarea uscat de obicei nu este vzut ca una duntoare mediului, descrcrile n mediu au loc nu din cauza c solvenii organici (i deseori clorurai) sunt utilizai, dar deoarece ei sunt emii. Ca urmare, ca i pentru degresarea cu metalele, curarea uscat poate deveni o tehnologie pur prin reinerea solvenilor, separndu-le de murdrie (de exemplu prin evaporare), i reutilizarea lor.

Haine i murdrie Soluia cu solvent

Solvent Pierderi Haine Murdrie de solvent MurdrieFigura II.8. Curirea uscat a hainelorCa opusul exemplului prezentat, ar putea fi metoda de curare prin splare cu ap, prezentat n Fig. II.9. Dac murdria este nlturat la nceput din deeurile de ap, atunci, utiliznd procesarea cu membran, apa fierbinte cu detergentul neutilizat pot fi reutilizate, respectiv fluxul de ap menine deeurile concentrate, prin utilizarea surfactanilor suficieni pentru a le menine n forma micelar. Aceast diferen n tehnologie, deschide un numr de posibiliti, care ntrec modificrile pur tehnologice:

1. Substanele detergente pot fi reacumulate, dect adugate n proporii fixe pentru fiecare splare. Maina, astfel, ar include secii pentru grupele principale de ageni care intr n componena detergentului, astfel nct cantitile lor i proporiile ar putea fi selectate pentru ncrcare corespunztor naturii hainelor i tipului de murdrie.

2. Dac fluxul de murdrie este concentrat, atunci un tratament cu ap la nceput poate fi aplicat. Aceasta presupune la rndul su, c curarea hainelor ar putea reveni la centralizarea ntr-o comunitate local, dect distribuirea prin gospodrii individuale. Semnele acestei tendine pot fi gsite n reapariia n unele ri a diaper services (servicii de prosoape) n loc de ervete de unica folosin sau cele splate acas.

3. Dac ngrijirea hainelor devine centralizat, atunci devine posibil de a considera urmtoarele metode pentru atingerea separrii principale a murdriei de haine (Fig. II.6). Solvenii lichizi super-critici vor reduce necesitatea n energie pentru separarea solventului de murdrie (Fig. II.7), deschiznd posibilitatea pentru metode complet diferite pentru prestarea acestui serviciu specific.

Haine i murdrie Soluia de detergent + ap

Ap +

Detergent

Haine Murdrie

Murdrie (+ detergent)Figura II.9. Tehnologie mai pur pentru curirea hainelor

Acest exemplu a fost intenionat cercetat n practica curent, pentru a demonstra c tehnologia pur depinde ct de combinarea deprinderilor comerciale i a celor sociale, att i n introducerea perfecionrilor tehnologice. De exemplu, cum a fost artat aici, tehnologia pur pentru curirea hainelor ar introduce relaii complet diferite dintre productorii de detergeni i productorii mainelor de splat; ei s-ar fi combinat pentru prestarea serviciilor, dect dac fiecare ar vinde doar marfa sa.

Re - utilizarea materialelor: ecologia industrial nou

Unul din scopurile tehnologiei pure este de a presta serviciul cu cheltuieli minime de energie i materia prim, scopul care a fost numit dematerializarea economiei.Unele reduceri ale consumului pot fi atinse prin reinerea ciclului de via (cu purificarea minimal i controlat din ciclu de recptare i reutilizare, ca n exemplele de mai sus de solveni de degresare i Fig. II.8). Mrirea perioadei de deservire a mainilor reprezint o metod analogic pentru servicii care sunt prestate de unitile produse. Dar, considernd c timpul de exploatare va rmne finit, tehnologia pur presupune o metod sistematic de reutilizare a materialelor i componentelor. Ca n exemplul de curare a hainelor examinat mai sus, aceast metod presupune modificri nu numai n tehnologie dar la fel i n relaii comerciale. Termenul ecologia industrial a fost introdus pentru a accentua relaia n care sistemele care presteaz diferite servicii i produse metabolizeaz utilizarea succesiv a materiei i energiei.

Continuarea reciclrii: utilizarea cascadelor. Utilizarea de o singur dat a resurselor care caracterizeaz comportamentul nechibzuit al activitii umane mari este reprezentat de sistemul cu ciclul deschis din Fig. II.10. Un sistem ideal dematerializat ar fi reprezentat prin sistemul ciclu nchis din Fig. II.11.

Materia prim Deeuri iniialFigura II.10. Utilizarea de o singur dat a resurselor: sistem deschis

Figura II.11. Schema ideal de reciclare: sistem nchisDar, aceast prezentare popular despre reciclare este evident una eronat. Foarte rar reutilizarea sau reciclarea duce la lipsa consumului de resurse sau descrcri n mediu. Chiar i vasele reutilizabile pentru buturi (cum sunt sticlele de lapte Britanice tradiionale) trebuie s fie transportate, splate i sterilizate nainte de reumplere. Totodat, un ciclu complet nchis este imposibil, chiar i n exemplul cu sticlele de lapte, sticlele pot fi stricate sau sparte. De aceea, un sistem de reciclare real nchis ar trebui s aib forma general prezentat n Fig. II.12. Este necesar de a nelege dac epuizarea resurselor i descrcrile n mediu implicate n reciclare pot compensa beneficiul reciclrii resurselor. n unele cazuri, implicnd particular produsele din resursele renovabile, reciclarea poate fi duntoare mediului; adic reciclarea nu este numai dect o tehnologie pur, sau chiar o opiune cea mai bun pentru mediul nconjurtor. Pentru a aduce un exemplu specific, a fost demonstrat c hrtia provenit din pdurile exploatate de mult timp ar trebui s fie ars n calitate de combustibil biologic renovabil, nereciclat ca material de deeu.

Energie Energie MaterialeFigura II.12. Schema real de reciclare: sistem nchisRecunoaterea practicitii reutilizrii i reciclrii duce la conceptul general de ecologie industrial prezentat n Fig. II.13. n direcia spre economia uman, un material ideal va parcurge o serie de utilizri, de obicei cu caliti specifice progresiv tot mai joase. Acest concept general este obinuit n procesul tehnologic, exemplificat prin splarea mpotriva curentului sau cascada de extragere. Ecologia industrial extinde conceptul, pentru a include mai multe procese. Astfel poate fi o reciclare parial la orice etap din cascad, i ar fi de dorit de a reprocesa materialul pentru a ridica specificarea lui astfel nct el s fie rentors la un nivel mai superior din cascad. n final, n orice caz, materialul va prsi sistemul economic n calitate de deeu, sau dac este combustibil, ca carburant. De exemplu, produsele din hrtie i polimeri hidrogenocarbonici ar trebui s fie considerate ca materiale care trec prin una sau mai multe utilizri pe calea lor de a fi folosite ca combustibil.

Sursa

Energia

Energia

Deeuri

Energie Materiale

Figura II.13. Ecologie industrial general pentru utilizarea materialelorConsiderarea c un material ar trebui s treac prin astfel de cascad de utilizare, introduce un alt component al tehnologiei pure: evitarea materialelor contaminate cu adaosuri nedorite care vor mri descrcrile n mediu legat de utilizarea lor ulterioar. Un exemplu evident este eliminarea metalelor grele toxice din vopselele pentru imprimare, considernd c hrtia ar trebui s fie ars imediat. Planul ciclului de via se rsfrnge peste simpla apreciere a ciclului de via a mediului, pentru descrierea ntregii cascade de utilizare dect doar o optimizare de unic folosina a materialului.

Exemplu 1: solvenii organici. Exemplul de mai sus, de reprocesare a solvenilor degresani, poate fi examinat n mai multe detalii ca un exemplu al mbuntirii ecologiei industriale i relaiilor comerciale asociate. Reprezentarea urmtoare este o versiune simplificat a mbuntirii descrise de Robert i Lewis.

Afacerea de mprumutare i reprocesare a gazului lampant utilizat ca solvent de degresare este reprezentat schematic n Fig. II.14 (a). Relaia de mprumutare nchide ciclul de via, astfel nct solventul utilizat este rentors pentru reprocesare i reutilizarea ulterioar. La aceast etap timpurie a relaiilor comerciale, resturile de reprocesare trebuie s fie incinerate. Dar, resturile conin o proporie mare de gaz lampant, adugtor la componentele apoase i solide nlturate prin degresare, i care totui au valoare combustibil substanial. Ca o prim perfecionare, el ar putea fi utilizat ca un combustibil specific, de exemplu n cuptoarele de ciment, n cazul dat cu acelai distribuitor care asigur sistemul de combustie la productorii de ciment vezi Fig. II.14(b). Astfel, distribuitorul de solvent asigur obligaia de ngrijire a materialului organic pe parcursul ciclului de via.

Acest concept poate fi lrgit mai mult, cum este artat n Fig. II.14(c). Alte deeuri lichide organice, utilizate ca uleiuri lubrifiante sau dizolvani pentru vopsele, pot fi introduse i amestecate cu resturile de solveni de degresare pentru a mri cantitatea combustibilului lichid reciclat prezent. Ecologia industrial n prezent reduce alte materiale care altfel ar fi fost incinerate sau stocate, pentru a da un sfrit util al ciclului lor de via. Considernd c importul altor materiale este controlat atent, rezultatul din aceast cascad de utilizare este totui combustibilul lichid reciclat, produs dup necesitate. Dac acest combustibil este tratat ca deeu atunci apare o ntrebare de definire legal, dei statutul legal al materialului este determinat prin Reglamentri sau Directive aplicabile i astfel afecteaz utilitatea lui comercial. Restriciile legislative n practica tehnologiei pure reprezint o arie mai larg dect se poate vorbi aici.

Soluie - gaz lampant

a) Reziduuri

Soluie - gaz lampant

b) Combustibil reciclat Soluie

Gaz lampant

c)

Alte lichide organice utilizate Combustibil lichid reciclatFigura II. 14. Utilizarea metabolizat a solvenilor organici. (a) Reprocesarea solvenilor degresani. (b) Utilizarea solvenilor n calitate de combustibil. (c) Incorporarea altor lichide organice utilizateExemplul 2: echipament de oficiu. Modificrile tehnice i organizaionale diferite sunt necesare pentru produsele confecionate. Vom prezenta mai departe cazul aparatelor de copiere. Exemplul pe care l generalizm este ca o metod care ar putea fi urmat i pentru alte produse. Utilizatorul echipamentului este evident c l obine pentru funciile sale: scopul este de a face fotocopii, nu de a avea un fotocopiator. Deci, utilizatorul final cumpr sau mprumut echipamentul pentru a obine un serviciu. Cnd maina atinge sfritul vieii sale de deservire (de ex., nu mai funcioneaz), aceasta devine gunoi fr valoarea de deservire. n final el este ntors distribuitor sau altui agent asemntor la etapa dat, maina devine deeu nedifereniat i trece n fluxul general de deeuri. Aceste aspecte largi sunt comune i pentru exemplul cu solvenii organici.

Dac maina este ntoars la sistemul de aprovizionare cum este prezentat n Fig. II.15, atunci componentele pot fi reutilizate. Mainele care au fost supuse doar unei utilizri uoare pot fi parial demontate, pentru a nltura prile uzate sau stricate, i remontate sau rentoarse n linia de asamblare. Mainele care au fost utilizate mai mult sunt dezasamblate complet. Componentele pot apoi s fie ntoarse la linia de asamblare, preferabil fr distingerea lor cu componentele noi. Componentele care nu pot fi reutilizate, de exemplu, deoarece ele conin compui care nu mai sunt utilizai sau permise, prsesc sistemul ca deeu solid. Altfel, materialul este reutilizat sau trece n cascad pentru utilizarea ulterioar. n ultimul caz, ar fi bine ca materialul s fie ntors distribuitorului, care poate s le transforme n materialul proaspt sau reprocesat pentru alte aplicri. Productorul componentului va fi rugat s accepte materialul, care, n ntregime sau parial, a fost utilizat anterior.

Astfel, fig. II.15 la fel arat relaiile de afacere necesare pentru a realiza ecologia industrial. Este normal, ca mainile utilizate s fie rentoarse n sistemul de aprovizionare. Pentru fotocopiatori, acest pas este o parte a procesului comercial normal, deoarece cca 80% din fotocopiatori sunt mai degrab mprumutate dect vndute. Acesta este un alt exemplu de arendare a serviciului dect vnzarea produsului, ce poate reprezenta o barier pentru a adopta tehnologia pur pentru o industrie (cum sunt automobilele) unde o relaie comercial acceptat implic vnzarea produsului dect utilizarea n gaj. La fel, este important ca productorul s fie n stare s accepte mainele parial dezasamblate i componentele utilizate sau recondiionate n procesul de producere. n schimb, aceasta cere proceduri de control al calitii la dezasamblarea lor pentru a le echivala cu cele originale. Pe lng aceasta, distribuitorii de materiale i componente trebuie s fie implicai n reutilizarea coninutului material al componentelor care nu pot fi reutilizate direct. Aceast condiie cere ca componentele individuale s conin attea materiale diferite ct este posibil, dar preferenial unul singur.

Necesitile de planificare pentru dezasamblarea uoar i minimalizarea numrului de materiale diferite utilizate n orice component nu coincid cu procedurile de planificare convenionale, dar apar ca elemente cheie a tehnologiei pure n sectorul de producere.

Deeuri nedifereniate

Utilizator

Productor Serviciu Echipament utilizat Deeu Productor Distribuitor Material secundar Materiale Utilizarea alternativ a materialelor

Depozitarea

Figura II.15. Relaiile comerciale n utilizarea metabolizat a produsului confecionat

Reducerea deeurilor la sursPentru o organizaie mbuntirea calitilor mediului din punct de vedere al timpului, care este mai scurt dect ciclul total, necesit axarea pe perfecionarea proceselor i produselor existente. n comparaie cu tehnologia pur n sensul larg, aceast seciune se concentreaz asupra producerii pure i n special pe reducerea deeurilor la surs.

Uniunea European recunoate o ierarhie a opiunilor de managementul deeurilor: n ordinea creterii importanei:

1. Prevenirea

2. Minimalizarea

3. Reciclarea

4. Localizarea

Reciclarea trebuie s corespund contextului de ecologie industrial, adic axarea pe prevenire i minimizare. O ierarhie bine definit (Crittenden i Kolaczkowski) este dat n tabelul II.2, iar o clasificare dup Freeman este artat n figura II.16, din nou fcnd distincie de baz dintre reducerea sursei i reciclarea.Conform tabelului II.2 i figurii II.16, metoda tehnologiei pure se axeaz pe reducerea sursei (cu puin atenie i reciclrii rapide, de exemplu, reciclarea chiar n timpul procesului).

Tabel II.2Ierarhia practicilor managementului deeurilor (Crittenden i Kolaczkowski)Prioritatea superioar

EliminareaEliminarea complet a deeurilor

Reducerea surseiEvitarea, reducerea sau eliminarea deeurilor, n general n limitele unitii de producere, prin modificri n procesele sau procedurile industriale

ReciclareaUtilizarea, reutilizarea sau reciclarea deeurilor pentru scopul original sau careva altul, aa ca materialele de intrare, rentoarcerea materialelor sau producerea energiei

TratamentulDestrugerea, detoxicarea, neutralizarea, etc., deeurilor n substane mai puin duntoare

DepozitareaDescrcarea deeurilor n aer, ap sau sol n moduri controlate sau securitate corect, astfel ca s fie atins un echilibru; depozitarea sigur n sol poate implica reducerea volumului, ncapsularea, coninutul srurilor i tehnici de monitorizare

Prioritate inferioar

Figura II.16 indic patru componente de reducere a sursei.

Reducerea deeurilor la surs ReciclareFigura II.16. Tehnici practice pentru minimalizarea deeurilor (dup Freeman)

Modificri ale materialelor de intrare. Schimbrile pot fi efectuate unde este posibil de a substitui un material care asigur funcia necesar i s rezult descrcri n mediu mai reduse. Exemplul reprezint nlocuirea solvenilor organici clorurai cu medii neclorurate sau apoase n operaii de curare sau vopsire; substituirea biocidelor chimice sau oxidanilor cu ozon sau peroxid de hidrogen, care se descompun fr a lsa resturi sau emisii; eliminarea metalelor grele toxice, de exemplu n procesele i aparatele electrolitice. n fiecare caz, ntregul ciclul de via a materialului trebuie s fie luat n consideraie, pentru a se asigura c o problem de mediu s nu fie nlocuit cu o alt undeva. Dei, materialul substituit poate fi mai costisitor, preul material poate fi micorat prin economiile fcute pentru prelucrarea deeurilor i cheltuieli de depozitare. n acest caz, substituia materialului constituie o schimbare spre o tehnologie pur.

Modificri tehnologice. Aceste includ un tip de schimbri majore n practic. Mai puine modificri care pot fi readuse ntr-un proces existent includ:

1. mbuntirea sintezei chimice, de exemplu prin utilizarea unei catalize mai selective, pentru a reduce formarea altor produi, secundari;2. mbuntirea controlului procesului;3. revizuirea sau reconfigurarea procesului pentru mbuntirea regenerarea cldurii sau pentru a evita diluia curentelor (fluxurilor, soluiilor) procesului;4. mbuntirea selectivitii procesului de separare.Pe lng evitarea producerii deeurilor, modificrile tehnologice includ reinerea deeurilor i pstrarea lor n forma concentrat, dect diluarea lor pentru dispersionare n mediu sau amestecarea deeurilor pentru tratarea ulterioar. Ct n industria de producere, att i n cea de prelucrare, exist o tendin general spre tratarea deeurilor la surs, recunoscnd c un proces de tratament a unui deeu specific este mai efectiv i mai puin costisitor dect tratamentul fluxurilor de deeuri amestecate. Trecerea de la metoda diluiaz i disperseaz la strategia concentreaz i pstreaz de obicei la fel necesit modificri n practica operaional.

Practica operaional bun. Aceasta include prevenirea emisiilor nedorite, i n general duce la reciclare imediat. ntorcndu-ne la exemplul de nlocuire a solvenilor organici cu cei bazai pe ap, acest tip de substituire a materialului nu poate s reprezinte o mbuntire a mediului dac solventul este pur i simplu descrcat dup utilizare. Discuia despre metodele de curare a hainelor de la nceputul capitolului a fost un exemplu domestic. Dac mediul organic sau apos este utilizat ca agent de curare, atunci ar trebui s fie reinut i reutilizat. n dependen de natura operaiei de curare, metoda mecanic sau filtrarea prin membrane poate fi suficient pentru colectarea murdriei astfel nct lichidul poate fi reutilizat. O problem de mediu particular apare cu tratamentul n cazul curirii locale, de exemplu a utilajului de preparare a hranei sau de la berrii. Emisiile fluxurilor de curare pot constitui principalele descrcri n mediu de la echipament. Cea mai stringent problem pentru mbuntirea strii mediului este managementul procesului de curare. Segregarea fluxurilor apoase poate reprezenta o modificare tehnologic minor care permite mbuntiri disproporional mari n calitatea mediului.

Modificrile n produs. Acestea includ modificri n produsele finale sau intermediare, pentru a reduce generarea deeurilor i alte descrcri n mediu care apar undeva n ciclu. Metoda utilizat aici este de obicei specific pentru produs i de aceea comercial sensibil. Ecoetichetarea (ecolabeling) este o ncercare de a identifica produsele de consum care ntr-adevr au mbuntit starea mediului, fr descoperirea informaiei comerciale senzitive.

Aa dar, introducerea n tehnologia pur a necesitat exemple din cteva sectoare industriale diferite. Totodat, un numr de trsturi, ce caracterizeaz tehnologia pur, apar n orice sector:

1. tehnologie pur este o metod real de a presta serviciile i beneficii, i nu un set de tehnologii recunoscute.

2. pentru a fi siguri c o tehnologie este ntr-adevr pur, este necesar de a lua n seam ciclul ntreg de via a materialelor sau obiectelor care presteaz servicii sau beneficii.

3. o organizare care intenioneaz s aplice tehnologia pur trebuie s se axeze pe serviciile pe care le presteaz, dect pe produsele sau artefactele pe care le vinde. La fel trebuie inut responsabilitatea pentru produsele i artefactele care presteaz serviciile, i chiar reutilizarea lor sau a le transmite altei organizaii pentru o alt utilizare n ecologia industrial.

4. unde este posibil, deeurile trebuie s fie evitate la surs dect curate la sfritul evii. Dac deeurile sunt inevitabile, ele ar trebui s fie concentrate i pstrate astfel, ca ele s fie uor supravegheate, nu diluate i dispersate n mediu.

Cost financial

Cost financial

ncrctura de mediu

Procesul

Extracie i procese

Proces

Utilizare

Re - utilizarea sau reciclarea

Procesul

Procesul

Procesul

Procesul

Utilizare

Utilizare

Re- Utilizare

sau

Reciclare

Sursa

Deeu

Utilizare

Reprocesare

Deeu

I Utilizare

Re utilizare sau reciclare

II Utilizare

Utilizare

Reprocesare

Incenerare

Utilizare

Reprocesare

Cuptor pentru ciment

Utilizare

Reprocesare

Amestecare

Asamblarea / Confecionarea

Renovarea i perfecionarea

Utilizare

Dezasamblare

Producerea materialelor

Producerea componentelor

Administrare bun

Modificri tehnologice

Modificri ale materialelor de intrare

Modificrile produsului

Reciclare imediat

Reciclare ulterioar

Managementul deeurilor

Re - utilizarea

Procese de curire