Referat la Ingineria Mediului

Ingineria mediuluiIngineria mediului sau protecția mediului în industrie este o

preocupare permanentă a inginerilor de azi, datorită condițiilor impuse de

integrarea României în Uniunea Europeană.

Ea studiază tehnologii curate, adică tehnologii de prelucrare care să

aibă un impact asupra mediului cât mai mic. De asemenea, analizează

metode și elaborează metode noi de epurare. Prin acest proces de epurare,

se dorește îndepărtarea efectelor negative pe care agenții poluanți, deja

existenți în ecosistem, îl au asupra mediului. O altă componentă a acestui

domeniu o constituie tehnologiile de filtrare, prin intermediul cărora se

urmărește reducerea emisiilor de noxe prin așezarea unor elemente

filtrante la capătul țevilor de evacuare.

Ingineria mediului nu se referă doar la protecția mediului înconjurător

împotriva factorilor de poluare antropici, dar și de protecție a sănătății

angajaților din mediul industrial. Ea trebuie să asigure condiții optime de

muncă și expunerea angajaților din industrie la riscuri de alterare a

sănătății cât mai mici.

Elementele specifice mediului sunt apa, aerul și solul, dar formele de

poluare pot fi și de altă natură. Poluarea poate fi fonică, radiologică,

electromagnetică etc.

Tot în cadrul ingineriei mediului o importanță deosebită o au sursele

regenerabile de energie. Aceste surse de energie sunt considerate surse

alternative de energie. Tehnologiile de obținere a energiei regenerabile

folosesc fenomenul fotovoltaic, preia căldura de la sursele de apa termice

(geizere), preiau energia curenților de aer (eoliană) sau a curenților marini

(mareelor) dar este apreciată și cogenerarea prin utilizarea turbinelor cu

gaze fierbinți.

Monitorizarea indicilor de poluare face parte tot din Ingineria

mediului, aceasta noțiune fiind corelată cu analiza riscului de catastrofe și

hazarde.

SURSE REGENERABILE DE ENERGIE

Energia regenerabilă se referă la forme de energie produse prin transferul energetic al energiei rezultate din procese naturale regenerabile. Astfel, energia luminii solare, a vânturilor, a apelor curgătoare, a proceselor biologice şi a căldurii geotermale pot fi captate de către oameni utilizând diferite procedee. Sursele de energie ne-reînnoibile includ energia nucleară precum şi energia generată prin arderea combustibililor fosili, aşa cum ar fi ţiţeiul, cărbunele şi gazele naturale. Aceste resurse sunt, în chip evident, limitate la existenţa zăcămintelor respective şi sunt considerate în general ne-regenerabile. Dintre sursele regenerabile de energie fac parte:

energia eoliană energia solară energia apei energia hidraulică energia mareelor energia geotermică energie derivata din biomasa: biodiesel, bioetanol, biogas

Toate aceste forme de energie sunt valorificate pentru a servi la generarea curentului electric, apei calde, etc.Investiţiile globale anuale în energia regenerabilă au crescut în ultimii ani de la 39 de miliarde de dolari în 2005 la 55 de miliarde de dolari în 2006. Pentru anul 2007 investiţiile vor atinge un nivel de 100 miliarde dolari.

Conform unei directive a Uniunii Europene, statele membre trebuie să amestece treptat combustibilul tradiţional utilizat în transport cu biocombustibil, astfel încât, până în 2010, biodieselul să reprezinte 5,75% din motorina de pe piaţă, urmând ca, în 2020, ponderea să creas că la 20%.

Energia eoliană este o sursă de energie regenerabilă generată din puterea vântului. La sfârşitul anului 2006, capacitatea mondială a generatoarelor eoliene era de 73904 MW, acestea producând ceva mai mult de 1% din necesarul mondial de energie electrică.

Deşi încă o sursă relativ minoră de energie electrică pentru majoritatea ţărilor, producţia energiei eoliene a crescut practic de cinci ori între 1999 şi 2006, ajungându-se ca, în unele ţări, ponderea energiei eoliene în consumul total de energie să fie semnificativ: Danemarca (23%), Spania (8%), Germania (6%).

Vânturile se formează deorece soarele nu încălzeşte Pământul uniform, fapt care creează mişcări de aer. Energia cinetică din vânt poate fi folosită pentru a roti nişte turbine, care sunt capabile de a genera electricitate. Unele turbine pot produce 5 MW, deşi aceasta necesită o viteză a vântului de aproximativ 5,5 m/s, sau 20 de kilometri pe oră. Puţine zone pe pământ au aceste viteze ale vântului, dar vânturi mai puternice se pot găsi la altitudini mai mari şi în zone oceanice.

Energia eoliană este folosită extensiv în ziua de astăzi, şi turbine noi de vânt se construiesc în toată lumea, energia eoliană fiind sursa de energie cu cea mai rapidă creştere în ultimii ani. Majoritatea turbinelor produc energie peste 25% din timp, acest procent crescând iarna, când vânturile sunt mai puternice.

Se crede că potenţialul tehnic mondial al energiei eoliene poate să asigure de cinci ori mai multă energie decât este consumată acum. Acest nivel de exploatare ar necesita 12,7% din suprafaţă Pământul (excluzând oceanele) să fie acoperite de parcuri de turbine, presupunând că terenul ar fi acoperit cu 6 turbine mari de vânt pe kilometru pătrat. Aceste cifre nu iau în considerare îmbunătăţirea randamentului turbinelor şi a soluţiilor tehnice utilizate.

AvantajeÎn contextul actual, caracterizat de creşterea alarmantă a poluării

cauzate de producerea energiei din arderea combustibililor fosili, devine din ce în ce mai importantă reducerea dependenţei de aceşti combustibili.

Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o soluţie foarte bună la problema energetică globală. Utilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai producerii de energie, dar prin modul particular de generare reformulează şi modelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor. Energia eoliană în special este printre formele de energie regenerabilă care se pretează aplicaţiilor la scară redusă.

Principalul avantaj al energiei eoliene este emisia zero de substanţe poluante şi gaze cu efect de seră, datorită faptului că nu se ard combustibili.

Nu se produc deşeuri. Producerea de energie eoliană nu implică producerea nici unui fel de deşeuri.

Costuri reduse pe unitate de energie produsă. Costul energiei electrice produse în centralele eoliene moderne a scăzut substanţial în ultimii ani, ajungând în S.U.A. să fie chiar mai mici decât în cazul energiei generate din combustibili, chiar dacă nu se iau

în considerare externalităţile negative inerente utilizării combustibililor clasici.În 2004, preţul energiei eoliene ajunsese deja la o cincime faţă de cel

din anii 80, iar previziunile sunt de continuare a scăderii acestora, deoarece se pun în funcţiuni tot mai multe unităţi eoliene cu putere instalată de mai mulţi megawaţi.

Costuri reduse de scoatere din funcţiune. Spre deosebire de centralele nucleare, de exemplu, unde costurile de scoatere din funcţiune pot fi de câteva ori mai mari decât costurile centralei, în cazul generatoarelor eoliene, costurile de scoatere din funcţiune, la capătul perioadei normale de funcţionare, sunt minime, acestea putând fi integral reciclate.

DezavantajePrincipalele dezavantaje sunt resursa energetică relativ limitată,

inconstanţa datorită variaţiei vitezei vântului şi numărului redus de amplasamente posibile. Puţine locuri pe Pământ oferă posibilitatea producerii a suficientă electricitate folosind energia vântului.

La început, un important dezavantaj al producţiei de energie eoliană a fost preţul destul de mare de producere a energiei şi fiabilitatea relativ redusă a turbinelor. În ultimii ani, însă, preţul de producţie pe unitate de energie electrică a scăzut drastic, ajungând, prin îmbunătăţirea parametrilor tehnici ai turbinelor, la cifre de ordinul 3-4 eurocenţi pe kilowatt oră.

Un alt dezavantaj este şi "poluarea vizuală" - adică, au o apariţie neplăcută - şi de asemenea produc "poluare sonoră" (sunt prea gălăgioase). De asemenea, se afirmă că turbinele afectează mediul şi ecosistemele din împrejurimi, omorând păsări şi necesitând terenuri mari virane pentru instalarea lor. Argumente împotriva acestora sunt că turbinele moderne de vânt au o apariţie atractivă stilizată, că maşinile omoară mai multe păsări pe an decât turbinele şi că alte surse de energie, precum generarea de electricitate folosind cărbunele, sunt cu mult mai dăunătoare pentru mediu, deoarece creează poluare şi duc la efectul de seră.

Un alt dezavantaj este riscul mare de distrugere în cazul furtunilor, dacă viteza vântului depăşeşte limitele admise la proiectare. Oricât de mare ar fi limita admisă, întotdeauna există posibilitatea ca ea să fie depăşită.

Energie solară este energia emisă de Soare pe întreg domeniul radiaţiei sale electromagnetice. Energia solară este considerată energie

regenerabilă şi stă la baza celor mai multe forme de energie de pe Pământ: energia hidraulică, energia eoliană, energia combustibililor etc.

Energia solară poate fi folosită să: genereze electricitate prin celule solare (fotovoltaice) genereze electricitate prin centrale termice solare

(heliocentrale) încălzească clădiri, direct încălzească clădiri, prin pompe de căldură încălzească clădiri şi să producă apă caldă de consum prin

panouri solare termice Instalaţiile solare sunt de două tipuri: termice şi fotovoltaice.Instalaţiile fotovoltaice produc energie electrică fără costuri de

combustibil. Panourile solare fotovoltaice produc energie electrică 4 h/zi (calculul se face pe minim: orele de lumină iarna). Ziua, timp de 4 ore, (iarna 1,5 ore) aceste panouri solare produc energie electrică care poate fi stocată în acumulatori, pentru a fi folosită dealungul nopţii, la casele izolate, fără legatură la reţeaua electrică naţională.

Comparativ cu puterea furnizată şi durata de viaţă, investiţia necesară în panourile fotovoltaice este mare. Panourile necesită spaţiu de instalare orientat convenabil, iar fără un sistem de stocare (care, la rândul său, necesită investiţii şi întreţinere) energia generată este disponibilă doar în miezul zilei, cand consumul e mic.

Imaginea cea mai frecventa pe care o trezeste energia solara este aceea a panourilor de colectare instalate pe case,sisteme in care temperatura nu depaseste insa 100 grade celsius,cu o limitare considerabila a eficientei conversiunii.Exista sisteme care concentreaza radiatia la temperaturi de 300 si 500 grade celsius,iar la capatul acestei familii stau tunurile solare care au nevoie de arii vaste de heliostate ce focalizeaza pana la 5 MW de radiatie solara,temperatura fluidului din containere depasind 540 grade celsius.Exista o competitie intre generatorii termodinamici de putere,bazati pe energia solara,in care caldura colectata este convertita in energie mecanica sau electrica prin pistoane sau turbine si intre sistemele de convertire directa a radiatiei solare in electricitate de catre celule formate din cristale semiconductoare.Problema esentiala este aceea a costurilor.Productia de serie si perfectionarea continua au facut ca automobilul,o complicata concentrare de tehnologie,sa ajunga la un pret deosebit de scazut pentru o masina avansata amintesc legile de dezvoltarea ale oricarei tehnici.

Vorbind de aplicatiile energiei solare,ne referim in primul rand la o lista de nevoi energetice,care in tarile in curs de dezvoltare,decurg din

activitatile domestice,din pomparea apei pentru cerinte menajere si irigatii,din agricultura si operatii agricole cum ar fi uscarea semintelor sau refrigerarea,industria locala,transporturi,activitati sociale si comunitare care include pe cele sanitare.Nu este un lucru neinesmnat sa se vina in intampinarea acestor trebuinte,intrucat statisticile arata ca pregatirea alimentelor si agricultura sunt activitatile ce reprezinta peste 80% din consumul total de energie in zonele rurale ale tarilor in curs de dezvoltare.Energia solara promite o solutie pentru lichidarea decalajului intre tarile dezvoltate si tarile in curs de dezvoltare care se manifesta atat de sfasietor si in materie de energie.Un miliard de oameni din zona dezvoltata a lumii consuma 85% din energia mondiala,2 miliarde si jumatate-in Asia si intr-o parte a Americii Latine-consuma 15%,in timp ce un miliard din tarile cele mai ramase in urma din Africa si America Latina consuma 1% din totalul mondial.

Energia apeiA. Energia hidraulică reprezintă capacitatea unui sistem fizic (apa)

de a efectua un lucru mecanic la trecerea dintr-o stare dată în altă stare (curgere). Datorită circuitului apei în natură întreţinut de energia Soarelui, este considerată o formă de energie regenerabilă.

Energia hidraulică este de fapt o energie mecanică, formată din energia potenţială a apei dată de diferenţa de nivel între lacul de acumulare şi centrală, respectiv din energia cinetică a apei în mişcare.Exploatarea acestei energii se face curent în hidrocentrale, care transformă energia potenţială a apei în energie cinetică, pe care apoi o captează cu ajutorul unor turbine hidraulice care acţionează generatoare electrice care o transformă în energie electrică.

Tot forme de energie hidraulică sunt considerate energia cinetică a valurilor şi mareelor.

Istoric Energia hidraulică a fost folosită încă din antichitate În India se

foloseau roţile hdraulice la morile de apă. În Imperiul Roman morile acţionate de apă produceau fâină şi erau folosite de asemenea la acţionarea gaterelor pentru tăierea lemnului şi a pietrei. Puterea unui torent de apă eliberată dintr-un rezervor a fost folosită la extracţia minereurilor, metodă descrisă încă de Pliniu cel Bătrân. Metoda a fost folosită pe larg în evul mediu în Marea Britanie şi chiar mai târziu la extracţia minereurilor de plumb şi staniu. Metoda a evoluat în mineritul hidraulic, folosită în perioada goanei după aur din California.

În China şi în extremul orient, roţi hidraulice cu cupe erau folosite la irigarea culturilor. În anii 1830, în perioada de vârf a canalelor, energia hidraulică era folosită la tractarea barjelor în sus şi în josul pantelor pronunţate. Energia mecanică necesară diverselor industrii a determinat amplasarea acestora lângă căderile de apă.

În zilele de azi utilizarea curentă a energiei hidraulice se face pentru producerea curentului electric, care este produs în acest caz co costuri relativ reduse, iar energia produsă poate fi utilizată relativ departe de surse.

Fenomene naturale Din punct de vedere al hidrologiei, energia hidraulică se manifestă

prin forţa apei asupra malurilor râului şi a bancurilor. Aceste forţe sunt maxime în timpul inundaţiilor, datorită creşterii nivelului apelor. Aceste forţe determină dislocarea sedimentelor şi a altor materiale din albia râului, cauzând eroziune şi alte distrugeri.

Moduri de exploatare a energiei hidraulice1. Roţi hidraulice O roată hidraulică utilizează energia râurilor pentru a produce direct

lucru mecanic. La debite mici se exploatează în principal energia potenţială a

apei. În acest scop se folosesc roţi pe care sunt montate cupe, iar aducţiunea apei se face în partea de sus a roţii, apa umplând cupele. Greutatea apei din cupe este forţa care acţionează roata. În acest caz căderea corespunde diferenţei de nivel între punctele în care apa este admisă în cupe, respectiv evacuată şi este cu atât mai mare cu cât diametrul roţii este mai mare.

La debite mari se exploatează în principal energia cinetică a

apei. În acest scop se folosesc roţi pe care sunt montate palete, iar aducţiunea apei se face în partea de jos a roţii, apa împingând paletele. Pentru a avea momente cât mai mari, raza roţii trebuie să fie cât mai mare. Adesea, pentru a accelera curgerea apei în dreptul roţii, înaintea ei se plasează un stăvilar deversor, care ridică nivelul apei (căderea) şi transformă energia potenţială a acestei căderi în energie cinetică cuplimentară, viteaza rezultată prin deversare adăugându-se la viteza de curgere normală a râului.

2 . Hidrocentrale

O hidrocentrală utilizează amenajări ale râurilor sub formă de baraje, în scopul producerii energiei electrice. Potenţialul unei exploatări hidroelectrice depinde atât de cădere, cât şi de debitul de apă disponibil. Cu cât căderea şi debitul disponibile sunt mai mari, cu atât se poate obţine mai multă energie electrică. Energia hidraulică este captată cu turbine.

Potenţialul hidroenergetic al României era amenajat în 1994 în proporţie de cca. 40 %. Centrale hidroelectrice aveau o putere instalată de 5,8 GW, reprezentând circa 40% din puterea instalată în România. Producţia efectivă a hidrocentralelor a fost în 1994 de aproape 13 TWh, reprezentând circa 24 % din totalul energiei electrice produse.Actual puterea instalată depăşeşte 6 GW iar producţia este de cca. 20 TWh pe an.Cota de energie electrică produsă pe bază de energie hidraulică este de cca. 22 - 33 %.

3. Microcentrale şi picocentrale hidraulice

Prin microcentrală hidraulică se înţelege o hidrocentrală cu puterea instalată de 5 - 100 kW, iar o picocentrală hidraulică are o putere instalată de 1 - 5 kW. O picocentrală poate alimenta un grup de câteva case, iar o microcentrală o mică aşezare.

Deoarece consumul de curent electric are variaţii mari, pentru stabilizarea funcţionării se pot folosi baterii de acumulatori, care se încarcă în momentele de consum redus şi asigură consumul în perioadele de vârf. Datorită faptului că curentul de joasă tensiune produs de generatorul microcentralei nu poate fi transportat convenabil la distanţă, acumulatorii trebuie plasaţi lângă turbină. Este nevoie de toate componentele unei hidrocentrale clasice - mai puţin barajul - adică sistemul de captare, conductele de aducţiune, turbina, generatorul, acumulatori, regulatoare, invertoare care ridică tensiunea la 230 V,ca urmare costul unei asemenea amenajări nu este mic şi soluţia este recomandabilă doar pentru zone izolate, care nu dispun de linii electrice.

Microcentralele se pot instala pe râuri relativ mici, dar, datorită fluctuaţiilor sezoniere de debit ale râurilor, în lipsa barajului debitul râului trebuie să fie considerabil mai mare decât cel prelevat pentru microcentrală. Pentru o putere de 1 kW trebuie pentru o cădere de 100 m un debit de 1 l/s. În practică, datorită randamentelor de transformare, este nevoie de un debit aproape dublu, randamentul uzual fiind puţin peste 50 %.

4. Centrale mareomotrice O centrală mareomotrică recuperează energia mareelor. În zonele cu

maree, acestea se petrec de două ori pe zi, producând ridicarea, respectiv scăderea nivelului apei.

Există două moduri de exploatare a energiei mareelor:

Centrale fără baraj, care utilizează numai energia cinetică a apei, similar cum morile de vânt utilizează energia eoliană.

Centrale cu baraj, care exploatează energia potenţială a apei, obţinută prin ridicarea nivelului ca urmare a mareei. Deoarece mareea în Marea Neagră este de doar câţiva centimetri,

România nu are potenţial pentru astfel de centrale.

5. Instalaţii care recuperează energia valurilor Pentru recuperarea energiei valurilor se pot folosi scheme similare cu

cele de la centralele mareomotrice cu baraj, însă, datorită perioadei scurte a valurilor aceste scheme sunt puţin eficiente.

Un obiect care pluteşte pe valuri execută o mişcare cu o traiectorie eliptică. Cea mai simplă formă de valorificare a acestei mişcări pentru recuperarea energiei valurilor sunt pontoanele articulate. O construcţie modernă este cea de tip Pelamis formată din mai mulţi cilindri articulaţi, care, sub acţiunea valurilor au mişcări relative care acţionează nişte pistoane. Pistoanele pompează ulei sub presiune prin motoare hidraulice care acţionează generatoare electrice.

B.Energia mareelorEnergia mareelor este energia ce poate fi captată prin exploatarea

energiei potenţiale rezultate din deplasarea pe verticală a masei de apă la diferite niveluri sau a energiei cinetice datorate curenţilor de maree. Energia mareelor rezultă din forţele gravitaţionale ale Soarelui şi Lunii, precum şi ca urmare a rotaţiei terestre.

Mareele se produc cu regularitate în anumite zone de litoral de pe glob, cu amplitudini care pot ajunge uneori la 14 -18 m, determinând oscilaţii lente de nivel ale apelor marine. Principiul de utilizare u energiei mareelor în centrale mareomolrice, de altfel singura sursă folosită în prezent din cele enumerate mai sus, constă în amenajarea unor bazine îndiguite care să facă posibilă captarea energiei apei, declanşată de aceste oscilaţii, atât la umplere (la flux), cat si la golire (la reflux).

Pentru o valorificare eficientă a energiei mareelor sunt necesare şi anumite condiţii naturale; în primul rând, amplitudinea mareelor să fie de cel puţin 8 m, iar, în al doilea rând, să existe un bazin natural (de regulă un estuar), care să comunice cu oceanul printr-o deschidere foarte îngustă. Aceste condiţii naturale apar numai în 20 de zone ale globului (ca, de exemplu: ţărmurile atlantice ale Franţei, Marii Britanii, SUA, Canadei, în Nordul Australiei, în estul Chinei.).

Energia geotermica

Energia geotermică este folosită la centralele geotermoelectrice, în scopul obţinerii energiei electrice.

Energia geotermică este o sursă inepuizabilă de energie alături de energia solară şi energia produsă de forţa vântului.

Toate aceste forme de energie neconvenţionale, sunt valorificate pentru a servi la generarea curentului electric .

În interiorul Pământului există o comoară uriaşă. Nu e vorba de aur, argint şi pietre preţioase, ne referim la o rezervă impresionantă de căldură numită energie geotermică.

O mare parte din această căldură este înmagazinată în straturile de rocă topită, în magmă.Scoarţa terestră este alcătuită din mai multe plăci tectonice, dar în unele zone este mai subţire, mai ales în zonele de contact dintre plăci.

În aceste zone magma poate ajunge mai aproape de suprafaţa Pământului, încălzind apa aflată între straturile de rocă.

La această apă se poate ajunge prin tehnici moderne de foraj. La adâncimi foarte mari apa fierbinte se află la o presiune foarte mare.

Atunci când apa este adusă la suprafaţă, presiunea scade şi cea mai mare parte din apă se vaporizează instantaneu, adică devine abur, acest fenomen se numeşte şi ,,vaporizare fulger’’.

Dovada prezenţei unei centrale geotermice, este aburul care iese din staţia generatoare. Aburul este separat de apa fierbinte sau de apa geotermală sărată. El conţine particole de apă. Acestea pot avea în componenţă minerale ce se pot depune pe turbină şi o pot deteriora.

Avantajele utilizării energiei geotermice• Ţările care produc energia electrică cu ajutorul centralei

geotermice nu mai depind atât de mult de petrol.• Sursa de energie este inepuizabilă.• Problemele legate de poluare sunt mult reduse.

Dezavantajele utilizării centralelor geotermice• Aburul geotermal conţine hidrogen sulfurat, care în cantităţi

mici este supărător din cauza mirosului de sulf, iar în cantităţi mari este toxic.

• În comparaţie cu emisia de gaze de la centralele electrice ce folosesc combustibili, acestea sunt mai eficiente datorită sistemului de control a emisiilor de gaze.

• Costurile sunt mari, pentru a realiza aceste instalatii.BiomasaBiomasa este partea biodegradabilă a produselor, deşeurilor şi

reziduurilor din agricultură, inclusiv substanţele vegetale şi animale, silvicultură şi industriile conexe, precum şi partea biodegradabilă a deşeurilor industriale şi urbane. Este Folosită atât pentru obţinerea de curent electric, cât şi a agentului termic pentru locuinţe, energia extrasă din biomasă ridică, mai nou, probleme de etică, întrucât în multe zone ale lumii e nevoie mai degrabă de hrană, decât de combustibili.

Biomasa reprezintă resursa regenerabilă cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta include absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii. Biomasa este prima formă de energie utilizată de om, odată cu descoperirea focului.

Energia înglobată în biomasă se eliberează prin metode variate, care însă, în cele din urmă, reprezintă procesul chimic de ardere (transformare chimică în prezenţa oxigenului molecular, proces prin excelentă exergonic).

Forme de valorificare energetică a biomasei (biocarburanţi): Arderea directă cu generare de energie termică. Arderea prin piroliză, cu generare de singaz (CO + H2). Fermentarea, cu generare de biogaz (CH4) sau bioetanol

(CH3-CH2-OH)- în cazul fermentării produşilor zaharaţi; biogazul se poate arde direct, iar bioetanolul, în amestec cu benzina, poate fi utilizat în motoarele cu combustie internă.

Transformarea chimică a biomasei de tip ulei vegetal prin tratare cu un alcool şi generare de esteri, de exemplu metil esteri (biodiesel) şi glicerol. În etapa următoare, biodieselul purificat se poate arde în motoarele diesel.

Degradarea enzimatică a biomasei cu obţinere de etanol sau biodiesel. Celuloza poate fi degradată enzimatic la monomerii săi, derivaţi glucidici, care pot fi ulterior fermentaţi la etanol.

Deşi folosirea biomasei în scopuri energetice este una dintre cerinţele Uniunii Europene, există voci care susţin că folosirea acestei resurse necesită precizări şi reconsiderări. Motivele scepticilor sunt două: poluarea

şi lipsa de hrană. Chinezii au anunţat deja că renunţă la proiectul de a produce etanol pentru automobile din porumb, întrucât din ,cauza secetei anul acesta e nevoie de toată producţia de cereale pentru hrana animalelor şi a oamenilor. Biomasa este ansamblul materiilor organice nonfosile, în care se înscriu: lemnul, pleava, uleiurile şi deşeurile vegetale din sectorul forestier, agricol şi industrial, dar şi cerealele şi fructele, din care se poate face etanol. La fel ca şi energiile obţinute din combustibilii fosili, energia produsă din biomasă provine din energia solară înmagazinată în plante, prin procesul de fotosinteză.

Principala diferenţă dintre cele două forme de energie este următoarea: combustibilii fosili nu pot fi transformaţi în energie utilizabilă decât după mii de ani, în timp ce energia biomasei e În ultimele câteva sute de ani, omul a exploatat biomasa mai ales sub formă de cărbune. Acest combustibil fosil a rezultat în urma unor transformări chimice îndelungate. Combustibilii fosili sunt constituiţi din aceleaşi elemente chimice (hidrogen şi carbon) ca şi biomasa proaspătă. Cu toate acestea, ei nu sunt consideraţi surse de energie regenerabilă din cauza timpului îndelungat de care au nevoie pentru a se forma. În aceeaşi situaţie se află şi gazele naturale şi petrolul.

Azi, omenirea e obligată să revină la folosirea energiilor regenerabile. După energia solară, biomasa a fost folosită în scopuri energetice încă de când a fost descoperit focul, pentru că primii oameni s-au încălzit arzând lemne şi abia mai târziu au descoperit cărbunii şi petrolul.ste regenerabilă, putând fi folosită an de an.

Deşeurile alimentare şi cele industriale, apele uzate şi deşeurile menajere sunt surse specifice de biomasă. Aceasta se prezintă sub formă solidă, lichidă sau gazoasă şi poate avea nenumărate aplicaţii. La ora actuală, energia biomasei provine în cea mai mare parte din elemente solide, precum aşchiile de lemn, rumeguşul, unele deşeuri menajere, dar şi din elemente lichide, între care se numără în primul rând detergenţii proveniţi din coacerea lemnului în industria papetăriei.

Biomasa prezintă multe avantaje ca sursă de energie. Ea poate fi folosită atât pentru producerea de electricitate, cât şi pentru obţinerea de energie termică. Dar aici intervine problema poluării. Ultimele studii arată că arderea deşeurilor produce mult prea mult dioxid de carbon şi, prin urmare, ce se economiseşte pe o parte se pierde pe alta.

Astăzi, cercetările se concentrează pe conversia biomasei în alcool, care ar putea servi drept carburant pentru suplimentarea şi chiar înlocuirea benzinei şi a motorinei. Alte forme lichide de energie obţinute din biomasă ar fi uleiurile vegetale. Metanolul produs prin distilarea lemnului şi a deşeurilor forestiere este considerat un carburant alternativ pentru transport şi industrie, la preţuri care ar putea concura cu cele ale combustibililor obţinuţi din bitum şi din lichefierea carbonului.

Etanolul ar fi un combustibil mai ieftin, dar problema mare este că utilizează resurse alimentare, cum sunt porumbul sau grâul. Dacă însă etanolul s-ar obţine exclusiv din deşeuri alimentare sau agricole, deşi costurile sale de producţie ar fi mai mari, efortul s-ar justifica pentru că se reciclează deşeurile. La alcooli se adaugă şi biogazul, respectiv forma gazoasă a biomasei. Acest gaz cu o putere calorică destul de slabă, conţinând în principal metan, se obţine din materii organice, precum apele uzate sau bălegarul.

Există o largă varietate de surse de biomasă, printre care se numără copacii cu viteză mare de dezvoltare (plopul, salcia, eucaliptul), trestia de zahăr, rapiţa, plantele erbacee cu rapiditate de creştere şi diverse reziduuri cum sunt lemnul provenit din toaletarea copacilor şi din construcţii, paiele şi tulpinele cerealelor, deşeurile rezultate după prelucrarea lemnului, deşeurile de hârtie şi uleiurile vegetale uzate. Principala resursă de biomasă o reprezintă însă lemnul.

Energia asociată biomasei forestiere ar putea să fie foarte profitabilă noilor industrii, pentru că toată materia celulozică abandonată astăzi (crengi, scoarţă de copac, trunchiuri, buşteni) va fi transformată în produse energetice. Utilizarea biomasei forestiere în scopuri energetice duce la producerea de combustibili solizi sau lichizi care ar putea înlocui o bună parte din consumul actual de petrol, odată ce tehnologiile de conversie energetică se vor dovedi rentabile.

De asemenea, terenurile puţin fertile, improprii culturilor agricole, vor fi folosite pentru culturi forestiere intensive, cu perioade de tăiere o dată la 10 ani. Pe de altă parte, biomasa agricolă (bălegarul, reziduurile celulozice ale recoltelor, reziduurile de fructe şi legume şi apele reziduale din industria alimentară) poate produce etanol sau biogaz.

Spre deosebire de biomasa forestieră, care este disponibilă pe toată perioada anului, biomasa agricolă nu este, de obicei, disponibilă decât o dată pe an. Biogazul provenind poate alimenta maşinile agricole. Utilizarea deşeurilor animale sau ale industriei alimentare poate diminua poluarea, minimizând problemele eliminării gunoaielor şi furnizarea de energie.

Radacinile fixeaza poluanti limitand circulatia orizontala si verticala

a lor. Aceasta tehnica este folosita printre primele masuri in cazul unui sol

poluat cu : metale grele, pesticide, solventi, explozive, titei si derivati.

Plantele care sunt preconizate fac partea din familia graminee.

Fito-extractie

Fito-extractia este o metoda de decontaminare a solurilor de metale

grele (cupru, argint, aur, mercur, cadmiu, plumb). Este bazata pe cultura

plantelor avand caracteristicile tolerantei si ale acumularii metalelor grele

pe partea lor recoltabila. Aceste plante acumulatoare sunt capabile, prin

fiziologia lor adaptata, de a acumula pana la 1% din poluant, fata de materia

lor uscata.

Plantele vor fi alese in functia de natura poluantului, climatul si

biomasa astfel incat pot acumula o cantitate mare de poluanti. Deseori,

solul este contaminat de mai multe metale, ce impun o cultura de mai multe

plante.

O data recoltate, sunt incinerate si cenusa va fi stocata intr-un loc

securizat. Cultura se poate reinnoi pana la scaderea concentratiei

acceptabile a metalelor in sol.

Rizo-degradare

Este utilizat mai mult pentru tratarea poluarii cu hidrocarburi. Este

realizat de plante si mai ales de microorganisme rizo-carpice (care traiesc

in radacini). Principiu: microorganismele care traiesc in radacinile

plantelor, vor degrada hidrocarburile incorporate in sol. O concentratie de 7

tone pe hectar a poluantului permite o crestere normala a plantei si un ritm

de degradarea ridicat de microorganisme care traiesc in rizosfera . Aceste

micro-organisme pot fi bacterii precum Pseudomonas, Xanthomonas,

Micrococcus sau ciuperci precum Aaspergillus sau Penicillium si au

capacitatea de degradare a compusilor organici prezenti in sol.

Fito-volatizare

Plantele pot degrada de asemenea poluanti organici in celulele lor.

Intr-adevar, aceste plante pot absorbi poluanti, sa ii degradeze si sa ii

respinga in atmosfera.

Unul dintre cei mai cunoscuti copaci care au aceasta proprietate este

plopul : permite o crestere rapida, o capacitate de adaptare la diverse

climate si permite eliminarea poluantilor din sol.