Apa, viata si energie. Ghid de documentare si executie a instalatiilor de producere a energiei electrice

DESPRE CARTE

Prezenta carte face o descriere generala a importantei apei pentru fiintele vii si a problemelor care ameninta rezervele de apa. Cartea abordeaza toate apele atat cele de suprafata, cat si apele din subteran si din atmosfera. Este tratata calitatea apei, relatia omului cu apele - politici publice, dileme si posibilitatile fiecaruia de a contribui la rezolvare.

In carte se intalnesc abordari din punctul de vedere al stiintei geografiei, al fizicii, chimiei, ingineriei civile, biologiei, medicinei, meteorologiei, cu accent pe abordarile ecologice si interdisciplinare. Desi am convingerea ca omul trebuie tratat obiectiv ca o parte din vastitatea naturii, am mentinut o abordare cu accent pe necesitatile de apa ale colectivitatilor umane deoarece in aceasta forma consider ca interesul pentru problemele tratate este mai mare. Omul ramane cel mai mare beneficiar dar si cea mai mare amenintare la adresa calitatii si consumului rezervelor de ape naturale si tot el este cel chemat sa intervina activ in acest domeniu pentru redresarea situatiei in care se afla omenirea.

Am plecat la scrierea cartii de fata de la cea mai fireasca si simpla intrebare: De ce avem nevoie de apa? Am incercat sa dau cateva dintre cele mai importante domenii de utilizare de zi cu zi ale apei. Apoi am pus intrebarea de ce cantitate de apa avem nevoie pentru a produce un produs sau a executa un serviciu? Sunt raspunsuri care ne vor uimi, ne vor surprinde pentru ca nu ne vine sa credem cata apa se consuma pentru a produce un banal pahar de vin sau obisnuita si nelipsita ceasca de cafea pe care o bem in fiecare dimineata. Dar mi-am pus intrebarea: calitatea apei pe care o consumam are importanta? Da, si inca foarte mare, chiar determinanta in anumite situatii. De aceea am prezentat caracteristicile apei, tipurile de apa existente in cadrul natural si contributia cercetatorilor fizicieni si chimisti la descoperirea de tipuri de ape care sa raspunda unor cerinte practice care decurg din nevoile lor tehnologice. Daca apa consumata nu indeplineste anumite caracteristici de calitate repercusiunile sunt nedorite, neplacute, care pot afecta sanatatea celor care o consuma sau a proceselor tehnologice si a produselor pentru care este folosita. Impactul folosirii unei ape neconforme cu standardele de calitate stabilite este tratat intr-un capitol aparte al carti.

Una din caracteristicile apei care inca nu este suficient folosita este memoria si inteligenta ei. Este un domeniu care are multe secrete inca nedescoperite, dar care ascunde inca multe taine. Pentru ca apa este datatoare de viata, este mediul preferential de dezvoltare si desfasurare a vietii tuturor organismelor vii, indiferent de stadiul si nivelul de dezvoltare si evolutie, pentru ca are un rol determinant, domeniul memoriei si inteligentei apei are o importanta foarte mare caruia nu i s-a acordat importanta cuvenita.

Am tot spus si foarte multi specialisti din diverse domenii sunt preocupati de resursele de apa globale ale planetei; de aceea am prezentat rezervele de apa la nivel mondial cunoscute in prezent, cele mai mari rezerve naturale, modul lor de a fi gospodarite judicios, de a nu face risipa de una din cele mai mari si importante resurse naturale de care are nevoie omenirea. Am prezentat cateva cazuri de pierderi naturale de resurse de apa. Prin trimiterea navetelor spatiale, a altor rachete purtatoare de aparatura de masurare, cercetare, observare a spatiului extraterestru, s-a descoperit ca apa exista in tot universul, in tot spatiul interplanetar. Ba mai mult, multe corpuri ceresti din Univers sunt compuse in mare parte din apa inghetata. Dar din pacate, inca oamenii nu detin modalitatea de a aduce aceasta apa pe Pamant, ca sa nu mai suferim de lipsa de apa.

O mai mare parte a cartii am dedicat-o utilizarii apei in scopuri energetice, pentru producerea energiei electrice, pentru ca apa sub diversele ei forme naturale are inmagazinata enorm de multa energie pe care daca stim, putem sa o obtinem gratuit, in cantitate nelimitata si fara sa afectam calitatea mediului natural. Apa sub diversele ei forme naturale detine o cantitate enorma de energie pe care noi oamenii nu am invatat inca sa o captam si sa o convertim pe masura ofertei pe care o face. Echipamentele existente au deocamdata randamente care nu satisfac piata pentru a fi utilizate la scara comerciala. Dar se fac in continuare studii si cercetari pentru a folosi aceasta resursa energetica naturala, gratuita si nepoluanta intr-o cantitate cat mai mare. Cartea este un ghid care contine modalitati de determinare a potentialului energetic a unei resurse hidraulice. Sunt indicate tipuri de turbine care sunt cele mai potrivite pentru a fi utilizate in functie de resursa de apa de care dispunem.

Spre sfarsitul prezentarii cartii am atras atentia asupra unor fenomene care se petrec zi de zi in multe zone de pe glob din cauza carora multe milioane de oameni nu duc o viata normala din cauza lipsei de apa. Cu toate ca unii fac risipa de apa in scopuri care dauneaza vietii, nu exista inca suficienta convingere din partea factorilor decidenti si a celor care conduc, de a lua masurile ce se impun pentru ca multi oameni sa nu sufere din cauza lipsei apei. Am indicat cateva masuri obligatoriu de urmat, daca vrem sa mai traim pe acest pamant, tinand cont de faptul ca milioane de oameni din diferite zone ale globului nu traiesc, ci se chinuie, cel putin din lipsa apei.

Aceasta carte este destinata in principal ONG-urilor de mediu, parlamentarilor, studentilor, cadrelor didactice, functionarilor publici din administratia locala si judeteana si ziaristilor interesati de problemele apei si nu in ultimul rand publicului larg care trebuie sa cunoasca ce, cum si cat consuma. Abordarea este un compromis intre una strict stiintifica si una de popularizare, nefiind deci destinata publicului larg in general si nici expertilor, ci celor care, fara a fi specialisti in ape, au un nivel de instruire peste medie si interesul de a aprofunda si intelege problematica atat de complexa a apei.

Sper ca prezenta carte sa fie o lectura interesanta, informativa si utila unor categorii cat mai largi de cititori si sa contribuie la o mai buna intelegere, protectie si gestionare a factorului esential, vital de mediu care este APA.

Victor Emil Lucian

CUPRINS

Introducere 9
Prezentarea cartii 13

1. De ce avem nevoie de apa? 15

2. Amprenta de apa 22
2.1. Cum putem actiona sa reducem consumul de apa? 29

3. Calitatea apei 34
3.1. Caracteristici organoleptice 34
3.2. Caracteristici fizice 35
3.3. Caracteristici chimice 37
3.4. Proprietati moleculare ale apei modificate 39
3.4.1. Apa grea 39
3.4.2. Apa supergrea 41
3.4.3. Apa marina 41
3.4.4. Apa uscata 42
3.4.5. Apa pura, filtrata, oxigenata, comercializata ca produs de lux 42
3.4.6. Ploile artificiale 43
3.5. Caracteristici biologice 44
3.6. Importanta calitatii apei 44
3.7. Impactul antropogen asupra calitatii apei 48
3.8. Principalele probleme de calitate a apei 50
3.8.1. Educatie, formare, strategii gresite 50
3.8.2. Natura ca profesor 54
3.8.3. Apa in biologie si civilizatia umana 56
3.8.4. Apa si biosfera 58

4. Pozitiile astronomice ale Pamantului si influenta lor asupra maselor mari de acumulari de apa 59

5. Utilizarea apei de catre oameni 61
5.1. Folosirea apei de organismul uman in alimentatie si metabolism 61
5.2. Sursele si situatia asigurarii necesarului de apa 61
5.3. Apa, fluid energetic 64
5.4. Exploatarea mineralelor marine 67
5.5. Apa oceanelor, resursa inepuizabila de hrana sanatoasa si consistenta pentru populatia globului 72
5.6. Desalinizarea apei de mare 76
5.7. Apa, arhitect profesional de inalta clasa a naturii 78
5.8. Oras subacvatic 79
5.9. Energia solara transforma apa in combustibil 80
5.10. Transportul hidraulic 81

6. Apa ca o sursa pretioasa 85
6.1.Regularizarea distributiei apei 86

7. Impactul apei 89
7.1. Puterea cuvantului si a apei 89
7.2. Impactul apei asupra religiei si filozofiei la unele popoare 91
7.3. Impactul problemelor apei asupra omului 93
7.3.1. Impactul cantitatii: seceta si inundatiile 93
7.3.2. Impactul calitatii apei asupra starii de sanatate a populatiei 95
7.3.3. Impactul ingrasamintelor artificiale asupra calitatii vietii 98

8. Memoria apei 101
8.1. Capacitatea apei de selectie si acumulare a informatiei 101
8.2. Apa o substanta bizara 106
8.3. Apa din organismele vii 107
8.4. Inteligenta apei si influenta ei asupra organismului 109
8.5. Importanta calitatii apei consumate de organismul uman 112

9. Prezenta apei in Univers si sistemul nostru solar 114
9.1. Apa ca resursa naturala 119
9.1.1. Rezervele de apa si repartizarea lor pe glob 120
9.1.2. Ape subterane 131
9.1.3. Ape minerale 134

10. Circuitul apei in natura 142

11. Apa si biosfera 155
11.1. Mediul acvatic ca loc de viata cel mai favorabil 155
11.2. Viata acvatica - indicator al calitatii apei 157
11.3. Dezvoltarea umana intre mediul terestru sau/si marin? 162
11.4. Apa, cu cele 2 fete, cea vitala si cea distructiva - mortala 165

12. Producerea energiei electrice cu resurse hidroenergetice 167
12.1. Resurse hidroenergetice 167
12.2. Forme de manifestare a energiei apei 174
12.2.1. Miscarile periodice - mareele 174
12.2.2. Miscarile neperiodice - valurile 178
12.3. Curentii marini sau miscari de translatie 181
12.2.4. Proprietati fizico-chimice ale apelor marine 185
12.2.4.1. Temperatura apei marine 186
12.2.4.2. Salinitatea apei marine 189
12.2.4.3. Densitatea apelor marine 190
12.2.4.4. Metode de masurare a caracteristicilor apei 190
12.3. Diferente, avantaje intre energia eoliana si energia hidraulica 191
12.4. Tipuri, amplasare, componente, puteri instalate a capacitatilor de producere a energiei electrice 192
12.5. Efectul „Coanda” folosit la curatirea gratarului 197
12.6. Centrale hidro de putere mica, pentru consumatori izolati, lipsiti de
retea de distributie centralizata a energiei electice 199
12.6.1. Descriere 199
12.6.2. Chestionar cu date minime necesare pentru executia unei amenajari hidroenergetice de mica putere si elaborarea unei oferte tehnico-comerciale 201
12.6.2.1. Date de identificare a amenajarii hidroenergetice 201
12.6.2.2. Date tehnice a amenajarii hidro 201
12.6.2.3. Date despre echipamentele hidroenergetice 202
12.6.2.4. Emiterea cererii de oferta, date despre emitentul comenzii 204
12.6.3. Stabilirea capacitatii de producere energie de sursa disponibila 204
12.6.3.1. Cum vom genera energie cu ajutorul apei? 204
12.6.3.2. Cum vom masura debitul apei prin turbina? 206
12.6.3.3. Cum vom masura inaltimea de cadere a apei (capul)? 207
12.6.3.4. Ce tip de turbina sa folosim? 208
12.6.3.5. Sistemul de aductiune a apei in fata turbinei 208
12.6.3.6. Alegerea si dimensionarea generatorului electric 208
12.6.3.7. Exemple de turbine potrivite pentru consumatori izolati 210
12.6.3.8. Eficienta unei turbine 216
12.6.3.9. Centrale hidro mici: gama 50 kW - 30 MW 217
12.6.3.10. Amenajarile de microhidrocentrale distrug mediul 218
12.7. Energia mareelor. Generalitati 221
12.7.1. Formarea mareelor 223
12.7.2. Functionarea centralelor care folosesc energia mareelor 224
12.7.3. Amenajari maree-motrice 225
12.7.4. Factori economici ai amenajarii maree-motoare 229
12.8. Tehnologii si echipamente care utilizeaza energia curentilor mareici 230
12.8.1. Factori economici de influenta 233
12.8.2. Interactiunile instalatiilor cu mediul marin 233
12.8.3. Curentii marini 234
12.8.4. Obtinerea energiei din curentii marini de viteza redusa 235
12.9. Energia valurilor, o sursa inepuizabila la dispozitia omenirii 237
12.9.1.Sursa de energie si localizare 237
12.9.2. Modele de dispozitive de conversie a energiei valurilor 242
12.9.3. Factori economici 250
12.9.4. Interactiunile instalatiilor energetice cu mediul si activitatile umane 253
12.9.5. Tehnologii utilizate in zona de coasta 254
12.9.6. Tipuri de dispozitive de conversie a energiei valurilor 256
12.10. Gradientul de salinitate 263
12.10.1. Puterea osmotica, principiul de functionare 263
12.10.2. Studii si cercetari pentru evidentierea puterii osmotice 265
12.11. Energia termica a marilor si oceanelor 269
12.12. Transmisia energiei prin apa 273
12.13. Tabel centralizator ce contine surse de energie din domeniul acvatic si modalitati de conversie in forme de energii utile consumului 286

13. Cateva argumente care ingrijoreaza! 291

14. Noua ordine maritima 300

Bibliografie 304

Anexe 305
A.1. Tendinte ale dezvoltari in dustriei energetice din Romania 305
A.2. Constructii de capacitati noi hidroenergetice in perioada 2011-2018, in Romania 307
A.3. Baraje si acumulari de apa cu scop energetic in Romania 308

DESPRE AUTOR

Victor Emil Lucian s-a nascut la Arad unde a terminat liceul teoretic. Studiile superioare le-a facut la Universitatea Politehnica din Timisoara, la Facultatea de Electrotehnica. A lucrat pe santierele energetice, in perioada anilor 1969 - 1989, la centralele termoelectrice de la Rovinari, Turceni, Paroseni, t- Craiova, Arad, Anina, Mintia - Deva, hidrocentralele Tismana, Valea Mare, centrala Nucleara de la Cernavoda, ocupand functii de la simplu inginer de montaj si puneri in functiune a instalatiilor, la director de santier si inspector. Cu experienta practica acumulata, dupa 1989, a depus apoi o activitate de initiere, realizare si conducere a programelor de modernizare a sistemului energetic de producere, transport si distributie a energiei electrice, programe finantate cu ajutorul organismelor internationale ca Banca Mondiala si Banca Europeana pentru Reconstructie si Dezvoltare. In perioada 1996 - 2004, a prestat munca de consultant pe probleme de energie al firmelor Lahmayer si Parsons & Co, etc. A efectuat studii de fezabilitate si proiecte tehnice la centralele Govora, Brazi, Bacau, Timisoara, Iasi, Combinatul petrochimic Midia - Navodari, privind sistemele de termoficare urbana, alimentarea mai eficiena a consumatorilor industriali tehnologici, reducerea consumului propriu intern de energie electrica si termica. A facut studii de specialitate privind energiile regenerabile in Franta, Marea Britanie, Statele Unite ale Americii, studii organizate de Banca Mondiala sau firme interesate. Aste autorul mai multor carti care trateaza captarea si conversia energiilor regenerabile nepoluante pentru satisfacerea necesarului de energie al oamenilor, in special in conditii de izolare, unde nu exista retea centralizata de energie electrica.