Cercetări Privind Gestionarea ȘI Minimizarea Deșeurilor Industriale

CERCETĂRI PRIVIND GESTIONAREA ȘI MINIMIZAREA DEȘEURILOR INDUSTRIALE

PARASCHIV Alisa-Georgiana1, UNGUREANU Ioana2

Conducator științific: S.l.dr.ing. Ionuț GHIONEA

REZUMAT: Problemele cu care ne confruntăm astăzi sunt legate de dorința de dezvoltare socială și economică pe de o parte și menținerea calității vieții pe de alta parte. În procesul de dezvoltare, capacitățile de asimilare a componentelor de mediu (aer, apă și sol) la tipuri diferite de poluare sunt rareori luate în considerare. Probleme de poluare a mediului devin astfel complexe și crează risc de mediu ridicat. O altă problemă ar fi si economia actuală de tip liniară, in care sunt exploatate resurse naturale non-regenerabile pentru a extrage materii prime, din care se obțin produse finite al căror ciclu de viată este relativ mic. Conceptul de economie circulară a apărut ca reacție la aspirația de creștere durabilă în contextul presiunii tot mai mari pe care o exercită producția și consumul asupra resurselor și a mediului planetei.

CUVINTE CHEIE: deșeuri, economia circulară, eco-proiectarea, eco-inovarea, reutilizarea

INTRODUCERE

Până acum, economia a funcționat în principal pe modelul „procurare-producție-eliminare”, un model liniar, prin care fiecare produs are o durată de viață limitată.

La prepararea alimentelor, la construirea infrastructurii și a clădirilor, la fabricarea bunurilor de consum sau la furnizarea de energie se folosesc materiale valoroase. După ce aceste produse se consumă sau nu mai sunt necesare, ele sunt eliminate sub formă de deșeuri. Cu toate acestea, datorită creșterii populației și a bogăției, cererea de resurse limitate este mai mare ca oricând și duce la degradarea mediului. Metalele și mineralele, combustibilii fosili, furajele și alimentele, precum și apa curată și terenurile fertile s-au scumpit.

Uriașe insule de gunoaie plutesc în oceanele lumii, grotești reprezentări a ceea ce înseamnă civilizația hiperconsumistă a momentului actual. În fiecare an, sute de gropi de gunoi, cu suprafețe de zeci de hectare, se închid, pline până la refuz, deschizîndu-se, în locul lor, altele care să primească și să ascundă prisosul de deșeuri generat de o omenire ce crește și se dezvoltă dezlănțuit. Cumpărăm mereu, aruncăm mereu, iar în tot acest timp, prețurile cresc și cresc. Vom mai ieși vreodată din ciclul cumpără-folosește-aruncă, la care părem condamnați până când cercul infernal se va prăbuși, strivit de propria sa creștere nemăsurată? Putem ieși, ne spun experții, dacă întoarcem ideea de ciclu în folosul nostru, îndreptându-ne spre un nou concept, spre o nouă formulă de viață: economia circulară.

Odată cu tranziția la o economie circulară, accentul se mută pe refolosirea, repararea, recondiționarea și reciclarea materialelor și a produselor existente. Ceea ce se considera drept „deșeu” se poate transforma într-o resursă.

Putem înțelege cel mai bine economia circulară dacă privim sistemele naturale, vii, care funcționează optim pentru că fiecare componentă a lor este o parte a unui întreg. Produsele sunt concepute intenționat astfel încât să se înscrie în anumite cicluri ale materialelor, iar aceste materiale să aibă un

flux care să le păstreze cât mai mult timp plusvaloarea și să reducă aproape până la zero deșeurile reziduale.

Astfel, economia circulară poate crea piețe noi, ca reacție față de schimbarea modelelor de consum de la proprietatea tradițională la folosirea, refolosirea și partajarea produselor, și poate contribui la crearea de locuri de muncă mai multe și mai bune [1].

1 Specializarea Inginerie Economică Industrială, Facultatea IMST;

E-mail: [anonimizat]

2 Specializarea Inginerie Economică Industrială, Facultatea IMST;

STADIUL ACTUAL

An de an, în UE se utilizează aproape 15 tone de materiale pe persoană, fiecare cetățean al UE generând, în medie, peste 4,5 tone de deșeuri pe an, dintre care aproape o jumătate se aruncă la gropile de gunoi. Economia liniară, bazată exclusiv pe extracția de resurse, nu mai reprezintă o opțiune viabilă.

Greutatea deșeurilor electrice și electronice din lume a atins în 2014 un nivel record de 41,8 milioane de tone.

Aproximativ 60 % dintre aceste produse sunt echipamente pentru bucătărie, baie sau mașini de spălat rufe. (sursa Agerpres)

Potrivit Eurostat, un român produce, anual, mai puțin de 300 de kilograme de gunoi menajer, comparativ cu media europeană, care este de aproape o jumătate de tonă.

Cu 272 de kg pe an România este țara cu cantitatea cea mai mică de gunoi generat de fiecare locuitor.

În ceea ce privește risipa alimentară, în Uniunea Europeană, 90 de milioane de tone de alimente sau 180 de kg pe persoană sunt eliminate ca deșeuri în fiecare an [2].

Principiile economiei circulare

În economia circulară există câteva principii de bază:

Deșeul

Deșeul este o parte dintr-o materie primă sau dintr-un material ce ramane in urma unui proces tehnologic de realizare a unui anumit produs sau semifabricat, neputând fi utilizat în cadrul aceluiași proces tehnologic (deșeuri industriale) sau care rezultă din activități umane, casnice, menajere (deșeuri menajere).

Diversitatea

Într-o lume incertă și în continuă evolutie, sistemele cu mai multe legături si balanțe sunt mai reziliente in cazul șocurilor externe decât sistemele create pentru eficiență. Acestea sunt adaptabilitatea și versatilitatea.

Energia regenerabilă

Ca și în viață, orice sistem trebuie să aibă scopul de a funcționa cu „soarele existent” și de a genera energie prin surse regenerabile.

Gândirea la nivel de sistem

Capacitatea de a înțelege cum părțile interacționează și se influențează într-un întreg este esențială [3].

Fig. 1 Structura economiei circulare

Alternative durabile ale consumatorilor

Alegerea alternativelor durabile ar trebui să devină mai ușoară – mai la îndemână, mai atractivă și la prețuri mai accesibile – pentru toți consumatorii.

Deciziile acestora sunt afectate de o varietate de factori, inclusiv comportamentul altora, modul în care primesc informații sau recomandări sau costurile si beneficiile imediate ale operațiunilor lor.

Comportamentul oamenilor poate fi influențat de modificările apărute la locul de muncă sau în infrastructură, cum ar fi facilitarea utilizării bicicletei în locul mașinii și promovarea unor stiluri de viată sustenabile.

Asemenea factori pot facilita o schimbare vitala de mentalitate – de la „consumator” la „utilizator” sau de la „proprietar” la „codeținător” – și pot spori cererea de servicii asociate închirierii, partajării, schimbului, reparării și refabricării de produse [1].

Provocări

Tot mai multe politici și inițiative susțin acum această tranziție spre economia circulară. Ramân însa în continuare anumite bariere politice, sociale, economice și tehnologice

în calea implementarii și a adoptarii la scară largă:

• companiile adesea nu sunt conștiente sau nu au capacitatea sau cunoștințele necesare pentru a alege soluții ale economiei circulare;

• sistemele, infrastructura, modelele de afaceri și tehnologia din prezent pot bloca economia într-un model liniar;

• investițiile în măsuri de eficientizare sau în modele de afaceri inovatoare ramân insuficiente, fiind considerate riscante și complicate;

• cererea de produse și servicii durabile poate ramâne scazută, în special daca acestea implică schimbări de comportament;

• de multe ori, prețurile nu reflectă costurile reale pe care le suportă societatea pentru consumul de resurse și de energie;

• semnalele de politică pentru tranziția la o economie circulară nu sunt suficient de puternice și de consecvente.

DEZVOLTAREA SUBIECTULUI

Pentru o bună funcționare a economiei circulare este necesar ca modul consumării si producerii să se schimbe. Tehologia este foarte avansată în ziua de azi, ea fiind un real ajutor în problemele mediului înconjurător. Ca urmare, perceptia oamenilor trebuie să se schimbe cu privire la ciclul de viață al produselor. Astfel, ciclul clasic (concepție, proiectare, realizare, service) poate fi îmbunătățit:

Extragerea resurselor si procesare;

Proiectare;

Fabricare și comercializare;

Distribuție;

Utilizare;

Colectare;

Reutilizare, reciclare, recuperarea energiei, eliminare.

Fig.2 Etapele ciclului de viata al produselor

3.1 Inovare și eco-inovare

Eco-inovarea reprezintă orice inovație care conduce la realizarea de progrese semnificative în direcția atingerii obiectivului de dezvoltare durabilă, prin reducerea impactului modurilor noastre de producție asupra mediului, prin sporirea rezistenței naturii la presiunile asupra mediului sau prin obținerea unei utilizări mai eficiente și mai responsabile a resurselor naturale.

Un prim exemplu este noua tehnologie PlantBottleTM adusă pe piața locală de compania Coca-Cola folosită pentru recipientele 500 de ml de apă plată si carbogazoasă Dorna. Dorna devine, astfel, prima apă minerală naturală din România distribuită într-un ambalaj cu până la 30% conținut din plante.

Ambalajul PlantBottleTM este similar cu PET-ul clasic, cu excepția faptului că una dintre componentele acestuia din urmă a fost înlocuită, în PlantBottleTM, cu o componentă din plante, respectiv trestie de zahăr.

În esență, înlocuim o parte din combustibilii fosili folosiți în fabricarea PET-urilor cu materii prime din plante, fără a scădea performanța ambalajelor. Acest lucru reduce impactul pe care compania îl poate avea asupra mediului înconjurător și micșorează dependența de petrol.

Doar în anul 2010, introducerea ambalajelor PlantBottleTM a echivalat cu eliminarea a aproximativ 30.000 de tone de dioxid de carbon (CO2) sau a aproximativ 60.000 barili de petrol, care ar fi fost folosiți pentru a produce PET-urile clasice [10].

Fig. 3 PET reciclabil Dorna

Un al doilea exemplu este evidențiat in ramura de construcții civile, mai precis în obținerea betonului.

Cercetările privind utilizarea de produse folosind deșeuri reciclate sunt folosite pentru a mări proprietățile betonului. Au fost făcute eforturi să se utilizeze în construcții civile materiale din marea gamă de produse obținute în industrie, cum ar fi cenușa zburătoare, noxe de dioxid de siliciu, zgură granulată de furnal (GGBS), cioburi de sticlă etc.

Aplicațiile potențiale ale industriei prin folosirea subproduselor în beton sunt de înlocuire totală sau parțială a agregatelor, în funcție de compoziția lor chimică și granulometrică. Utilizarea acestor materiale în beton provine din problemele de mediu care doresc eliminarea sigură a acestor produse din cadrul mediului. O atenție deosebită este axată pe protecția mediului și a resurselor naturale precum și reciclarea materialelor din deșeuri, multe domenii fiind producătoare de un număr

semnificativ de produse care includ deșeuri [11].

Aplicații ale economiei circulare în ciclul de viață al produsului

În fiecare ciclu de viață al produsului se verifică extinderea vieții fiecărui produs, mai precis, intervalul de timp cuprins între momentul lansarii unui produs pe o piata data si cel al retragerii sale definitive de pe piata respectiva.

Un exemplu al ciclului de viață sunt calculatoarele personale.

O evaluare a întregului ciclu de viață a unui produs (de la “naștere” până la “moartea” lui) ajută la stabilirea exactă a priorităților pentru optimizarea eco-proiectării. Luând exemplul calculatoarelor personale, producerea lor (inclusiv achiziționarea și transportul materiilor prime) consumă circa 535 kWh de energie primară. Ciclul de viața mediu este de 4 ani și conduce la un consum mediu total de aproximativ 1.600 kWh de energie primară. La ora actuală, o mare parte a materialelor poate fi recuperată. Refolosirea acestora în locul unor materiale noi conduce la o economie de energie de circa 70 kWh. Aceste cifre demonstrează că o îmbunătățire a reciclării este foarte importantă, dar la fel de importantă este îmbunătățirea procesului de producție. Iar prioritatea absolută trebuie acordată fazei de utilizare, unde se înregistrează un consum mai mare de energie; educarea consumatorului în sensul folosirii eficiente trebuie dublată de creșterea eficienței în utilizare prin ameliorarea caracteristicilor hardului și ale softului.

Eco-proiectare

Fig. 4 Mașină ecologică

Eco-proiectarea se adresează primului stadiu din lanțul de realizare a unui proces/produs: stadiul de concepere dezvoltare a procesului/produsului.

Deși în sine proiectarea este un proces “curat”, ea este cea care determină majoritatea elementelor de impact de mediu al produsului.

Inovarea procesului/produsului generează efecte considerabile deoarece:

•asigură diminuarea costurilor;

•asigură dezvoltarea gândirii inovatoare și creative, stimulată de rezolvarea problemelor într-o nouă manieră;

•poate îmbunătăți modul în care este percepută compania.

Activitățile eco-proiectării sunt:

-planificarea (ideea de produs)

-concepția

-proiectarea

-testarea, prototipul

-lansarea pe piață

-revizuirea (evaluarea succesului produsului).

Problema energiei si a poluării capată proporții din ce in ce mai mari. Dacă avem energie, avem si poluare, daca nu avem poluare, avem mai putină energie. E un joc al compromisului unde echilibrul pare imposibil de găsit. Dorința tot mai mare a oamenilor de a circula rapid solicită cantități tot mai mari de combustibil si implicit o creștere a cantităților de gaze cu efect de seră emise in aer. Cu toate acestea, schimbări în mentalitate, dar mai ales pe linie tehnologică, par sa survină rapid. Mașinile ecologice iși fac ușor, ușor loc pe piața auto, cererea fiind din ce in ce mai mare.

Astăzi putem clasifica trei tipuri de mașini ecologice:

Bazate pe biocombustibil – care folosesc combustibil mai puțin poluant: GPL (gaz petrolier lichefiat), biogaz (obținut prin fermentația unui amestec de ape uzate și deșeuri din industria agroalimentară), hidrogen (au la baza reacția dintre hidrogen si oxigenul din aer) etc.

Hibrid – care combină motorizarea bazată pe combustibil cu cea electrică (HEV).

Electrice – care folosesc in totalitate o sursă de energie regenerabilă (energia solară de exemplu).

Mașinile ecologice au multe avantaje: poluare considerabil redusă, zgomot redus, consum mai mic, etc. Ca dezavantaje ar putea fi luate in considerare limitele de stocare a energiei [5].

3.2.2 Eco-designul

Ideea de bazǎ în Eco Design este reducerea impactului asupra mediului de-a lungul întregului ciclu de viațǎ a produselor printr-o proiectare îmbunǎtǎțitǎ a produsului.

Fig. 5 Candelabru ecologic

Acest candelabru poate că arată ca unul din cristal, dar este de fapt construit din mii de bețișoare (din plastic) de cafea utilizate. În fiecare zi milioane de bețișoare sunt aruncate după ce sunt folosite doar pentru o scurtă durată de timp – ele fiind aruncate, rămân in pământ pentru mii de ani până se degradează.

Pentru a le găsi o utilizare mai bună a acestor deșeuri din plastic, un designer portughez a creat acest candelabru ecologic care iluminează spatiile inchise și incurajează ecologia [6].

Teste Nedistrucitve

În ciclul de viată, un lucru care trebuie schimbat este zona de testare, adică testele care se efectuează înainte ca produsul sa fie lansat pe piață.

Testele se fac prin multe metode folosind multă materie primă ,energie si forță de muncă. Se pot evita aceste teste cu ajutorul programelor de proiectare, modelare și simulare (AutoCAD, Inventor professional, Catia, etc), care testează cele mai importante caracteristici ale fiecărui produs (rezistenta la oboseala, rezistenta la rupere, etc).

Reutilizarea si iesirea din uz

In prezent există mai multe companii care vor sa atingă acest prag al reutilizării produselor.

Firma “Pro Wood”, cu sediul la Incubatorul de Afaceri Sfantu Gheorghe, este implicat într-un proiect pilot european ce își propune să caute soluții în ceea ce privește reutilizarea pieselor uzate de mobilier si utilizarea a cât mai puține resurse în ceea ce privește fabricarea produselor.

Proiectul initulat “Smart Furniture Remanufacturing” tratează remanufacturarea ca instrument cheie pentru sustenabilitatea mediului și cresterea afacerilor. În cadrul proiectului, cei implicati caută soluții pentru reutilizarea pieselor de mobilier și a materialelor folosite și urmăresc să dezvolte tehnologii și abordări inovatoare în ceea ce privește fabricarea de produse – bazându-se pe re-producție și refolosire. Practic, se dorește ca materia primă să fie refolosită, iar deșeurile provenite din prelucrarea lemnului să fie valorificate [7].

Fig. 6 Măsuță de cafea din paleți reciclați

Mediul Social

În ziua de astăzi ne este mult mai usor să aruncăm deșeurile decât sa le reciclam, ceea ce nu este bine pentru planetă si mediul inconjurător.

Pentru ca economia circulară să aibă un impact pozitiv asupra planetei, oamenii trebuie să iși schimbe obiceiurile și să recicleze atât plasticul, hârtia, metalul, cât si electronicele care provin in mare parte din mediul urban.

Toate modelele de colectare selective care sunt implementate in România sunt inspirate din țările vestice. De mai bine de un deceniu, în țări ca Germania, Olanda, Austria sau Italia funcționează sistemul "pay as you throw".
Programul PAYT este un instrument eficient in creșterea cantitaților de deșeuri separate și reciclate. Aplicarea acestui tip de sistem are ca rezultat economii semnificative de energie și reducerea poluării de la gropile de gunoi și incineratoare [8].

CONCLUZII

Trecerea la economia circulară trebuie văzută ca o oportunitate economică, o oportunitate pentru afaceri, o cale spre mai bine care oferă și substanțiale beneficii pe parcursul ei. Evident, e mai ușor de zis decât de făcut dar, odată conștientizat potențialul colosal unei asemenea schimbări, va merita efortul.

Economia circulară este o șansă pentru dezvoltare și este valoroasă pentru crearea de noi oportunități, reducerea deșeurilor, scăderea impactului asupra mediului, creșterea bunăstării, etc.

Pentru ca economia circulară să aibă succes și în Romania, produsele ar trebui să aibă o perioadă mult mai lungă de garanție, dar ar trebui să presupuna și repararea mai usoară și mai ieftină, precum și reciclarea cât mai eficientă, pentru a nu se irosi resursele care intră în componența lor.

În ziua de astăzi producătorii mizează pe cicluri cât mai reduse de viață și descurajarea reparației sau înlocuirii pieselor, clientul fiind obligat să cumpere un produs nou.

BIBLIOGRAFIE

[1]Economia circulară – Conectarea, crearea și conservarea valorii; Comisia Europeană

[2]Lumea ca un cerc perfect: economia circulară va schimba planeta, disonibila la:

Lumea ca un cerc perfect: economia circulară va schimba planeta

[3] Economia circulară, disponibil la:

https://ro.wikipedia.org/wiki/Economie_circular%C4%83

[4] O introducere in Eco-design. De ce, ce si cum? Disponibil la:

http://www.ecodesignarc.info

[5] Masinile ecologice, disponibil la:

http://greenly.ro/energii-alternative/masinile-ecologice-intre-moda-si-necesitate

[6]http://inhabitat.com/7-stunning-green-furnishings/

[7]http://www.mesageruldecovasna.ro/stiri/clusterul-pro-wood-implicat-intr-un-proiect-pilot-privind-reutilizarea-produselor-a-materialelor-folosite-si-a-pieselor-uzate-de-mobilier/

[8]http://www.ziare.com/mediu/reciclare/sa-nu-uitam-de-reciclare-cum-putem-sa-prindem-din-urma-celelalte-tari-europene-1366159

[9]Wikipedia https://ro.wikipedia.org/wiki/Ciclu_de_via%C8%9B%C4%83_al_produsului

[10]http://www.dcnews.ro/din-ce-sunt-facute-pet-urile-de-apa-dorna_449887.html

[11]Carte – Folosirea Deșeurilor Industriale În Materiale De Construcții – Simona Sorina DUMITRESCU, Cornel GABRIAN