Rezumat … … … … … 4 [621892]

1
CUPRINS

Rezumat ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ….. 4
Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. 5
Capitolul 1 – Considerații teoretice generale cu privire la domeniul abordat ………………. 8
1.1 Dezvoltare durabilă ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 8
1.1.1 Conceptul de dezvoltare durabilă ………………………….. ………………………….. …………… 8
1.1.2 Componentele dezvoltării durabile ………………………….. ………………………….. ………… 8
1.2 Apa – resursă fundamental corelată cu dezvoltarea durabilă ………………………….. ……… 10
1.2.1 Apa – factor al dezvoltării durabile ………………………….. ………………………….. ……… 10
1.2.2 Întinderea, gospodărirea și calitatea apei ………………………….. ………………………….. . 11
1.2.3 Surse de poluare a apei ………………………….. ………………………….. ………………………. 14
1.2.4 Apa potabilă ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 16
1.2.4.1 Apa în organismul uman ………………………….. ………………………….. ………………. 16
1.2.4.2 Influența apei asupra stării de sănătate a omului ………………………….. ………….. 18
1.2.4.3 Condițiile de potabilitate ale apei ………………………….. ………………………….. ….. 21
1.3 Cu privire la managementul integrat al calității resurselor de apă ………………………….. . 23
1.3.1 Principiile managementului integrat al resurselor de apă ………………………….. …….. 24
1.3.2 Conceptul de management integrat al resurselor de apă ………………………….. ………. 25
Capitolul 2 – Metoda lui Taguchi – Posibilități de modelare și optimizare în cercetarea
experimental și prelucrarea datelor ………………………….. ………………………….. ………………… 28
2.1 Generalități privind metoda abordată ………………………….. ………………………….. …………. 28
2.1.1 Introducere în metoda Taguchi ………………………….. ………………………….. ……………. 28
2.1.2 Abordarea managementului calității în concepția lui G. Taguchi ……………………… 30
2.2 Consideratii teoretice particulare ale metodei ………………………….. ………………………….. 33
2.2.1 Realizarea planurilor experimentale utilizând metoda Taguchi ………………………… 33
2.2.2 Metoda sistematică a lui Taguchi ………………………….. ………………………….. ………… 35
2.2.3 Funcția ”Pierdere a calității” și ”Raportul Semnal/Zgomot” ………………………….. … 35
2.2.3.1 Funcția ”Pierdere a calității” ………………………….. ………………………….. …………. 35
2.2.3.1 Raportul Semnal/Zgomot ………………………….. ………………………….. …………….. 38

2

Capitolul 3 – Studiu cu privire la aplicarea metodei lui Taguchi în modelarea și
optimizarea unor parametri specifici calității apei potabile ………………………….. ………….. 40
3.1 Problematica apei potabile ………………………….. ………………………….. ………………………… 40
3.2 Prezentarea experimentului pentru apa potabilă ………………………….. ……………………….. 40
3.2.1 Alimentarea cu apă în vederea potabilizării în cadrul stației de tratare Ucea –
Sumerna ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 40
3.2.2 Volume de apă necesar a fi asigurate în surse pentru alimentarea cu apă a folosinței
………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 43
3.2.3 Modul de folosire a apei ………………………….. ………………………….. …………………….. 43
3.2.4 Evacuarea apelor uzate de la Stația de tratare Ucea – Sumerna ………………………… 43
3.2.5 Instalații de măsurare a debitelor și volumelor de apă ………………………….. …………. 43
3.3 Realizarea experimentului, prelucrarea datelor și optimizarea acestora ……………………. 44
3.4 Concluzii imadiate ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 56
Capitolul 4 – Studiu cu privire la aplicarea experimentului factorial în modelarea și
optimizarea unor parametri specifici calității apei potabil e ………………………….. ………….. 57
4.1 Generalități privind aplicarea metodei experimentului factorial ………………………….. …. 57
4.2 Aplicarea metodei experimentului factorial în procesul de obținere al apei potabile …. 59
4.2.1 Histograme ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 62
4.2.2 3D Surface Plots Quadratic – 3D Contur Plots Quadratic ………………………….. ……. 63
4.2.3 Scatterplots ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 75
4.3 Concluzii imadiate ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 79
Capitolul 5 – Concluzii finale și contribuții originale ………………………….. ……………………. 80
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 83
Lista formelor grafice ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 85
Cuvinte cheie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… 87

3

"Secretul longevității e ste apa pe care o consumăm." – Henri Coandă

4

Rezumat

Lucrarea de față abordează importanța procesului de tratare al apei, până aceasta
devine potabilă, studiind procesul de tratare din diferite puncte de vedere considerate
relevante.
Alegerea acestei teme a fost motivată de importanța consumului de apă pentru întreaga
populație , lucrarea propunându -și să studieze în ce măsură acest proces de tratare al apei ar
putea fi înbunătățit, utilizând pentru partea de ana liză două metode de modelare statistică
experimentală , și anume metoda lui Taguchi și metoda experimentului factorial.
Scopul lucrării a fost acela de a identifica deficiențele procesului de tratare al apei
după intrarea acesteia în stația de tratare, și în urma analizelor efectuate cu ajutorul celor două
metode anter ior menționate s -a continuat prin găsirea unor soluții de optimizare a procesului.
Aceste soluții au în vedere atât evitarea situațiilor în care stația de tratare se poate afla în
incapacitatea de a acoperii volumul necesar de apă potabilă cât și asigurare a calității apei
potabile care este livrată către consumatori, conform legislației în vigoare.
Beneficiul de cunoștință pe care îl aduce de prezenta lucrare , constă în realizarea
intențiilor de cercetare formulate și aplicabilitatea practică a rezultatelo r.

Abstract

This thesis addresses the importance of water treatment process until it becomes
drinkable , studying the treatment process from different points of view that are considered to
be relevant.
The choice of this subject was motivated by the importance of water consumption for
the entire population, the thesis proposing to study in what way this water treatment process
could be improved, using for anilysis two methods of experimental statistical modeling ,
namely the method of Taguchi a nd the factorial experiment method.
The purpose of the thesis was to identify the deficiencies of the water treatment
process after it entered the treatment plant, and the analyzes carried out using the two
mentioned methods above, were continued by findin g optimization solutions for the process.
These solutions are intended to avoid situations in which the tratment plant may be unable to
cover the required volume of drinking water and to ensure the quality of the drinking water
supplied to consumers ac cording to the legislation to date .
The knowledge benefit of this thesis consists in the realization of the research
intentions formulated and the practical applicability of the results.

5
Introducere
Apa este un factor primordial și determinant al condițiilor de viață de pe Terra, dar
totodată este și factor important al condițiilor de confort.
Am început studiul pentru această lucrare din dorința de a acumula cât mai multe
cunoștințe în legătură cu procesul prin care trece apa municipală (de la robinet) până în
momentul în care ajunge la noi, consumatorii.
Pe parcursul demersurilor am realizat că acest deziderat este mai dificil de atins decât
am estimat în mod inițial deoarece, în spațiul public, informațiile cu privire la procesul pe care
îl parcurge apa brută până devine apă potabilă sunt foarte reduse.
În această lucrare am vorbit despre importanța apei dintr -o perspecitva globală,
mulțimea de scopuri în care este folosită aceasta, caracteristicile și proprietățiile acesteia
continuând cu dep endența oamenilor de apa potabilă și pericolele pe care le poate reprezenta
aceasta în cazul în care ajunge la consumatori fără a fi tratată corespunzător.
Viața oamenilor din centrele populate urbane poate fi dusă în condiții bune și optime
de igiena și c onfort dacă, pe lângă alte utilități, se rezolvă în mod satisfăcător și lucrările de
alimentare cu apă potabilă și industrială, deoarece odată cu triplarea populației la nivel
mondial, consumul resurselor de apă a crescut considerabil.
Citând din standarde le de calitate a apei din țările dezvoltate -apa este cel mai
important aliment -. Omul se poate lipsi în situații extreme de apă pentru alte folosințe, dar nu
și de apa de băut. Putem rezista timp destul de îndelungat fără hrană , dar foarte puț in fără apă.
Cu toate că găsim apa în foarte multe alimente, nu ne putem lipsi de apa lichidă. De aceea
pentru om cea mai importantă apă a fost dintotdeanua , este și va fi apa potabilă.
Din aceste motive, analiza pe care am ales sa o realizez în această lucrare are la bază
apa municipală, care este apa furnizată la un robinet sau o supapă. Utilizările acestui tip de
apă includ băutul , spălatul , gătitul și spălarea de toalete.
Apa este unul dintre cei mai importanți factori care stau la baza supraviețuirii noastre.
Pe 2 8 iulie 2010, Adunarea Generală a Națiunilor Unite a recunoscut în mod explicit prin
Rezoluția 64/292 faptul că accesul la apă potabilă și la salubritate reprezintă drepturi ale
omului și a admis totodată faptul că apa potabilă și salubritatea sunt esenția le pentru
îndeplinirea tuturor drepturilor umane.
Dezvoltarea centrelor populate ș i a industriei , care se află în ritmuri mereu crescânde,
impune perfecț ionarea procedeelor tehnice, captarea ap ei din sursele naturale, îmbunătățirea
calităț ii apei, transp ortul, înmagazinarea în rezervoare situat e în apropierea consumatorilor ș i
nu în ultimul rând distribuirea apei prin conducte sub presiune pâna la fiecare punct de
consum.
Calitatea apei potabile are o componentă microbiologică și una fizico -chimică. Exis tă
mii de parametri de calitate a apei, dar în această lucrare am ales să pun amprenta pe doi
dintre cei mai importanți factori care se regăsesc frecvent în apa brută netratată în nici un fel,
și anume turbiditatea și substanțele organice .
Poluarea apei tr ebuie privită din două puncte foarte importante, și anume, sub raport
sanogenetic și socioeconomic . Sub raport socioeconomic se produc pierderi calculabile:
cheltuieli pentru tratarea apei, pierderi cauzate de starea necorespunzătoare a unor surse de
apă, care împiedică utilizarea acestora și implică cheltuieli suplimentare pentru aducțiuni de la

6
dista nță. Sub ambele rapoarte, atât socioeconomic cât și sanogenetic se produc pierderi
incalculabile privind poluarea fizică și chimică din unități care evacuează ape uzate neepurate
și poluarea biologică prin bacterii, virusuri și paraziți, consecința acestor a fiind pericolul real
pe care îl poate reprezenta atât pentru sănătatea oamenilor cât și a animalelor care consumă
apă din astfel de surse.
În cadrul lucrării ne -am propus să analizăm calitatea apei pe care o livrează spre
consumatori stația de tratare Uc ea-Sumerna, analizând caracteristicile apei brute care intră în
stația de tratare , având în vedere amenințarea reală care ar putea reprezenta pentru sănătatea
umană și a animalelor care consumă apă din aceste surse , dacă apa care iese din stația de
tratare nu ar corespunde criteriilor de calitate ai apei potabile.
Sursa de apă care aprovizionează stația este pr. Arpasu Mare .
Caliat ea apei potabile este legiferată de două legi:
– 1. Legea nr. 458 din 08/07/2002 privind calitatea apei potabile ;
– 2. Legea nr. 311 din 28 iunie 2004 pentru modificarea ș i completarea Legii nr. 458/2002
privind calitatea apei potabile .
După tratarea apei în mod corespunzător până la încadrarea parametrilor acesteia în
parametrii optimi și care să corespundă prevederilor legale, apa, pleacă prin rețeaua de
distribuție către diferite localități și societăți comerciale.
Pentru o bună supraveghere a apei potabile, și pentru a evita identificarea târzie a
neconformităților acesteia în cazul situațiilor neprevăzute, sau contaminarea acesteia cânde se
află în rețeaua de distribuție, din diferite cauze care nu pot fii identificate de către stația de
tratare, deoarece aceasta este responsabilă de tratarea apei doar până în momentul în care apa
părăsește stația de tratar e, este recomandat să se efectuze controlate conform prevederilor din
Programul anual de supraveghere, precum și din autocontrolul propriu care se face de către
unități; se analizează probe de apă de la populație; rețeaua publică a localităților; unități d e
fabricare și procesare alimente de origine animală și neanimală; unități de îmbuteliere ape;
unități de alimentație publică și comerț; abatoare și unități de procesare carne; ferme de
creștere a animalelor.
Apa potabilă trebuie sa fie sanogenă și curată, îndeplinind următoarele condiț ii:
a) să fie lipsită de microorganisme, paraziți sau substanțe care, prin număr sau
concentraț ie, pot constitui un pericol potențial pentru sănă tatea umană ;
b) să întrunească cerințele minime prevazute î n lege.
Calitat ea ape i potabile este corespunzătoare câ nd valorile s tabilite pentru parametri
sunt în conformitate cu valorile ma xime admise de lege .
Parametrii de calitate ai apei potabile sunt microbio logici, chimici și indicatori. În
această lucrare a m ales să analizăm doi indicatori, și anume turbiditatea apei și substanțele
organice .
În vederea realizării s tudiu lui cu privire la îmbunătățirea calităț ii apei am ales două
metode care au la bază modelarea și optimizarea experimentală și anume metoda lui Genichi
Taguchi și me toda experimentului factorial.
Am ales aplicarea metodei Taguchi , deoarece acesta abordează problema calității mai
mult din punctul de vedere a l impactului social al acesteia, acesta fiind exact scopul acesei
lucrări. Totodată, se știe că, Taguchi define ște calitatea în termeni de „pierdere socială" ce
include nu numai aspectele strict tehnice ale produsului ce conduc la neîndeplinirea misiunii

7
acestuia, dar și efectele negative din punct de vedere economic și de poluare a mediului
ambiant. Metoda Taguchi se bazează pe combinarea ingineriei calităț ii cu metodele statistice
pentru îmbunătățirea calității ș i reducerea costurilor prin optimizar ea proiectarii produsului și
a proceselor de fabricație. În cadrul acestei lucrări metoda aceasta a fost de un real a jutor în
identificarea problemelor procesului potabilizare și ulterior în optimizarea acestuia.
Am ales aplicarea metodei experimentului factorial, drept sprijin pentru analiza
procesului de potabilizare al apei, deoarece a ctivitatea de cercetare, prin nat ura sa, știm cu
toții că presupune dobândirea unor temeinice cunoștințe și abilități de proiectare a
experimentelor pornind de la intrările (observabilele) și ieșirile (informațiile) pentru care
experimentul este menit, de colectare planificată și organiza tă a rezultatelor derulării
experimentului în șirul de repetiții al acestuia și, nu în ultimul rând, de prelucrare statistică și
interpretare fenomenologică a întregului volum de date furnizat de experiment .
Experimentele factoriale , cum este și în cazul d e față, își dovedesc cu precădere
eficiența acolo unde se dorește studierea influenței exercitate de doi sau mai mulți facto ri
asupra unei funcții obiectiv, de aici reiese faptul că aplicarea acestei metode se potrivește
prefect în vederea sudierii factori lor care influențează cele două funcții obicetiv pe care noi le
analizăm în cadrul acestei lucrări.
Putem afirma că utilizarea experimentului factorial conferă o serie de avantaje: este
mai eficient decât experimentul clasic și eficiența sa se mărește la c reșterea nu mărului
factorilor de influență.

În concluzia aspectelor prezentate, trebuie menționat că, nu trebuie să uităm faptul că
apa potabilă a devenit o resursă extrem de valoroasă î n secolul nostru. Corporațiile încearcă
din răsputeri de mult timp să privatizeze această resursă vitală a vieții și a libertății. Încet î ncet
noi propuneri legislative sunt efectuate la nivel de UE prin reprezentanți ai unor țări de seamă .
Spre exemplu, Slovenia, a introdus apa ca drept garantat prin Constituție și a î ncep ut
demersurile de a proteja această resursă inimaginabil de valoroasă pentru omenire încă din
2015, iar în 2016 apa a devenit un drept garantat în Slovenia prin constituț ie conform
articolului 70a .
Dependența omului de apă, și în special de apa potabilă, fără de care este imposibil să
supraviețuiască, este factorul care m -a determinat să aleg această temă de analiză.
Un alt motiv pentru alegerea acestei teme de cercetare , a fost, faptul că în zilele
noastre, mai mult ca oricând, avem la îndemână diferite m etode care ne oferă posibilitatea de
a anailza calitatea porceselor pe care le folosim în vederea realizării produselor sau serviciilor,
iar conceptul de calitate este astăzi cu siguranță unul dintre cele mai importante obicetive spre
care orice organizați e își focalizează atenția unanimă.

8
Capitolul 1 . Considerații teoretice generale cu privire la domeniul abordat
1.1 Dezvoltare durabilă. Concepte și strategii

1.1.1 Conceptul de dezvoltare durabilă
Conceptul de dezvoltare durabilă a avut ca punct de pornire criza ecologică mondială
cuprinsă între anii 1929 -1933 și s -a dezvoltat ulterior prin înglobarea tuturor sferelor
economico -sociale și umane, ajungând ca în zilele noastre, dezvoltarea durabilă să reprezinte
noul drum al umanități i. Acest concept a devenit astăzi obiectivul fundamental al tuturor
popoarelor de pe globul pământesc. Este, de asemenea, un obiectiv comun, care obligă în
viitor la acțiuni convergente ale tuturor ale tuturor actorilor de pe planeta noastră. Dezvoltarea
durabilă a unei societăți se referă la acea societate care care își modelează sistemul economic
și social astfel încât resursele materilale și sistemele -suport ale vieții să fie conservate sau
satisfacerea nevoilor generațiilor actuale să se asigure fără a compromite satisfacerea nevoilor
generațiilor viitoare1.
Dezvol tarea durabilă a fost gândită drept o soluție la criza ecologică determinată de
intensa exploatare industrială a resurselor și continua degradare a mediului și caută în primul
rând prezervarea calității mediului înconjurător2.
1.1.2 Componentele dezvoltării durabile
Concepul modern al dezvoltării durabile este unul complex și se bazează pe
următoarele componente3:
 Dezvoltarea economică ;
 Dezvoltarea socială;
 Protecția mediului (aspectul ambiental ecologic);
 Componenta culturală;
 Componenta asigurării securității internaționale, naționale și regionale.
Dezvoltarea economică în condițiile globalizării are atât efecte pozitive, cât și
negative asupra dezvoltării durabile. Astfel, se pot evidenția ca e fecte pozitive: creșterea
eficienței economice și a concurenței care au ca efect realizarea de produse mai bune și mai
ieftine și totodată, creșterea numărului locurilor de muncă în țările slab dezvoltate, cu
prespective de rducere în viitor a decalajelor care le despart pe acestea de țările puternic
dezvoltate. Un aspect important în ceea ce privește dezvoltarea economică și care trebuie
susținut este promovarea educației și culturii economiei resurselor.

1 Oprean Letiția, Apa – Resursa fu ndamentală a dezvoltării durabile: Metode și tehnici neconvenționale de
epurare și tratare a apei, Vol. I, Editura Academiei Române, București 2012, Pag. 25
2 http://www.anpm.ro/dezvoltare -durabila
3 Oprean Letiția, Apa – Resursa fundamentală a dezvoltării durabile: Metode și tehnici neconvenționale de
epurare și tratare a apei, Vol. I, Editura Academiei Române, București 2012, Pag. 25

9
Dezvoltarea socială și (creșterea nivelului calitat iv al vieții) este urmărită prin
îndeplinirea criteriilor de convergență, ca important criteriu de măsurare sintetică a
performanțelor economice (venitul PIB/locuitor), și paritatea de cumpărare, standard
comparativ cu nivelul UE sau al țărilor puternic de zvoltate.
Un factor relevant al dezvoltării sociale îl constituie asigurarea stării de sănătate a
populației, la care in mod implicit se adaugă strategii care sunt focalizate pe investiții în
domeniul educațional. Peter Drucker evidenția rolul important pe care educația îl are în
societatea noastră, el spunea: ”Educația alimentează economia și modelează societatea”4.
Foarte important este introducerea în cultura populației a unui tip de educație prin care aceasta
să conștientizeze importanța strategiilor care se bazează în special pe resurse, deoarece
actualmente se constată tot mai mult la nivel mondial că omenirea consumă resursele
regenerabile într -un ritm mai mare decât capacitatea lor de regenerare, totodată la fel de
important este distrugerea ciclul ui închis al proceselor în natură. Degradarea mediului
înconjurător, în societatea din zilele noastre, se produce deoarece ciclul vieții nu se mai
închide. Degradarea mediului își are cauza principală în creșterea economică intensivă, ca
urmare a creșterii consumului energetic.
Protecția mediului (conceptul ambiental ecologic) . Dezvoltarea durabilă include
protecția mediului, iar protecția mediului condiționează dezvoltarea durabilă .
Politica în domeniul protecției mediului are scopul de a garanta generaț iei actuale și
celor viitoare un mediu curat și sănătos, care să asigure protejarea naturii, calitatea vieții, în
corelare cu o dezvoltare economică verde și competitivă, cu emisii reduse de dioxid de carbon
și eficientă din punct de vedere al utilizării r esurselor. Se urmărește imbunătățirea
infrastructurii de mediu și reducerea decalajului existent față de alte state membre ale UE,
conservarea biodiversității, reducerea poluării și îmbunătă țirea calității aerului și, în acelaș i
timp, promovarea producției de energie din surse alternati ve, regenerabile și nepoluante ș i
stimularea creșterii economice durabile, cu accent pe crearea de noi locuri de muncă “verzi”.
Un instrument esential va fi creșterea gradului de absorbție a fondurilor europene prin
Programul Operațional Sectorial Mediu, precum si pregatirea Cadrului Financiar Multianual
2014 -20205.
În ceea ce privește c alitatea apelor din România , aceasta este urmarită conform
structurii și principiilor metodologice ale Sistemului de Monitoring Integrat al Ap elor din
România (S.M.I.A.R.), restructurat în conformitate cu cerințele Directivelor Europene6.

Componenta culturală . Considerând cultura ca elemen t al dezvoltării durabile,
trebuie să concentrăm eforturile în acest sens pe; dezvoltarea parteneriatului c a element -cheie
pentru activitățile culturale care asigură pe termen lung oportunități ale manifestărilor și
creației artistice; legătura dintre educație, cercetare, inovare, coeziune teritorială pe probleme
culturale; identificarea elementelor de sustenab ilitate în finanțarea programelor de către UE
(Fondurile Structurale și ale Programelor Comunitare)7.

4 Drucker, P., Realitățile zilei de mâine, București, Editura Teora, 1999
5 ***mmediu.ro – Ministerul Mediului, Apelor și Pădurilor
6 ***mmediu.ro – Ministerul Mediului, Apelor și Pădurilor
7 Oprean Letiția, Apa – Resursa fundamentală a dezvoltării durabile: Metode și tehnici neconvenționale de
epurare și tratare a apei, Vol. I, Editura Academiei Române, București 2012, Pag. 28

10
Componenta asigurării securității internaționale, naționale și regionale reprezintă
cadrul corespunzător proiectelor dezvoltării celor patru componente ale dezvoltării duabile
prezentate anterior.
În modul acesta, lupta împotriva terorismului, drogurilor și poluării de orice fel va face
posibilă asigurarea unui climat care să fie corespunzător dezvoltării sănătății și securității
ocupaționale.

1.2 Apa resursă fundamentală corelată cu dezvoltarea durabilă

1.2.1 Apa – factor al dezvoltării durabile
“Apa nu este un produs comercial ci este un patrimoniu care trebuie protejat, tratat si
aparat ca atare’’8.
Apele fac parte in tegrantă din patrimoniul public. Ele reprezintă o resursă naturală
regenerabilă, dar totodată limitată, apele sunt parte integr antă a ecosistemelor naturale. Apa
este un element indispensabil vieții și societății, un factor determinant al mediului
inconjură tor. Este în acelaș i timp materie primă pentru activități productive, sursa de energie,
cale de transport; este utilizată î n acvacultură, agrement ș i nu în ultimul rând sporturi nautice.
Apa este o resursă vulnerabil ă. Activitățile oamenilor exercită o influență directă
asupra ei , supunând -o unui puternic proces de degradare, cu consecințe nefaste asupra vieții și
sănătății oamenilor ș i a mediului înconjurător .
Privită multă vreme ca un dar al naturii, apa devine din ce în ce mai mult una dintre
problemele globale ale omenirii, deoarece este clar un factor de influenț ă a tuturor d omeniilor
vitale. Ritmul î ngrijorător de epuizare a acestei resurse constituie o problemă de a naliză și
reflecție la scară naț ională dar și l a scară mondială, pentru a cărei soluționare se impune
conjugarea eforturilor oamenilor de știință de pretutindeni și a factorilor politici de decizie.
Natura complexă a gospodăririi apelor, în care sunt implicate diferite sectoare ale societății și
econom iei, necesită colaborarea ș i coordonarea acțiunilor dintre cei ce au datoria de a
gospodări apa. Practic eforturile tuturor factorilor implicați trebuie să se concentreze către
utilizarea, dezvoltarea ș i bineînțeles protecția resurselor de apă într -o manie ră echitabilă ș i
rezonabilă, respectiv către aplicarea conc eptului de dezvoltare durabilă î n domeniul
gospodăririi apelor.
Datorită î n special funcționalității și utilizărilor multiple ale apei, a neconcordanței
dintre distribu ția în timp și spațiu a resur selor de apă ș i aceea a cerințelor, precum și ca urmare
a fen omenului de reutilizare a apei în lungul cursurilor de apă , se impune ca deosebit de
necesară coordonarea activităților de gospodărire și utilizare a resurselor de apă. Această
coordonare, pe car e interesul general al societății î l impune diferiților utilizatori î n scopul
valorificării superioare a resurselor de apă, în condițiile unei dezvoltări durabile, trebuie să se
desfășoare î ntr-un mod cât mai eficient, pentru aceasta este necesar să apelăm la mijloacele
cele mai moderne, oferite d e legislația și practica actuală la nivel european.
Actualmente România este una din ță rile asoc iate ale Uniunii Europene care î și
canalizeaz ă toate eforturile pentru o țară cu statut de membru al acestei comunităț i. În acest
context, Directiv a Cadru 2000/60/EC pentru Apă a Uniunii Europene reformulează

8 ***Directiva Ca dru 2000/60 a Uniunii Europene î n domeniul apei.

11
fundamental politica europeană î n domeniul apei și devine un instrument operațional al
dezvoltării durabile ce definește obiectivele de protecție a apelor pentru vii tor.
Astfel, obiectivele fundamentale ale Directivei Cadru pentru Apă a UE sunt:
 Gospodărirea apelor la nivel de bazin hidrografic bazată pe evaluarea caracteristicilor
fiecărui bazin.
 Supravegherea stării apelor de suprafață și subterane.
 Definirea obiectivelor de calitate a apelor.
 Stabilirea programelor de măsuri pentru atingerea obiectivelor fixate.

Pentru a de sfașura dezvoltarea durabilă a resurselor de ap ă este necesar să se acționeze în
continuare pentru:
 Implementarea Directivei Cadru 2000/60 /EC și a altor Directive ale Uniuni i Europene
din domeniul apei.
 Cunoașterea, conservarea, raționalizarea, restaurarea și valorificar ea resurselor de apă
de suprafață și subterane.
 Protecția resurselor de apă de sup rafață și subteran e și a ecosistemelor acvatice.
 Avertizarea și acționar ea rapidă pentru combaterea și î nlăturarea efectelor inundațiilor,
fenomenelor meteorolog ice periculoase și a poluărilor accidentale.
În decembrie 2004, România a î ncheiat cu Uniunea Europeana negocierile pentru
Capitolul 2 2-Mediu. Direc tiva Cadru 2006/60/EC pentru Apă a Uni unii Europene (complet
transpusă) reformulează fundamental politica europeană în domeniul apei și devine un
instrument operațional al dezvoltării durabile ce definește obiectivele de protecț ie a apelor
pentru viitor.

1.2.2 Întinderea, gospodărirea și calitatea apei
Apa este substanța minerală cea mai răspândită pe suprafața pământului și are un rol
primordial în dezvoltarea social – economică a unei națiuni9.
Consumul de apă dă gradul de civilizație al unei ță ri. El variază între 3 litri/om/zi în
zonele aride ale Africii și 1054 litri/om/zi la New -York. Problema gospodăririi și consumului
de apă este foarte importantă: de exemplu, dacă fieca re om ar consuma, în medie, 200 l zilnic,
în cursul unui an, ar trebui ca înălțimea pânzei de apă să scadă cu 0,64 mm. În ultimul deceniu
se lucrează după conceptul de utilizare durabilă a resurselor de apă, care face parte integrată
din conceptul de dezvolatare durabilă.
În natură apa se găsește în proporții diferite în hidr osferă, atm osferă și litosferă (tabelul
1.1).

9 ***World water balance and water resources of Earth , UNESCO, Paris, 1978.

12
Tabelul 1.1. Distribuția apei pe Planeta Pământ10

Sursa de apă Volumul de apă, Km3 % față de volumul total de
apă
Mări și oceane 1370 ∙ 106 97,5
Distribuția apei dulci pe Terra % față de volumul de apă
dulce
Calote glaciale și ghețari 27,097 ∙ 106 77,19
Apele subterane și umiditatea
din sol 7,87 ∙ 106 22,41
Lacuri și mlaștini 0,123 ∙ 106 0,35
Atmosferă 0,014 ∙ 106 0,04
Râuri 0,0035 ∙ 106 0,01
Volumul total de apă dulce 35,107 ∙ 106 100
Volumul total de apă 1405,107 ∙ 106 100,00

Apa este un constituent esențial al materiei vii, având rol deosebit în desfășurarea
tuturor proceselor vitale. Datorită proprietăților sale, apa reprezintă mediul propice de
producere a diferitelor procese fizio-logice. Participarea apei este indispensabilă în procesele
de absorbție, difuzie și excreție, în osmoză, în menținerea echilibrului acido -bazic, în
termoreglare, în metabolismul intermediar, etc. Fără apă toate reacțiile biologice ar deveni
imposibile, de aceea s e afirmă, nu fără temei, că omul, ca dealtfel toate viețuitoarele, trăiește
în apă sau este permanent scăldat de apă. Această afirmație este întărită de faptul că la omul
adult apa reprezintă 60% din întreaga sa greutate corporală11.
Apa nu numai că trebui e să fie prezentă în cantități importante, dar ea trebuie să
îndeplinească anumite criterii de calitate12.
Calitatea apei este considerat ansamblul ca racteristicilor fizice chimice, biologice și
bacteriologice, exprimate cuantificat, care permit încad rarea probei într -o categorie, căpătând
astfel însușirea de a servi unui anumit scop. Planul mondial de supraveghere a mediului
înconjurător GEMS, al Națiunilor Unite prevede urmărirea calității apelor prin trei categorii
de parametri13:
1. parametrii de bază : temp eratura, pH -ul, conductivitatea, oxigenul dizolvat,
comținut de colibacili;
2. parametrii indicatori ai poluării persistente : cadmiu, mercur, compuși organo –
halogenați și uleiuri minerale;
3. parametri opționali : carbon organic total, consum biochimic de oxigen,
detergenți anionici, metale grele, arsenic, clor, sodiu, cianuri, uleiuri totale,
streptococi.

10 Lvovich, M.I., White, G.F., Use and transformation of terrestrial water in systems , Cambridge University
Press, Cambridge, 1990.
11 Mănescu, S., Igiena Mediului, Editura Medicală, București 1981, Pag. 81
12 Newman, P.J., Classification of surface water quality management , Heinemen Professional Publishing,
Oxford, 1988.
13 Uttomark, P., Wall, P., Lake classifica tion for water quality management , University of Wisconsin Water
Research Center, 1975.

13
O ilustrare a diferitelor categoriilor de ape existente în n atură este prezentată în tabelul
1.2 prezentat în continuare:

Tabelul 1.2. Clasificarea apei
APA ÎN NATURĂ
Categorie Forme/Categorii
După sursa de
proveniență Apa de suprafață – oceane
– mări
– ghețari
– fluvii
– răuri
– lacuri
Apa atmosferică – apa meteorică
Apa subterană – straturi acvifere
– izvoare
După domeniu de
utilizare Ape industriale – materii prime pentru diverse industrii
– auxiliar în procesele de fabricație (celuloză
și hărtie, industria chimică, alimentară,
metalurgică etc.)
– agent de vehiculare a materii lor prime în
industria chimică
– purtător de energie (hidroenergie,
termoeneri e, energie nucleară etc)
– agent de răcire/încălzire (industria
chimică, de rafinare, celuloză și hârtie,
alimentară etc.)
Apă potabilă – pentru consum casnic
– pentru agricultură

Pentru monitoringul mediului, la nivel mondial există Monitoringul de fond global
integrat al poluării mediului – IGBM și Sistemul global de monitoring al mediului – GEMS.
Primul se ocupă de monitoringul de fond (înainte de intervenția poluării), iar al doilea de
monitoringul de impact (după intervenția poluării).
Componenta GEMS pentru ape a fos t lansată în 1977, cuprinzând peste 300 de stații
de monitorizare, răspândite în toată lumea. GEMS are norme și mon itorizează zeci de
parametri de calitate a apei, pentru diverse categorii de apă, inclusiv u nii cum sunt: clorofila,
borul, hidrogenul sulfur at, molibdenul, vanadiul, numeroși compuși org anici care nu sunt
analizați de rutină în multe țări.
Prin normativul NTPA 002/2002 sunt stabilite condițiile în care se acceptă evacuarea
apelor uzate în rețelele de canalizare ale localităților sau direct î n staț iile de epurare, astfel
încât să se asigure protecția și funcționarea normală a receptorilor și protejarea mediului de
efectele nocive ale evacuărilor accidentale de ape uzate. NTPA -ul pre vede indicatorii de
calitate ce trebuie să caracterizeze apele uzate și limitele maxim admise ale acestora.

14
Problema cheie a dezvoltării durabile este opoziția între nevoile de creștere a
populației și limitele impuse de resursele planetei precum și degradarea continua a mediului.
La Summitul de la Rio în 1992, la care au participat 120 de șefi de stat, au fost din nou aduse
în centrul atenț iei problemele privind mediul și dezvoltarea. Dezvoltarea durabilă reprezintă:
"o nouă cale de dezvoltare care să susțină progresul uman pentru întreaga planetă și pentru un
viitor îndelungat". Scopul declarat al Conferinței secolului a fost stabilirea unei noi strategii a
dezvoltării economice, industriale și sociale în lume, cuprinsă sub numele de dezvoltare
durabilă, "sustainable development".
Cea mai cunoscută definiție a dezvoltării durabile este cea dată de Comisia Mondială
pentru Mediu și Dezvoltare (WCEF) în raportul "Viitorul nostru comun", cunoscut și sub
numele de "Raportul Bruntland": "dezvoltarea durabilă este dezvoltarea care urmărește
satisfacerea nevoilor prez entului, fără a compromite posibilitățile generațiilor viitoare de a -și
satisface propriile nevoi". Din aceste diverse motive, o posibilitate mult mai mare a calității
apei și a unui mediu mai curat, vine în stransă legătură cu o dezvoltare durabilă pe pla n
mondial.

1.2.3 Surse de poluare a apei
Apa este considerată de noi astă zi ca fiind "ini ma biosferei" deoarece apa se găsește
totdeauna acolo unde există viață și formează substanța cea mai răspândită de pe Terra.
Poluarea apelor afecteaza calitatea vieții la scară planetară. Apa reprezintă sursa de
viață pentru o rganismele din toate mediile. Fără apă nu poate exista viață. Calitatea ei a
început din ce î n ce mai mult să se degradeze ca urmare a modificărilor de ordin fizic, chimic
și bacteriologic.
Poluarea ap ei este considerată orice modificare a compoziției sau calității ei, astfel
încât aceasta să devină mai puțin adecvată tuturor, sau anumitor, utilizări ale sale.
Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar poluarea acesteia este o
problemă actuală cu consecințe mai mult sau mai puțin grave asupra populației. Prin poluarea
apei, se înțelege alterarea caracteristicilor fizice, chimice și biologice ale apei, produsă direct
sau indirect de activitățile umane și care face ca apele să devină impr oprii utilizării normale în
scopurile în care această utilizare era posibilă înainte de a interveni alterarea. Efectele poluării
resurselor de apă sunt complexe și variate, în funcție de natura și concentrația substanțelor
impurificatoare. Rezolvarea acest or probleme ridicate de poluarea apei se realizează prin
tratare, prin care se asigură condițiile necesare pentru consum.
Protecția calității apei se referă la păstrarea, respectiv îmbunătățirea caracteristicilor
fizic-chimice și biologice ale apelor pentr u gospodărirea cât mai eficientă a acestora.
Poluarea apei poate fi împărțită după mai multe criterii:
1. după perioada de timp cât acționează agentul impurificator:
a. permanentă sau sistematică;
b. periodică;
c. accidentală.
2. după concentrația și compoziția apei:
a. impurificare – reducere a capacității de utilizare;
b. murdărire – modificarea compoziției și a aspectului fizic al apei;

15
c. degradare – poluarea geavă, ceea ce o face improprie folosirii;
d. otrăvire – poluare gravă cu substanțe toxice.
3. după modul de producere a p oluării:
a. naturală;
b. artificială (antropică). Poluarea artificială cuprinde: poluarea urbană,
industrială, agricolă, radioactivă și termică.
4. după natura substanțelor impurificatoare:
a. poluare fizică (poluar ea datorată apelor termice);
b. poluarea chimică (poluar ea cu reziduuri petroliere, fenoli, detergenți,
pesticide, substanțe cancerigene, substanțe chimice specif ice diverselor
industrii );
c. poluarea biologică (poluarea cu bacterii patogene, drojdii patogene,
protozoare patogene, viermii paraziți, enterovirusuri le, organisme
coliforme, bacterii saprofite, fungii, algele, crustaceii etc.);
d. poluarea radioactivă.
Fenomenele de poluare a apei pot avea loc atât la suprafață (ex. p oluare cu produse
petroliere) cât și în volum (apare la agenți poluanț i miscibili sau î n suspensie). Deoarece
poluanții solizi, lichizi sau gazoși ajung în apele naturale direct, dar mai ales prin intermediul
apelor uzate, sursele de poluare a apei pot fii multiple.
Clasificarea surselor de poluare a apei se face după mai multe criterii:
A. Acțiunea poluanților în timp; după acest criteriu distingem următoarele surse14:
 continue (ex. canalizarea unui oraș, canalizările in stalațiilor industriale etc)
 discontinue temporare sau temporar mobile (canalizări ale unor instalații și obiective
care funcționează sezonier, nave, locuințe, autovehicule, colonii sezoniere etc.)
 accidentale (avarierea instalațiilor, rezervoarelor, conductelor etc.)
B. Proveniența poluanților:
 sursele de poluare organizate su nt următoarele:
– surse de polua re cu ape reziduale menajere;
– surse de poluare cu ape reziduale industriale
 sursele de poluare neorganizate sunt următoarele:
– apele meteorice;
– centrele populate amplasate în apropierea c ursurilor de apă ce pot deversa,
acestea pot fi reziduuri solide de diferite proveniențe sau deșeuri rezultate
dintr -o utilizare necorespunzătoare

Apa naturală este o sursă hotărâtoare în drumul spre un viitor durabil. În ciclul
hidrologic, apa reprezintă baza producției de alimente, a comerțul ui, a necesităților umane și a
nenumăratelor ecosisteme acvatice. Sursa naturală de apă este finită, în timp ce cerința de apă
este în permanentă creștere, datorită dezvoltării activității umane din ultimele decade.
Una dintre problemele majore ale omeniri i o constituie, în prezent, poluarea. Este
evident că mediul natural se deteriorează încetul cu încetul și că sistemele ecologice nu se mai
pot adapta la presiunea factorilor antropici, autoreglarea ecosferei nemaifiind posibilă.

14 Berné, F., Cordonnier, J., Tratement des eaux , Edition TECHNIP, 1991.

16
Totodată f abricile se numă ră printre cei mai mari consumatori de apă, deci
industrializarea nu este posibilă în absența unor surse de apă satisfăcătoare din punct de
vedere calitativ și cantitativ. Apa este un bun indispensabil și în dezvoltarea agriculturii
(irigații sau ferme de animale).
Ca urmare a poluării apei pot fi perturbate următoarele procese:
a. Alimentarea cu apă potabilă a centrelor urbane (impurificarea apei cu
reziduuri menajere și industriale, cu germeni patoge ni, substanțe toxice etc.);
b. Alimentarea cu apă a unităților industriale (apa tehnologică poate fi
impurificată cu anumiți poluanți indezirabili î n anumite procese tehnologice);
c. Alimentarea cu apă a crescătoriilor de animale (concentrații mici de substanțe
toxice pot afecta sănătatea animalelor; concentra ții de sare peste 1,5% s -au
dovedit mortale pentru animalel e de fermă);
d. Irigațiile (plantele pot fi afectate de prezența în apa de irigat a metalelor grel e,
borului, sodiului etc.);
e. Piscicultura (deversarea în emisar a unor ape reziduale cu substanțe toxic e:
cianura de sodiu, cuprul, zincul, fenolul, amonia cul etc.);
f. Centralele hidroelectrice (creșterea corozivitătii apei râurilor și fluviilor
aferente centralelor pot avea un impact negativ asupra funcționării normale a
utilajelor centralei);
g. Sportul de agr ement și turismul (poluarea lacurilor și râurilor de agrement cu
alge, de exemplu, poate conduce la mirosuri ofensive și aspecte inestetice ca re
scad interesul turistic);
h. Navigația (poluarea apelor fluviale și marine conduce la creșterea acidității și
corozivității acestor ape, cu efecte negative asupra părții metalice a navelor;
depozitarea cantitativă a unor substanțe în suspensie poate perturba circulația
navelor).

1.2.4 Apa potabilă
Apa este cel mai important aliment. Nu poate fi înlocuit. Aceste afirmaț ii nu sunt figuri
de stil, ci citate din standardele de apă din ță ri dezvoltate.
În situații extreme, o mul se poate lipsi de apă pentru alte folosințe, dar nu și de apa de
băut. Rezistă timp destul de îndelungat fără mâncare, dar foarte puțin fără apă, putem găsii
apă în diverse alimente, dar nu ne putem lipsi de apa lichidă . De aceea pentru om cea mai
importantă apă a fost, este și va fi apa potabilă .
Apa e ste un constituent fundamental ș i indispensabi l al organismului uman. Modificări
mici produc tulburări grave iar insuficiența aportului de apă este mult mai puțin tolerată decât
carența î n alte elemente.

1.2.4.1 Apa în organismul uman

Proporția de apă din organism variază după vârstă : de la peste 97% la embrionul de 7
zile, scăzând treptat la 80% la nou -născut, 60-65% la adult și 50 -55% la vâ rstnic.

17
Procentul de apă variază după intensitatea proceselor me tabolice. Acest fapt se reflectă
și în proporția diferită a apei în ț esuturi: smalt dentar 0,2%, dentină 10%, țesut osos 22%, țesut
adipos 20%, țesut cartilagino s 55%, muschi striat 75 %, ficat 75%, rinichi 80%, creier
(substanță cenusie) 85%, plasma sangvină 90%. Procentul de apă din organism depinde de
sex: î n medie 52 % la femei și 63% la bărbaț i.
În organismul uman, apa totală (60% din greutatea corporală) se re partizează î n mai
multe comp artimente: Apa intracelulară (40%) și apa extracelulară (20%), aceasta la rândul ei
reprezentată de apa circulantă = intravasculară (4 – 4,5%), apa interstițială (15% – majoritatea
legată în geluri) și apa transcelulară (1%).
Rolurile apei î n organism sunt multiple, cele mai importante fiind:
– rolul structural, ca ș i principal component al organismului;
– rolul de mediu de reacție pentru și intervenția î n toate procesele metabolice;
– contribuția la menținerea homeostaziei (fiind esențială pentru variate procese, ca
absorbț ia, tran sportul, difuzia, osmoza, excreția, etc. );
– rol în metabolismul macronutrienților (din a căror degradare rezultă apa);
– sursa de Ca, Mg, Na, K ș i alte subst anțe uti le pentru organism, dar uneori ș i de
elemente nedorite (toxice, agenț i patogeni , etc. ).
Un om are nevoie î n me die de circa 100 de litri de apă pe zi: 4 litri pentru nevoia
fundamentală , alimentară (2,5 litri pentru băut ș i 1,5 litri prepararea hranei ), 13 litri pentru
spalat veselă, 13 lit ri pentru spă lat rufe, 70 de litri pen tru nevoi sanitare (spalat pe mâini și
față, duș, apă pentru clă tirea toaletei etc.). Variabilit atea este desigur foarte mare, în funcț ie de
disponibilitatea și preț ul apei, de obiceiuri etc. Unde nu există apă curentă și consumul casnic
este în mod evident mai mic, iar unde este necesar ca apa să fie transportată de la mari
distanț e sau e ste foarte scumpă se face economie. Sunt și situații, chiar țări î ntregi, unde
consumul este sub minimul a cceptabil și duce la consec ințe negative asupra igienei și sănătății
publice. A face baie în vană în loc de duș duce automat l a un consum mult mai mare de apă, la
fel și utilizarea frecventă de mașini de spălat haine, veselă etc. sau dacă aceste a au eficien ță
redusă din punc t de ved ere al consumului de apă .
Pe plan mondial, în 1980, problema asigurării necesarului de apă pentru populație era
oficial rezolvată î n procent e extrem de diferit e: Belgia 95%, Finlanda 79%, Sudan ș i
Bangaldesh 40%, Sri Lanka 37%, Angola 28%, Paraguay 25%, U ganda 16%, Mozambic 9%,
Mali 6%, etc. Țările socialiste pretindeau că situaț ia lor e ste cea mai favorabilă – Ungaria
84%, Albania 92% ș i URSS chiar 100%, ceea ce reprezenta o exagerare evidentă .
Un om poate rezista în medie 30 de zile fără hrană , dar numai 4-5 zile fără apă. Totuși
trebuie să ținem cont în mode evident de faptul că respectivul interval diferă foarte mult în
funcție de starea de sănătate, vârstă , efort fizic etc. , dar în primul râ nd de temperatur a
mediului ambiant. La climat ră coros se poate rezista peste o săptămână sau chiar două, î n timp
ce la un climat uscat ș i cald situația se schimbă iar organizmul nostru nu rezistă mai mult de 2
sau 3 zile. Desh idratarea organismului determină un sindrom complex, ce afectează toate
organele și sistemel e și î n final produce moartea prin diverse mecanisme.
Apa poate fi ingerată de către om ca atare, în formă de diverse bă uturi sau prin
intermediul alimentelor pe care acesta le consumă zi de zi. În acestea, procentul de apă variază
foarte mult. Astfel pute m găsi procente de 2% în untul de arahide, 4% î n floricele, 14% în

18
margarină, 29% în gem, 38% în cașcaval, 38% în pâinea integrală, 60% în puiul fript, 74% în
banane, 75% într -un ou fiert, 88% în lapte, 90% în ciuperci, 94% în rosii, etc.
În situații extr eme, omul poate supraviețui și cu apă procurată din plante, din condens,
cu lichi d din diverse animale etc. dar î n mod nor mal indiferent de aportul de apă prin
alimente, organismul uman, are nevoie și de apă în formă lichidă liberă, în cantitate ș i calitate
corespunzatoare, pe care o numim apă potabilă .

1.2.4.2 Influența apei asupra stării de sănătate a omului

Apa poate avea o mare influență asupra stării de sănă tate a organismului uman. Există
teorii care afirmă chiar că succesul civilizației moderne nu s e trage în principal din revoluția
industrială ci mai mu lt din redescoperirea igienei.
Igiena apei este este primordială pentru omenire, deoarece prin intermediul apei sau
prin contactul cu aceasta, oamenii pot contracta diferite infecții sau boli precum:

a. Patologia hidrică infecțioasă
Prima demonstraț ie oficia lă și practică a relației apă – epidemii a f acut-o dr. John Snow
la Londra în 1854, unde a arătat corelaț ia dintre epidemia de holera și consumul apei din
fântâna de pe Broad Street și o latrină din vecinătate, folosită de bolnavi de holera,
demonstrație care a determinat oficialitățile să realizeze primele canaliză ri.
Patologia hidrică infecțioasă a scăzut semnificativ î n prima parte a secolului XX, dar
în ultimele decenii este statistic în creș tere din nou, acest fapt se datorează includerii î n
categoria celor transmise hidric a unor boli vi rale ș i para zitare, care stau tot mai mult în
atenția specialiș tilor. Bolile cu transmitere hidrică continuă să facă î n lume zilnic peste 25.000
de victime.
Principala cale de transmitere a diferitelor infecții este cea prin ingestie (directă , sau a
alimentelor contaminate prin a pă), dar este posibilă infectarea și prin spălare și îmbă iere
(leptospiroz ă, schistostomiază, tularemie) ș i prin inhalare (aerosoli cu Le gionella ).
Principalele boli cu trans mitere (predominant sau posibil) hidrică sunt: boli
microbiene; boli virale; boli parazitare.

o Boli virale:
Peste 100 de tipuri de virusuri patogene pot fi vehiculate de către apă. Multe virusuri
pot supraviețui în apele de suprafață pentru un timp î ndelungat: V.poliomielitic pana la 180
zile, V.Echo pana la 115 iar V.Coxackie peste doi ani. Boli virale transmis e hidric pot fi
induse de regulă de enterovirus uri (poliomielitic, Coxackie A ș i B, Echo, v.hepa titic A,
altele), rotavirusuri ș i calicivirusuri, v.hepatitic C și E, parvovirusuri, dar și torovirusuri,
coronavirusuri ș i picobirnavirusuri.
În ță rile dezvoltate, gast roenteritele de etiologie virală tind să le surclaseze, ca
frecvență , pe cel e bacteriene. Incrimin ate sunt în principal rotavirusurile, a denovirusur ile
enterice, calicivirusurile ș i astrovirusurile. Rotavirusurile (î n special tipul A) afectează mai
ales nou -născuții ș i copii mici , iar la cei cu imunitate redusă poate produce diaree cronică .
Adenovirusurile enterice (subgrupul F – serotipurile 40, 41, mai rar 31) produc gastroe nterite
mai ales la copii sub vâ rsta de 6 luni, diareea p utând persista pana la 12 zile. Infecțiile cu

19
calicivirusuri, î n particular cu Agentul Norwa lk, afecteaza mai al es comunități temporare ș i
sunt indicii ca ar fi la originea unui foarte mare procent de boli diareice acute nonbacteriene.
Astrovirusurile sunt incriminate în unele ță ri ca al doilea agent cau zal de boli diareice virale
după rotavirusuri.

o Boli bacteriene :
Transmiterea hidrică este incriminată pentru febra tifoidă , dizenteria, holera, boala
diareică a copilului mic, gastroenteritele, bruceloza, tularemia etc.
În trecut, epidemiile microbiene cu transmisie hidrică au făcut ravagii. Epidemia de
holeră din 18 49 din Anglia a produs peste 110 .000 decese. Era hole rei nu a apus: Pandemia
debutată în 1961 în Indonezia a produs î n America peste 1 .000.000 de c azuri de boală ș i peste
10.000 de decese.
Bolile diareice bacteriene continuă să fie o amenințare pentru sănă tatea publica, chiar
și în ță rile dezvoltate. Astfel, o s higelloză cu transmitere hidrică a afectat peste 1 .000 de
locuitori în regiunea Havre (Franța), epidemia fiind stăpânită printr -o amplă mobilizare a
tuturor factorilor responsabili. Și în SUA s -au în registrat contamină ri bacteriene ( Shigelle,
Yersinii) ale unor rețele de apă potabilă , ce au produs epide mii cu mii de cazuri de boala. În
1966, î n California, o salmoneloză aparută prin contaminarea rețelei de apă potabilă a produs
peste 15 .000 cazur i. În Germania, î n 1978, la Ismaning, Shigella sonn ei a provocat o epidemie
hidrică cu 2.450 de cazuri (din totalul de 12.000 de locuitori!).
Legionella pneumo phila a devenit celebră din 1976, cand 221 din participanț ii la o
reuniune la Philadelph ia a "Legiunii Americane" s -au îmbolnăvit de o boală necunoscută și 34
au murit. S -a descoperit că infecția venea din apa contaminată din instalația de aer
condiț ionat. Și acum boal a apare cu mii de cazuri anual în ță ri dezvoltate iar circa 20% din
bolnavi mor.

o Boli pa razitare:
Pot fi transmise hidric un mare numă r de boli parazitare:
– produse de protozoare: amibiaza, giardiaza, trichomoniaza, coccidioza, balantidioza;
– produse de cestode: cisticercoza, echinococoza, cenuroza, himenolepidoza;
– produse de trematode: fasciol oza, dicrocelioza, schistotomiaza;
– produse de nematode: ascaridoza, trichocefaloza, oxiuroza, strongiloidoza,
ankylostomiaza, filarioza.

În ultimul timp se acordă importanță tot mai mare giardiazelor, a căror prezență în
zona temperată a fost multă vreme ignorată . Actualmente, lambliaza este cotată ca cea mai
răspândită parazitoză cu transmitere fecal -orală la om, calea hidrică fiind cert dovedită . Ea
poate provoca epidemii importante, cu mii de cazuri.
În SUA, pe un studiu extins pe 35 ani, cel mai frec vent agent etiologic pentru boli
transmise hidric a fost unul parazitologic – Giardia, cel mai frecvent agent microbian
(Salmonella) fiind abia pe locul doi. Uneori, epidemiile de giardiază transmise hidric au
afectat mii de oameni, cum a fost cea din Rome (SUA, statul New York) din 1974, cu 5 .300
de cazuri. Rez ervorul este reprezentat de om ș i peste 40 de specii de animale.

20
Criptosporidioza cu transmite re hidrică este pe cale să devină o mare amenințare la
adresa sănătății publice. A fost diagnosticată pr ima dată la om în 1976. Î n 1984 s -a consemnat
prima epidemie hidrică, iar în ultimii ani frecvența ș i amploa rea acestora a devenit dramatică.
În 1993, la Milwaukee (Wisconsin, SUA), Criptosporidium a prod us cea mai mare epidemie
hidrică cunoscută vreodată aducând cu sine peste 400 .000 de cazuri.

b. Patologia hidrică neinfecțioasă .

Diversele substanțe chimice dizolvate în apă pot avea importante efecte asupra
sănătăț ii organismelor vii în general și asupra omului în particular. Sunt substanțe care pot să
fie dăunătoare peste o anumită concentrație. Altele crează probleme la concentrații prea mici.
În fine, sunt substanțe care pot dăuna la orice concentrație. Pe această bază putem grupa
efectele biologice ale substanțelor din apă î n trei categorii:

o Substanțe t oxice cu efect de prag:
Sunt toxice numai peste o anumită concentraț ie (prag); sub aceasta nu se observă
efecte asupra sănătății. Toxicitatea poate fi acută , la aportul unei doze mari, sau la atingerea
unei concentrații toxice î n urma u nui aport repetat s au continuu în doze mici de toxic care nu
este eliminat sau neutralizat de metabolismul organismului viu și deci se acumulează. Astfel
de substanțe sunt cianurile sau nitraț ii, care d evin toxice peste o anumită concentrație ș i pentru
care e ste nevoie de o doză crescută deoarece nu se acumulează , sau diverse metale c are sunt
toxice peste concentrația -prag, aceasta putând fi atinsă ș i treptat prin fenomenul de
bioacumulare.

o Substanțe genotoxice:
Sunt substanț e toxice ce produc efecte nociv e: carcinogene (pr oduc cancer), mutagene
(produc mutaț ii genetice) sau teratogene (produc malformații) posibil la orice concentraț ie,
deci pentru ca re nu s -a putut stabili existența unui prag sub care să nu fie nocive. Organismele
vii au mecanisme de reparare a efectelor ge notoxice, dar acestea nu fac față oricărei sau
oricâtor asemenea agresiuni și deci prezența unei substanțe genotoxice nu înseamnă automat
apariț ia efectului ci a riscului ca un asemenea efec t sa se producă, risc cu atât mai ridicat cu
cât este și substanța genotoxică care are concentrație mai mare (și deci are șansa să atace mai
multe gene). În categoria substanț elor genotoxice pentru om intra arsenul, unele substanțe
organice sintetice, mulți compusi organici halogenaț i, unele pesticide etc.

o Elemente esen țiale:
Sunt substanțe care trebuie să facă parte obligatoriu din dieta organismului. Unele din
acestea sunt aduse p redominant sau exclusiv prin apă ș i de aceea lips a lor sau cantitatea prea
redusă afectează sănă tatea resp ectivului organism viu. Totodată î nsă și concentraț iile prea
crescute su nt nocive, la fel ca la substanț ele toxice c u efect prag. Astfel de substanțe esenț iale
sunt la om seleniul, fluorul, iodul etc.

21
La baza patologiei hidrice neinfe cțioase stau trei mecanisme:
– modificarea conținutului de micro și macroelemente chimice în apă;
– contaminarea apei cu substanțe chimice toxice;
– contaminarea apei cu elemente radioactive

În concluzie, pentru a fi o sursa de sănătate, apa pe care o consumăm ar trebui să prezinte
un nivel crescut de puritate atât din punct de vedere fizic, cât ș i subtil -vibratoriu. Ideal este să
folosim apă de izvor. Cea mai energizantă apă este cea provenită din izvoarele reci de munte,
adăpostite la umbra pă durilor. Puțini dintre noi au, însă , acces dire ct la apa de izvor. Apa
naturală este o raritate în zilele noastre, datorită intensei industrializări, urbanizării, defrișării
unor regiuni intinse de pă duri etc. O vari antă de substituție ar fi apa îmbuteliată din surse
pure, dar aceasta își pierde din calități dacă este păs trată în recipiente, mai ales î n cele din
materiale plastice.
În marea majoritate, afecț iunile pe care omul le poate contracta prin intermediul
contactului cu apa, pot fi evitate pr in distribuirea unei ape de bună calitate populației din
mediul urban și r ural. Consumul de apă salubră (apă lipsită de impurități, proprie sănătății,
obținută prin metode tehnologice moderne), fiind considerat ca unul dintre indicatorii de bază
a civilizaț iei.

1.2.4.3 Condițiile de potabilitate ale apei

Datorită posibilităților multi ple de îmbolnăvire prin apă, s -a simțit nevoia de a se
stabili anumite condiții sanitare pe care trebuie să le îndeplinească apa pentru a fi potabilă.
Sub denumirea de apă potabilă sau bună de băut se înțelege apa care este consumată cu
plăcere și care oda tă consumată nu are efecte nocive asupra consumatorilor.15
Apa potabilă nu trebuie să exercite efecte nocive asupra organismului. Caracteristicile
care fac orice apă potabilă sunt impuse prin lege și cuprind mai multe grupe de condiții.

Condiții organoleptice: Aceste caracteristici se determină doar cu ajutorul organelor
de simț, având caracter de subiectivitate. Condițiile organoleptice pe care apa potabilă trebuie
să le îndepl inească sunt gustul și mirosul:
– Gustul apei este rezultatul prezenței sărurilor minerale și a gazelor dizolvate (oxigenul
dizolvat în apă conferă prospețime). Excesul de dioxid de carbon din apă produce un
gust acrișor, înțepător, iar sărurile minerale în exces modifică gustul apei: excesul de
fier produce gust metalic, magn eziul – gust amar, clorurile – gust sărat.
– Apa potabilă nu trebuie să prezinte miros sesizabil. Mirosurile particulare sunt date de
substanțele poluante din apă: materii organice în descompunere ce produc amoniac,
pesticide, detergenți, fenoli sau produse petroliere. Multiplicarea în exces a
microorganismelor din apă produce mirosuri neplăcute, de mucegai.

15 Mănescu, S., Igiena Mediului, Editura Medicală, București 1981, Pag. 111

22
Condiții fizice: Sunt determinate cu ajutorul aparaturii de laborator și serves c la
aprecierea calității apei. Caracterele fizice se referă la cu loare, turbiditate, temperatură,
concentrația ionilor de hidrogen (pH) și conductivitatea electrică .
Culoarea apei este dată de substanțele dizolvate în apă , care p ot proveni din sol (ex.
substanț ele humice) sau sunt urmarea poluă rii acesteia. Conform sta ndardul ui apa potabilă nu
trebuie să depășească 15 gr ade de culoare, cu limita excepțională de 30 de grade pe scara
etalon platină – cobalt.
Turbiditatea apei se datorează particulelor de origine organică și/sau anorganică
insolubile, aflate în suspensie. Din pu nct de vedere igienic, importanța turbidității rezidă din
aspectul neplăcut imprimat apei, care creează suspiciunea de impurificare ș i de risc pentru
consumatori, dar și din faptul că particulele în suspensie pot fi suport pentru microorganisme.
Conform sta ndardului apa trebuie să prezinte o turbiditate de maximum 5 grade, cu limita
exceptională de 10 grade pe scara etalon cu dioxid de siliciu.
Temperatura apei influenț eaza direct consumatoru l. Apa prea rece produce tulburări
digestive ș i favorizea ză îmbolnă virea organismului, iar cea prea caldă, datorită conținutului
scăzut de gaze dizolvate, are gust neplăcut, aceasta dă senzația de vomă și nu satisface
senzaț ia de sete. Normat ivele legale admit o temperatură cuprinsă între 7 -15șC, cu o maximă
de cel mu lt 22șC ș i în mo d exceptional, temperatura naturală a apei.
Concentraț ia ionilo r de hidrogen (pH -ul) reprezintă un indicat or global de apreciere a
calității apei, care, în funcție de natura poluanților, înregistrează valori spre acid sau alcalin,
influe nțând direct mirosul, gustul ș i capacitatea de autoepurare a acesteia. Valorile admise
pentru acest indicator sunt cuprinse într e 6,5 si 7,4, iar în mod excepț ional de 8,5.
Conductivitatea electrică este direct proporțională cu gradul de mineralizare al apei. O
mineraliza re prea mare a apei are influențe negative asupra organelor interne ale
consumatorului, în cazul unui con sum prelungit. Sta ndardul prevede ca limita admisă
excepț ional 3000 S/cm (Siemens).
Modificarea caracteristicilor fizice ale apei limitează c onsumul și predispune la
apariția unor afecțiuni.

Condiții chimice: Substanțele chimice din apă pot fi compuși naturali ai apei sau
provin din sursele de poluare. Deși în apă există numeroase substanțe chimice, standardele de
calitate se referă doar la o parte din acestea: pentru 35 de substanțe există un nivel de
concentrație maxim admis, pentru altele două niveluri. Cele cu un singur nivel de concentrație
sunt substanțe cu risc mai mare pentru sănătate, comparativ cu substanțele cu două niveluri ce
prezintă un potențial nociv mai scăzut. Printre substanțele din apă cu nivel controlat se
numără: plumb, mercur, cadmiu, pesticide, cianuri, hidrocarburi, nitrozamine. Acestea ajung
în apă prin poluare.

Condiții bacteriologice: Apa potabilă este acea apă în care bacteriile patogene sunt
total absente. Identificarea acestora în apă nu este mereu posibilă deoarece unele au timpul de
supraviețuire scurt, sensibilitatea mare la clor sau densitate redusă. Flora bacteriană totală din
apă este reprezentată de bacter iile care se dezvoltă la 37°C (temperatura la care se dezvoltă
microorganismele adaptate organismului uman). Numărul lor este mai mare cu cât apa este
mai intens poluată.
Bacteriile coliforme sunt markeri ai poluării apei cu materii fecale, acestea fiind
prezente în intestinul gros al omului și a animalelor homeoterme. În schimb, nu reflectă
intensitatea poluării apei cu virusuri transmise pe cale digestivă.

23
Condiții de radioactivitate: Apa potabilă prezintă un grad redus de radioactivitate
datorită subs tanțelor radioactive din solul care delimitează sursele de apă (radioactivitate
naturală). Creșterea nivelului de radioactivitate a apei se datorează deversărilor de apă uzată
cu conținut radioactiv (radioactivitate artificială).

1.3 Cu privire la managementu l integrat al calității resurselor de apă
Gospodărirea apei urbane se află actualmente la granița unei revoluții ca răspuns la
creșterea rapidă a cerințelor urbane pentru apă precum și nevoia de a face sistemele de apă
urbană mai rezistente la schimbările climatice. Creșterea competiției, conflictele, deficitele,
deșeurile și degradarea resurselor de apă fac ca regândirea conceptelor convenționale să
devină una imperativă – trecerea de la o abordare care încearcă să gestion eze izolat aspecte
diferite ale ciclului de apă urbană la o abordare integrată susținută de toți factorii interesați.
Provocările cu care se confruntă majoritatea orașelor d in zilele noastre sunt tot mai
descurajatoare, iar gospodărirea apei a devenit una dintre cele mai serioase preocupăr i. Apa
potabilă din surse pure este rară, alte surse de apă trebuie să fie tratate la cost mare, iar
volumul de apă uzată este în creștere. Locuitorii din zona urbană din multe zone ale lumii duc
lipsă de apă de calitate bună și se îmbolnăvesc datorită bol ilor pe bază de apă. Așa cum
orașele caută surse noi de apă din amonte și descarcă efluenții lor în aval, locuitorii din
împrejurimi suportă efectele. Ciclul hidrologic și sistemele acvatice, inclusiv serviciile
ecosistemelor vitale, sunt perturbate .
Aceas ta este situația de actualmente ; ziua de mâine va aduce și mai multe efecte
intensificate ale schimbărilor climatice și dezvoltarea continuă a orașelor. Evenimente
meteorologice extreme, de la secete prelungite la furtuni tropicale violente, sunt gata să
copleșească infrastructura de apă urbană și cauzează suferință extremă și degradarea mediului.
Managmentul integrat al apei urbane (IUWM) promite o abordare mai bună decât
sistemul actual, în care alimentarea cu apă, sanitația, apele pluviale și apele uzate sunt
gospodărite de către entități izolate și toate patru sunt separate de planificarea utilizării
terenului și de dezvoltarea economică. IUWM solicită alinierea dezvoltării urbane și
managementul bazinului pentru a îndeplini obiectivele economice, social e și de mediu
durabile. Conform managementului integrat p lanificarea pentru sectorul apei este integrată cu
alte sectoare urbane, precum utilizarea terenului, locuințe pentru populație, energie și
transport pentru a depăși fragmentarea în formularea politi cii publice și în luarea deciz iilor.
Relațiile transsectoriale sunt consolidate printr -o cultură a lucrului în comun, exprimarea
obiectivelor colective și a beneficiilor respective și negocierea diferențelor de putere și
resurse. Sunt incluse în mod specia l sectorul informal urban și populațiile marginalizate.
IUWM include realizarea de evaluări pentru a determina cantitatea și calitatea unei
resurse de apă, totodată pentru a estima cerințele actuale și viitoare și nu în ultimul rând
pentru a anticipa efectele schimbărilor climatice. Recunoaște importanța eficienței utilizării
apei și eficienței economice, fără de care operațiunile privind apa nu pot fi durabile. De
asemenea recunoaște faptul că diferite tipuri de apă pot fi utilizate pentru scopuri dif erite:
surse de apă dulce (ape de suprafață, ape subterane, apă de ploaie) și apa desalinizată pot
alimenta utilizarea domestică, de exemplu, iar apele uzate (ape negre, maro, galbene și gri)

24
pot fi tratate corespunzător pentru a satisface cerințele din agricultură, industrie și mediu. Cu
tehnologii efieciente noi de desalinizare, apa sărată a devenit o sursă de apă accesibilă.

1.3.1 Principiile managementului integrat al resurselor de apă
Printre problemele globale cu care se confruntă omenirea la începutul mileniului trei se
află lipsa apei și degradarea calității apei.
De asemenea, realizarea obiectivel or dezvoltării durabile depind î ntr-o măsură foarte
mare de managementul integrat al resurselor de apă. Apa fiind un factor esențial pentru
existența vieții și pentru dezvoltarea societății umane.
Pentru managementul integrat al resurselor de apă comunitatea internațională a
recomandat guvernelor aplicarea următoarelor principii:
 principiul bazinal – resursele de apă se formează și se gospodăresc în bazine
hidrografice. Apa dulce este o resursă vulnerabilă și limitată, indispensabilă vieții,
mediului și dezvoltării societății. Gospodărirea rațională a resurselor de apă, cere o
abordare globală care să îmbine probleme sociale și dezvoltarea economică, cu
protec ția ecosistemelor naturale. O gospodărire durabilă a resurselor de apă va
integra utilizatorii de apă dintr -un bazin hidrografic;
 principiul gospodăririi unitare cantitate -calitate – cele două laturi ale
gospodăririi apelor fiind în strânsă legătură, apare ca necesară o abordare unitară
care să conducă la soluții tehnico -economice optime pentru ambele aspecte;
 principiul solidarității – planificarea și dezvoltarea resurselor de apă presupune
colaborarea tuturor factorilor implicați în sectorul apelor: statul, comnunitățile
locale, utilizatorii, gospodarii de ape și ONG -uri;
 principul “poluatorul plătește” – toate cheltuielile legate d e o poluare produsă
diverșilor utilzatori de apă și mediu este suportată d e cel care a produs poluarea;
 principiul economic – beneficiarul plătește – apa are o valoare economică în toate
formele ei de utilzare și trebuie să fie recunoscută ca un bun econom ic. Eșecurile
din trecut pentru recunoașterea valorii economice a apei, au condus la poluarea și la
exploatarea nerațională a resurselor de apă. Gospodărirea apei ca un bun economic,
reprezintă o cale importantă în realizarea unei exploatări eficiente și e chitabile și în
conservarea și protecția resurselor de apă;
 principiul accesului la apă – în virtutea acestui principiu, este vital să recunoaștem
că dreptul fundamental al ființei umane, este de a avea acces la apă curată și
suficientă, la un preț adecvat .

Aceste principii fundamentează conceptul de management integrat al resurselor de apă
care îmbină problemele de utilizare a apei cu cele de protecție a ecositemelor naturale prin
integrarea la nivel bazinal a folosințelor de apă.

25
1.3.2 Conceptul de manage ment integrat al resurselor de apă
Managementul integrat al resurselor de apă promovează dezvoltarea și coordonarea
apei, a terenului și a resurselor acestora, în vederea optimizării, dezvoltării sociale și
economice echilibrate fără compromiterea durabili tății ecosistemelor. Politicile de dezvoltare
nu pot fi eficiente făra a lua în considerare resurselor de apă.
Conceptul de management integrat al resurselor de apă presupune, în contrast cu
gospodărirea tradițională a resurselor de apă, o abordare integrată a acestora atât la nivel fizic
și tehnic cât și la nivel de planificare și management. Nivelul de integrare este bazinul
hidrografic, unitatea naturală de f ormare a resurselor de apă.
Cele mai importante aspecte ale dezvoltării sistemului resurs elor de apă sunt
următoarele:
 durabilitatea aspectelor fizice – ceea ce înseamnă menținerea circuitului natur al al
apei și a nutrienților;
 durabilitataea mediului – „toleranța zero” pentru poluarea care depășește
capacitatea de autoepurare a mediului. Nu există efecte pe termen lung sau efecte
ireversibile asupra mediului;
 durabilitatea socială – menținerea cerințelor de apă precum și a dorinței a plătii
serviciile de asigurare aresurselor de apă;
 durabilitatea economică – susținerea economică a măsurilo r care asigură un
standard ridicat de viață din punct de vedere al apelor pentru toți cetățenii;
 durabilitatea instituțională – menținerea capacității de a planifica, gestiona și
opera sistemul resurselor de apă.
Gospodărirea durabilă a resurselor de apă a re la bază managementul integrat al acestora care
asigură ca serviciile realizate de sistemul resurselor de apă să satisfacă obiectivele prezente
ale societății fără a compromite abilitatea sistemului de a satisface obiectivele generațiilor
viitoare, în co ndițiile păstrării unui mediu curat.
Managementul integrat al resurselor de apă presupune următoarele:
A. Integrarea sistemului resurselor naturale de apă
Sistemului resurselor naturale de apă care este reprezentat de ciclul hidrologic și
componentele sale: precipitații, evaporația, scurgerea de suprafață și scurgerea subterană.
Menținerea bilanțului hidrologic și a raporturilor dintre componentele sale, are la bază
legăturile biofizice dintre păduri, p ământ și resursele de apă dintr -un bazin hidrografic, și este
esențial pentru utilizarea durabilă a sistemului reusurselor naturale de apă.
B. Integrarea infrastructurii de gospodărire a resurselor de apă în capitalul natural
Realizarea unei infrastructuri de gospodărire a apelor “prietenoasă” față de mediu care
să asigure atât alimentarea optimă cu apă a folosințelor și reducerea riscului producerii de
inundații cât și conservarea și creșterea biodiversității ecosistemelor acvatice.

26
C. Integrarea folosințelor de apă
Alimentarea cu apă a populației, industriei și agric ulturii și conservarea ecosistemelor
acvatice sunt abordate sectorial în mod tradițional. Majoritatea folosințelor de apă solicită
resurse de apă în cantități din ce în ce mai mari și de calitate foarte bună. Rezolvarea ecuației
resurse -cerințe de apă și p rotecția resurselor de apă necesită analiza folosințelor la nivel de
bazin hidrografic.
Managementul resurselor de apă necesită implicarea tuturor părților interesate –
publice și private – la toate nivelurile și la momentul portivit. Deciziile și acțiunil e în
domeniul managementului integrat al resurselor de apă trebuie luate, de toți cei care pot fi
afectați, la nivelul corespunzător cel mai adecvat (pricipiul subsidiarității).
D. Integrarea amonte – aval
Folosințele din amonte trebuie să recunoască dreptur ile folosințelor din aval privitoare
la utilizarea resurselor de apă de bună calitate și în cantitate suficientă. Poluarea excesivă a
resurselor de apă de către folosințele din aval. Toate acestea necesită dialog pentru a
reconcilia necesitățile folosințel or din amonte și din aval.
E. Integrarea resurselor de apă în politicile de planificare
Apa este unul dintre elementele fundamentale ale vieții și în același timp un factor care
condiționează dezvoltarea socială și economică, fiind adesea un factor limitativ. Societatea și
economia se vor putea dezvolta numai în măsura în care se va dezvolta și gospodărirea apelor,
această condiționare marcând rolul și importanța activității în contextul dezvoltării durabile.
Integrarea într -o abordare IUWM impune eficiență, echitate și durabilitatea mediului.
Eficiența este nevoia de a optimiza utilizarea unei resurse din ce în ce mai vulnerabile și rare.
Echitate înseamnă asigurarea accesului la apă în toate grupurile socio -economice, astfel încât
acestea să dispună de cantitățile și calitățile necesare pentru a susține bunăstarea oamenilor. În
final, durabilitatea mediului implică un management care protejează resursele și ecosistemele
asociate și asigură disponibilitatea sa pentru generațiile viitoare .
Aceste trei abor dări de bază pot, uneori, să vină în conflict. Principiul eficienței, de
exemplu, poate oferi avantaje anumitor utilizatori în detrimentul altora și să compromită
echitatea și durabilitatea mediului, dacă se urmărește exclusiv prin intermediul prețurilor d e
piață. Pentru a menține echilibrul între cele trei, guvernele centrale pot să adopte o legislație
care face din apă o proprietate a statului și oferă un cadru unificat pentru alocarea acesteia. Un
guvern acordă apoi permise pentru retrageri de apă, ca el emente ale unei economii formale de
apă.
Legislația în sine nu este, desigur, suficientă: trebuie să fie însoțită de punere în
aplicare și de monitorizare pentru a proteja împotriva exploatării inegale a relațiilor de putere
(PNUD, 2006).
Într-adevăr, IUWM presupune echilibrarea unei serii de obiective și utilizarea unei
game de instrumente, de la tehnologia adecvată și structurile financiare la contextele
instituționale favorabile – toate în timp ce se promovează dialogul transectorial și transcalar.
Un nu măr mare de obiective compatibile nu neapărat necesare pot pur și simplu opri

27
progresul. Obiectivele ar putea avea nevoie să fie simplificate și prioritizate pe diferite
intervale de timp. „Pachete de instrumente”, care implică de obicei acțiuni concertate de la
diverse niveluri instituționale de către actori care nu sunt implicați în apă, pot de asemenea
ajuta, planificatorii să integreze mai multe obiective.
Sunt adesea așezările urbane neoficiale – acelea în afara jurisdicțiilor administrative și
a struc turilor oficiale de guvernare – care se confruntă cu cele mai acute crize sanitare și de
apă. Aici sunt necesare procese politice îndrăznețe pentru a ajuta la articularea unei viziuni
asupra apei ca un drept universal, mai degrabă decât o marfă de piață, p entru a construi un
consens și o colaborare între grupurile de factori interesați.
Fiecare oraș necesită propriul set de practici ale managementului apei, însă trebuie să
aibă ținte comune. Orașele trebuie să furnizeze apă în cantități și la calitatea potrivită la
momentele potrivite, fără să le compromită celorlalți disponibilitatea resursei. Acestea
promovează folosirea eficientă a apei și sursele alternative de apă, incluzând apele uzate,
pentru a furniza stimulente economice care să producă rezultate. Ș i trebuie să construiască în
reziliență pentru a putea gestiona distrugerilor anticipate provocate de schimbările climatice.
IUWM oferă orașelor un nou cadru pentru planificarea, proiectarea și administrarea
sistemelor de apă urbane. O perspectivă IUWM per mite tuturor factorilor interesați să
privească holistic către sistemele de apă urbane ca și la o acțiune integrată, cooperativă, și
împreună să furnizeze capacitatea de a prevedea impacturile intervențiilor asupra unităților de
gestionare a resurselor mar i. Făcând așa, cadrul înlesnește dezvoltarea soluțiilor inovatoare
pentru gospodărirea apelor urbane și prioritizarea resurselor16.

Trebuie să avem mereu în vedere că, î n orice zonă, domeniu sau funcție a unei
organizații se desfășoară diferite procese. Orice proces poate fi analizat prin prisma teoriei
sistemelor, examinând intrările și ieșirile. Aceste analize determină nevoia de acțiune necesară
pentru îmbunătățirea calității17.

16 Bahri., A., Managementul integrat al apei urbane – Parteneriatul Global al Apei Comitetul Tehnic (TEC)
17 Simion, C., Controlul statistic al calității procesului , Editura Universității „ Lucian Blaga” din Sibiu, 2006 ,
pag. 100

28
Capitolul 2 . Metoda lui Taguchi . Posibilități de modelare și optim izare în cercetarea
experimentală și prelucrarea datelor
2.1 Generalități privind metoda abordată

2.1.1 Introducere în metoda Taguchi
Doctorul Genichi Taguchi s-a născut la 1 ianuarie 1924 în Japonia. Absolvent al Kiryu
Technical College și doctor în științe la Universitatea Kyushu, a fost profesor onorific la
Institutul de Tehnologie de la Nankin (China)18.
Genichi Taguchi, inginer de profesie, și -a început a ctivitatea în anii '70 publicând
două volume la o cunoscută editură din Tokyo (Maruzen) referitoare la proiectarea
experimentelor. La Conferința Internațională de QC din 1978 de la Tokyo, el a prezentat un
articol sub titlul „Off -line and online quality c ontrol systems " în care își expune pentru prima
oară – ceea ce avea să devină cunoscut sub denumirea de „Metoda Taguchi". În 1980
(împreună cu Y. Wu) el publică „Introduction to off -line quality control", iar în 1986 o
monografie independentă consacrată pr opriei metode, pe care a lansat -o la Conferința Anuală
a EOQC desfășura tă în același an la Stockholm. Taguchi acordă o mare importanță metodelor
cantitative, insistând îndeosebi pe rolul proiectării toleranțelor și a proiectării statistice a
experimentelor pentru stabilirea optimă a parametrilor unui produs, cu scopul de a reduce
variabilitatea performanțelor acestuia.
Taguchi abord ează problema calității mai mult din punctul de vedere al impactului
social al acesteia. Taguchi definește calitatea în termen i de „pierdere socială" ce include nu
numai aspectele strict tehnice ale produsului ce conduc la neîndeplinirea misiunii acestuia, dar
și efectele negative din punct de vedere economic și de poluare a mediului ambiant.
Taguchi pune accentul cu precădere pe faza de proiectare, fiind de părere că este mai
economic să faci un proces insensibil la variații, decât să desfășori apoi acțiuni corective. El
nu este de acord cu obiectivul „zero defecte" deoarece susține (pe bună dreptate) că
întotdeauna vor exista f actori aleatori incontrolabili ce pot cauza probleme – fie acestea și
minore. (Filosofia lui Taguchi a fost pe larg analizată la lucrarea „Off -line QC, Parameter
Desing and the Taguchi Method" de R.N. Kackar, în Journal of Quality Technology, vol. 17
198519.
Contribuția majoră pe care o aduce G. Taguchi prin metoda sa constă în combinarea
tehnicilor de inginerie pe care acesta le posedă cu cele de statistică în vederea obținerii unei
ameliorări rapide a costurilor calității, căutând optimizarea la nivelul p roiectării produsului și
al proceselor de fabricație. Metodei Taguchi îi datorăm stabilirea relației dintre cele două
funcții și anume; funcția pierdere a calității și raportul Semnal/Zgomot care permite stabilirea
începutului dezvoltării unui produs într -un timp util și a ameliorării rezonabile a costurilor.

Doctorul G. Taguchi a contribuit la construirea American Supplier Institute în scopul
de a lărgi câmpul de difuzare al metodelor și ideilor sale. Acum, acestea sunt adoptate și
implementate de sute d e organizații industriale din Statele Unite. În Franța utilizarea acestora

18Oprean., C., Țîțu., M., Tomuță., I., Cerce tarae Experimentală și Prelucrarea Datelor – studii de caz , Ed.
Universității ”Lucian Blaga” din Sibiu, 2007, pag. 280
19Abby Ghobadian și Simon Speller – Revista „Total Quality Management" vol. 5 , nr. 4, 1994, pag. 53 -69

29
a crescut dupa 1988. Planurile de experiențe Taguchi au contribuit la succesul japonezilor în
domeniul calității, ceea ce le -a permis să devină, de mai bine de 20 de ani, liderii mo ndiali în
ceea ce privește calitatea având prețuri de revenire competitive. În occident, utilizarea acestor
metode a început să se dezvolte mai întâi în Statele Unite începând din 1983, apoi în Canada
și Marea Britanie, din 1986, și în sfârșit în Franța și Spania, din 1988. În Franța, metoda
planurilor de experiențe nu este atât de răspândită pe cât s -ar dori, cu toate că implementarea
lor este ușoară, rapidă și permite câștiguri imediate. De obicei, când se constată o dispersie
sau o instabilitate a caract eristicilor unui produs cu ocazia fabricării sau utilizării sale, se caută
cauzele pentru a le reduce, sau chiar elimina. Ori, aceste cauze pot fi multiple: variabilitatea
condițiilor de mediu (temperatură, umiditate, praf…), variabilitatea caracteristic ilor materiilor
prime și componenților utilizați, moduri de operare diferite a muncitorilor. Mijloacele utilizate
în general pentru a le combate pot să coste uneori foarte scump: micșorarea intervalului de
toleranță pentru materialele utilizate, supradimen sionarea componenților, dispozitive mai mult
sau mai puțin sofisticate pentru aclimatizarea atelierelor de fabricație, reguli prea rigide de
utilizare sau funcționare a produselor20.

Percepția inițială a produsului

 Clasic, se înlătură cauzele variațiilor:
– supradimensionarea componenților;
– restrângerea toleranțelor;
– diversificarea produselor;
– diversificarea condițiilor de utilizare
ceea ce constă bani

20 Oprean., C., Țîțu., M., Cercetare a Experimentală și Prelucrarea Datelor – partea a II-a, Ed. Universității
”Lucian Blaga” din Sibiu, 2007, pag. 238
Răspuns
Produs sau
proces Factori
controlați
Zgomot

30
Cunoaștere și stăpânire după experimentare

 Din contră, pentru G. Taguchi, cauzele variațiilor numite factori de zgomot
– există întotdeauna :

– Este inutil să le înlături
– Trebuie să te intereseze doar efectele lor
Robustențe / zgomot

Fig. 2.1 Filosofia abordării Taguchi

Strategia adoptata de G. Taguchi este diametral opusă (conform figurii 2.1): în loc să
caute să elimine acești factori paraziți (numiți factori zgomot), el a căutat să minimizeze
impactul lor. Concret, ea constă în identificarea combinațiilor de parametri care reduc efectele
cauzelor, fără ca acestea să fie atacate direct. Parametrii referitori la produs sau la procesul de
fabricație, asupra cărora putem acționa ușor se numesc factori controlați (cum sunt presiunea
într-un proces de injecție, tipul lubrifiantuluiutilizat, temperatura de turnare a unui metal,
adânimea de tăiere a unei unelte, viteza de agitare a unei soluții lichide, valoarea unei
rezistențe într -un circuit electric, etc..).
Căutarea valorilor bune care să fie atribuite factorilor controlați se efectuează în mod
experimental, cu scopul de a optimiza produsul sau procesul, astfel încât acesta:
– Să respecte performanțele funcționale dorite
– Să fie robust, adică insensibil la factorii zgomot și aceasta cu costuri cât mai
reduse
Metoda Taguchi este o metodă care se aplică în cercetarea experimentală respectiv se
utilizează extrem de pragnant în mode larea și oprimizarea proceselor, produselor și serviciilor
în anumite situații21.

2.1.2 Abordarea managementului calității în concepția lui G. Taguchi
Managementul de vârf trebuie să se preocupe de satisfacerea nevoilor și dorințelor
consumatorului, în continuă schimbare, pe întreaga durată a ciclului de fabricație . Actualmete

21 Oprean., C., Țîțu., M., Cercetarea Experimentală și Prelucrarea Datelor – partea a II-a, Ed. Universității
”Lucian Blaga” din Sibiu, 2007, pag. 240 Produs sau
proces Răspuns
Factori
controlați
Zgomot

31
tot mai mult se pune în evidență și necesitatea utilizării metodelor statistice, în vederea ținerii
sub control a calității. Dacă metodele statistice mai avansate se adresează specialiștil or, cele
elementare trebuie însușite și folosite de către întregul personal începând de la managementul
de vârf până la ultimul lucrător.
Potrivit lui G. Taguchi „calitatea reprezint ă pierderea indusă organizației din
momentul expedierii produsului, p e to ată durata deexploatare, datorit ă neîndeplinirii
corespunz ătoare a caracteristicilor de utilizare”.
G. Taguchi consider ă noncalitatea ca pe o pierdere ce trebuie prevenit ă, define ște
conceptul de ameliorare a calit ății pe baza următoarelor principii:
 pierderea provocată societății este o dimensiune importantă a calității
produselor;
 îmbunătățirea permanentă a calității și reducerea costurilor sunt necesare pentru
obținerea continuității activităților;
 pierderea indusă datorită variației performanței este de regulă proporțională cu
pătratul abaterii față de valoarea obiectiv. Se calculează:
P = k (x – M)2
În care:
P – este pierderea indus ă;
k – constanta pierderii;
x – valoare răspuns; M – valoare obiectiv.

 costul și calitatea totală a produsului sunt în mare măsură determinate de
concepția produsului prin proiectarea corespunzătoare a sistemului, a
parametrilor, și a toleranțelor astfel încât acesta să fie funcțional și realizabil;
 variația performanțelor produsului poate fi redusă exploatând caracterul neliniar
al funcțiilor multor parametri;
 identificarea valorilor obiectiv (optime) ale parametrilor care afectează cât mai
puțin posibil variația performanțelor, prin experimente statistice.
Conceptul de calitate Taguchi, este axat cu pr eponderen ță pe proiectarea produsului,
considerând c ă aceasta constituie instrumentul cel mai important de ob ținere a calit ății dorite
de către clien ți22.
Filosofia metodei Taguchi de optimizarea a calit ății produselor este sintetizată de trei
concepte de bază23:
a. Calitatea trebuie proiectat ă în produs și nu inspectată în produs du pă ce acesta a
fost fabricat.
b. Valoarea cea mai ridicat ă a calității este obținută atunci când deviația față de
ținta propusă este minimă, sau când ac țiunea factorilor incontrolabili nu are
nicio influență asupra sa, ceea ce se traduce prin robustețe.
c. Costurile pe care le presupune calitatea sunt exprimate ca func ție a deviației
față de valoarea nominal ă.

22 Ilieș., L., Management calității totale , Ed. Dacia., Cluj -Napoca, 2003 , Pag.47
23 Roy, R. K., A primer on the Taguchi method , Van No strand Reinhold, New York, 1990

32
În figura 2.2 se prezintă, mai mult sau mai puțin cronologic, apa riția diferitelor
concepte din panoplia mijloacelor utilizate pentru managementul calității.
Aportul lui G. Taguchi se situează la nivelul 5 și 6. Implementarea este cu siguranță
profitabilă în studiile de proiectare și de industrializare a produselor, ac olo unde se
construiește calitatea și se pregătesc viitoarele creșteri ale productivității .

Fig. 2.2 Cele șapte niveluri ale calității
Nivelul calității și costul său de obținere rezultă în mod deosebit din valorile diferite
începând de la proiectare, pentru diferiți parametri ai produsului sau ai procesului de fabricație
(dimensiuni, tensiuni electrice de alimentare, forță de compresiune etc.) .
În absența unei metodologii precise de optimizare, această determinare se efectuează
fără ca să se poată măsura în mod obiectiv consecințele funcționale și financiare.
Nu se pune aici problema de a dezvolta filozofii și modalități, d ar este evident faptul
că atunci când calitatea unei producții se dovedește robustă – adică insensibilă la influențele
mediului înconjurător – devine în întregime posibil și fiabil:
– să se lucreze în sistemul ”tocmai la timp”, de preferință pe liniile de pr oducție;
– să se suprime produsele în curs de fabricare și stocurile de siguranță ale
produselor finite;
– să se admită funcționarea instalațiilor noaptea și în weekend, atunci când
personalul tehnic este cel mai redus din punct de vedere numeric;
– să se micșor eze timpii de schimbare a fabricației pe mașinile obișnuite (valorile
precise ale parametrilor de reglare fiind cunoscute).
Metodologia dezvoltată de Taguchi se înscrie în acest cadru24.

24 Oprean., C., Țîțu., M., Cercetarea Experimentală și Prelucrarea Datelor – parte a a II -a, Ed. Universității
”Lucian Blaga” din Sibiu, 2007, pag. 240 -241 7 Quality Functions Deployment (QFD)
Decliarea din aproape în aproape a ”dorinței
clientului” în termenii specificațiilor și acțiunilor
6 Funcția pierdere a calității
Cuantificarea calității în termeni financiari
5 Calitatea, începând cu faza de prelucrare
Oprimizarea parametrilor pentru atingerea robusteții
4 Instruirea tuturor colaboratorilor
Modificarea atitudinilor și comportamentelor
3 Asigurarea calității implicată în toate funcțiile
Proiectare, fabricare și furnizori, vânzări, service
2 Asigurarea calității în producție
Controlul statistic al proceselor (SPC)
Dispozitive de avertizare (Poka yoke)
1 Inspecție finală
Prelevări din produsele finite
Activități de rezolvare a problemelor (cercurile calității…) Ținte
Clientul
Echilibrul economic
Organizație
Entități funcționale și
relațiile dintre ele
Procese de fabricație
Produsul

33
2.2 Considerații teoretice particulare ale metodei

2.2.1 Realizarea planurilor experimentale utilizând metoda Taguchi
Un plan de experiențe reprezintă o serie de încercări organizate înainte pentru a
determina, cu un minim de încercări și cu maximum de precizie, influențele posibile ale
parametrilor diferiți, pentru a opt imiza performanțele sistemului studiat. Aceste planuri au fost
dezvoltate la începutul secolului de englezul Ronald A. Flesher și de francezul Jacques
Hadamard. Dar tehnicile lor au pătruns relativ puțin în domeniul industrial datorită
caracterului prea te oretic și complexității de implementare.
Una din contribuțiile cele mai remarcabile ale lui G. Taguchi este că a banalizat
tehnicile planurilor de experiențe, propunând o colecție de planuri standard, care sunt asociate
dispozitivelor practice, permițând adaptarea rapidă a acestora și fără să se înșele asupra unei
necesități reale. O mare parte din aspectele statistice a fost astfel simplificată sau eliminată.
Scopul unui experiment este, de exemplu, să se găsească care este cel mai bun
material, cea mai bună temperatură de lucru, cel mai bun timp al ciclului, etc., care, introduse
în procesul de fabricație, determină cele mai bune rezultate dorite, în condițiile cele mai
fiabile și mai economice posibile.
Există trei metode de experimentare:
– Experimentăr i care se efectuează variind un singur factor o dată;
– Experimentări cu un plan factorial complet;
– Experimentări cu un plan factorial fracționat;
Experimentări care se efectuează variind un singur factor o dată: este metoda care se
utilizează spontan de o manieră mai mult sau ai puțin intuitivă sau rațională. În general, se
procedează prin tatonări succesive, adesea conduse fără o metodologie anume, adică fără un
plan de experimentare clar prestabilit. Se încearcă un nou factor, sau o nouă valoare a acelui
factor, în funcție de rezultatele obținute în cursul încercării precedente25.
După cum am menționat anterior metoda lui Taguchi a fost creată și implementată în
jurul anilor 50 de către inginerul japonez G. Taguchi în vederea reducerii costurilor și crește rii
calității în industria de construcții de mașini din Japonia.
În filosofia Taguchi robustețea are o conotație și un obiectiv diferit. De această dată
obiectivul unui plan experimental este găsirea condițiilor experimentale în care răspunsurile
sunt ap roape de setările optime dar în același timp variații mici ale condițiilor experimentale
au un impact redus asupra răspunsurilor și respectiv asupra calității produsului. Din această
cauză planurile experimentale propuse de Taguchi se numesc planuri experi mentale robuste.
Taguchi propune o metodă sistematică și eficientă pentru conducerea unui experiment,
metodă care să ducă la o formulă optimă din punct de vedere al performanțelor și a costului.
Metoda propusă utilizează o matrice experimentală ortogonală care permite împărțirea
spațiului planului experimental și selectarea unei matrice a planului experimental care conține
un număr mare de variabile cu ajutorul unui număr redus de experimente. Metoda permite

25 Oprean., C., Țîțu., M., Tomuță., I., Cercetarae Experimentală și Prelucrarea Datelor – studii de caz , Ed.
Universității ”Lucian Blaga” din Sibiu, 2007, pag. 283

34
practic selectarea inteligentă în domeniu experi mental a unui subset de parametri care permite
studiul întregului spațiu experimental cu un număr minim de determinări experimentale.
Pentru aceasta propune un număr limitat de matrici experimentale. Matricele
experimentale propuse sunt:
– matrice cu 2 niveluri L 4(23), L 8(27), L16(215), L 32(231);
– matrice cu 3 niveluri L 9(34), L 27(313);
– matrice cu diferite niveluri L 18(21 x 37);
– matrice L 12(211) destinate planurilor fără interacțiuni pentru efectuarea screening –
ului
Notația planurilor are următoarea semnificație (exemplu pentru o matrice L 8(27)):
– L8 înseamnă că matricea are 8 linii (ceea ce echivalează că planul are 8 determinări
experimentale);
– 2 din (27) înseamnă că fiecare factor poate fi luat la două niveluri;
– 7 din (27) înseamnă că matricea are 7 linii (ceea ce echivalează că cu ajutorul
planului pot fi studiați 8 factori).
Diferit față de planurile experimentale tradiționale planurile experimentale Taguchi
folosesc și o terminologie diferită: 1 pentru nivelul inferior al factorului, 2 pentru niv elul
intermediar al factorului și 3 pentru nivelul superior al factorului. Un exemplu matriță de plan
experimental de tip Taguchi cu șapte factoti și două nivele L 8(27) este prezentat în tabelul 2.1.
Matricea este ortogonală (are același număr de 1 sau 2 p e fiecare coloană și același număr de
comnibații 11, 12, 21 sau 22).

Tabelul 2.1. Matricea unui plan experimental Taguchi cu 7 factori și 8 experimente L 8(27)
Nr.
experimentului X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
1 1 1 1 1 1 1 1
2 1 1 1 2 2 2 2
3 1 2 2 1 1 2 2
4 1 2 2 2 2 1 1
5 2 1 2 1 2 1 2
6 2 1 2 2 1 2 1
7 2 2 1 1 2 2 1
8 2 2 1 2 1 1 2

Filosofia unui plan experimental Taguchi constă în reducerea varianței variabilelor
dependente ale unui proces prin găsirea condițiilor experimentale în care variația necontrolată
a unor factori de proces au un impact minim asupra calității produsului. În cazul utilizării
planurilor experimentale Taguchi se face distincție între factorii experimentali ( care sunt ușor
de controlat) și factorii care determină zgomotul de fond (care sunt foarte greu de controlat)26.

26 Țîțu., M., Oprean., C., Boroiu., A., Cercetarea experimentală aplicată în creșterea calității produselor și
serviciilor, Ed. Agir, București, 2011, Pag. 150

35
2.2.2 Metoda sistematică a lui Taguchi

Modelul “pierdere pentru societate” semi -cantitativ al lui Genichi Taguchi cu privire la
relația dintre calitate și bani se bazează pe două principii, și anume:
Calitatea slab ă este considerată de către G. Taguchi o pierdere transferată societății
din momentul în care produsul este livrat, adică transferat clientului. O calitate bună a
produsului înseamnă pierderea minimă transferată – și invers. Pierderile respec tive („costuri
de proprietate”, adică determinate de proprietatea asupra produsului) sunt cauzate de
întreținere, de dificultățile de utilizare, de defecte etc., inclusiv de daunele indirecte, reparații,
nerespectarea graficelor de activitate.
Acest concept are o natur ă mai globală și consideră calitatea slabă ca fiind o problemă
macroeconomică, socială care depășește cadrul organizației. Metoda combină ingineria
calității cu metodele statistice; reducerea costurilor se obține prin optimizarea proiectării
produsului si a proceselor.
Funcția de pierdere are la bază constatarea că orice abatere a parametrilor calitativi ai
produsului de la valoarea -obiectiv specificată contribuie la pierderea transferată către societate
conform celor de mai sus. Taguchi a stabilit funcția de pierdere a calității – o relație între o
dispersie sau o instabilitate a caracteristicilor unui produs și raportul semnal/zgomot (factori
externi de influență). Valoarea financiară aproximativă a acestei pierderi este direct
proporțională cu pătratul a baterii de la valoarea -obiectiv (și se nu mește „funcția de pierdere”).
Cunoașterea funcției permite reducerea costurilor prin reproiectare, prin reducerea variației
fără a elimina cauza, făcând produsul/procesul insensibil la influența factorilor necontrol abili.
Aceste două puncte de vedere propuse de Taguchi trebuie văzute ca niște recomandări
pentru formularea strategiilor de piață și pentru îmbunătățirea proceselor și mai puțin ca
instrumente financiare în problema calității.

2.2.3 Funcția ”Pierdere a calității” și ”Raportul Semnal/Zgomot”
2.2.3.1 Funcția ”Pierdere a calității”
Superioritatea metodei Taguchi în raport cu metoda clasică a planurilor de experiență
rezultă din utilizarea indicatorului de performanță: raportul Semnal/Zgomot.
Acest raport ia simultan în considerație:
– Valoarea dorită (Semnalul), de atins;
– Variabila nedorită a acestei valori (Zgomotul), de combătut.
Funcția ”Pierdere a calității” exprimată de G. Taguchi permite cuantificarea, sub formă
de pierderi financiare, a consecințelor pe ntru producător și pentru clienții săi a nivelului
calității unui produs.
Potrivit acestui concept, pierderea apare nu numai dacă produsul se află în afara
specificațiilor, dar ea apare în egală măsură și dacă produsul este în interiorul toleranțelor
(conform figurii 2.3).
În figura 2.3 constatăm o diferență insignificantă între un produs P1 care este declarat
bun la limita inferioară și un produs P2 declarat respins, imediat după limită. Această
diferență se dovedește considerabil mai importantă între pr odusele P1 și P3, ambele declarate
bune, dar situate la limita inferioară, respectiv superioară a toleranței.

36
Este evident că produsul cel mai bun P0 este cel care se găsește exact la valoarea
nominală specifică.
Calea autentică care permite minimizarea pierderilor calității nu constă în fixarea unor
limite conform/neconform ci în reducerea variațiilor în raport cu valoarea nominală.
Funcția ”pierdere a calității” are ca obiectiv cuantificarea consecințelor economice a
variațiilor în raport cu valorile f ixate.
Expresia s -a matematică diferă în funcție de cele trei tipuri de criterii referitoare la
calitate care trebuie oprimizate27:
– Criteriu țintă (adică optimul este valoarea nominală);
– Criteriu care trebuie minimizat (adică cu cât este mai mic cu atât es te mai bine);
– Criteriu care trebuie maximizat (adică cu cât este mai mare cu atât este mai bine).

Intervalul de toleranță

P2 P1 P0 P3

Li yN Ls

Fig. 2.3 Conceptul funcției ”pierdere a calității”

Funcția ”pierdere a calității” în cazul criteriilor țintă
Ipoteza simplificatoare enunțată de Taguchi este următoarea: pierderea este
proporțională cu pătratul abaterii caracteristicii față de valoarea țintă.
L(y) = k(y -yN)2 – pentru o piesă în care:
L(y) = valoarea pierderii unitare, exprimată în unități monetare;
y = valoarea caracteristicii măsurate;
yN = valoarea nominală, adică valoarea țintă;
k = constantă a cărei valoare depinde de cazul tratat.
Prin intermediul acestei funcții, G. Taguchi materializează ideea că pierderea este o
funcție continuă a ab aterii în raport cu valoarea țintă, și că această pierdere nu apare subit la
trecerea unei limite de toleranțe, adesea definită într -o manieră arbitrară (conform figurii 2.4).

27 Oprean., C., Țîțu., M., Tomuță., I., Cercetarae Experimentală și Prelucrarea Datelor – studii de caz, Ed.
Universității ”Lucian Blaga” din Sibiu, 2007, pag. 283 Conform
(Limita inferioară
specificată) (Limita superioară
specificată) (Ținta) Neconform Neconform

37
(Limita inferioară
specificată) (Limita superioară
specificată)
Cel mai bun Funcția ”pierdere a calității” În cazul unui lot s au eșantion de produse funcția pierdere a calității are urmă toarea
formulă:
L(y) = k[s2+(y-yN)2] – pierederea medie unitară pentru n piese în care:
L(y) = pierderea medie unitară, exprimată în unități monetare;
s = abaterea standard a valorilor măsurate y1, y2, y3, …, yn;
y = media aritmetică a valorilor măsurate y1, y2, y3, …, yn;
yN = valoarea nominală;
k = constantă a cărei valoare depinde de cazul tratat.

Funcția ”pierdere a calității” în cazul criteriilor care trebuie minimizate
Când valoarea yN = 0 funcția pierdere a calității devi ne:
– Pentru un singur produs: L (y) = ky2
– Pentru un lot de produse: L (y) = k(s2+y2) (pierdere unitară medie)

Valoare măsurată Intervalul de toleranță

P2 P1 P0 P3

Li yN Ls

L(y)

Fig. 2.4 Interval de toleranță și funcția ”pierdere a calității”
Neconform Neconform (Ținta) Valoare măsurată a
criteriului calității
Valoare măsurată a
criteriului calității Neconform Neconform Conform
Conform Conform

38
Funcția ”pierdere a calității” în cazul criteriilor care trebuie maximizate
Este vorba de caracteristicile a căror valoare țintă, teoretic, este infinită: și utilizăm
funcția inversă lui y, fie 1/y. Funcția pierdere a calității devine:
– Pentru un produs: L (y) = k*(1/y2)
– Pentru un lot de produse: L (y) = k*(1/n)*∑(1/yi2)
Expresia acestei funcții pentru un lot de produse nefiind ușor de utilizat, în general se preferă
o formulă apropriată:
L(y) = k*(1/y2)[1+3*(s2/y2)] (pierdere unitară medie)
unde:
L(y) = pierderea medie unitară, exprimată în unități monetare;
s = abaterea standard a valorilor măsurate y1, y2, y3, …, yn;
y = media aritmetică a valorilor măsurat e y1, y2, y3, …, yn;
yN = valoarea nominală;
k = constantă a cărei valoare depinde de cazul tratat28.

2.2.3.2 Raportul Semnal/Zgomot
Raportul Semnal/Zgomot pentru măsurarea performanțelor
Performanța reprezintă ieșirea unui sistem cu una sau mai multe intrări.
Valorile medii care se stabilesc pentru evaluarea performanțelor, au un ro l critic câtă
vreme se dorește optimizarea rapidă a unui produs sau proces de fabricație.
Scopul unui experiment este să fixeze valorile parametrilor care intră (intrările ), ale
unui produs sau ale unui proces de fabricație, pentru ca acesta să atingă performanțele
așteptate (ieșirile dorite) și să aibă un minim de sensibilitate (ieșirile nedorite) la zgomote,
adică la factorii necontrolabili.
Aceste două componente sunt optimizate împreună .

Raportul Semnal/Zgomot în cazul unui criteriu țintă
Este cazul când se definește o valoare nominală preferențială pentru ieșirea unui sistem
care urmează a fi optimizat. Orice valoare care se abate de la valoarea impusă, este mai puț in
dorită decât valoarea țintă sau valoarea nominală.
Expresia reportului Semnal/Zgomot (în decibeli) care se utilizează de obicei:

S/N = 10 log ) [(y2/s2) – 1/n] [dB]
unde:
y = media aritmetică a valorilor măsurate;
n = abaterea standard a valorilor măsurate;
n = numărul măsurătorilor efectuate
Cu cât valoarea algebrică a lui S/N va fi mai mare, cu atât pierderea generată va fi mai
mică și deci va fi mai bună performanța produsului sau procesului care trebuie optimizat.

28 Oprean., C., Țîțu., M., Tomuță., I., Cercetarae Experimentală și Prelucrarea Datelor – studii de caz , Ed.
Universității ”Lucian Blaga” din Sibiu, 2007, pag. 286

39
Cazul particular al unui cr iteriu țintă cu valori pozitive și negative
Deoarece caracteristicile pot lua valori pozitive sau negative, măsurarea dispersiei în
jurul mediei nu mai are nici un sens. Trebuie atunci să se măsoare variabilitatea în termeni de
abatere exprimați în valori absolute, adică utilizând varianta s2.
În acest caz se utilizează expresia:
S/N = -10 log s2 [dB]

Raportul Semnal/Zgomot în cazul unui criteriu care trebuie minimizat
În cazul unui criteriu care trebuie minimizat, expresia funcției ”pierdere a calităț ii”
este:
L(y) = k(s2/y2)
În acest caz se utilizează expresia:
S/N = -10 log (s2+ y2) [dB]

Raportul Semnal/Zgomot în cazul unui criteriu care trebuie maximizat
În acest caz se utilizează expresia:

S/N = -10 log [(1/ y2)(1+3*(s2+ y2))] [dB]

40
Capitolul 3 . Studiu cu privire la aplicarea metodei lui Taguchi în modelarea și
optimizarea unor parametri specifici calității apei potabile
3.1 Problematica apei potabile

În viața de zi cu zi o cantitate mare de apă este consumată pentru necesitățile igienice,
menajere și de trai. Apa este necesară pentru prepararea produselor alimentare și spălatul
veselei, pentru întreținerea curățeniei în locuințe și în localuri publice, pentru înlăturarea
dejecțiilor la folosir ea instalațiilor de canalizare, totodată c antități mari de apă se consumă la
efectuarea lucrărilor de asanare și cultură fizică (bazinele de înot) etc.
În orașe , se consumă cantități mari de apă din apeduct la stropitul străzilor și ud atul
spațiilor verzi. Cantitatea de apă necesară pentru o persoană în 24 ore depinde de condițiile
climaterice ale localității, un factor important constituindu -l nivelul de cultură al populației.
Totodată depinde de gradul de amenajare a orașelor și fondu lui locativ și de alte condiții
locale în conformitate cu cerințele "Regulamentului igienic. Aceste cerințe, făcând referire la
proiectarea, construcția și exploatarea apeductelor de apă potabilă". În urma diverselor analize
efectuate, s -a constatat, că în acest scop fiecare locuitor con sumă zilnic în medie între 80 și 90
1itri de apă. Așadar, nevoile în apă ale unei localități depind de gradul de dezvoltare, de
industria localității, acestea fiind considerabil mai mari î n orașele cu un grad de dezvoltare
mai înalt sau în orașele industriale.
Apa este un element de constituție esențial ș i majoritar al materiei vii, care asig ură
desfăș urarea tutu ror proceselor vitale. Se afirmă în acest sens, nu fără temei, că toate
viețuitoarele, traiesc în apă sau sunt per manent scăldate î ntr-un mediu hidric.
În afară de acest rol direct deter minant, apa, prin circuitul ei în natură , genereaz ă
fenomenele meteorologice, tipurile de climă , diverse procese biologice în soluri, care asigură
circuitul materiei în natură, legătu ra dintre sol și plante. Se asigură, astfel, hrana viețuitoarelor
și calitatea aerului atmosferic. De asemenea, apa este un element d e purificare a mediului, o
sursă de energie ș i o cale de transport.
Una dintre problemele majore ale omenirii o constituie , în prezent, poluarea. Este
evident că mediul natural se deteriorează încetul cu încetul și că sistemele ecologice nu se mai
pot adapta la presiunea factorilor antropici, autoreglarea ecosferei nemaifiind posibilă.
Se acceptă unanim faptul că o apă absol ut pură nu există în natură, însă proprietățile ei
trebuie cunoscute, deoarece în raport cu acestea se stabilesc calitățile apelor naturale,
respectiv ale apelor care se prelevează la surse pentru diferite necesități29.

3.2 Prezentarea experimentului pentru apa potabilă

Deși diferă prin dimensiuni și tehnologii folosite, cea mai mare parte a stațiilor de
tratare a apei potabile au o schemă constructivă apropiată și folosesc un proces foarte
asemănător. Deoarece d iagrama fl ux ne ajută la reprezentarea sec venței pașilor dintr -un
proces și arată momentul în care un proces începe și se termină precum și pașii importanți ai
acestui proces în continuare este prezentată în figura 3.1 diagrama flux al procesului de
potabilizare al apei în cadrul stației de tratare Ucea -Sumerna:

29 Pîslărașu ., I., Rotaru, N. , Teodorescu, M., Alimentări cu apă , Ed. Tehnică, București, 1981

41

DA
NU NU NU NU
DA DA DA POTABILIZAREA
APEI
Turbiditate
> 20 NTU Se pot opri
robinetele? Introducere
sulfat de
aluminiu Intrarea apei brute î n
bazin

Decantare
Turbiditate >
5 NTU Decantare timp
de 48h
Decantare timp de
48h

Filtrare
Necesitate volum
mare de apă și
turbiditate mare? Folosire 4
filtre
Clorinare Depozitare Distribuire
apă că tre
consumatori Folosire 3 filtre
Fig.3.1 Diagrama flux al procesului de potabilizare al apei în
cadrul stației de tratare Ucea -Sumerna

42
3.2.1 Alimentarea cu apă în vederea potabilizării în cadrul stației de tratare Ucea –
Sumerna se desfășoară în felul următor.

 Surse de apă – suprafață pr. Arpasu Mare; cbh VIII.1.106, hm 78; Qinst.200 l/s
 Volume și debite de apă autorizate:
– Zilnic maxim: 13.000 m³ ; anual: 4745 mii m³
– Zilnic mediu: 7.000 m³ ; anual: 2555 mii m³
– Zilnic minim: 3.000 m³ ; anual: 1095 mii m³
Func ționarea sta ției este permanent ă; 365 zile/an; 24 ore/zi
 Instala ții de captare: baraj deversor și priză tirolez ă; deznisip ător; bazin cu mir ă;
canal colector spre sta ția de tratare.
 Instala ții de aduc țiune:
– Canal trapezodial, L = 4km
– Conductă de aducțiune din oțel, cu DN 700mm, L = 400m
 Instala ții de tratare: Stația de tratare Sumerna se compune din:
– Cămin de amestec și distribu ție apă brută, cu două compartimente de distri buție cu
forma unui jgheab circular comun, despăr țit de doi pere ți verticali de unde apa este
distribuită prin două conducte cu Dn 600mm. C ămin ul este prev ăzut cu preaplin,
realizat din conductă OL, cu Dn 700mm și se continuă cu canalul de ape
conven țional curate Dn 800mm.
– Decantoare orizontale radiale – 2 buc., din beton cu Dn 30m și V = 2500 m³
fiecare.
Decantoarele sunt prevăzute cu cameră de reac ție (dozare agen ți foculan ți),
amplasarea în interiorul decantorului și cu poduri racolare pentru cură țarea
nămolului. Apa decantată este dirijată la sta ția de filtre printr -un racord Dn
600mm.
– Filtre rapide – 6 buc., cuve din beton cu nisip cuar țos, cu următoarele caracteristici
fiecare S = 25m². Hnisip = 1,2m. Sta ția de filtre este prevăzută cu grup de pompare
apă pentru spălarea filtrelor: 2+1 pompe Cerna, Q = 350 m³/h, H = 10m, P = 15kw.
– Bazin înmagazinare apă filtrată, realizat din beton, cu V = 200 m³
– Dozator de clor gazos tip ADVANCE.
 Înmagazinarea apai potabile: două rezervoare din beton, semi îngropate, cu V =
1000 m³ fiecare. De la un rezervor pleacă printr -un racord cu Dn 150mm conducta de
aducțiune spre Ucea de Sus și printr -un racord cu Dn 200mm conducta de aducțiune
spre Ucea de Jos. Din cel de -al doilea rezervor printr -un racord cu Dn 500mm
conducta sp re Victoria.
 Rețeaua de distribuție a apei potabile:
– SC Purolite SRL: conducta de aducțiune din PEHD, cu L = 2000m
– Localitatea Ucea de Jos:
– conducta de aducțiune din PEHD Pn 10 barr, cu De 160mm, cu L = 10250m
– rețea de distribu ție din OL., cu Dn 50-100mm, L= 3200m.
– Localitatea Vi ștea de Jos și localitatea Olte ț:
– conducta de aducțiune din PEHD, cu De 140 -200mm, L= 10700m + 2000m
– rețea de distribu ție din OL., cu Dn 50 -150mm, L= 4150m.

43
– Localitatea Victoria, Corbi :
– conducta de aducțiune din OL, Dn 300mm, L = 3000m + 4000m.
– rețea de distribu ție Corbi, din PEHD, Dn 100mm și L = 1100m.
– rețea de distribu ție Feldioara, din PEHD, Dn 100mm și L = 4000m.
– Localitatea Feldioara: conducta de aducțiune din PEHD, Dn 110mm, L = 2500mm.
– Localitatea Drăguș: conducta de aducțiune din OL, Dn 100mm, L = 7000m.
Distribu ția în localitatea Dr ăguș este realizată de Primăria Comunei Dr ăguș.
– Localitatea Vi ștea de Sus:
– conducta de aducțiune din OL, Dn 125mm, L = 3500m.
– rețea de distribu ție din OL, cu Dn 100mm, L = 5000m.
– Localitatea Ucea de Sus: conducta de aducțiune și distribu ție din OL, Dn 150mm,
L = 8000m.

3.2.2 Volume de apă necesar a fi asigurate în surse pentru alimentarea cu apă a
folosinței
Surse de suprafață : volum mediu zilnic -7000 m³/zi; volum mediu anual –2555 mii m³.

3.2.3 Modul de folosire a apei
– Necesarul total de apă: maxim -13.000 m³/zi; mediu -7000 m³/zi; minim -3000 m³/zi
– Cerin ța total ă de apă: maxim -13.000 m³/zi; mediu -7000 m³/zi; minim -3000 m³/zi

3.2.4 Evacuarea apelor uzate de la Stația de tratare Ucea – Sumerna
Apele tehnologice provenite de la spălarea filtrelor, împreună cu apele din preaplinul
căminului de amestec și distribuție apă, sunt descărcate prin intermediul unui colector din
beton, cu Dn 800mm, L=371m, într -o vale torențială – afluent necadastrat al pârâului Ucea.
Monitorizarea calității acestor ape se face cu o frecvență trimestrială la următorii
indicatori de calitate: pH=6,5 – 8,5; suspensii=60mg/l; reziduu filtrabil la 105°C=1000mg/l.
Apele uzate menajere provenite de la Stația de tratare Ucea – Sumerna sunt colectate
de o rețea de canalizare din tuburi de fontă, cu Dn 200mm, L=120m, cu descărcare într -un
bazin din beton, tricompartimentat, cu un volum util de 15m³.
Vidanjarea bazinului de stocare ape uzate menajere se face conform contractului
încheiat cu SC Instalații Montaj 91 SA Brașov – Punct de lucru oraș Victoria.
In localitățile Ucea de Jos, Viștea de Jos, Corbi, Feldioara, Viștea de Sus, Ucea de Sus,
nu există rețele de canalizare centralizate.

3.2.5 Instala ții de măsurare a debitelor și volumelor de apă

Nr. Crt Post hidrometric de exploatare
(amplasament) Element primar
1 Sursa (captare)
Intrare stație de tratare Apometru Dn 250mm
Debitmetru electromagnetic
2 Pentru distribu ție Apometre

44
3.3 Realizarea experimentului, prelucrarea datelor și optimizarea acestora

Aplicarea metodei TAGUCHI în procesul obținerii apei potabile/potabilizării apei.
Definirea problemei : În procesul de obținere a l apei potabile/potabilizare a apei,
frecvent ne confru ntăm cu prezența în apă a unor particule de natură organică sau anorganică,
particule care se află în suspensie și care nu sedimentează (nu se depun) în timp și care duc la
reducerea transparenței apei, cauzată de prezența materiilor nedizolvate, altfel sp us prezența
unor particule solide în apă. Nivelul acestor particule cu care ne confruntăm și nivelul
substanțeleor organice în apa brută trebuie monitorizat permanent.

În perioadele cu vreme mai ploioasă s -a obesrvat un nivel ridicat de impurități în apa
brută care intră in stația de tratare. Analizând buletinele de informare cu privire la calitatea
apei brute, am constatat faptul că datorită acestor valorilor ridicate de impurități și durata
relativ lungă de tratare a apei până aceasta devine potabilă, r egăsim situații în care volumul de
apă potabilă care este deja înmagazinată și pleacă spre consumatori devine insuficientă.
O evolutie a substanțelor organice (exprimată în mg/l ) și a turbidității (exprimată în
ntu) es te reprezentată mai jos (Fig . 3.2 ), observandu -se o ameliorare î n perioadele în care
ploaia nu este abundentă și un nivel ridicat în lunile în care s -au înregistrat cantități mari de
precipitații, aceste date reprezentând o medie a tuturor valorilor înregistrate în decursul
fiecărei luni pe parcursul anului 2016. Acest nivel ridicat t rebuie redus la valori < 5,00 în
ambele cazuri (nivel acceptat de Ministerul Sănătății și Familiei ).

Fig.3.2 Valoarea medie a turbiditățiilor si substanțelor organice pentru anul 2016 1,052 0,9433,8848,633
5,139
4,548
0,3821,33435,22175,66
0,382
012345678910
Turbiditate
Substanțe Organice

45
Problemele apă rute de -a lungul procesului au dus la luarea acestei dec izii, de a aplica
aceasta metodă și de a măsura eficienț a ei.
Scurta descriere a procesului (Fig . 3.3 și Fig. 3.4 ):

Fig. 3.3 Procesul de potabilizare al apei în cadrul stației de tratare Ucea -Sumerna
Procesul urmă rit este cel de potabilizare al apei (fazele 1,2,3,4 ), unde c alitatea apei
poate înregistra valori care nu se încadrează în limitele admise și stabilite de Legea nr.
458/2002 privind calitatea apei potabile . Deficienț a acestui proces fiind valorile ridicate ale
turbidității și a substanțelor organice după trecerea prin diferitele trepte de tratare.
Tabelul 3.1. Etapele procesului de potabilizare cu scopurile și deficien țele aferente
Proces Scop Deficiență
Apa de
suprafață Aprovizionarea decantoarelor cu
necesarul de apă brută – Volumul cantității de apă care intră î n
decanto are poate fi insuficient sau prea mare
– Număr de decantoare redus
Decantarea Scăderea valorilor turbidității și a
substanțelor organice cu cel putin
25% – Necesitatea unui timp mai mare de
decantare pentru a scădea valorile
parametrilor
Filtrarea Valorile turbidităț ii și a substanțelor
organice trebuie să scadă cu
procente mai mar i de 25%, să scadă
pe câ t posibil până la 50% – Debitul (viteza) de curgere a apei
Clorinarea Pentru apa potabilă trebuie să existe
o concentrație minimă reziduală de
clor de 0.1% mg/l. – Nerespectarea instrucțiunilor de lucru
– Se pot genera produse nedorite derivate
cum ar fi hidrocarbonul de clor în special în
apa contaminată organic.
– Contaminăr i bacteriene prin excesul de
clor este, adesea, exagerată deoarece
concentrația de clor se epuizază repede .

Alegerea caracteristicilor care trebuie optimízate: Pentru alegerea caracteristicilor
de optimizat grupul de analiză (format din responsabilul cu aprovizionarea apei brute,
inginerul tehnolog, responsabilul cu analiza parametrilor și întocmirea buletinelor de apă,
responsabilul cu intretinerea utilajelor, inginerul de mediu și șeful stației de epurare) a realizat
un tabel detaliat al procesul de potabilizare al apei în cadrul stației de tratare în care au fost
enumerați o serie de factori ce pot genera prob lemele . CAPTAREA
APEIDECANTAREA FILTRAREA
CLORINAREA
DEPOZITAREA
APEITRIMITEREA
APEI SPRE
CONSUMATOR

46

Fig. 3.4 Procesul de potabilizare al apei în cadrul stației de tratare Ucea – Sumerna – Detaliat.Captarea
apei
•Intrarea apei
brute în
instalațiile de
captare de care
dispune sta ția
de tratare ap ă
potabil ăUcea –
Sumerna .
•Surse de ap ă-
Suprafa ța pr.
Arpasu Mare;
cbh VIII.1.106,
hm 78
•Dacă
turbiditatea >
20NTU și nu
este indicat a
se opri
robinetele
bazinelor de
înmagazinare,
se va introduce
sulfat de
aluminiu
pentru
limpezirea
apei.Decantare
•Limpezirea
apei care
conține
particule
solide în
suspensie.
•Etapă care
durează între
24h-48h.
•Se folosesc
două
depozite de
decantare/de
cantoare.Filtrare
•Procedeul de
limpezire
avansată a
apei.
•Constă în
trecerea
acesteia
printr -o masă
de material
poros denumit
strat filtrant,
și anume
filtru cu strat
de nisip
cuarțos.
•Se pun la
dispoziție 6
filtre, din care
se utilizează
efectiv 3 -4 în
funcție de
cantitatea de
apă necesară
și de
turbiditatea
acesteia.Clorinare
•Procesul de
sterilizare al
apei cu clor.
•Injecție de
clor în apă în
concentrație
de 0,1 -0,5
mg/l
•Dozator de
clor gazos tip
ADVANCEDepozitarea
apei
•Înmagazinarea
apei potabile în
două rezervoare
din beton
semiîngropate,
cu V=1000mc
fiecare.
•Se stochează
rezerve de apă
între orele
00:00 -06:00
pentru a avea
rezerve în cazul
în care ne
confruntăm cu
avarii sau
pentru cazurile
în care se
înregistrează un
consum mare
de apă.Trimiterea apei
spre consumator
•Din cele două
rezervoare , din
primul pleacă
printr -un racord cu
Dn 150 mm
conducta de
aducțiune spre
Ucea de Sus și
printr -un racord cu
Dn 200 mm
conducta de
aducțiune spre
Ucea de jos.
•Din cel de -al doilea
rezervor printr -un
racord Dn 500mm
conducta de
adcuțiune spre
Victoria.

47
Pentru experiment am ales patru factori la două nivele de control și anume (tabelul 3.2) :
1. Apa de suprafață: urmărindu -se cantitatea de apă care intră în decantoare .
2. Decantarea: urmărindu -se timpul de decantare al apei .
3. Filtrarea: urmărindu -se debitul (viteza) de curgere a l apei.
4. Clorinarea: urmărindu -se cantitatea de clor adăugată în apă astfel încât să se obțină apă
potabiă la ieșirea din stație .
Tabelul 3.2. Factorii și nivele de control
Nr. Factor controlat Nivel 1 (minim) Nivel 2 (maxim)
A Apa de suprafață Se poate reduce până la 0 (se
închid decantoarele la un debit
foarte mare) 300/400m³/h

B Decantarea 24h 48h
C Filtrarea 80m³/h 200m³/h
D Clorinarea 0 mg/l – indicat este să fie 0,1
miligram clor pe litru de apă 500 – indicat este să fie 0,5
miligram clor pe litru de apă

Defectele întâlnite nu pot fi cuantificate într -un mod continuu și sunt tratate ca ș i criterii
calitative . Criteriile de calitate urmă rite – fiind împărțite în două grupe după cum urmează :
I. Turb iditatea apei; criteriu ce trebuie minimizat
II. Substanțele organice; criteriu ce trebuie minimizat
Am selectat un plan de experiențe fracț ionat pentru cei patru factori la cele două nivele. În
continuare este calculat numărul de experimente/încercări neceasare pentru determinarea
matricei ce va fi folosită după cum se poate observa în tabelul 3.3 .
Tabelul 3.3. Calculul numărului de experimente pentru determinarea matricei
Factori Nivele (N) Grade de Libertate
(Dl = N – 1)
Apa de suprafață [A] 2 1
Decantarea [B] 2 1
Filtrarea [C] 2 1
Clorinarea [D] 2 1
A x B [Apa de suprafață – Decantarea ] (2-1) x (2 -1) = 1×1 = 1
B x C [ Decantarea – Filtrarea ] (2-1) x (2 -1) = 1×1 = 1
Total Grade de Libertate [𝑁𝑘− 1]𝑘
𝑖=1 6

Numărul total de experimente TExperiment = 1 + [𝑁𝑘− 1]𝑘
𝑖=1 = 1 + (6) = 7 , unde
k = nr de factori, N reprezinta nivelele

48
Graficul Liniar Impus care reprezintă efectele principale ale factorilor A,B,C,D și
efectele interacțiunii A x B și B x C arată în felul următor:

Fig. 3.5. Graficul liniar impus

Iar Graficul Liniar Standard pe care îl vom folosi în cazul nostru pentru matricea
ortogonală L8 arată în felul următor:

Fig. 3.6. Graficul liniar standard

În vederea pliării Graficului Liniar Standard din cazul nostru pe Graficul Liniar Impus
pentru a putea determina schema experimentală, este necesar să alocăm factorii coloanelor
matrice ortogonale după cum urmează:

Fig. 3.7 . Graficul determinării schemei experimentale

49
Cea mai mică matrice de experiențe comp atibilă cu obiectivele e xperimentului care se
efectuează , este prin urmare o matrice L8 confo rm tabelului 3.4 :
Tabelul 3.4. Matricea de experimente L8
Nr.
Încerc are Coloana
1 Coloana
2 Coloana
3 Coloana
4 Coloana
5 Coloana
6 Coloana
7
1 1 1 1 1 1 1 1
2 1 1 1 2 2 2 2
3 1 2 2 1 1 2 2
4 1 2 2 2 2 1 1
5 2 1 2 1 2 1 2
6 2 1 2 2 1 2 1
7 2 2 1 1 2 2 1
8 2 2 1 2 1 1 2

Bazat pe modul de alocare a l celor patru factori pe care îi analizăm A →1, B→2, C→4,
D→7, am ales să folosim din matricea de experiențe coloanele 1, 2, 4 și 7. Lăsând la o parte
coloanele 3 și 6 deoarece acestea reprezintă o interacțiune confundată a coloanelor 1 -2 și
respectiv 2 -4, doar în modul acesta vom putea analiza interacțiunile în mod ind ependent.
După cum se poate observa in tabel ul 3.5 matricea de experimente care rezultă în cazul acesta
este următoarea:
Tabelul 3. 5. Matricea de experimente rezultată
Nr.
Încercare FACTORI CONTROLAȚI
1/A 2/B 4/C 7/D
1 1 1 1 1
2 1 1 2 2
3 1 2 1 2
4 1 2 2 1
5 2 1 1 2
6 2 1 2 1
7 2 2 1 1
8 2 2 2 2

Pentru fiecare î ncercare s -au prelevat timp de 8 zile în fiecare zi câte o probă de apă la
fiecare etapă din proces, totalul reprezentând 4 probe de apă pe zi. T otalul probelor de apă au
fost grupate in 2 categorii :
I. Turbiditatea apei; criteriu ce trebuie minimizat
II. Substanțele organice; criteriu ce trebuie minimizat

50
Tabel ul 3.6. Răspunsuri criteriu l I
Nr.
Încercare RĂSPUNSURI
Media Abatere
standard S/N
dB Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4
1 5,139 3,884 2,444 0,414 2,970 2,029 -11,1186
2 8,633 5,2217 0,943 0,926 3,931 3,730 -14,6784
3 18,065 11,375 6,140 3,103 9,670 6,557 -21,3514
4 7,947 6,528 3,648 3,014 5,284 2,343 -15,2388
5 5,660 4,548 2,498 2,201 3,727 1,658 -12,2114
6 3,934 2,685 0,974 1,334 2,232 1,353 -8,3330
7 1,349 1,052 0,291 0,382 0,769 0,515 0,672 3
8 15,565 8,875 3,640 1,503 7,396 6,265 -19,729
TOTAL 4,497 -12,7485

Tabelul 3.7. Răspunsuri criteriu l II
Nr.
Încercare RĂSPUNSURI
Media Abatere
standard S/N
dB Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4
1 1,597 1,520 1,32 0,26 1,174 0,621 -2,464 8
2 1,74 1,49 0,78 0,64 1,163 0,535 -2,1452
3 2,75 2,08 1,599 0,982 1,853 0,748 -6,0131
4 1,71 1,63 1,41 1,39 1,535 0,159 -3,7685
5 1,57 1,49 1,33 1,01 1,35 0,248 -2,7508
6 1,56 1,34 0,68 0,70 1,07 0,448 -1,289 2
7 1,09 0,98 0,36 0,39 0,705 0,384 1,907 9
8 2,12 1,708 1,099 0,92 1,462 0,553 -3,879 7
TOTAL 1,289 -2,5504

51
Raportul Semnal/Zgomot (S/N) î n cazul unui criteriu ce trebu ie minimizat este dat de
formula:
𝑆𝑁= −10log 𝑠2 + 𝑦2 𝑑𝐵
Unde; s – abaterea standard y – media măsurată
Spre exemplu – pentru încercarea nr. 1 (criteriul I) avem:
𝑺𝑵= −𝟏𝟎𝐥𝐨𝐠 𝟐,𝟎𝟐𝟗𝟐 + 𝟐,𝟗𝟕𝟎𝟐 𝒅𝑩
În Tabel ul cu răspunsuri – criteriu I prezintă pentru cele 8 incercă ri:
– Media masurată
– S/N î n dB
“Răspunsul S/N mediu” pentru fiecare nivel de factori, este egal cu media rezultatelor tuturor
încercărilor unde factorul se găsește la acelaș i nivel.
Spre exemplu :
 Răspunsul S/N pentru A1 pentru criteriul I are următoarea valoare:
A1 = (( -11,1186 )+(-14,6784 )+(-21,3514 )+(-15,2388 ))/4 = -62,3872/4 = -15,5968 dB
 Efectul mediu S/N al fiecă rui nivel al factorului, calculat î n raport cu media generală T
a răspunsurilor S/N:
EA1 = A1 – T = -15,5968 – (-12,7485 ) = – 2,85 Db
Pentru ceilalț i factori, calculul este identi c. Rezultat ele sunt prezentate î n Tabelul X și Tabelul
X
Tabel ul 3.8. Efecte le asupra raportului S/N și asupra valorii m ăsurate pentru criteriu l I
Efect asupra r aportului S/N Nr. Factor Efect asupra valorii mă surate
Nivel 1 Nivel 2 Nivel 1 Nivel 2
-2,85 2,85 A 0,97 -0,97
1,16 -1,16 B -1,28 1,28
1,75 -1,75 C -0,21 0,21
4,24 -4,24 D -1,68 1,68

52
Tabelul 3. 9. Efecte le asupra raportului S/N și asupra valorii măsurate pentru criteriul I I
Efect asupra r aportului S/N Nr. Factor Efet a supra valorii mă surate
Nivel 1 Nivel 2 Nivel 1 Nivel 2
-1,05 1,05 A 0,14 -0,14
0,39 -0,39 B -0,1 0,1
0,22 -0,22 C -0,02 0,02
1,15 -1,15 D -0,17 0,17

Sinteza rezultatelor
În continuare vom compara , cu a jutorul graficelor d in figura 3.8 și figura 3.9 cele două tipuri
de rezultate referitoare la raportul S/N, î n dB :

Fig. 3.8. Graficele pentru efectele factorilor și interacțiunilor – Criteriul I

FACTORI FACTORI

53

Fig. 3.9. Graficele pentru efectele factorilor și interacțiunilor – Criteriul I I

 Pentru fiecare factor se alege nivelul cel mai mare al raportului S/N . În cazul nostru
factorul D (clorinarea) se dovedeș te a fi cel mai important pen tru a reduce dispersia în
cazul criteriului I . Trebuie deci ales D 1. Pentru criteriului II vom alege valoarea ma i
mare a acestui factor, care în cazul nostru se regasește tot la valoarea reprezentată de
D1.
 Un factor foarte important este A (apa de suprafață) ce influențează direct nivel ul de
turbiditate al apei . Trebuie ales deci nivelul A2 pentru criteriul I respectiv A2 pentru
criteriul II.
 Putem spune acelaș i lucru dar î ntr-un grad mai mic despre factorul C (filtrarea ). Pentru
aceasta vom alege nivelul C 1 atât în cazul criteriului I c ât și în cazul criteriului II .
 Nivelul B1 al factorului B (decantarea) reduce uș or dispersia și de altfel permite
diminuarea turbidității apei . Nivelul B1 asigură deasemenea și în cazul criteriului II o
reducere dispersiei procesului de potabilizare al apei.

Tabelul 3.9 recapitulează ansablul de criterii care trebuie optimizat.
Pentru fiecare criteriu sunt menționate următoarele :
– nivelul care, pe ntru fiecare factor, optimizează acest criteriu:
– raportul S/N corespunză tor
FACTORI
FACTORI

54
Se poate constata faptul că cei patru factori A.B,C,D utilizați în cadr ul experimentului
nostru nu produc conflicte de influență î ntre cele doua cri terii de calitate care necesită a fii
optimizate.

Determinarea nivelelor factorilor pentru a optimiza gl obal rapoartele S/N.
Pentru realizarea tabelului următor se ține cont că pentru fiecare factor se alege nivelul cel
mai mare al raportului S/N pentru ansamblul celor doua criterii.

Tabel ul 3.10 . Contribuția S/N corespunzătoare nivelului optim al fiecărui factor
Caracteristicile care trebuie optimizate
Nr. Descriere factori Criteriu l I Criteriu l II
A Apa de suprafață Nivel optim 2 2
Contribuț ie 2,85 1,05
B Decantare Nivel optim 1 1
Contribuț ie 1,16 0,39
C Filtrare Nivel optim 1 1
Contribuț ie 1,75 0,22
D Clorinare Nivel optim 1 1
Contribuț ie 4,24 1,15

În continuare vom efectua calculele pentru prima optimizare S/N .
Spre exemplu pent ru factorul A, sumele concentraț iei S/N sunt:
– Pentru A1: -2,85 + ( -1,05) = -3,9
– Pentru A2: 2,85 + 1,05 = 3,9
Suma A2 fiind cea mai mare, este ales nivelul 2 (î n cazul factorilor cu 2 niveluri, sumele A1 și
A2 sunt evident î ntotdeauna valori algebrice opuse).
Pentru factorul B, avem:
– Pentru B1: 1,16 + 0,39 = 1,55
– Pentru B2: -1,16 + ( -0,39) = -1,55
Suma B1 fiind cea mai mare, în cazul acesta se alege nivelul 1.
Pentru factorul C, avem:
– Pentru C1: 1,75 + 0,22 = 1,97
– Pentru C2: -1,75 + ( -0,22) = -1,97
Suma C1 fiind mai mare alegem și în cazul acesta nivelul 1 .
Pentru factorul D, avem :
– Pentru D1: 4,24 + 1,15 = 5,39
– Pentru D2: -4,24 + ( -1,15) = -5,39
Suma D1 fiind cea mai mare vom alege nivelul 1 .

55
În continuare regăsim reprezentate în tabelul 3.10 ansamblul alegerilor fă cute:

Tabelul 3.11 . Prima optimizare a raportului S/N
Prima optimizare S/N Contribuția S/N și efectul asupra
valorii mă surate
Nr. Descriere factori Nivel Criteriu I Criteriu II
A Apa de suprafață 2 2,85 1,05
-0,97 -0,14
B Decantare 1 1,16 0.39
-1,28 -0,1
C Filtrare 1 1,75 0,22
-0,21 -0,02
D Clorinare 1 4,24 1,15
-1,68 -0,17
Raportul S/N teoretic rezultat, î n dB 2,5 0,70
S/N mediu, î n dB -12,74 9 -2,550
Valoarea măsurată teoretic rezultat ă -1,04 -0,108

În final , se presupune ca va fi reținută următoarea configurație : A2 B1 C1 D1
Putem constata următoarele:
– Raportul S/N relativ la Criteriul I – Turbiditatea, este îmbunătățit (raportul S/N
teoretic rezultat fiind 2,5) iar valoarea măsurată teoretic rezultată ( -1,04) este o
valoare mai bună decât ceea ce doream inițial să obținem.
– Raportul S/N rela tiv la Criteriul II – Substanțe Organice, este de asemenea vizibil
îmbunătățit (raportul S/N teoretic rezultat fiind 0,70) iar valoarea măsurată teoretic
rezultată ( -0,108) care este la fel o valoare mai bună decât ceea ce doream inițial să
obținem, dat fi ind faptul ca am urmărit să scădem cât mai aproape de valoarea 0, și
să se regăsească cât mai puține substanțe organice în apă .

Încercare de validare :
Am reluat experimentul pentru validarea la nivelele stabilite mai sus, rezultatele obținute fiind
trecute î n tabelele de validare (tabelul 3.11 și tabelul 3.12) pentru ambele criterii , după cum
urmează:
Tabel ul 3.12. Răspunsuri validare criteriul I
Nr.
Încercare RĂSPUNSURI
Media Abatere
standard S/N
dB Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4
1 1,349 1,052 0,291 0,382 0,769 0,515 0,6723

56
Tabel ul 3.13. Răspunsuri validare criteriul II
Nr.
Încercare RĂSPUNSURI
Media Abatere
standard S/N
dB Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4
1 1,56 1,34 0,68 0,70 1,07 0,448 -1,2892

Rezultatele obținute în î ncercarea de validare sunt foarte aproape de cele scontate , am
obținut valori mai bune decât cele scontate. Valoarea raportului S/N este inferioară Raportul
S/N teoretic rezultat, în dB în prima încercare de optimizare și este superioară valoarii
măsurate teoretic rezultată pentru criteriul calitativ I – Turbiditate.
Iar pentru criteriul calitativ II – Substanțe Organice, valoarea raportului S/N este
inferioară Raportul S/N teoretic rez ultat, în dB în prima încercare de optimizare și este
inferioară valoarii măsurate teoretic rezultată .

3.4 Comcluzii imediate

Pentru a obține rezultatele dorite la finalul procesului de potabilizare al apei, am ales să
fie implementate urmăroarele soluții:
– Debitul apei de suprafață care va fi captat în cele două decantoare orizontale
radiale va fi monitorizat pentru a se încadra în intervalul 300 -400 m³/h, pentru a
evita în acest mod intrarea unei cantități prea mari de apă brută care conțin un
volum ridicat de turbidități și substanțe organice, mai ales în perioadele în care
precipitațiile sunt abundente.
– Timpul în ca re apa va sta la decantat, trebuie sa fie întotdeauna de minim 24h,
mărind această perioadă în funcție de nevoie.
– Vor fi folosite de la 4 la 6 filtre rapide, care constă în cuve din beton cu nisip
cuarțos pentru a filtra apa cu 80m³/h
– Pentru clorinare vom folosi în continuare dozatorul de clor gazos tip ADVANCE,
pompând 0,1mg/l
După ce apa brută parcurge toate etapele procesului impus de către stația de tratere în
vederea obținerii valorilor dorite iar parametrii pe care îi analizăm corespund cerințelor
criteriilor de calitate, apa poate fi trimisă spre înmagazinare către cele două rezervoare din
beton, semiîngropate, de unde, prin intermediul c onductelor de aducțiune vor ajunge la
consumatori .
După cum se poate observa în urma experimentului pe care l -am prezentat pas cu pas,
metoda lui Taguchi a fost de mare ajutor în r ezolvarea unei probleme de optimizare a unui
proces, în cazul nostru, proces ul de obținere al apei potabile prin d efinirea obiectivului care
trebui e atins, adică a caracteristicilor de calitate care trebuie optimizate; determinarea
factorilor care influențează proc esul și a nivelurilor acestora; alegerea matricei de experiențe
care trebuie utilizată; realizarea încercărilor și măsurarea rezultatelor; prelucrarea rezultatelor
și calculul efectelor factorilor testați; alegerea configurației optime a nivelurilor factorilor
testați și nu în ultimul rând realizarea unei încercări de val idare care ne confirmă faptul că
putem adopta aceste soluții deoarece ele sunt optime.

57
Capitolul 4. Studiu cu privire la aplicarea experimentului factorial în modelarea și
optimizarea unor parametri specifici calității apei potabile
4.1 Generalități privind aplicarea metodei experimentului factorial
Activitatea de cercetare, prin natura sa, presupune dobândirea unor temeinice
cunoștințe și abilități de proiectare a experimentelor pornind de la intrările (observabilele) și
ieșirile (informațiile) pentru care e xperimentul este menit, de colectare planificată și
organizată a rezultatelor derulării experimentului în șirul de repetiții al acestuia și, nu în
ultimul rând, de prelucrare statistică și interpretare fenomenologică a întregului volum de date
furnizat de experiment.
În zilele noastre cel mai răspândit model de reprezentare a obiectului supus cercetării
este cel de cibernetică, iar acesta se află sub formă de intrări -ieșiri.
Mărimile de intrare se notează de regulă cu x1, x2, x3, …, xk și poartă denumire a de
factor de influență sau variabile independente, în vreme ce mărimile de ieșire, notate cel mai
frecvent y1, y2, y3, …, ym poartă denumirea de funcții obiectiv, funcții de răspuns, variabile
dependente sau variabile de stare. Între cele două categori i de variabile se consideră că există
legături funcționale de tip cauză -efect30.
Fenomenele sau procesele reale se desfășoară în condițiile existente unor factori
perturbatori, necontrolabili, z1,z2, …, zq cu caracter aleator dar cărora în general li se p oate
asocia o anumită lege de distribuție. Acești factori poartă frecvent denumirea de variabile
aleatoare și acțiunea lor asupra obiectului supus cercetării experimentale generează așa
numitul “zgomot -experimental”.
În general, descrierea cantitativă a fenomenelor sau proceselor este realizată cu
ajutorul modelelor matematice asociate acestora și care urmăresc explicitarea prin intermediul
relațiilor matematice a legăturii funcționale dintre factorii de influență x1, x2, …, xk și o
anumită funcție obie ctiv y interesată pentru cercetător, adică precizarea unei d ependențe
funcționale de forma: y = f(x1,x2, …,xk)
Funțiile obiectiv pot avea caracter diferit, în gener al obiectivele urmărite prin modelare
fiind31:
– studiul și analiza sistemului cercetat cu ajutorul modelului pentru obținerea de date
mai complete și de noi legități ale acestuia;
– evidențierea mecanismului de acțiune a factorilor de influență asupra sistemului
cercetat;
– verificarea ipotezelor referitoare la interacțiunile interne ale sistemului;
– predicția stării și comportamentului sistemului;
– calculul și proiectarea sistemului;
– optimizarea sistemului în raport cu diferite criterii;
– conducerea sistem ului în spațiu și timp;

30 Țîțu, M., Oprean, C., Boroiu, Al. Cercetarea experimentală aplicată în creșterea calității produselor și
serviciilor , Editura AGIR, ISBN 978 -973-720-362-5, București, 2011.
31 Țîțu, M., Oprean, C. , Cercetarea experimentală și prelucrarea datelor. Partea I , Editura Universității „Lucian
Blaga” din Sibiu, Sibiu, 2006.

58
În statistică, un experiment factorial complet este un experiment al cărui proiect constă
în doi sau mai mulți factori, fiecare având valori sau niveluri discrete posibile și ale căror
unități experimentale preiau toate combinațiile posibile ale acestor niveluri pentru toți acești
factori.
Experimentele factoriale își dovedesc cu precădere eficiența acolo unde se dorește
studierea influenței exercitate de doi sau mai mulți factori asupra unei funcții obiectiv.
Specificitatea experime ntelor factoriale decurge din aceea că ele studiază simultan
efectele provocate asupra unei funcții obiectiv de către toate nivelele tuturor factorilor de
influență.
De exemplu, dacă factorul de influență x1 are n1 nivele de variație, iar factorul de
influență x2 are n2 nivele de variație, atunci experimentul factorial (complet) va conține (cel
puțin) n1 n2 determinări experimentale corespunzătoare tuturor combinațiilor între nivelele
factorilor de influență x1 și respectiv x2.
În general, în orice tip de experiment efectul produs de un factor de influență asupra
unei funcții obiectiv este prin definiție egal cu variația valorilor funcției obiectiv provocate de
schimbarea nivelelor pe care se găsește factorul de influență. Acesta este numit în mod curent
“efect principal” deoarece el se referă la factorii de interes primar (acceptați ca atare de către
experimentator) ai experimentului.
Pentru fixarea ideilor, se consideră următoare problemă ”tipică”: un experimentator
consideră că funcția obiectiv y a unui proces pe care îl studiază este influențată de doi factori,
x1 și x2. Fiecare dintre factorii de influență are două nivele pe care se poate (sau se dorește)
să fie plasat, adică n1 = 2 și n2 =2. Experimentatorul își propune să stabilească efectele
princip ale pe care plasarea factorilor pe nivelele lor le provoacă asupra funcției obiectiv.
Pentru obținerea răspunsului la problema supusă, experimentatorul efectuează un
număr N=4 determinări ale valorilor funcției obiectiv care corespund combinațiilor între c ele
n1∙n2=4 nivele ale celor doi factori de influență.
În experimente factoriale de ordinul I (asa -numitele "experimente screening")
determinarea coeficientilor polinomului de gradul I presupune selectarea factorilor de
influență pentru două nivele de vari ație, pentru nivelul minim și maxim, necesitând în cazul
utilizarii strategiei experimentelor factoriale complete EFC un volum de experimențe n=2k.
Strategia optimală asigurată de procedeul EFC implică utilizarea unui număr minim de
încercări, ce se realiz ează după o strategie optimală, iar polinomul de regresie corespunzător
acestui tip de experiment furnizează informații asupra direcței de urmat către optim.
Se pune problema selectării subdomeniului în care se va realiza modelarea, astfel ca
modelul găsit să fie adecvat. O etapă importantă în modelarea pe baza experimentelor o
constituie verificarea adecvantei modelului polinomial estimat, adică a concordanței dintre
rezultatele măsuraăilor și cele estimate cu ajutorul modelului. Numărul coeficienților de
regresie care pot fi calculați este egal cu volumul n al experimentului. Indiferent că folosim
strategia de experimente factoriale complete sau experimente factoriale fracționare
(trunchiate), factorilor de influență li se atribuie întotdeauna numai două n ivele de variație
(minim și maxim) în vederea determinarii coeficientilor de regresie (inclusiv b0).
Pentru funcția obiectiv continuu se aleg dimensiunile subdomeniului explorat
experimental, adică domeniile de variație ale factorilor de influență, care po t fi determinate pe
baza informațiilor apriorice și/sau a intuiției cercetătorului. Plecând de la acest domeniu pe

59
baza informațiilor obținute, experimentarea se continuă secvențial după direcția de pantă
maximă (direcția gradientului) pe suprafața de răsp uns, deplasându -se în alte subdomenii
dimensionate corespunzător, pâna la atingerea domeniului optim ce conține punctul de interes
pentru cercetător (care este de regulă un punct extremum).
Avantajul utilizării experimentelor factoriale este prin faptul că se pornește de la o
problemă principală simplă, conform căreia asupra unei funcții obiectiv y a fost identificată
acțiunea a doi factori de influență, x1 respectiv x2, fiecare cu câte două nivele (superior și
inferior).
În cazul cel mai general, influența fiecărui factor poate fi studiată:
– clasic , prin variația “unui singur factor la un anumit moment dat”, conform strategiei
Gauss -Seidel;
– factorial , cu “toți factorii în fiecare moment” conform strategiei Box -Wilson.
Deoarece practic întotdeauna rezultatele măsurărilor sunt afectate cel puțin de erori
aleatoare, este de regulă preferabil să fie realizată cel puțin o replicare a masurărilor, iar
efectele produse de factori să fie estimate utilizând media replicilor, pentru fiecare combinație
a nivelelor facto rilor. Rezultă pentru cazul analizat un total de șase măsurari.
Dacă se recurge la un experiment factorial este necesară introducerea unei combinații
suplimentare, x1supx2sup, deci rezultă un total de patru măsurări, care pot fi utilizate pentru
două estim ări ale efectului propus de factorul de influență x1:
x1supx2sup – x1infx2inf = y2 – y1 și x1supx2sup – x1infx2sup = y4 – y3
În mod similar, se pot obține două estimări ale fiecărui efect principal pot fi mediate
pentru a produce același efect mediu princi pal care este la fel de precis estimat ca și cel din
utilizarea experimentului clasic (cu un singur factor), dar utilizând numai un total de patru
măsurări în loc de șase, ceea ce implică o eficiență relativă a utilizării experimentului factorial
în raport cu cel clasic de 6/4 = 1.5 ori mai mare. În general, această eficiență crește cu
numărul de factori de influență analizați.
Pentru completarea analizei, se poate lua în considerare și ipoteza suplimentară a
existenței unei interacțiuni. Dacă de pildă expe rimentul clasic indică faptul că y3 și y2
furnizează valori ale funcției obiectiv mai bune decât y1, o concluzie logică este aceea că și
valoarea y2 trebuie să fie mai bună. Totuși, în ipoteza existenței unei interacțiuni între cei doi
factori de influență , această concluzie poate fi eronată.
Ca și concluzie se poate afirma că utilizarea experimentului factorial conferă o serie de
avantaje: este mai eficient decât experimentul clasic și eficiența sa se mărește la creșterea
numărului factorilor de influență ;
– este absolut necesar în situația în care sunt prezente interacțiuni între factorii de
influență pentru a evita formularea unor concluzii eronate;
– utilizarea experimentului factorial permite ca efectul provocat de un factor să fie
estimat pentru câteva n ivele ale celorlalți factori, generând concluzii care sunt valabile
pentru o întreagă gamă de condiții experimentale32.

32 Țîțu, M., Oprean, C., Boroiu, A., Cercetare Experimentală Aplicată în Creșterea C alităț ii Produselor și
Serviciilor , Editu ra AGIR, București, 2011, Pag. 410

60
4.2 Aplicarea metodei experimentului factorial în procesul de obținere al apei
potabile
La fel ca în cazul metodei lui Taguchi, și în cadru l acestui experiment am ales patru
factori la două nivele de control și anume :
5. Apa de suprafață: urmărindu -se cantitatea de apă care intră în decantoare .
6. Decantarea: urmărindu -se timpul de decantare al apei .
7. Filtrarea: urmărindu -se debitul (viteza) de curgere a l apei.
8. Clorinarea: urmărindu -se cantitatea de clor adăugată în apă astfel încât să se obțină apă
potabiă la ieșirea din stație .
Tabelul 4 .1. Factorii și nivele de control
Nr. Factor controlat Nivel 1 (minim) Nivel 2 (maxim)
A Apa de suprafață Se poate reduce până la 0
(se închid decantoarele la
un debit foarte mare) 300/400m³/h

B Decantarea 24h 48h
C Filtrarea 80m³/h 200m³/h
D Clorinarea 0 mg/l – indicat este să fie
0,1 miligram clor pe litru
de apă 500 – indicat este să fie
0,5 miligram clor pe
litru de apă

Defectele întâlnite nu pot fi cuantificate într -un mod continuu și sunt tratate ca ș i
criterii calitative . Criteriile de calitate urmă rite – fiind împărțite în două grupe după cum
urmează :
I. Turbiditatea apei; criteriu ce trebuie minimizat
II. Substanțele organice; criteriu ce trebuie minimizat
În continuare sunt prezentate atât cele patru funcții variabile cu denumirile lor care vor
servi drept date de intrare, cât și cele două funcții obiectiv cu denumirile aferente care vor
servi drept date de ieșire;

 Funcțiile variabile (datele de
intrare):

as – Apa de suprafață (m³/h)
d – Decantarea (h)
f – Filtrarea (m³/h)
c – Clorinarea (mg/l)
 Funcțiile obiectiv (datele de
ieșire):

SO – Substanțele Organice (mg/l)

T – Turbiditatea (NTU =
Neophelometric Turbitity Unit)

61
Pentru alcătuirea tabelului 4.2, s-au prelevat probe ale apei la trecerea acesteia prin
diferitele trepte de tratare, pe parcursul unei perioade mai indelungate de timp, respect iv o
lună de zile. Se pot observa valorile turbidității și a substanțelor organice după trecerea prin
toate treptele de tratare, și respectiv volumul cantității de apă intrat în stație, timpul de
decantare al apei, volumul de apă care a fost filtrat și cantitatea totală de clor adăugată în apă:
Tabelul 4.2. Probele de apă prelevate
Nr. Crt. as
(m³/h) d
(h) f
(m³/h) c
(mg/l)
T
(ntu) SO
(mg/l)
1 340 35 340 170 5,139 1,597
2 340 40 340 170 3,884 1,520
3 340 42 340 170 2,444 1,32
4 340 48 340 170 0,414 0,26
5 370 24 370 185 8,633 1,74
6 370 35 370 185 5,2217 1,49
7 370 48 370 185 0,943 0,78
8 370 48 370 185 0,926 0,64
9 400 24 400 200 18,065 2,75
10 400 24 400 200 11,375 2,08
11 400 30 400 200 6,140 1,599
12 400 40 400 200 3,103 0,982
13 390 24 390 195 7,947 1,71
14 390 30 390 195 6,528 1,63
15 390 40 390 195 3,648 1,41
16 390 40 390 195 3,014 1,39
17 348 35 348 174 5,660 1,57
18 348 38 348 174 4,548 1,49
19 348 42 348 174 2,498 1,33
20 348 42 348 174 2,201 1,01
21 300 40 300 150 3,934 1,56
22 300 42 300 150 2,685 1,34
23 300 48 300 150 0,9747 0,68
24 300 45 300 150 1,334 0,70
25 280 45 280 140 1,349 1,09
26 280 45 280 140 1,052 0,98
27 280 48 280 140 0,291 0,36
28 280 48 280 140 0,382 0,39
29 400 24 400 200 9,951 1,95
30 400 30 400 200 6,140 1,599
31 400 35 400 200 5,145 1,588
32 400 45 400 200 1,002 0,85
Având la bază datele din tabelul precedent, am realizat următoarele grafice, atât pentru
turbiditate cât și pentru substanțele organice:
– Histograme
– 3D Surface Plots Quadratic
– 3D Contur Plots Quadratic
– Scatterplots

62
4.2.1 Histograme

Fig.4.1 . Histograma pentru Turbiditate
Din analiza graficului reprezentat în figura 4.1 , unde putem observa turbiditatea , care
este măsurată în NTU – Nephelometric Turbidity Unit , reiese faptul că valorile înregistrate ale
turbidității se concentrează în intervalele cuprinse între 0 și 12, dar cele mai multe probe
prelevate au conținut valori ale turbidității cuprinse în doua intervale, și anume 0 -2 și 2 -4.

Fig.4.2 . Histograma pentru Substanțe Organic e

Din analiza graficului reprezentat în figura nr. 4.2 , unde putem observa substanțele
organice , care sunt măsurate în mg/l, reiese faptul că valorile înregistrate ale substanțelor
organice se întind pe un interval amplu cuprinse între 0,2 și 2,8, concentrandu -se mai mult pe
intervalul regăsit între 0,6 -2,2 dar cele mai multe probe prelevate au conținut valori cuprinse
în intervalul 1,4 și 1,6.

63
4.2.2 3D Surface Plots Quadratic – 3D Contur Plots Quadratic

– Pentru funcția Tu rbiditate (T):

Fig.4. 3. Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de volumul apei de suprafață și
timpul de decantare folosind funcția 3D Surface Plot

În figura nr. 4.3 este reprezentată grafic funcția obiectiv turbiditate fiind influențată de
volumul apei care intră în stație și timpul de decantare al acesteia. Se observă o creștere a
turbiditații odată cu scăderea timpului de decantare al apei și o creștere a turbiditații odată cu
intrarea unui volum mare de apă în bazinele de a cumulare.
Valoarea maximă a turbidității în acest caz este de 12ntu iar valoarea minimă de
0,291ntu, în funcție de volumul apei de suprafață și timpul de decantare. Cea mai mare
valoare înregistrată a turbidității corespunde cu 22h (timp de decantare) și r espectiv 420m³
(volumul apei de suprafață).

64

Fig.4. 4. Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de volumul apei de suprafață și
timpul de decantare folosind funcția 3D Contour Plot

Graficul ilustrat în figura nr. 4.4 reprezintă secți unile pentru funcția obiectiv turbiditate
în funcție de volumul apei de suprafață și timpul de decanatre. La o valoare maximă a
turbidității de 12ntu, volumul apei de suprafață este de 400m³ și 420m³ , iar timpul de
decantare este de 22h. Totodată putem observa că la o valoare minimă a turbidității de 0ntu,
volumul apei de su prafață este cuprins intre 380m³ și 420m³ , iar ti mpul de decantare este
cuprins între 47h ș i 50h.
Se poate observa că pe măsură ce procesul de decantare durează mai mult, nivelul
turbidității apei sc ade.

65

Fig.4. 5. Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de timpul de decantare și volumul de
apă filtrat folosind funcția 3D Surface Plot

În figura nr. 4.5 este reprezentată grafic funcția obiectiv turbiditate fiind influențată de
timpul de decantare al apei și volumul de apă filtrat . Se observă o creștere a turbiditații odată
cu creșterea volumul ui de apă care se filtrează și totodată o creștere a turbiditații odată cu
scăderea timpului de decantare.
Valoarea maximă a turbidității în acest c az este de 12ntu iar valoarea minimă de
0,291ntu, în funcție de timpul de decantare și volumul de apă care este filtrat . Cea mai mare
valoare înregistrată a turbidității corespunde cu 22h (timp de decantare) și respectiv 420m³
(volumul de apă filtrat).

66

Fig.4.6. Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de timpul de decantare și volumul
de apă filtrat folosind funcția 3D Contour Plot

Graficul ilustrat în figura nr.4.6 reprezintă secți unile pentru funcția obiectiv turbiditate
în funcție de volumul apei de apă filtrat și timpul de decanatre. La o valoare maximă a
turbidității de 12ntu, volumul de apă filtrat este de 400m³ și 420m³ , iar timpul de decantare
este de 22h. Totodată putem observa că la o valoare minimă a turbidității de 0ntu, volumul de
apă filtrat este cuprins între 380m³ și 420m³ , iar ti mpul de decantare este cuprins între 47h ș i
50h.
Și în cazul acesta se poate observa că pe măsură ce procesul de decantare durează mai
mult, nivelu l turbidității apei scade, volumul de apă filtrat neinfluențând semnificativ valorile
turbidității, deși putem observa o ușoară diferență între valorile minime și maxime ale
turbidității în funcție de volumul de apă filtrat, deoarce pe măsură ce acesta cre ște la fel
observăm că se întâmplă și cu valorile înregistrate de turbiditate.

67

Fig.4. 7. Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de timpul de decantare și cantitatea
de clor folosind funcția 3D Surface Plot .

În figura nr.4.7 este reprezentată grafic funcția obiectiv turbiditate fiind influențată de
timpul de decantare și cantitatea de clor adăugat în apă . Se observă o creștere a turbiditații
odată cu creșterea volumului de apă în care se adaugă clor și totodată o creștere a tu rbiditații
odată cu scăderea timpului de decantare.
Valoarea maximă a turbidității în acest caz este de 12ntu iar valoarea minimă de
0,291ntu, în funcție de timpul de decantare și cantitatea de clor . Cea mai mare valoare
înregistrată a turbidității corespu nde cu 22h (timp de decantare) și respectiv 210mg/l (cantitate
de clor).

68

Fig.4. 8. Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de timpul de decantare și cantitatea
de clor folosind funcția 3D Contour Plot .

Graficul ilustrat în figura nr. 4.8 reprezintă secți unile pentru funcția obiectiv turbiditate
în funcție de cantitatea de clor adăugată în volumul total de apă și timpul de decanatre. La o
valoare maximă a turbidității de 12ntu, cantitatea de clor este de 200mg și 210mg , iar timpul
de decant are este de 22h. Totodată putem observa că la o valoare minimă a turbidității de
0ntu, cantitatea de clor adăugată este cuprinsă între valori aproape similare cu cele înregistrate
și în cazul valorii turbidității maxime, și anume 190mg și 210mg , iar ti mpul de decantare este
cuprins între 47h ș i 50h.
Și în cazul acesta se poate observa că pe măsură ce procesul de decantare durează mai
mult, nivelul turbidității apei scade, iar cantitatea de clor adăugată se află în strânsă legătură
cu timpul de decantare al apei.

69
– Pentru funcția Substanțe O rganice (SO) :

Fig.4. 9. Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție volumul apei de suprafață
și timpul de decantare folosind funcția 3D Surface Plot .

În figura nr. 4.9 este reprezentată grafic funcția obiectiv substanțe organice fiind
influențată de volumul apei care intră în stație și timpul de decantare al acesteia. Se observă o
creștere a valorilor înregistrate de substanțele organice pe măsură ce scade timpului de
decantare al apei și scade volumul apei de suprafață care intră în bazinele de acumulare.
Valoarea maximă înregistrată de substanțele organice este de 2,6mg/l iar valoarea minimă de
0,6mg/l , în funcție de volumul apei de suprafață și timpul de decantare. Cea mai mare valoare
înregistrată de substanțele organice corespunde cu 22h (timp de decantare) pentru diferite
niveluri ale volumului apei de suprafață intrat în bazine, valori cuprinse între 220m³ și 300m³.

70

Fig.4. 10. Reprezentarea grafică a substanțel or organice în funcție volumul apei de
suprafață și timpul de decantare folosind funcția 3D Contour Plot .

Graficul ilustrat în figura nr. 4.10 reprezintă secți unile pentru funcția obiectiv
substanțe organice în funcție de volumul apei de suprafață și timpul de decanatre. La o
valoare maximă a substanțelor organice de 2,6mg/l , volumul apei de suprafață este de 280m³ ,
iar timpul de decantare este de 24 h. Totodată putem observa că la o valoare minimă a
substanțe lor organice de 0,6mg/l , volumul apei de su prafață este cuprins între 260m³ și
380m³, iar timpul de decantare este 50h.
Se poate observa că pe măsură ce procesul de decantare durează mai mult, valorile
înregistrate de substanțele organice în apă scade.

71

Fig.4. 11. Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție de timpul de decantare și
volumul de apă filtrat folosind funcția 3D Surface Plot .

În figura nr.4.11 este reprezentată grafic funcția obiectiv substanțe organice fiind
influențată de timpul de decantare al apei și volumul de apă filtrat . Se observă o creștere a
substanțelor organice odată cu scăderea timpului de decantare și scăderea volumului de apă
filtrat.
Valoarea maximă a substanțelor organice în acest caz este de 2,6mg/l iar valoarea
minimă de 0 ,6mg/l , în funcție de timpul de decantare și volumul de apă care este filtrat . Cea
mai mare valoare înregistrată a substanțelor organice corespunde cu 22h (timp de decantare)
și respectiv 260m³ (volumul de apă filtrat).

72

Fig.4. 12. Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție de timpul de decantare și
volumul de apă filtrat folosind funcția 3D Contour Plot .

Graficul ilustrat în figura nr. 4.12 reprezintă secți unile pentru funcția obiectiv
substanțe organice în funcție de volumul apei de apă filtrat și timpul de decanatre. La o
valoare maximă a substanțelor organice de 2,6mg/l , volumul de apă filtrat este de 280m³ și
timpul de decantare este de 24 h. Totodată putem observa că la o valoare minimă a
substanțelor organice de 0,6mg/l, volumul de apă filtrat este cuprins între 260m³ și 420m³ , iar
timpul de decantare este cuprins între 47h ș i 50h.
În cazul acesta se poate observa că pe măsură ce procesul de decantare durează mai
mult, nivelul substanțelor organice di n apă scade, volumul de apă filtrat neinfluențând
semnificativ valorile substanțelor organice, deși putem observa o ușoară diferență între
valorile minime și maxime ale substanțelor organice în funcție de volumul de apă filtrat,
deoarce pe măsură ce acesta crește observăm că valorile înregistrate de substanțele organice
scad.

73

Fig.4. 13. Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție de timpul de decantare și
cantitatea de clor folosind funcția 3D Surface Plot .

În figura nr. 4.13 este reprezentată grafic funcția obiectiv substanțe organice fiind
influențată de timpul de decantare și cantitatea de clor adăugat în apă . Se observă o creștere a
substanțelor organice odată cu scăderea volumului de apă în care se adaugă clor și totodată o
creștere a substanțelor organice odată cu scăderea timpului de decantare al apei.
Valoarea maximă a substanțelor organice în acest caz este de 2,6mg/l iar valoarea
minimă de 0 ,6mg/l , în funcție de timpul de decantare și cantitatea de clor . Cele mai mari
valori înregistrată de substanțele organice corespund cu un timp de decantare cuprins între
24h și 30h și respectiv 120mg (cantitate de clor).

74

Fig.4. 14. Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție de timpul de decantare și
cantitatea de clo r folosind funcția 3D Contour Plot .

Graficul ilustrat în figura nr. 4.14 reprezintă secți unile pentru funcția obiectiv
substanțe organice în funcție de cantitatea de clor adăugată în volumul total de apă și timpul
de decanatre. La o valoare maximă a substanțelor organice de 2,6mg/l , cantitatea de clor este
de 140mg , iar timpul de decantare este de 24 h. Totodată putem observa că la o valoare
minimă a substanțelor organice de 0,6mg/l , cantitatea de clor adăugată este cuprinsă între
130mg și 210mg, iar timpul de decantare este cuprins între 48h ș i 50h.
Și în cazul acesta se poate observa că pe măsură ce procesul de decantare durează mai
mult, nivelul substanțelor organice regăsit în apă scade, iar cantitatea de clor adăugată se află
în strânsă legătură cu timpul de decantare al apei.

75
4.2.3 Scatterplots
– Pentru funcția T urbiditate (T):
Fig.4. 15. Imprășierea rezultatelor turbidității în funcție de volumul apei de suprafață .

În graficul reprezentat de figura nr. 4.15, putem observa că turbiditatea crește de la
0,291ntu la 7,947ntu. Putem oberva că turbiditatea înregistrează valoarea cea mai ridicată la
un volum al apei de suprafață de 400m³/h.

Fig.4. 16. Imprășierea rezultatelor turbidității în funcție de timpul de decantare .

În graficul reprezentat de figura nr. 4. 16, putem observa că turbiditatea scade de la
peste 9,951ntu la mai puțin de 0,291ntu. Putem oberva că turbiditatea înregistrează valoarea
cea mai ridicată la un timp de decantare foarte redus, și anume 24h.

76

Fig.4. 17. Imprășierea rezultatelor turb idității în funcție de volumul de apă filtrat .

În graficul reprezentat de figura nr. 4.17, putem observa că turbiditatea crește de la mai
puțin de 0,291ntu până la 7,947ntu. Putem oberva și în cazul acesta că turbiditatea
înregistrează valoarea cea mai ridicată la un volum de apă filtrat de 400m³/h.

Fig.4. 18. Imprășierea rezultatelor turbidității în funcție de cantitatea de clor .

În graficul reprezentat de figura nr. 4.18, putem observa că turbiditatea crește de la mai
puțin de 0,291ntu până la 7,947ntu. În cazul acesta observăm că turbiditatea înregistrează
valoarea cea mai ridicată la o cantitate de clor adagată de 200mg.

77
– Pentru funcția Substanțe Organice (SO):

Fig.4. 19. Imprășierea rezultatelor substanțelor organice în funcție de volumul apei de
suprafață .

În graficul reprezentat de figura nr. 4.19, putem observa că substanțele organice cresc
de la 0,64mg/l la 1,74mg/l. Putem oberva că substanțele organice înregistrează valoarea cea
mai ridicată la un volum al apei de suprafață de 400m³/h.

Fig.4. 20. Imprășierea rezultatelor substanțelor organice în funcție de timpul de decantare .

În graficul reprezentat de figura nr. 4.20, putem observa că substanțele organice scad
de la peste 1,95mg/l la 0,64mg/l. În cazul acesta observăm că substanțele organige
înregistrează valoarea cea mai ridicată la un timp de decantare foarte redus, și anume 24h.

78

Fig.4. 21 Imprășierea rezultatelor substanțelor organice în funcție de volumul de apă filtrat.

În graficul reprezentat de figura nr. 4.21, observăm că substantele organice cresc de la
0,64mg/l până la 1,74mg/l. Putem oberva și în cazul acesta că substanțele organice
înregistrează valoarea cea mai ridicată la un volum de apă filtrat de 400m³/h.

Fig.4. 22. Imprășierea rezultatelor substanțelor organice în funcție de cantitatea de clor.
În graficul reprezentat de figura nr. 4.22, putem observa că substanțele organice cresc
de la 0,64mg/l la 1,74mg/l. Și în cazul acesta observăm că substanțele organige înregistrează
valoarea cea mai ridicată la o cantitate de clor adagată de 200mg.

79
4.3 Concluzii Imediate
Considerând toate datele prezentate , putem observa că cele mai mari valori ale
turbidității și a substanțelor organice în apă le regăsim în mod semnificativ în perioadele în
care au loc mai multe precipitații. Totodată, s e observă o creștere a turbiditații și a
substanțelor organice odată cu scăderea timpului de decantare al apei și tot o creștere a
acestora odată cu intrarea unui volum mare de apă în bazinele de acumulare. În cazul acesta
putem constata faptul că, atât în cazul turbidității cât și în cazul substanțelor organice, cea mai
mare valoare înregistrată de către acestea a corespuns cu 22h timp de decantare , de aici putem
deduce faptul că, p e măsură ce procesul de decantare durează mai mult, nivelul turbidității și a
substanțelor organice în apă scade.
Analizând graficele rezultate în urma comparării celor două funcții obiectiv în funcție
de volumul de apă filtrat și timpul de decanatre , și în cazul acesta putem observa că pe măsură
ce procesul de decantare dureaz ă mai mult, nivelul turbidității și a substanțelor organice în apă
scade, volumul de apă filtrat neinfluențând semnificativ valorile acestora , deși se poate
observa că cele două funcții obiectiv sunt influențate în sens invers de volumul de apă care
este filtrat, doarece valorile turbidității cresc la un volum mare de apă filtr at, iar valorile
substanțelor organice scad la filtrarea unui volum mare de apă.
Privind rezultatele experimentului, observăm cum cantitatea de clor adăugată se află în
strânsă legătură cu timpul de decantare al apei.
Tot în urma cercetării rezultatelor experimentului, p utem oberva că atât turbiditatea cât
și substanțele organice înregistrează valoarea cea mai ridicată la un volum al apei de suprafață
de 400m³/h, la un timp de decantare foarte redus, și anume mai puțin de 24h, la un volum de
apă filtrat d e 400m³/h și la o cantitate de clor adagată de 200mg.
În concluzie, m onitorizarea în conti nuare a parametrilor și încadrarea acestora în
limitele optime impuse mai sus, și anume volumul de apă de suprafață care intră să nu
depașească 400m³/h, timpul de dec antare al apei să fie de minim 24h, și pe cât posibil
maximizarea acestuia în funcție de necesitatea care se impune la momentul respectiv, volumul
de apă filtrat să nu depășească 400m³/h iar cantitatea de clor adăugată să nu fie mai mare de
200mg, va duce la continua îmbunătățire a procesului .

80
Capitolul 5 – Concluzii finale și contribuții originale
Apa este mediul în care au loc toate procesele biochimice din organism, drept urmare
apa de băut trebuie să fie de bună calitate .
Calitatea nu se controlează, ci se face. Dar, în prezent, este mai corect să afirmăm că
ea se gestionează. Așadar, funcția calității trebuie să includă toate procesele care intervin în
activitatea de fabricație, însemnând că include toate procesele din unitatea respectivă .
Avem nevoie de apă pentru a supraviețui și este legitim să preluăm și să distribuim apa
pentru existența noastră. Acest lucru trebuie însă să fie făcut într-un mod echitabil și
sustenabil, prin urmare calitatea apei potabile este un factor extrem de impo rtant, deoarece
apa potabilă nu trebuie să exercite efecte nocive asupra organismului. În zilele noastre există
un număr destul de mare, dar nu suficient, de stații care ajută la tratarea apei.
Stațiile de tratare a apei au structuri destul de diferite în funcție de dimensiuni,
complexitate, tehnologii folosite etc. De asemenea există și ministații de tratare sau chiar
dispozitive individuale. Totuși, etapele de tratare sunt de cele mai multe ori aceleași și
principiile la fel. Apa se prizează de regulă din lacuri de acumulare, mai rar din râuri, din zonă
de protecție sanitară. Faptul că priza de apă nu e la suprafață și că există grătare face ca
deregulă la stația de tratare, numită curent uzină de apă, să nu ajungă corpuri plutitoare sau
solide mari.
Ideal este ca înainte de tratare , apa să se preepureze prin trecerea printr -o porțiune de
sol, fapt practicat în multe țări, unde apa prizată se injectează în sol superficial și la mică
distanță se extrage și se introduce deja prepurificată în stația de tratare propriu -zisă.
În contextul unei dezvoltări durabile, protecția calității apelor ocupă un loc major,
ținându -se cont de faptul că apa, considerată mult timp ca o resursă inepuizabilă și
regenerabilă a devenit și se dovedește tot mai evident unul dintre factorii limitativi în
dezvoltarea socio -economică.
Principala dimensiune a apei este calitatea, care constituie în prezent un obiect iv major
în gospodărirea apelor. În vederea asigurării unei calități corespunzătoare și a protecției
consumatorilor , cât și pentru verificarea respectării reglementărilor de protecție este strict
necesar să se realizeze o bază de date cât mai completă asupra valorilor parametrilor de
calitate pentru apa potabilă pe care o consumăm. Este extrem de important să existe informaț ii
privind calitatea apei potabile furnizata consumatorilor , iar aceștia din urmă, să aibă acces la
încercări le realizate de laboratorele de analize apă potabilă , deoarece, nu trebuie să uităm
faptul că apa care este furnizată prin intermediul rețelelor de d istribuție reprezintă un produs.
Realizarea unei eficiente protecții a calității apei nu este de conceput fără organizarea
unui sistem de supraveghere și control. În prezent, eficiența unor astfel de sisteme de
supraveghere la nivel național este strâns le gată de aparatura de control automat al calității
apei.
Apa de la robinet și apa îmbuteliată trebuie să fie sigure pentru consumul uman, iar
parametri acestora să se încadreze în normele legale pentru a putea fi livrate către
consumatori, și să nu reprezi nte un pericol pentru sănătatea umană .
În momentul consumării apei potabile, p entru a lua o decizie în cunoștință de cauză,
este necesară o informare corectă asupra tuturor opțiunilor, cu plusurile și minusurile fiecăreia
dintre acestea. Responsabili de in formare sunt atât autoritățile, prin comunicarea informațiilor

81
pertinente și complete, cât și din partea cetățenilor, care trebuie să se intereseze cu privire la
calitatea apei municipale pe care o consumă , respectiv a apei îmbuteliate. Nu trebuie să
pierd em din vedere faptul că, a pa municipală , este accesibilă nu doar în locuințe, cât și în
spați ul public, prin intermediul instituțiilor publice (unități de învățământ ș.a.), a cișmelelor
publice sau prin solicitarea unui pahar de apă de la robinet entitățil or private (cafenele ș.a.).
În cazul în care există scepticism cu privire la calitatea apei sau există informații
concrete, se pot folosi filtrele de apă. Trebuie ținut cont totuși de faptul că f iecare tip de filtru
folosește procedee diferite și poate rez olva doar anumite probleme , spre exemplu; reținerea
clorului, îndepărtarea sărurilor, a metalelor, a particolelor în suspensie, a bacteriilor, etc.
Stațiile de tratare a apelor trebuie să fie dotate cu diferite laboratoare, fiind important
ca acestea să fie acreditate. Analizele specifice efectuate în laboratoare, sunt evidențiate în
registre de urmărire și transmise Direcției de Sănătate Publică, la sfarșitul fiecă rei luni.
În cadrul acestei lucrări, a u fost monitorizați următorii indicatori ; turbiditatea și
substanțele organice. Turbiditatea apei se datorează particulelor de origine organică și/sau
anorganică insolubile, aflate în suspensie. Conform standardului apa trebuie să prezinte o
turbiditate de maximum 5 grade, cu limita exceptională de 10 grade pe scara etalon cu dioxid
de siliciu. Am ales cu precădere monitorizarea acestui indicator, deoarece t urbitate a este un
parametru ce apare în toate bu letinele de analiză a calității apei, aceasta fiind produsă de
aluviuni (depuneri sedimentare), materii organice (alge, resturi vegetale) și materii anorganice
(oxizi de fier sau alte metale) . Substanțele organice se găsesc în apă în stare dizolvată,
coloi dală sau în suspensie ș i provin din descompunerea florei ș i faunei acvatice, sau din
impurităț ile apelor uzate. Conținutul de substanț e organi ce din apele naturale se exprimă prin
indicele d e oxidabilitate, care reprezintă numă rul de miligrame de permangan at de potasiu
folosit pentru oxidarea substanț elor organice dintr -un litru de apă.
În acest context, în vederea realizării s tudiu lui experimental cu privire la îmbunătățirea
calităț ii apei , sau aplicat cele două metode, metoda lui Taguchi și metoda Experimentului
factorial, pentru a putea scoate în evidență deficiențele procesului de tratare al apei în vederea
potabilizării acesteia, deficiențe care fără ajutorul celor două metode ar fii fost foarte greu de
identificat, dat fiind faptul că există un volum mare de date pentru analiză.
Ambele metode, au fost de un real ajutor pentru a găsii soluții în vederea obținerii
rezultatelor dorite la finalul proc esului de potabilizare al apei.
Monitorizarea celor patru etape relevante din proces, este acum mult mai ușoară,
deoarece în momentul de față, datorită aplicării celor două metode, sunt stabilite valorile pe
care trebuie să le urmărim, și anume;
– Debitul apei de suprafață care va fi captat în cele două decantoare orizontale
radiale va fi monitorizat pentr u a se încadra în intervalul 300 -400 m³/h, pentru a
evita în acest mod intrarea unei cantități prea mari de apă brută care conțin un
volum ridicat de turbidități și substanțe organice, mai ales în perioadele în care
precipitațiile sunt abundente, dar și pe ntru a aproviziona stația de tratare cu
suficient volum de apă pentru a nu impiedica buna desfășurare a activității
acesteia, și a nu se afla în situația în care nu există suficientă apă potabilă în cele
două rezervoare din beton, și a se afla astfel în i ncapacitatea de a aproviziona
consumatorii prestabiliți.

82
– Timpul în care apa va sta la decantat, trebuie sa fie întotdeauna de minim 24h,
mărind această perioadă în funcție de nevoie. S-a adoptat aceasă soluție deoarece
s-a observat că, pe măsură ce procesul de decantare durează mai mult, nivelul
turbidității și a substanțelor organice în apă scade.
– Vor fi folosite de la 4 la 6 filtre rapide, care constă în cuve din beton cu nisip
cuarțos pentru a filtra apa cu 80m³/h . Se va evita ca volum de apă filt rat să atingă
valori apropriate de 400m³/h, deoarece în urma cercetării rezultatelor
experimentului s-a constatat faptul că, atât turbiditatea cât și substanțele organice
înregistrează valoarea cea mai ridicată când ajunge la acest nivel.
– Pentru clorinare vom folosi în continuare dozatorul de clor gazos tip ADVANCE,
pompând 0,1mg/l

Optimizarea procesului de tratare al apei, s -a realizat, pentru a ajuta atât stația de
tratare cât și consumatorii care depind în mod direct și implicit de aceasta.
Această opt imizare are în vedere evitarea situațiilor în care stația se poate afla în
incapacitatea de a acoperii volumul necesar de apă potabilă , precum și folosirea celor mai
bune practici existente și folosite într -un mod structurat și sistematic.
Cu acest proces se satisfac cerințele clienților și de audit, precum și propria nevoie de
prevenire a eșecurilor.
Protecția calității apei este o acțiune cu caracter permanent, în care fiecare membru al
societății trebuie să -și aducă contribuția, un aport conștient și responsabil. Apa are o
importanță deosebită pentru viața omului, a plantelor și a animalelor, și totodată este un
component indispensabil vieț ii.
În urma tuturor motivelor anterior menționate, orice stație de tratare a apei, este
conștientă de marea respo nsabilitate care o are față de consumatorii și de multe altele, iar
garantarea calității apei potabile care ne este furnizată în mod constant și permanent la orice
oră, va fi mereu principalul obiectiv de atins.

83
Bibliografie
1. Abby Ghobadian și Simon Speller – Revista „Total Quality Management" vol. 5 , nr. 4,
1994.
2. Bahri., A., Managementul integrat al apei urbane – Parteneriatul Global al Apei
Comitetul Tehnic (TEC).
3. Berné, F., Cordonnier, J., Tratement des eaux , Edition TECHNIP, 1991.
4. Deneș, C. , Fiabilitatea și m entenanță . Sibiu, Editura Universității „Lucian Blaga” din
Sibiu, 2014.
5. Drucker, P., Realitățile zilei de mâine, București, Editura Teora, 1999.
6. Ilieș., L., Management calității totale , Ed. Dacia., Cluj -Napoca, 20 03.
7. Kifor, C., Oprean, C. , Ingineria c alității , Editura ULBS, Sibiu, 2002.
8. Lvovich, M.I., White, G.F., Use and transformation of terrestrial water in systems ,
Cambridge University Press, Cambridge, 1990.
9. Mănescu, S., Igiena m ediului, Editura Medicală, București 1981.
10. Newman, P.J., Classification of surface water quality management , Heinemen
Professional Publishing, Oxford, 1988.
11. Oprean, C., Kifor. C.V., Suciu, O., Alexe, C. , Managementul integrat al c alității ,
Editura Academiei Române, București, 2012.
12. Oprean, C., ș.a. Metode și tehnici ale c unoașteri i științifice , Editura Universității
„Lucian Blaga” din Sibiu, Sibiu, 2006.
13. Oprean., C., Țîțu., M., Tomuță., I., Cercetarae experimentală și prelucrarea d atelor –
studii de caz , Ed. Universității ”Lucian Bla ga” din Sibiu, 2007.
14. Oprean., C., Țîțu., M., Cercetare a experimentală și prelucrarea d atelor – partea a II –
a, Ed. Universității ”Lucian Blaga” din Sibiu, 2007.
15. Oprean, C., Țîțu, M., Bucur, V. , Managementul global al organizației bazată pe
cunoștințe , Editu ra AGIR, ISBN 978 -973-720-363-2, București, 2011.
16. Oprean, C., Țîțu, M. , Managementul calității în economia și organizația bazate pe
cunoștințe , Editura AGIR, ISBN 978 -973-720-167-6, București, 2008.
17. Oprean, C., Kifor, C. , Managementul c alității , Editura ULBS, 2002.
18. Oprean Letiția, Apa – Resursa fundamentală a dezvoltării durabile: Metode și tehnici
neconvenționale de epurare și tratare a apei, Vol. I , Editura Academiei Române,
București 2012.
19. Pîslărașu., I., Rotaru, N., Teodorescu, M., Alimentări cu apă , Ed. Tehnică, București,
1981.
20. Roy, R. K., A primer on the Taguchi method , Van Nostrand Reinhold, New York,
1990.
21. Simion , C., Bondrea I., Ingineria calității produselor , ISBN 973 -651-254-1, Editura
Univ ersității "Lucian Blaga" Sibiu , 2001.
22. Simion, C., Controlul statistic al cali tății procesului , Editura Universității „Lucian
Blaga” din Sibiu, Sibiu, 2006 .
23. Țîțu, M., Oprean, C. , Cercetarea experimentală și prelucrarea d atelor. Partea I ,
Editura Universității „Lucian Blaga” din Sibiu, Sibiu, 2006.

84
24. Țîțu, M., Oprean, C., Boroiu, A., Cercetare experimentală aplicată în creșterea
calității produselor și s erviciilor , Editura AGIR , ISBN 978 -973-720-362-5, București,
2011 .
25. Uttomark, P., Wall, P., Lake classification for water quality management , University
of Wisconsin Water Research Center, 1975.
26. *** anpm.ro/dezvoltare -durabila
27. *** Colecția de Standarde în Domeniul Asigurării și Managementului Calității.
28. *** Directiva Cadru 2000/60 a Uniunii Europene în domeniul apei.
29. *** mmediu.ro – Ministerul Mediului, Apelor și Pădurilor.
30. *** World water balance and water resources of Earth, UNESCO, Paris, 1978.

85
Lista formelor grafice

Tabelul 1.1 Distribuția apei pe Planeta Pământ ……………………………………………………………..12
Tabelul 1.2 Clasificarea apei ……………………………………………………………………………………….13
Tabelul 2.1 Matricea unui plan experimental Taguch i cu 7 factori și 8 experimente L8(27) ..34
Tabelul 3. 1 Etapele procesului de potabilizare cu scopurile și deficiențele aferente …………..45
Tabelul 3.2 Factorii și nivele de control …………………………………………………………. ……………47
Tabelul 3.3 Calculul numărului de experimente pentru determinarea matricei ………………. …47
Tabelul 3.4 Matricea de experimente L8 ……………………………………… …………………………. …49
Tabelul 3.5 Matri cea de experimente rezultată …………………………….. …………………………. ….49
Tabelul 3.6 Răspunsuri criteriul I …………………………………………………………………………….. ….50
Tabelul 3.7 Răspunsuri c riteriul II ……………………………………………………………………………….50
Tabelul 3.8 Efectele asupra raportului S/N și asupra valorii măsurate pentru criteriul I ……..51
Tabelul 3.9 Efectele asupra raportului S/N și asupra valorii măsurate pentru criteriul II ……52
Tabelul 3.10 Contribuția S/N corespunzătoare nivelului optim al fiecărui factor ………………54
Tabelul 3.11 Prima optimizare a raportului S/N ………………….. ………………………………………..55
Tabelul 3.12 Răspunsuri validare criteriul I ………………………………………………………………….55
Tabelul 3.13 Răspunsuri validare criteriul II …………………………………………………………… ……56
Tabelul 4.1 Factorii și nivele de control ………………………………………………………………….. ……60
Tabelul 4.2 Probele de apă prelevate …………… ………………………………………………………………61
Fig. 2.1 Filosofia abordării Taguchi ……………………………………………………………………………..30
Fig. 2.2 Cele șapte niveluri ale calității ……….. ……………………………………………………………….32
Fig. 2.3 Conceptul funcției ”pierdere a calității” ………………………….. …………………………. ……36
Fig. 2.4 Interval de toleranță și funcția ”pierdere a calității” …………. …………………………. …….37
Fig. 3.1 Diagrama flux al procesului de potabilizare al apei în cadrul stației de tratare Ucea –
Sumerna …………………………………….. …………………………………………………………………………….43
Fig. 3.2 Valoarea medie a turbiditățiilor si substanțelor organice pentru anul 2016 …………..44
Fig. 3.3 Procesul de potabilizare al apei în cadrul stației de tr atare Ucea -Sumerna ……………45
Fig. 3.4 Procesul de potabilizare al apei în cadrul stației de tr atare Ucea – Sumerna –
Detaliat……………………………………………………………………………………………………… ……………..46
Fig. 3.5 Graficul liniar impus …………………………………………………… ………………………….. ……..48
Fig. 3.6 Graficul liniar standard ………………………………………………. …………………………. ………48
Fig. 3.7 Graficul determinării schemei experimentale ……………………………………… ……………48
Fig. 3.8 Graficele pentru efectele factorilor și interacțiunilor – Criteriul I ……………….. ………52
Fig. 3.9 Graficele pentru efectele factorilor și interacțiunilor – Criteriul II ……………………….53
Fig.4.1 Histograma pentru Turbiditate ………………………………………………………………………….62
Fig.4.2 Histograma pentru Substanțe Organice ………………………………………………………………62
Fig.4.3 Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de volumul apei de suprafață și timpul
de decantare folosind funcția 3D Surface Plot ………………………………………………………………..63
Fig.4.4 Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de volumul apei de suprafață și timpul
de decantare folosind funcția 3D Contour Plot ……………………………………………………………….64
Fig.4.5 Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de timpul de decantare și volumul de apă
filtrat folosind funcția 3D Surface Plot …………………………………………………………………………65
Fig.4.6 Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de timpul de decantare și volumul de
apă filtrat folosind funcția 3D Contour Plot …………………………. ………………………………………..66

86
Fig.4.7 Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de timpul de decantare și cantitatea de
clor folosind funcția 3D Surface Plot ………………………………………………………………. ……………67
Fig.4.8 Reprezentarea grafică a turbidității în funcție de timpul de decantare și cantitatea de
clor folosind funcția 3D Contour Plot ……………………………………………………………………………68
Fig.4.9 Reprez entarea grafică a substanțelor organice în funcție volumul apei de suprafață și
timpul de decantare folosind funcția 3D Surface Plot ……………………………………………………..69
Fig.4.10 Reprezentarea grafică a substanțelor organice în f uncție volumul apei de suprafață și
timpul de decantare folosind funcția 3D Contour Plot …………………………………………………….70
Fig.4.11 Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție de timpul de decantare și
volumul de a pă filtrat folosind funcția 3D Surface Plot …………………………………………………..71
Fig.4.12 Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție de timpul de decantare și
volumul de apă filtrat folosind funcția 3D Contour Plot ………………………………………………….72
Fig.4.13 Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție de timpul de decantare și
cantitatea de clor folosind funcția 3D Surface Plot ……………………………………………….. ………..73
Fig.4.14 Reprezentarea grafică a substanțelor organice în funcție de timpul de decantare și
cantitatea de clor folosind funcția 3D Contour Plot …………………………………………………………74
Fig.4.15 Imprășierea rezultate lor turbidității în funcție de volumul apei de suprafață ………….75
Fig.4.16 Imprășierea rezultatelor turbidității în funcție de timpul de decantare …………………..75
Fig.4.17 Imprășierea rezultatelor turbidității în funcție de volumul de apă fi ltrat………………..76
Fig.4.18 Imprășierea rezultatelor turbidității în funcție de cantitatea de clor ………………………76
Fig.4.19 Imprășierea rezultatelor substanțelor organice în funcție de volumul apei de
suprafață …………………… ………………………………………………………………………………………………77
Fig.4.20 Imprășierea rezultatelor substanțelor organice în funcție de timpul de decantare …..77
Fig.4.21 Imprășierea rezultatelor substanțelor o rganice în fu ncție de volumul de apă filtrat..78
Fig.4.22 Imprășierea rezultatelor substanțelor organice în funcție de cantitatea de clor ………78

87
Cuvinte cheie

Calitatea : a fost definită prin standardul internațional ISO 8402 ca fiind ansamblul de
proprietăți și caracteristici ale unei entități care îi conferă acesteia aptitudinea de a satisface
nevoile exprimate și implicite ale clienților.

Managementul calității : 1.R eprezintă un ansamblu de acti vități având ca scop realizarea unor
obiective, prin utilizarea optimă a resurselor. Ace st ansamblu cuprinde activități de
planificare, coordonare, organizare, control și asigurare a calității. 2. Este o metodă prin care
organizația se asigură că toate activităț ile neces are pentru a conce pe, dezvolta ș i imple menta
serviciul sunt eficiente în legatură cu sistemul în sine și cu performanț a acestuia.

Metoda Taguchi: Taguchi a dezvoltat o combinație de inginerie ș i metodologii statistice care
au dus la o filozofie a calității inginereș ti. El a recunoscut nevoia pentru o abordare
experimentală care poate să extragă maximum de informaț ii din minimum de teste. Metodele
Taguchi sunt metode statistice concepute pentru a imbunătătii calitatea produselor, permite
realizarea unui număr mai mic de test e și, de asemenea, oferă informații cu privire la fiecare
variabilă.

Cercetarea experimentală : este o abordare științifică a realității cu scopul stabilirii unei relații
de tip cauză -efect între două fenomene observabile și măsurabile.

Metoda e xperiment ului factorial: o metodă de cercetare științifică a relațiilor dintre diverse
fenomene într -un cadru strict controlat, bazată pe modificarea unor factori și menținerea
constantă a altora . Experimentele factoriale reprezintă procedee de reducere a numărului de
încercări, de grăbire a obținerii "răspunsului", deci solicită un volum mai redus de informații.

Optimizarea : reprezintă activitatea de studiere a unei probleme, în urma căreia se obține un
rezultat, care, comparat cu alte rezultate posibile este cel mai bun, cel mai potrivit, cel mai
indicat și în baza căruia se poate lua o decizie cu caracter tehnico -economic.

Apa: Lichid incolor, fără gust și fără miros, compus hidrogenat al oxigenului, care formează
unul dintre învelișurile Pământului.

Turbiditate : 1.Concentrație de particule solide în suspensie în apa râurilor și lacurilor. 2.
Proprietate a unui mediu dispers de a împrăștia lumina incidentă.

Substanțe organice: Provin din resturi de plante și animale. Ele pot fi oxidate complet și se
exprimă în miligrame pe litru de manganat de potasiu necesar pentru oxidarea lor.