2. 2
Ai carte, ai parte, dar ai şi bani în buzunar
Atunci când ajungi la fundul sacului, începi să te
gândeşti să faci economii. Asta e valabil, atât pentru
resursele epuizabile (şi aici mă refer şi la bani), cât şi
pentru cele mai greu epuizabile (aparent inepuizabile într-
o viaţă de om), aşa cum este energia.
Inventivitatea omului este nelimitată, dar, din păcate
şi ignoranţa este la fel. Inventivii se străduiesc să
uşureze viaţa tuturor, pe când igoranţii risipesc ceea ce
alţii creează din greu.
Până nu demult făceam parte şi eu din categoria
igoranţilor: cu toate că învăţasem la şcoală că orice
consumator introdus într-un circuit electric «consumă»
curent (căci altfel poate că ar fi avut alt nume, nu-i aşa?),
preferam să-mi deschid televizorul şi PC-ul cât se poate
de repede, fără să fie necesar să întroduc ştecherul în
priză de fiecare dată. De altfel, văzusem că toată lumea
făcea mereu aşa. Nu mă preocupase niciodată faptul că un
led, oricât de mic ar fi el, tot consumă curent. Citind de
curând pe Internet despre aşa numitul «consum de
energie invizibilă», mi-am dat seama de greşeala făcută
din obişnuinţă. Aşa, din curiozitate la început, am aflat că
televizorul foloseşte aproximativ 45% din energia
necesară, în modul stand-by. De asemenea, am aflat că
studiile statisticienilor din întreaga lume, făcute în ultimii
10 ani, au demonstrat că aparatele electrocasnice
moderne sunt utilizate efectiv în medie doar 15-20% din
timp, în rest acestea aflându-se în modul stand-by. Cu
toate că există reglementări care solicită ca în modul
3. 3
stand-by consumul să fie cât mai redus, aceleaşi studii
demonstrează menţinerea consumului în stand-by la
aproximativ 50% din consumul total anual al
echipamentului.
Poate că mai greşesc şi statisticienii, dar noi sigur
greşim dacă nu începem să ne punem şi astfel de
probleme: hai să economisim energia cât mai mult cu
putinţă. Şi să le spunem şi prietenilor acest lucru, căci
poate că şi ei sunt grăbiţi şi uită să-şi folosească
toate informaţiile acumulate în şcoală.
Economisirea energiei este una dintre problemele
majore ale Planetei noastre în acest moment, iar la nivel
individual, economisirea conduce sigur la un surplus de
bani în buzunar.
4. 4
Străduieşte-te să nu înveţi degeaba!
Încep căldurile. Apa potabilă de la chiuvetă nu este
prea îmbietoare. Fuga la chioşc să luăm o doză de Fanta.
Gata, s-a rezolvat problema. Până la pauza următoare mai
rezistăm. Doza goală a ajuns la coşul de gunoi. Nu mai
contează câtă muncă şi energie a fost necesară pentru
obţinerea şi fabricarea ei.
Şi totuşi, am învăţat la Chimie despre aluminiu,
despre proprietăţile acestuia şi despre producerea lui.
Toată lumea (care studiază) ştie că aluminiul este un
element chimic ce are numărul atomic Z = 13, numărul de
masă A = 27 (deci 13 protoni, 13 electroni şi 14 neutroni).
Mai ştim că el este al 13-lea element în SI, fiind situat în
grupa a III-a A, perioada a 3-a.
De asemenea, am învăţat că aluminiul se găseşte în
natură combinat (atenţie: se găseşte NUMAI combinat)
sub formă de bauxită, din care se extrage alumina
(Al2O3), că este cel mai răspândit metal din scoarţa
terestră, iar alături de Fe, este cel mai utilizat din
industrie.
Ceea ce însă probabil puţini mai ţin minte este că
există două căi de producere a aluminiului utilizat în
practica industrială şi anume:
- direct din bauxită – se obţine Aluminiul primar;
- din recuperarea deşeurilor – se obţine Aluminiul
secundar.
Recuperarea deşeurilor de aluminiu este o sursă
importantă de materie primă pentru metalurgia secundară
a aluminiului. Recuperarea are loc prin topirea deşeurilor
sortate, folosind cuptoare de diferite tipuri.
5. 5
Consumul de energie pentru obţinerea aluminiului
recuperat este mai redus decât pentru producerea
aluminiului primar, motiv pentru care procedeul este
considerat mai favorabil mediului. Consumul de energie la
recuparare se situează în intervalul 500 kJ/tonă până la
2.000 kJ/tonă, funcţie de tehnologia de ardere şi de
proces utilizate. În concluzie, ar trebui să ne gândim de 2
ori înainte de a arunca doza la gunoi pur şi simplu.
Din păcate, cred că prima reacţie ar fi de genul:
«Dar ce, sunt fraier, cum să mă car cu doza aia cu mine şi
s-o arunc doar în locurile amenajate pentru deşeuri. Doar
nu primesc nici un ban şi mai îmi consum şi energia …».
Dacă vrem să ne gândim la Planeta noastră, la
conservarea ei şi deci la micşorarea consumului de
energie, trebuie să folosim cunoştinţele acumulate în
şcoală şi să învăţăm să nu mai aşteptăm mereu ceva în
schimbul unei acţiuni făcute.
6. 6
Zicale transformate în adevăr
Despre oamenii zgârciţi se spune că vor să facă din
„rahat bici şi să mai şi pocnească”.
Olandezii or fi oameni zgârciţi...nu ştiu, n-am prieteni
pe acolo. Şi totuşi ideea de a produce energie
regenerabilă din ...găinaţ de găină mi s-a părut
interesantă. Dacă cineva ar fi spus aşa ceva în urmă cu
câteva decenii, probabil că ar fi fost luat drept trăznit
sau dus cu pluta.
Totuşi viaţa reală de multe ori depăşeşte ficţiunea:
am citit de curând pe Net că în Olanda se află cea mai
mare centrală de biomasă din lume, care funcţionează
numai pe bază de găinaţ de găină. Respectiva centrală ar
converti aproximativ 440.000 tone de găinaţ în suficientă
energie pentru a alimenta 90.000 de locuinţe pe an, adică
în jur de 270 de milioane de kilowaţi pe an. Ceea ce încă
nu am precizat este că respectiva centrală funcţionează
încă din anul 2008 şi este localizată în Moerdijk,
Brabantul de Nord. Statisticile elaborate la nivelul
anilor 2007-2008 afirmau că Olanda producea
aproximativ 1,2 milioane de tone de gunoi provenind de la
pui, iar 800.000 de tone din această sumă erau procesate
în afara graniţelor, la preţuri foarte mari.
Pe lângă faptul ca generează atâta energie, centrala
mai rezolvă şi problema găinaţului, care ar genera o
cantitate uriaşă de gaz metan. De asemenea, cenuşa
provenită din arderea gunoiului este bogată în fosfor şi
potasiu şi este vândută ca îngrăşământ, având o valoare
foarte ridicată.
7. 7
M-am întrebat doar cum au rezolvat problema
mirosului...simplu, cu ajutorul camioanelor închise ermetic.
Deci cu multă muncă şi la fel de multă ingeniozitate,
se poate face din „rahat bici şi să mai şi pocnească”.
8. 8
Pe unii îi ajută foarte mult relieful şi poziţia
geografică
România este o ţară frumoasă şi are toate formele
de relief cunoscute. De asemenea, avem zone cu
activitate vulcanică crescută (Vrancea). Pe teritoriul ei,
întâlnim o mulţime de curiozităţi geografice demne de
revista National Geographics, dar cum nimic nu e perfect,
îi mai lipseşte câte ceva. De exemplu, nu are gheizere.
Gheizerele sunt izvoare intermitente de origine
vulcanică, care emit în atmosferă, la intervale relativ
regulate jeturi de apă fierbinte şi uneori şi vapori, ca
urmare a încălzirii rapide a apelor din golurile subterane.
Dar ce se petrece în adâncul pământului? Apa
subterană este încălzită de magma fierbinte. Căldura şi
presiunea ridicată datorată greutăţii coloanei de apă
determină apa să atingă punctul de fierbere (100C). Ca
urmare a acestui fapt, apa erupe şi formează o coloană
înaltă şi spectaculoasă de apă fierbinte sau caldă, însoţită
uneori şi de aburi.
9. 9
Prezenţa şi activitatea gheizerelor este strâns
legată de zonele de pe Terra care au activitate vulcanică.
Ele au fost studiate pentru prima oară în Islanda, ţara
europeană care are un număr foarte mare de gheizere
active.
Conform Wikipedia, Islanda este cea mai important
ţară din lume care foloseşte energia geotermală şi în
special, energia gheizerelor. Din datele statistice
cunoscute, aflăm că la 500 de metri extrag apă de 150C,
iar la 1.000 de metri, 300C. În Islanda s-a început
exploatarea acestei resurse cu 60-70 de ani în urmă,
deoarece s-a realizat că în loc să aibă cenuşă toxică de la
termocentrale, mai bine se foloseşte apa caldă aflată în
pământ. În prezent, în jur de 80% din energia Islandei
provine din surse geotermale, iar 12% din alte resurse
regenerabile. Aproape toate locuinţele din întreaga insulă
sunt încălzite cu apă termală, De asemenea, apa caldă
menajeră provine tot din sursele geotermale. În plus,
energia electrică este obţinută tot din resurse
geotermale, prin folosirea căldurii şi a aburilor.
Într-adevăr, România nu are gheizere, dar avem zone
în care ar putea fi exploatate apele termale existente. De
exemplu, am citit pe Net că la Timişoara există apă
termală care are o temperatură de până la 80C. De
asemenea, zona Banatului şi vestul munţilor Apuseni este
bogată în zăcăminte geotermale.
Să vedem ce surprize tehnice ingenioase pentru
exploatarea bogăţiilor subsolului ţării noastre ne va aduce
viitorul...
10. 10
Noua sursă de energie: fotosinteza!
Duminică seara, la ora 9, pe canalul National
Geographic se difuzează un serial foarte interesant:
“Cosmos: Odisee în timp şi spaţiu”. Duminica trecută
leneveam în sufragerie, pe canapea, în aşteptarea
serialului. Eram încă în vacanţă şi puteam să mă uit la
televizor cât de mult vroiam.
Îmi place seria deoarece am aflat multe lucruri
nemaipomenite despre macro şi micro cosmos. De data
aceasta, una dintre informaţiile aflate a fost incredibilă:
am aflat cu surprindere ca înţelegerea în totalitate a
fotosintezei şi realizarea ei pe cale artificială, la
scară largă, ar putea rezolva toate problemele legate
de energie ale omenirii.
Prima mea reacţie a fost de neîncredere: probabil că
nu am fost foarte atentă în clipa aceea. Nu se putea aşa
ceva, căci învăţasem demult la şcoală despre fotosinteză.
Şi nici vorbă să ni se fi spus aşa ceva. Dar a doua zi de
dimineaţă eram pe Google. Şi supriză! Nu numai că
subiectul era de foarte mult timp abordat şi comentat,
dar am citit că există şi multe proiecte începute în
această direcţie.
Conform Wikipedia şi a cunoştinţelor mele de până
acum, fotosinteza este procesul de fixare a dioxidului de
carbon din atmosferă de către plantele verzi (cele care
au în citoplasma celulei, cloroplaste cu clorofilă), în
prezenţa radiaţiilor solare, cu eliminare de oxigen şi
formare de compuşi organici, cum ar fi: glucide, lipide,
proteine.
11. 11
Iată şi ce am mai aflat în plus, despre fotosinteza
plantelor:
Meritul explicării clare a transformării energiei în
procesul de fotosinteză i-a revenit medicului şi
fizicianului german Robert Mayer, care a aplicat legea
conservării energiei la vieţuitoare. În anul 1845 el a
publicat lucrarea "Mişcarea organică în relaţie cu
metabolismul", în care a prezentat şi explicat
transformarea energiei care are loc în procesul
fotosintezei. Astfel, în timpul fotosintezei, plantele
înmagazinează energia luminii soarelui sub formă de
energie chimică. În plus, Mayer a afirmat că viaţa
animalelor este dependentă de această însuşire existentă
numai la plantele verzi şi că energia consumată de animale
în timpul vieţii provine numai din radiaţiile solare.
Afirmaţiile făcute de Mayer au stabilit deci faptul
că procesul de fotosinteză este unul dintre fenomenele
cele mai importante din lumea vieţuitoarelor.
Ca urmare a acestor concluzii, ecuaţia generală a
fotosintezei putea fi scrisă sub forma:
6CO2 + 6H2O + lumină solară -> C6H12O6 + 6O2
Dioxid de carbon + Apă + Energie luminoasă ->
Glucoză + Oxigen
Deci plantele nu creează energie, ci numai
transformă energia primită de la soare.
Navigând mai departe pe Internet, am aflat că
fotosinteza artificială poate fi o sursă de combustibil
regenerabilă, că poate să furnizeze un mod economic
pentru reducerea cantităţii de CO2 în atmosferă,
atenuând astfel efectul acestuia asupra încălzirii globale.
12. 12
Mai precis, reducerea emisiilor de CO2 va avea loc atunci
când fotosinteza artificială va fi folosită pentru
producerea de combustibil pe bază de carbon, care poate
fi stocat pe termen nelimitat.
De asemenea, am mai aflat că fotosinteza artificială
este un domeniu de cercetare care încearcă să reproducă
procesul natural de fotosinteză, de conversie prin lumina
soarelui a apei şi dioxidului de carbon în hidraţi de carbon
şi oxigen. Uneori, descompunerea apei în hidrogen şi
oxigen folosind energia solară este de asemenea asociată
fotosintezei artificiale. Procesul efectiv care permite
semi-reacţiei fotosintetice globale să aibă loc este foto-
oxidarea. Această semi-reacţie este esenţială pentru
separarea moleculelor de apă prin faptul că eliberează
ioni de hidrogen şi ioni de oxigen. Aceşti ioni sunt
necesari pentru a reduce dioxidul de carbon într-un
combustibil. Obiectivul general din spatele acestei teorii
este crearea unei surse de combustibil de tip plantă
artificială.
Pe scurt, iată ce încearcă oamenii de ştiinţă să
creeze de fapt, în mod artificial:
13. 13
• În prima fază a fotosintezei (faza dependentă de
lumină) clorofila absoarbe fotoni din radiaţia luminoasă (o
formă de energie electromagnetică) şi eliberează, în
schimb, un număr echivalent de electroni. Aceşti
electroni intră unui şir întreg de reacţii complexe ce duc
la formarea unor enzime necesare în următoarele etape
ale fotosintezei. Clorofila (care în prima fază a cedat
electroni) îşi recuperează electronii din moleculele de
apă, într-un proces numit fotoliza apei. Procesul este
realizat cu participarea uneia dintre enzimele formate
anterior şi catalizat de structuri oxido-reducătoare ce
conţin atomi de mangan şi calciu. Moleculele de apă sunt
scindate în ioni de hidrogen şi oxigen; hidrogenul participă
la reacţiile chimice care duc la formarea moleculelor de
ATP (o enzimă care reprezintă principala sursă de energie
în celula vie), iar oxigenul este un subprodus; el nu mai e
necesar plantei în procesul de fotosinteză, aşa că este
eliberat în atmosferă şi va fi folosit de nenumărate
organisme (inclusiv de către plante), în procesul fiziologic
de respiraţie.
• În cea de-a doua fază (faza independentă de lumină)
plantele absorb din atmosferă dioxid de carbon şi
construiesc, cu ajutorul unor enzime, într-un lanţ
complicat de reacţii chimice, din carbonul extras din CO2,
carbohidraţi, cum ar fi zaharoza sau amidonul, iar pornind
de la ele, alte substanţe organice precum celuloza, dar şi
lipide sau aminoacizi.
Ceea ce este nemaipomenit la acest proces este
eficienţa lui: aproape nimic nu se pierde, enzimele sunt
reciclate şi se regenerează permanent. Problema care se
pune în acest moment este însă găsirea unor metode
14. 14
eficiente de stocare a hidrogenului şi a oxigenului pentru
a putea fi utilizate în viitor.
Mai avem deci puţini paşi până când problema
producerii energiei pe Terra va avea o soluţie
extraordinară. Dar, despre încercările făcute de către
oamenii de ştiinţă în domeniul stocării hidrogenului şi
oxigenului, precum şi despre ale informaţii interesante,
vom mai discuta şi altă dată.
15. 15
Imitarea are rolul ei
În fiecare secundă, natura produce energie. O parte
este folosită, alta se risipeşte. Perfecţiunea fotosintezei
este supranaturală. Deşi a fost studiată până aproape în
cele mai ascunse procese, fotosinteza mai păstrează încă
un aer de miracol.
După o serie de studii având ca temă fotosinteza
artificială, mai precis fotoliza apei (una dintre etapele
procesului de fotosinteză), oamenii de ştiinţă încearcă să
reproducă în laborator procesul de scindare a moleculelor
de apă sub acţiunea luminii. Scopul acestor cercetări este
obţinerea pe scară largă a hidrogenului considerat o sursă
ieftină de energie "curată", pe care s-ar putea baza o
viitoare economie.
Descompunerea fotocatalitică a apei (adică procesul
de separare a moleculei de apă în elementele sale
componente, oxigenul şi hidrogenul) ar putea furniza
cantităţi mari de hidrogen, printr-un proces nepoluant şi
eficient. În cadrul acestei faze a fotosintezei, elementul
cel mai important îl reprezintă catalizatorii, substanţele
care modifică viteza reacţiilor chimice, fără a participa la
reacţie şi fără a suferi vreo modificare.
Una dintre tehnologiile care ar putea fi folosită, ar
presupune utilizarea unor substanţe catalizatoare aflate
în suspensie în apă, fără a mai fi nevoie de celule
fotovoltaice (care transformă energia solară în energie
electrică) sau de sisteme electrolitice (care să
descompună apa cu ajutorul curentului electric). Cu alte
cuvinte, dacă am avea un rezervor plin cu apă, în care am
amesteca substanţele catalizatoare potrivite şi l-am
16. 16
expune la soare, am putea produce hidrogen. Metoda pare
simplă şi eficientă, dar încă n-a fost rezolvată problema
obţinerii unor catalizatori eficienţi şi ieftini.
Cercetătorii de la MIT (SUA) au încercat să obţină
hidrogen cu mijloace ieftine, folosind o serie de cipuri pe
bază de siliciu. Acestea au fost acoperite cu substanţe ce
servesc drept catalizatori şi au fost introduse în apă.
Marea realizare a echipei de cercetători a fost înlocuirea
substanţelor catalitice scumpe (având la bază aur, indiu,
rodiu şi platină), utilizate până atunci, cu unele mult mai
ieftine (pe bază de cobalt). Ei au reuşit să obţină prima
«frunză artificială», adică un mini panou solar, de
mărimea unei cărţi de joc, făcută dintr-un material
semiconductor ieftin, acoperit cu substanţe
catalizatoare. Această frunză, dacă este scufundată în
apă, simulează descompunerea fotocatalitică a apei. În
plus, mini panoul este stabil şi rezistent la uzură.
Este clar că oamenilor de ştiinţă nu le lipsesc ideile
în domeniul producerii unei energii curate, ci doar le mai
trebuie puţin timp… Nu este uşor să imiţi natura, dar
progresele obţinute până în prezent, ne dau speranţe că
17. 17
atunci când se vor sfârşi petrolul, cărbunele şi gazele
naturale, vom avea deja o nouă tehnologie pusă la punct.
18. 18
Totul poate fi posibil
Întâi aprilie, la ora de Biologie: ni se preda lecţia
despre Clonarea şi Ingineria genetică. Doamna profesoară
ne-a amintit definiţia Ingineriei Genetice din lecţia
anterioară şi anume: Ingineria Genetică reprezintă un
ansamblu de metode şi tehnici de lucru cu ajutorul cărora
se manipulează materialul genetic la nivel celular şi
molecular. A mai adăugat că astfel se obţin plante,
animale şi microorganisme modificate genetic, în al căror
genom sunt incluse gene străine, utile, care se manifestă
şi la descendenţi. Organismele astfel obţinute poartă
numele de organisme transgenice.
Până acum, doar teorie...dar, ceea ce a urmat, a fost
într-adevăr spectaculos...Am aflat că se pot obţine plante
luminescente. Imediat m-am gândit la iluminatul public pe
bază de plante: fără stâlpi, fără cabluri, fără căderi de
tensiune pe timp de furtună. Simplu, eficient, curat.
Fuga după ore, pe Internet. Şi surpriză: nu numai mie
îmi venise ideea folosirii plantelor luminescente pentru
iluminarea oraşului. Le venise cu mult timp înainte, şi
altora! Iată ce am aflat despre subiectul respectiv şi
credeţi-mă, nu era nici un fel de păcăleală de 1 aprilie:
Oamenii de ştiinţă au cercetat şi au reuşit deja să
obţină, cu ajutorul Ingineriei Genetice, plante transgenice
care produc lumină datorită fenomenului de
bioluminescenţă. Bioluminescenţa, denumită şi
biofotogeneză, este un caz particular al
chimioluminiscenţei şi reprezintă producţia de lumină de
către organismele vii.
19. 19
O serie de organisme vii cum ar fi licuricii, unii peşti
abisali sau unele ciuperci, precum şi unele microorganisme,
pot produce o lumină „vie”, prin oxidarea unei substanţe
proteice secretată de ele, numită luciferină. În prezenţa
oxigenului şi sub acţiunea unei alte substanţe chimice
(catalizatorul) luciferaza, are loc oxidarea luciferinei,
reacţia chimică corespunzătoare fiind însoţită de
eliminare a luminii:
Luciferină + O2 -> Oxiluciferină + Lumină
Denumirile luciferină şi luciferază sunt generice,
deoarece cele două substanţe generatoare de lumină
diferă de la o specie la alta. La cele mai multe dintre
speciile bioluminescente, lumina produsă are o culoare
albăstrie sau verzuie. Există unele specii de peşti care
emit o radiaţie roşie sau infraroşie, iar viermele marin
(Tomopteris) emite o lumină galbenă.
Una dintre cele mai interesante proprietăţi ale
luminii „vii” este aceea că ea este o lumină rece, adică ea
20. 20
generează o cantitate foarte mică de energie termică.
Fascinaţia faţă de bioluminescenţă s-a extins deja, din
lumea naturaliştilor până în cea a inginerilor, care pot
astfel visa la o mulţime de proiecte de viitor, cum ar fi
utilizarea plantelor bioluminescente la iluminarea
oraşelor, fără nici un fel de consum de energie electrică.
Deşi pentru moment, lumina vie dată de plantele
transgenice este prea slabă pentru a putea fi utilizată cu
succes la iluminatul stradal, reuşita în această direcţie
arată că bioluminescenţa poate fi pentru om, mai mult
decât un izvor de inspiraţie ştiinţifico-fantastică.
Ştiaţi că:
O echipă de cercetători ai Universităţii Cambridge
au dezvoltat o serie de mijloace care au făcut posibilă
iluminarea folosind bioluminescenţa. Ei au folosit gene
recoltate de la licurici precum şi de la o formă specială de
bacterie marină strălucitoare pentru a crea ceea ce ei
numesc "BioBricks" - sau cărămizi genetice, care pot fi
inserate într-un genom.
21. 21
A fost odată ca niciodată...a fost o maşină electrică
Ştiinţa se dezvoltă cu paşi rapizi. Oamenii au
încercat mereu să găsească noi surse de comunicare şi
implicit, noi surse de energie. Ei au observat că unul
dintre duşmanii comunicării în timp real era distanţa.
Precum am învăţat la Fizică, ecuaţia cea mai simplă de
calcul al spaţiului este S = v * t. Cum distanţa dintre
oameni rămâne constantă, ca să micşorăm timpul de
comunicare, trebuia să ne deplasăm noi sau informaţia,
mult, mult mai repede.
De-a lungul anilor, omenirea s-a deplasat pe jos,
călare sau cu ajutorul căruţelor trase de boi sau cai. Şi
încet-încet, ea s-a apropiat de sfârşitul secolului al
XVIII-lea şi începutul secolului al XIX-lea, perioadă
caracterizată de modificări spectaculoase în dezvoltarea
activităţilor de cercetare ştiinţifică. Noile descoperiri
din toate domeniile de activitate au fost urmate de
aplicarea lor în viaţa cotidiană a omului.
Spiritul creator al oamenilor acelor timpuri, având
deja multe cunoştinţe acumulate, s-a manifestat în toate
domeniile de activitate, inclusiv în domeniul
transporturilor. Inventarea primului vehicul electric nu
este nici pe departe o concepţie a secolului XXI.
Inventarea primului vehicul electric este atribuită
mai multor constructori. Undeva, în jurul anului 1828
ungurul Anyos Jedlik, construieşte primul autovehicul
electric. Acesta funcţiona cu ajutorul unui motor electric,
producţie proprie.
22. 22
În anul 1834, fierarul Thomas Davenport din Brandon
(Vermont) inventează motorul electric de curent continuu
şi realizează un vehicul acţionat de acesta. Vehiculul se
deplasa pe un fel de şină circulară (ghidaj circular) care
avea nişte conductori electrici de alimentare.
Un an mai târziu, în anul 1835, olandezii Sibrandus
Stratingh şi Christopher Becker realizează un vehicul
electric de mici demensiuni, care funcţiona cu ajutorul
unor baterii nereîncărcabile.
Cam tot în acelaşi timp, mai precis între 1832 şi
1839, scoţianul Robert Anderson realizează şi el un
vehicul electric, acţionat tot de baterii nereîncărcabile.
Istoria timpurie a vehiculelor electrice culminează cu
momentul 1899. În acel an, belgianul Camille Jenatzy
reuşeşte să depăşească viteza de 100 km/h la volanul
unui vehicul aerodinamic de curse, botezat Jamais
Contente.
La sfârşitul secolului al XIX-lea, Franţa şi Marea
Britanie sunt primele naţiuni care sprijină dezvoltarea pe
scară largă a vehiculelor electrice.
23. 23
Interesul pentru dezvoltarea noilor vehicule se
manifestă şi peste oceanul Atlantic, în America. Astfel, în
anul 1891, A.L.Ryker proiectează şi construieşte un
triciclu electric, iar William Morrison construieşte un
vehicul electric pentru 6 persoane. De fapt, unii istorici
consideră că proiectul lui William Morrison reprezintă
primul vehicul electric adevărat. Urmează o perioadă în
care o mulţime de proiecte şi inovaţii au o serie de
aplicaţii practice. De exemplu, în anul 1897, toate
taxiurile din New York sunt electrice (construite de
firmele Electric Carriage şi Wagon Company din
Philadelphia).
Vehiculul electric nu era însă singurul proiect la care
lucrau inventatorii din întreaga lume. Mai existau şi se
fabricau în paralel cu acesta şi vehicule cu aburi (primul
vehicul cu aburi, folosit la transportul persoanelor, a fost
construit în 1769) şi, mai ales, cu combustibil lichid
(istoria vehiculelor cu combustibil lichid data de la 1806).
Vehiculele electrice din acea perioadă aveau o serie
de avantaje faţă de celelalte vehicule existente. De
exemplu, nu aveau vibraţiile, mirosul şi nici zgomotul
asociat maşinilor pe benzină. Nu aveau nevoie să schimbe
vitezele (la maşinile cu benzină, schimbarea vitezelor era
foarte dificilă), porneau mult mai uşor decât cele cu aburi
sau pe benzină (maşinile pe benzină porneau manual, cu
ajutorul unei manivele, iar maşinile cu aburi porneau
extrem de greu în dimineţile geroase). De asemenea,
puteau parcurge, cu o singură încărcare, o distanţă mult
mai mare decât maşinile cu aburi. Pe scurt, în primele
două decade ale secolului al XX-lea, maşinile electrice au
24. 24
atins o cotă maximă de succes şi popularitate (America,
anul 1912).
Din păcate, evoluţia acestora nu a fost crescătoare.
Declinul maşinilor electrice s-a produs datorită
următoarelor aspecte:
- Datorită îmbunătăţirii drumurilor, era nevoie de
maşini care să aibă o automonie mai mare, la o
încărcare;
- S-a descoperit ţiţeiul în America, ca atare a scăzut
mult preţul benzinei şi astfel, oamenii obişnuiţi au
putut să-şi cumpere şi ei maşini cu combustibil lichid;
- În anul 1912, Charles Kettering a inventat starterul
electric, iar din acel moment, maşinile pe benzină
porneau mult mai uşor (nu mai aveau nevoie de
manivelă).
Vehiculele electrice şi-au mai păstrat supremaţia
cam până în anul 1935. Între 1935 şi 1960 aproape că s-a
renunţat la ele. După anii 1960, datorită problemelor
apărute în legătură cu emisia de gaze de eşapament,
precum şi a problemelor legate de furnizarea ţiţeiului, s-a
revenit la conceptul de maşină electrică.
Avantajele actuale majore ale maşinilor electrice
sunt: consumul redus, poluare aproape zero în afara
producţiei, raportul eficienţă - randament foarte mare,
accelerare instantanee, zgomot foarte redus, întreţinere
uşoară prin eliminarea unei mari părţi a motorului clasic şi
modernizarea transportului prin lărgirea bazei de
producţie a sursei energetice până la consumator.
Având în vedere ultimele progrese în domeniul
acumulatorilor şi creşterea preţului actual al petrolului se
25. 25
estimează că până în 2030 toate vehiculele noi, inclusiv
autocamioanele, vor fi complet electrice. Deja unele ţări,
cum ar fi Franţa, Germania, Israel şi SUA îşi pregătesc
infrastructura pentru automobilele electrice.
Nu peste mult timp, vom ajunge să ne punem mobilul
alături de maşină, la încărcat, într-o priză universală de
înaltă protecţie. Interesant, nu-i aşa?
26. 26
Ce (nu) ştiam noi despre da Vinci...
Când aud «da Vinci» mă gândesc imediat la «Mona
Lisa», la «Cina cea de taină» sau la «Închinarea magilor»
şi în mod sigur la romanul lui Dan Brown, «Codul lui da
Vinci» pe care-l văd mereu în biblioteca din sufragerie, pe
rândul de la mijloc, pus strategic la categoria romane
poliţiste bune.
Acum două săptămâni am avut de făcut un referat
despre Renaştere şi oamenii ei, la Istorie. Am început
întâi să «scotocesc» pe Net, aşa cum ne-am obişnuit cu
toţii în ultimul timp. Aşa am descoperit că Leonardo da
Vinci, figura ilustră a Renaşterii, a fost şi un mare
inventator. Pentru că nu-mi prea place stilul «cut-and-
paste» atât de des folosit în zilele noastre, am început să
caut informaţii şi prin biblioteca din sugraferie. Aşa am
dat peste cartea «Istoria culturii şi civilizaţiei», scrisă
de Ovidiu Drîmba. În acea carte, în volumul al 4-lea, am
descoperit o mulţime de lucruri minunate, gândite şi
proiectate de pictorul şi inventatorul Leonardo da Vinci.
27. 27
Proiectele şi invenţiile lui Leonardo da Vinci,
trecute în manuscrisele primite de Francesco Melzi, cel
mai iubit dintre elevii lui Leonardo, la moartea acestuia,
ne uimesc şi astăzi prin inventivitatea şi imaginaţia
vizionară, dublate însă de un bagaj serios de cunoştinţe.
Permanenta preocupare, chiar obsedantă, a lui
Leonardo a fost aceea de a găsi o nouă sursă de
energie.
Din acest motiv, aproape toată viaţa, el a căutat noi
metode de transformare a mişcării rectilinii alternative în
mişcare de rotaţie, necesară oricărui tip de mecanism
existent în acel moment de timp. În acest scop, Leonardo
a proiectat şi a făcut o mulţime de experienţe cu
mecanisme cu clicheţi, angrenaje, came, scripeţi şi
mecanisme cu articulaţii, angrenaje cu cremalieră şi roţi
dinţate. De asemenea, el a valorificat forţa musculară,
forţa vântului, a arcurilor şi volanţilor. Mecanismele
inventate sau perfecţionate de el sunt din toate domeniile
tehnicii: un dispozitiv de transmisie cu viteză variabilă, o
turbină de apă şi alta cu aer, aparate diferite pentru
măsurarea forţei de expansiune a aerului, a vitezei unei
nave, a presiunii vântului şi apei, lanţuri de oţel cu nuclee
cilindrice (cum sunt lanţurile de la bicicletă). Toate
elementele motorului cu combustie internă (cu excepţia
niturilor) pot fi găsite cu o sută de ani înaintea
inventării acestui motor, pot fi găsite în lucrările acestui
geniu care a trăit cu peste 250 de ani înaintea primei
revoluţii industriale.
Lista proiectelor şi invenţiilor lui Leonardo ar putea
să mai continue pe încă multe rânduri, eu aş vrea însă să
mai adaug doar câteva:
28. 28
A)în domeniul tehnologiei militare:
- Care de luptă echipate cu un sistem de rotaţie a unor
coase, care puteau reteza picioarele cailor şi
luptătorilor;
- Un tun cu abur şi tragere repetată (aburul fiind
utilizat ca sursă de energie mecanică);
- Proiectile de tun cu profil aerodinamic şi cu aripioare
de stabilizare (Leonardo intuise importanţa
rezistenţei aerului, pe care, peste 2 secole, o va
teoretiza Newton).
B)în domeniul aviaţiei:
- Aparate de zbor bazate pe principiul zborului
păsărilor (ideea constantă a lui Leonardo a fost că
zborul omului era posibil prin imitarea mecanică a
naturii);
- Helicoptere cu elice elicoidală şi cu propulsie
automată, mecanică (să nu uităm că ne aflam în epoca
de glorie a mecanicii);
- Un model de paraşută, foarte asemănător paraşutei
moderne.
29. 29
C) în domeniul transporturilor:
- O barcă pusă în mişcare cu ajutorul pedalelor (v-aţi
fi închipuit vreodată atunci când vă plimbaţi cu hidro
bicicleta că proiectul ei datează din secolul al XV-
lea);
- O căruţă cu comandă de direcţie proprie;
- O căruţă uşoară cu 3 roţi şi cu deplasare automată.
Leonardo a mai proiectat tot felul de unelte:
casmale, lopeţi, ciocane, roabe. A imaginat un fel de
ascensor pentru greutăţi mari. A proiectat şi desenat
maşini de găurit pentru confecţionarea conductelor de
lemn, aparate pentru prelucrarea fierului.
Pictor (Mona Lisa sau Gioconda, Cina cea de taină),
arhitect, muzician, geometrician, anatomist, inginer (a
proiectat şi construit diverse „maşini zburătoare”),
inventator (a desenat o bicicletă în 1493), toate aceste
titluri i se atribuie lui Leonardo, omul care a încarnat cel
mai bine spiritul universal al Renaşterii, omul care şi-a
dedicat întreaga energie în scopul descoperirii de noi
resurse de energie într-o lume încă bazată pe
mecanica clasică.
30. 30
A fost odată ca niciodată...a fost o maşină cu benzină
Am fost de curând cu maşina la cumpărături. În faţa
noastră era o Dacie 1300 veche care scotea fum. Am
închis repede butonul de comandă a intrării aerului în
maşină. Dar era deja târziu, mirosul intrase. Au dreptate
oamenii care luptă împotriva poluării. Mi-am adus aminte
că văzusem la televizor, pe canalul National Geographic,
un episod din serialul „Cosmos: Odisee în timp şi spaţiu”,
în care se povestea despre cum au început oamenii să
înţeleagă că benzina cu plumb distruge Pământul.
Când am ajuns acasă, am căutat pe Net informaţii despre
subiectul respectiv. Mi-am dat seama că nu toate noile
surse de energie descoperite, au fost bune până la
urmă, pentru omenire. De exemplu, benzina cu plumb a
apărut datorită descoperirii tetraetilului de plumb de
către inventatorul american Thomas Midgley Jr.
Thomas Midgley Jr. (1889-1944) s-a născut într-o
familie de inventatori: tatăl şi bunicul deţineau brevete
de invenţie, iar un strămoş al său lucrase pentru James
Watt (omul care a inventat motorul cu aburi). Om
inteligent, ambiţios şi inventiv, Thomas Midgley Jr. a
reuşit să rezolve problema cea mai grea a funcţionării
motoarelor cu combustibili. El a adăugat o anumită
cantitate de tetraetil de plumb (care fusese deja
descoperit în 1852 de un chimist german) în benzină şi a
observat că motoarele mergeau mult mai bine. Astfel,
după căţiva ani de experimente, Thomas Midgley Jr.
găsise metoda care făcea combustibilul să ardă mai încet
şi să nu mai distrugă motoarele. Începuse era
automobilelor pe bază de combustibili cu plumb.
31. 31
Dar ceea ce nu ştia inventatorul american era faptul
că acea descoperire avea consecinţe negative în timp
asupra întregului Pământului şi vieţuitoarelor lui. Plumbul
este o neurotoxină care afectează în timp sănătatea
oamenilor. El distruge creierul, rinichii, ochii, auzul,
provoacă cancer, iar efectele asupra copiilor sunt
îngrozitoare. De asemenea, plumbul scade IQ-ul
populaţiei.
Geologul Clair Patterson (1922-1995) a reuşit să
înlăture supremaţia benzinei cu plumb. De-al lungul
documentării sale pentru a calcula cu exactitate vârsta
Pământului, el a observat, printre altele, efectele
negative ale plumbului asupra oamenilor.
După mulţi ani de studii şi cercetări (a mers până în
Groenlanda ca să măsoare concentraţia de plumb din
straturi mai vechi de zăpadă), după un război lung şi greu
cu producătorii de aditivi cu plumb, Patterson a reuşit să
se impună în faţa lumii întregi şi să câştige bătălia
împotriva plumbului. O consecinţă directă a victoriei lui
Patterson a fost reîntoarcerea la maşina electrică şi
33. 33
Asta chiar ar trebui să aflăm!
Tocmai s-a terminat un episod din Cosmos: Odisee în
timp şi spaţiu. Serialul acesta este extrem de interesant.
De astă dată am aflat că ideea utilizării energiei solare
pentru a produce energie pentru omenire NU este deloc
nouă. Aceasta datează încă din secolul 19!
Francezul Augustin Mouchot (1825-1911),
matematician, licenţiat în Fizică şi inventator înnăscut, a
fost mereu atras de ideea găsirii unor noi surse de
energie alternativă.
Pe baza lucrărilor lui Horace-Benedict de Saussure şi
Claude Pouillet, Mouchot a realizat o mulţime de
experimente care foloseau energie solară. Astfel,
începând cu 1860 el şi-a început experienţele pentru a
realiza un dispozitiv de gătit cu ajutorul energiei solare.
Ulterior a experimentat un dispozitiv alcătuit dintr-un
cazan umplut cu apă, care era expus la soare până când
apa fierbea, aburul produc fiind utilizat pentru
funcţionarea unui mic motor cu aburi.
În anul 1866 a realizat primul colector solar de
formă parabolică, pe care l-a prezentat apoi împăratului
Napoleon al III-lea, la Paris. Trei ani mai târziu, în 1869
şi-a publicat cartea sa privind energia solară: «La Chaleur
Solaire et ses Aplications Industrielles» (Căldura solară
şi aplicaţiile ei industriale), iar în 1878 cu ocazia
Expoziţiei Universale de la Paris, a prezentat primul
concentrator de energie solară, câştigând Medalia de Aur
la clasa 54 pentru producerea gheţii cu ajutorul energiei
solare.
34. 34
Şi omenirea nu s-a oprit aici: americanul Frank
Shuman (1862-1918) inginer, inventator şi pionier al
energiei solare, omul care a făcut afirmaţia: De un singur
lucru sunt sigur şi anume de acela că omenirea trebuie
să utilizeze în sfârşit în mod direct energia solară sau
să se reintoarcă la barbarism.
Din păcate, ideile vizionare ale lui Frank Shuman au
fost acceptate de public de abia după 60 de ani.
Printre invenţiile sale se numără: sticla securizată,
utilizarea oxigenului lichid sau a aerului lichid pentru a
propulsa un submarin, precum şi numeroase motoare
solare.
El a fost primul om care a construit o centrală
termică solară în Egipt, la Maadi (1912-1913). Shuman a
folosit jgheaburi parabolice pentru a alimenta un motor
de 60-70 cai putere, care pompa 6000 galoane de apă pe
minut, din Nil spre câmpurile de bumbac din zonă. De
asemenea el a prezentat ideea de a modifica deşertul
Sahara şi de a-l transforma într-o oază de verdeaţă.
Din păcate pentru noi şi pentru el, izbucnirea
Primului Război Mondial precum şi descoperirea petrolului
ieftin, au descurajat dezvoltarea energiei solare.
35. 35
Omenirea se află în prezent într-un mare impas,
efectul distrugător de seră şi implicaţiile lui au început
să-şi spună cuvântul, iar oamenii de ştiinţă s-au reorientat
spre economisirea energiei, dar şi spre găsirea unor noi
forme de energie nepoluante.
36. 36
Frumos + util = economie de energie!
Conceptul de clădire verde ecologică (grădină verde
suspendată sau amenajată direct pe acoperiş) are la bază
ideea înfrumuseţării oraşului, precum şi mărirea cantităţii
de oxigen existent. Dar dacă am putea uni acest
concept cu ideea de a produce (şi stoca) energie
electrică pe baza fotosintezei plantelor…
Probabil că am putea îmbina frumosul cu utilul şi s-ar
putea face economii neaşteptate de energie electrică.
Am citit pe Internet că în Singapore există aşa ceva:
37. 37
Adică hotelul cu numele de PARKROYAL este chiar
un parc regal ce a fost proiectat prin îmbinarea
arhitecturii foarte moderne cu forme organice vii.
Cred că ar fi o idee foarte interesantă, nu-i aşa?
38. 38
Nu orice fluturaş conţine reclame!
Zilele trecute trebuia să sortez facturile plătite în
ultimele 3 luni. Muncă de roboţel: desfac plic, scot
factura, arunc reclamele, capsez chitanţa, pun factura în
dosar. Când am ajuns să deschid factura de la Enel, eram
deja obosită. Eram gata-gata să arunc fluturaşul din plic.
Părea tot o reclamă. Noroc că m-am oprit la timp. Uitaţi
ce am descoperit:
Deci şi la noi în ţară este posibil. Enel a început deja
o campanie de sensibilizare şi educare a consumatorilor
casnici. Ideea de „ajută-mă (să fac economii) şi-ţi va
39. 39
fi şi ţie bine”, a ajuns şi la noi în ţară. Totul este
acum în mâinile noastre. Şi, bineînţeles ţine de educaţie.
Bună idee, la cât mai multe asemenea campanii de
educare a consumatorului!
