TEHNOLOGII ultramoderne de imbunatatire a calitatii apei

Datele statistice recent indica sec faptul ca, dintr-o populatie a globului care numara, in prezent, aproape 7,5 miliarde locuitori, doar 2,6 miliarde de persoane au acces la surse imbunatatite de apa potabila, cu lipsa completa a acestui ingredient indispensabil pentru asigurarea unui nivel minim de confort confruntandu-se aproape 700 de milioane de oameni (echivalentul populatiei Europei, in granitele sale geografice). Expertii pot decide daca este mult sau putin, in analiza lor un rol principal fiind avut de dinamica parametrilor respectivi, precum si de perspectivele de evolutie pe termen lung. Foarte grav, la momentul actual, este ca, zilnic, aproape doua miliarde de persoane utilizeaza apa potential contaminata cu materii improprii consumului uman (in principal, dejectii umane - si nu numai). Vestea buna este ca, de la inceputul ultimei decade a mileniului trecut pana in prezent, proportia populatiei care a beneficiat de imbunatatiri (chiar si minore) din acest punct de vedere a sporit de la 76% la 91%.

 

Aceasta nu inseamna nici pe departe ca problema a fost rezolvata, daca se are in vedere fie si numai faptul ca mai mult de 40% din fiintele umane care traiesc pe Terra se confrunta cu probleme de raritate a acestei materii esentiale vietii si aproximativ 1,7 miliarde de oameni traiesc in bazine hidrografice in care cererea de apa depaseste cu mult capacitatea naturala de regenerare. Mai grav este ca, inclusiv in regiuni considerate dezvoltate, exista gospodarii neconectate la serviciile de salubritate si unde se mai folosesc inca sistemele depasite de latrina. In afara de elementele legate de confort, o disfunctionalitate majora a societatii contemporane este data de faptul ca peste 80% din apele uzate in urma diverselor activitati (casnice sau industriale) se deverseaza direct in rauri, mari sau oceane, fara a fi aplicate masuri de purificare minimale. Efectul poluarii excesive se resimte imediat in nivelul de sanatate in zona infantila, unde patologiile din categoria diareica fac anual multe victime. Daca argumentele prezentate anterior si care se constituie intr-o pledoarie pentru gestionarea atenta a resurselor de apa nu sunt suficiente, mai poate fi adaugat ca apa este, dupa astrul solar, una dintre sursele energetice alternative cu cel mai ridicat grad de disponibilitate, aceasta fiind indispensabila fie si numai daca se ia in considerare ca reprezinta ingredientul principal ce asigura suportul alimentar al planetei. In contextul dat, o lipsa a masurilor de imbunatatire a politicilor de management in domeniul apei poate avea consecinte extrem de grave, inundatiile si alte dezastre naturale fiind doar cateva mostre de reactie a planetei la comportamentul iresponsabil al locuitorilor sai.

 

Solutii exista si sunt multiple, ceea ce este explicabil prin insasi complexitatea problemei analizate. Tehnologiile actuale permit remedierea majoritatii disfuntionalitatilor mentionate anterior, cu conditia unei abordari integrate si responsabile, in care interesul general sa fie pus pe primul plan, desigur in conditiile in care companiile ce promoveaza solutiile respective sa aiba un nivel de rentabilitate care sa justifice efortul de investitii. Avand in vedere complexitatea domeniului analizat, abordarea acestuia este necesar sa se faca pe mai multe planuri, implicand o mare diversitate de domenii industriale clasice si de granita, ale caror produse sa concure la obtinerea rezultatelor scontate. Pana in prezent, a fost posibila doar o solutionare marginala, intrucat eforturile de cercetare/dezvoltare sunt foarte mari, putand fi asumate aproape in exclusivitate de marile corporatii internationale. Doar astfel de entitati industriale isi permit ca, pentru perioade determinate, sa consemneze anumite pierderi, avantajul intrinsec al unor asemenea strategii fiind reprezentat de stabilirea unor patente ce asigura acoperirea eforturilor investitionale si obtinerea unor castiguri substantiale pe termen lung. Fara a intra in detalii care privesc dreptul de proprietate al unor inovatii, in continuare sunt prezentate cateva solutii interesante ce aduc o nota de optimism in problematica gestiunii stiintifice a resurselor de apa.

 

Accesul la apa potabila prin intermediul puturilor reprezinta o tehnologie folosita de peste 10.000 de ani. La randul sau o inovatie revolutionara, in prezent solutia respectiva nu mai face fata exigentelor si trebuie, in consecinta, imbunatatita, mai ales avand in vedere ca problema care se pune in prezent este legata de compozitia produsului extras prin astfel de metode. Nanotehnologia ofera, probabil, raspunsul cel mai potrivit, in acest fel fiind eliminate multe dintre impuritatile care creaza riscul bolilor digesitive. Tehnologia propune, in esenta, dezvoltarea unor filtre ce au capacitatea de a indeparta microbii, bacteriile si alte microparticule din apa, prin emisia de ioni (substante chimice polarizate) care distrug elementele de contaminare. Avantajul acestei metode este dat de costurile sale extrem de scazute, ce fac foarte probabila adoptarea sa pe scara larga in urmatoarea perioada. O alternativa este reprezentata de membranele chimice, care, la trecerea apei, asigura filtrarea si, in acelasi timp, purificarea. Porii materialelor folosite in asa-numitul proces de „ultrafiltrare” au dimensiuni cuprinse intre 10 nm si 20 nm, avand un diametru de circa 3.000 de ori mai mic decat cel al sectiunii transversale a firului de par uman. Produsele din aceasta categorie fac inca obiectul unor studii intense la nivelul celor mai mari companii internationale, iar dezvoltarile recente ii determina pe cercetatori sa afirme ca tehnologia va deveni accesibila la nivel de masa in urmatorii ani, iar pretul sau va fi foarte scazut, indeosebi datorita folosirii membranelor ceramice. Pe acest segment, cele mai importante caracteristici sunt legate de integritatea produsului, fiabilitatea sa (capacitatea de a „lucra” la parametrii proiectati pentru un interval lung de timp) si accesibilitatea economica.

 

O alta provocare aflata in atentia expertilor este cea legata de asigurarea intregii cantitati necesare de apa, iar pentru aceasta se are in vedere utilizarea celei mai mari resurse disponibile - si anume oceanele. Problema ce trebuie solutionata insa este cea a continutului de saruri, care se poate gestiona prin aplicarea unor metode verificate de desalinizare. Initial, acest proces era extrem de costisitor si se realiza prin tehnologia osmozei inverse, extrem de energofaga (cu un consum de 4 kWh pentru fiecare metru cub de apa procesata). Stiinta a evoluat, iar un grup de cercetatori asiatici a pus la punct o metoda intitutulata „biosimulare”, in care sunt duplicate procesele biologice naturale folosindu-se o combinatie de mangrove si pesti ce au capacitatea de a trai in saramura (din clasa eurihalinelor) ce are proprietatea de a extrage sarea din apa folosind resurse minime. O alta abordare revolutionara este cea a membranelor biomimetice imbunatatite cu acvaporin (proteine incastrate in structura celulara a materialului care filtreaza selectiv moleculele din compozitia apei, blocand sarurile). Expertii care au participat la studiile ce au avut ca efect identificarea acestor metode speciale considera binevenita performanta de a gasi caile optime de mimare a comportamentelor naturale si a proceselor biologice, ulterior stiinta inginereasca neavand decat sa adapteze aceste veritabile „motoare” la vehicule care sa asigure o procesare eficienta din punct de vedere economic si sigura prin prisma chimica.

 

Disponibilitatea apei potabile este pusa in pericol inclusiv de pierderile care au loc la nivelul retelelor de distributie - si nu numai. Calculele cele mai recente indica faptul ca, doar la nivelul celor mai dezvoltate state de pe mapamond, zilnic se irosesc 45 milioane mc de apa (in conditiile unei intretineri corecte a tubulaturii de transport). Aceste pierderi sunt costisitoare nu doar pentru companii, ci exercita o presiune tot mai mare asupra resurselor de apa, oricum deficitare inclusiv din punct de vedere cantitativ. Un alt risc este legat de cresterea probabilitatii poluarii prin infiltratii ale straturilor freatice. Solutia investitiilor masive in rezervoare noi si dezvoltarea de noi exploatatii ale bazinelor hidrografice s-a dovedit a fi nefezabila, ca si cea a construirii de statii de pompare si de tratament care sa compenseze pierderile respective, cu atat mai mult cu cat tot statisticile arata o utilizare de maximum 60% a capacitatilor existente. In aceste conditii, cea mai buna metoda s-a dovedit a fi aceea de adoptare a unor tehnologii avansate de monitorizare, care ajuta companiile sa supravegheze permanent integritatea retelelor imense, deseori, de distributie pe care le gestioneaza. Dispozitive electronice, cum ar fi senzorii de presiune si acustici, conectati wireless si asigurand transmiterea datelor in timp real catre sisteme conectate in cloud permit deja operatorilor sa detecteze mult mai rapid punctele de defectare, sa le marcheze si sa aplice masurile corective necesare. Desigur, procesul de modernizare implica o serie de costuri suplimentare, pe care nu toti operatorii vor fi dispusi sa si le asume. Aici intervine strategia de sustenabilitate implementata de fiecare stat in parte, care ar putea impune masuri corelate de pedepsire a poluatorilor, concomitent cu recompensarea firmelor care dovedesc un comportament responsabil.

 

Procesarea apelor uzate a constituit permanent o provocare pentru companiile active in aceasta industrie. Ingineria a avut mereu un rol vital pentru identificarea acelor metode optime prin care sa se garanteze un management responsabil al acestei probleme. Cele mai noi inovatii au ajuns la un asemenea nivel tehnologic incat promit transformarea acestui deseu, pana la urma, intr-o resursa de generare a energiei, concomitent cu reintrarea substantei procesate in circuitul de consum uman. Astfel de deziderate pot fi atinse prin utilizarea, de exemplu, a sistemelor hibride modulare de „digestie” a namolurilor, care au capacitatea de a separa nutrientii si a-i folosi mai departe cu functia de materiale pentru fertilizarea solului si a duce, implicit, la diminuarea pana aproape la jumatate a consumului de energie pentru productia unor astfel de ingrasaminte. La momentul actual, pe segmentul statiilor de epurare cererea vizeaza solutiile compacte (pentru a facilita instalarea in zonele aglomerate urbane unde este penurie de terenuri), concomitent cu dispozitivele ce inglobeaza tehnologii noi. La sistemele fixe, se adauga si facilitatile mobile de reciclare a apei, pentru care solicitarile au sporit foarte mult in ultimii ani. Atentia se concentreaza in prezent spre tehnologiile pe baza de osmoza inversa, care sa permita companiilor sa trazeze volume mari de apa, mai ales aceea care a fost folosita in procesele industriale de extractie a gazelor si a altor tipuri de exploatatii. Acestea sunt doar cateva dintre varfurile de lance ale cercetarilor in domeniul apei, fiind de asteptat ca eforturile de inovare sa continue, pe masura ce problemele existente sunt rezolvate si apar altele noi.