Ecologie
Poluarea in industria aerospatialaUniversitatea Politehnica Bucuresti Facultatea de Inginerie Aerospatiala Poluarea in industria aerospatiala Poluarea in industria aerospatiala Sursele industriale sunt responsabile de aproximativ 25% din numarul total al cazurilor de imbolnaviri pulmonare si cancer asociat poluantilor atmosferici toxici,contributia altor surse la aceste boli fiind de aproximativ 19%.
Emisia produsa de aeronave Motoarele torboreactoare ce echipeaza marea majoritate a avioanelor si elicopterelor actuale,se caracterizeaza prin nivele foarte scazute a emisiilor de CO, HC si NOx ,cazuri in care concentratia ramane inferioara lui 200 ppm. Dar,avand in vedere ca debitele de gaze evacuate sunt foarte ridicate,emisiile orare pot atinge cateva zeci de kg/reactor,functie de conditiile de functionare,acestea fiind totusi rapid dispersate. Emisiile produse de o aeronava,raportate la numarul de pasageri/km transport ramane intotdeauna mult mai mic decat in cazul unui automobil,chiar dotat cu toba catalitica. Concentratiile ridicate de NOx ,in vecinatatea aeroporturilor ridica totusi astazi mari probleme. De exemplu,la aeroportul Roissy-Charles de Gaull aproximativ 3000 t/an de NOx sunt atribuite aeronavelor. Turboreactoarele emit de asemenea fum si particule ,in care au fost detectate substante cancerigene din clasa nitropirenelor. Emisiile unui Boeing 747 echipat cu 4 reactoare JT-9D
Progresele recente realizate in conceptia turboreactoarelor va duce in urmatorii ani la o reducere substantiala a emisiilor in general si a emisiilor de NOx in particular prin scaderea consumului de combustibil si cresterea randamentului la temperaturi de combustie mai ridicate. Definirea si caracterizarea poluantilor atmosferici In mod obisnuit se considera ca poluantii sunt toate substantele ajunse in aer in concentratie suficienta pentru a produce un efect masurabil pe omani,animale,vegetatie sau pe cladiri. Poluantii atmosferici cuprind deci ,toate substantele naturale sau artificiale susceptibile de a fi aeropurtate,respectiv gaze,particule solide,picaturi sau diferite amestecuri dintre acestea.Putem considera doua mari clase de poluanti: -poluanti primari:emisi direct de sursele indentificabile -poluanti secundari:produsi in atmosfera de interactiunea intre diferiti poluanti primari,sau reactii intre poluanti si componentii normali ai atmosferei,cu sau fara activare fotochimica. Poluanti primari: -compusi carbonati -compusi azotati -compusi organici,volatili,iritanti sau mirositori -compusi sulfurati -compusi halogenati -compusi metalici -particule fine(<100μm) -particule grosiere(>100μm) Vaporii de apa,ca produs final al multor reactii de combustie nu sunt considerati poluanti,ei fiind unul din constituentii majori ai scoartei terestre. Compusii carbonati Din cadrul compusilor carbonati ,respectiv a gazelor pe baza de carbon,intra in mod esential,bioxidul de carbon ( CO2) si monoxidul de carbon (CO). Monoxidul de carbon
Monoxidul de carbon este un gaz incolor,cu densitatea foarte apropiata de cea a aerului (daer=1,293 g/l),fara miros,foarte toxic,care ia nastere in cazul combustiilor foarte bogate. CO este produs in mod esential in procesul de combustie,dar si in matabolismul microbian anaerobic in cantitati neglijabile comparativ cu cele 200.000 t/an la un total estimat intre1600 si 5000Mt/an emise in atmosfera de procesele de combustie. Caminele fixe,functioneaza cu rapoarte aer/combustibil mult mai usor de reglat,emitand totodata mult mai putin CO ca motoarele cu aprindere comandata,ce functioneaza cu amestecuri relativ bogate si variabile. In acelasi timp ,in multe regiuni din Reactivitatea atmosferica a CO evita din fericire acumularea acestuia in cursul timpului: radicalii OH oxideaza CO la CO2 printr-un mecanism ce implica si NO: CO + NO → CO2 + H H + O2 → HO2 HO2 + NO → OH + NO2 Estimarea vitezei de producere si consum annual al C(x 10 t/an)
Emisiile de CO provenind de la automobile,au fost estimate in Franta, la 6,5 Mt in 1991,80% provenind de la vehicule particulare si 20% de la vehicule utilitare. In Germania ,in 1990 si 1995 s-a estimat ca partea ce revine transportului rutier in emisiile CO se ridica la 8,38 respectiv 8,44 Mt. CO intervine hotarator in conditiile de trafic urban si datorita faptului ca motoarele cu benzina merg adesea la relanti ,caz in care emisiile pot contine peste 100 mgCO/mc de gaz evacuat.
Monoxidul si dioxidul de azot In general ,monoxidul (NO) si dioxidul de azot ( NO2) sunt studiati simultan si sunt exprimati sub forma de NOx, cu x=(1,2). NO este cel mai abundent dintre derivatii nitrati prezenti in atmosfera;el reprezinta aproximativ 95% din emisiile de NO+NO2. NO este emis natural prin activarea bacteriana a solului. Fluxurile estimate variaza cu latitudinea,ele fiind estimate la : -0,005-0,01
g/mp/an,exprimat in azot ( -0,009-0,09
g/mp/an ,exprimat in azot ( -aproximativ 0,004 g/mp/an,exprimat in azot,in padurile cu umiditate ridicata din Coasta de Fildes. Exprimat in NO2,ansamblul emisiilor de NOx la nivelul Globului sunt de aproximativ 177Mt/an,din care 68% sunt de origine naturala si 32% de origine umana. Din aceasta masa totala,22% provin din combustia biomasei ,15% din activitatea bacteriana a solului,15% datorita descarcarilor electrice,4% datorita ingrasamintelor azotate,10% datorita oxidarii amoniacului,1% provenienta oceanica si 1% din stratosfera (oxidarea N2O). Aportului artificial al oxidului de azot in atmosfera este estimat la 66 Mt/an de NO2. Cei mai multi provin de la utilizarea combustibililor fosili;ei sunt emisi de industria siderurgica,industria chimica la fabricarea acidului azotic si 70-80% provine de la traficul automobilelor. La inceputul anului 1990,in Franta,emisiile de NO2 au fost estimate la aproximativ 1,7Mt, din care 6% provin din industrie si agricultura si 75% provine din traficul rutier. In 15% din acest 54% provin de la sursele auto de tonaj mare. In Germania,emisiile de NOx provenind de la camioane au atins in 1990 aproximativ 560.000 t cu un factor de emisie de 60 g NOx/kg de carburant Diesel. In emisiile autovehiculelor,NO2 reprezinta pana la 35% din totalul de NOx pentru vehiculele Diesel si 38% in cazul vehiculelor cu benzina,echipate u injectie de aer in toba de esapament. O alta cauza artificiala pentru emisiile oxizilor de azot este combustia biomasei pentru care se estimeaza ca NOx provin de la azotul prezent in materiile vegetale;s-a calculat o emisie de 1-2 g de NO2/kg materie vegetala arsa. Aceasta productie este evaluata intre 5 si 40 Mt de azot la nivelul globului. Compusii organici volatili Compusii Organici Volatili
(denumiti in continuare COV) sunt compusi chimici care au o presiune
a vaporilor crescuta, de unde rezulta volatilitatea ridicata a acestora. Sunt
reprezentati de orice compus organic care are un punct de fierbere
initial mai mic sau egal cu 250sC, masurat la o presiune standard de 101,3
kPa. Exista aproximativ 150 compusi cu aceasta proprietate, predominand
hidrocarburile cu 4-12 atomi de carbon (parafine, oleine,aromatice). Toti
compusii organici artificiali, altii decat metanul, care pot produce
oxidanti fotochimici in reactie cu oxizii de azot in prezenta
luminii solare. 2. Metode de prevenire a poluarii in industria aerospatiala Va fi inaugurat primul avion solar Pilotul Bertrand Picard a fost ales sa inaugureze prototipul unui avion alimentat doar de energia solara, aeronava care ar putea sa zboare in jurul lumii. Versiunea
initiala a avionului, care are o lungime de 61 de metri si o greutate de doar
1,500 kg, va fi supusa unor studii pentru a se demonstra ca poate zbura pe timp
de noapte,informeaza Aeronava HB-SIA a fost realizata de compania Solar Impulse, cu sediul in Elvetia, iar totul a pornit de la pilotii Bertrand Piccard si Andre Borschberg care s-au ambitionat sa creeze un avion care sa poata zbura zi si noapte fara sa polueze. Bertrand
Picard a declarat ca spera ca, in 2010, dupa o serie de zboruri de incercare,
avionul sa ajunga la altitudinea de 8.500 de metri. Zborul cu avionul s-ar putea scumpi din cauza poluarii Epoca zborurilor ieftine s-ar putea apropia de sfarsit dupa ce expertii in schimbari climatice au avertizat guvernul britanic ca emisiile avioanelor au efecte catastrofale asupra mediului. Comitetul pentru Schimbari Climatice din Marea Britanie a cerut guvernului ca emisiile poduse de avioane sa ramana pana in 2050 la nivelul din 2005, informeaza The Telegram. Expertii nu cer neaparat reducerea numarului de zboruri, ci inventarea unor tehnologii noi care sa faca zborul cu avionul mai putin poluant. Totusi, daca aceste tehnologii nu vor fi inventate prea curand, inseamna ca lumea nu isi permite sa zboare mai mult decat in acest moment. Presedintele Comitetului a afirmat ca tendinta fiecarei generatii de a zbura mai mult decat precedenta va lua sfarsit, iar o calatorie cu avionul va costa mai mult. Totusi, aceste restrictii ar putea sa fie impuse numai in cazul curselor spre tarile dezvoltate, in timp ce zborurile intre tarile in curs de dezvoltare ar putea sa ramana la tarifele din prezent. Potrivit estimarilor, numarul de zboruri din lume se va dubla pana la mijlocul secolului. TAROM - Singura companie aeriana din Uniunea Europeana participanta la summit-ul de la Copenhaga cu un side-event pe tema reducerii poluarii Compania TAROM participa la Summit-ul de la Copenhaga, din perioada 7 - 18 decembrie 2009, fiind singura companie aeriana din Uniunea Europeana care organizeaza un side-event, in cadrul acestui Summit, pe tema implementarii unor noi proceduri operationale pentru economisirea de combustibil si reducerea emisiilor nocive. Compania TAROM se afla printre primele companii aeriene din lume care au initiat proiectul-pilot 'Continuous Descent Approach' (CDA): o procedura de aterizare total noua, care are ca scop reducerea cantitatii de combustibil ars. CDA inlocuieste procedura clasica de aterizare in trepte, reducand atat emisiile corespunzatoare pantei de aterizare, cat si poluarea fonica (zgomotul produs de aeronave). Faza-pilot a acestui proiect implica aeronavele Airbus A318 ale companiei TAROM. Analiza
rezultatelor proiectului in curs, efectuat in colaborare cu AIRBUS si
Centrul de Cercetare pentru Aviatie si Mediu (CATE), cu sediul la
Manchester (Marea Britanie) arata o reducere a emisiilor de pana la
350 de kilograme de CO2 pe zbor. In prezent, echipa De asemenea, TAROM este in curs de a finaliza implementarea procedurii 'Single Engine Taxi', prin care, dupa aterizare, avioanele pot opri un motor pana la parcare, pentru a reduce consumul in rulajul acestora la sol. Procedura este deja utilizata pentru aeronavele TAROM A318 si ATR, in prezent lucrandu-se la implementarea acestei proceduri si pentru avioanele BOEING din flota companiei. TAROM a echipat cu sistemul Winglet (septembrie, 2009) avioanele de tip Boeing 737-700 din flota companiei. Aceste dispozitive reduc consumul de combustibil al aeronavelor si emisiile novice cu pana la 3%, diminuand cu pana la 6,5% si poluarea fonica produsa de avioane. Flota companiei TAROM se numara, in prezent, printre cele mai tinere din Europa, varsta medie a aeronavelor fiind de 8 ani. Compania nationala a intrat inca din anii '90 intr-un proces intensiv de innoire a flotei pentru a reduce atat costurile de intretinere ale acestora, cat si emisiile. In prezent, flota companiei TAROM este compusa din 26 de avioane: trei aeronave de tip BOEING 737-800, patru aeronave de tip BOEING 737-700, patru aeronave de tip BOEING 737-300, patru aeronave de tip Airbus A318-111, doua aeronave de tip Airbus A310-325, sapte aeronave de tip ATR 42-500 si doua aeronave de tip ATR 72-500. La side-event-ul TAROM vor participa si experti ai industriei aviatice, care vor pune in discutie atat oportunitatile, cat si dificultatile care trebuie depasite in elaborarea unei abordari globale privind reducerea emisiilor din sectorul aviatiei. Printre personalitatile care vor sustine discursuri se numara Paul Steele - Director de Mediu al Asociatiei Internationale a Transportatorilor Aerieni (IATA), Jane Hupe - Secretar al Comitetului Aviatiei pentru Protectia Mediului din cadrul Organizatiei Internationale a Aviatiei Civile (ICAO) si Philippe Fonta - Director pentru Dezvoltare Sustenabila si Eco-eficienta al AIRBUS. Intregul sector al aviatiei civile asteapta cu interes dezbaterile din cadrul Summit-ului de la Copenhaga, cand liderii a 65 de tari se vor intalni pentru a stabili masurile globale ce trebuie implementate pentru reducerea poluarii mediului inconjurator. Comisia Europeana a adoptat, in luna iulie, Directiva CE/101/2008 care include introducerea schemei europene de comercializare a emisiilor de carbon. Aceasta masura obliga companiile aeriene sa urmareasca economisirea fiecarei cantitati de petrol, aplicand politici severe atat in domeniul operatiunilor de zbor, cat si in cadrul operatiunilor de la sol si al celor pentru intretinerea aeronavelor. Primul zbor verde transatlantic - reducerea poluarii fonice si a emisiilor de carbonAir Zborul, efectuat pe data de 6 aprilie, reprezinta rezultatul cooperarii dintre companii implicate in zboruri transatlantice precum Aeroports de Paris, Autoritatea Franceza Aeronautica DGAC, NATS, NAV Portugal, Administratia Federala a Aviatiei din SUA (FAA), organizatia europeana SESAR si Air France. Pe parcursul celor 9 ore si 30 de minute ale zborului, echipajul de bord a activat proceduri specifice pentru imbunatatirea eficientei energetice a aparatului. Aceste proceduri optimizate, coordonate cu toate institutiile implicate in proiect, au rezultat in reducerea consumului de combustibil, implicit a emisiilor de carbon, pe tot parcursul traseului, de la decolarea de pe pista din Paris Charles de Gaulle pana la destinatia finala, in Miami. Reducerea emisiilor de carbon in timpul acestui zbor a fost de pana la 6-9 tone, fiind economisite circa 2-3 tone de combustibil. Iata cateva dintre procedurile specifice care au dus la acest rezultat: timpi redusi pentru rularea pe pista in timpul pregatirii pentru decolare, urmare a coordonarii imbunatatite pentru Aeroports de Paris la Charles de Gaulle si Administratia Federala a Aviatiei din SUA (FAA) la aeroportul din Miami; ascensiune liniara la decolare, coordonata de catre DSNA, autoritatea de control trafic aerian a DGAC; pe parcursul fazei de croaziera, s-au optimizat atat altitudinea cat si viteza de zbor pentru reducerea consumului de combustibil, actiuni coordonate cu centrele de control trafic aflate pe traseul aeronavei in Franta (DSNA), Marea Britanie (NATS), Portugalia (NAV Portugal) si Statele Unite (FAA); aterizare liniara, coordonata de catre unitatile de control trafic aerian din SUA (FAA). In timpul decolarii si aterizarii, procedurile implicate au avut de asemenea un rol important in reducerea poluarii fonice cu pana la 7dB. In momentul in care aceste optimizari vor fi aplicate tuturor zborurilor transatlantice ale companiei Air France, se estimeaza reduceri de emisii de carbon de pana la 135.000 tone anual, economia de combustibil insumand in total 43.000 tone. Acest prim „zbor verde” transatlantic, optimizat pe intreg parcursul sau, este parte a programului international AIRE (Initiativa de Interoperabilitate Atlantica pentru Reducerea Emisiilor), un proiect comun al Comisiei Europene si Administratiei Federale a Aviatiei din SUA (FAA), coordonata pe plan european de catre organizatia SESAR. In cadrul acestei initiative comune, companiile aeriene, furnizorii de servicii de gestiune a traficului, producatorii de aeronave si institutiile aeroportuare sunt incurajate in vederea utilizarii inovatiilor tehnologice din aviatie pentru optimizarea operatiunilor de zbor. Astfel, zborurile vor beneficia de implementarea unor solutii tehnice avansate pentru reducerea nivelului de emisii de carbon in atmosfera Doua companii aeriene se afla in plina competitie pentru lansarea primelor avioane de pasageri ale caror motoare vor folosi biogaz in loc de kerosen. Virgin Atlantic si Air New Zealand vor ca in 2008 sa lanseze primele “curse comerciale verzi”. Acum vreo doua luni, concernul Rolls-Royce si compania Virgin Atlantic s-au angajat sa transforme un avion Boeing 747 in primul avion cu biogaz din lume. Proiectul, care are ca data finala sfarsitul anului 2008, prevede transformarea unuia dintre cele patru motoare ale avionului astfel incat sa poata folosi biogaz in loc de kerosen.
Bibliografie:
1.”Surse si factori de poluare ai atmosferei” – Valentin Zichil, Carmen Savin Editura Tehnica Intro Chisinau 2002 2.”Elemente de poluare si protectie a atmosferei”- Viorica Nicu Universitatea Tehnica Iasi 2000 https://www.ziare.com/articole/avion+poluare 4. https://www.ecomagazin.ro/mai-multe-avioane-mai-multa-poluare/
|