concepte Şi metode - old.unitbv.roold.unitbv.ro/portals/31/burse...
Post on 01-Sep-2019
3 Views
Preview:
TRANSCRIPT
CONCEPTE ŞI METODE
UTILIZATE ÎN EVALUAREA
IMPACTULUI ASUPRA
MEDIULUI
Conf.Dr.Ing. Stelian Alexandru Borz Departamentul de Exploatări Forestiere,
Amenajarea Pădurilor şi Măsurători Terestre
Facultatea de Silvicultură şi
Exploatări Forestiere
Universitatea Transilvania din Braşov
DATE DE CONTACT:
FACULTATEA DE SILVICULTURĂ ŞI
EXPLOATĂRI FORESTIERE
Departamentul de Exploatări Forestiere, Amenajarea Pădurilor
şi Măsurători Terestre
Şirul Beethoven Nr.1 500123 Braşov, România
Tel: +40 742 042 455
e-mail: stelian.borz@unitbv.ro
e-mail: borzalexandru@yahoo.com
Preocupări
Educaţie:
►Cursuri şi laboratoare predate:
► Tehnologia exploatării lemnului;
► Funiculare forestiere;
► Sisteme tehnice şi organizarea şantierului de exploatare
a lemnului;
► Optimizarea consumurilor de energie în exploatări
forestiere.
Cercetare:
►Analiza performanţei sistemelor tehnice utilizate în operaţii
forestiere de extracţie a lemnului:
►Analiza intrărilor: timp, energie etc.
►Analiza variabilelor de proces: tehnologie, mediu fizic,
experienţă în muncă etc.
►Analiza ieşirilor: cantitatea şi calitatea producţiei.
Calitatea producţiei = calitatea produsului şi calitatea mediului
după extracţia lemnului.
Cercetare:
►Analiza sistemelor învecinate sau relaţionate cu sistemele
tehnice utilizate în operaţii forestiere de extracţie a lemnului:
►Ergonomie şi securitatea muncii în operaţii forestiere;
►Optimizarea sistemelor tehnice aplicate în operaţii
forestiere;
►Ingineria şi managementul lanţurilor de aprovizionare
cu biomasă pentru producerea de energie;
►Evaluarea ciclului de viaţă (Life Cycle Assessment) şi
analiza energetică în lanţurile de aprovizionare cu biomasă
lignocelulozică.
Aplicative:
►Asistenţă şi consultanţă tehnică:
► Companii cu domeniul de activitate în exploatarea,
transportul şi prelucrarea lemnului;
► Companii cu domeniul de activitate în proiectare şi
amenajare forestier.
CUPRINS:
1.Câteva fapte, principii, concepte şi teorii pe scurt
2.Introducere
3.Mediul şi ecologia
4.Serviciile ecosistemice
5.Teoria şi ingineria sistemelor
6.Ecologia industrială, ingineria ecologică şi eco-tehnologii
7.Evaluarea ciclului de viaţă - Life Cycle Assessment în exemple
CUPRINS:
1.Câteva fapte, principii, concepte şi teorii pe scurt
2.Introducere
3.Mediul şi ecologia
4.Serviciile ecosistemice
5.Teoria şi ingineria sistemelor
6.Ecologia industrială, ingineria ecologică şi eco-tehnologii
7.Evaluarea ciclului de viaţă - Life Cycle Assessment în exemple
1
CÂTEVA FAPTE, PRINCIPII, CONCEPTE ŞI
TEORII ... PE SCURT ...
1.1.Omul în contextul universului, galaxiei şi sistemului solar
BB Evolutia universului ?
Momentul actual
S CL
13, 5…15-20 mld. ani
10-12 mld. ani
5 mld. ani
4.6 mld. ani
Viata pe
P, 3.5
mld. ani
Omul
5-7
mil.ani S
=
GR
5 mld. ani
1
CÂTEVA FAPTE, PRINCIPII, CONCEPTE ŞI
TEORII ... PE SCURT...
1.1.Omul în contextul universului, galaxiei şi sistemului solar ►La nivelul tehnologic actual, omul nu poate influenţa foarte mult
mersul lucrurilor în contextul universului.
►De fapt, Nicolai Kardasev (1964) a avansat ideea că potenţialele
civilizaţii din univers ar putea fi clasificate în 5 categorii:
1
CÂTEVA FAPTE, PRINCIPII, CONCEPTE ŞI
TEORII ... PE SCURT...
1.1.Omul în contextul universului, galaxiei şi sistemului solar
Tipul de civilizaţie Capabilităţi
Tipul I Poate utiliza energia în totalitate de pe planeta pe care locuiesc
Tipul II Poate utiliza energia din mai multe sisteme solare
Poate crea planete
Poate modifica evoluţia propriei planete
Tipul III Poate utiliza energia din propria galaxie
Poate crea găuri de vierme
Poate modifica speciile din întreaga galaxie
Tipul IV Nu mai are limite de spaţiu sau timp
Este omipotentă şi nemuritoare
Poate trasforma materia în energie şi invers
Poate crea spaţiu şi manipulează timpul
Poate modifica întregul univers
Tipul V Transcende propriul univers
Poate exista în orice univers posibil din multivers
Omul: 0.7
Varsta Pamantului
1
CÂTEVA FAPTE, PRINCIPII, CONCEPTE ŞI
TEORII ... PE SCURT ...
1.2.Omul în contextul Terrei
►Galaxiile, sistemele solare şi planetele se află într-o dinamică
continuă de evoluţie: formare, viaţă şi dispariţie.
►Omul, în calitatea fiinţei celei mai inteligente de pe Pământ a apărut
şi s-a dezvoltat la stadiul actual într-o perioadă foarte mică raportat la
vârsta planetei.
0
ani 4.6 mld.
ani 1 mld. ani 2 mld. ani 3 mld. ani 4 mld. ani
Omul 5-7
mil. ani
1
CÂTEVA FAPTE, PRINCIPII, CONCEPTE ŞI
TEORII ... PE SCURT ...
1.3.Nimic nu se pierde, nimic nu se câştigă, totul se transformă...
►Antione-Laurent Lavoisier (1743-1794): chimist francez.
1
CÂTEVA FAPTE, PRINCIPII, CONCEPTE ŞI
TEORII ... PE SCURT ...
1.4.Efectul fluturelui – The butterfly effect
►În teoria haosului (1960), efectul fluturelui reprezintă sensibilitatea
dependenţei faţă de condiţiile iniţiale, în care o mică schimbare într-un
sistem neliniar determinist poate conduce la diferenţe foarte mai într-o
stare târzie.
► Numele efectului a fost inventat de Edward Norton Lorenz (1917-
2008).
1
O lună mai târziu, el a confesat:
,,Nu ştiu răspunsul. Acesta este şi motivul pentru care am adresat
întrebarea, pentru a îi face pe oameni să se gândească la ea, şi să fie
conştienţi de pericolele cu care avem de a face în zilele noastre”.
CÂTEVA FAPTE, PRINCIPII, CONCEPTE ŞI
TEORII ... PE SCURT ...
1.5.Viitorul omenirii
► În 2006, Stephen Hawking a postat o întrebare deschisă pe Internet:
„Într-o lume care se află în haos politic, social şi de mediu, cum
poate rasa umană să se susţină încă 100 de ani?”
1
CÂTEVA FAPTE, PRINCIPII, CONCEPTE ŞI
TEORII ... PE SCURT ...
1.5.Concluzii
►La scară temporală universală, contextul actual, uman, este foarte restrâns, iar
efectele acţiunilor umanităţii sunt nesemnificative la scara menţionată;
►Fie că ne place sau nu, la nivelul tehnologiei pe care o deţinem, universul
evoluează şi probabil va evolua mult timp de acum înainte fără contribuţia noastră;
►Totuşi, acţiunile, umane sau de altă natură, oricât de neseminificative ar putea
părea ele la un moment dat, pot produce mai devreme sau mai târziu, efecte
majore, dorite sau nedorite;
►Faptul că amprenta civilizaţiei umane la nivelul universului este practic
nesemnificativă, nu trebuie să conducă neapărat la neglijarea efectelor pe care
umanitatea le produce;
►De fapt, efectele acţiunilor locale (exercitate la nivel planetar) afectează chiar
contextul uman.
CUPRINS:
1.Câteva fapte, principii, concepte şi teorii pe scurt
2.Introducere
3.Mediul şi ecologia
4.Serviciile ecosistemice
5.Teoria şi ingineria sistemelor
6.Ecologia industrială, ingineria ecologică şi eco-tehnologii
7.Evaluarea ciclului de viaţă - Life Cycle Assessment în exemple
2
INTRODUCERE
►După apariţia sa pe Terra, omul a interacţionat cu mediul său de viaţă:
►Pentru a-şi procura hrana;
►Pentru a-şi asigura protecţia;
►Pentru a-şi asigura energia.
deci:
►În scopul supravieţuirii
►În scopul dezvoltării.
prin:
►Înlocuirea sistemelor naturale
cu altele, artificiale care i-au servit dezvoltării.
2
INTRODUCERE
►Creştere demografică explozivă;
►Necesitatea aducerii rapide a resurselor în circuitul economic;
►Industrializare accentuată începând cu secolul XVIII: dezvoltarea
mijloacelor de producţie şi de distribuţie.
2
INTRODUCERE
►Impactul omului asupra mediului s-a materializat prin:
►modificarea radicală a peisajului prin lucrări de mari proporţii;
2
INTRODUCERE
►Impactul omului asupra mediului s-a materializat prin:
►exploatarea intensă a resurselor materiale şi energetice ale
solului şi subsolului;
2
INTRODUCERE
►Impactul omului asupra mediului s-a materializat prin:
►modificări climatice generate de activitatea umană;
2
INTRODUCERE
►Impactul omului asupra mediului s-a materializat prin:
►schimbarea structurii unor ecosisteme prin depăşirea limitelor
de refacere a acestora;
►acţiuni şi/sau activităţi care au condus la dispariţia sau
ameninţarea unor specii de plante şi animale;
2
INTRODUCERE
►Impactul omului asupra mediului s-a materializat prin:
►schimbarea compoziţiei atmosferei, apelor şi solului prin
emisii/deversări de diverse produse;
►alterarea fondului genetic al vieţuitoarelor în sensul scăderii
capacităţii de adaptare, refacere şi reproducere.
2
INTRODUCERE
►Conştinentizarea impactului pe care omul îl poate avea asupra
mediului;
►Acţiuni, strategii şi politici de mediu emergente;
►Aplicarea principiilor ecologiei în activitatea umană;
►Serviciile ecosistemelor ?;
►Ecologie industrială, inginerie ecologică şi dezvoltarea de
ecotehnologii;
►Dezvoltarea de unelte pentru evaluarea impactului asupra mediului.
2
INTRODUCERE
Ce vom discuta?
►Bazele, aspectele introductive în:
►Ecologie;
►Sisteme şi ingineria sistemelor;
►Serviciile ecosistemelor;
►Industrie ecologică, inginerie ecologică şi ecotehnologie;
►Cum putem evalua impactul unui sistem sau produs (sistem-
produs)? → LCA.
CUPRINS:
1.Câteva fapte, principii, concepte şi teorii pe scurt
2.Introducere
3.Mediul şi ecologia
4.Serviciile ecosistemice
5.Teoria şi ingineria sistemelor
6.Ecologia industrială, ingineria ecologică şi eco-tehnologii
7.Evaluarea ciclului de viaţă - Life Cycle Assessment în exemple
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Noţiuni de bază
►Mediu = factori fizici
+ factori chimici
+ factori meteorologici
+ factori biologici…
►Din punctul de vedere al unui organism;
… mediu înconjurător, mediu de viaţă, mediu ambiant….
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Noţiuni de bază
►Clasificare:
►După prezenţa sau absenţa componentei biotice:
►Mediu biotic;
►Mediu abiotic.
►După natura fizică:
►Mediu acvatic;
►Mediu aerian;
►Mediu terestru.
►După compoziţia chimică:
►Mediu dulcicol;
►Mediu salmastru;
►Mediu sărat (şi foarte sărat).
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Calitatea mediului = o stare la un anumit moment dat ca integrare a
componentelor sale structurale şi funcţionale;
►poate asigura sau nu o ambianţă satisfăcătoare necesităţilor
multiple ale vieţii omului;
►implică cunoaşterea şi evaluarea stării pentru un număr mare
de componente şi relaţii.
Calitatea aerului:
►se apreciază prin prezenţa:
►unor gaze (CO, CH4, CO2, NOx, SO2 etc.);
►hidrocarburi lichide;
►substanţe solide;
►conţinutul în unele dintre elementele chimice, a unor
radicali chimici şi chiar a unor substanţe organice, anorganice şi
radioactive.
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Calitatea apelor se evaluează prin gradul de impurificare cu diferite
substanţe, prin starea naturală a apelor respective şi prin indicatori
chimici şi biologici.
Calitatea solurilor se evaluează prin prisma gradului de contaminare cu
substanţe, producţiile obţinute sau procenutul de scădere a producţiei.
Calitatea reliefului se apreciază prin stabilitatea existentă în raport cu
procesele geomorfologice actuale care tind să îl degradeze.
Calitatea estetică se exprimă prin indici de calitate rezultaţi din factori
fizici, chimici şi biologici măsurabili.
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
►Ernst Haeckel (1866): oikologie = ecologie ± oikos (casă) + logos
(ştiinţă, vorbire)
►Ecologie → Generalizare → Ştiinţă a habitatului
►Dezvoltare:
►descoperiri legate de fitosociologie; lentă la început;
►forma actuală a fost condiţionată de existenţa datelor şi
faptelor privind interacţiunile organismenlor vii cu mediul şi între ele:
►descoperiri legate de fitosociologie;
►noţiunea de ecosistem;
►teoria generală a sistemelor;
►teoria analitică a asociaţiilor biologice;
►energetica ecosistemelor;
►trofo-energetică;
►Exemplu de aplicabilitate: silvicultura → ecologie aplicată
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
►Azi, ecologia = ştiinţa ce studiază condiţiile de existenţă ale fiinţelor
vii şi interacţiunile existente între ele, ca şi interacţiunile ce există între
fiinţele vii şi mediu.
►supravieţuirea omului pe pământ;
►conceptele, tehnicile şi principiile ei sunt aplicate pe scară largă în:
►practica agricolă;
►practica forestieră;
►industrie;
►îmbunătăţirea condiţiilor de locuit şi de desfăşurare a
activităţii şi a vieţii;
►modificare climei etc.
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Ecologia face apel la cunoştinţe, metode şi tehnici de investigare specifice:
►fizicii;
►chimiei;
►biologiei;
►geografiei;
►geologiei;
►antropologiei;
►economiei;
►morfologiei;
►geneticii;
►fiziologiei;
►geobotanicii etc.,
şi abordează probleme cum ar fi:
►studiul circulaţiei materiei şi energiei în biosferă;
►principiile productivităţii biologice;
►dinamica populaţiilor de plante şi animale;
►principiile conservării şi reproducerii resurselor vegetale şi animale.
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Ecologia abordează obiecte de studiu supraindividuale cum ar fi
populaţia, biocenoza, ecosistemul, biosfera şi nu sisteme biologice
individuale (indivizi), şi utilizează o serie de noţiuni (concepte) specifice
acestui domeniu ştiinţific.
Prin populaţie se înţelege un grup (sistem) de indivizi ce aparţin aceleiaşi
specii şi care utilizează (evoluează) pe un acelaşi biotop.
Biotopul reprezintă componenta abiotică a unui ecosistem, ce se
diferenţiază prin omogenitate structurală, topologică, climaterică şi
biochimică.
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Ecologia abordează obiecte de studiu supraindividuale cum ar fi
populaţia, biocenoza, ecosistemul, biosfera şi nu sisteme biologice
individuale (indivizi), şi utilizează o serie de noţiuni (concepte) specifice
acestui domeniu ştiinţific.
Prin populaţie se înţelege un grup (sistem) de indivizi ce aparţin aceleiaşi
specii şi care utilizează (evoluează) pe un acelaşi biotop.
Biotopul reprezintă componenta abiotică a unui ecosistem, ce se
diferenţiază prin omogenitate structurală, topologică, climaterică şi
biochimică.
Prin biocenoză (gr. koinosis = a împărţi, a utiliza împreună - concept
introdus de Karl Möbius în 1877) se înţelege o grupare (sistem) de
populaţii ce utilizează (evoluează, aparţin, împart) un biotop.
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Materie Energie Informatie
Reproducere
Concurenta
Cooperare
Concurenta
Hrana
Ecosistem – echilibru termodinamic - stabilitate
Biosfera
=
Totalitatea
ecosistemelor
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Nişa ecologică = câmpul de activitate al unei specii şi la relaţiile sale cu
alte specii, indicând, în linii mari, rolul unei specii.
Valenţa ecologică = caracteristica unei specii de a fi capabilă să populeze
medii diferite, în care acţionează factori de mediu cu variaţii mai mari sau
mai mici.
Rezistenţa reprezintă capacitatea ecosistemului sau a speciei de a suporta
o perturbaţie iar rezilienţa este capacitatea ecosistemului de a se regenera
şi a reveni la starea iniţială după ce perturbaţia a încetat.
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Interacţiuni în ecosisteme
BIOTOP BIOCENOZA
Materie
Energie
Informatie
Adaptari, eliminari, reglari
Degradari, construiri, alterari
Actiuni, reactiuni, co-actiuni
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Factorul ecologic = orice element al mediului care acţionează direct
asupra fiinţelor vii, cel puţin într-o fază a ciclului lor de dezvoltare.
Redresarea ecologică = totalitatea proceselor naturale şi antropice ce se
desfăşoară succesiv până la revenirea unui ecosistem la starea normală
anterioară acţiunii unui factor perturbator, adică refacerea capacităţii
ecologice a unui ecosistem.
Diversitatea ecologică = numărul speciilor cât şi cu configuraţia
interacţiunilor dintr-un ecosistem, apreciindu-se prin: numărul de specii
dintr-o biocenoză; numărul de indivizi, biomasa lor şi repartizarea pe
specii; relaţiile dintre indivizi şi mediu.
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Lanţuri şi reţele trofice în ecosisteme
►Între speciile unui ecosistem există mai multe tipuri de relaţii:
►Relaţiile de hrană → relaţii trofice → lanţuri trofice → reţele trofice
►Cantitatea de biomasă şi bioenergie scade datorită pierderilor
M E N +
-
3
MEDIUL ŞI ECOLOGIA
Lanţuri şi reţele trofice în ecosisteme
► Echilibrul biologic = stabilitatea unui ecosistem: interacţionare,
adaptare, schimb de energie şi masă constant cu mediul.
► Cicluri geoghimice → Cicluri Biogeochimice = sinteza materiei,
descompunerea&reintrarea în circuit.
CUPRINS:
1.Câteva fapte, principii, concepte şi teorii pe scurt
2.Introducere
3.Mediul şi ecologia
4.Serviciile ecosistemice
5.Teoria şi ingineria sistemelor
6.Ecologia industrială, ingineria ecologică şi eco-tehnologii
7.Evaluarea ciclului de viaţă - Life Cycle Assessment în exemple
4
SERVICIILE ECOSISTEMELOR
Aspecte introductive şi definitorii
►Pe parcursul dezvoltării omul a beneficiat direct sau indirect de
anumite produse;
►Unele produse le-a utilizat în forma naturală, pe altele le-a prelucrat;
►De unele era conştient că le utilizează, de altele nu;
►Şi în prezent unele servicii sunt mai mult sau mai puţin tangibile;
►Conştientizare → Grupuri de lucru→ Identificare şi cuantificare;
►Iniţiative:
► MEA (Millenium Ecosystem Assessment);
► CICES (Common International Classification of Ecosystem
Services).
Dar ce este un serviciu ecosistemic?
4
SERVICIILE ECOSISTEMELOR
Aspecte introductive şi definitorii
► Serviciile finale ale ecosistemelor = contribuţiile pe care ecosistemele
le aduc bunăstării umane.
deci,
►… ieşirile specifice unor ecosisteme (naturale, semi-naturale sau
modificate) care afectează în mod direct (pozitiv) bunăstarea umană.
şi
► … reţin o conexiune cu funcţiile, procesele şi structurile ecosistemelor
ce le generează.
4
SERVICIILE ECOSISTEMELOR
Aspecte introductive şi definitorii
►Bunurile şi beneficiile ecosistemelor = elemente pe care omul
le crează sau le derivă din serviciile finale ale ecosistemelor. Prin urmare,
ieşirile finale din ecosisteme sunt transformate în produse sau experienţe
care nu mai sunt conectate funcţional cu ecosistemele din care au derivat.
Bunurile şi beneficiile ecosistemelor pot fi referite ca produse.
►Bunăstarea umană este generată de accesul adecvat la
materialele de bază necesare pentru susţinerea vieţii la un nivel decent,
menţinerea libertăţii de acţiune, opinie şi alegere, a sănătăţii, bunelor
relaţii şi securităţii.
4
SERVICIILE ECOSISTEMELOR
Tipuri de servicii pe care le asigură ecosistemele
Serviciile de aprovizionare – care se referă la bunuri care provin
din culturi, creşterea animalelor şi rezultatul acestora, utilizarea plantelor
sălbatice, a algelor şi rezultatelor acestora, culturile in situ, apa de
suprafaţă şi de adâncime pentru băut etc.;
Serviciile de reglare şi mentenanţă – care se referă la procesele
naturale ce au loc în ecosisteme, cum ar fi sechestrarea carbonului şi
reglarea apelor, medierea reziduurilor şi substanţelor toxice etc.,
contribuind de asemenea la bunăstarea umană;
Serviciile culturale – care se referă la beneficiile de natură non-
materială ce pot fi obţinute din ecosisteme, cum ar fi interacţiunile fizice
şi intelectuale cu vietăţile, ecosistemele şi teritoriul, aspectele spirituale şi
simbolice etc.
4
SERVICIILE ECOSISTEMELOR
Tipuri de servicii pe care le asigură ecosistemele (aprovizionare)
Division Group Class
Nutrition
Biomass
Cultivated crops
Reared animals and their outputs
Wild plants, algae and their outputs
Wild animals and their outputs
Plants and algae from in-situ aquaculture
Animals from in-situ aquaculture
Water Surface water for drinking
Ground water for drinking
Materials
Biomass
Fibres and other materials from plants, algae and animals for direct
use or processing
Materials from plants, algae and animals for agricultural use
Genetic materials from all biota
Water Surface water for non-drinking purposes
Ground water for non-drinking purposes
Energy
Biomass-based energy
sources
Plant-based resources
Animal-based resources
Mechanical energy Animal-based energy
Section: Provisioning
CUPRINS:
1.Câteva fapte, principii, concepte şi teorii pe scurt
2.Introducere
3.Mediul şi ecologia
4.Serviciile ecosistemice
5.Teoria şi ingineria sistemelor
6.Ecologia industrială, ingineria ecologică şi eco-tehnologii
7.Evaluarea ciclului de viaţă - Life Cycle Assessment în exemple
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Elemente introductive şi definitorii privind sistemele
►Sistem = (gr. systema = ,,a pune împreună, uninue de elemente
(lucruri) într-o manieră organizată”);
►Teoria generală a sistemelor (T.G.S.), care este o teorie relativ nouă are
drept obiect de studiu sistemele, indiferent de natura și tipul lor.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Elemente introductive şi definitorii privind sistemele
T.G.S. este: ►o teorie a complexităților organizate:
►formularea:
►principiilor;
►legilor;
►conceptelor;
►modelelor sistemelor,
►o disciplină științifică de sinteză:
► operează cu concepte fundamentale cum ar fi:
►sistemul;
►informaţia;
►finalitatea;
►organizarea;
►centralizarea;
►interacţiunea;
►integralitatea etc.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Elemente introductive şi definitorii privind sistemele
Ce este un sistem?
Set integrat de elemente
Interoperabile
Cu capabilitati delimitate si specificate
explicit
Care lucreaza sinergic
Pentru a executa o procesare cu valoare
adaugata
Pentru a permite unui utilizator sa
satisfaca necesitati operationale stabilite
printr-o misiune
Intr-un mediu de operare prescris
Cu un rezultat si probabilitate de succes
specificate
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ce este un produs? Ce este o unealta?
Oamenii confundă frecvent conceptele de sistem, produs şi unealtă.
Produs = un dispozitiv sau o entitate fizică care are o capabilitate specifică
(formă, potrivire, funcţie) cu un nivel specificat de performanţă.
Unealtă = un produs ajutător care permite utilizatorului sau unui sistem să îşi
alinieze (îmbunătăţească) capabilităţile şi performanţele personale pentru a
atinge într-un mod mult mai eficient obiectivele unei misiuni care depăşesc
capabilităţile individuale ale utilizatorului sau sistemului.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Evolutia si reprezentarea sistemelor
Sisteme: ►cu precedent;
►fara precedent.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
►Unele dintre sisteme sunt sisteme tipice care, bazate pe fluxuri, produc alte
sisteme, produse sau servicii. Prin urmare, ele necesită structuri organizaţionale
pătrunzătoare şi eficiente.
►Unele sisteme necesită analiza, designul şi dezvoltarea de structuri specializate,
interacţiuni complexe ca şi monitorizarea performanţei acestora deoarece ele pot
să aibă impact asupra securităţii, sănătăţii şi prosperităţii publice, ca şi asupra
mediului.
►Ingineria sistemelor se desfăşoară pe baza unor concepte, principii şi practici.
►Inginerie (inginerare) = a crea.
► Ingineria sistemelor = aplicarea multidisciplinară a principiilor analitice,
matematice şi ştiinţifice pentru formularea, selectarea şi dezvoltarea unei soluţii
care are un risc acceptabil, satisface nevoile operaţionale ale utilizatorului şi
minimizează costurile de dezvoltare ca şi costurile de pe parcursul ciclului său de
viaţă în timp ce echilibrează şi interesele actorilor din sistem.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
Termenii cheie utilizaţi în ingineria sistemelor:
►Capabilitatea: o trăsătură explicită, intrinsecă activată sau declanşată
de un stimul extern pentru a executa o funcţie (acţiune) la un nivel
specificat de performanţă până la terminarea acţionată de comenzi
externe, îndeplinirea timpului alocat sau epuizarea resursei.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
Termenii cheie utilizaţi în ingineria sistemelor:
►Potrivirea: compatibilitatea unui element de a interfaţa cu uşurinţă şi
fără interferenţă cu un alt element în cadrul unui set prescris de limite.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
Termenii cheie utilizaţi în ingineria sistemelor:
►Forma: forma unui element destinată să suporte unul sau mai multe
obiective de delimitare a unei interfeţe.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
Termenii cheie utilizaţi în ingineria sistemelor:
►Funcţia: o operaţie, activitate, proces sau acţiune realizată de un
element de sistem pentru a atinge un obiectiv specific în cadrul unui set
prescris de limite de performanţă.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
Termenii cheie utilizaţi în ingineria sistemelor:
►Atribute funcţionale: parametri de performanţă măsurabili incluzând
fiabilitatea, mentenablilitatea şi siguranţa.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
Termenii cheie utilizaţi în ingineria sistemelor:
►Nivel de performanţă: un parametru obiectiv şi măsurabil care
serveşte delimitării abilităţii unui sistem de a perfroma o funcţie bazat pe
un set de scenarii (presupuneri), condiţii iniţiale şi condiţii de operare.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
Termenii cheie utilizaţi în ingineria sistemelor:
►Performanţă: o măsură cantitativă caracterizând un atribut fizic sau
funcţional relaţionat cu execuţia unei operaţii sau funcţii. Atributele
performanţei includ cantitatea, calitatea, acoperirea, actualitatea şi
promptitudinea.
5
TEORIA ŞI INGIERIA SISTEMELOR
Ingineria sistemelor
Termenii cheie utilizaţi în ingineria sistemelor:
►Atribute fizice: expresii cantitative şi calitative ale elementelor
materiale cum ar fi compoziţia, dimensiunile, finisările, forma, gradul de
potrivire şi toleranţele aferente.
CUPRINS:
1.Câteva fapte, principii, concepte şi teorii pe scurt
2.Introducere
3.Mediul şi ecologia
4.Serviciile ecosistemice
5.Teoria şi ingineria sistemelor
6.Ecologia industrială, ingineria ecologică şi eco-tehnologii
7.Evaluarea ciclului de viaţă - Life Cycle Assessment în exemple
6
ECOLOGIE INDUSTRIALĂ, INGINERIE
ECOLOGICĂ ŞI ECOTEHNOLOGII
►Constientizare → reducerea impactului generat de emisii si reziduuri
→ ecotehnologii ;
► Ecologia industrială este ecologică cel puţin în două sensuri:
►Ideea conform careia sistemele industriale pot fi analoage
ecosistemelor;
► Plasează activitatea tehnologică umană – industria – în sensul
cel mai larg – în contextul ecosistemelor mai mari (largi) care suportă
astfel de activităţi;
► Ingineria ecologică combină discipline cum ar fi ecologia şi ingineria
pentru a rezolva diverse probleme de mediu (interfatare). Utilizează
procesele ecologice în sisteme naturale sau imitaţii construite ale acestora
pentru a se atinge anumite scopuri inginereşti.
CUPRINS:
1.Câteva fapte, principii, concepte şi teorii pe scurt
2.Introducere
3.Mediul şi ecologia
4.Serviciile ecosistemice
5.Teoria şi ingineria sistemelor
6.Ecologia industrială, ingineria ecologică şi eco-tehnologii
7.Evaluarea ciclului de viaţă - Life Cycle Assessment în exemple
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
►Ce este un ciclu de viaţă?
►Un exemplu: producţia creioanelor.
►La ce, cum şi pentru cât timp se folosesc creioanele
(funcţia)?
►Ce materii prime sunt necesare şi cum se procură
acestea (inventar)?
►Unde şi cum se manufacturează şi ce echipamente
sau tehnologii sunt necesare (inventar)?
►Cum şi unde se distribuie creioanele (inventar)?
►Ce se întâmplă cu reziduurile rezultate din utilizarea
creioanelor (inventar)?
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
De ce ECV?
►Identificarea oportunităţilor de îmbunătăţire a performanţei de mediu:
►Regândirea (re-ingineria) unor procese;
►Excluderea unor procese care nu sunt absolut necesare;
►Introducerea de ecotehnologii în procese;
►Folosirea de resurse de energie regenerabilă în procese etc.
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
De ce ECV?
►Regândirea (re-ingineria) unor procese;
V1
V2
Transport unimodal
Transport bimodal
Transport in gol spre padure
Padure
Consum. Transport lemn spre consum.
Transport materiale&persoane
Padure
Consum. Transport lemn spre consum.
Q1
Q2
Q =
Q1+
Q2
Q =
Q1+
Q2
Q1
Q2
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
De ce ECV?
►Excluderea unor procese care nu sunt absolut necesare;
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
De ce ECV?
►Introducerea de ecotehnologii în procese;
=?
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
De ce ECV?
►Folosirea de resurse de energie regenerabilă în procese etc.
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
De ce ECV?
►Informarea factorilor de decizie cu privire la dezvoltarea de produse şi
la designul sau redesignul proceselor de producţie:
►Oferă posibilitatea implementării unor ecotehnologii;
►Tehnologiile emergente pot necesita subvenţii/certificate de
mediu;
►Se pot crea strategii şi politici de mediu;
►Se poate stimula o economie alternativă, verde etc.
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
De ce ECV?
►Selectarea şi cuantificarea indicatorilor de performanţă a mediului:
►Oferă posibilitatea comparării între tehnologii şi procese
alternative;
►Oferă posibilitatea selectării acelor indicatori care sunt
relevanţi etc.
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Aspecte generale
De ce ECV?
►Probarea impactului redus asupra mediului în scopul eco-etichetării şi
obţinerii diverselor certificate (audit de mediu):
►Oferă posibilitatea conştinetizării consumatorului;
►Oferă posibilitatea comerţului cu certificate (stocarea
carbonului).
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Cadrul metodologic
Etape
Denumire Caracterisici Cunoştinţe
1.Definire scop şi amplitudine
(scopicitate, acoperire)
1.1.Definirea scopului studiului
1.1.1.Definirea amplitudinii:
1.1.1.1.Determinarea graniţelor
sistemului analizat şi
1.1.1.2.Definirea unităţii funcţionale
Teoria sistemelor
2.Analiza inventarului 2.1.Modelarea inventarului pentru
fluxurile de intrări şi ieşiri specifice
sistemului-produs analizat
Teoria sistemelor
Ingineria proceselor
3.Evaluarea Impactului 3.1.Atribuirea rezultatelor
inventarului unor categorii de impact
Ştiinţe ale mediului
Ecotoxicologie
4.Interpretare 4.1.Extragerea concluziilor şi
recomandărilor privind îmbunătăţirea
procesului
Gândire critică
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Scopul studiului:
Întrebări:
►De este condus?
►Care este scopul intenţionat de utilizare a rezultatelor?
►Cine va utiliza rezultatele?
►Ce se doreşte a fi evaluat?
Definiţia scopului trebuie să fie clar specifcată şi să asigure că studiul va
îndeplini cerinţele aplicaţiei preconizate.
De exemplu: ...în scopul evaluării a două alternative tehnologice de
producere a creioanelor, pentru identificarea celei mai prietenoase cu
mediul şi pentru a se lua decizii cu privire la modul de subvenţionare al
acestei industrii...
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Scopicitatea studiului:
Suficient de bine definită, va răspunde la:
►Unitatea funcţională, limitele (graniţele sistemului)?
►Care vor fi sursele de date?
►Cum se vor trata datele?
►Unde vor fi aplicabile rezultatele?
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Unitatea funcţională (paşi în definire):
Ps1:Descrierea produsului prin proprietăţile sale, inclusiv utilitatea
socială (SLCA);
Ps2:Precizarea segmentului de piaţă relevant;
Ps3:Precizarea alternativelor relevante ale produsului;
Ps4:Definirea şi cuantificarea unităţii funcţionale, în termeni de
proprietăţi cerute de segmentul de piaţă;
Ps5:Determinarea fluxurilor de referinţă pentru fiecare dintre sistemele
produs.
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Proprietăţile unităţii funcţionale:
Pr1: Funcţionalitate – funcţia principală a produsului;
Pr2: Calitatea tehnică: stabilitate, durabilitate, uşurinţa mentenanţei etc.
Pr3: Servicii adiţionale pentru utilizare şi scoatere din uz;
Pr4: Estetică;
Pr5: Imaginea produsului sau producătorului;
Pr6: Costuri de achiziţie, utilizare şi scoatere din uz;
Pr7: Proprietăţi specifice sociale şi de mediu.
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Proprietăţile unităţii funcţionale:
Denumire: Proprietăţi:
Creion Funcţionalitate: utilizabil la scris, în condiţii confortabile
Calitate tehnică: din lemn, HB, lungime, diametru, masă, să
dureaze....
Servicii adiţionale: ...
Estetică: culoare roşie, design nou...
Imagine: să aparţină unui brand popular
Costuri: să aibă un cost de maximum x.x lei, accesibil unui
consumator cu venit mediu,...
Proprietăţi specifice sociale şi de mediu: să fie fabricat din materiale
organice certificate....
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Graniţele sistemului:
►Relevanţă...
►Resurse...
►Trunchiere...
►Ce intră şi ce rămâne în afară?
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Graniţele sistemului:
Extractie&Prelucrare grafit
Extractie&Prelucrare minereu
Extractie&Prelucrare titei
Transport resurse
Manufacturare echipamente
Agricultura
Industrie textila, etc
Manufacturarea
creioanelor
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Variante:
Cradle-to-grave (cradle=leagăn, to=la, grave=mormânt) = este utilizată pentru evaluarea
integrală a ciclului de viaţă, de la extragerea de resurse până la faza de reintegrare în mediu;
Cradle-to-gate (cradle=leagăn, to=la, gate=poartă) = este utilizată pentru evaluarea parţială
a ciclului de viaţă, de la extragerea de resurse până la faza de transport a produsului la
utilizator (starea produsului la poarta fabricii);
Cradle-to-cradle sau closed loop production (closed=închis, loop=buclă) = este utilizată
pentru evaluarea integrală a ciclului de viaţă, de la extragerea de resurse până la sfârşitul
ciclului de viaţă a produsului, unde ultima fază este un proces de reciclare;
Gate-to-gate = este utilizată pentru evaluarea parţială a ciclului de viaţă, de la un
producător la altul;
Well-to-wheel = este utilizată pentru evaluarea parţială a ciclului de viaţă, pentru
combustibili şi vehicule;
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Analiza inventarului – cea mai importantă etapă:
►modelarea fluxurilor de intrări şi ieşiri pentru sistemul produs:
►cartarea (identificare) structurii şi functiilor sistemului-produs
– diagramă a procesului;
►cuantificarea fluxurilor;
►conversia cantităţilor într-un set specific de fluxuri de ieşire.
►efort considerabil în termeni de resurse.
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
►Cartarea (identificare) structurii şi functiilor sistemului-produs –
diagramă a procesului;
Transport busteni
Debitare busteni
Transport grafit
Extrudare grafit
Transport adeziv
Transport vopsea
Formatare
Aplicare grafit
Uscare grafit
Aplicare adeziv
Presare
Separare Finisare Vopsire Uscare
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
►conversia cantităţilor într-un set specific de fluxuri de ieşire (adaptare
dupa Heinimann, 2012).
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Analiza impactului:
►atribuirea rezultatelor unor categorii specifice de impact:
►contribuţia la epuizarea resurselor regenerabile şi non-
regenerabile;
►contribuţia la efectul de seră;
►contribuţia la epuizarea stratului de ozon;
►contribuţia la toxicitatea umană;
►contribuţia la acidificare etc.
7
EVALUAREA CICLULUI DE VIAŢĂ (ECV)
Interpretarea rezultatelor:
►Concluzii şi recomandări cu indicarea căilor de îmbunătăţire;
►Concluzii şi recomandări cu indicarea unui sistem-produs atunci când
se analizează mai multe alternative.
8
BIBLIOGRAFIE SI RESURSE
www.wikipedia.org
www.forestenergy.org
www.ecoinvent.org
http://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/
http://cpmdatabase.cpm.chalmers.se/AboutDatabase.htm
Referintele bibliografice complete ale acestei prezentari sunt cuprinse in documentul
text al proiectului, disponibil la:
top related