Apă de mare fără sare. Excelență în ingineria electrică pentru dezvoltare durabilă

Florin ANTONESCU jurnalist

Institutul ICPE-CA este definit prin aceea că „promovează și întreprinde cercetarea aplicativă în context nați – onal și internațional în domeniul in gineriei electrice (materiale, electrotehnologii, surse noi de energie, vibrații și echilibrări dinamice, compatibilitate elec tromagnetică etc.), spre folosul societăților comerciale, private și publice, în beneficiul general al întregii societăți“.

Apă de mare bună de băut, fără sare, se poate obține printr-un sistem gândit, creat la Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE-CA. Este una din realizările institutului care-și face stare firească din excelență și creativitate. Se află într-o zonă de banalitate efervescent-cotidiană a Bucureștilor, în Vitan, în raport cu care poate fi socotit un contrapunct de excepție, o concentrare de inteligență amplificată prin știință solidă de carte. Ghid ne este dr. Gabriela Iosif, expert în științele comunicării, subliniere și aport esențiale pentru cunoașterea (poate și înțelegerea) unei lumi clar a specializării înalte și deloc a spectacolului și a pierderii de timp.

De la magneți, la rezistența textilelor la mucegai

Laboratoarele institutului, chiar pe fugă trecute-n revistă, cu produsele și serviciile lor, dau imaginea unei activități complexe și în același timp concentrate: Laboratorul de materiale magnetice, Laboratorul de compatibilitate electromagnetică, Laboratorul de materiale metalice (cu cercetări asupra materialelor avansate inovative), Laboratorul de radiochimie și materiale polimerice, Laboratorul de materiale carbonice (nanomaterialele atât de invocate în ziua de azi), Laboratorul de materiale ceramice (necesare în direcții prioritare, precum energia, spațiul, apărarea, securitatea), Laboratorul de caracterizări fizico-chimice, Laboratorul de sisteme foto-voltaice, Laboratorul de mașini și acționări electrice, Laboratorul de electromagneți, Laboratorul de microprelucrări și prototipare rapidă, Laboratorul de fotogrametrie și vibroacustică, Laboratorul de senzori/actuatori și harvesting energetic, Laboratorul de supraconductibilitate aplicată, Laboratorul de biochimie și bioresurse (cu cercetări în direcții de mare perspectivă, de la factorii de mediu la rezistența unor materiale precum cele textile și de piele la acțiunea mucegaiului), Laboratorul de încercări electrice de curenți intenși în regim tranzitoriu.

Mașina de spălat, dedurizată online

În Laboratorul de electrochimie al Departamentului mediu/energie și schimbări climatice a fost realizat proiectul „Desalinizarea apei de mare. Sistem de tip deionizare capacitivă și purificare electrochimică a apei“. Simplificând, este vorba despre un modul cu „electrozi poroși de tip aerogel/xerogel carbonic“. Principiul de funcționare ne este explicat de cercetător dr. Gabriela Hristea: „Un efluent lichid (apă de mare) este trecut printr-un ansamblu de 2 electrozi cu suprafață specifică mare (>10 m 2 /g) la o diferență de potențial de aproximativ 1,2V. Ionii sau alte particule încărcate electric sunt atrase și menținute pe su- prafața electrozilor (încărcați) carbonici pentru a fi mai târziu eliberați într-un curent de spălare (la întreruperea alimentării cu energie sau la schimbarea polarizării electrozilor)“.

Tehnologia poate fi aplicată la „îndepărtarea diferiților ioni din ape uzate fără generare de baze, acizi sau alte deșeuri secundare, mai ales în cazuri care implică radionuclizi, unde procesul de deionizare capacitivă poate fi utilizat pentru îndepărtarea urmelor de material anorganic radioactiv; la producerea de apă de înaltă puritate pentru industria semicon – ductorilor; la aplicații domestice, cum este dedurizarea apei, în condițiile în care sistemele domestice actuale de dedurizare a apei folosesc clorură de sodiu pentru regenerarea patului de rășini schimbătoare de ioni; la desalinizarea apei pentru uz agricol (irigații); la desalinizarea apei de mare; la aparatura analitică care combină principiile deionizării capacitive și cromatografia de ioni pentru absorbția pe paturi de xerogeluri carbonice“. Capacitatea de desalinizare este de 10 l de apă sărată/oră pentru o conductivitate a apei de 25 mS, adică 240 l/zi, pe când o stație de desalinizare destinată submarinelor are o capacitate de 110 l apă desalinizată/zi. Sărurile sunt îndepărtate în proporție de 88% până la 99,09%. Sistemul este aplicabil și online, inclusiv ca dedurizator pentru mașina de spălat. Sub aspect ecologic, desalinizarea și purificarea apei și regenerarea sistemului în acest mod nu sunt făcute cu chimicale, nici cu membrane.

Cercetări asupra aerului pe care-l respirăm în muzeu

Prin Laboratorul de analiza comportării termice, ICPE-CA oferă și exemple pe cât de spectaculoase, pe atât de eficiente de integrare a cercetărilor din aria electricii cu arta, prin participarea la mai multe proiecte de cercetare, coordonarea fiind asigurată de dr. chimist Petru Budrugeac. „Autentificare artă sacră pentru asigurarea viabilității comunitare – PATRIPICT“, se intitulează în termeni specifici un astfel de proiect. Au fost extrase sorturi de lemn din obiecte de patrimoniu religios și au fost prelevați pigmenți din fresce. Li s-au făcut analize termice termogravimetrice (TG), analize termice diferențiale (DTA), analize calorimetrice diferențiale (DSC) ale următoarelor materiale și le-a fost evaluat gradul de degradare. Au fost elaborate și verificate „metodologia de determinare a comportării termice a pigmenților prin metode de analiză termică simultane: analiză termogravimetrică + analiză termică diferențială (TG+DTA) și analiză termogravimetrică + calorimetrie diferențială dinamică (TG+DSC)“ și „procedura Determinarea deteriorării suporturilor de lemn ce fac parte din obiecte de artă sacră prin metode de analiză termică simultane (STA): termogravimetrie + analiză termică diferențială (TG+DTA) și termogravimetrie + calorimetrie diferențială dinamică (TG+DSC)“.

Tot pentru lucrări de patrimoniu, prin proiectul „Metode integrate în conservarea/restaurarea patrimoniului UNESCO pentru creșterea viabilității comunitare – RESTORMET“, analizele termice, analize termice diferențiale și calorimetrice diferențiale au fost aplicate și pigmenților utilizați în restaurare, materialelor din care s-au preparat suporturile frescelor, eșantioanelor de suporturi pentru fresce îmbătrânite natural, sorturilor de mortar noi și vechi. A fost evaluat gradul de degradare a materialelor investigate. Au rezultat protocoalele analitice „Evaluarea compoziției mortarelor și tencuielilor prin metode de analiză termică simultane (STA): termogravimetrie + analiză termică diferențială (TG/DTG+DTA) și termogravimetrie + calorimetrie diferențială dinamică (TG/DTG+DSC)“ și „Investigarea pigmenților de frescă prin metode de analiză termică simultane (STA): termogravimetrie + analiză termică diferențială (TG/DTG+DTA) și termogravimetrie + calorimetrie diferențială dinamică (TG/ DTG+DSC)“.

Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, Cercetării, Dezvoltării și Inovării (UEFISCDI) a fost beneficiara proiectului „Strategie inteligentă pentru monitorizarea bunurilor culturale mobile în vederea adaptării eficiente la schimbările climatice – Inherit“. Analizele au vizat determinarea deteriorării „materialelor colagenice (pergamente, piei) din obiecte de patrimoniu, prin analize termice simultane (STA): termogravimetrie + analiza termică diferențială (TG+DTA) și termogravimetrie și calorimetrie diferențială dinamică (TG+DSC)“, a „materialelor colagenice (pergamente, piei) din obiecte de patrimoniu, prin metoda calorimetriei diferențiale dinamice (DSC) aplicată probelor imersate în apă“ și a „materialelor colagenice (pergamente, piei) din obiecte de patrimoniu, prin metoda calorimetriei diferențiale dinamice (DSC) aplicată probelor aflate în curent de azot“.

Printr-o altă realizare a ICPE-CA, pot fi monitorizate calitatea aerului și intensitatea radiației solare în sălile muzeelor și în spațiile exterioare: „Modelul funcțional SafeClimate4Art“. Sistemul monitorizează, sub aspectul calității aerului, „temperatura, umiditatea relativă, concentrația poluanților chimici (monoxid de azot, dioxid de azot, ozon, compuși organici volatili), concentrația pericolelor solide micrometrice“, iar în ceea ce privește radiațiile solare, monitorizează „iluminarea și indexul UV“. Beneficiare sunt instituții culturale de referință: Muzeul Național al Satului Dimitrie Gusti din București, Complexul Național Muzeal Astra din Sibiu, Complexul Muzeal Bucovina din Suceava, Biblioteca Academiei Române din București.

Continuarea articolului poate fi citită în numarul doi, serie nouă, al revistei Tribuna Învăţământului, ediția tiparită. Revista poate fi achiziționată  aici.