Click here to load reader

Impactul materialelor compozite utilizate în construcţii asupra mediului

  • View
    278

  • Download
    7

Embed Size (px)

Text of Impactul materialelor compozite utilizate în construcţii asupra mediului

  • 1

    UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII BUCURETI

    Departamentul Hidraulic i Protecia Mediului

    Titularul prezentei teze de doctorat a beneficiat pe ntreaga perioad a

    studiilor universitare de doctorat de burs atribuit prin proiectul

    strategic Burse oferite doctoranzilor n Ingineria Mediului Construit,

    beneficiar UTCB, cod POSDRU/107/1.5/S/76896, proiect derulat n

    cadrul Programului Operaional Sectorial Dezvoltarea Resurselor

    Umane, finanat din Fondurile Structurale Europene, din Bugetul

    Naional i cofinanat de ctre Univeritatea Tehnic de Construcii

    Bucureti.

    TEZA DE DOCTORAT

    Rezumat

    Impactul materialelor compozite utilizate

    n construcii asupra mediului

    Doctorand

    Ing. NICOLAE Olimpia - Iuliana

    Conductor de doctorat

    Prof. univ. dr. ing. BICA Ioan

    BUCURETI

    2013

  • 2

  • 3

    CUPRINS

  • 4

    CUVNT NAINTE

    Teza de doctorat intitulat Impactul materialelor compozite utilizate n construcii a fost

    realizat n cadrul Departamentului de Hidraulic i Protecia Mediului a Facultii de Hidrotehnic,

    Universitatea Tehnic de Construcii Bucureti, unde am fost admis ca doctorand n perioada 2010-

    2013.

    Tema prezentei lucrri a luat natere plecnd de la problemele de mediu produse de gazele cu

    efect de ser i schimbrile climatice care apar n urma eliberri acestora n atmosfer.

    Necesitatea elaborrii unor materiale noi i a unor tehnologii neconvenionale a fost determinat

    nu numai de motive economice i sociale, dar i de faptul c n condiiile dezvoltrii exponeniale a

    produciei, a aprut o criz foarte puternic de surse de materii prime i energetice, odat cu creterea

    agresiunii oamenilor fa de mediul nconjurtor.

    Scopul principal al tezei de doctorat l-a constituit elaborarea unui model pentru determinarea

    amprentei de carbon funcie de energia consumat pentru producerea anumitor elemente de construcie.

    Doresc sa mulumesc clduros i sa-mi exprim ntreaga recunotin i stima faa de domnul

    profesor doctor inginer Ioan BICA, care, n calitate de conductor tiinific mi-a acordat un sprijin

    deosebit pe parcursul pregtirii i susinerii examenelor i rapoartelor de cercetare, n perioada

    elaborri tezei de doctorat i n activitatea mea profesional.

    Mulumesc n mod special domnului conf. dr. ing. Alexandru DIMACHE i domnului sef

    lucrri dr. ing. Iulian IANCU, att pentru sprijinul i nelegerea acordat n vederea realizrii acestei

    lucrri ct i pentru ndrumarea tiinific competent pe parcursul programului de doctorat.

    Mulumesc membrilor Departamentului de Hidraulic i Protecia Mediului din cadrul

    Universitii Tehnice de Construcii Bucureti, in special domului prof. dr. ing. Liviu HASEGAN si

    dlui. prof. dr. ing. Virgil PETRESCU pentru observaiile i aprecierile fcute cu ocazia prezentrilor

    referatelor i examenelor de doctorat, pentru ncrederea i suportul moral acordat.

    Mulumesc distinilor membri ai Comisiei de Doctorat pentru bunvoina i rbdarea cu care

    mi-au analizat teza, pentru acceptul de participare n Comisia de susinere a tezei i pentru observaiile

    i sugestiile acordate.

    Doresc sa mulumesc tuturor profesorilor, specialitilor, colegilor, partenerilor i prietenilor cu

    care am interacionat de-a lungul anilor i care au contribuit la formarea mea profesional.

    n final doresc s mulumesc familiei, n special surorii mele Aura NICOLAE pentru sprijinul

    constant, nelegerea i rbdarea de care a dat dovad n toat aceast perioad de timp.

  • 5

    1. INTRODUCERE

    Obiectul prezentei teze de doctorat l constituie evidenierea impactului generat de utilizarea

    materialelor compozite asupra mediului. Lucrarea este structurat pe 7 capitole i conine 157 pagini,

    34 figuri, 27 tabele, ecuaii numerotate precum i bibliografia utilizat la elaborarea sa.

    n capitolul 1 se face prezentarea general a coninutului tezei i se justific oportunitatea

    lucrrii. Capitolul 2 este destinat evoluia tehnicii n domeniul ingineriei civile prin evidenierea

    principalelor avantaje i dezavantaje ale folosirii materialelor compozite i prin detalierea domeniilor

    de utilizare ale acestor materiale.

    n capitolul 3 este descris materialul compozitului ca sistem multifazic fiind detaliate: matricea

    structural, metodele de armare i interfaa armtur matrice. n acest capitol este detaliat alctuirea

    materialelor compozite, precum i principalele categorii de materiale compozite, armate cu particule i

    armate cu fibre.

    n capitolul 4 se prezint etapele i metodele de analiza ale ciclului de via al materialului

    compozit prin sublinierea principiilor dezvoltrii durabile i prin referire la programe, produse i

    proiecte prin intermediul crora se evalueaz impactul asupra mediului.

    n capitolul 5 se definete, exemplific i explic amprenta de carbon pe baza consumului de

    energie pentru fiecare etapa din ciclul de via a cinci tipuri de materiale: lemn, aluminiu, oel, fibr de

    sticl i fibr de carbon utilizate la fabricarea unei pale de rotor.

    Capitolul 6 reprezint un studiu amnunit cu privire la evaluarea impactului generat de

    utilizarea materialelor compozite si tradiionale. Spre exemplificare s-a ales o analiza parametric

    reprezentat de construcia unor grinzi cu lungimi variabile astfel dimensionate nct s reziste unor

    ncrcri stabilite. Materialele utilizate pentru construcia grinzilor sunt: lemn, aluminiu, oel, fibr de

    sticl, fibr de carbon i beton. Tot n acest capitol se face o analiz multicriterial a impactului generat

    de fiecare tip de material prin realizarea unei matrice de performan, urmnd ca n ultima parte a

    capitolului s se fac o inventariere a formelor de impact generat de tipul materialului utilizat pe

    perioada fabricrii i punerii n opera

    Capitolul 7 completeaz teza printr-o sintez a lucrrii, evideniindu-se contribuiile autorului.

    De asemenea, se fac propuneri privind dezvoltrile ulterioare ale unor elemente ale tezei.

    Bibliografia de la sfritul tezei cuprinde lucrrile consultate, precum i lucrrile elaborate de

    autor pe parcursul activitii sale didactice i profesionale.

    2. MATERIALELE COMPOZITE N DOMENIUL INGINERIEI CIVILE

    2.1. Conceptul de material compozit

    Evoluia tehnicii n domeniul ingineriei civile a fost i este posibil concomitent cu apariia de

    materiale i tehnologii noi, cu promovarea unor sisteme structurale superioare i cu capacitatea de

    utilizare a procedeelor complexe de analiz i calcul analitic. Materialele compozite ncorporeaz toate

    calitile menionate mai sus, ele reprezentnd viitorul n domeniul ingineriei civile.

    Conceptul de material compozit permite ca noul s poat fi strict dirijat spre rezultate dinainte

    ateptate, ct i crearea unor materiale cu anumite proprieti impuse, astfel ca parametrii tehnici ai

    unui element s fie satisfcui prin calitile unui material special creat pentru aceasta (ranu

    .a.1992).

    2.2. Avantajele i dezavantajele utilizrii materialelor compozite

    Principalele avantaje ale compozitelor polimerice armate cu fibre (CPAF) n raport cu

    materialele tradiionale/naturale s-ar evidenia printr-o serie de proprieti cum ar fi: greutate redus,

  • 6

    mas volumic mic n raport cu metalele (compozitele cu rini epoxidice armate cu fibre de Si, B, C

    au mas volumic sub 2 g/cm3), raport bun rezisten-greutate, rezisten sporit dup direcia de

    orientare a fibrelor, rezisten la variaii de temperatur atmosferic, rezisten la traciune sporit

    (compozitul Kevlar are rezistena la traciune de dou ori mai mare dect a sticlei), stabilitate

    dimensional, la materiale cum ar fi beton, crmid, piatr, lemn etc., formabilitatea capacitatea

    materialului de a fi utilizat n forme i elemente complicate, design plcut, etc.

    Dar cu toate aceste avantaje, materialele compozite au i unele dezavantaje care trebuie luate n

    calcul i minimizate pe ct posibil: sunt mult mai scumpe dect materialele tradiionale folosirea nu

    trebuie facut nejustificat, ci numai n cazul folosirii la capacitile lor reale; nu prezint ductilitate

    materialele compozite au comportare linear elastic pn la rupere; la temperaturi ridicate au un

    comportament deficitar toate materialele bazate pe polimeri au o aa numit temepratur de tranziie

    n care rezistena i modulul de elasticitate al compozitului scad brusc, deci este periculoas folosirea

    acestor materiale peste temperatura de tranzit; toate materialele organice ard, sunt combustibile, dar

    lng aceast problem apare i cea a toxicitii fumului pe care l degaj. Se pot pune ntrzietori de

    ardere dar acetia modific proprietile mecanice ale compozitului.

    2.3. Diversitatea materialelor

    Materialele compozite sunt primele materiale a cror dispunere structural intern o concepe

    omul, att prin nlnuirea lor molecular, ct i prin direcii prefereniale, conferindu-le n acest fel

    rezistene favorabile, net superioare celor ale componentelor lor. (V. Teleab 2008). Prioritile de

    cercetare din domeniul materialelor compozite sunt: reducerea consumului de energie pentru procesele

    de obinere, minimizarea impactului asupra mediului, asigurarea necesarului de materiale pentru o

    populaie n curs de dezvoltare. Obinerea materialelor compozite s-a impus pe baza a numeroase

    considerente tehnice i economice, ntre care amintim: necesitatea realizrii unor materiale cu

    proprieti deosebite, imposibil de atins de materialele tradiionale, necesitatea creterii siguranei i a

    fiabilitii n exploatare a diferitelor construcii i instalaii, necesitatea reducerii consumurilor de

    materiale deficitare, scumpe sau preioase, posibilitatea reducerii consumurilor de manoper i a

    reducerii duratelor tehnologice de fabricaie. Datorit proprietilor specifice ct i posibilitilor de a

    adapta aceste proprieti la condiiile de exploatare, se constata ca utilizarea materialelor compozite are

    o sfer a aplicaiilor foarte larg, din schema urmtoare se constat c sunt prezente n toate domeniile

    de activitate (fig. 2.2.)

    .

    Figura 2.2. Domenii de utilizare a materialelor compozite

  • 7

    3. STRUCTURA MATERIALELOR COMPOZITE

    3.1. Alctuirea materialelor compozite

    ncercrile de obinere a unor noi materiale superperformante au condus la dezvoltarea unei

    clase de produi cunoscui sub denumirea de materiale compozite. (Lupescu 2004). Materialele

    compozite sunt alctuite n principal din: materialul de armare (armtura), matricea (masa de baz) i

    adaosuri tehnologice. Clasificarea materialelor compozite n funcie de matricea structural:

  • 8

    4. CICLUL DE VIA AL MATERIALELOR

    Ciclul de via al materialelor compozite trebuie studiat sistematic pentru a se putea calcula

    impactul pe care produsul final l are asupra mediului. Metoda tiinific general acceptat pentru

    evaluarea impactului produsului final este analiza ciclului de via (LCA - life cycle assessment). Se

    utilizeaz separat cei doi termeni care indic cele dou etape principale ale analizei: inventarierea

    ciclului de via i respectiv, evaluarea ciclului de via. Exist i alte denumiri alternative: analiza de

    la leagn la mormnt, eco-bilanul, analiza fluxului material (Koncsag 2004).

    Analiza ciclului de via este o procedur de evaluare a produsului, sistemului sau activitii ce

    identific i descrie cantitativ energia i materialele folosite i, de asemenea deeurile eliberate.

    Evaluarea include ntreaga durat de via a produsului sau a activitii nc din etapa de extragere i

    prelucrare a materialului brut, fabricare, transport, utilizare, reutilizare, reciclare sau depozitare la

    depozitul de deeuri.

    Analiza ciclului de via se face conform etapelor din figura urmtoare:

    Figura 4.1. Obiectivul analizei ciclului de via

    Principiile dezvoltrii durabile, adoptate n 2005 n cadrul strategiei Lisabona revizuite sunt:

    energia curat, transportul sustenabil, producia i consumul sustenabile, sntatea public,

    managementul mbuntit al resurselor naturale,incluziunea social, lupta mpotriva srciei globale.

    Materialul brut

    Producerea

    materiaului

    Fabricarea produsului

    finit

    Faza de utilizare

    Faza de post-utilizare

    RECUPE RARE

    REUTILIZARE

    Figura 4.2. Ciclul de viata al materialelor

    Manufacturare

    Extractie si prelucrare

    materie prima

    Ambalare,

    transport,

    comercializareUtilizare, reutilizare,

    mentenanta

    Depozitare,

    distrugere,

    reciclare

    Figura 4.3. Ciclul de via al produsului

  • 9

    Conform acestor principii, orice produs ar trebui s fie fabricat, consumat i transportat n mod

    durabil, n scopul protejrii mediului i asigurrii prosperitii societii pe termen lung. Pentru a se

    putea realiza acest lucru n mod tiinific s-a luat n considerare ciclul de via al produsului, redat

    schematic n Figura 4.2

    n general, ciclul de via al produsului cuprinde urmtoarele etape: extracia i prelucrarea

    materiilor prime, manufacturarea sau fabricarea produsului, ambalarea, transportul i comercializarea,

    utilizarea, reutilizarea i mentenana produsului, depozitarea ca deeu, distrugerea la captul vieii sau

    reciclarea.

    5. DETERMINAREA AMPRENTEI DE CARBON N CICLUL DE VIAA AL MATERIALELOR DE CONSTRUCIE

    Un produs achiziionat dintr-un magazin produce emisii de gaze indirect din activitile de

    producere a energiei, transport, depozitare i mpachetare a produsului, dar i emisii directe atunci cnd

    acel produs folosete combustibili care prin ardere produc gaze cu efect de ser. ntreg ciclul de via al

    unui produs, de la fabricare pn la nlturare, ne permite s identificm diferitele procese fizico-

    chimice care se produc i din care rezult gazele cu efect de ser (Philander SG. 2008).

    n prezentul studiu, calculul amprentei de carbon n funcie de energia consumat s-a realizat cu

    programul CES Edu-Pac. Programul conine o baz de date legat de caracteristicile diferitelor

    materiale folosite n domenii precum construcii civile, design, inginerie aerospaial, bio-energie,

    polimeri etc. Pe lng aceste date, programul ofer posibilitatea ntocmirii unui raport de mediu pe baza

    materialelor componente ale produsului.

    5.1. Analiza amprentei de carbon pe durata vieii n cazul paletelor eoliene realizate din material tradiionale i compozite

    Aceast analiza se compune din cuantificarea i compararea impactului produs asupra mediului

    de principalele materiale de construcie n ciclul de via al acestora (din momentul fabricrii acestor

    materiale i pan la post-utilizarea acestora).

    Figura 5.1. Schema de evaluare a ciclului de via

    n acest scop, s-a optat pentru analiza a cinci tipuri de materiale utilizate la fabricarea unei pale

    de rotor realizate din lemn, aluminiu, oel, fibr de sticl i fibr de carbon.

  • 10

    Ciclul de via al unui material poate fi reprezentat de urmtoarele etape: faza de producie:

    include utilizarea de materii prime (exploatarea resurselor) i fabricarea/producerea produsului

    respectiv (prelucrare resurselor); faza de utilizare : include utilizarea de energie, ntreinere i curare;

    faza de post-utilizare : include depozitarea, incinerarea, reciclarea deeurilor.

    Impactul asupra mediului nu este determinat doar de materialele alese, ci, de asemenea, i de

    funcia de produs n sine. Relaia dintre faza de producie, faza de utilizare i faza de post-utilizare este

    destul de complicata. n general, durata de via a unui produs (faza de utilizare) poate fi extins (aspect

    pozitiv), de exemplu, prin aplicarea unui strat pe suprafa, cu rol protector. Datorit acestei acoperiri,

    produsul nu poate fi uor de reciclat rezultnd un aspect negativ. Acest complex de interaciune ntre un

    produs i mediul nconjurtor este tratat ntr-o evaluare a ciclului de via (Life Cicle Assesment)

    (Heijungs et al, 1992).

    Cele cinci tipuri de materiale utilizate n fabricarea paletelor de energie eolian sunt: lemn,

    aluminiu, oel, fibr de carbon i fibr de sticl ntrit cu rin epoxidic. Evaluarea impactului s-

    a realizat cu ajutorul programului de calculator CES EduPack care se bazeaz pe LCA olandez.

    Analiza comparativ s-a bazat pe determinarea amprentei de carbon i a consumului de energie

    pe fiecare etap a ciclului de via al materialelor (producerea materiilor prime necesare fabricrii

    paletei, fabricarea n sine a paletei, transportul, utilizarea i post-utilizarea paletei) pentru a se putea

    stabili impactul a cinci tipuri de materiale: lemn, aluminiu, oel, fibr de sticl i fibr de carbon. Spre

    exemplificare s-a ales un studiu de caz reprezentat de construcia paletelor eoliene ale unei turbine,

    astfel dimensionate nct s se obin o putere mecanic de 1 kW, la o vitez a vntului de 13,8 m/s.

    Comparaia s-a realizat n funcie de greutatea i dimensiunile unei palete eoliene, rezistenele

    mecanice ale fiecrui material utilizat, pre de producie i durata de via, evideniindu-se avantajele i

    dezavantajele utilizrii fiecrui tip de material.

    Pentru obinerea unei puteri de 1 kW, la o vitez a vntului de 13,8 m/s se consider un

    coeficient de putere Cp egal cu 0,2 iar lungimea paletei sau raza de baleiere (R) a turbinei eoliene va fi:

    (2)

    = 0,2

    = 1 103 W

    = 1,25 kg/m3

    v = viteza vntului = 13,8 m/s

    S= aria seciunii transversale a rotorului

    =

    (3)

    R =

    = 0,984 1 m (4)

    Dup ce s-a calculat lungimea paletei (R = 1 m) s-au dimensionat i celelalte componente

    (limea i grosimea paletei). n tabelul urmtor se prezint centralizat elementele geometrice ale unei

    palete realizate din cele 5 tipuri de materiale, determinate cu ajutorul relaiilor prezentate anterior:

    Tabel 5.2. Tipuri de palete eoliene

    Unitate de

    msur Lemn

    Aluminiu

    Oel

    Fibr de

    sticl Fibr de

    carbon

    Lungime (r) [mm] 1000 1000 1000 1000 1000 Lime (b) [mm] 150 150 150 150 150 nlime ( h ) [mm] 75 80 24 50 35

  • 11

    Unitate de

    msur Lemn

    Aluminiu

    Oel

    Fibr de

    sticl Fibr de

    carbon

    Distana pn la centrul de

    greutate (z) [mm] 37,5 40 12 25 17,5

    Densitatea aerului (aer) [kg/m3] 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25

    Viteza vntului (v) [m/s] 13 13 13 13 13 Fora vntului (f) [N] 15843,75 15843,75 15843,75 15843,75 15843,75 ncrcarea uniform

    distribuit (q) [N/mm] 15,84375 15,84375 15,84375 15,84375 15,84375

    Moment de inerie (M) [Nmm] 7921875 7921875 7921875 7921875 7921875 Moment de dimensionare

    (Iy) [mm

    2] 5273437,5 6400000 172800 1562500 535937,5

    Rezistena la rupere

    calculat (r) [N/mm

    2] 56,34 49,51 550,13 126,75 258,67

    Rezistena la rupere

    standard () [N/mm

    2] 61 50 590 138 276

    Densitate material () [kg/m3] 480 1030 7600 1800 1700

    Acceleraia gravitaional (g) [m/s2] 9,80665 9,80665 9,80665 9,80665 9,80665

    Greutatea specific () [N/m3] 4707,19 10100,85 74530,54 17651,97 16671,31 Volumul [W] [mm

    3] 11250000 12000000 3600000 7500000 5250000

    Greutatea [N] 52,96 121,21 268,39 132,39 87,53

    Masa [kg] 5,4 12,36 27,36 13,5 8,925

    Pre/kg [Ron/kg] 4,45 31,9 7,66 16,3 70,4

    Pre total [Ron] 24,03 394,284 209,5776 220,05 628,32

    Figura 5.3. Greutatea paletelor eoliene din diferite tipuri

    de materiale

    Figura 5.4.Comparaie ntre paletele eoliene n

    funcie de pre/kg de material

    Conform condiiilor de rezisten i cunoscnd densitatea materialului s-au putut calcula

    greutatea si preul fiecrei palete eoliene i se observ urmtoarele:

    cea mai ieftin i cea mai uoar palet eolian este cea din lemn, ea avnd o greutate de aprox. cinci ori mai mic comparativ cu paleta realizat din oel i un pre de aprox. douzeci i ase de

    ori mai mic comparativ cu paleta realizat din fibr de carbon;

    paleta eolian din fibr de sticl are un pre aproximativ egal cu paleta eolian din oel, dei are aprox. jumtate din greutatea sa;

    paleta eolian din oel este de aprox. trei ori mai grea dect cea din fibr de carbon, dar are un pre de aprox. trei ori mai mic comparativ cu aceeai palet;

    paleta eolian din lemn are un pre de aprox. aisprezece ori mai mic comparativ cu paleta din aluminiu, de aprox. nou ori mai mic comparativ cu paletele din oel i fibr de sticl i de aprox.

    douzeci i ase de ori mai mic comparativ cu paleta eolian fabricat din fibr de carbon;

    paletele eoliene din aluminiu i fibr de sticl au greuti aproximativ egale, dar preul celei fabricate din aluminiu este de aproximativ dublu fa de paleta realizat din fibr de sticl.

  • 12

    n urma utilizrii programului de mediu CES Edu Pack 2010 s-au stabilit caracteristici privind

    determinarea amprentei de carbon n funcie de consumul de energie pe fiecare etap a ciclului de via

    (producerea materialelor, fabricarea materialelor, transportul produsului, utilizarea produsului i post-

    utilizarea materialelor). Durata de funcionare se consider a fi egal pentru toate tipurile de palete i

    anume douzeci i cinci ani.

    5.2. Concluzii

    Prin intermediul metodologiei i activitilor implementate n acest studiu de caz se va oferi

    posibilitatea evalurii ciclului de via al unor materiale compozite, n conformitate cu obiectivele de

    sustenabilitate i de protecia mediului.

    n urmtorul tabel se gsesc valorile totale, pe ntreaga durat de via a paletelor eoliene.

    Tabel 5.10. Energia consumat i CO2 degajat pe ntreaga durat de via a paletelor eoliene

    Component Pre Mas total (kg) Energie

    (MJ)

    CO2

    (kg)

    Palet eolian din lemn 24,03 5,4 45,413 2,76

    Palet eolian din aluminiu 394,284 12,36 3710,636 247,20

    Palet eolian din oel 209,5776 27,36 3316,05 227,02

    Palet eolian din fibr de sticl 220,05 13,5 1568,78 109,98

    Palet eolian din fibr de carbon 628,32 8,925 2464,73 156,55

    Figura 5.9. Energia consumat i CO2 degajat pe ntreaga durat de via a paletelor eoliene

    n urma analizei,se constat urmtoarele:

    Cele mai mici valori privind costul, masa totala, consumul de energie i CO2 degajat pe ntreaga durat de via sunt la paleta eoliana din lemn, dar lemnul ridica cele mai mari probleme privind

    ntreinere i utilizarea.

    Cele mai mari valori privind emisiile de CO2 i energie consumat pe ntreaga durat a vieii sunt pentru paleta eoliana din aluminiu, cu 20% mai mari ca in cazul paletei eoliene din oel, de

    aproximativ optzeci ori mai mari comparativ cu lemnul, de 2 ori mai mari comparativ cu fibra de

    sticl i de 1,5 ori mai mari comparativ cu fibra de carbon.

    Cea mai nejustificat alegere pentru realizarea paletei eoliene din punct de vedere a greutii este oelul, al emisiilor rezultate pe ntreaga durata de via sunt aluminiu sau oelul, iar cel mai mare

    pre fibra de carbon.

    Paletele eoliene din aluminiu i fibr de sticl au greuti aproximativ egale, dar preul, emisiile de CO2 i energia consumata pe ntreaga durat de via a paletei fabricate din aluminiu sunt

    aproximativ duble fa de paleta realizat din fibr de sticl.

    Materialul optim din punct de vedere al duratei de via, al preului de fabricaie, al emisiilor de CO2 i al consumului de energie pe ntreaga durata a vieii este considerat a fi fibra de sticl.

  • 13

    6. EVALUAREA IMPACTULUI MATERIALELOR DE CONSTRUCII ASUPRA MEDIULUI

    6.1. Analiza parametric a impactului generat de fiecare tip de material

    Spre exemplificare s-a propus un studiu reprezentat de construcia de grinzi cu lungimi de 4, 5,

    6, 7, 8, 9 i 10 metri astfel dimensionate nct s reziste ncrcrilor de 10 N/mm, 15 N/mm, 20 N/mm,

    25 N/mm i 30 N/mm. Materialele utilizate pentru construcia grinzilor sunt: lemn, aluminiu, oel, fibr

    de sticl, fibr de carbon i beton. Analiza parametric s-a realizat n funcie de greutatea i

    dimensiunile grinzii, rezistenele mecanice, condiii de deformabilitate i sgeat ale materialului, pre

    de producie, emisiile de CO2 n funcie de energia consumat pe durata vieii evideniindu-se

    avantajele i dezavantajele utilizrii fiecrui tip de material. Acest studiu prezint rezultatul analizei

    d.p.d.v. al greutii, preului, energiei consumate i al amprentei de carbon pentru a se putea stabili

    impactul generat de fiecare tip de material. Pentru a se determinat consumul de energie si amprenta de

    carbon a grinzilor fabricate din materialele menionate anterior s-a utilizat programul de calcul CES

    EduPACK. n funcie de eco-auditul realizat de acest program s-au putut stabili impactul asupra

    mediului n fiecare etapa din viaa fiecrui material.

    6.1.1. Determinarea amprentei de carbon pe baza consumului de energie pentru fiecare etap din ciclul de via al unei grinzi

    Pentru realizarea grinzilor s-a avut in vedere urmtoarele caracteristici:

    n cazul utilizrii lemnului s-a ales grinzi dreptunghiulare realizate din lemn de brad;

    n cazul grinzilor din aluminiu s-a utilizat aluminiu simplu, netratat.

    n cazul utilizrii oelului s-au ales profilele prefabricate I i U;

    n cazul fibrei de sticl i al fibrei de carbon s-au utilizat rini epoxidice

    n cazul grinzii din beton s-au calculat greutatea, emisiile, energia consumat a betonului simplu (nearmat)

    betonul utilizat este din clasa C 25/30.

    s-au ales dimensiuni mai mici de 10 metri pentru a se putea respecta condiiile de transport

    Pan la lungimea de 9 metri cea mai mic greutate o au grinzile din lemn, peste 9 metri grinzile

    din oel profil U au greutatea cea mai mic. Pentru dimensionare grinzii din oel s-au utilizat profile I i

    U, grinzile realizate din profile I au greuti aproximativ egale cu grinzile realizate din fibr de carbon.

    Cele mai mari greuti sunt n cazul grinzilor de fibr de sticl i beton. Cele mai mici preuri de

    realizare sunt pt grinzile din beton, ele avnd de asemenea i cele mai mici emisii de CO2, i cele mai

    mici consumuri de energie pe durata ntregii viei. Cele mai mari preuri de realizare sunt n cazul

    grinzii din fibr de carbon, de aceea nu se recomand utilizarea nejustificat a carboului.

    Dei au cele mai mici greuti, dimensiunile (nalimea i ltimea) grinzilor din lemn sunt cele

    mai mari. Dei are o rezisten ridicat, fibra de sticl este mult mai elastica comparativ cu oelul i

    betonul, iar pt a se putea respecta condiia de sageat se aleg nalimi i ltimi mult mai mari ceea ce

    duce la un consum mult mai mare de material. n cazul utilizrii profilelor U pt realizarea grinzilor din

    oel se constat c acestea au costuri mai mici comparativ cu grinzile realizate din lemn. Dei au

    dimensiuni aproximativ egale grinzile din fibr de sticl au greutati mai mari, dar preuri mai mici

    comparativ cu grinzile realizate din aluminiu. Dei au dimensiuni i greutati mult mai mici grinzile din

    fibr de carbon au costuri de productie, emisii de CO2 i energie consumat mai mari comparativ cu

    grinzile din fibr de sticl. Grinzile din aluminiu, oel, fibr de sticl, fibr de carbon i beton sunt

    incombustibile, nu putrezesc , sunt insensibile la aciunea insectelor i au o calitate uniform.

    6.1.2. Concluzii generale

    Pentru lungimi de 4 i 5 metri materialele recomandate pentru producerea grinzilor sunt lemnul

    i betonul pentru c au cele mai mici costuri de producie, cele mai mici emisii de CO2, cele mai mici

    consumuri de energie. Pentru lungimi mai mari de 8 metri materialul recomandat pentru producerea

  • 14

    grinzilor este oelul pentru ca are cele mai mici dimensiuni, cele mai mici costuri i cele mai mici

    greuti.

    6.2. Analiza multicriteriala a impactului generat de fiecare tip de material

    Analiza multicriterial abordeaz o gam larg de impacturi ale proiectului, rspunznd direct

    factorilor de decizie i este deschis evalurilor alternative ale ponderilor aferente diverselor impacturi.

    Analiza multicriterial reprezint o abordare structurat utilizat pentru a determina preferinele

    generale dintre mai multe opiuni alternative identificate, opiuni care conduc la ndeplinirea unor

    obiective, cu respectarea principiilor care stau la baza opiunilor analizate.

    Analiza opiunilor identificate ca fiabile, pentru analiza impactului fiecrui tip de material,

    trebuie sa in cont de urmtoarele seturi de criterii: tehnice, economice, de mediu i sociale. Pentru

    analiza multicriterial a impactului materialelor compozite, se propune metoda nsumrii ponderilor.

    Metoda, cunoscut i sub numele de modele liniare cumulative, este o metod foarte utilizat n cazul

    deciziilor multicriteriale. De remarcat este c procesul de standardizare i acordare a ponderilelor

    pentru fiecare criteriu, implic un grad ridicat de subiectivism. De aceea apare necesitatea explicrii

    punctelor forte i a punctelor slabe n cazul fiecrui material.

    Criteriile tehnice, de mediu i de cost sunt criterii calitative, opiunile care sunt preferate altora

    primesc un punctaj mai mare pe scara nivelului de preferin, iar opiunile mai puin preferate primesc

    un punctaj mai mic. Criteriile economice sunt criterii cantitative, bazate pe costuri de fabricare,

    respectiv exploatare. Opiunea cu cel mai mic cost de exploatare sau exploatare, primete punctaj

    maxim (5), celelalte opiuni primind punctaj funcie de aceasta. Pentru evaluarea ponderilor s-a folosit

    estimarea direct a importanei relative prin atribuirea direct a unei valori fixe fiecrui criteriu. S-a

    optat pentru o valoare egala pe cele patru categorii de criterii adic 25 puncte distribuite egal pentru

    fiecare alternativa a criteriului.

    Pe baza acestor criterii, i pe baza opiunilor identificate pentru alegerea materialului se poate

    realiza matricea de decizie, pe baza crei se va determina opiunea recomandat ca fiind cea mai bun

    opiune practicabil pentru alegerea materialului, opiunea cu cel mai mare punctaj.

    Tabel 6.11. Matricea de performan

    Criterii Lemn Aluminiu Otel Beton Fibra de

    sticla

    Fibra de

    carbon

    Criterii tehnice

    Densitate (kg/m3) 390 480 970 1030 7450- 7600 2200-2600 1500 1800 1400 - 1700

    Limit de curgere

    (MPa) 36.3 - 44.3 25 30 370 460 1 - 1.2 110 - 193 221 - 276

    Rezistena de

    rupere la traciune

    (MPa)

    61.8 - 75.5 50 - 70 590 - 720 1.1 1.3 138 - 241 276 - 345

    Rezistena la

    compresiune (MPa) 37.9 - 46.3 25 - 30 370 460 13.3 - 30 138 - 207 207 - 276

    Rezistena la

    ncovoiere (MPa) 66.4 - 81.2 30 - 36 370 - 460 1.7- 2.4 345 - 483 517 - 655

    Criterii economice

    Costul de fabricare

    (lei/kg) 1.41 22.72 3 0.25 6.1 50.4

    Costul de

    mentenan

    (lei/mp)

    Ignifugare =

    12lei/mp

    Lcuire = 15

    lei/mp

    0 Vopsire= 6

    lei/mp

    Varuie= 6

    lei/mp 0 0

    Criterii de mediu

    Energie folosit,

    producie primar 7.2 - 7.96 290 310 77.2 85. 3 5.4 - 6 107 - 118 259 - 286

  • 15

    Criterii Lemn Aluminiu Otel Beton Fibra de

    sticla

    Fibra de

    carbon

    (MJ/kg)

    Amprenta de CO2, producie

    primar(kg/kg)

    0.427 -

    0.472 19 21 4.85 5.36 0.906 - 1 7.46 8.25 14.8 18.1

    Tratamente aplicate

    materialului

    - ignifugarea

    - hidro-

    fugarea,

    tratarea

    lemnului cu

    fungicide i

    insecticide,

    aseptizarea

    Anodizarea

    i vopsirea

    n cmp

    electrostatic

    Protecie

    anticoroziva

    Nu necesit

    tratamente

    speciale

    Nu necesit

    tratamente

    speciale

    Criterii sociale

    Comportarea la foc Foarte

    inflamabil Inflamabil Inflamabil

    constituie o

    excelent

    barier

    mpotriva

    focului.

    Uor

    inflamabil

    Auto-

    stingere

    Comportarea la

    umezeala

    Degradeaz

    lemnul Coroziune Coroziune Nu e afectat Nu e afectat Nu e afectat

    Durata de via 50 100 100 80 150 150

    6.2.1. Concluzii privind matricea de performan

    Identificarea celor mai bune opiuni de mediu practicabile, este o metodologie strategic, care a

    fost dezvoltat pentru identificarea opiunii optime pentru alegerea materialului. Aceast metodologie

    pe baza analizei multicriteriale furnizeaz o aplicare complet i flexibil ce poate fi utilizata n cadrul

    dimensionrii oricrui element. Dei nu a obinut la nici un criteriu punctajul maxim, cel mai mare

    punctaj l-a obinut otelul fiind urmat de beton (a obinut cel mai bun punctaj la criteriile economice, de

    mediu i sociale). Cel mai slab punctaj l-a avut aluminiul fiind defavorizat de criteriile economice i de

    mediu. Fibrele de sticl i carbon au nsumat acelai punctaj, fibr de sticl fiind mai performanta din

    punct de vedere al conditiilor economice i de mediu, iar fibra de carbon avnd cele mai bune

    caracteristici d.p.d.v. tehnic.

    Figura 6.1. Concluzii privind totalul criteriilor

    6.3. Inventarierea formelor de impact generat de tipul materialului utilizat pe perioad fabricrii i punerii n oper

    n urmtorul tabel s-a evideniat impactul pentru factorii de mediu: apa, aer, sol, biodiversitate

    i factorul uman n etapele de fabricare i punere n oper pentru lemn, aluminiu, oel, fibr de sticl,

    fibr de carbon i beton.

  • 16

    Material FACTOR DE MEDIU APA

    Fabricare Punere n oper

    Lemn - PTS: creterea turbiditii, reducerea procesului de fotosintez algal, reducerea cantitii de oxigen

    din ap

    - PTS: creterea turbiditii, reducerea procesului de fotosintez algal, reducerea cantitii de oxigen din

    ap

    Aluminiu - metale grele (Cu, Mg, Mn) i PTS, SO2, NO2 acumulare n organisme vii, producnd mutaii,

    boli ale sngelui

    -

    Oel - metale grele (Cu, Mg, Mn) i PTS, SO2, NO2 acumulare n organisme vii, producnd mutaii,

    boli ale sngelui

    -

    Fibr de

    sticl - stiren (folosit n procesul de fabricaie): otrvitor

    pentru ihtiofaun

    -

    Beton - PTS: creterea turbiditii, reducerea procesului de fotosintez algal, reducerea oxigenului din ap

    - PTS: creterea turbiditii, reducerea procesului de fotosintez algal, reducerea oxigenului din ap

    Material FACTOR DE MEDIU AER

    Fabricare Punere n oper

    Lemn - PTS (antrenare eolian), NO2, SO2, CO, COVNM (circulaia mijloacelor de transport i activitatea

    utilajelor): amplificarea efectului de ser, apariia

    ploilor acide

    - PTS (antrenare eolian), NO2, SO2, CO, COVNM (circulaia mijloacelor de transport i activitatea

    utilajelor): amplificarea efectului de ser, apariia

    ploilor acide

    Aluminiu - metale grele (Cu, Mg, Mn) i PTS, SO2, NO2: amplificarea efectului de ser, apariia ploilor acide

    - NO2, SO2, CO, COVNM (circulaia mijloacelor de transport i activitatea utilajelor): amplificarea

    efectului de ser, apariia ploilor acide

    - Emisii de ozon, oxid de fier Oel - metale grele (Cr, Cu, Pb, Ni, Mo) i PTS, SO2,

    NO2: amplificarea efectului de ser, apariia ploilor

    acide

    - NO2, SO2, CO, COVNM (circulaia mijloacelor de transport i activitatea utilajelor): amplificarea

    efectului de ser, apariia ploilor acide

    - Emisii de ozon, oxid de fier Fibr de

    carbon - HCN, NH3, CO, NOX i COV: efect de ser - NO2, SO2, CO, COVNM (circulaia mijloacelor de

    transport i activitatea utilajelor): amplificarea

    efectului de ser, apariia ploilor acide

    Fibr de

    sticl - stiren (folosit n procesul de fabricaie) i COV:

    poluare atmosferic

    - NO2, SO2, CO, COVNM (circulaia mijloacelor de transport i activitatea utilajelor): amplificarea

    efectului de ser, apariia ploilor acide

    Beton - PTS (antrenare eolian din depozitele de agregate): amplificarea efectului de ser, apariia ploilor acide

    - PTS (antrenare eolian), NO2, SO2, CO, COVNM (circulaia mijloacelor de transport i activitatea

    utilajelor): amplificarea efectului de ser, apariia

    ploilor acide

    Material FACTOR DE MEDIU SOL

    Fabricare Punere n oper

    Lemn - PTS - PTS Aluminiu - SO2, NO2: scderea capacitii productive a solului

    i acidifierea solului

    - ozon: influeneaz negativ procesul de fixare biologic a azotului. Procesul de fixare a azotului este

    un proces fundamentale pentru ciclurile fundamentale

    din sol (de carbon i energie i de azot), inclusiv

    pentru formarea i meninerea unei materii organice

    de calitate n sol.

    Oel - SO2, NO2: scderea capacitii productive a solului i acidifierea solului

    - ozon: influeneaz negativ procesul de fixare biologic a azotului. Procesul de fixare a azotului este

    un proces fundamentale pentru ciclurile fundamentale

    din sol (de carbon i energie i de azot), inclusiv

    pentru formarea i meninerea unei materii organice

    de calitate n sol.

    Fibr de

    carbon - HCN, NH3, CO, NOX: modificarea calitii solului -

    Fibr de

    sticl - stiren (folosit n procesul de fabricaie): modific

    calitatea solului

    - stiren (folosit n procesul de fabricaie): modific calitatea solului

    Beton - PTS: influeneaz negativ calitatea solului, prin modificarea pH-ului

    - PTS: influeneaz negativ calitatea solului, prin modificarea pH-ului

  • 17

    7. CONCLUZII

    Problema creterii concentraiilor gazelor cu efecte de ser ca urmare a intensificrii activitilor

    umane i efectele pe care aceste gaze le au asupra comportamentului general al climei preocup din ce

    n ce mai mult lumea tiinific, dar i factorii de decizie, ngrijorai de consecinele nefavorabile pe

    care acumularea acestor gaze o au asupra vieii, n general. Ca urmare teza trateaz un subiect actual i

    de mare importan pentru stabilitatea planetei, subiect dezvoltat sub conceptul amprentei de carbon.

    Gazele cu efect de ser produc topirea calotelor glaciare care influeneaz nivelul mrilor i oceanelor.

    Gazele cu efect de ser, rezultate n urma activitilor industriale sunt vinovate pentru creterea n

    intensitate i frecven a fenomenelor meteorologice extreme precum tornadele, valurile de cldur,

    inundaii etc. Toate aceste schimbri climatice, care au tendina de cretere ca numr dar i ca

    intensitate, influeneaz n mod negativ flora i fauna care trebuie s se adapteze rapid la noile

    provocri pentru a putea supravieui.

    Efectele gazelor cu efect de ser sunt calculate folosind conceptul amprentei de carbon, care

    conform definiiei, reprezint cantitatea de gaze cu efect de ser, exprimat n dioxid de carbon

    echivalent, emise n atmosfer de un individ, organizaie, proces sau eveniment, n cadrul unei limite

    specificate. Teza de doctorat abordeaz problemele legate de impactul materialelor compozite utilizate

    n construcii asupra mediului axndu-se pe determinarea amprentei de carbon a acestor materiale, pe

    ntreeaga perioad de existen a acestora. n acest context, n cadrul tezei sunt prezentate programe de

    calcul utilizate n determinarea amprentei de carbon pe baza consumului de energie necesar producerii

    materiilor prime dar i produselor finite, n toate etapele ciclului de via ale unui material compozit.

    Impactul generat de utilizarea acestor tipuri de materiale este semnificativ, att n perioada de

    producere a materiilor prime care formeaza materialele compozite ct i n perioada de utilizarea a

    acestora n cadrul unor produse finite. Ameliorarea impactului astfel produs este o problema de

    actualitate i se poate realiza doar prin luarea de msuri corecte determinate pe baza unei analize

    complexe de impact asupra mediului. n aceste condiii, evaluarea impactului trebuie s asigure toate

    informaiile necesare stabilirii celor mai bune soluii tehnice, economice i de mediu att in perioada de

    producere, ct i n cele de exploatare si post-utilizare a materialelor compozite.

    Msurile de minimizare a impactului negativ al utilizarii materialelor compozite sunt inca ntr-o

    faz de dezvoltare, determinat de numrul mare de parametri care influeneaz procesele de fabricare a

    materiilor prime si a aproduselor finite compozite. Alegerea soluiilor de minimizare a impactului

    negativ nu este o operaie simpl, ea cuprinznd mai multe etape de analiza.

    Prezentarea n teza de doctorat a metodelor de calcul pentru determinarea amprentei de carbon a

    rspuns urmtoarelor deziderate:

    prezentarea conceptelor teoretice, a ipotezelor de lucru cu fundamentarea teoretic a acestora n vederea elaborrii soluiilor tehnice optime de construcie a unor elemente cum ar fi palele

    turbinelor eoliene sau grinzile de rezisten.

    prezentarea modelelor care permit determinarea caracteristicilor geometrice si de rezistenta ale unor tipuri de elemente de constructii pala pentru o turbina eoliana, respectiv o grinda

    fabricate din materiale compozite sau clasice.

    prezentarea metodelor analitice de calcul a amprentei de carbon, caracteristica unor tipuri diferite de materiale compozite.

    n lucrare, abordarea calculelor analitice s-a facut prin prezentarea ecuatiilor de baza si a

    metodelor de solutionare a acestora. Calculele amprentei de carbon funcie de consumul de energie au

    fost realizate cu ajutorul programului CES EduPack, elaborat de catre Universitatea Cambridge, Marea

    Britanie.

    Teza de doctorat conine dou studii de caz, care prezint determinarea amprentei de carbon

    pentru materiale de construcie compozite i traditionale. Cele doua studii de caz prezentate abordeaz:

  • 18

    Dimensionarea din punct de vedere structural a unei pale de turbina eoliana, realizata din: lemn, aluminiu, otel, fibra de sticla si fibra de carbon.

    Dimensionarea din punct de vedere structural a unei grinzi de rezistent, realizat din: lemn, aluminiu, oel, fibr de carbon, fibr de sticl i beton.

    Determinarea amprentei de carbon pe fiecare tip de material, aferent celor doua tipuri de elemente structurale.

    7.1. Elemente originale ale tezei

    Analiza detaliata a structurii materialelor compozite: fibra de sticl i fibra de carbon.

    Sinteza informaiilor existente n literatura de specialitate privind tipurile de materiale compozite i proprietile fizico-mecanice ale acestora.

    Analiza detaliat a ciclului de viata al materialelor compozite si al celor traditionale.

    Efectuarea a dou studii de caz care au permis evidentierea principalelor avantaje si dezavantaje ale utilizrii materialelor compozite i tradiionale att din punct de vedere constructiv ct i din

    punct de vedere al impactului asupra mediului.

    Determinarea amprentei de carbon a unui set de materiale analizate, att tradiionale ct i compozite, cu ajutorul unui program performant, utilizat in mod curent pe plan international.

    Estimarea amprentei de carbon din fiecare etap a ciclului de via al materialelor, a dus la

    identificarea etapei de fabricare a lor ca fiind etapa care produce cele mai multe gaze cu efect de

    ser.

    Realizarea unei analize multicriteriale ntre principalele materiale de construcii compozite i tradiionale pentru determinarea celui mai bun material care poate fi utilizat n construcii. Pe

    baza acestei analize s-a elaborat o matrice de impact, multicriterial, care a permis identificarea

    celui mai performat material care poate fi utilizat n construcii.

    Inventarierea substanelor chimice toxice care intervin n procesele de fabricaie i punere n oper n cazul lemnului, aluminiului, otelului, fibrei de sticl, fibrei de carbon i betonului.

    Evidentierea principalelor forme de impact ale utilizarii materialelor compozite in constructii asupra factorilor de mediu: ap, aer, sol, biodiversitate i factorul uman.

    7.2. Direcii de cercetare pentru viitor

    Domeniul n care a fost elaborat lucrarea de doctorat este mai puin cunoscut astfel nct ofer

    multiple posibiliti de cercetare ulterioare.

    Direciile de cercetare pentru viitor legate de evaluarea impactului asupra mediului a

    materialelor compozite pentru constructii se pot grupa astfel:

    Analiza efectelor pe termen lung asupra factorului uman a utilizarii materialelor compozite in constructii.

    Analiza soluiilor de reducere sau eliminare a impactului negativ asupra mediului in perioada de fabricare a materiilor prime necesare materialelor compozite, n vederea creterii performanelor

    acestora, inclusiv prin analiza tehnologiilor de producie.

    Elaborarea unor tehnici i metode alternative, economice de fabricare a materialelor compozite.

    ntocmirea unei metodologii de valorificare/reutilizare i eliminare a materialelor compozite ce au fost utilizate n construcii.

  • 19

    BIBLIOGRAFIE SELECTIVA

    1. Abrate, S., Impact on Composite Structures , Cambridge University Press, Cambridge, 1998. 2. Agence de l'Environnemente et de la Maitrise de l'Energie. Emissions factor guide v6.1: Bilan Carbon;

    2010.

    3. Almoreanu, E., Negru, C., Jiga, G., Calculul structurilor din materiale compozite, U.P.B, 1993 4. Oxford, UK. ISBN-13: 978-1-85617-895-2, North American Edition: ISBN-13: 978-1-85617-743-6 5. Ashby, M.F. (2009) Materials and the Environment: Eco-informed Material Choice, Butterworth-

    Heinemann, Oxford, UK. ISBN 978-1-85617-608-8

    6. Ashby, M.F. and Jones, D.R.H. (2005) Engineering Materials 1: An 7. Association scientifique et technique pour l'eau et l'environnment. Guide methodologique d'evaluation

    des emissionions de Gaz a Effet de Serre de services de l'eau et de l'assainissement. Paris: Association

    scientifique et technique pour l'eau et l'environnment; 2009.

    8. Barbero, E.J. Introduction to composite materials design. Taylor & Francis, Ann Arbor, MI, 1998. 9. Bica, I. Groundwater and seepage Lecture notes, Editura Matrix Rom, Bucureti, 2000.

    10. Bica, I., Dimache, Al., Iancu, I. Concerning the Remediation Potential of Contaminated Soils and Aquifers, Simpozionul Mediu i Industria, Bucureti, 2007.

    11. Bica, I., Dimache, Al., Iancu, I. Evaluarea riscului de mediu pentru batalurile de gudroane acide si haldele de slam de alumina aparinnd S.C. ROMPETROL S.A. BUCURETI - Punct de lucru

    Rafinria Vega Ploieti, Contract U.T.C.B., 2006.

    12. Bica, I., Petrescu, V., Iancu, I. Reconstrucia ecologic a acviferelor cu nivel liber, A patra conferin a hidroenergeticienilor din Romnia, Dorin Pavel, Bucureti, 2006.

    13. Bueren Ev, Bohemen Hv, Itard L, Visscher H, editors. Sustainable Urban Environments. 1st ed. Delft: Springer; 2012.

    14. Burroughs WJ. Climate change a multidisciplinary Approach. 2nd ed. New York: Cambridge University Press; 2007.

    15. Buzdugan, Gh., Rezistena materialelor, Editura Academiei, Bucureti, 1987 16. Callister, W.D. (2010) Materials Science and Engineering: An Introduction, 8th edition, John Wiley &

    Sons, New York, USA. ISBN 978-0-470-41997-7

    17. Callister, W.D. and Rethwisch, D.G. (2007) Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach, 3rd edition, John Wiley & Sons, New York, USA. ISBN-13: 978-0470125373

    18. Chou, Tsu-Wei, Ko, F.K. Textile structural composites. Composites materials series, 3. Elsevier Amsterdam 1989.

    19. Constantinescu, I.N., Picu, C., Hadr, A., Gheorghiu, H., Rezistena materialelor pentru ingineria mecanic, Editura BREN, Bucureti, 2006

    20. Fleckenstein, H., Wirtschaftlichkeitsbetrachtung fuer ein Standardprodukt aus 21. Fritz H.G., Seidenstcker T., Blz U., Juza M., Production of Thermo-Bioplastics and Fibres based

    mainly on Biological Materials, European Commision report EUR 16102 EN, 1994.

    22. Fuglestvedt , I.S.A. Isaksen , W.C. Wang. Direct and indirect global warming potentials of source gases. , Norwegian State Pollution Control Authority; 1994.

    23. Goedkoop M.J., Manual Simapro 3,Pr Consultants; Amersfoort, 1995. 24. Goedkoop M.J.,The Eco-indicator 95,NOH report 9523; Pr Consultants; Amersfoort (NL), 1996. 25. Hadr, A., Probleme locale la materiale compozite, Tez de doctorat, U.P.B., 1997 26. III IWG. IPCC Special Report Emissions Scenarios. Intergovernmental Panel On Climate Change; 200. 27. Jose Maria Baldasano Recio , Pedro Jimenez Guerrero , Maria Goncalves Ageitos, Rene Parra Narvaez.

    Estimate of energy consumption and CO2 emission associated with the production,use and final disposal

    of PVC,HDPE,PP,ductile iron and concrete pipes. Barcelona: Environmental Modelling Laboratory;

    2004.

    28. Koncsag Claudia, Materiale compozite in domeniul dezvoltarii durabile, Universitatea Ovidius Constanta 2010

    29. Kortekaas, S., Augustijn, M. and Nigten, A. Preliminary investigation of flax, LMO, Utrecht, 1991. 30. Lee S.M., Jonas T., Disalvo G., The beneficial energy and environmental impact of composite

    materials- an unexpected bonus, SAMPE Journal, vol. 27, No. 2, 1991.

    31. Lupescu Mihai Bogdan : Fibre de armare pentru materiale compozite , Editura: TEHNICA ( 2004 ), ISBN: 973-31-2212-2, Ora: Bucuresti

    32. Marissen R., Some Environmental Aspects of the application of FRPs in Structures, Delft University of Technology, 1993, Delft.

  • 20

    33. National Environmental Protection Agency. Romania's Greenhouse Gas Inventory Bucharest: National Environmental Protection Agency; 2010.

    34. Nations U. Kyoto Protocol To The United Nations Framework Convetion On Climate Change. ; 1998. 35. NE-012-1:2007 Cod de practic pentru executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton

    precomprimat; 2007.

    36. Nicolae O. Analiza multicriterial a impactului materialelor compozite, Referat de doctorat, UTCB, Bucuresti 2012

    37. Nicolae O. - Ciclul de viata al materialelor compozite, Referat de doctorat, UTCB, Bucuresti 2012 38. Nicolae O. - Studiu comparativ ntre materialele compozite i materialele tradiionale utilizate n

    construcii, Referat de doctorat, UTCB, Bucuresti 2012

    39. Nicolae O. Analiza multicriterial a impactului asupra mediului in cazul utilizrii materialelor tradiionale i compozite. Buletin stiinific 2013

    40. Nicolae O., Dimache A., Iancu I., Bica I., Enivironmental impact comparative analysis between composite and traditional materials YRSB 13 Praga

    41. Olsson, R. (1992) ,,Impact response of orthotropic composite plates predicted from a one-parameter differential equation, AIAA Journal, Vol.30.

    42. One, T. (1994). ,,Durabilitatea betonului armat, Ed. Tehnic Bucureti. 43. Oprian, G., ranu, N., Isopescu, D., Saftiuc, C. (2000). ,,Consolidarea stlpilor din beton armat

    folosind materiale compozite cu matrice polimerice, Conferina Tehnico-tiinific Jubiliar,

    Tehnologii moderne n construcii.

    44. Pavel, R., Contribuii privind implementarea materialelor compozite n construcia de maini, Tez de doctorat, Bucureti, 1999

    45. Philander SG. Encyclopedia of Global Warming and Climate Change London: Sage Publications; 2008. 46. Programme UND. Human Development Report 2007/2008 Fighting climate change. New York: United

    Nation Development Programme; 2007.

    47. Secu, Al. (1997). ,,Structures en Materiaux Composites, Ed. Document, Iai. 48. Secu, Al., Isopescu, D., ranu, N. (1996). ,,Proiectarea elementelor de construcii alctuite din lamele

    compozite cu matrice polimeric i armturi din fibre -Studii de caz i principii de proiectare. Contract

    U.T. Iai -M.C.T. Bucureti, nr.696 / A1.

    49. Secu, Al., Isopescu, D., ranu, N. (1997). ,,Metodologie modern pentru determinarea caracteristicilor necesare proiectrii materialelor compozite cu matrice polimeric. Materiale de construcii nr.3.

    50. Secu, Al., Roca, V., ranu, N., Isopescu, D., Boazu, R., Groll, L. (1998). ,,Optimizarea elementelor i structurilor din materiale compozite armate cu fibre.

    51. Shackelford, J.F. (2009) Introduction to Materials Science for Engineers, 7th edition, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, USA. ISBN 0-13-601260-4

    52. Strategia Naionala a Romniei privind Schimbrile Climatice Bucureti: Ministerul Mediului i Gospodriri Apei; 2005.

    53. Teleab V., Tehnologie ecologic pentru obinerea de materiale compozite avansate pentru aviatie, Bucuresti

    54. Tempelman E., Design for Sustainability: the Advent of Hybrid Materials, Delft University of Technology, 1994, Delft.

    55. Tsai, S. W., Hahn, H. T., Introduction to Composite Materials, Westport, 1980 56. ranu, N., Decher D., Secu Al., Isopescu, D., Entuc, I., (2001) ,,Modern building elements made of

    glass-reinforced polyesters. Proceedings of the International Conference on Composites in Materials

    and Structural Engineering CMSE/1. Prague.

    57. ranu, N., Secu Al., Decher, E., Isopescu, D., Structuri din materiale compozite i asociate, Ed. Universitii Tehnice Gh. Asachi , Iai, 1992.

    58. Ushakov, A., Stewart, A., Mishulin, I., Pankov, A., Probabilistic Design of Damage Tolerant Composite Aircraft Structures, DOT/FAA/AR-01/55, 2002.

    59. Wei, J., Zhao, J. H., Three-Dimensional Finite Element Analysis on Interlaminar Stresses of Symmetric Laminates, Computers and Structures, Vol. 41, nr. 4, 1991

    60. Zgur Gh., V.Moga, (1999), Bazele proiectrii materialelor compozite, Ed. Bren, Bucureti, 1999, ISBN 973-9493-01-7.