Život u budućnosti
Održive tehnologije koje mogu
spasiti našu budućnost
Obrazovni paket | chemgeneration.com
UVOD
Poštovani čitaoci,
Vi se verovatno svakodnevno susrećete sa
pojmom održivog razvoja koji se često pominje
kao ključ našeg opstanka, naše budućnosti, u
kojoj će naredne generacije odigrati najvažniju
ulogu. Ali pojam održivosti, kao i koraci koje mi
i čitav svet možemo preduzeti često su nejasni i
nama, odraslima.
Cilj Chemgeneration edukativnih materijala
koje je izdala kompanija BASF jeste da na
sveobuhvatan način predstavi metode održivosti
jezikom mladih ljudi, a posebno novosti iz sveta
nauke koje mogu promeniti budućnost gradova,
potrošnju energije i našu ishranu, ili uopšteno
govoreći: svakodnevni život ljudi. Današnji
učenici će se u budućnosti svakako susresti sa
takvim stvarima jer će za njih verovatno postati
uobičajeno da koriste električne automobile, da
žive u pasivnim kućama ili da koriste solarnu
energiju i energiju vetra.
Verujemo da škole i nastavnici mogu uraditi
mnogo za održivi razvoj ukoliko predstave
održivost kao vrednost svojim učenicima i
podstaknu njihov interes za nauku koja će, uz
inovacije, imati odlučujuću ulogu u očuvanju
životne sredine i održivom razvoju. Nadamo
se da će ova mlada generacija rado birati
karijere u nauci i da će biti motivisana da radi
na održivosti u okviru svojih zanimanja pomoću
najnovijih naučnih alata.
BASF za
obrazovanje i
održivost
Cilj kompanije BASF je „Stvaramo hemijske
proizvode za održivu budućnost“ (We create
chemistry for a sustainable future). Ali šta
to znači? To znači da, kao sastavni deo
društva, naša kompanija posluje i razvija
inovacije, u isto vreme imajući u vidu principe i
smernice održi­vog razvoja. Tokom 150 godina
duge istorije naše kompanije došli smo do
nekoliko tehnoloških otkrića koja unapređuju
održivi razvoj – od inovativnih materijala koji
omogućavaju efikasnije korišćenje zelene
energije do mode­rnih i ekoloških delova za
automobile. Verujemo da možemo učiniti
mnogo za održivost pomoću modernih naučnih
metoda.
Jedan od naših ciljeva jeste da popularišemo
koncept održivosti i nauku koja igra važnu
ulogu u njemu, posebno u mlađoj generaciji,
jer je ključ naše budućnosti u njihovim rukama.
Za njih je sačinjeno nekoliko programa u okviru
kojih mogu steći lično iskustvo u uzbudljivom
svetu nauke, a pritom mogu i da nauče nešto o
značaju hemije u održivom razvoju našeg sveta.
Želimo vam uspešan rad i mnogo
zainteresovanih učenika.
We create chemistry
BASF laboratorija za decu
Interaktivni obrazovni program posebno namenjen deci od 6 do 12 godina. Pruža
deci mogućnost da otkriju svet hemije kroz jednostavne i bezbedne eksperimente
koji mogu dodatno podstaći njihovu radoznalost za nauku, posebno hemiju.
2
CHEMGENERATION.COM
Edukativni veb-sajt
Glavni ciljevi našeg veb-sajta, koji postoji već četiri godine, jesu da poveća
interesovanje za nauku i predstavi ulogu hemije u našem svetu, uključujući
njene važne zadatke u oblasti budućnosti čovečanstva i održivog razvoja.
Okosnicu sadržaja predstavljaju priče o velikim hemijskim otkrićima, ali
najnovije naučne inovacije se takođe mogu videti na veb-sajtu.
Program
CHEMGENERATION
Na osnovu uspeha veb-sajta
Che­mgeneration, iz godine u godinu
pravimo programe koji podstiču
učenike srednjih škola uzrasta od 14
do 18 godina na naučno razmišljanje
i ponašanje. Godine 2012. predstavili
smo im naučne tehnologije koje su
najvažnije komponente održivog,
modernog grada kroz onlajn-igricu
pod nazivom Future City (Grad
budućnosti). Godine 2013. pozvali
smo učenike srednjih škola da
učestvuju na takmičenju pod nazivom
„Lančana reakcija“, koje je aktiviralo
njihovo znanje iz oblasti fizike i hemije.
Svaki tim napravio je automatsku
mašinu „Lančane reakcije“, koja je
funkcionisala pomoću niza fizičkih i
hemijskih reakcija.
U školskoj 2014/2015. ponovo
pozivamo učenike da učestvuju
u naučnom takmičenju. Naučno
takmičenje „Heroji budućnosti“
ima za cilj da otkrije buduće mlade
pronalazače koji su sposobni da
kreativno primene naučne inovacije
u sprovođenju ekološkog rešenja.
Timovi srednjoškolaca moraju
obaviti naučno istraživanje i izraditi
inovativno, održivo rešenje koje može
rešiti problem u njihovim lokalnim
zajednicama. Taj problem može biti
rasipanje energije u školi ili preterano
stvaranje otpada – suština je u tome
da se za rešavanje problema moraju
koristiti naučne metode. Najbolje
ideje mogu poslužiti kao dobri
primeri i mogu inspirisati druge da
pokrenu promene i da koriste održiva
rešenja.
Priručnik o održivosti
Priručnici predstavljaju tri glavna
globalna trenda za budućnost i
sadrže devet bogato ilustrovanih
naučnih članaka. U njima se otkrivaju
vezu između održivosti i nauke na
globalnom nivou koja najviše utiče
na naš svet, kao što je korišćenje
energije ili vode. Tekstovi učenicima
predstavljaju rezultate najnovijih
istraživanja i inovacije, i pružaju
mnogo interesantnih podataka koji
će pobuditi njihovo interesovanje.
Naučni članci takođe pomažu
i nastavnicima jer se oni mogu
informisati o najnovijim naučnim
otkrićima, za koja verovatno nisu
čuli do sada.
3
Brz rast stanovništva i gradovi koji se šire predstavljaju
izazov za naučnike. Struktura gradova se menja a
metode izgradnje postaju sve manje štetne po okolinu.
Takođe je važno imati čist vazduh i održivu vodoprivredu,
a za te oblasti već su ponuđeni neki uzbudljivi naučni
odgovori.
Pročitajte sve o najnovijim eko-gradovima, fantastičnim
metodama izgradnje za budućnost, biološkom
prečišćavanju vode i mogućnostima desalinacije morske
vode. Upoznajte se sa posledicama zagađenja vazduha
i borbom protiv njega pomoću najnovijih naučnih
tehnologija.
4
ŽIVOT U GRADOVIMA
5
Budućnost vode – kako nauka može
da utoli našu žeđ?
Ljudima, kao i svim živim bićima, potrebna je voda da
bi živeli. Zbog porasta broja svetskog stanovništva i
klimatskih promena, vodni resursi naše planete stalno
se smanjuju, a preostali deo postaje sve zagađeniji.
Ovaj članak otkriva šta sve nauka radi u cilju
očuvanja čiste vode.
Svaka
kap je
dragocena
Voda je jedna od
najrasprostranjenijh materija na
Zemlji. Toliko je rasprostanjena
da je skoro tri četvrtine planete,
S
Okeani, mora, jezera i reke
veliki su vodni resursi,
iako i Severn i Južni pol,
kao i planinski glečeri takođe
sadrže vodu u obliku leda.
71%
PREKRIVENO
VODOM
J
?
Kako je moguće da se uprkos
izdašnim vodnim resursima
ljudi i dalje suočavaju sa nestašicom
vode u mnogim delovima sveta
=
Odgovor je da samo mali procenat,
2,5%
jedva
vodnih resursa
Zemlje, predstavlja slatkovodna,
pijaća voda. Štaviše, velika količina
slatkovodnih resursa je uglavnom
zamrznuta kao trajni sloj snega i leda
u glečerima ili se nalazi duboko ispod
površine Zemlje među stenama,
i teško je do nje dopreti.
Ipak, potražnja za vodom je sve veća.
U današnje vreme, vodu je potrebno
obezbediti za
7 milijardi ljudi
svakog dana:
`
za piće, jelo i higijenu. Ali za
nekoliko decenija,
10 milijardi ljudi
moraće da deli mnogo manje vode.
6
Voda kao imovina
Bogate i sušne bliskoistočne zemlje uvoze
vodu za piće sa jezera Kanade i Sibira,
što znači da ta voda praktično proputuje
ceo svet pre nego što dođe do onoga
ko je na kraju popije. Slično je i u Americi
gde veliki gradovi sa milionima ljudi
dobijaju vodu sa stotinama kilometara
udaljenih izvora. Poslovni ljudi koji već
uveliko kupuju vodne resurse u Rusiji,
Kanadi i na Aljasci novi su milioneri.
Najnovije istraživanje pokazuje
da danas
1 milijarda ljudi
pati od žeđi
i
Ti Bun Pikens (T. Boone Pickens),
najveći vlasnik vodnih resursa u
Americi, uložio je
$100 miliona
da će
u kupovinu izvorišta. On planira da u
budućnosti prodaje Teksasu pijaću
vodu u vrednosti od
2050. godine
na planeti biti dovoljno
vode samo za
polovinu čovečanstva.
Ali zašto postojeći
vodni resursi
osiromašuju?
$165 milliona.
S jedne strane, zbog klimatskih
promena jer rastuća temperatura
Zemlje dovodi do ekstremnih
vremenskih uslova, češćih
suša, jezera koja su sve manja i
suvih slivnih područja. S druge
strane, potrošnja vode od strane
ljudi, posebno onih koji žive u
velikim gradovima, značajno je
povećana. U mnogim oblastima,
potrošnja vode već raste brže
nego što postojeći resursi mogu
da obezbede. Neverovatno je
da se uprkos zabrinjavajućim
činjenicama luksuzna potrošnja
vode ne smanjuje. Recimo, za
navodnjavanje terena za golf
potrebno je toliko vode za jedan
dan koliko bi i polovina stanovništva
na Zemlji dnevno potrošila.
Ukupan vodeni otisak
(m3/god/stanovništvo)
Potrošnja vode
meri se vodenim
otiskom. Vodeni
otisak nacionalne
potrošnje definiše se
kao ukupna količina
sveže vode koja se
koristi za proizvodnju
dobara i usluga koje
koriste stanovnici
jedne zemlje.
7
!
SAVET
Štedite vodu na sledeće načine:
•
•
•
•
•
•
Biomimikrija:
Tuširajte se umesto da se kupate u napunjenoj kadi! Za tuširanje od nekoliko minuta potrebno je upola manje vode nego za punjenje kade.
Zatvorite slavinu dok perete zube i sprečite bespotreban gubitak vode!
Skupljajte kišnicu za polivanje kućnih biljaka, nemojte koristiti vodu iz česme!
Opremite svoj dom slavinama i tuševima koji štede vodu!
U domaćinstvima se voda uglavnom rasipa
prilikom povlačenja u toaletu. Koristite efikasne vodokotliće sa više opcija!
Ne perite sudove tekućom vodom,
već ih potopite u vodu, tako ih je i lakše čistiti!
imitiranje životinja u prirodi
Životinje koje žive u sušnim staništima
prilagodile su se okolnostima. Na
primer, u Africi živi jedinstvena buba
koja koristi sićušna mikro-vlakna
na svojim leđima da prikuplja vodu
iz isparenja u vazduhu tokom jutra.
Ovo pametno rešenje inspirisalo je
naučnike koji već rade na flaši za vodu
koja se sama puni i koja funkcioniše
po sličnom principu: flaša je prekrivena
specijalnim nanotehnološkim
materijalom koji usmerava vlagu iz
vazduha u bocu.
Voda je ključ modernog života
Zbog ubrzane urbanizacije, obezbeđivanje
vode za mega gradove postaje sve teže.
Bez vode ne bi bilo lokalnih poslova ni industrije.
Za vatrogasnu službu, opštinske parkove i javne
bazene potrebne su velike količine vode.
Mnoštvo cevi, kanala i pumpnih stanica kojima
upravljaju naši javni vodoprivredni sistemi
neophodno je za pouzdano snabdevanje naših
slavina vodom svakog dana. Dodatni pritisak
predstavljaju rast stanovništva i povećana
upotreba vode u ishrani jer deo stanovništva sve
češće prihvata tipove ponašanja koji uključuju
veću potrošnju vode.
Pošto stanovništvo raste, sve je veći i broj ljudi
koje treba nahraniti. Malo ljudi zna da ljudi troše
najveće količine vode za ratarsku i stočarsku
proizvodnju: poljoprivreda učestvuje sa 80%
u globalnoj potrošnji vode, što znači da je to
oblast u kojoj su neophodna značajna smanjenja
u korišćenju vode.
Koliko se vode koristi za proizvodnju vaše omiljene hrane?
1 kriška hleba = 48 litara vode
1 jabuka = 82 litra vode
1 kriška sira = 152 litra vode
1 parče pice = 1.216 litara vode
1 hamburger = 2.393 litra vode
1 šolja kafe = 132 litra vode
1 tabla čokolade = 1.720 litara vode
1 kg junećeg mesa = 15.415 litara vode
Upravo zato izvestan broj naučnika pomoću naprednih eksperimenata pokušava
da nađe odgovor na pitanje kako proizvesti dovoljno hrane uz upotrebu manje
količine vode. U našem članku „Više hrane sa manje vode“ možete pronaći
detaljnije informacije o ovoj temi.
8
Morska voda će spasiti ljudski rod?
Mora i okeani najveći su rezervoari vode na Zemlji,
stoga ljudi odavno pokušavaju da naprave
pijaću vodu od slane, a to se može postići
desalinacijom. Jednostavna destilacija već
je primenjivana u 4. veku p. n. e, ali složeni
proces prokuvavanja vode mnogo puta kao
i hlađenja i kondenzacije pare koja se stvara
na ovaj način zahteva mnogo energije.
Membrana Multibore® Ultrafiltration koju
pravi podružnica nemačke kompanije
BASF već se pokazala efikasnom u
mnogim postrojenjima za desalinaciju.
Membrana omogućava sigurnu barijeru
za suspendovane materije, bakterije,
viruse i druge mikroorganizme i pruža
konstantno visok nivo kvaliteta filtrata,
čak i u slučajevima kada se sastav
originalne vode menja.
Ekonomičniji oblik desalinacije zasniva
se na obrnutoj osmozi, tokom koje se
morska voda propušta kroz polupropusnu
membranu pod velikim pritiskom,
a rezultat toga je da voda gubi so. Hemija
igra ključnu ulogu u omogućavanju veće
efikasnosti ovog postupka.
Prema predviđanjima kompanije
Global Water Intelligence (GWI) koja je
14%
stručna za ovu oblast,
svetskog stanovništva zadovoljavaće
2025
godine svoje potrebe za vodom kroz
desalinaciju morske vode. Danas ova
cifra iznosi samo
1%.Trenutno postoji
17,000 postrojenja za desalinaciju u
120 zemalja, ali se očekuje
značajan porast broja
postrojenja.
Dar sa nebesa
Graditelji mega gradova budućnosti slažu se da
moderan megalopolis mora da reciklira kišnicu
na različite načine. Jugoistočna Azija možda ima
najdužu tradiciju u korišćenju kišnice. Čuveni
japanski oblakoder Tokio Skajtri (Tokyo Skytree)
– visok 634 metra, druga najviša građevina na
svetu – na nižim podrumskim nivoima ima velike
cisterne koje mogu da prime oko 2.600 kubnih
metara kišnice. Ovo pametno rešenje znači
besplatnu vodu za hlađenje ogromne zgrade i
ispiranje toaleta.
Osim toga, zeleni krovovi na gradskim zgradama
nisu tu samo zato što lepo izgledaju. Oni
uglavnom predstavljaju inovativna rešenja za
upravljanje kišnicom i u isto vreme unapređuju
energetsku ravnotežu zgrade, kvalitet vazduha
i urbanu ekologiju. Zeleni krovovi mogu da
apsorbuju i recikliraju kišnicu dok se neki
zagađivači akumuliraju u biljnom okruženju.
Intenzivan zeleni krov može da zadrži do 75%
padavina, te tako smanjuje i oticanje i količinu
kišnice koja završava u kanalizaciji.
?
Da li znate?
• Trenutno se u Kini i Brazilu koristi
najviše kišnice. U tim zemljama
prikupljanje kišnice na krovovima
uobičajeno je za obezbeđivanje pijaće
vode, vode za potrebe domaćinstva,
vode za stoku, vode za navodnjavanje
manjeg obima, kao i način da se
dopuni nivo podzemnih voda
9
Inovativna prerada vode
Ozbiljne probleme izaziva ne samo mala količina već i
loš kvalitet vode.
Oko
Širom sveta se
2,5 milijardi
80%
ljudi ima problema zbog upotrebe
zagađene vode i ima poteškoća u
dnevnom snabdevanju
čistom vodom.
Situacija je posebno dramatična u
gradovima u zemljama u razvoju. U
Buenos Ajresu, na primer, reke su veoma
zagađene; u Kalkuti u Indiji stanovništvo
se muči sa fekalnim zagađenjem i
povećanom koncentracijom arsenika
u podzemnim vodama. Situacija u Kini
je takođe alarmantna: 90% podzemnih
voda u gradovima je zagađeno.
Veliki izazov za stručnjake jeste da se
utvrde procedure koje će, sa jedne
strane, obezbediti da manje zagađenja
dospe u vodu, ali sa druge strane, i da
se već zagađena voda može efikasno
prečistiti.
Nemačka hemijska kompanija BASF u
ponudi ima različita rešenja za preradu
?
urbanih otpadnih voda
ispušta direktno u reke, jezera
ili mora bez prerade.
vode u nekoliko oblasti. Katjonska
emulzija Zetag® Cationic Emulsion
može se koristiti za preradu vode iz
industrijskog otpada kao i za niz situacija
u kojima je potrebno odvajanje tečnosti i
čvrstih materija. Njena velika molekularna
težina daje odličan tehnički učinak što
vodi ka nižim troškovima pri preradi
otpadnih voda. Brzodelujuća tečnost
uglavnom se koristi za prečišćavanje
vode iz industrijskog otpada u papirnoj,
tekstilnoj i kožarskoj industriji, kao i u
prehrambenoj industriji i pivarama.
Membrana Multibore®, koju je izradila
jedna od podružnica kompanije BASF,
odgovara prečišćavanju otpadnih
voda, posebno njihovoj filtraciji. Voda
se cedi kroz izuzetno male pore od 20
Da li znate
• Takozvane žive mašine takođe se
koriste za prečišćavanje otpadnih
voda. U tim sistemima, zagađivači
se raspadaju pomoću bakterija uz
ekološku zajednicu od 2 do 3.000
vrsta uključujući alge, puževe,
školjke, rakove, biljke i ribe. Ovi
organizmi koriste zagađivače kao
hranu i ugrađuju ih u svoje telo.
!
nanometara, a one su tri hiljade puta
manje od debljine ljudske dlake. Ovo je
metoda koja unapređuje zdravlje i čistoću
u svetu zaista mikroskopskih dimenzija.
Nakon takve filtracije stvara se homogena
tečnost.
Kompanija BASF takođe je napravila
svoju revolucionarnu membranu za
ultra filtraciju u prenosivom sistemu za
prečišćavanje vode, LifeStraw Family, koji
može da prečisti zagađenu vodu filtrirajući
viruse i bakterije. Na ovaj način se može
prečistiti čak i voda iz prljavih bara, jezera
ili reka. Sistem je nekoliko puta korišćen
u oblastima pogođenim prirodnim
katastrofama od 2008. i obezbedio je
pijaću vodu ljudima kojima je zaista bila
potrebna.
SAVET
Pranje kola bez vode?
• Za samo jedno pranje kola potroši se 200 litara
vode. Ipak, pranje bez vode, kada se za čišćenje
kola koriste blage hemikalije ili para, već postoji.
Potražite ovakva rešenja za uštedu vode u
svakodnevnom životu!
10
Hemija vode
Voda je višenamenska materija
Voda je višenamenska materija: ona je odličan rastvarač,
većina za život važnih procesa odvija se u vodenom
rastvoru, a takođe je i čest reagens. Po mnogo čemu
voda se ponaša različito: na primer, maksimalna gustina
vode je na oko 4 stepena Celzijusa, te stoga ledeni breg
pluta po površini vode i zato se tekuća voda smrzava
odozgo nadole. Njena druga posebna karakteristika je
viskoznost, ili unutrašnje trenje, koje se ne menja linearno sa pritiskom: prvo se smanjuje, a onda se povećava.
Viskoznost vode je relativno velika, i ona se značajno
smanjuje sa povećanjem temperature.
?
Da li znate
• Gde je lakše da se pliva? Hladna voda ima veći viskozitet
tako da je teže pokretati se u njoj, ali je ipak lakše plutati
na njenoj površini zbog velike gustine.
Jedinstvena karakteristika vode je činjenica da su zbog
njenog visokog površinskog napona kapljice vode sferične.
Voda može da apsorbuje, skladišti i otpušta velike
količine toplote. Ovo svojstvo se koristi i u industriji,
ali je važno i u prirodi zbog svoje uloge u vezi sa
klimatskom kompenzacijom.
U hemijskom kontekstu, destilovana voda je čist oblik
vode, koji ne sadrži rastvorene supstance ili mikroelemente koji se mogu naći u prirodnim komponentama
mineralnih voda. Upotreba dejonizovane vode (ili vode
sa niskim sadržajem jona) u velikim količinama nije
zdrava, jer se esencijalni joni „ispiraju” iz tela.
11
Čist vazduh – pomoću naučnih metoda
Jedna od najozbiljnijih posledica sve veće urbanizacije jeste
zagađenje vazduha, koje je u poslednjih nekoliko decenija
postalo zaista zabrinjavajuće. Istraživači rade na različitim
metodama kojima vazduh u urbanim oblastima može da se
prečisti do te mere da bude bezbedan za život ljudi, a na taj
način se potpomaže i održivi razvoj metropola koje se stalno šire.
SMOG POSTAJE KONSTANTNO
PRISUTAN IZNAD VELIKIH
GRADOVA
Većina stvari koje čovek obavlja
zahteva izvesnu potrošnju energije,
što posledično povlači i zagađenje
vazduha. Elektrane, industrijska
proizvodnja, poljoprivreda, grejanje
domova i prevoz – sve to emituje
štetne materije u vazduh, što utiče
ne samo na ljudsko zdravlje već i na
atmosferu naše planete. Takozvani
gasovi efekta staklene bašte poput
ugljen-dioksida (CO2) i metana
(CH4) stvaraju jednu vrstu omotača
oko Zemlje koji zadržava toplotu:
toplota od reflektovane sunčeve
svetlosti ne može u potpunosti da
napusti atmosferu, što dovodi do
zagrevanja i globalnih klimatskih
promena. Ugljen-dioksid prisutan
je u atmosferi Zemlje u konstantnoj
koncentraciji. Njegova količina u
vazduhu održavana je u ravnoteži
već dugo vremena, iako je uvek bilo
fluktuacija. Zbog ljudskih aktivnosti,
ova ravnoteža počela je da se
menja od početka prošlog veka, a
istraživači tvrde da je sada količina
ugljen-dioksida vrlo blizu granične,
što je tačka sa koje nema povratka.
Biljke su zadužene za preradu
ugljen-dioksida koji se nalazi
u vazduhu: one ga koriste kao
hranljivi sastojak i pretvaraju ga u
kiseonik, koji je od izuzetne važnosti
za ­opstanak ostalih živih bića,
uključujući i ljude. Ipak, problem
predstavlja to što se i biljni svet na
Zemlji takođe stalno smanjuje: 7
miliona hektara šuma je raskrčeno
zbog rasta gradova i zato što
je drvo potrebno za razne vrste
?
Da li znate
• Iako se prašume smatraju
plućima Zemlje, većinu
kiseonika stvaraju
planktoni i morske alge
koje žive u okeanima.
Stoga zagađenje vode
takođe značajno utiče
na stanje vazduha.
proizvodnje. Sve ovo doprinosi
neravnoteži. Osim ekološkog
opterećenja, ­zagađenost vazduha
takođe je izuzetno štetna za ljudsko
zdravlje. Brojne druge štetne
materije takođe stižu u vazduh,
recimo izduvni gasovi automobila,
što pogoduje razvoju raznih
bolesti disajnih organa. Kada, na
primer, koncentracija zagađivača
iz izduvnih gasova, oksida azota
(azot-monoksid (NO) i azot-dioksid
(NO2) ), u vazduhu postane visoka,
delovanjem sunčeve svetlosti
stvara se ozon koji, zaje­dno sa
ugljovodonicima i česticama čađi,
dovodi do stvaranja tzv. ­smoga Los
Anđelesa iznad gradova. Prema
proceni Svetske zdravstvene
organizacije (SZO) 700 hiljada ljudi
umire svake godine usled uticaja
ovakvog zagađenja vazduha.
?
Da li znate
• Može se reći da su ovce, koze
i krave takođe odgovorne za
globalno zagrevanje jer se
velike količine metana stvaraju
u crevima ovih preživara.
Proizvodnja jednog kilograma
govedine dodaje 36 kg
ugljen-dioksida ukupnoj
količini gasova koji stvaraju
efekat staklene bašte – što je
ista količina zagađenja vazduha
koju proizvede prosečno
evropsko vozilo koje pređe
razdaljinu od 250 km.
12
Mapa svetskog ekološkog otiska jasno pokazuje da je
zagađenje vazduha najveće iznad najgušće naseljenih oblasti.
Izvor: http://environment.nationalgeographic.com/environment/
energy/great-energy-challenge/global-footprints/
Činjenice i brojke
50% - polovina
čovečanstva
izložena je
opasnom nivou
zagađenosti vazduha
svakog dana.
Čini se da je najveći izazov smanjenje količine ugljen-dioksida, što se
može izvesti na dva načina. S jedne strane, mi možemo značajno smanjiti
emisiju. Međutim, trenutno se ovo ne čini održivim: iako su preduzete ozbiljne mere da se smanji upotreba fosilnih goriva i poveća korišćenje alternativnih tipova energije, one nisu dovoljne za značajnu promenu u nivoima
zagađenja vazduha u roku od nekoliko godina. Drugo rešenje je naći način
da se ugljen-dioksid koristi namenski tako što će se izvlačiti iz vazduha.
Hiljade naučnika već radi na ovim rešenjima – a sada se već može reći i da
rezultati obećavaju.
13
Ukrotiti neprijatelja
Postoje razni pokušaji da se koristi ugljen-dioksid, od
procesa manjeg obima do velikih industrijskih rešenja.
Malo ljudi zna da hemijska industrija već prerađuje
veliku količinu CO2. To znači da se ugljen-dioksid koji
se stvara tokom industrijske proizvodnje, uglavnom
putem sagorevanja ili hemijskih reakcija, ne ispušta
u vazduh već se, nakon što se prečisti, koristi u
različite svrhe. Ugljen-dioksid koji se stvara u takvim
procesima koristi se za pravljenje kisele vode, ali i za
pakovanja koja uključuju modifikovanu atmosferu,
koristi se za proizvodnju plastike, kao osnovni
materijal za veštačka đubriva, pa čak i u medicini.
Činjenice i brojke
Više od
30 milijardi tona
CO2 stvaraju ljudi
širom sveta
svake godine.
Ugljen-dioksid kao spasilac zelene
energije
Iako na prvi pogled može izgledati čudno CO2, koji se smatra
štetnim, može takođe imati i svoju ulogu u poboljšanju efikasnosti
obnovljivih vrsta energije. Ponekad se dešava da obnovljivi izvori
proizvode više struje nego što mreža u datom trenutku može da
primi. Skladištenje viška energije koja se stvara na taj način veoma
je skupo, a ponekad i nemoguće. Novi hemijski proces nazvan
„energija-u-gas“ (power-to-gas P2G), čiji je jedan od ključnih
CO2 + 4H2
elemenata baš ugljen-dioksid iz efekta staklene bašte, možda bi
mogao da reši ovaj problem. U fizičkim i hemijskim procesima
višak energije mogao bi se pretvoriti u prirodni gas (metan) putem
procesa od dva koraka i korišćenja CO2 kao reagensa. U prvom
koraku, višak zelene energije koristi se kao energetski unos za
pretvaranje vode (H2O) u vodonik (H2) i kiseonik (O2). Vodonik
onda stupa u reakciju sa CO2 da bi se stvorio gas metan (CH4).
CH4 + 2H2O
Opšte je poznato da metan (glavni sastojak gasa koji se dobija preradom uglja) dobro skladišti energiju koja se može lako ubaciti u postojeću
mrežu prirodnog gasa, te se može koristiti po potrebi. Ovaj metod stoga predstavlja ekonomičan način za skladištenje zelene energije.
14
110 miliona kada je u pitanju
globalna emisija
CO2 još oko 110
miliona tona se
trenutno koristi za
hemijske sirovine.
Izvor: Društvo za hemijski inžinjering i
biotehnologiju (DECHEMA)
imitacija prirode:
Veštački list
Mladi naučnik Džulijan Melkiori (Julian Melchiorri) ove godine smislio je senzacionalni
pronalazak za neutralizaciju ugljen-dioksida:
uz pomoć svile, specijalnog proteina i su­
pstance koja se nalazi u algama, on je stvorio
veštački list koji obavlja fotosintezu na isti
način kao i prave biljke. Potrebno je samo
svetlo da bi pronalazak počeo da pretvara
ugljen-dioksid iz vazduha u kiseonik. Veštački
list izgleda zaista lepo i stoga se može koristiti
za prekrivanje unutrašnjih i spoljašnjih zidova
zgrada, koji bi tako mogli iznova da koriste
ugljen-dioksid koji se emituje u gradovima.
Prema najnovijim rezultatima naučnih istraživanja, recikliranje ugljenika
ne bi samo smanjilo nivo zagađenosti vazduha već bi moglo da reši
krizu sa izvorima energije - na tri potencijalna načina.
Dobar posao:
upotreba
ugljen-dioksida
za proizvodnju
goriva
Ugljen-dioksid može se koristiti za proizvodnju
metanola, koji se pak može koristiti kao gorivo, putem
tzv. ugljen-neutralne metode. Kompanija sa Islanda
otvorila je prvi pogon u kome se proizvodi metanol iz
CO2 putem geotermalne energije iz toplih izvora kao
prirodnog izvora energije. Kompanija planira da jednog
dana iz ugljen-dioksida počne da proizvodi čak 50
miliona litara ovog alkohola godišnje. Može se koristiti,
na primer, za stvaranje energije u ćelijama goriva ili se
može mešati sa benzinom kao aditiv.
Ugljen-dioksid
kao sirovina
– sintetički gas
(singas)
Postoje i druga rešenja za upotrebu ugljen-dioksida
kao goriva. Tri nemačke kompanije, BASF, Linde i
ThyssenKrupp, nedavno su započele projekat proizvo­
dnje singasa iz ugljen-dioksida i vodonika kao inovativni
proces od dva koraka. U prvom koraku, novom
tehnologijom koja koristi visoku temperaturu obrađuje
se priro­dni gas da bi se dobili vodonik i ugljenik. U
poređenju sa drugim procesima, ova tehnologija
stvara veoma male količine CO2. Vodonik onda stupa
u reakciju sa velikim zapreminama CO2 (iz drugih
industrijskih procesa) radi stvaranja singasa. Taj gas
je ključna sirovina za hemijsku industriju, a takođe je
pogodan i za proizvodnju goriva.
Pošto je pogodan i za dugotrajni život u
svemiru, veštački list bi takođe mogao da
odigra važnu ulogu u istraživanju kosmosa jer
naučnici ne znaju da li bi organske biljke mogle da prežive i da cvetaju van naše atmosfere
na način koji je potreban ljudima. Kada bi
ljudi kolonizovali svemir, ovaj veštački list bio
bi neophodan onima koji bi živeli na drugim
planetama za stvaranje sopstvenog gasa O2.
Upravo zato je čak i NASA pokazala interesovanje za ovaj pronalazak.
15
Prečišćavanje vazduha u velikim količinama
Jedinstvena tehnička rešenja stvorena su za namensko
prečišćavanje vazduha u velikim gradovima. Ta rešenja
mogu nas osloboditi uticaja ne samo ugljen-dioksida već
i otrovnih gasova.
Nemački pronalazač Getc Hisken (Götz Hüsken) je, recimo,
došao na ideju da površine puteva treba prekriti titan-dioksidom
koji bi, u fotokatalitičkoj reakciji – kao efekat ultraljubičastog
zračenja sunčeve svetlosti – razložio azot-dioksid koji zagađuje
vazduh. Sa takvim rešenjem bi nivo azotnog oksida u vazduhu
mogao biti smanjen i do 45%.
Izum holandskog pronalazača, Dana Rosegarda (Daan Roosegaarde), skoro bukvalno bi „očistio poput usisivača“ nebo
iznad velikih gradova. On planira da izgradi niz parkova naprav-
ljenih od nizova bakarnih kalemova, koji će, poput prečišćavača
vazduha, koristiti statički naelektrisane pozitivne površine za
usisavanje čestica ugljenika iz atmosfere. Kada pilot projekat za
2014. godinu postavljen u Pekingu krene da funkcioniše, očekuje se da će stvoriti rupu čistog vazduha prečnika 40 metara sa
približno 75 odsto manje zagađenja. On čak planira prikupljanje
čađi ugljenika: preradu jednog njegovog dela u veštačke dijamante – alhemičarski trik koji je impresivan skoro kao i usisavanje smoga. Ukoliko plan uspe, Peking bi mogao da ispuni svoj
cilj da bude grad bez smoga do 2017.
16
Moderna vozila = čistiji vazduh
Kako su prevozna sredstva odgovorna za
30 procenata zagađenja vazduha, kvalitet
vazduha mogao bi biti poboljšan putem
smanjenja emisije iz motornih vozila. U tom
smislu napravljeno je nekoliko inovativnih
delova za motore, uključujući i ekološke
katalizatore koje je stvorila kompanija
BASF i koji se sada uspešno koriste u
stotinama hiljada prevoznih sredstava.
Filter ugrađen u izduvne sisteme vozila
obezbeđuje višestepenu hemijsku reakciju
dok je vozilo u pogonu. Tokom ovog
procesa tri ključna jedinjenja u emisionom
sistemu (ugljovodonik, ugljen-monoksid
i azot-dioksid) skoro se u potpunosti
pretvaraju u ugljen-dioksid, azot i vodu.
Poznata kompanija iz oblasti hemijske
industrije radi na katalizatorima i za
dizel vozila i motore, koji takođe mogu
pomoći u postizanju niskih nivoa emisije.
Njihovo najnovije rešenje za smanjenje
zagađenosti vazduha je PremAir®
patentirani katalizator – sloj koji pretvara
ozon sa nivoa tla, glavni sastojak
smoga, u kiseonik. Kako vazduh prolazi
kroz hladnjak vozila sa ovim slojem,
PremAir® katalizuje reakciju koja
pretvara ozon u dvomolekulski kiseonik.
Ovaj proces koristi veliku zapreminu
vazduha koja prolazi kroz hladnjak
automobila.
Zagađenje vazduha vozilima takođe bi se
značajno smanjilo ukoliko bismo prešli
sa goriva fosilnog porekla na alternativne
vrste goriva. Za sada, električni i
hibridni automobili predstavljaju glavnu
alternativu tradicionalnim motornim
vozilima – ali istraživači su napravili i
automobile koji rade na vodu (preciznije:
na vodonik iz razlaganja vode) ili
komprimovani vazduh. Za više podataka
o budućnosti saobraćaja, pročitajte naš
članak pod nazivom „Nove perspektive u
saobraćaju“.
Kako su
prevozna sredstva
odgovorna za 30
procenata zagađenja
vazduha, kvalitet
vazduha mogao bi
biti poboljšan putem
smanjenja emisije iz
motornih vozila.
17
„VAZDUŠNA HEMIJA“
Vazduh je mnogo komplikovaniji sistem nego što mislite:
njegovi glavni sastojci su azot (78%) i kiseonik (21%), ali on
takođe sadrži i nekoliko fiksnih i promenljivih koncentracija
komponenti gasa iz različitih prirodnih i veštačkih izvora. Na
primer, sumpor-dioksid (SO2) može nastati iz aktivnosti vulkana,
izduvnih para i sagorevanja uglja. Ovo poslednje uvek dovodi
do povećanih koncentracija sumpor-dioksida tokom zime, što
za rezultat ima povećan broj napada astme.
Vazduh uvek sadrži vodenu paru i kapljice vode u kojima
se gorepomenuti gasovi rastvaraju, što dovodi do kiselog
(78%)
N
+
taloženja, ali postoje i brojne druge reakcije kada su u pitanju
rastvorljivi gasovi.
U hladnijim područjima mali kristali leda takođe postoje u
vazduhu. Površina ledenih kristala odličan je katalizator koji
podstiče i razlaganje ozona.
Među ostalim čvrstim materijama, upravo su čestice čađi (koje
se ne talože) te koje su najopasnije za zdravlje, posebno PM
2,5 t.j. čestice koje imaju manje od 2,5 mikrona u prečniku. One
ulaze u pluća i prenose metale i organske zagađivače koji se
vezuju za njihovu površinu.
(21%)
O2
+
SO 2
18
19
Moderni gradovi budućnosti
Nagli porast broja stanovnika u svetu doveo je do rastućeg broja
gradova koji zauzimaju sve veće površine. Prema proračunima, 2050.
će 75% ljudi živeti u ogromnim megalopolisima. Ovaj predvidljivi
proces pokrenuo je diskusije među naučnicima o gradovima koji su
pogodni za život. Naučnici rade na novim tehnologijama koje nam
mogu pomoći da u budućnosti živimo u inovativnoj i održivoj gradskoj
sredini koja će takođe moći da zadovolji i društvene potrebe.
Gradovi sa novog
aspekta
Često verujemo da su fabrike i industrijska postrojenja odgovorni
za zagađenje životne sredine i rastuću potrebu za energijom, ali
ne, veliki gradovi su odgovorni za to. Možda zvuči neverovatno,
ali velikim gradovima se pripisuju dve trećine ukupne potrošnje
energije na svetu. Trenutno je najnaseljeniji grad na svetu Tokio, u
kome živi skoro 13 miliona ljudi, što predstavlja 10% stanovništva
Japana. Više vas ne čudi prethodna činjenica, zar ne? Glavna
pitanja naučnika jesu koji događaji nam mogu pomoći da
smanjimo korišćenje energije u ovim velikim gradovima i koji
metod bi se mogao upotrebiti da se ova prenaseljena mesta
učine pogodnijim za život.
sada predstavljali isključivo arihitektonska čuda, i divili smo im se
zbog njihove visine, ali zgrade nove generacije se razlikuju. Na
primer, ogromni oblakoder u Londonu, nazvan Šard (Shard), nije
samo trgovački i poslovni blok koji funkcioniše uglavnom danju,
već i „vertikalno selo“: u njemu se nalaze stanovi, restorani, pa
čak i hotel. Najviša zgrada na svetu, Burdž Kalifa (Burj Khalifa) u
Dubaiju visoka 828 metara nudi još više: u njoj se nalaze stanovi,
trgovi, parkovi, restorani, hoteli i radnje, sve u istoj zgradi. Svi
oblici socijalizacije smešteni su u jednom tako da ukoliko želite da
popijete kafu, ne morate hodati do kafića u susednoj ulici: samo
uđete u lift i odete na neki drugi sprat.
Mnoga rešenja leže u građevinama. Ogromni oblakoderi su do
Trenutno je
najnaseljeniji grad
na svetu Tokio, u
kome živi skoro
13 miliona
ljudi, što predstavlja
10%
stanovništva
Japana.
20
Jedan od najviših oblakodera
u Americi, ujedno i na svetu,
visok je
541 metara izgrađen
je 2013. u Njujorku.
Jaka i izdržljiva struktura
napravljena je uz pomoć
zelene tehnologije kompanije
BASF. Zeleni beton (Green
Sense Concrete) doveo je do
više od
113.500 litara
ekološke uštede
sveže vode, što bi bilo
dovoljno da se napuni
6.000 kada.
Pomoću ove nove
tehnologije, može se
uštedeti osam miliona
kilovatsati energije, što
je skoro 340.000
kilograma fosilnih
goriva, a može se sprečiti
i mnogo više od 5 miliona
kilogramaemisija CO2.
Projektanti ne planiraju samo inovativne
zgrade već i projekte čitavih gradova.
U Južnoj Koreji, poslovna zona Songdo
International Business Zone gradi se na 610
hektara, i biće najsavremeniji visokotehnološki
i ekološki grad na svetu, a u njemu će se
nalaziti kuće za stanovanje, škole, bolnice,
kancelarije i ustanove kulture. Ovo je prvi na
svetu kompletno informaciono-tehnološki
umrežen grad, gde se sve – od naručivanja
namirnica do medicinskih pregleda – može
obavljati na daljinu, putem kompjuterske
mreže. Četrdeset odsto površine grada
biće prekriveno zelenilom a pešačkom i
biciklističkom saobraćajubiće data velika
važnost. Osim estetskog aspekta, parkovi
će sprečavati stvaranje ostrvaca urbane
toplote, u slučajevima kada temperatura
zbog zgrada poraste i dovede do pogoršanja
kvaliteta vazduha. Ceo grad se gradi po
principima ekološkog projektovanja, koji
uključuje zelene krovove sa vegetacijom
koji sprečavaju oticanje atmosferskih voda i
unapređuju biodiverzitet, energetski efikasne
LED semafore, pa čak i podzemni sistem
za prikupljanje otpada koji eliminiše potrebu
za kamionima za smeće. Inteligentno
urbanističko planiranje osigurava kratke
razdaljine, kao i sofisticirani sistem reciklaže i
ekološki gradski prevoz. Desalinisana morska
voda ubacuje se u lanac vodosnabdevanja
i pokriva polovinu potreba grada za vodom.
Slični eko-gradovi već se grade u Kini i Indiji.
Masdar Siti
U Arapskim Emiratima gradi se grad koji maksimalno
poštuje ekološke principe. On će trošiti četvrtinu
energije i vode u odnosu na gradove slične veličine.
Dve milijarde tona sirove nafte uštedeće se u periodu
od 25 godina. Kako je to moguće? Prema nacrtima,
veliki solarni panel u obliku kišobrana biće postavljen
iznad grada, i on će proizvoditi energiju tokom dana,
a noću će se zatvarati. Postrojenje će štedeti oko
17.5000 tona CO2 svake godine. Osim projekata
za solarnu energiju, u Masdaru ćetakođe biti
napravljena jedna od najvećih planiranih priobalnih
vetroelektrana na svetu. Naravno, posebno se vodi
računa o materijalima za zgrade, u čemu pomažu
inovativna građevinska rešenja kompanije BASF. Na
primer, materijali koji menjaju agregatno stanje a koji
su integrisani u gips i gipsane ploče, ili polistiren i
poliuretan koji se koriste za izolacione pene mogu
predstavljati alternativu za klimatizaciju. Osim toga,
crni pigmenti koji se koriste za premazivanje krovova
apsorbuju samo malu količinu infracrvenih zraka te
tako sprečavaju zagrevanje tamnih površina. Pored
uštede energije, otpad se sortira i reciklira, a organski
otpad koristiće se za kompost. Siti takođe primenjuje
koncepte ekološkog prevoza. Do 2025. godine,
kada će biti kompletno sagrađen, očekuje se da
će imati 40.000 stanovnika, kao i da će u njega na
posao putovati 50.000 ljudi.
Osim luksuznih naselja, projektanti takođe misle i na nehigijenska
naselja bez struje i ispravne vode koja su prilično izložena uticajima
prirodnih sila. Inovacije omogućavaju brze i jeftine konstrukcije, dok
se putem stabilnih i fleksibilnih struktura stvaraju bezbedni domovi
za ljude. Na primer, u Meksiko Sitiju izgrađeno je 10.000 novih
domova pomoću aditiva za beton kompanije BASF, koji su u velikoj
meri skratili vreme potrebno za stezanje betona, čime je i izgradnja
postala mnogo jeftinija.
21
Teraformiranje – hajde da
se preselimo na drugu planetu!
Čovečanstvo je svesno činjenice da „prerastamo“ Zemlju, pa
smo zato druga mesta za život počeli da tražimo na drugim
nebeskim telima. Sve do sada se teraformiranje uglavnom
javljalo u naučnofantastičnim filmovima, ali moguće je da će
ljudska vrsta, pomoću naučnih izuma i tehnologije, uspeti
da izmeni atmosferu, temperaturu i topografiju planeta u
budućnosti da bi ih učinila pogodnim za stanovanje ljudskih
bića. Među planetama za koje sada znamo, Mars se čini
najpogodnijim sa tog aspekta, uprkos činjenici da je prosečna
temperatura – 60 stepeni i da ima i manje svetla. Posebne
grupe naučnika već su izradile planove od više koraka. Prvo
bi trebalo podići temperaturu, što bi rezultiralo topljenjem leda
i otpuštanjem ugljen-dioksida koji je vezan u tlu. Ogledala
postavljena u orbitu oko Marsa mogla bi dodatno pojačati
efekat staklene bašte. Nakon toga, zasadile bi se biljke koje bi
stvarale kiseonik.
Građevinarstvo budućnosti
Zbog svesti o ekologiji i energiji, inovativna arhitektonska
rešenja postaju sve važnija jer je glavni razlog za zagađenje
vazduha u velikim gradovima sa milionima stanovnika emisija
zagađivača od korišćenja energije u domaćinstvima. Rešenje
za taj problem je pojava tzv. pasivnih kuća koje se sve češće
javljaju. Te građevine su posebne jer su napravljene od
ekoloških materijala ekološkim tehnologijama koje doprinose
uštedi značajne količine energije, a u isto vreme smanjuju
zagađenje životne sredine. To se na najbolji način postiže
putem smanjenja ili totalne eliminacije sistema grejanja, za šta
se koriste moderni izolacioni materijali. BASF Neoporpena za
izolaciju jedan je od takvih materijala: razlikuje se od drugih
materijala za izolaciju koji se prave na sličan način po tome
što se grafitne čestice mešaju sa sirovinom koja reflektuje
toplotno zračenje. Značajno je to da ne sadrži halogenizovane
ugljovodonike, te je samim tim i manje štetan za okolinu.
Izolatori napravljeni od ovog materijala su 20% efikasniji od
drugih izolatora. Specijalni PVC trostruki sistem prozora
napravljen je tako da omogućava 20% bolju izolaciju ukoliko
se na stakla postave zaštitni slojevi premaza kompanije
BASF sa posebnim pigmentima. Pored toplotne izolacije,
metoda korišćenja toplote takođe je važna. Ako ste nekada
videli takvu zgradu, verovatno ste primetili solarne panele
postavljene na krovove, ali osim korišćenja solarne energije,
u grejnim sistemima se takođe koristi i toplota iz tla.
22
Zid koji skladišti
toplotu
Zvuči neverovatno, ali kompanija BASF je otkrila rešenje i
za to! Postoji materijal koji menja agregatna stanja (PCM)
u gipsanim pločama koji apsorbuje toplotu danju i koristi
je noću. Kako je to moguće? Mikroinkapsulirani parafin
prima toplotu koju kasnije otpušta. Materijal se topi na
23–26 stepeni i zbog promene stanja apsorbuje značajnu
količinu toplote iz okoline, tena taj način temperatura
prostorije ostaje ista. Kasnije tokom noći – zbog pada
temperature – parafin se stvrdnjava i otpušta skladištenu
toplotnu energiju u okolinu.
Novinama nikada kraja: prema
najnovijem istraživanju, ultramoderni
izolacioni materijali moći će da
pretvaraju čak i zvučne talase
u toplotu. Osim inovativnih
građevinskih materijala, građevinari
razmišljaju i o spoljašnjem izgledu
kuća. Pomoću nanotehnologije,
naučnici su napravili specijalan
zaštitni sloj koji sprečava čestice
da se lepe na površinu tako da se
zagađivači ne talože na spoljašnjost
zgrada. Farba za zidove kompanije
BASF ima hidrofilna svojstva što
znači da privlači vodu. Rezultat je da
ukoliko dođe do obilnijih padavina,
kapljice se šire po površini zida i
odmah peru nakupljenu prljavštinu.
Nakon kiše, prianjajući tanak film od
vode brzo isparava, sprečavajući
stvaranje buđi i algi.
Zahvaljujući nanotehnologiji, u
budućnosti nam neće trebati ni
roletne jer se pravi sve inteligentnije
staklo koje propušta svetlo ali ne
i toplotu. U jednom eksperimentu
između dva stakla stavljen je
specijalni gel, ili su različita
jedinjenja poput halida srebra
umešana u materijal za staklo.
Ono je tamnelo u zavisnosti od
intenziteta svetla, ali u ovom slučaju
toplota je prolazila kroz staklo.
Istraživanja su u tako naprednoj fazi
da je napravljena struktura stakla
obogaćenog niobijum oksidom u
koju su stavljeni nanokristali
indijum-kalaj-oksida. Ova
kombinacija može da odvoji i
reguliše rasipanje vidljivog svetla i
infracrvene toplote. Leti ona inhibira
toplotne zrake kako ne bi ušli kroz
staklo u sobu,dok zimi propušta
sunčeve zrake. Ovime se može
značajno smanjiti potrošnja energije.
Proizvodnja ove tehnologije je i dalje
veoma skupa, ali je moguće da će
postati izvodljiva u budućnosti.
23
?
Da li znate
• Biomimikrija je spoj biologije i inženjeringa.
Njen glavni cilj je da kopira ideje iz
prirode imitirajući strukture i mehanizme
organizama. Arhitekte rado istražuju
građevinsku strategiju termita jer ta mala
stvorenja uspevaju da sagrade čitave
nasipe sa dimnjacima koji se otvaraju i
zatvaraju a služe za hlađenje i grejanje,
u kojima mogu da uzgajaju svoju glavnu
hranu, a to je gljiva koja je izuzetno
osetljiva na temperaturu. Kopiranjem ovog
koncepta, energetski troškovi jedne zgrade
mogu se značajno smanjiti.
Pri projektovanju nove zgrade, projektanti sve više uzimaju
u obzir češću pojavu zemljotresa, te protiv njih izrađuju
različite tehnologije. Najvažnije je napraviti zidove otporne
na vibraciju, a to se može postići postavljanjem fleksibilnih
drvenih i čeličnih greda i stubova. Pored toga, čelična
struktura koja se ugrađuje u temelje kuće osigurava
asporpciju vibracije zemlje. Izuzetno lagane kuće i kuće
izrađene od čelika ne ruše se kao čvrste kuće od cigle.
24
Pametni beton
Posle vode, beton je najčešće korišćeni materijal na svetu, zato je kompaniji BASF bilo značajno da se
pozabavi njegovom izradom. Aditivi i betonski materijali za popravke olakšali su proizvodnju betona, koji
je postao elastičniji, te se potrošnja resursa i energije može smanjiti. Oni su takođe produžili vek trajanja
zgrada i skratili period izgradnje.
25
Nameštaj novih
dimenzija
Recikliranje papira očigledno je širom
sveta, setite se samo činjenice da je za
proizvodnju jedne tone papira potrebno
300 tona vode! Od recikliranog papira
se sada već prave knjige, potrošni papir,
pa čak i toalet papir. Ideju su dodatno
razradili projektanti, te se u prodaji
pojavio i nameštaj od papira. Možda
zvuči neverovatno, ali takav nameštaj
je izdržljiviji nego što mislite. Da ne
pominjemo da je za prevoz tih izuzetno
laganih komada nameštaja potrebno
manje energije i da se oni mogu ponovo
iskoristiti kada se odbace. Pošto se
delovi nameštaja mogu međusobno
spajati pomoću lepka i savijanja, svako ih
jednostavno može sastavljati kod kuće.
Naučnici kompanije BASF razmatrali
su drveni nameštaj sa aspekta zaštite
životne sredine. Oni su izradili lagani
materijal na drvenoj osnovi Kaurit@, koji
čini table nameštaja 30% lakšim, dok
njihov kapacitet za opterećenje ostaje
isti. Proizvođači više vole nove panele od
šperploče, penastog polimera i Kaurit@
adheziva, jer su oni laganiji, te su troškovi
slanja i rukovanja takođe manji, a za takve
proizvode potrebno je i manje ambalaže.
U domovima budućnosti plastika će igrati
sve veću ulogu. Materijali koje su napravili
ljudi okružuju nas u svim oblastima naših
Recikliranje papira
očigledno je širom
sveta, setite se samo
činjenice da je za
proizvodnju
1 tone
života. Proizvođači nameštaja takođe vole
ovaj materijal jer zahvaljujući tehnologiji
danas pruža mnogo više mogućnosti.
Kompanija BASF napravila je „ultra“
tečnu plastiku koja, zbog specifičnih
nanočestica, postaje dvaput razređenija
na 230 stepeni od drugih sličnih
proizvoda. Štaviše, pri oblikovanju, nova
plastika brzo očvrsne, te je tako i proces
proizvodnje kraći. Nagrađena stolica
MYTO napravljena je od ovog materijala, a
još je i oblikovana iz samo jednog komada
plastike, što znači da ne sadrži metalne
šrafove. Stoga su dizajneri napravili zaista
ekološki i jak komad nameštaja neobičnog
oblika koji se lako reciklira.
potrebno
300 tona
vode!
papira
26
Samoobnovljivi
materijali
Naučnici su stvorili dve nove vrste polimera u
oblasti sintetičkih polimera. Oni su super jaki,
imaju samoobnovljiva svojstva, a čak
se mogu i reciklirati.
Lagani, kruti materijal pod nazivom Titan stvara se iz kondenzacije paraformaldehida i
oksidianilina na 250 stepeni.Druga vrsta, Hidro, visoko je elastičan gel koji se proizvodi na
niskim temperaturama. Oba se mogu reciklirati i otporna su na rastvarače, ali u kiselom
medijumu postaju plastični i mogu se ponovo praviti. Oni ne pucaju, te stoga mogu dovesti do
revolucije u proizvodnji aviona i automobila, kao i celoj elektronskoj industriji. Preradom ovih
materijala mogu se stvoriti nove polimerske strukture koje su 50% jače ali i lakše.
27
Ne traćite smeće!
Pomoću inovativnih incijativa za urbanistički razvoj, naučnici
pokušavaju da urade sve da bi stvorili održiviji svet, ali njihov
trud je uzaludan ukoliko čovečanstvo ne promeni stil života.
Ljudi, posebno stanovnici velikih gradova, imaju rasipnički
stil života: koriste previše energije i vode, proizvode mnogo
bespotrebnih proizvoda što dovodi do prevelike ponude, a na
taj način se takođe stvara i dosta otpada. Srećom, ima nade,
jer „nusproizvodi“, zapravo otpad koji proizvodimo, može se
reciklirati na iznenađujuće načine, samo je potrebno da budemo
odlučni i kreativni.
Visokotehnološka dešavanja postoje i u oblasti upravljanja
otpadom i centralnih postrojenja za preradu otpada, a
modernizacija alata koji se koriste za prevoz i obradu već je
počela.
i inovativne tehnologije da bi se proizvodilo manje otpada kao
i da bi se recikliralo, što znači da se ovi materijali pretvaraju u
nove proizvode ili sirovine, ili opet u energiju. Proces ima za cilj
da sačuva resurse planete i da upotrebi manje drveta, vode i
energije. Da bi se to postiglo, izrađena je strategija upravljanja
otpadom koja povezuje 3 glavna principa. Da vidimo šta to
znači! Prvi zadatak je smanjiti količinu otpada i, ako je moguće,
izbeći stvaranje novog. Sledeći je ponovno korišćenje materijala
u originalnom obliku ili na izmenjen način. Treći je recikliranje, što
znači da se materijal ponovo koristi u drugačijem obliku. Sve su
to korisne i zelene mogućnosti, i ukoliko se ljudi usredsrede na
njih, možemo napraviti veliki korak ka sprečavanju problema. I
vi svakodnevno možete doprinositi tome! Sortiranje otpada već
preovladava u domaćinstvima, ali nažalost, ne shvataju svi
taj posao ozbiljno.
Evropskoj uniji godišnje se proizvede 1,3 milijarde tona otpada.
Imajući to u vidu, izuzetno je važno da se razviju i uvedu nove
?
U Evropskoj uniji
GODIŠNJE
se proizvede
1.3 milijarde
Da li znate
• Sabijanjem PET boca:
troškovi slanja smanjuju se za 75%;
količina ispuštenog CO2 smanjuje se
50-90%; mogu se smanjiti zbog manje
potrebe za prevozom. Deo njih se ponovo
koristi u tekstilnoj industriji kao sirovine za
odeću (na primer kao filc).
tona otpada
Sortiranje otpada mnogo je efikasnije
od tradicionalnog prikupljanja
otpada, jer dalja prerada, recikliranje
i ponovna upotreba sirovina
napravljenih od otpada postaju
mogući.
28
Rešenje je u
jedinjenjima
materijala
Time se takođe smanjuje količina otpada koji odlazi na deponije,
te se na taj način i produžava vek trajanja deponija. Sledeći
materijali se sortiraju: plastika, staklo, metali papir. Moramo imati
na umu da iskorišćeni elektonski uređaji mogu sadržati štetne
materije (olovo, živu, hrom) koje mogu zagaditi vodu ili vazduh i
mogu dovesti do daljih problema. Ekološko upravljanje otpadom
takođe uključuje kompostiranje, odlaganje i manje popularnu
metodu, a to je spaljivanje otpada.
Organski otpad sam se razlaže u životnoj sredini, ali ga možemo
koristiti i kao kompost. Da bi olakšala ovaj proces, kompanija
BASF napravila je kesu za đubre koja se i sama kompostira.
Ali kako se plastična kesa razlaže? Rešenje je u jedinjenjima
materijala.Jedna od komponenti je delimično razgradiva
plastika na bazi nafte koju je napravila kompanija BASF, druga
je polimlečna kiselina koja se ekstrahuje iz kukuruznog skroba.
Ovom kombinacijom stvara se toliko fleksibilna plastika da se
od nje mogu praviti kese za đubre. U kontrolisanim uslovima
poput povećane temperature i vlažnosti kao i određene kisele
vrednosti industrijskih kompostnih biljaka, mikroorganizmi,
gljivice i bakterije pretvaraju materijal u biootpad, vodu, ugljendioksid i biomasu, tj. u dragoceni kompost.Ta plastika ne
samo da služi kao kompost već je dobra i za proizvodnju
biogasa. Biogas se stvara kada se organske materije razlažu
pomoću anaerobnih bakterija kojima nije potreban vazduh
za metabolizam i reprodukciju. Gasna mešavina koja se na
ovaj način proizvodi sadrži oko 45–70% metana, koji se može
iskoristiti zbog visokog sadržaja energije. Stoga se na mnogim
stočnim farmama postavljaju bioreaktori za proizvodnju energije
sa farme, u duhu samoodrživosti.
29
Kuća od smeća
Mađarski pronalazak je plastična ploča napravljena od otpada. Zove se SYLROCK, i
to je homogeni materijal otporan na kiselinu, alkale i vodu, a vreme njegove razgradnje
je 400 godina što znači da je veoma izdržljiv. Za njegovu proizvodnju koristi se ne
samo otpad iz domaćinstava već i industrijski otpad. Mogućnosti njegove primene
su beskrajne, može se, na primer, koristiti za baštenski nameštaj ili ulične klupe.
Za proizvodnju jedne table potrebno je 340kg smeća, što je mnogo, ali na sreću, ili
zapravo na nesreću, svuda oko nas ima mnogo otpada: samo u Evropskoj uniji
1 milion kilotona otpada čeka na obradu.
Hemija
plastike
Sa hemijskog aspekta, plastični materijali predstavljaju
izuzetno raznovrsnu grupu sa makromolekularnom
strukturom kao zajedničkim svojstvom. Makromolekuli su
jedinjenja sa velikom molekularnom težinom koja se sastoje
od jedne ili nekoliko gradivnih jedinica. Mogu postojati i
hiljade ovih jedinica koje su povezane zajedno. Naravno,
molekuli plastike nikada nisu iste veličine, ali postoji prosečna
molekularna težina koja se koristi za opisivanje molekula.
Molekuli su uglavnom veoma blizu ove molekularne težine.
Prema obliku
može biti:
1. Linearna
Plastika se prema
poreklu deli u grupe:
2. Razgranata
3. Povezana
1. Pretvorena iz prirodnih
makromolekula (biljnih–celuloza,
skrob; životinjskih–protein)
2. Veštačka (polikondenzacija
ili lanci polimera)
Prema
Mogućnosti
obrade:
1. Termoplastika
2. Termoset
30
U poslednjih 15
godina, upotreba
biopolimera
povećava
se više od 10%
godišnje
Svojstva osnovne plastike mogu se menjati putem
nekoliko aditiva, kao što su plastifikatori, katalizatori,
inhibitori korozije, usporivači plamena, fileri/gradivni
elementi, lubrikanti, inhibitori starenja itd. U današnje
vreme, biorazgradivi polimeri, skraćeno biopolimeri, postaju
sve značajniji, a od njih su najpoznatije sirovine skrob i
(poli)mlečna kiselina. U poslednjih 15 godina, upotreba
biopolimera povećava se više od 10% godišnje. Polimlečna
kiselina je perspektivna sirovina koja ima široku upotrebu.
Pod odgovarajućim uslovima, ona se relativno brzo raspada
(hidrolizuje) na jedinice mlečne kiseline, a krajnji proizvodi
prirodne razgradnje jesu voda i ugljen-dioksid.
Plastični aditivi i pigmenti
31
Rastućem ljudskom stanovništvu potrebno je i sve više
energije, a to predstavlja izazov za naučnike. Nauka je
razvila mnoge metode za inovativno korišćenje energije
kao i za efikasniju eksploataciju obnovljivih vrsta energije.
Pročitajte više o revoluciji u osvetljenju, izvorima svetla
kojima je potrebno sve manje i manje struje, skoro
nebrojenim mogućnostima alternativnih energija, kao
i o ekološkim metodama za uštedu energije u oblasti
transporta.
32
PAMETNA ENERGIJA
33
Hajde da preispitamo izvore energije
Nauka može pružiti veliku pomoć u inovativnom korišćenju energije.
Jedan od primarnih ciljeva naučnika jeste da stvore alternativne
metode korišćenja već postojećih izvora energije na način koji je
efikasniji i povoljniji za životnu sredinu u budućnosti kako bi se
osigurao održivi razvoj Zemlje.
Odakle dolazi energija i
gde ona odlazi?
Hiljadama godina su ljudi mogli da se
oslanjaju samo na sebe. Onda su počeli
da koriste mašine koje su pokretale
životinje dok danas skoro da i nema
uređaja koji funkcioniše bez modernog
goriva. Kuhinjski aparati, televizori,
kompjuteri i osvetljenje koriste struju, a
i našim vozilima potrebna su sintetička
goriva koja se proizvode na nivou
industrije. Jedini problem sa time je
što ljudski rod koristi fosilna goriva za
njihovu proizvodnju: energiju dobijamo
od sagorevanja iskopanog uglja i nafte.
Zbog rasta stanovništva i sve većeg
broja modernih gradova, značajno je
porasla i potrošnja energije: domovima
je potrebno grejanje i hlađenje, javnim
zgradama i industrijskim postrojenjima
potrebno je sve više i više energije, mora
se obezbediti javni prevoz, i na kraju, što
nije i najmanje važno, javna rasveta, koja
troši polovinu energije potrebne jednom
gradu, takođe je neophodna.
Zbog povećane upotrebe energije,
energetske rezerve na Zemlji polako
se smanjuju i uskoro bismo mogli da
ostanemo bez fosilnih goriva, koja
se ne obnavljaju tako lako, jer su
potrebne hiljade godina za raspadanje
biljaka i životinja duboko u zemlji da
bi se transformisale u materije bogate
energijom kao što su nafta i ugalj.
Ne treba zaboraviti ni činjenicu da je
preterana potrošnja energije ozbiljan
faktor zagađenja: dim iz fabrika i
izduvni gasovi automobila sadrže velike
količine ugljen-dioksida i mnoge druge
zagađivače kao i gasove staklene bašte
koji se otpuštaju u atmosferu, a to ima
ozbiljan uticaj na budućnost naše planete.
Naučnici su ovo shvatili još pre nekoliko
decenija i zato skreću pažnju javnosti na
potrošnju kojom se štedi energija. Sačinili
su i inovativne i vizionarske energetske
koncepte za budućnost. Ciljevi su da
se nađu načini da se postojeći izvori
energije koriste na efikasniji način, kao
i da se poboljša održivost alternativnih
izvora struje.
velikA
količinA
fosilnih goriva koju smo
sagoreli tokom
prošlog
veka
34
Naša jedina perspektiva:
korišćenje obnovljivih
izvora energije
Energija vetra
Takozvana obnovljiva energija koja se stvara tokom
prirodnih pojava koristi se već vekovima u manjem
obimu: energiju vetra i vode koriste mlinovi, dok
se solarna i geotermalna energija koriste za
zagrevanje vode. Vreme je da ova rešenja ponovo
uvedemo u praksu jer imaju veliki potencijal i nauka
nam može pomoći da ih bolje eksploatišemo, te da
struju stvaramo na način koji manje šteti okolini.
Jedna od obnovljivih vrsta energije jeste energija
vetra, a ona je ponovo počela da se primenjuje
tokom poslednjih decenija, te se putem modernih
tehnologija gradi sve više i više vetroparkova da
bi se iskoristio ogroman potencijal vetra.
Godine 2013. kapacitet energije vetra bio je
318GW, što je skoro deset puta više od onoga
pre deset godina.
Činjenice i brojke
Energija vetra hvata se i obrađuje u vetroparkovima, u
kojima se mnoge vetroelektrane nalaze jedna pored druge.
One funkcionišu na veoma jednostavan način: lopatice
za vetar, koje hvataju vetar, povezane su sa turbinama
koje proizvode struju. Čista energija može se obezbediti
ne samo za stambene zgrade, već i za čitave gradove.
Proizvodnja struje pomoću vetra u Rumuniji najviša je u
Centralnoj i Istočnoj Evropi. U toj zemlji kapacitet energije
vetra povećava se 1,5 puta godišnje, te su 2013. godine
njene vetroelektrane već proizvodile 2599MW struje.
9% – Očekuje se da
2020. energija vetra
obezbedi više od 9%
globalnog napajanja
strujom. Trenutna
brojka je oko 2,3%.
50% – Danska je
već svetski lider u
oblasti energije vetra,
skoro jednu trećinu
njene struje proizvode
vetroturbine. Ova
razmera uskoro će
porasti na 50%.
35
inovativni materijalI se
koristE za vetroturbine
90 metara
Materijali i izdržljivost lopatica za vetar u velikoj meri
utiču na efikasnost vetroturbina jer vetrenjače visoke
90 metara mogu biti izložene brzini vetra od 300km/h.
Upravo zato su inženjeri kompanije BASF, nemačke
hemijske industrije, stvorili visokotehnološki premaz koji
je fleksibilan, otporan i odbija UV sunčeve zrake. Zaštitni
premaz Relest®ostaje stabilan čak i pod najekstremnijim
vremenskim uslovima i ne ljušti se sa lopatica, na taj
način produžava vek trajanja lopatica za vetar, a rezultat
toga je jeftinija proizvodnja ekoloških vrsta energije. Osim
toga, čitav niz inovativnih materijala kompanije BASF
koristi se za vetroturbine, poput dvokomponentnog
sistema koji se sastoji od epoksidne smole i učvršćivača
za proizvodnju rotorskih lopatica, kao i specijalnih
materijala za ojačanje kula i temelja. Ova poboljšanja
omogućavaju izdgradnju ogromnih turbina: trenutni
rekorder je vetroturbina od 127 metara u prečniku, koja
ima lopatice za vetar dugačke 60 metara.
brzini vetra od
300km/h
Prikupljanje energije
vetra iznad oblaka
Industrija koja se bavi energijom vetra razvija se velikom
brzinom: već se razrađuju ideje da se iskoristi snaga vetra
iznad oblaka. U budućnosti će zmajevi, lagane letelice i baloni
moći da se koriste za proizvodnju struje. Inovacija Wind
Turbine Airborne jedna je od takvih elektrana budućnosti.To
je oko 3 m visoka cilindrična turbina napunjena helijumom,
sa propelerom na sredini. Uređaj koji radi na helijum može da
poleti na visinu od 300 metara, na kojoj vetrovi jače duvaju, te
se više energije može stvoriti. Struja koju propeler proizvodi
sprovodi se do agregata na tlu putem kabla.
36
Solarna energija
Druga vrsta čiste energije je solarna
energija koja se koristi putem specijalne
opreme. Jedna vrsta su solarni paneli
koji pretvaraju solarnu energiju u toplotu,
a druga su solarne ćelije koje proizvode
struju od sunčeve energije. U današnje
vreme nismo iznenađeni kada vidimo
takva čudesa od stakla na krovovima
kuća jer je njihovo postavljanje postalo
ekonomičnije i lako se mogu povezati
sa sistemom za snabdevanje električnom
energijom samih kuća. Upotreba solarnih
panela u našim domovima veoma je
povoljna: ne samo zato što štedimo
novac na računima za struju, već i što
pomoću njih možemo zaraditi. Višak
energije, koju ljudi proizvode ali ne
koriste, mogu da kupuju snabdevači
električnom energijom. Upotreba solarne
energije je na industrijskom nivou čak
i delotvornija. Stoga se u zemljama u
kojima ima puno sunca prave veliki
solarni parkovi u kojima se može postaviti
čak i 120.000 solarnih ćelija koje mogu
proizvesti 2.000MW energije godišnje.
Ova količina dovoljna je za snabdevanje
700 hiljada domova strujom.
Ali kako se električna energija tačno dobija
od sunčeve svetlosti? Solarna ćelija, ili
fotonaponska ćelija, električni je uređaj
koji direktno pretvara energiju svetla u
električnu energiju putem fotonaponskog
efekta. Za proces pretvaranja prvoje
neophodna materija koja upija solarnu
energiju (foton), onda podiže elektron u
stanje veće energije, a onda omogućava
protok tog visoko energetskog elektrona
do eksternog kola. Solarne ćelije
sadrže dve vrste materijala: p-tip i n-tip
poluprovodnike. Pojedine talasne dužine
svetlosti mogu probuditi elektrone u
poluprovodnicima, što dovodi do toga
da elektroni stižu do n-pojasa ostavljajući
za sobom „rupe”, nosioce pozitivnog
naelektrisanja u „p-pojasu“. Međutim,
dva suprotno naelektrisana sloja se
privlače, oni su samo u mogućnosti da se
rekombinuju preko eksternog kola, zbog
potencijalne barijere između njih.
Fotonaponska tehnologija nije ni toliko
efikasna ni toliko ekonomična da bi
mogla da se takmiči sa ostalim izvorima
energije. Stoga je zadatak nauke da
razradi rešenja koja će pomoći solarnoj
energiji da se takmiči sa konvencionalnim
izvorima energije. Pošto efikasnost
solarnih ćelija u velikoj meri zavisi od
kvaliteta materijala koji se u procesu
koriste, BASF hemijska industrija razvija
rešenja koja će podstaći proizvodnju
energije poput silicijumskih pločica i
tehnologije tankog filma, kao i proizvode
za solarnu energiju poput panela i ćelija.
Oni, recimo, proizvode hemijske aditive
koji omogućavaju precizniju i jeftiniju
proizvodnju silicijumskih poločica, a
razradili su i jedinstvene UV stabilne
plastične materijale koji mogu zameniti
aluminijumske okvire solarnih panela, te
tako solarne ćelije mogu bolje izdržati
vremenske prilike. Osim toga, različiti
specijalni prianjajući i izolacioni materijali
nemačke kompanije obezbeđuju
izdržljivost solarnih ćelija.
37
?
Da li znate
• Na Suncu postoji neverovatna
količina energije. Kada bismo bili
u mogućnosti da u potpunosti
iskoristimo tu energiju, ukupna
godišnja potrošnja energije na
celom svetu bila bi kompletno
pokrivena energijom koju
proizvodi Sunce u roku od
jednog sata.
Činjenice i brojke
1.248
gigavatsati
– Godine 2013.
na svetu je ova
količina električne
energije
proizvedena
u solarnim
elektranama.
Postoje i solarni parkovi u kojima se solarna energija usmerava pokretnim
ogledalima nazvanim heliostati, uz pomoć kojih se direktno proizvodi
toplota. Takvi parkovi nazivaju se solarni termalni parkovi. Najveći solarni
termalni park na svetu, na površini od 1500 ari, nalazi se u pustinji Mohave
na granici Kalifornije i Nevade. Kapacitet 300.000 ogledala je 392MW, što
je dovoljno za snabdevanje 140.000 domaćinstava. Najveći solarni termalni
park u Evropi je PlantaSolar10 i nalazi se u Sevilji u Španiji.
Sunce u
dimnjaku
Solarna vetrenjača, poznata i kao solarni
dimnjak, nova je alternativa u oblasti
obnovljivih izvora energije. Pronalazak se
zasniva na hiljadu godina staroj činjenici
da topao vazduh ide gore. Evo kako
funkcioniše: vazduh se zagreva putem
solarne energije koja omogućava vertikalni
protok vazduha unutar vetrenjače, koji dalje
pokreće vetroturbine i tako se proizvodi
energija. Trenutno Kina ima takvu kulu, ali
mnoge druge zemlje planiraju da postave
slične kule, recimo u australijskoj pustinji u
kojoj je vazduh pri tlu veoma topao. Prema
planovima, ta kula biće jedna od najviših
građevina na svetu jer će njena visina biti
između 750 i 1.000 metara.
38
Hidroenergija
Hidroenergija se razlikuje od drugih oblika obnovljivih
izvora energije jer je stalno dostupna; vetar ne duva uvek, a
sunce možemo očekivati samo danju, ali voda se nikada ne
zaustavlja i stoga predstavlja mnogo stabilniji izvor energije.
Nije slučajno da je ova zelena energija i najrasprostranjenija:
skoro 20% struje na svetu proizvodi se putem snage vode,
a to je oko 2.030TWh. Ovo je sto puta više od kapaciteta
vetroparkova koji trenutno funkcionišu. Procenjuje se da
je kapacitet ukupne hidroenergije koja na svetu postoji
desetostruki, tako da još postoje neistražene oblasti. Zbog
brzih planinskih reka, hidroenergija se najviše koristi u
Norveškoj, Švajcarskoj, Italiji, Švedskoj i Finskoj. Upravo zato
je Norveška na prvom mestu u svetu po korišćenju obnovljivih
vrsta energije.
Hidroenergija se eksploatiše u hidroelektranama, u kojima
obično brana blokira rečni tok, a energija reke pretvara se
u električnu energiju pomoću vodenih turbina i električnih
generatora. Osim toga, postoje i elektrane na talase koje koriste
energiju kontinuiranog talasanja mora. Iako se ova oblast i dalje
slabo koristi, prema stručnjacima za energiju,15% električne
energije na svetu moglo bi se proizvoditi od talasa u morima i
okeanima, što je ogromna količina, upravo dva puta više od
onoga što sada proizvode nuklearne elektrane širom sveta.
?
Sve ovo pokazuje da je zadatak i sadašnjih i budućih inženjera
da ponovo otkriju ove tehnologije koje nam je priroda dala i da
postave efikasnije pogone za zelenu energiju koristeći moderne
materijale i napredne kompjuterske sisteme.
Činjenice i brojke
Da li znate
• Nepresušna snaga vode može se koristiti i za
proizvodnju energije od reka sa sporim tokom. Ova
metoda poprilično je zaboravljena, pa ipak ona je već
korišćena 1200-ih u elektranama koje je pokretala
plima. Poenta je u tome da male vodene turbine
koriste energiju kretanja vode između plime i oseke.
Ovo ekološko rešenje manje se koristi od 1800.
godine na ovamo, od perioda industrijalizacije, jer
ovakve elektrane nisu bile efikasne kao nafta i ugalj.
20%
godišnje
svetske energije
potiče od
hidroenergije.
39
Energija iz
otpada
Biogas je sve važniji faktor u proizvodnji
energije. Može se proizvesti iz sirovina
koje postoje u svakom regionu, poput
recikliranog otpada. To je takođe i
izvor obnovljive energije i u mnogim
slučajevima stvara veoma mali karbonski
otisak. Biogas se proizvodi anaerobnom
digestijom sa anaerobnim bakterijama
ili fermentacijom biorazgradivih materija
poput stajskog đubriva, kanalizacionog
otpada, opštinskog otpada, zelenog
otpada, sadnog materijala i useva.
Gasovi metan, vodonik i ugljenmonoksid (CO) mogu sagorevati ili
Energija je svuda oko nas,
samo je potrebno da znamo
kako da je iskoristimo
Pored sve raznovrsnijeg korišćenja
obnovljivih izvora energije, kreativni
naučnici mogu da proizvedu energiju
na prilično neverovatne načine. Recimo,
za upotrebu kinetičke ili mehaničke
energije potrebno je samo malo mašte
i inovativnih naučnih rešenja. U asfalt ili
pločnike nekoliko gradova postavljeni
su senzori koji koriste energiju koraka
prolaznika. Najuspešnija inicijativa
predstavljena je na Olimpijskim igrama
u Londonu. Od tada, slični trotoari koji
prave energiju postoje i u Izraelu, u
Tuluzu u Francuskoj i u Tokiju. Štaviše,
oskidisati pomoću kiseonika. Energija
koju optuštaju omogućava da se biogas
koristi kao gorivo, te se može koristiti
za bilo kakvu vrstu zagrevanja, poput
kuvanja. Može se koristiti i u gasnim
motorima za pretvaranje energije iz gasa
u elekričnu struju i toplotu.
?
jedan kreativni vlasnik diskoteke
predstavio je prvi održivi plesni podijum
na svetu i to u Holandiji, a taj podijum
prikuplja kinetičku energiju od pokreta
plesača i proizvodi struju putem
generatora.
40
Kinetički
fudbalski teren
Nedavno je u Brazilu otvoren prvi kinetički teren za
fudbal. Ispod travnjaka je smešteno oko 200 pločica koje
prihvataju energiju i koriste kretanje igrača za proizvodnju
električne energije. Solarni paneli takođe su postavljeni na
terenu. Osamdeset odsto energije koja se na terenu koristi
tokom dana proizvode solarni paneli, dok kinetičke pločice
obezbeđuju 100% energije tokom noći.
Činjenice i brojke
53% – ovo je
dodatna količina
energije koja će
ljudima biti potrebna
2030. godine ukoliko
ne štedimo energiju.
16% – ovo je dodatna
količina energije koja
će ljudima biti potrebna
2030. godine ukoliko
štedimo energiju.
Ne rasipajte!
Naučnici koji se bave budućnošću slažu se da preteća
energetska kriza može biti samo delimično rešena upotrebom
obnovljivih vrsta energije i pametnim rešenjima koja su pomenuta
u prethodnom delu teksta: štednja energije i smanjenje svetskih
potreba za energijom takođe su podjednako važni. Prema
proračunima, ukoliko nastavimo sa rasipanjem, potrebe ljudi
za energijom dupliraće se do 2030. godine, što znači da će se
duplirati i emisija ugljen-dioksida. Ipak, ukoliko počnemo da
štedimo energiju, potražnja za energijom porašće za samo 16%.
Stanovnici gradova imaju veliku odgovornost da štede
energiju jer se najveći deo energije koristi u velikim gradovima.
Industrijsko okruženje takođe se mora promeniti, jer razne
vrste industrijskih pogona koriste mnogo više energije nego
domaćinstva. Njihov najvažniji zadatak je da razviju sopstvene
tehnologije i optimizuju procese radi smanjenja njihovih potreba
za energijom. Ovaj proces već je počeo jer je u određenom broju
industrijskih postrojenja obavljena modernizacija radi uštede
energije.
ukoliko počnemo
da štedimo energiju
potražnja za energijom
porašće za
samo
16%
!
SAVETI
za uštedu energije:
• Isključite grejanje: Smanjenje temperature u vašem domu od samo 1,8°F (1°C) smanjuje troškove za energiju do 6%.
• Zamenite obične sijalice ekološkim LED osvetljenjem u
vašem domu. Ono troši 90% manje energije i traje godinama!
• Kada zagrevate vodu, razmislite koliko vam je tačno potrebno i zagrejte samo onoliko koliko ćete iskoristiti jer
na taj način ne samo da štedite energiju već i vodu.
• Zaboravite na režim mirovanja (stand-by)! Mašine u režimu mirovanja takođe okreću strujomer, pa je bolje da uvek isključite električni uređaj iz struje nakon korišćenja.
• Modernizujte izolaciju vašeg doma! U domaćinstvima se najviše energije rasipa putem gubitka toplote, te je veoma važno da svi prozori i vrata budu dobro izolovani.
41
42
Hemija
solarne
ćelije
Solarna ćelija sastoji se od dve vrste
materijala, koji se često nazivaju
poluprovodnici p-tipa i n-tipa. Svetlost
određene talasne dužine takođe može da
jonizuje atome poluprovodnika, te upadni
fotoni stvaraju nosioce viška naboja.
Većina nosilaca pozitivnog naboja (šupljina)
postoji u p-sloju dok nosioci negativnog
naboja (elektroni) postoje u n-sloju. Iako
se nosioci dva suprotna naboja privlače,
oni se mogu rekombinovati protokom
kroz spoljašnje kolo zbog potencijalnih
stepenica između njih.
43
Izvori svetlosti u budućnosti
Inovacije utiču i na oblast osvetljenja. Tungsten i halogene sijalice
polako se menjaju LED i OLED sijalicama koje štede energiju.
Naučnici rade na tome da obezbede unutrašnje prirodno svetlo
čak i u zatvorenim prostorijama, a da se u lampe budućnosti
ne moraju stavljati sijalice.
I bi svetlost
Očigledno je da je pronalazak Tomasa Alve Edisona iz 19.veka, električna
(inkadescentna) sijalica sasvim promenio svet. U prošlosti su se aktivnosti
odvijale danju po dnevnoj svetlosti: ljudi su odlazili na počinak rano uveče i
budili se u zoru. Savremeni ljudi koriste svetlo umesto da mu se prilagode
jer nam je svetlost potrebna i kasno uveče. Zapravo, osvetljenje nam je
potrebno i danju jer više ne provodimo većinu vremena napolju već unutra,
gde obično nema prirodnog svetla.
Jedini problem je što je za osvetljavanje potrebno 19% ukupne svetske
proizvodnje električne energije. Ljudima je potrebno sve više i više svetla
za razvoj tehnologije i promene u stilu života, te je zato energetski efikasno
osvetljenje tako važno. Smanjujući energiju koja se koristi za osvetljenje
možemo ozbiljno smanjiti i emisiju štetnog ugljen-dioksida. Stoga inženjeri
i naučnici rade na novim, do sada neviđenim rešenjima za osvetljenje uz
pomoć nauke.
?
Da li znate
• Zimsko i letnje računanje
vremena uvedeno je radi
uštede energije koja se
koristi za osvetljavanje.
Ovim postupkom štedi se
energija koja bi se dobila
iz oko 300.000 tona
sirove nafte.
44
Teorija svetlosti
Pre nego pregledamo inovativna naučna rešenja za osvetljenje,
hajde da razmotrimo izvore svetlosti koji postoje na Zemlji.
Izvori svetlosti ili uređaji koji se
koriste za proizvodnju vidljive
svetlosti mogu se podeliti u dve grupe.
1.
Primarni izvori svetlosti sami emituju svetlo.
2.
Sekundarni izvori samo reflektuju ili rasipaju svetlo drugih
izvora svetlosti.
Primarni izvori takođe se dele i prema
principu funkcionisanja i to na:
1.
2.
prirodno: nebeska tela koja emituju svetlost, munje,
severna svetla, bioluminescencija
emitovanje svetla
od strane živog organizma
sagorevanje: baklja, sveća, plinska lampa, vatra, magma
3.
4.
5.
električno: električna sijalica
tungsten i
halogene sijalice
elektroluminescencija
LED
svetiljka sa otpuštanjem gasa pod niskim pritiskom
(kompaktna) fluorescentna sijalica,
indukcionasijalica
svetiljka sa otpuštanjem gasa pod visokim pritiskom
sijalica sa živom, sijalica sa ksenonom
hemijsko: hemiluminiscencija
ova pojava prati
hemijske reakcije u kojima je proizvod stvoren u
pobuđenom stanju, a po završetku takvog stanja
stvara se kvantum svetlosti
sekundarni izvori: toplotna radijacija, laser
45
Svetlosna revolucija
U poređenju sa drugim oblastima nauke,
iznenađujuće je koliko je bio spor razvoj
osvetljenja. Morali smo da čekamo
više od 100 godina na prvu energetski
efikasnu sijalicu: verovali ili ne, sijalice
koje funkcionišu po istom principu koji je
Edison izmislio u 19. veku koriste se čak i
danas na mnogim mestima.
Ali zašto je razvoj bio neophodan?
Sijalica sa užarenom niti (električna)
nije efikasna, jer se 90% energije gubi
kao toplota, a samo 10% se koristi
za proizvodnju svetlosti. Ovo je veliko
rasipanje ako uzmemo u obzir da su naši
energetski resursi ograničeni (ako želite
da saznate više o ovoj temi, pročitajte
naš članak „Energija“). Rasipanje se
mora zaustaviti što je pre moguće, te je
Evropska komisija usvojila Zelenu knjigu
i pokrenula konsultacije o osvetljenju
koje je ekološko i štedi energiju. Cilj
je da se do 2020. smanji potrošnja
energije povezana sa osvetljenjem za
20% u zemljama Evrope. Distribucija
klasičnih električnih sijalica postepeno
će se smanjivati dok sasvim ne prestane
u okviru Evropske unije u narednih pet
godina, te je sijalice u domaćinstvima,
kancelarijama i javnim prostorima
potrebno zameniti energetski efikasnim
izvorima svetlosti. Tokom poslednje
decenije, štedljive halogene sijalice, u
koje se stavlja halogen (jod ili brom)
Sijalica sa užarenom niti
(električna) NIJE EFIKASNA,
jer se 90% energije gubi kao
toplota, a samo 10%
SE KORISTI za
proizvodnju svetlosti.
takođe se sve češće koriste. Takvo
sijalično vlakno ima višu temperaturu
od sijaličnog vlakna tungsten sijalice,
pa je stoga sijalica napravljena od
tvrdog stakla ili kvarca. Ekonomične
fluorescentne sijalice takođe su prilično
popularne, a u njima se vidljiva svetlost
stvara otpuštanjem gasne mešavine
žive i argona između sijaličnih vlakana,
što dovodi do UV zračenja kojim se
fosfor u fluorescentnoj sijalici dovodi
u pobuđeno stanje te isijava vidljivu
svetlost. Najperspektivnija alternativa je
LED (dioda koja emituje svetlost) ili njena
organska verzija OLED (organska dioda
koja emituje svetlost), koja je poznata i
kao izvor svetlosti u čvrstom stanju (SSL).
?
Da li znate
• Verovali ili ne, sijalice koje
funkcionišu po istom principu
koji je Edisonizmislio u 19.
veku koriste se čak i danas na
mnogim mestima.
46
LED i OLED
Sve češća primena LED svetiljki i
OLED tehnologije je neosporna, one
imaju nekoliko prednosti u odnosu
na klasične električne sijalice. Prvo,
energetski su efikasnije, adrugo, njihov
vek trajanja može biti 40–60 godina.
U LED izvorima svetlosti, svetlost
stvara dioda povezana na električnu
struju koja pobuđuje elektrone atoma
u sastavu diode, podstičući ih da
prelaze na više energetske nivoe (orbita
elektrona); a kada se vrate na svoj
originalni energetski nivo oni emituju
fotone, zapravo svetlost.
Razlika između LED i OLED sijalica je
u slovu „o”, koje znači „organska”. Dok
LED sijalice koriste sićušne kristale
od, na primer, galijum-nitrida, OLED
sijalice napravljene su od organskih
jedinjenja sličnih pigmentu koja se
obično koriste za oblaganje osnovnog
materijala putem taloženja. Organske
diode koje emituju svetlost (OLED)
stvaraju svet u kome su moguće
svetleće tapete i prozorska stakla koji
se noću pretvaraju u izvor svetlosti.
Stručnjaci su uvereni da će u narednih
nekoliko godina ove perspektivne
štediše energije dovesti do revolucije u
oblasti osvetljenja. Očekivanja od OLED
sijalica su velika. Od njih se očekuje da
postanu efikasnije od svih postojećih
izvora svetlosti i da jednog dana budu
u stanju da pretvore skoro 100% svog
energetskog snabdevanja u svetlost.
Razlika između LED i OLED sijalica je u
slovu „o”, koje znači „organska”.
47
Pametni izvor
svetlosti
LIFX pametni izvor svetlosti osvojio
je zlatnu medalju na dodeli Edisonovih
nagrada za osvetljenje 2014. U pitanju
je štedljiva LED sijalica sa promenljivom
bojom koja ima WIFI, pa se zato
može kontrolisati pomoću pametnog
telefona preko besplatne aplikacije. To
korisnicima omogućava neverovatno
iskustvo: 16 miliona boja, osvetljenje i
efekti koji se mogu programirati, ali se
rasveta može uskladiti čak i sa našom
omiljenom muzikom. Svetlosni fluks
od maksimalno 1000 lumena može se
koristiti do 25 godina.
Svetlosni fluks od
maksimalno 1000 lumena
može se koristiti
do 25 godina.
48
Novi načini
za osvetljavanje
Izvanredna prednost OLED tehnologije
može se delotvorno i kreativno primeniti u
potrošačkoj elektronici od strane programera.
Zamislite savitljiv TV koji se može urolati!
Primena je moguća, OLED ekran je ugrađen
u tanki plastični sloj. Mogućnosti su skoro
neograničene. Naučnici i programeri kompanije
BASF već su napravili izvor svetlosti koji
je tanak i postavlja se na krov automobila
pa funkcioniše kao solarni panel, a inače
funkcioniše i kao izvor svetlosti, i ukoliko se
isključi, potpuno je providan. Takav automobil
sa „staklenim krovom“ prikuplja energiju tokom
dana, a uveče osvetljava unutrašnjost vozila.
49
Kako funkcioniše
OLED?
ac
36
u
GO 5 D
bi
ljk
7, e od
DI AN
6 oko
ŠN A
m
JE
et
ar
a
las
sa
DN 22 lata, ke
EV SA lj, bos
NO TA iljak i v
a
st
u
len
ra
LED svetlo može se efikasno koristiti i u drugim
oblastima, recimo kada je u pitanju gajenje biljaka
u zatvorenom prostoru, ono može savršeno
imitirati sunce. Na oglednoj stanici udruženja
Američke zelene farme zelena salata, kelj,
bosiljak i vlasac uzgajaju se u prostorijama sa
klimatizacijom i veštačkim LED osvetljenjem.
Oni rastu 22 sata dnevno, 365 dana godišnje,
izrastajući u biljke od oko 7,6 metara netaknute
štetočinama i okupane čudnim ružičastim
svetlom. Takvo svetlo, naravno, nije isto kakvo
uobičajene LED sijalice zrače već ima talasnu
dužinu zraka koja je neophodna za rast biljaka.
Ovo rešenje posebno je dobro za male vrste sa
listovima, ali će nauka verovatno razviti veštačko i
blagotvorno svetlo i za žitarice koje se proizvode
u velikim količinama, poput kukuruza i pšenice.
njih, elektroni i pozitivna naelektrisanja idu ka
sredini sendviča i sjedinjuju se. Time izazivaju
sijanje ugrađenih molekula. Pošto su organski
slojevi veoma osetljivi na vodu i kiseonik, moraju
biti inkapsulirani radi njihove zaštite.
ze
OLED sijalica je napravljena kao sendvič, sa
punjenjem od izuzetno tankih slojeva organskih
materija. Ti slojevi postavljaju se između pozitivno
naelektrisane anode i negativno naelektrisane
katode. Kada se električna struja propusti kroz
50
Činjenice i brojke
Uz klasične električne
sijalice, halogene sijalice
i štedljive sijalice, veliki
deo energije pretvara
se u toplotu umesto
u svetlo – površina
električne sijalice od 100
vati, recimo, dostiže
temperaturu od više od
200°C (392°F) kada je
upaljena. Nasuprot tome,
OLED sijalice na kojima
se radi u Drezdenu
ostaju na oko 30°C
(86°F), tako da su uvek
bezbedno hladnije od
temperature tela.
5-10
OLED traje 5–10 puta duže od
klasične inkadescentne sijalice.
40.000
Broj sati koji LED može da traje.
10.000
Broj sati koji OLED trenutno
može da traje.
51
Pametan dom,
pametno osvetljenje
Automatizacija je naravno zahvatila i
oblast osvetljenja. U pametnom domu,
koji je opremljen inteligentnim sistemom
konrole, ne samo da možemo da
palimo i gasimo svetlo, ili upravljamo
intenzitetom svetla već se i lična
podešavanja takođe mogu sačuvati.
Omiljena podešavanja mogu se iskoristiti
u bilo kom trenutku, i sve svetiljke u
kući mogu se podesiti jednim dodirom
prema našem raspoloženju, dobu dana
ili aktivnostima koje obavljamo.
Ipak, potencijalna OLED tehnologija
predstavlja mnogo više od samo
svetiljki i programa rasvete. Svetlo tih
svetiljki je prijatnije, blaže i ugodnije
od bilo kog drugog izvora svetlosti, te
ga zato naučnici nazivaju „svetlo za
blagostanje“. Tajna njegovog faktora koji
čini da se dobro osećamo leži u načinu
na koji svetiljke zrače. Nasuprot svim
drugim starim i postojećim izvorima
veštačkog svetla, OLED svetiljke ne
emituju svetlost iz jedne tačke – one su
ravan izvor svetlosti. Kod OLED sijalica
takođe je moguće regulisati temperature
boje i prilagođavati svetlo dobu dana.
Znači, moguće je imati toplu belu
svetlost za jutarnje i večernje sate, a
hladnu belu preko dana.
Svetlo tih svetiljki
je prijatnije,
blaže i ugodnije
od bilo kog
drugog izvora
svetlosti, te ga
zato naučnici
nazivaju „svetlo
za blagostanje“
52
Plavo pitanje
Samo prava mešavina crvene,
zelene i plave svetlosti stvara
belo svetlo organske diode koja
emituje svetlost (OLED). Ipak, sve
do sada su proizvođači morali da
koriste plavu boju koja je relativno
neefikasna. Fluorescentni emiteri
koji se trenutno mogu naći na tržištu
pretvaraju najviše četvrtinu energije
u svetlost, a ostatak se pretvara u
toplotu. Hemičari kompanije BASF
stoga su počeli da traže rešenje za
Još jedno svojstvo OLED sijalica
inspiriše i dizajnere osvetljenja. One su
napravljene od veoma tankih organskih
materijala, te bi u budućnosti moglo biti
moguće postavljati ih na tapete, plafone
ili prozore, a da se zadrži uobičajen
izgled tih površina. To bi omogućilo
da se na plafonu stvori savršena iluzija
letnjeg neba, ili da zid postane virtuelna
livada u proleće. Kada se isključe,
OLED sijalice su bele, reflektujuće
ili providne – te se mogu koristiti za
pravljenje prozorskih stakala koja
propuštaju sunčevu svetlost danju, a
onda se pretvaraju u ravne lampe noću.
Diode niske snage mogu inspirisati ne
samo dizajnere već se mogu koristiti i
u modi, oblasti nameštaja i nakita, ili u
„plavi problem“ pre nekoliko godina.
Otkrili su molekule koji isijavaju plavo
i koji mogu da pretvaraju skoro
kompletnu energiju u svetlo. Ti
molekuli pripadaju visoko efikasnim
fosforescentnim emiterima koji se
koriste u OLED tehnologiji. Ipak,
postoji i jedna prepreka: oni traju
samo nekoliko minuta. Očekuje
se da će 2016. BASF-ova plava
tehnologija ostvariti neophodnu
dubinu boje za industriju displeja.
finim umetnostima. Prirodno svetlo koje
čini da se osećamo dobro takođe bi se
moglo koristiti u bolnicama i operacionim
salama u budućnosti. I muzeji su takođe
izrazili interesovanje za blage izvore
svetlosti bez UV zraka i emisije velike
toplote. Japan se već nalazi jedan korak
ispred – tamo već postoje izložbene sale
opremljene OLED svetiljkama.
53
Biljke koje svetle – biljke
koje proizvode svetlo kao svetiljke
Možda zvuči neverovatno, ali moguće je
da nam u budućnosti neće biti potrebne
ulične svetiljke. Umesto toga, svetlost
će obezbeđivati biljke koje rastu pored
puta. Tim istraživača u San Francisku
radi na proizvodnji svetlećih biljaka putem
sintetičke biologije. Prema planovima,
sintetički DNK segmenti zasnovani na
DNK svitaca i svetlećih morskih bakterija
biće usađivani u biljke.
Laser kao izvor
svetlosti
Za većinu nas, laser je raznobojna
mešavina treperave svetlosti, ali ne
mislimo svi isto. Stiven Denbars (Steven
DenBaars), naučnik sa Univerziteta
Kalifornija u Santa Barbari, misli da bi
lasersko svetlo moglo savršeno zameniti
tradicionalne svetiljke, na primer, ceo
plafon sobe mogao bi biti osvetljen kao
da je jedan veliki svetlarnik. Ili zamislite
svečane sale u hotelima sa desetinama
ili stotinama sijalica zamenjenim samo
malim brojem ultra sjajnih izvora svetlosti.
Na prvi pogled, čini se da ne postoji
ništa zajedničko između toplog sjaja
klasične električne sijalice, koja stvara
svetlost zagrevajući sijalično vlakno dok
ne dođe do belog usijanja, i lasera, koji
generiše svetlost kroz proces optičke
amplifikacije, bazirane na stimulisanoj
emisiji elektromagnetnog zračenja i
stvorenoj svetlosti na jednoj talasnoj
dužini i koji usmerava fokusirani snop ka
minijaturnom cilju. Zajednička osnova
je LED tehnologija—ispada da je vrsta
lasera na kojima Denbars radi zasnovana
na postojećim diodama koje emituju
svetlost i koje se nazivaju „laserske
diode“.
na svaku stranu LED sijalice i ona se
razlaže na laser. Kada se refleksija
pokreće napred-nazad dobija se efekat
samplifikacije, i od redovne emisije prelazi
u stimulisanu emisiju – poput lavine.
Najbolje laserske diode su isto tako
efikasne u pretvaranju električne energije
u svetlost kao i LED svetiljke kupljene
u radnji, ali uz jednu veliku razliku: u
lasersku diodu se može upumpati više
od 2.000 puta više električne energije. U
teoriji, to znači da laserska dioda može
da proizvede 2.000 puta više svetla po
kvadratnom centimetru.
To je veoma slično LED sijalici. Materijali
su isti, ali se stavljaju dva ogledala
54
Prirodno svetlo
je važno!
Najekonomičniji izvor svetlosti je,
naravno, Sunce, koje moderna
arhitektura pokušava da iskoristi
pomoću staklenih atrijuma i krovova.
Veoma jednostavno rešenje koje
postaje sve uobičajenije jeste uvođenje
direktne sunčeve svetlosti u stanove.
To nije ništa novo, jer se ovo kreativno
rešenje često koristi u tehnički
nerazvijenim oblastima: iskorišćena
PET boca puni se vodom i dodaje
se mala količina izbeljivača da bi se
tečnost sterilisala i ostala bistra.
Boca se onda vertikalno postavlja u
rupu napravljenu u krovu, osigurava se
da ne bi pala i učvršćuje se gumom.
Improvizovana svetiljka je spremna.
Kada sunce zasija na bocu, voda u
njoj prelama svetlo i osvetljava
unutrašnjost prostorije bez upotrebe
električne energije.
Moderniji pristup je uvođenje sunčeve
svetlosti u prostoriju putem solarne cevi
koja funkcioniše kao aktivna prizma.
Ona se ugrađuje direktno u krovnu
konstrukciju. Sa spoljašnje strane
postoji kolektor za svetlost, iz koga
svetlo putuje ka drugoj strani cevi, koji
se već nalazi u prostoriji, sa ogledalima.
Najnaprednije strukture mogu proslediti
svetlo čak 6 metara bez gubitka. Stoga
se prostorija bez prozora, površine do
25 kvadrata može lako osvetliti pomoću
sunčeve svetlosti.
LED sijalica koja je dobila
Nobelovu nagradu
Godine 2014.Nobelova nagrada za fiziku
dodeljena je dvojici japanskih i jednom
američkom naučniku. Dobili su je Isamu
Akasaki, Hiroši Amano i Šudži Nakamura –
„za izum efikasnih dioda koje emituju plavu
svetlost čime su omogućeni jarki izvori
bele svetlosi koji štede energiju”. Naučnici
ovenčani nagradom učinili su epohalno
otkriće ranih devedesetih godina.
Prve diode koje emituju svetlost, tj. LED,
napravljene su šezdesetih godina prošlog
veka. One su proizvodile samo infracrvenu
svetlost: sada ih možete naći u daljinskim
upravljačima. Naučnici su pravili sve jače i
jače LED sijalice, a onda su se i crvene pa
zelene LED sijalice pojavile na skali talasnih
dužina. Ipak, plava svetlost se opirala i nije
bilo moguće napraviti diodu koja emituje
plavu svetlost, a bez plave komponente
nije moguće proizvesti ni belu svetlost.
Plave LED sijalice sa galijum nitridom
proizvedene pre dvadeset godina bile
su prve koje su mogle da proizvedu jaku
svetlost, tako da se napokon otvorio put
za kombinovanu (crvena + zelena + plava)
proizvodnju LED sijalica sa belim svetlom.
55
Nove perspektive u transportu
Transport je postao važan deo našeg svakodnevnog života – pa ipak
on koristi veliki deo energije i dovodi do velikih emisija zagađivača;
izduvni gasovi iz stotina miliona automobila zagađuju vazduh svakog
dana. Postaje očigledno da je neophodno da održivi razvoj uključi
revoluciju transporta, a u tome nam nauka može pomoći.
Naši saputnici svakog dana:
automobili
Automobili su tokom proteklih stotinak godina postali deo
našeg svakodnevnog života – i to toliko da ne možemo ni
zamisliti šta bismo radili da nam nisu na raspolaganju. Sve
veći broj motornih vozila u velikoj meri doprinosi osiromašenju
rezervi nafte i uglja, tj. izvora fosilne energije jer automobili
uglavnom idu na benzin ili dizel koji se dobijaju iz mineralnih
ulja. Takođe, izduvni gasovi koji nastaju sagorevanjem fosilnih
goriva sadrže ugljen-dioksid, ugljen-monoksid, azotne
okside i ugljovodonike koji zagađuju vazduh. Prema nekim
procenama, 2021. na putevima širom sveta biće oko 1,2
milijarde automobila, što je skoro 300 miliona više nego sada.
Danas je transport odgovoran za 50% ukupnog zagađenja
vazduha, te je drastično smanjenje jedan od najvećih izazova.
56
Činjenice i brojke
Svakog dana na
putevima se nađe
95.500 novih automobila.
Na putevima širom
sveta će 2021. biti oko
1,2 milijarde automobila.
Udeo motornih vozila u
zagađenje vazduha u
Evropi iznosi 40%.
Više od 80% razdaljina
koje automobili pređu u
Evropi kraće su od 20
kilometara.
Renesansa
bicikala
Mnogi prelaze sa četiri na dva točka – neki da bi zaštitili
životnu sredinu a drugi da bi se jednostavno prevezli od
od kuće do škole ili posla. Interesantno je da se godišnje
proizvodi duplo više bicikala nego automobila, a u prošloj
deceniji se prodalo više bicikala nego ikada pre. Postoje
narodi koji tradicionalno rado koriste bicikle, kao što su
Holanđani: u Holandiji ima više bicikala nego stanovnika.
U Kini i zemljama jugoistočne Azije situacija je slična, iako
se tamo, zbog većih razdaljina, koriste i električni bicikli.
Na sve veću popularnost biciklizma ukazuje i rastući broj
specijalnih materijala i kao sve moderniji dizajn čime bicikli
postaju udobniji, bezbedniji i jedinstveni. Jedna od novina
jesu ramovi za bicikle od drveta ili bambusa, koji su izuzetno
fleksibilni i izdržljivi.
Kompanija BASF, koja se bavi razvojem inovativnih
materijala takođe je napravila sopstveni koncept bicikla
koji spaja sećanje na prošlost i obećanje budućnosti. Bicikl
„Koncept 1865“ izgleda kao bicikli koji su se pravili pre 150
godina, ali se sastoji od 24 dela mašinske plastike visokih
performansi, posebne pene i materijala od epoksidne smole
i poliuretana, što čini ove bicikle jedinstvenim ne samo po
izgledu već i po ugođaju koji pružaju korisnicima.
57
Električni automobil – vozilo
budućnosti?
Proizvođači automobila i dobavljači
pokušavaju da otkriju kako da smanje
sveukupnu potrošnju goriva i emisije
uprkos naglom porastu upotrebe
automobila. Prvo rešenje koje su
stručnjaci ponudili bila je konstrukcija
električnih vozila koje pomoću
akumulatora na punjenje pokreće
električni motor. Na drumovima širom
sveta prvo su se pojavila hibridna vozila
koja kombinuju motor sa unutrašnjim
sagorevanjem i električni motor radi
smanjenja potrošnje goriva i emisija.
Njihova prednost je što efikasno koriste
električni pogon u gradskom saobraćaju
u kome su razdaljine kratke, a prebacuju
se na tradicionalni motor za duže
razdaljine i veće brzine.
Ključni deo električnog automobila
jeste akumulator u kome je pohranjena
?
energija. Veliki napredak postignut je
uvođenjem litijumskih akumulatora koji
su daleko snažniji od prethodnih modela.
Jedno punjenje dovoljno je da se pređe
150–200 km, što je više nego dovoljno za
prosečnu gradsku vožnju – a automobil
se uveče može priključiti na punjač, isto
kao i naši mobilni telefoni. Ipak, naučnici
sanjaju o tome da pronađu rešenje
pomoću koga će jedno punjenje biti
dovoljno i za veće razdaljine. Inženjeri
hemijske kompanije BASF rade na
sledećim generacijama akumulatora.
Kombinacija litijuma i sumpora ili vazduha
mogla bi da omogući veću gustinu
energije akumulatorima, što znači da
bi automobil mogao da pređe i 400
kilometara sa samo jednim punjenjem.
Drugo rešenje za poboljšanje efikasnosti
punjenja mogao bi da bude novi tip
Da li znate
• Nije tačno da su električni automobili spori. Jedan
od najbržih električnih automobila na svetu je Rimac
Concept One, koji je napravio mladi hrvatski pronalazač
Mate Rimac, i koji može da ide brzinom od 300 km/h
pomoću motora od 1088 konjskih snaga.
hibridnih „plug-in“ električnih vozila
(PHEV). Ti automobili imaju jači
akumulator i mogu se puniti preko
električne utičnice. PHEV vozila takođe
imaju motor sa sagorevanjem, koji
pomaže i pri punjenju električnog
akumulatora i funkcioniše kao pojačivač
dometa, ali njegovo korišćenje je znatno
minimizirano povećanim kapacitetom
akumulatora. Karoserije koje skladište
energiju takođe su inovacija koja obećava.
Neke evropske kompanije trenutno se
bave istraživanjem i testiranjem karoserija
koje mogu skladištiti energiju i puniti
se brže od postojećih konvencionalnih
baterija. Karoserije koje se testiraju
napravljene su od polimerskih vlakana i
ugljenog katrana dovoljno otporne da se
koristi za vozila i dovoljno savitljive da se
može oblikovati u panele.
Činjenice i brojke
500.000 – broj
električnih
automobila na
svetu. +100%
– projektovano
povećanje
broja električnih
automobila do
2022. godine.
2040. godine
– svaki drugi
automobil biće
hibrid.
58
Elektrana na vodonik
u automobilu
Obećavajuća prilika za pojavu ekoloških automobila koji ni
malo ne zagađuju okolinu jeste gorivna ćelija koja stvara
električnu energiju u samom automobilu putem hemijske
reakcije između vodonika i kiseonika. Hemijska energija iz
reakcije ova dva elementa pretvara se u struju, toplotu i vodu
– auspuh emituje samo paru. Automobili sa gorivnim ćelijama
imaju domet vožnje koji se može uporediti sa postojećim
benzinskim motorima. Oni nude iste performanse i domet
vožnje kao i tradicionalna vozila – iako naučnici moraju da
prevaziđu niz izazova. Moraju pronaći prostor u automobilu
za ugradnju velikog rezervoara za vodonik i smanjiti težinu
gorivne ćelije. I na kraju, što je podjednako važno, mora se
izgraditi lanac pumpi na kojima se automobili sa gorivnim
ćelijama mogu napuniti vodonikom umesto benzinom.
59
Letelica na vodonični pogon
– sada je takođe realnost
Pre nekoliko godina, Nemački vazduhoplovni centar (DLR)
i Lange Avijacija napravili su prvu letelicu na vodonični
pogon, Antares DLR-H2. Mala motorna jedrilica skoro
da je bešumna i ne emituje dim, samo paru. Suština
sistema gorivne ćelije, koja se ugrađuje ispod krila, jeste
sklop membrane i elektrode koji je napravila kompanija
BASF, a koji je revolucionaran zato što omogućava radnu
temperaturu čak do 180°C na taj način čineći brojne
skupe delove, uključujući i rashladni sistem, nepotrebnim.
Nemački vazduhoplovni centar planira da ugradi ovu
inovativnu gorivnu ćeliju i u putnički avion Airbus A320
radi unapređenja efikasnosti napajanja ovih velikih letelica.
Hemija u
automobilima
Nema sumnje da je jedan od glavnih uslova za automobile
budućnosti pažljiv odabir materijala: naučnici se moraju
postarati za to da karoserije budu bezbedne, udobne i
što lakše moguće. Ovaj poslednji izazov je onaj sa kojima
se inženjeri koji dizajniraju Formulu 1 takođe suočavaju:
oni žele da smanje težinu automobila zbog velikih brzina,
a kada je u pitanju svakodnevni transport, prednost
automobila „lakih kao pero“ leži u manjoj potrošnji.
Inovativna plastika, koju izrađuje hemijska industrija,
koristi se veoma često u svrhu postizanja manje težine.
Činjenice i brojke
Savremeni automobili
već se izrađuju od oko
15% plastike.
Za nekoliko godina
taj procenat može se
povećati na 25%.
60
61
Već smo naviknuti na plastiku u unutrašnjosti automobila, ali sve
veći broj drugih delova, uključujući i poklopce i delove motora,
pravi se od tehničke plastike. Jedinica kompanije BASF koja se
bavi auto-industrijom napravila je čitav niz plastičnih materijala
sa posebnim karakteristikama u smislu otpornosti na toplotu,
poput stabilnih delova sistema za cirkulaciju ulja, ili u smislu
visoke fleksibilnosti, zbog čega se mogu koristiti i za mehaničke
delove motora. Druga revolucionarna inovacija nemačke
kompanije koja se bavi hemijskom industrijom jeste naplatak
točka od plastike visokih performansi, koji omogućava značajno
smanjenje od 3 kilograma kada je u pitanju težina svakog točka.
Nasuprot tradicionalnim, poliamidnim kompozitnim materijalima,
nova plastika sadrži dugačka ojačana staklena vlakna, koja
omogućavaju maksimalnu toleranciju za istezanje. Plastični
točkovi automobila pripremljeni su za električni automobil smart
forvision, u saradnji sa kompanijom Daimler. Vrata i drugi elementi
šasije ovog malog četvorotočkaša napravljeni su od kompozitnog
materijala visokih performansi, epoksi smole ojačane ugljeničnim
vlaknima, što ovaj auto čini upola lakšim od onog napravljenog
od tradicionalnih materijala. Ovakav proizvod uključuje i najnovije
inovacije u oblasti proizvodnje automobila, i to:
Infracrvena
reflektivna folija
Nova infracrvena-reflektivna folija stavlja se
na šoferšajbnu i prozore i štiti unutrašnjost
automobila od zagrevanja.
Kompozitne
komponente visokih
performansi
Putničke ćelije i druge komponente poput
vrata napravljene su od eposki smole
ojačane ugljeničnim vlaknima – što je
kompozitni materijal visokih performansi.
Takvi materijali omogućavaju uštedu u težini
veću od 50% u poređenju sa čelikom.
Izolacione pene
visokih performansi
Izolacione pene visokih performansi
kompanije BASF ugrađuju se u karoseriju.
One pomažu da se u kolima stvori
prijatna klima.
62
Providni solarni
krov
Čak i pri lošem svetlu, šestougaone
providne organske fotonaponske ćelije
(OPV) stvaraju dovoljnu količinu energije
za pokretanje multimedijalnih komponenti
i ventilatora koji pomažu pri upravljanju
klimom. Providne organske svetleće
diode (OLED) osvetljavaju unutrašnjost
kada se vrata otvore ili pritiskom na
dugme. Kada se isključe, omogućavaju
jasan pogled spolja.
Infracrveni reflektivni
zaštitni slojevi
Infracrveni-reflektivni sistem zaštitnih
slojeva koji su otporni na ogrebotine
podržava sistem za upravljanje
temperaturom. Zahvaljujući posebnim
pigmentima kompanije BASF, tamni
elementi enterijera takođe su
zaštićeni od zagrevanja.
Naplatak od
plastike
Prvi na svetu naplatak od plastike od
novog materijala visokih performansi štedi
tri kilograma težine po točku. Nova pla­
stika ima unapređena svojstva: izvanrednu
toplotnu i hemijsku stabilnost, dinamičnu
snagu, čvrstinu i odlične karakteristike za
kontinuirano funkcionisanje.
63
E-teksili
E-teksili su tanke tkanine sa provodnim
slojevima prilagođenim po meri. Oni
zamenjuju konvencionalno grejanje
sedišta. Sa direktnim grejanjem blizu tela,
u naslonima sedišta, oni stvaraju prijatan
osećaj toplote.
Multifunkcionalno
udobno sedište
Sedišta imaju jedinstvenu kombinaciju
kontole temperature i laganog dizajna.
Nova samonoseća plastična školjka
predstavlja osnovu sedišta. Pena na
sedištu pruža i udobnost i uštedu u težini.
Vunena tkanina sadrži super apsorbente
koji dodatno unapređuju udobnost time
što upijaju vlagu.
64
Nešto novo što bi
zamenilo benzin
Naučnici odavno rade na automobilu koji
bi pokretalo gorivo drugačije od benzina
i dizela. Trenutno su bioetanol i biodizel
najčešća alternativna goriva, a ona
se dobijaju od biljaka koje se uzgajaju
posebno u tu svrhu, pre nego od fosilnih
izvora energije iz dubina Zemlje. Da bi
se napravio bioetanol koriste se tzv.
energetske kulture, poput cvekle ili
kukuruza, a biodizel se proizvodi iz biljaka
sa velikim sadržajem ulja, najčešće
repice ili suncokreta. Ipak, da bi se
dobila ova goriva potrebne su ogromne
količine biljaka: za proizvodnju 100 litara
bioetanola, potrebno je više kukuruza
nego što jedan čovek može da pojede
za godinu dana. Zato se biogoriva ne
mogu zaista smatrati ekološkim – čak
i ako automobil emituje nešto manje
zagađivača ukoliko radi na biljno gorivo.
Najperspektivnije gorivo je nijedno
drugo do vazduh. Pežo i Citroen su
zajedno napravili hibridni automobil
koji pokreće hidraulični sistem na bazi
komprimovanog vazduha. Automobil
takođe ima benzinski motor koji
se uključuje u trenucima velikog
opterećenja, na primer na uzbrdicama
ili pri velikim brzinama. Automobil pod
nazivom Hybrid Air biće u prodaji od
2016. godine.
Novi izgledi za
transport budućnosti
Graditelji
gradova
budućnosti
smatraju da
će se naš stav
prema putničkim
automobilima
neminovno
promeniti.
Ljudi će prestati da gledaju na svoje
automobile kao na lično vlasništvo, te će
deljenje automobila postati uobičajeno.
Preteče ovog pristupa jesu mreže
za skupljanje putnika koji idu na isto
odredište kao i vlasnik automobila. Jedna
od najpopularnijih takvih zajednica je
Uber, a sada postoji u nekoliko zemalja
Srednje Evrope. Suština je da aplikacija
na mobilnom uređaju prikazuje slobodne
Uber vozače u našoj blizini koje možemo
pozvati baš kao i taksi – ali po nižoj tarifi,
i ponekad čak i da delimo auto sa drugim
sličnim putnicima.
Nove navike za korišćenje automobila
zahtevaju i nove tipove automobila:
auto budućnosti biće mnogo lakši od
prethodnih modela, biće mu potrebno
veoma malo energije i imaće manje
uticaja na životnu sredinu. Sigurno je da
će se prevoz u okviru metropola odvijati
automobilima koji rade bez vozača,
sa unapred definisanim rutama, a pod
kontrolom GPS-a. Ova automatska
vozila za lični brz tranzit (PRT) idu po
šinama ili magnetnim rutama i prevoze
maksimalno od 3 do 6 putnika koji mogu
izabrati svoju destinaciju duž unapred
definisane rute. Iako to može zvučati
futuristički, u svetu već funkcioniše više
od deset takvih PRT sistema. Najstariji i
najveći PRT sistem na svetu nalazi se na
Univerzitetu Zapadne Virdžinije i prevozi
studente i posetioce do određenog broja
popularnih odredišta u gradu. Osim
toga, takva mala automatizovana vozila
takođe se koriste na aerodromu Hitrou
u Londonu i Masdar Sitiju, eko-gradu
koji je trenutno u izgradnji u Ujedinjenim
Arapskim Emiratima.
Uobičajena putnička vozila bez vozača
nisu više naučnofantastični prizori:
Guglovi automobili bez vozača Toyota
Prius ne samo da snimaju slike puta već
njihove kompjuterizovane mape vide i
znake na putevima, nalaze alternativne
pravce i vide semafore pre nego što ih
ljudi mogu videti. Pomoću lasera, radara
i kamera, automobili mogu analizirati i
obrađivati informacije o okruženju brže
od ljudi. Inženjeri kompanije Gugl već
su testirali auto koji samostalno vozi na
više od 300.000 kilometara državnih
autoputeva i puteva.
Javni prevoz nije izuzetak kada je u
pitanju uvođenje inovacija. U toj oblasti
su najperspektivniji magnetni vozovi, koji
se nazivaju i „maglevi“. Takva vozila su
potpuno ekološka, jer ih pokreću i njima
upravljaju magnetna polja. Koristeći ovu
tehnologiju, vozovi mogu da idu brzinom
većom od 400 km/h, bezbedno i skoro
bešumno. Danas se „maglev“ vozovi
koriste u Nemačkoj, Japanu i Kini, a
najbrži od njih prelazi razdaljinu od 30
kilometara za 7 minuta. Tradicionalnim
vozovima bi bilo potrebno barem tri puta
više vremena.
Električni autobusi takođe postaju
uobičajeni a naučnici takođe ulažu
kontinuirane napore da unaprede njihove
karakteristike. U Holandiji, recimo, izvode
se eksperimenti za super autobus, koji
radi na litijum-polimerski akumulator,
koji je u velikoj meri sličan ogromnom
sportskom automobilu, i može da preveze
23 putnika brzinom od 250 km/h.
65
Činjenice i brojke
U velikim
gradovima 90%
ljudi redovno
koristi javni
prevoz.
Leteći
automobil
Prvi leteći automobil
prošao je prve probne
letove i uskoro će
otpočeti njegova serijska
proizvodnja. Za 30
sekundi Terrafugia
Transition se od
normalnog automobila
pretvara u malu dvosed
letelicu. Kada poleti sa
punim rezervoarom, vozilo
ima domet leta od 644
km i krstari brzinom od
185 km/h.
A sada je tu i nebo
Vazdušni saobraćaj koji je u stalnom porastu takođe predstavlja
izazove za naučnike: kako učiniti funkcionisanje vazduhoplova manje
zagađujućim. Oko 90 hiljada letova prevozi putnike širom sveta svakoga
dana, te se tako emituju velike količine ugljen-dioksida, koji pojačava
efekat staklene bašte, a koriste se ogromne količine goriva, kerozina,
koji se dobija preradom nafte. Ti avioni koriste oko 30 hiljada litara goriva
tokom dvočasovnog leta što je dovoljna je da se šesto puta napuni
rezervoar prosečnog automobila.
Zamena kerozina alternativnim gorivom bila bi veliki korak ka održivosti
vazdušnog saobraćaja. Biogoriva za avione proizvode se na nekoliko
lokacija: u Holandiji, recimo, planiraju da udvostruče kapacitet lokacije
Roterdam Bio Port do 2020. godine sa namerom da smanje emisiju
CO2 iz letelica za 80% tako što će koristiti njihovo održivo gorivo. Još
jedan tekući projekat pod nazivom „GreenSky London“ ima za cilj da
upotrebi oko 500.000 tona otpada godišnje za proizvodnju 50.000 tona
avionskog goriva i istu količinu biodizela.
Vazdušni saobraćaj ne može se izolovati od korišćenja obnovljivih vrsta
energije, od kojih je najočiglednija upotreba solarne energije. Napajanje
preko solarnih panela već je realnost za neke manje letelice. Prvo takvo
vozilo na svetu Solar Impulse na svojim krilima ima 17.200 solarnih
panela koje prikupljaju energiju i prenose je do motora. Ova letilica već je
letela preko okeana i obleteće Zemlju 2015. godine.
Pokretanje velikih putničkih aviona putem solarnih panela, međutim, i
dalje je san. Naučnici će verovatno doći do hibridnog rešenja koje će
moći da održi veće avione u vazduhu koristeći različite vrste obnovljive i
ekološke energije.
66
Nauka u pogonskoj jedinici
Galvanska ćelija, akumulator,
gorivna ćelija slične su sa aspekta
funkcionisanja jer sve uključuju prenos
elektrona, tj. redoks reakcije. Suština
stvaranja energije jeste u tome da
se vezivanje i otpuštanje elektrona
razdvoje u prostoru tako da elektroni
moraju da struje od anode (oksidacija)
do katode (redukcija).
Ukoliko galvanska ćelija ostane bez
reagensa, više ne može da proizvodi
struju, što znači da je proces stvaranja
energije samo jednosmeran proces.
Što se tiče akumulatora, sličan proces
proizvodi energiju, ali taj proces je
električno reverzibilan, tj. akumulator
se može puniti. Na primer kod
litijumskih akumulatora, joni litijuma
prelaze (Li+) na negativnu elektrodu sa
ugljenikom tokom punjenja i teku do
pozitivne elektrode od metal oksida
tokom pražnjenja. U najnovijim litijumpolimerskim akumulatorima, tečna
elektroda zamenjena je posebnom
plastikom, te se tako mogu napraviti
veoma mali i fleksibilni izvori energije.
Najveća prednost gorivnih ćelija jeste
u tome što rade sve dok se dopunjuju.
To gorivo je najčešće vodonik, ali
postoje i modeli koji rade na metan i
metanol. Hemijski proces se praktično
sastoji od sagorevanja goriva, ali ne na
konvencionalan način: reagensi nisu u
međusobnom kontaktu već se prenos
elektrona odvija kroz membranu. Od
vodonika se tokom reakcije stvara
voda, dok se od jedinjenja ugljenika
stvara ugljen-dioksid.
67
Nauka je takođe zadužena za proizvodnju odgovarajuće
količine i kvaliteta hrane za rastući broj stanovnika na
svetu, a sve to bi trebalo raditi sa najmanjim uticajem na
okolinu kroz ceo lanac snabdevanja.
Pročitajte više o inovativnim naučnim rešenjima koja se
koriste u proizvodnji biljaka, sledećoj generaciji ambalaže
za hranu, a pogledajte i šta se dešava u pozadini kuhinje
budućnosti.
68
ODRŽIVI LANAC
ISHRANE
69
Kako nahraniti buduće generacije?
Nauka se možda nikada nije suočila sa tako teškim zadatkom kakav
je danas pred njom. Ona mora da postavi temelj za razvoj svetskog
stanovništva koje raste brzo i neujednačeno. Jedan od ključnih izazova
je obezbediti dovoljno hrane za ljudski rod na najodrživiji mogući način.
Glad i preterana
potrošnja
Potrebe čovečanstva za hranom značajno se povećavaju iz
godine u godinu. Potražnja za proteinima životinjskog porekla
raste za po 2 miliona tona godišnje, a potrebe ljudi za žitaricama
iznose dodatnih 26 miliona tona godišnje. Glavni razlog je rast
broja stanovnika: svake godine potrebno je nahraniti dodatnih
80 miliona usta. Činjenica je da je preterana potrošnja znatna u
razvijenim zemljama i da mnogi ljudi kupuju nepotrebne količine
hrane koja završava u đubretu a to takođe doprinosi povećanoj
potražnji za hranom. S jedne strane, prisutna je glad u zemljama
u razvoju u kojima poljoprivredna proizvodnja ne može da prati
rast broja stanovnika, te je stoga i nestašica hrane stalna. Ne
smemo zaboraviti ni na ljude koji pate ne samo zbog količine,
već i zbog kvaliteta hrane što znači da su pothranjeni zbog
nedostatka proteina, vitamina i mikronutrijenata.
Činjenice i podaci
Godišnja
potrošnja
čovečanstva
7 milijardi tona
žitarica – za koje
je potrebno 746
miliona hektara
obradive zemlje,
210 miliona
tona šećera,
259 miliona
tona masti.
70
Majka Zemlja pruža
hranu i život
Na neki način, zemljište je suštinski povezano sa našom
ishranom, iz njega dobijamo povrće, voće, a posledično čak i
meso (pošto životinje jedu stočnu hranu koja se proizvodi na
obradivim površinama). Ali, obradivih površina je sve manje jer
je rastućim gradovima i njihovoj aglomeraciji, kao i mrežama
puteva koje se ubrzano razvijaju, potrebno sve više zemlje.
Obradivo zemljište suočava se sa još jednim ozbiljnim
problemom, erozijom tla, što znači da je sadržaj hranljivih
materija u tlu smanjen. Uzgajanjem biljaka gubi se azot,
fosfor i kalijum iz tla. Pre mnogo vekova, ljudi bi jednostavno
ostavljali polja da se odmaraju i ništa nije bilo sađeno na
sveže požnjevenim oranicama. Sada proizvođači više ne
mogu da priušte nešto tako jer proizvodnja mora da ide u
korak sa rastućom potražnjom. Stoga, pored tradicionalnih
organskih đubriva, hemijska đubriva koja su posebno dobra za
nadoknađivanje gubitka hranljivih sastojaka iz tla igraju važnu
ulogu u plodnosti tla.
71
Inovativna zaštita tla
od globalnog zagrevanja
Sedamdeset osam odsto Zemljine
atmosfere sastoji se od atmosferskog
azota koji više biljke ne mogu direktno
da koriste. One za rast koriste nitrat iz
tla. Ali štetno je ukoliko zemljište sadrži
više nitrata nego što biljke mogu da
prime. U tom slučaju, bakterija iz tla
pretvara nitrat u gas staklene bašte pod
nazivom diazot monoksid (N2O), čiji su
efekti trista puta jači od ugljen-dioksida.
Inženjeri koji se u kompaniji BASF bave
istraživanjem nedavno su počeli da se
bave ovom problematikom i napravili
su inhibitor nitrifikacije koji, kada se
pomeša sa đubrivom, optimizuje proces
nitrifikacije u cilju omogućavanja da
koncentracija nitrata u zemljištu ne prelazi
potrebe biljaka. Ovo čini korišćenje
đubriva efikasnijim i značajno smanjuje
proizvodnju gasova staklene bašte.
Činjenice i podaci
Čak 80% zemljišta na svetu je
oštećeno. Degradacija zemljišta je
17 puta brža od njegove obnove. Sa
površine Zemlje godišnje nestaje čak
75 milijardi tona plodnog zemljišta.
72
Globalni izazov: učiniti
poljoprivredu održivijom
Održiva poljoprivreda znači da rukujemo
zemljištem koje nam je na raspolaganju koristeći
najmanju moguću količinu vode i energije,
pritom maksimalno smanjujući stvaranje otpada
i proizvodeći dovoljnu količinu hrane za ljude.
Poljoprivredna industrija već je razvila niz ideja
za održiviju ratarsku proizvodnju. Neke od
najvažnijih inicijativa su sledeće:
ar
Cirkul
Vertikalna bašta
o
r
ljop ivredn
o
p
o
U suvim oblastima sa malom
količinom padavina, usevi se
često uzgajaju na cirkuralnim
parcelama. Ova metoda naziva
se navodnjavanje sa centralnog
rasprašivača. Njegova prednost
je što koristi manje vode
od konvencionalnih tehnika
navodnjavanja.
Poljoprivredni inženjeri i graditelji
gradova budućnosti shvatili su
da snabdevanje građana hranom
može biti najekonomičnije ukoliko
se neke biljne kulture uzgajaju u
samim gradovima jer se na taj
način voće i povrće neće u gradove
dopremati iz udaljenih oblasti.
Pošto su gradovi prenaseljeni,
biljke mogu da rastu samo
vertikalno, pa se zato uzgajaju
u staklenicima oblakoderima
napravljenim specijalno u tu svrhu.
Osim toga, na zidovima kuća se
može videti sve više ukrasnih bašti.
Pored njihove estetske funkcije,
one takođe imaju svoju ulogu u
prečišćavanju gradskog vazduha.
jište
ml
ze
n
Akvaponija
Akvaponija je sistem proizvodnje hrane
koji kombinuje intenzivan uzgoj ribe u
akvarijumima (akvakultura) sa uzgojem biljaka
u vodi (hidrofonija), i koji igra važnu ulogu u
poljoprivrednoj revoluciji. Vodeni cirkulator
pokreće zatvoreni sistem koji upumpava vodu
iz akvarijuma sa organskim izlučevinama
životinja u koren biljaka, koje koriste hranljive
sastojke iz te vode. Biljke se uzgajaju na
ležištima sa šljunkom ili kuglicama gline
kroz koje voda polako teče, a prečišćena
voda vraća se u akvarijum u kome se
proces ponovo pokreće. Najveća prednost
akvaponije je u tome što je ona skoro u
potpunosti samoregulišuća. Njena efikasnost
može se poboljšati samo dodavanjem
bakterija i nadoknadom vode koja je isparila.
Podzemni
staklenici
U hladnijim oblastima, staklene bašte
često se ukopavaju u zemlju. Ti staklenici
kombinuju prednosti pasivnog solarnog
grejanja i tzv. zemaljskih brodova (Earthship):
izolacioni kapacitet zemlje je veoma dobar,
stoga ovakvi staklenici primaju i zadržavaju
solarnu toplotu koja ulazi u njih kroz stakla.
Na taj način se stvara topla, svetla i stabilna
sredina za rast biljaka preko cele godine.
73
?
Da li znate
• Poslednjih godina, zajedničke bašte
uspostavljene su u stambenim
naseljima u nekoliko velikih gradova
u Evropi, i u njima stanovnici uzgajaju
povrće, bilje i voće za sopstvene
potrebe. Postoje i mesta na kojima je
dozvoljeno držanje živine i pčela.
Kako biotehnologija
može da pomogne?
Inženjeri koji se bave razvojem i koji
sprovode istraživanja da bi omogućili
najveće prinose uz manje korišćenje
vode ili u ekstremnim vremenskim
uslovima, takođe se aktivno bave
borbom za održivost. Odeljenje
kompanije BASF za zaštitu bilja je na
čelu tog istraživanja. Njegovi zaposleni
napravili su biljke koje podnose stres i
koje su, na primer, otpornije na sušu.
Istraživači su ispitali kaktuse i mahovinu
iz toplih i suvih područja i pronašli
više od 100 gena koji su odgovorni
za stepen tolerancije biljaka na stres.
Studije su pokazale da biljke sa takvim
genima mogu da prežive dve nedelje
bez vode, dok se „normalne biljke“
suše. Nedavno su naučnici radili i na
hibridnim biljkama, koje bi pomogle
da se postigne ova tolerancija na sušu
i kod poljoprivrednih useva. Pored
toga, inženjeri kompanije BASF takođe
su napravili pesticidne proizvode koji
pomažu biljkama da budu otpornije na
bolesti i uticaj okoline, zbog čega se
postižu bolji prinosi.
Nauka može doprineti i postizanju
visoke hranljive vrednosti hrane,
što je posebno važno u zemljama u
razvoju gde je pothranjenost veoma
česta. Grupa za istraživanje hranljivih
sastojaka kompanije BASF proizvodi
nekoliko sastojaka koji se mogu
koristiti za poboljšanje kvaliteta hrane.
Ovi funkcionalni sastojci uključuju
vitamine i karotenoide, kao i omega-3
masne kiseline. Ti sastojci mogu se
koristiti i u tečnim i u čvrstim oblicima
prehrambenih proizvoda poput tipičnih
obogaćenih cerealija, mlečnih proizvoda
poput jogurta, kao i namirnica za
ishranu odojčadi i dece.
Nemačka kompanija je toliko posvećena
održivosti da je razradila metod
za holističku procenu održivosti u
poljoprivredi pod nazivom AgBalance™.
Njime se ocenjuje 69 indikatora sa
aspekta tri dimenzije – životne sredine,
društva i ekonomije. Na primer,
AgBalance razmatra ravnotežu hranljivih
materija u zemljištu, biodiverzitet vrsta
koje naseljavaju oranice, plus ostatke
u hrani i stočnoj hrani kao i fiksne i
varijabilne troškove. Prva AgBalance
studija analizirala je proizvodnju uljane
repice u Nemačkoj između 1998. i
2008. Rezultati pokazuju da je učinak
ukupne održivosti povećan za 40%.
74
Dronovi i nano
oblaci nad poljima
Precizna poljoprivreda je cilj na kome se već dugo radi. Ona
podrazumeva da se đubrenje, prskanje, polivanje i žetva mogu obavljati
što je preciznije moguće. Stoga se količina pesticida kao i goriva koje
kombajni troše mogu smanjiti, štaviše, i kombajni će manje zagađivati
okolinu ukoliko idu po preciznim trasama. Zato se tako često koristi
upravljanje poljoprivrednom mehanizacijom na osnovu sistema GPS jer
se parcele pomoću njega mogu preciznije obrađivati.
Ova oblast nudi mnoge uzbudljive mogućnosti. Kombinacijom brojnih
tehnologija i istraživanja, za poljoprivredno zemljište mogu se naći
veoma interesantna rešenja, kao što je primena nano oblaka. To su u
stvari majušni senzori koji mogu otkriti faktore iz okoline koji utiču na
proizvodnju useva, kao što su vetar, vlažnost, temperatura i sadržaj vlage
u zemlji, na do 30 ari zemlje. Takvi visokotehnološki bežični senzori već se
uspešno koriste u vinogradima u Kaliforniji.
Drugo sredstvo, koje se sve češće koristi, jeste dron, bespilotna letelica
na daljinsko upravljanje koja pomaže poljoprivrednicima da „obiđu“ svoju
zemlju putem vazduha da bi imali bolji pregled useva. Lagani avioni za
izviđanje koji nisko lete mogu praviti detaljne fotografije koje na vreme
pokazuju ratarima gde i koliko herbicida da iskoriste, a gde je potrebno
navodnjavanje. Najsavremeniji dronovi prave infracrvene fotografije visoke
rezolucije čak i listova biljaka, čime se ukazuje na to da li je biljka dobila
dovoljnu količinu vode i hranljivih sastojaka ili ne. Štaviše, dronovi se u
Japanu koriste i za zaprašivanje. Na taj način se daju pesticidi baš onim
biljkama kojima je to potrebno.
75
Meso bez mesa
Očigledno je da je gajenje stoke izuzetno neefikasno po
pitanju potrošnje stočne hrane kao i veličine parcela koje
se koriste. To je čak i okrutno prema životinjama. Pored
toga, uzgoj stoke glavni je uzročnik globalnog zagrevanja;
štaviše, njegovi nusproizvodi zagađuju pijaću vodu.
Čini se da se situacija ne može rešiti samo smanjenjem
proizvodnje već su potrebna i radikalnija rešenja, a
nauka u tome može pomoći. Naučnici eksperimentišu sa
proizvodnjom životinjskog mesa u laboratoriji još od 2008.
Oni uzimaju uzorke tkiva od dva prosečna grla stoke,
te počinju sa uzgajanjem mišićnog tkiva od ove gelaste
ćelijske strukture. Na primer, meso za hamburger sadrži
20 hiljada mišićnih vlakana. Meso proizvedeno na ovaj
način nije genetski modifikovano – ćelije su identične kao
da su „evoluirale“ na konvencionalan način, kao deo žive
životinje. Proces je izuzetno efikasan jer se 20 hiljada tona
govedine može proizvesti od samo jednog uzorka. Ova
metoda smanjila bi korišćenje zemljišta i vode u stočarstvu
za 90%, a potrošenu energiju za 70%. Iako su i dalje
potrebna obimna istraživanja da bi se u laboratorijama
uspešno proizvelo meso za ljudsku upotrebu, motivacija
je tu: PETA, organizacija za zaštitu životinja, odredila
je nagradu od million dolara za prvi tim naučnika koji
uspešno proizvede jestivo pileće meso.
Činjenice i podaci
70% – Zemlje
se uglavnom
koristi za stoku,
50% – Polovina
pijaće vode troši
se na stoku.
50% – Stoka
proizvodi polovinu
gasova staklene
bašte.
76
Da li biste
jeli bube?
Ujedinjene nacije nedavno su
objavile detaljan izveštaj o jestivim
insektima, računajući na činjenicu da
će sve više i više ljudi biti primorano
da konzumira insekte bogate
proteinima zbog nadolazeće krize sa
hranom. Za mnoge ljude, čak i sama
ideja je odvratna, ali moramo imati na
umu da se u određenim kulturama
insekti jedu već hiljadama godina,
a insekti su i dalje na meniju dve
milijarde ljudi širom sveta.
Hrana budućnosti:
mikroalge
Alga je jedna od najperspektivnijih biljaka koja bi mogla
da spasi svet od gladi. Pošto su alge vodene biljke, one
mnogo brže rastu. Zbog toga se sa jednog hektara algi
proizvodi ista količina proteina kao i sa 21 ara soje ili 49
ari kukuruza. Osim toga, biodiverzitet algi je ogroman:
na svetu postoji više od 800 hiljada vrsta algi. Postoje
jednoćelijske i višećelijske alge, poput ogrome morske
alge duge 60 metara. Alge proizvode ugljene hidrate,
ulja, proteine, vitamine, kolorante i organske materije. To
omogućava obimnu upotrebu algi u različitim granama
industrije poput prehrambene, kozmetičke, farmaceutske,
kao i u proizvodnji biogoriva. One su značajne iz još
jednog razloga: 90 procenata kiseonika na planeti
proizvode alge putem fotosinteze, pa su i materijali koji
se od njih prave pogodni za apsorpciju ugljen-dioksida.
Fotobioreaktor
Razmnožavanje mikroalgi u industrijskim
razmerama u našoj klimi moguće je samo
veštačkim putem. Stoga se alge proizvode
u zatvorenim sistemima, gde se proizvodnja
optimizuje pomoću mešavine veštačkog i
prirodnog svetla i temperature. Takvi uređaji
zovu se fotobioreaktori.
Alge koje se uzgajaju u fotobioreaktorima mogu se
koristiti za proizvodnju veoma važnih agenasa jer
promena optimalnih uslova izaziva stresnu reakciju, što
često dovodi do stvaranja nove materije, ili iznenadnog
povećanja proizvodnje već proizvedene materije. Takvi
sistemi su, recimo, bioreaktori koji mogu da proizvedu
vodonik. Odavno se zna da neke zelene alge proizvode
vodonik: pod izvesnim uslovima one koriste nutrijente
koje su proizvele tokom fotosinteze, a to je proces koji
se naziva biofotoliza. Nedostatak sumpora i kiseonika
izaziva toliko povećanu proizvodnju vodonika da je
moguće čak i stvaranje energije. (Nedostatak sumpora
„isključuje fotosintezu“, te stoga proces stvaranja energije
tokom koga se proizvodi i vodonik, postaje važniji za
alge.) Napravljeni su mnogi patenti za proizvodnju aktivnih
supstanci (kao što su sastojci za lekove, dodaci ishrani),
a jedan od najvažnijih je ulje algi koje je veoma zdravo:
sadrži mnogo nezasićenih komponenti, ali se srazmera
omega-3 masnih kiselina značajno povećava kao rezultat
određenog stresa. Unos omega-3 masnih kiselina izuzetno
je važan, pa ipak mnogi ljudi ih ne unose u dovoljnim
količinama te se odnos omega-3/omega-6 takođe menja.
77
Pametna prehrambena ambalaža sutrašnjice
Ovih dana, skoro isto onoliko istraživanja i razvoja koliko se ulaže
u samu hranu ulaže se i u to kako se ona pakuje. Inovacije i visoko
tehnološka rešenja znače da kartoni, folije i boce održavaju hranu
svežom i bezbednom. Osim bezbednosti hrane, zaštita životne
sredine takođe mora biti prioritet – a to motiviše istraživače da
razvijaju nove tehnologije.
Nova era
za ambalažu
Postoji nekoliko razloga za sve veću količinu prehrambene
ambalaže širom sveta. Više od polovine svetskog
stanovništva živi u gradovima, gde ima malo mogućnosti za
nezavisno uzgajanje hrane. Tri i po milijardi ljudi na svetu živi
u gradovima i kupuje proizvode van kuće – a ti proizvodi su
obično upakovani. Osim toga, sve veći broj domaćinstava sa
jednim članom, u kojima se radije koriste manje porcije, kao
i rastući trend obedovanja u pokretu, između dva sastanka,
omogućavaju i sve veću količinu upakovane hrane. Nažalost,
prehrambena ambalaža skoro momentalno po otvaranju
završava u kanti za đubre, a značajnom procentu, poput
recimo plastike, PET boca ili limenki potrebno je nekoliko
decenija za razgradnju.
Takođe, zapanjujuće su ne samo količine materijala za
pakovanje već i ostataka hrane, posebno u razvijenim zemljama.
Bacamo i ostatke hrane koji se skupe tokom pripreme obroka,
kao i hranu koju ne pojedemo. Ipak, žalosno je što većinu hrane
bacamo u kantu zajedno sa njenom ambalažom: ono što se ne
pojede vremenom se pokvari a da se čak i ne otvori.
Činjenice i brojke
1,3 milijarde – broj
tona proizvedene hrane,
što je oko jedna trećina
ukupne količine, gubi
se ili baca svake godine
širom sveta.
95-115 kg – količina
jestive hrane po
osobi koja se gubi ili
baca svake godine
u industrijalizovanim
zemljama.
78
Istraživači se ovim složenim problemom
bave kroz predstavljanje čitavog niza
inovativnih rešenja za ambalažu.
Jedan od njihovih glavnih ciljeva jeste
da se značajno smanji količina hrane
koja se baca time što će se produžiti
vreme tokom koga hrana ostaje
sveža u svojoj ambalaži. To se može
postići sprečavanjem dodira hrane sa
kiseonikom, što sprečava bakterije
koje podstiču raspadanje da se
množe. Odeljenje za plastiku nemačke
kompanije BASF takođe je napravila
posebne kompozitne materijale, koji
se prevashodno koriste za posude za
pakovanje komada mesa, salama i kriški
sireva. Posuda, koja je u kontaktu sa
hranom, napravljena je od poliamida
koji je u isto vreme i čvrst i fleksibilan i
što je još važnije ona zadržava kiseonik i
ugljen-dioksid. Gornja folija je od BOPA
materijala (biaksijalno orjentisan poliamid)
koji je izuzetno fleksibilan, otporan
na cepanje, a unutrašnji sloj služi kao
barijera protiv vazduha.
Još jedna tehnologija pakovanja kojom
se čuva svežina jeste MAP ili pakovanje
koje uključuje modifikovanu atmosferu.
Pomoću ove tehnologije, vazduh
koji okružuje prehrambeni proizvod
zamenjuje se zaštitnom atmosferom
koja je posebno prilagođena hrani.
Jedan primer je mešavina azota i
ugljen-dioksida. Ovi sporo reaktivni
gasovi zamenjuju kiseonik i usporavaju
razmnožavanje bakterija, a sve to bez
upotrebe bilo kakvih konzervanasa.
Osim obezbeđivanja higijene, još
jedan značajan cilj istraživača u oblasti
prehrambene industrije jeste da načine
ekološke materijale za pakovanje. Upravo
tom cilju namenjena je i biorazgradiva
plastika: to je materijal koji će biti sve
prisutniji zato što se sve više običnih
kesa i kesa za đubre izrađuje upravo
od njega. Kompanija hemijske industrije
BASF lider je u razvoju razgradive
plastike. Njen poliester Ecoflex®,
proizveden pomoću bakterija i gljivica,
vode, ugljen-monoksida i bio mase,
razgrađuje se u roku od nekoliko
nedelja bez ikakvih ostataka. Ecoflex®
se koristi i kao premaz za papirne čaše,
za prijanjajuću foliju za prehrambene
proizvode kao i za pravljenje kesa koje se
koriste za kompostiranje u kući.
79
Kako
funkcioniše
kompostiranje?
Kompostiranje
je biološki proces tokom
koga se organski otpad (ostaci
hrane, čaja, baštenski otpad)
pretvara u supstancu sličnu
humusu što je rezultat prirodnog
raspadanja. Ta supstanca naziva
se kompost i koristi se za,
recimo, poboljšanje
plodnosti tla.
?
Da li znate
• Aditivi takođe omogućavaju da ambalažni
materijali budu takvi da se mogu reciklirati.
Povećane stope recikliranja, smanjene potrebe
za materijalima BASF proizvoda koji doprinose
ostvarivanju ciljeva smanjenja potreba za
materijalima i povećanjima stope recikliranja
uključuju aditive, koji čine plastiku elastičnijom i
otpornom na starenje i habanje. Oni se koriste u
procesima poput reciklaže PET flaša. Aditivi koji
pripadaju porodici Joncryl® kompanije BASF
omogućavaju da reciklirani materijal ima kvalitet
nove PET ambalaže. Štaviše, hemikalije za papir
kompanije BASF omogućavaju proizvodnju
novog papira i kartona od recikliranih vlakana.
Ambalaža: pametni
prehrambeni
inspektor
Teško je odrediti tačan rok trajanja
kvarljivih namirnica jer on umnogome
zavisi od temperature skladištenja.
Prehrambeni proizvod kvari se deset
puta brže na temperaturi od 8–100˚C
u frižideru nego na 0˚C. Zato se
pametni indikatori koji odmah otkrivaju
da li je hrana jestiva ili ne izrađuju za
prehrambenu industriju. Švajcarski
naučnici ugrađuju „olfaktorne sisteme“
u prehrambenu ambalažu da bi pratili
kvalitet hrane. Sistem meri temperaturu,
vlažnost i promene pojedinih jedinjenja.
Sadržaj etilena menja se kada voće
sazri, dok pojava heksanola ukazuje na
to da je ono trulo. Ali senzori otkrivaju
prisustvo drugih patogena i efekata
UV zračenja kao i curenje, sušenje i
druga oštećenja na ambalaži. Promena
boje ambalaže znači loše vrednosti, a
ambalažu je nemoguće otvoriti u nekim
slučajevima.
Dilema oko roka trajanja ne zaobilazi
ni zamrznute namirnice jer ne možemo
biti sigurni da su one pravilno duboko
zamrznute. Vremenski indikator
temperature koji je napravila kompanija
BASF pomaže nam da kontrolišemo
hranu na putu od proizvođača do
prodavnice tako da kupci mogu
da pogledaju etiketu i vide da li se
proizvod čuva stalno duboko zamrznut
i pravilno sladišten sve dok ne stigne
do zamrzivača kupaca. Mastilo koje je
osetljivo na temperaturu koristi se za
štampanje OnVu™ ICE etiketa – što
je tamnija boja, to se bolje održava
hladan lanac za ohlađene i zamrznute
prehrambene proizvode.
Još jedan tip tehnologije koji pomaže
da se proveri stvarno stanje namirnica
jeste identifikacija pomoću radio
frekvencije (RFID). Elektronski čipovi
postavljaju se na ambalažu i služe kao
zamena tradicionalnim barkodovima
jer čuvaju sve važne informacije o
hrani, uključujući i njene sastojke,
alergenske supstance koje sadrži i,
naravno, rok trajanja. RFID čipovi se
jednostavno i brzo čitaju i mogu se
koristiti i za informacije o tome kada je
tačno određeni prehrambeni proizvod
proizveden i kojim putem je konačno
stigao do radnje u kojoj se prodaje.
Promena boje ambalaže znači
loše vrednosti, a ambalažu
je nemoguće otvoriti u
nekim slučajevima.
80
Svetska senzacija: Prva
limenka koja se sama
rashlađuje
Limenka koja se sama rashlađuje može smanjiti
temperaturu pića za 1˚C u roku od tri minuta.
ChillCan sadrži cilindričnu komoru sa CO2 gasom
pod visokim pritiskom, koja ima ventil na dnu
limenke na kome se nalazi dugme. Kada korisnik
pritisne dugme, otvara se ventil i CO2 izlazi iz dna
limenke u vazduh. Kako se gas širi, on apsorbuje
toplotu iz okolne tečnosti, smanjujući temperaturu.
Specijalna limenka koja sadrži energetski napitak
već se može kupiti u Americi.
Da li se i ambalaža
može
pojesti
??
Prema nekim mišljenjima, nova generacija ambalaže biće
različita čak i po funkcijama: ne samo da će čuvati hranu
nego će i sama biti jestiva. Prvi čovek u oblasti jestive
prehrambene ambalaže jeste dr Dejvid Edvards (David
Edwards) sa Harvarda, profesor na predmetu Praksa u
biomedicinskom inženjeringu. Edvards i njegov tim naučnika
napravili su jestivu membranu od biorazgradivog polimera
i čestica hrane koja menja tradicionalnu ambalažu poput
celofana ili kartona. Jestiva membrana, ili „Wikicell“, ponaša
se kao prirodna „boca“ slično načinu na koji kora ili kožica
voća štiti meso ispod. Edvard veruje da je moguće sačuvati
bilo koji ukus u membrani „Wikicell“. Do sada je njegov
tim napravio membranu paradajza koja sadrži gaspaćo,
membranu grožđa sa vinom u njoj i druge. Edvards je
takođe napravio prototip boce sa slojem sličnim ljusci jajeta
koji se može ili oljuštiti ili pojesti ceo kao i membrana ispod
njega.
Ova supstanca poput membrane slična je kapsulama
deterdženta koje su sada popularne, u kojima se tečni
deterdžent nalazi u providnom materijalu nalik foliji koji se
rastapa u mašini za pranje veša tokom pranja, što je rezultat
njegovog kontakta sa otpadom.
Iako je sada skoro nezamislivo da zagrizete sendvič zajedno
sa ambalažom u koju je upakovan, jestiva pakovanja će
definitivno igrati važnu ulogu u budućnosti. Izvestan broj
istraživačkih timova radi na razvoju jestivih ambalažnih
materijala u različitim delovima sveta – a oni se mogu
iskoristiti za pakovanje sokova, slatkiša, pa čak i svežeg
mesa.
81
Dizajn u službi
održive ambalaže
Kako prethodni tekst pokazuje, prošlo je
vreme kada je jedina funkcija prehrambene
ambalaže bila da očuva hranu i da eventualno
privuče pažnju kupaca primamljivim
izgledom. Ovo drugo je svakako i dalje
važno – pa ipak, danas dizajneri žele da
budu neprevaziđeni u pravljenju ambalaže
koja je izuzetno funkcionalna i prirodna u isto
vreme. Zahvaljujući naporima u tom pravcu,
količina prehrambene ambalaže koja se pravi
od recikliranog papira je u porastu i veoma
je tražena za pakovanje bio proizvoda. Ipak,
istraživači upozoravaju da ovi reciklirani
materijali mogu sadržati ostatke mastila
i samim tim i štetna mineralna ulja. Zbog
toga, kao i zbog bezbednosti hrane, mora se
postaviti tanak zaštitni sloj između recikliranog
papira i hrane koja se u njega pakuje.
„Pametna boca“ takođe može izgledati
impresivno na rafovima u prodavnicama,
što omogućava prelaz od tradicionalnih
?
krutih posuda ka fleksibilnim kesicama za
pakovanje. Pravi se od fleksibilnih filmova.
Koristi ravne, čvrste zaptivke na uglovima
da bi se obezbedila krutost, što pomaže
očuvanju oblika ambalaže. Konfiguracija
nudi ambalažu koja je potpuno ravna pre
punjenja i koja smanjuje otisak odlaganja
kada se njen sadržaj isprazni.
Umetnost dizajniranja ambalaže takođe
podrazumeva etikete i štampu. Opasne,
uljane boje sve više se zamenjuju vodenim
bojama koje ne štete životnom okruženju. U
dizajnu etiketa doći će do pravog napretka
sa pojavom prvih pokretnih slika na
ambalaži. Da li to zvuči futuristički? Nekoliko
grupa naučnika radi na takvom rešenju
i ambalaža sa pokretnim slikama već je
korišćena u probnim projektima. Razlog
zbog kog je i dalje nema u radnjama jeste to
što je nijedan proizvođač ne koristi pošto je
i dalje veoma skupa.
Da li znate
• Japan je vodeći u oblasti
prehrambene ambalaže: u
toj zemlji nastale su mnoge
vrste ambalaže koje osvajaju
nagrade za dizajn. U Japanu
se za ambalažu često koristi
bambus i druge vrste materijala
biljnog porekla, a čak i njihovi
tanjiri i štapići za jelo su u
većini slučajeva napravljeni od
bambusovog vlakna. Japanci
prednjače ne samo u upotrebi
materijala već i u tehnologiji.
Jedan od njihovih najvažnijih
pronalazaka jeste sistem
konzervisanja putem zamrzavanja
uz očuvanje vrhunske svežine
(Ultra-Freshness Preservation
Freezing System), koji se koristi
za pakovanje sirove ribe. Sistem
brzog zamrzavanja koristi
naizmeničnu i jednosmernu
struju, veliki „električni
potencijal“, za istovremeno
brzo hlađenje proizvoda bez
oksidacije, smanjujući tako
veličinu kristala leda koji se
stvaraju i ćelijama hrane.
82
Nauka
zamrzavanja
Veličina ledenih kristala koji se stvaraju tokom procesa
zamrzavanja, u velikoj meri određuje kvalitet zamrznute
hrane jer veliki kristali oštećuju zidove/membrane ćelija tako
da se posle odmrzavanja hrana ne vraća u svoj prvobitni
oblik. Mali kristali manje su štetni. Veličina kristala koji se
stvaraju tokom zamrzavanja – ili tokom taloženja iz rastvora
– zavisi od brzine dva procesa: formiranja nukleusa i brzine
rasta kristala. Ukoliko je prvi proces brz, a drugi spor, stvara
se mnogo malih kristala, ili čak onih mikroskopske veličine,
dok se u suprotnom formira nekoliko velikih kristala – u
prirodi postoje ogromni kristali koji su teški nekoliko tona.
Brzo hlađenje povećava brzinu nukleacije i stoga je brzo
hlađenje povoljnije u tehnologiji hrane. Da bi se to uradilo,
najbolji je tečni azot, koji može da ohladi hranu do –196°C.
Fermentisani proizvodi
(poput sira i vina) uvek
sadrže supstance koje
su u velikim
količinama
toksične.
Povećane količine biogenih amina takođe mogu ukazati na
kvarenje hrane bogate proteinima. Biogeni amini nastaju
iz amino kiselina (produkata proteinske hidrolize) kroz
dekarboksilaciju tokom procesa fermentacije i kvarenja.
Fermentisani proizvodi (poput sira i vina) uvek sadrže
supstance koje su u velikim količinama toksične. Ukupna
količina četiri glavna biogena amina – histamina, tiramina,
putrescina i kadaverina (poslednji je „toksični otpad”) –
ukazuje na kvarenje mesa. Takva inteligentna ambalaža
ili mala samolepljiva nalepnica već postoji i pokazuje
povećan nivo ovih amina promenom boje, što znači
da je meso pokvareno.
83
Nauka u kuhinji
Inovacije nam olakšavaju život svakoga dana na mnogo načina.
Isto je i sa tehnologijom hrane koja se razvija kao i svaka druga
oblast naših života. Ishrana i spremanje hrane doživeće takve
promene u narednim decenijama da nećemo ni znati šta nam je
na tanjiru. Ipak, to što je na tanjiru će moći da prepozna nas...
Pametna kuhinja,
inteligentni uređaji
Razvoj kuhinjskih aparata, kao i svake
druge oblasti, određuju potrebe ljudi, koje
se menjaju. Želimo da provodimo manje
vremena u pripremi hrane, ali takođe
želimo da jedemo zdrave i hranljive obroke
koji su i ukusni i dobro izgledaju. Osim
toga, takođe bismo želeli da uživamo u
kuhinjskim aparatima visoke tehnologije
jer smo se na njih već navikli na drugim
poljima. Oprema za kuhinju budućnosti
pokušaće da dostigne ove ciljeve, što će
nama izgledati fascinantno baš kao što
su i naše bake bile zadivljene kada su prvi
put videle frižider ili mikrotalasnu pećnicu.
Kuhinje budućnosti ličiće na dobro
opremljene laboratorije, sa senzorima
kao pametnim uređajima koji će recimo
prepoznavati naš glas kada uđemo
u kuhinju, a svetlo će se automatski
paliti. Naša kuhinja znaće naše navike
u ishrani i preporučivaće nam vrste jela,
pića i opštu zdravu ishranu koju će nam
možda predlagati naš hologramski glavni
kuvar. Pomoću ekrana osetljivog na dodir
biraćemo deo koji želimo da zagrejemo
na ploči za spremanje hrane i sami
ćemo proizvoditi svoje povrće kroz
hidrofoniku, koja je zapravo „kuhinjska
bašta“ bez zemlje.
Uređaji će moći da komuniciraju
međusobno tako da, ukoliko odaberemo
recept za goveđe pečenje u digitalnom
kuvaru, pametni frižider će odmah početi
sa programom odmrzavanja. Kad smo
već kod toga, inženjeri već planiraju
frižidere o kojima bismo na prvi pogled
mogli da pomislimo mnogo toga, osim da
treba da stoje u kuhinji. Takva jedinstvena
ideja je i koncept Bio Robot frižider koji
koristi specijalnu gelastu supstancu
sposobnu da čuva i hladi hranu. Ne
samo izgled već je i funkcionisanje
frižidera koji je dobio nagradu za dizajn
neobično jer nema motor ni ostalu
tradicionalnu tehnologiju poput većine
frižidera već poseban biopolimerski gel
koji dovodi do hemijskog hlađenja. Da
biste koristili frižider, vi zapravo gurnete
hranu u njegov gel, koji nema miris i
nije lepljiv, i ona se skladišti i hladi sve
dok vam ponovo ne bude potrebna.
Rashladni agensi koji postoje u gelu su
„bio roboti“ koji koriste za očuvanje hrane
koriste luminescenciju – svetlo koje se
stvara na niskim temperaturama. Uređaj
uopšte ne koristi struju za hlađenje, a
energija mu je potrebna samo za malu
kontrolnu tablu.
84
Sednite na frižider!
Inženjeri kompanije BASF koji se bave plastikom napravili
su i frižider budućnosti, koji je skoro isključivo sastavljen
od specijalne plastike. Zbog dobre obradivosti materijala,
oblik koncept frižidera Coolpure 1.0 nije uobičajena
kocka: to je dizajnerski predmet koji se može koristiti i za
sedenje u kuhinji. Plastika ima dobar izolacioni kapacitet,
te su stoga ovi frižideri uređaji koji štede struju.
Zajednička lekcija
iz kuvanja i
hemije
Prstohvat soli, šaka pirinča – sigurno nećemo
biti u prilici da čujemo ove izraze u kuhinji
budućnosti, gde će se temperature precizno
podešavati na pola stepena Celzijusa, a vreme
kuvanja će se meriti u sekundama. To naravno
ne znači da se moramo odreći zadovoljstva koje
nam kreativnost i eksperimentisanje u kuhinji
pružaju, i koje kuvanje čine umetnošću, već će
kuvarima budućnosti biti na raspolaganju veoma
različite procedure kuvanja koje će zahtevati skoro
naučnu preciznost. Fizičke i hemijske procese
koji se koriste u molekularnoj gastronomiji razvili
su preduzimljivi kuvari i naučnici. Uskoro ćemo
moći da kopiramo ove procese. Osnova novog
načina za pripremanje obroka leži u tome što
su poseban ukus i tekstura tih fantastičnih vrsta
hrane napravljeni od sastojaka koji se hemijski
razlažu na male delove pomoću posebnih tehnika
i uređaja visoke tehnologije. Glavni koncept je da
se kuvanje posmatra sa naučne tačke gledišta,
ali kao svakodnevna aktivnost. Rezultat je novo
i inovativno iskustvo obedovanja. Kao posledica
ovoga mogu se pojaviti ekstremna jela poput
pudinga od jabuke sa špagetama od borovnice,
eksplozivne ćufte ili molekularni napitak od maline.
85
Gastronomske
reforme
Termin molekularna gastronomija stvoren
je kada se su se sreli fizičar Nikolas
Kurti (Nicholas Kurti) i specijalista fizičke
hemije Erve Tis (Hervé This). Specijalnost
Nikolasa Kurtija, koji je rođen u Mađarskoj
bila je termodinamika i on je izveo
mnoge eksperimente sa materijama na
ekstremno niskim temperaturama. Bilo
mu je žao što ljudi znaju više o unutrašnjoj
temperaturi zvezda nego o unutrašnjoj
Ali kako i
od čega se ovi
specijaliteti prave?
Pored uobičajenih svakodnevnih sastojaka, kao što su povrće
i voće, potrebne su i supstance koje menjaju taj redovan
oblik i teksturu sastojaka. Te supstance i osnovne procese
molekularne gastronomije redovno koristi prehrambena
industrija, iako je njihov izgled manje važan u ovom slučaju.
U molekularnoj kuhinji, cilj je da jela budu neočekivana što
znači da se njihov izgled i ukus na prvi pogled ne slažu. Da li
biste probali špagete kad biste znali unapred da imaju ukus
ribizli? Ili, da li biste jeli kavijar kad biste znali da ima ukus
vanile umesto očekivanog ribljeg ukusa?
Emulzifikcija
Emulgator pasta koja se
proizvodi od životinjskih i biljnih
masti često se koristi kao aditiv.
Pomoću ovog materijala, komponente
koje se ne mogu mešati, mogu se
kombinovati na koloidnom nivou,
te se postižnu neverovatan
ukus i tekstura hrane.
temperaturi sutlijaša, te je odlučio da
upozna javnost sa naučnom stranom
kulinarske umetnosti. Upravo on je i
stvorio termin molekularna gastronomija,
a on je i organizovao prvu Konferenciju
o molekularnoj gastronomiji. Iskreno je
verovao da se hemija i fizika ne mogu
odvojiti od procesa u kuhinji. Stoga se
zalagao da i kuvari učestvuju u naučnom
obrazovanju na visokom nivou.
Sada se možete upoznati i
sa nekim od procesa
molekularne gastronomije
kojima se menja tekstura.
Aerifikacija
Tokom ove metode, iz prirodnih
sastojaka poput jaja ili soje
ekstrahuje se lecitin i koristi se za
penušanje i aerifikaciju ne samo
u molekularnoj gastronomiji
već i u prehrambenoj
industriji.
Sferifikacija
Sferifikacija je tehnika putem koje se
tečnost pretvara u gel. Postižu se dve
vrste rezultata: sporom gelifikacijom ceo
materijal postaje želatin ili se stvaraju
kuglice ispunjene tečnošću. (Ovo drugo
se odnosi na naziv: sferifikacija.) Alginat
koji se dobija iz algi i kalcijum-hlorida ima
svojstva sferifikacije, jer te supstance
stvaraju jedinjenje koje nije rastvorljivo u
vodi, i koje pravi sloj na površini kapljice
(rastvor alginata koji ima ukus i
boju ubacuje se u rastvor
kalcijum-hlorida).
86
Toplo penušanje
Metilgel, supstanca koja se
dobija iz celuloze, koristi se za toplo
penušanje sastojaka. Njegova glavna
osobina je da se iznad 60 stepeni
Celzijusa dobro želatinizira, te će biti
mekaniji tokom hlađenja. Stoga se
često koristi u prehrambenoj industriji
za spremanje gotove hrane, dok se u
kulinarskoj umetnosti koristi
kao adheziv.
Tečni azot
Ultrasonična
homogenizacija
Da bi se pomešali sirovi
sastojci različitih polariteta, poput
ulja i sirćeta, efikasnija je ultrasonična
homogenizacija od mehaničkog mešanja.
Oscilacija zvučnih talasa između 20
kHz i 10 MHz omogućava pokretanje
supstanci na molekularnom nivou,
te se više komponenti, poput ulja i
sirćeta, mogu mešati da bi se
stvorila savršena emulzija.
Nema sumnje da je najvidljiviji element
molekularnog kuvanja potapanje u tečni
azot. Na –196 stepeni Celzijusa, razne
vrste prehrambenih proizvoda mogu se
zamrznuti u tečnom azotu koji dovodi
i do spektakularnog isparavanja. Na
primer, dovoljno je pomešati sastojke za
sladoled, i on će odmah biti zamrznut
ukoliko preko njega sipamo tečni
azot. Na ovaj način možemo brzinski
zamrznuti i meso kako bismo
ga sačuvali.
87
?
Da li znate
!
• Čulo dodira takođe može
uticati na percepciju ukusa.
Isprobajte sami! Probajte malo
sladoleda zatvorenih očiju, u isto
vreme dodirujući rukom parče
pliša: osetićete da je sladoled
kremastiji. Onda protrljajte
malo šmirgle među prstima dok
probate. Da li imate osećaj da je
tekstura sladoleda gromuljičava?
SAVET
• Ukoliko želite da isprobate
molekularnu gastronomiju, možete
nabaviti osnovna pomoćna sredstva
pomoću kojih možete napraviti čudna
jela. Recimo, pomoću „Kompleta za
špagete“ možete napraviti špagete od
bilo koje tečne supstance, pomoću
„Kutije za kavijar“ takođe možete
napraviti male šarene kuglice od bilo
koje tečnosti.
Svetski šampion u
molekularnoj pripremi hrane
1
U današnje vreme, sve više i više poznatih kuvara koristi procedure
molekularne gastronomije, ali upravo je Heston Blumental (Heston
Blumenthal) dobio titulu „Najbolji kuvar na svetu“. U njegovom
restoranu u Engleskoj, gosti mogu da uživaju u specijalnim jelima
kao što je hrskavi čistač nepca od zelenog čaja i limete, minjon
od mariniranog lososa sa japanskim morskim travama i vanila
majonezom, ili kaša od puža sa svežim, zelenim peršunom.
88
Hajde da kuvamo u vakuumu!
Kulinarski procesi uglavnom počinju „na
veliko“, što znači da se prvo primenjuju
u velikim kuhinjama i restoranima, a
za one kojima je kuvanje hobi postaju
dostupni kasnije. Isto je i sa spremanjem
jela u vakuum kesama koje je sve
popularnije, a koje su prvobitno koristili
samo vrhunski kuvari kompanije
Michelin, ali pošto je toliko praktično,
brzo se proširilo i među običnim svetom.
Pomoću ove procedure spremaju se
ukusni i zdravi obroci koji mogu da se
održe i nekoliko nedelja. Ova metoda
podrazumeva da se sastojci – meso,
iznutrice ili povrće – pakuju u vakuumske
kese i kuvaju u vodi relativno dugo, do
72 sata, na niskoj, stalnoj temperaturi od
oko 60°C. Vakuum je važan jer odsustvo
vazduha sprečava oksidaciju hrane, te
ne menja boju, a ni aerobne bakterije
koje su odgovorne za kvarenje ne mogu
se razmnožavati u hrani.
Prednost kuvanja u vodi na niskoj i
stalnoj temperaturi jeste u tome što voda
može da prenosi toplotu na hranu polako
ali konstantno, jer toplotu prenosi deset
puta efikasnije od vazduha. Meso postaje
ukusnije, jer se na 50 do 60 stepeni
namirnice manje oštećuju toplotom,
a u hrani ostaje i mast. Na kraju, što
nije i najmanje važno, hranljivi sastojci,
minerali, so i vitamini takođe ostaju u
hrani. Temperatura i vreme kuvanja su
naravno različiti za svaku namirnicu i
uglavnom zavise od tačke topljenja masti
i proteinskih svojstava. Recimo, govedina
se priprema 24 sata na 54,5 stepeni
Celzijusa, ali za batake je potrebno 4–8
sati na temperaturi od 71 stepena.
Neke od namirnica koje se spremaju
na ovaj način, poput povrća, mogu se
odmah konzumirati, a meso je potrebno
ispržiti u nekoliko kapljica zejtina. Ipak,
ukoliko želite da pojedete hranu kasnije,
morate je ohladiti pomoću šok hlađenja
nakon što je izvadite iz vode, što znači da
se hrana naglo mora ohladiti na ispod 3
stepena. Nakon toga se hrana bezbedno
može skladištiti na 21–40 dana.
Činjenice i brojke
50% – Kuhinje
u kojima se koristi
tehnika spremanja
u vakuum kesama
redovno štede
50% energije.
89
Odštampaj mi ručak
3D štampa je nova tehnologija koja može uticati na mnoge
segmente našeg života, pa ne zaobilazi ni kuhinju. Pogodna i
brza metoda originalno je smišljena kako bi se proizveli delovi
za prototipove dizajnirane na kompjuterima, a namenjenje za
upotrebu u industrijskoj proizvodnji. Tek kasnije, ovu metodu
otkrila je i prehrambena industrija. Iako mnogi ljudi čak i ne
razmišljaju o šniclama napravljenim na 3D štampaču,
štampač za hranu mogao bi uskoro da postane
jedan od osnovnih uređaja u kuhinji.
Kako funkcioniše
3D štampač za hranu?
3D štampači prave specijalne supstance koje se
skladište u kaseti sloj po sloj, i koje se stapaju jedna
sa drugom, na taj način praveći 3D predmete. 3D
štampač za hranu radi po istom principu, jedina razlika
je što se supstance u kaseti menjaju jestivim sastojcima
poput ugljenih hidrata, proteinskih praškova i vitamina.
Štampač stavlja te sastojke jedan na drugi sve dok
jestiva hrana ne bude spremna.
Štampanje čokolade ili keksa više nije problem za
kompanije koje se bave štampom hrane. Nedavno
je poznati američki proizvođač kakao biskvita Oreo
predstavio 3D štampanu verziju svojih proizvoda.
Sada naučnici rade na stvaranju komplikovanije
hrane, poput pice, gde testo mora da se ispeče
tokom štapanja, a paradajz i drugi sosevi se
stavljaju na testo nakon te procedure.
90
Ali zašto je to tako
revolucionaran
uređaj?
S jedne strane, može se zaustaviti bacanje hrane jer se sastojci u
kasetama štampača ne kvare. U takvim „kasetama sa hranom“ nalaze
se ugljeni hidrati, proteini, makro i mikro nutrijenti i vitamini u praškastom
obliku. Njihov rok trajanja može biti i do 30 godina.
Druga velika prednost štampanja hrane je što omogućava zdravu,
personalizovanu i raznovrsnu ishranu. Recept se odmah može promeniti
pritiskom na dugme u zavisnosti od korisnika, koji može biti starija
osoba, trudnica, dete ili osoba na specijalnom režimu ishrane. Fokus
ove nove kuhinjske tehnologije nije samo na komforu, već i na važnijem
faktoru: ishrana se može personalizovati, te ljudi sa posebnim režimom
ishrane mogu lakše zadovoljiti svoje potrebe.
?
Da li znate
• Tehnologiju 3D štampanja hrane
podržava i NASA, koja je sklopila
ugovor sa jednom od kompanija
za proizvodnju štampača
jer je NASA imala problema
da obezbedi odgovarajuće
količine hrane astronautima na
svemirskim stanicama.
Vi ste ono što
jedete
Ova stara izreka i dalje važi. Većina zagađivača dospe u
naše telo putem onoga što konzumiramo, a hrana je takođe
i izvor važnih (esencijalnih) hranljivih materija stoga je veoma
važno šta jedemo. Najvažnija je raznovrsna ishrana. Važan
deo zdrave ishrane je dovoljna količina hranljivih sastojaka
neophodnih za funkcionisanje našeg tela, bez obzira da li su
makronutrijenti (ugljeni hidrati, masti, proteini) ili mikronutrijenti
(mikroelementi, vitamini, antioksidanti). Namirnice koje
unapređuju zdravlje – ili funkcionalne namirnice – takođe
su inovativni prehrambeni proizvodi. Jedna od prvih i i
dalje najčešće prodavanih namirnica je jodirana so. (Jod je
takođe i esencijalni element za pravilno funkcionisanje tiroidne
žlezde.) Inovativne tehnike kuvanja imaju visoku hranljivu
vrednost jer čuvaju aktivne zdrave sastojke hrane i stvaraju
nove mogućnosti za integraciju supstanci koje štite
zdravlje i našu hranu.
Ova
stara izreka
i dalje
važi.
91
SADRŽAJ
Uvod2,3
Urbano stanovanje
Budućnost vode – kako nauka može da utoli našu žeđ?
4,5
6-11
Čist vazduh – pomoću naučnih metoda
12-19
Moderni gradovi budućnosti
20-31
Pametna energija
32,33
Hajde da preispitamo izvore energije
34-43
Izvori svetlosti u budućnosti
44-55
Nove perspektive u transportu
56-67
Održivi lanac ishrane
68,69
Kako nahraniti buduće generacije?
70-77
Pametna prehrambena ambalaža sutrašnjice
78-83
Nauka u kuhinji
84-91
92
beleške
93
94
Download

Život u budućnosti