Informații generale

Titlu proiect:  Utilizarea in construcții a bioresurselor regenerabile provenite din agricultură și din stațiile de epurare

Acronim: BIOBRICK

Nr. contractului: 727PED/30.06.2022

Denumirea Programului din PN III: Programul 2 – Creșterea competitivității economiei românești prin cercetare, dezvoltare și inovare

Cod proiect:  PN-III-P2-2.1-PED-2021-3175

Autoritatea Contractantă: Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării

Director proiect: Prof. Univ. Dr. Gabriel POPESCU

Perioada de implementare: 30/06/2022 – 29/06/2024

Durata proiectului: 24 luni

Denumire beneficiar: Centrul de Studii si Cercetari de Biodiversitate Agrosilvica „Acad. David Davidescu” (CSCBAS)

Parteneri

P1 – Parc Tehnologic si Industrial Giurgiu NORD SA (PTIGN)

Responsabil proiect partener: Drd. Ec. Nicoleta Raluca JIANU

Rezumat

Există intense preocupări la nivel mondial pentru gestionarea deșeurilor într-un mod ecologic și utilizarea materialelor secundare pe care le conțin. Proiectul propune utilizarea unor deșeuri din sectoare majore ale economiei, și anume: agricultură, epurare ape uzate, sticlă în scopul obținerii materialelor de construcție (cărămizi), cu respectarea principiilor bioeconomiei. În plus, deșeurile (cărămizile ieșite din durata de viață) sunt reutilizate prin reintegrarea lor pentru realizarea aceluiași tip de produs (cărămizi).

Proiectul este dezvoltat prin colaborarea a 2 instituții, una provenind din zona de cercetare, CSCBAS – institut sub coordonarea Academiei Române, cel de al doilea partener fiind din mediul industrial, PTIGN.

Principalele obiective ale BIOBRICK sunt:

– sporirea gradului cunoașterii privind managementul deșeurilor și al reciclării acestora;

– obținerea unei rețete fiabile pentru realizarea cărămizilor din deșeuri;

– reducerea costurilor în cadrul stațiilor de epurare legate de managementul deșeurilor;

– lărgirea portofoliului de produse comercializate de către PTIGN.

În cadrul activităților proiectului vor fi concepute rețete noi pentru fabricarea cărămizilor din diferite tipuri de deșeuri; vor fi create cărămizi din rețetele propuse; cărămizile realizate vor fi testate din punct de vedere fizico-mecanic și al respectării legislației de mediu; noile produse care ies din durata de viață vor fi reciclate pentru obținerea de produse similare; va fi efectuată o cercetare de piață analizând posibilitatea introducerii pe piață a noilor produse. Necesitatea proiectului este dată și de dorința agentului economic parte din consorțiul BIOBRICK de a găsi soluții ieftine pentru managementul deșeurile generate pe piața locală. Rezultatele inovative vor fi protejate prin depunerea unei cereri de brevet de invenție conform rețetei optime, care va fi stabilită în urma cercetărilor din cadrul proiectului.

Rezultate estimate

– Rețete de realizare a cărămizilor din bioresurse regenerabile.

– Model experimental realizat.

– Cerere de brevet de invenție.

– Diseminarea rezultatelor proiectului.

Obiectivul proiectului

Scopul proiectului este reprezentat de utilizarea bioresurselor regenerabile, cum ar fi deșeurile din agricultură, din stații de epurare a apelor uzate și din industria fibrei de sticlă în vederea obținerii de materiale de construcție (cărămizi). De asemenea, proiectul urmărește reutilizarea deșeurilor (cărămizi care și-au încheiat ciclul de viață) pentru a le reintegra și a realiza același tip de produs (cărămizi). În acest fel, BIOBRICK contribuie la dezvoltarea conceptului de economie circulară.

Bugetul proiectului aprobat în cererea de finanțare

Valoarea totală a Contractului este de 648.950,00 lei, reprezentând suma totală alocată proiectului, atât de la bugetul de stat, cât și din alte surse (cofinanțarea), din care pentru anii bugetari:

ETAPA I – Perioada de implementare 30.06.2022–31.12.2022

În cadrul Etapei I s-a realizat identificarea materialelor agricole pentru realizarea cărămizilor.

Această activitate presupune identificarea tuturor resurselor agricole existente la nivel național, accesibile scopului proiectului. Alegerea materialelor potrivite pentru realizarea cărămizilor este determinată de:

– îmbunătățirea caracteristicilor produsului final: cărămizi ecologice  pentru construcții ecologice, în conformitate cu legislația de mediu în vigoare;

– îmbunătățirea proprietăților termoizolante ale cărămizilor;

– îmbunătățirea proprietăților fonoizolante ale cărămizilor;

– posibilitatea reducerii amprentei de carbon pentru cărămizi;

– valorificarea deșeurilor agricole;

– posibilitatea reducerii cheltuielilor pentru obținerea cărămizilor.

Agricultura este generatoarea unei cantități mari de deșeuri provenind de la plantele agricole.

Plantele agricole pot asigura valorificarea: tulpinilor; frunzelor; cojilor semințelor.

Cele mai semnificative reziduuri provenite din sectorul agricol, sunt:

– paiele de grâu, de ovăz, secară şi rapiță;

– tulpini de floarea soarelui;

– frunzele verzi sau uscate de la diverși copaci, de la sfeclă de zahăr, floarea soarelui, sfeclă furajeră;

– pleavă de diferite boabe cerealiere (orz, ovăz, grâu);

– diferite învelișuri de semințe (coji de nuci, de alune, de semințe de floarea soarelui);

– coceni şi știuleți de porumb;

– lujeri de roșii, cartofi, soia, fasole etc.;

– resturi de trifoi, lucernă verde sau uscată;

– coardă de viţă de vie de la curățirea viei;

– ramuri de la curățirea pomilor fructiferi, etc.

Deșeurile provenite din agricultură au devenit din ce în ce mai utilizate datorită caracteristicilor îmbunătățite ale materialului obținut, în principal în ceea ce privește izolarea termică și acustică, costurile mai scăzute și protejarea mediului prin reducerea utilizării materiilor prime convenționale.

Alegerea deșeurilor agricole ca adaos pentru obținerea materialelor de construcție sub formă de  cărămizi, urmărește să imprime ca efect:

– producerea de  cărămizi ecologice  pentru construcții ecologice, in conformitate cu legislația de mediu in vigoare (Legea 211/2011 privind regimul deșeurilor; HOTARARE nr. 856 / 2002 privind evidența gestiunii deșeurilor şi pentru aprobarea listei cuprinzând deșeurile, inclusiv deșeurile periculoase; ORDIN nr. 95 din 12 februarie 2005 privind stabilirea criteriilor de acceptare si procedurilor preliminare de acceptare a deșeurilor la depozitare și lista națională de deșeuri acceptate în fiecare clasă de depozit de deșeuri);

– proprietăți termoizolante;

– proprietăți fonoizolante;

– reducerea amprentei de carbon;

– impactul pozitiv al acestor  materiale de construcție vegetale asupra consumului de energie în clădiri în cele trei faze: construcție, exploatare și demolare.

Pe baza rezultatelor cercetărilor efectuate se poate concluziona faptul că în cadrul analizei din Etapa I au fost abordate deșeuri agricole variate, urmărindu-se influența diferitelor procente de compoziție asupra proprietaților produsului final. De asemenea, alegerea materialului agricol potrivit pentru includerea în matricea cărămizilor, s-a făcut luând în considerare cercetările efectuate la nivel național şi internațional şi având în vedere cantitățile din fiecare clasă de deșeuri agricole, generate în Romania.

Se poate afirma faptul că paiele de cereale sunt pe primul loc, din punct de vedere al răspândirii şi al accesibilității. Pe locurile următoare sunt culturile de floarea soarelui și de porumb.

 ETAPA II – Perioada de implementare 01.01.2023–31.12.2023

Etapa 2 – 2023

DISEMINARE REZULTATE ÎN COLABORARE EFECTIVĂ

  1. ARTICOLE PUBLICATE
  • Gabriel POPESCU, Nicoleta Raluca JIANU, Ioana Corina MOGA, Iulian VOICEA, Aneta CHIVOIU, Mirela SIMION, Elena Laura TROANCĂ, Valorificarea deșeurilor în vederea protecției mediului, Proceedings of ISB-INMA TEH 2023 (BDI), Print: ISSN 2344 – 4118; CD-ROM: ISSN 2344 – 4126; Online: ISSN 2537 – 3773; ISSN-L 2344 – 4118, pg. 192-197
  1. ARTICOLE ÎN CURS DE PUBLICARE
 

1. Gabriel POPESCU, Nicoleta Raluca JIANU, Aneta CHIVOIU, Mirela SIMION, Silvia MORARU, Ioana Corina MOGA, Dezvoltare sustenabilă în domeniul materialelor de construcții, Buletinul AGIR 4/2023, ISSN-L 1224-7928, Online: ISSN 2247-3548, (BDI)

 

  1. 2. Nicoleta Raluca JIANU, Ioana Corina MOGA, Gabriel POPESCU, Iulian VOICEA, Aneta CHIVOIU, Mirela SIMION, Silvia MORARU, Elena Laura TROANCĂ, Bricks obtained from industrial and agricultural waste, în Proceedings of the International Conference ESPERA 2023 (indexat ISI) (termen trimitere lucrare – ian 2024).
  • PARTICIPĂRI LA CONFERINȚE
  • ISB-INMA TEH International Symposium, 6-8 Octombrie 2023, București, România
  • Gabriel POPESCU, Nicoleta Raluca JIANU, Ioana Corina MOGA, Iulian VOICEA, Aneta CHIVOIU, Mirela SIMION, Elena Laura TROANCĂ, Valorificarea deșeurilor în vederea protecției mediului

https://isbinmateh.inma.ro/wp-content/uploads/2023/10/FINAL-PROGRAM-of-ISB-INMA-TEH-2023.pdf

  1. International Conference, ”Economic Scientific Research – Theoretical, Empirical and Practical Approaches”ESPERA, 23 -24 Noiembrie 2023, București, România (Conferință indexată ISI)

Nicoleta Raluca JIANU, Ioana Corina MOGA, Gabriel POPESCU, Iulian VOICEA, Aneta CHIVOIU, Mirela SIMION, Silvia MORARU, Elena Laura TROANCĂ, Bricks obtained from industrial and agricultural waste

http://www.ince.ro/ESPERA/Agenda_ESPERA_2023_-_BT_22.11.2023.pdf

  1. International Conference on Innovative Research 2023, 11-12.05.2023, Iași, România

Gabriel POPESCU, Nicoleta Raluca JIANU, Aneta CHIVOIU, Silvia MORARU, Mirela SIMION, Ioana Corina MOGA, New Environmentally Friendly Materials for Making Bricks

https://euroinvent.org/cat/ICIR_2023.pdf

  1. Simpozionul Progresul tehnologic – rezultat al cercetării, AGIR, 27.04.2023, București, România
  1. Conferința “Biodiversitatea agrosilvică sub impactul schimbărilor climatice – gestionarea prin ameliorare și tehnologii adecvate, garanție a siguranței și securității alimentare”, 12-13.10.2023 București, România

Gabriel POPESCU, Nicoleta Raluca JIANU, Aneta CHIVOIU, Silvia MORARU, Ioana Corina MOGA, Materiale de construcții obținute din deșeuri agricole și industriale

https://agroforest-bio.incda-fundulea.ro/index.php/ro/program

  • PARTICIPĂRI ÎN CADRUL SALOANELOR DE INVENTICĂ
  1. 15th European Exhibition of Creativity and Innovation – EUROINVENT, Iasi, Romania, 11-13 mai 2023, www.euroinvent.org
  2. Salonul Inovării și Cercetării UGAL INVENT, 9-10 Noiembrie 2023, www.invent.ugal.ro
  • PREMII OBȚINUTE
  • Medalia de aur în cadrul Salonului Inovării și Cercetării UGAL INVENT, 9-10 Noiembrie 2023
  • Diploma de excelență din partea INMA în cadrul Salonului Inovării și Cercetării UGAL INVENT, 9-10 Noiembrie 2023
  • Medalia de aur pentru activitatea in cercetare depusă de către Ioana Corina Moga, premiu acordat în cadrul Salonului Inovării și Cercetării UGAL INVENT, 9-10 Noiembrie 2023
  • Medalia de aur în cadrul 15th European Exhibition of Creativity and Innovation – EUROINVENT, Iași, România, 11-13 mai 2023
  • CERERE DE BREVET DE INVENȚIE
1. CBI A/0031/21.06.2023, Procedeu de obținere bio-cărămizi din deșeuri agricole și industriale, Nicoleta Raluca JIANU, Gabriel POPESCU, Ioana Corina MOGA, Aneta CHIVOIU

  • POSTERE REALIZATE ÎN VEDEREA PARTICIPĂRII LA DIFERITE EVENIMENTE ȘTIINȚIFICE

În cadrul etapei s-au realizat postere în vederea participării la soloanele de inventică și la conferința științifică “Biodiversitatea agrosilvică sub impactul schimbărilor climatice – gestionarea prin ameliorare și tehnologii adecvate, garanție a siguranței și securității alimentare”.

Etapa 2 – 2023

REZUMAT EXECUTIV AL ACTIVITĂȚILOR REALIZATE

Activitate 2.1. Realizare cărămizi (minim 5 rețete)

Aceasta activitate s-a finalizat cu realizarea a 5 rețete de cărămizi pentru 3 tipuri de deșeuri agricole (paie de grâu, tulpini de floarea soarelui, știuleți de porumb).

Activitate 2.2. Testare cărămizi (minim 5 tipuri) din punct de vedere fizico-mecanic

Conform testărilor efectuate se concluzionează că modelele experimentale pentru cele 2  tipuri de rețete – rețeta 1 și rețeta 2 – incluzând cele 3 tipuri de deșeuri agricole (paiele de cereale; tulpini floarea soarelui; știuleți de porumb) corespund din punct de vedere fizico-mecanic pentru a se putea trece la etapa următoare, testarea bio-cărămizilor din punct de vedere al încadrării în legislația de mediu și la etapa de testare a compatibilitătii cărămizilor cu tipurile de materiale de construcții utilizate în realizarea diferitelor structuri. Se constată comportament similar, din punct de vedere fizico-mecanic al modelelor experimentale  pentru cele 2  tipuri de rețete – rețeta 1 și rețeta 2.

Activitate 2.3 Testare cărămizi (minim 5 tipuri) din punct de vedere al încadrării în legislația de mediu

Activitatea a constat în testarea fizico-chimică a modelelor experimentale de cărămizi, în vederea stabilirii posibilităților de încadrare în condițiile impuse de legislația de mediu referitoare la deșeuri.

Conform testelor fizico-chimice efectuate asupra celor 6 tipuri de modele experimentale se poate concluziona:

  • rezultatele analizelor fizico-chimice indică încadrarea celor 6 tipuri de modele experimentale în clasa de deşeuri inerte, conform legislației de mediu (Legea 211/2011; HG 856/2002; Ordin 95/2005).

–   rezultatele analizelor fizico-chimice sunt apropiate valoric, ceea ce indică o interacțiune fizico-chimică puternică a componentelor bio-cărămizilor, aceasta nepermițând levigarea compușilor chimici toxici (cloruri, sulfaţi, metale grele);

–  rezultatul acestui comportament fizico-chimic al modelelor experimentale ale cărămizilor este încadrarea lor în clasa de deșeuri inerte față de mediul înconjurător.

Activitatea 2.4. Testarea compatibilității cărămizilor (minim 5 tipuri) cu tipurile de materiale de construcții utilizate în realizarea diferitelor structuri

Rezultatele obținute în urma testelor pe cărămizi indică comportament asemănător cu cel menționat în literatura de specialitate pentru cărămizi din deșeuri agricole (valori ale rezistenței la compresiune la aprox. 75%-86% față de cărămizi din compuși minerali). Rețeta nr. 1 având ca deșeu agricol știuleți de porumb și rețeta nr. 2, având ca deșeu agricol paiele de grâu, permit obținerea de cărămizi cu cea mai bună rezistență la compresiune din toate testele  experimentate. Pornind de la aceste considerente și având în vedere datele din literatura de specialitate referitoare la conductivitate termică și izolare fonică, se poate spune că aceste cărămizi pot fi folosite cu rol  de protecție termică și fonică pentru structurile de zidărie. Funcție de nivelul de încredere al proprietăților mecanice, cărămizile se încadrează în element de zidărie clasa II.

Din puncte de vedere al indicatorilor de diseminare, aceștia au fost depășiți față de cei menționați în cadrul Planului de realizare.

O cerere de brevet de invenție a fost depusă la OSIM.

Rezultatele obținute (cererea de brevet de invenție) au fost premiate în cadrul a două saloane internaționale de inventică, obținând Medalii de aur și alte premii speciale.


 ETAPA III – Perioada de implementare 01.01.2024–29.06.2024

 ACTIVITĂȚI DE DISEMINARE

  1. Articole publicate:
    INNOVATIVE SOLUTIONS FOR THE PRODUCTION OF BRICKS FROM WASTEWATER TREATMENT SLUDGE

Gabriel POPESCU, Nicoleta-Raluca JIANU, Ioana-Corina MOGA, Mădălina-Teodora ANDREI, Aneta CHIVOIU, Laurențiu CIORNEI, Mirela SIMION

Annals of Spiru Haret University. Economic Series, Vol. 22 No. 3 (2022) – http://anale.spiruharet.ro/index.php/economics/article/view/1283 (BDI)

DEŞEURI AGRICOLE ŞI ALTE TIPURI DE DEŞEURI UTILIZATE ÎN INDUSTRIA CONSTRUCŢIILOR

Gabriel POPESCU, Nicoleta Raluca JIANU, Ioana Corina MOGA, Iulian VOICEA, Aneta CHIVOIU, Mirela SIMION, Elena Laura TROANCĂ

Proceedings of ISB-INMA TEH 2022 (BDI)
B. Participări la conferințe:

  1.  THE CIRCULAR ECONOMY APPLIED TO THE AGRICULTURE AND WASTEWATER TREATMENT SECTOR

Gabriel POPESCU, Ioana-Corina MOGA, Nicoleta-Raluca JIANU, Mădălina-Teodora ANDREI, Aneta CHIVOIU, Mirela SIMION

VI-INTERNATIONAL EUROPEAN CONFERENCE ON INTERDISCIPLINARY SCIENTIFIC RESEARCH, 26-27 August 2022, București, România

https://www.eucongress.org/_files/ugd/614b1f_34d8cff6a4d3485e93356985b49855a6.pdf

  1. DEŞEURI AGRICOLE ŞI ALTE TIPURI DE DEŞEURI UTILIZATE ÎN INDUSTRIA CONSTRUCŢIILOR

Gabriel POPESCU, Nicoleta Raluca JIANU, Ioana Corina MOGA, Iulian VOICEA, Aneta CHIVOIU, Mirela SIMION, Elena Laura TROANCĂ

ISB-INMA TEH International Symposium, 6-8 Octombrie 2022, București, România

http://isbinmateh.inma.ro/index.html