PRAXIS  INVENTICA

Captarea energiei campului electric terestru

   Dezvoltarea omenirii este conditionata de utilizarea surselor energetice. Energia electrica are o importanta deosebita, fiind usor de procesat, transmis si valorificat. In prezent energia cinetica si potentiala a caderilor de apa, impreuna cu energia termica rezultata prin arderea carbunelui, petrolului si gazelor naturale au o pondere insemnata in obtinerea energiei electrice. In principiu, intr-o centrala electrica(hidrocentrala, termocentrala) energia mecanica a turbinelor hidraulice, turbinelor cu abur sau turbinelor cu gaze este transformata in energie electrica de catre generatoare electrice(alternatoare) si apoi distribuita la consumatori prin intermediul unor transformatoare si retele electrice.  Sistemul energetic asigura puteri mari, dar randament scazut, cu consecinte negative asupra pretului de cost pe kWh in conditiile epuizarii rezervelor de combustibili. Nici centralele nuclearo-electrice nu reprezinta o solutie viabila pe termen mediu si lung, avand in vedere riscurile de contaminare radioactiva.  Sursele energetice neconventionale bazate pe conversia energiei radiatiei solare, a vantului, a valurilor, a mareelor sau cele geotermice sunt putin raspandite datorita densitatilor mici de energie, distributiei neuniforme si fluctuatiilor mari in timp, desi sunt nepoluante, regenerabile si practic inepuizabile.
   De aceea, se impun noi directii de cercetare aplicativa in domeniul energetic. Un nou mod de abordare a conversiei energiei este generatorul geoelectric, solutie tehnica alternativa pentru valorificarea campului electric terestru. Se stie ca printr-un conductor care face legatura intre doua incinte cu gaze ionizate aflate la potentiale electrice diferite, curetul electric trece pana cand se anuleaza diferenta de potential, stabilindu-se echilibrul electric. Mentinerea curentului prin conductor este posibila atunci cand se asigura ionizarea diferentiata a gazelor din incinte, prin fluxuri de radiatii electromagnetice sau corpusculare. Se ajunge astfel la modelul de circuit electric deschis care poate fi utilizat pentru captarea energiei campului electric din atmosfera terestra, unde exista straturi de mari dimensiuni cu gaze ionizate sub actiunea radiatiei cosmice primare, dar  si a radiatiilor secundare rezultate in urma interactiunilor la energii mari.
   Campul electric terestru joaca un rol important in dinamica atmosferei si regimul precipitatiilor, cu influente extinse  in biosfera si chiar la procese geologice. In ansamblu, Pamantul este incarcat cu sarcina electrica negativa care este distribuita neuniform la suprafata si in interiorul sau. Masuratorile geofizice au pus in evidenta, la nivelul scoartei terestre, existenta unor curenti electrici naturali cauzati de procese electrochimice, termoelectrice, de inductie, polarizarea unor roci, vibratii etc. Intensitatea curentilor electrici depinde de conductivitatea materialului terestru, avand valori destul de mari in anumite regiuni, ca de exemplu, zona litorala si vecinatatea tarmului oceanic. La suprafata Pamantului, intensitatea campului electric are valoarea medie de circa -130 V/m si scade progresiv cu altitudinea in troposfera.
   Modificari importante ale campului electric pot fi cauzate de formatiunile noroase, care au  frecvent o distributie de sarcini pozitive la partea superioara si negative la cea inferioara. Pe laga norii polar-pozitivi pot exista si nori polar-negativi sau chiar tripolari. Diferenta de potential dintre un  nor si sol poate atinge, in timp de furtuna, valori de ordinul milioanelor de volti.  Electricitatea din troposfera este produsa de fortele de frecare  dintre curetii de aer, de radiatiile ionizante solare sau prin emisia de particule electrice de catre  sursele radioactive terestre,  dar rezulta si in procesul evaporarii si condesarii apei sub forma de picaturi incarcate cu sarcina electrica pozitiva. Moleculele de apa  sunt polarizate, deoarece centrul sarcinilor eelectrice pozitive nu coincide cu centrul sarcinilor electrice negative. Aceasta configuratie se explica pe seama hibridizarii  orbitalilor atomului de oxigen, care poseda doua perechi de electroni neparticipanti, la formarea legaturilor covalente. In stare condensata, moleculele de apa se asociaza prin legaturi de hidrogen, datorate atractiei dintre un atom de hidrogen (electropozitiv)  si unul de oxigen (electronegativ) de la o molecula vecina. Spre deosebire de ploaie, precipitatiile solide (grindina, ninsoare) transporta sarcina electrica negativa. 
   Trecerea curentului electric printr-un conductor care face legatura intre doua puncte cu potentiale diferite din troposfera este posibila atunci cand la capetele sale sunt amplasate surse artificiale de ionizare(termice, radioactive) a atomilor si moleculelor neutre pentru a exista suficiente sarcini electrice libere. Situatia este cu totul diferita in cazul paturilor ionizate. Termosfera, cunoscuta si sub numele de ionosfera, este sediul unor procese intense de ionizare provocate de radiatiile electromagnetice si corpusculare care provin din spatiul cosmic. Este bine de mentionat ca un corp aflat in termosfera nu poate atinge temperatura mediului inconjurator care este foarte rarefiat. In acest caz, temperatura nu se masoara cu termometrul, ci se calculeaza din formula energiei cinetice medii a particulelor constituente. Ionosfera  este divizata in mai multe straturi(D, E, F, G)  care au un rol deosebit in absorbtia componentelor radiatiei solare nocive pentru organismele vii, dar este utila  si in telecomunicatii, prin reflexia undelor radio. In ionosfera se formeaza aurorele polare, fenomene produse de particulele elecrice care se infasoara in  jurul liniilor de camp magnetic. Particulele electrice care evadeaza centurile de radiatii van Allen si ionosfera patrund in atmosfera sub altitudinea de 40 km si ionizeaza moleculele din compozitia aerului, dand nastere asa-numitei centuri ionice inferioare. Centura prezinta un maxim de ionizare  intre altitudinile de 5 si 25 km, zona deosebit de dinamica, in care se manifesta „curentii jet” cu viteze de 25 – 100 m/s.
   Se pot concepe mai multe variante costructive pentru sistemele de captare a energiei campului electric terestru, dupa cum  punctele  cu potentiale electrice diferite apartin scoartei terestre(I), scoartei terestre si unei paturi ionizate a atmosferei(II) sau unor paturi diferite cu gaz ionizat(III).
   In prima varianta constructiva, sistemul pentru captarea energiei campului electric terestru se compune din conductorul (3) conectat la statia (5) de procesare a energiei electrice si electrozii(1;2) amplasati in zone cu potentiale electrice diferite ale scortei terestre. Conductorul (3) – confectionat din Cu sau Al - este suspendat pe stalpii(4), dar poate fi ingropat in sol, cu conditia realizarii unei bune izolatii electrice. Statia de procesare (5) este prevazuta cu convertoare, transformatoare si stabilizatoare pentru asigurarea paremetrilor standard specifici retelei nationale de curent alternativ, la care se adauga dispozitive de siguranta si aparate de masura si control pentru exploatarea sistemului energetic in conditii optime. Energia electrica obtinuta este transferata in reteaua nationala de curent alternativ, dar poate fi stocata in acumulatori de mare capacitate, eventual, se opteaza pentru obtinerea hidrogenului prin electroliza, care este utilizat, la randul sau, in pilele de combustie.
   In cea de-a doua varianta constructiva, sistemul pentru  captarea energiei campului geoelectric este prevazut cu conductorul izolat (6), tamburul de rulare (7), elicopterul pentru sustinere, electrodul (9), amplasat in scoarta terestra, precum si statia (10) pentru procesarea energiei electrice. Elicopterul de la capatul superior al conductorului (6), care are si rol de electrod, este situat la „punct fix” in centura ionica inferioara din atmosfera. Deoarece conductorul izolat (6) este supus unor forte de intindere mari, este recomandat sa aiba sectiune variabila si sa fie fixat pe un cablu din otel prevazut, de asemenea, cu izolatie electrica. Pentru diferente mari de altitudine, sunt necesare  mai multe elicoptere pentru sustinerea conductoarelor electrice, care sunt dispuse pe verticala la distante aproximativ egale.
   In cea de-a treia varianta constructiva, sistemul pentru  captarea energiei campului electric al Terrei, este format din unul sau mai multi conductorii izolati (11), bobinele (12) pentru rulare, aparatele de zbor (13; 14) si  tehnica aferenta (15)  pentru procesarea energiei electrice.  Aparatele de zbor, de tip elicoptere sau avioane cu reactie, au rol de sustinere si de electrozi pentru sistemul geolectric. Ele sunt dispuse pe verticala in paturi ionizate ale atmosferei(centura ionica inferioara, ionosfera), in regim de  zbor la „punct fix” sau in miscare simultana  controlata. In acest caz, energia electrica captata poate fi utilizata pentru iluminatul nocturn de la mare inaltime, producerea de hidrogen prin electroliza, alimentarea unor motoare electrice pentru actionarea elicelor aparatelor de zbor etc.
   Cercetarea aplicativa trebuie extinsa la posibilitatile de utilizare a sistemelor geoelectrice la  atenuarea perturbatiilor de mare amploare ale campului electric terestru, cu efecte benefice in dinamica atmosferei, regimul precipitatiilor si geodinamica, pentru protectia impotriva unor calamitati naturale provocate de tornade, cicloane, grindina, eruptii vulcanice sau seisme.

 Evolutia conceptului de inteligenta

   Aptitudinile   umane  caracterizeaza    latura   instrumental - operationala a personalitatii, organizata   in  sisteme  functionale  superior  dezvoltate,  relativ  stabile,  care   mijlocesc  performante deasupra  mediei  in  activitatea teoretica, organizatorica, tehnico-aplicativa,  artistica sau  sportiva.
   Prin fuzionarea si combinarea specifica a aptitudinilor, se  ajunge la talent  in  masura in care permit realizarea  de  produse originale cu o inalta cota de creativitate.  Aptitudinile sunt  conditionate  de zestrea  ereditara dar si de mediul  educational in care se dezvolta  individul.  Ele sunt diversificate si marcheaza profund destinul fiintei umane, deoarece fiecare om porneste in viata cu o zestre  ereditara  singulara  si  strabate o  traiectorie  socioculturala specifica.  In demersul de consiliere a cadrelor didactice, aptitudinile reprezinta punctul de plecare in orientarea scolara si reper pentru optiunile profesionale ale tinerilor. 
   Inteligenta  poate fi privita ca un sistem unitar si armonios de aptitudini care se manifesta prin mecanisme de asimilare si adaptare de natura functionala dar mai ales prin inovare si creativitate. Inteligenta este un proces complex cu o bogata incarcatura de semnificatii care a provocat  dezbateri aprinse si continua sa preocupe specialistii in psihologie. Inca de la inceputul sec. al XX-lea, psihologul englez C. Spearman, analizand corelatiile obtinute de la subiectii supusi la diverse tipuri de teste, a ajuns la concluzia ca inteligenta implica diverse aptitudini specifice (factori specifici), grefate pe o aptitudine generala comuna (factorul g). Metoda analizei factoriale a inteligentei a fost dezvoltata de L.L. Thurstone si J.P. Guilford, prin luarea in considerare a unei multitudini de factori, mai mult sau mai putin corelati.
   Dupa psihologul elvetian Jean Piaget, creatorul epistemologiei genetice, evolutia inteligentei in ontogeneza este rezultatul echilibrului operatiilor mentale (clasare, masurare, numarare, deplasare spatio-temporala etc.) obtinute prin interiorizarea actiunilor practice cu obiectele in structuri mentale dimanice, organizate ierarhic. Orice experienta din viata este structurata pe baza unor scheme psihice degajate de practica sociala si individuala din realitatea obiectiva. Dezvoltarea  inteligentei la copil  parcurge  succesiv  mai  multe  stadii: senzorio-motor  (de la nastere pana  la aparitia limbajului, 15-18 luni),  preoperator (de la aparitia limbajului pana la 7-8 ani), al  operatiilor concrete (de la 7-8 ani pana la 10-11 ani), al operatiilor formale (de la 10-11 ani pana 15-16 ani). In stadiul  operatiilor formale, gandirea devine apta pentru rationamente ipotetico-deductive si experimente stiintifice.            
   Psihologul  american  Jerome J. Bruner  a  conceput  evolutia  stadiala  a  inteligentei  in  termeni  mult  mai  flexibili,  in  sensul  ca orice  etapa  poate  fi  accelerata prin strategii didactice adecvate.  Dupa Bruner, ”bazele oricarei discipline pot fi predate oricui, la  orice varsta,  intr-o forma potrivita”. El insista mult asupra necesitatii cultivarii la elevi a stilului de invatare stiintific, care imbina gandirea analitica cu intuitia.kSfarsitul sec. al XX-lea este marcat de  efortul unor cercetatori de cuantificare a inteligentei, pentru a evalua riguros performantele elevilor. Este meritul  lui Alfred Binet si al lui Théodore Simon de a fi  dezvoltat  in 1905, la Paris, primul test de analiza a inteligentei copilului care, apoi, a fost extins  pentru a masura inteligenta omului,  mai precis, indicele nivelului de dezvoltare a inteligentei, a carui valoare, exprimata in procente, se obtine prin raportarea varstei mentale la varsta cronologica si inmultirea cu 100. Textul Stanford-Binet pleaca de la premiza ca oamenii se nasc cu o anumita configuratie a inteligentei, constituita din abilitati logice si verbale, care nu se schimba pe parcursul vietii.
   O noua viziune in psihologie a fost adusa de teoria inteligentelor multiple, publicata pentru prima oara in 1983, in lucrarea “Frames of Mind:The Theory of Multiple Intelligences”,de catre Horward Gardner, profesor de teoria cunoasterii, educatie si psihologie la Universitatea Harvard si de neurologie la Facultatea de Medicina din Massachussetts, SUA. Semnificatia acestei teorii este extinderea conceptului de inteligenta traditionala din sfera logico-matematica si verbal-lingvistica spre alte disponibilitati ale omului de relationare cu lumea. Dupa Gardner, inteligenta reprezinta “ abilitatea omului de a-si rezolva problemele in viata sau de a crea produse care sunt valorizate in unul sau mai multe contexte culturale”. Mai tarziu, revenind asupra conceptului, afirma ca inteligenta umana este un “potential bio-psihologic de a prelucra informatia, care poate fi activat pentru rezolvarea de probleme si crearea de produse pretuite de cel putin o cultura”. El critica modelul unilateral in care a fost definita, recunoscuta si valorizata inteligenta umana, oferind un model alternativ, cu implicatii deosebite in invatamant . Teoria sa este rezultatul unor cercetari laborioase asupra profilelor cognitive ale copiilor supradotati, autisti, savanti idioti, oameni cu dificultati in invatare,  persoane care apartin la diverse culturi.
   Este bine de remarcat ca teoria inteligentelor multiple nu schimba ceea ce avem de predat, ne ajuta doar sa schimbam modul in care lucram cu elevii, sa intelegem faptul ca elevii pot fi destepti in diferite moduri si ne instrumenteaza in a-i ajuta sa evolueze in mod diferit. In acest context, misiunea profesorului este de a dezvolta strategii de predare care sa permita elevilor sa isi exprime modalitatile multiple de a intelege si de a valoriza propria lor unicitate. Scopul este ca fiecare elev sa se dezvolte la maximum de capacitate in conformitate cu potentialul  propriu. Dar nu toti dascalii au vocatie pentru profesia aleasa, pentru unii strategiile traditionale cu care s-au obisnuit fiind greu de depasit. Teoria lui Gardner porneste de la ideea existentei unor inteligente diferite si autonome ce conduc la modalitati diverse de cunoastere, intelegere si invatare.
Se considera ca oamenii poseda noua tipuri de inteligente, si anume:
     1. Inteligenta verbal-lingvistica sau inteligenta cuvintelor (capacitatea de a rezolva probleme si de a dezvolta produse cu ajutorul codului lingvistic; se manifesta la jurnalisti,scriitori, avocati, profesori)
     2. Inteligenta logico-matematica sau inteligenta numerelor si a ratiunii (capacitatea de a opera cu modele, categorii, relatii,de a grupa, ordona si interpreta date; este intalnita la matematicieni, contabili, oameni de stiinta)k
     3. Inteligenta spatial-vizuala  sau inteligenta imaginilor, a desenului  si  a  picturii (capacitatea de a rezolva  probleme  si  de  a  dezvolta  produse  cu ajutorul  reprezentarilor spatiale  si  a imaginilor;  este intalnita la arhitecti, pictori, graficieni, sculptori , cartografi, proiectanti)
     4. Inteligenta muzical-ritmica  sau  inteligenta  tonului,  ritmului  si  a  timbrului (capacitatea  de a produce si de a aprecia muzica, ritmul si inaltimea sunetelor; se manifesta  la  muzicieni, compozitori, poeti)
     5. Inteligenta  corporal-kinestezica   sau  inteligenta  intregului  corp (capacitatea de coordonare motrica si o buna sensibilitate tactila; este  intalnita  la  sportivi,  dansatori,  actori, chirurgi)           
     6. Inteligenta naturalista sau inteligenta tiparelor, a regularitatilor si a comportamentelor (au darul naturii, iubesc si inteleg natura, flora, fauna, frumusetile din mediul inconjurator; se manifesta la fermieri, biologi, ecologi, astronomi )
     7. Inteligenta interpersonala sau inteligenta interactiulor sociale(au darul empatic si al relationarii, interactioneaza eficient cu ceilaltii; este intalnita la profesori, directori, politicieni, lideri)
     8. Inteligenta intrapersonala sau inteligenta autocunoasterii (au darul autoreflectiei, al metacognitiei si capacitatea de autocunoastre si autoapreciere corecta; se manifesta la teologi, intreprinzatori, scriitori)
     9. Inteligenta existentiala – Gardner e convins ca acest tip de inteligenta este o modalitate de cunoastere, dar nu a stabilit localizarea sa pe creier.  De aceea este considerata ”o jumatate de inteligenta”. Se manifesta la filosofi, ganditori, analisti, etc . 
In “Frames of Mind”, H. Gardner afirma :
* ”Exista o inteligenta in sunet si una in miscare, in culoare si in relatia umana”.
* ”Muzica este o corporalizare a inteligentei care este in sunet”.
* “Poetul este o persoana care nu uita niciodata anumite impresii despre care scrie”.                             
* “Exista limbaje, altele decat cuvintele, simbolurile, limbajele naturii. Exista limbajul corpului”.
* “Inteligenta sociala, dezvoltata la inceput sa rezolve probleme de natura interpersonala, in timp si-a gasit expresia in crearea institutiilor sociale”.
   Din punct de vedere biologic, inteligentele sunt independente, in functie de zonele corticale care le  guverneaza. La nivel individual ele apar in combinatii, fiecare individ fiind de fapt ,,o colectie de  inteligente”. Intrucat  indivizii au profiluri de inteligenta diferite, scoala trebuie sa asigure o  educatie care sa maximalizeze potentialul intelectual al fiecaruia. Un element esential in aplicarea  teoriei inteligentelor multiple la clasa este cunoasterea profilului de inteligenta al elevilor. Aflarea punctelor ,,tari” si ,,slabe” ale acestora este esentiala pentru stabilirea strategiilor de diferentiere si individualizare. Desi o reteta general valabila nu exista, cadrele didactice, care doresc sa predea in spiritul teoriei inteligentelor multiple, pot sa urmeze succesiunea de pasi:     
- determinarea profilului dominant de inteligenta prin identificarea abilitatilor fiecarui elev                       
- familiarizarea elevilor cu teoria inteligentelor multiple  
- constientizarea de catre elevi a combinatiei proprii de inteligente multiple
- motivarea elevilor pentru a-si dezvolta inteligentele multiple
- asigurarea de catre profesor a unui cadru adecvat pentru manifestarea inteligentelor multiple.                  
   Aplicarea in unitatile scolare a teoriei inteligentelor multiple se poate face prin strategii interactive de predare-invatare-evaluare: portofolii, proiecte, harti conceptuale, interviuri, studiu de caz etc. Este important ca profesorul sa-si adapteze stilul de predare la stilul de invatare a elevilor, pentru realizarea cu succes a obiectivelor operationale, exprimate prin verbe comportamentale. De remarcat ca teoria inteligentelor multiple se preteaza la aplicarea operationala a Taxonomiei lui Bloom. Un scenariu didactic care stimuleaza punctele forte ale elevilor si evita pe cele slabe va conduce la atingerea dezideratelor intr-un mod placut si usor. Dascalii cu vocatie profesionala promoveaza strategii didactice care permit elevilor sa puna in valoare prin cuvant, scris sau oral, dar si prin muzica, desen sau miscare, disponibilitatile multiple de a intelege si de a valoriza propria personalitate.