A água potável e o tratamento de efluentes estão intrinsecamente ligados à responsabilidade ambiental. Por exemplo, as estações de tratamento de água (ETAs) se preocupam em fornecer água potável segura e reduzir os vazamentos. Da mesma forma, as estações de tratamento de efluentes (ETEs) se esforçam para atender aos limites de nutrientes para evitar a eutrofização, que pode prejudicar a vida aquática.
Imagem Water Online
Apesar dessa clara conexão, muitas ETAs e ETEs não consideram o impacto ambiental das emissões diretas e indiretas de gases de efeito estufa (GEEs), causados por suas operações. Estima-se que o tratamento de água e efluentes, represente entre 1% e 4% do consumo total de energia nos EUA. A energia é uma das maiores despesas para ETAs e ETEs, perdendo apenas para a mão-de-obra.
Com o consumo de energia como um aspecto tão inerente ao tratamento de água e efluentes, a redução de GEEs pode parecer um desafio assustador. No entanto, não só é possível que as concessionárias reduzam os GEEs, como algumas também estão se esforçando para se tornar neutras em carbono, em outras palavras, para produzir emissões líquidas de carbono zero.
Combatendo o carbono com dados
A batalha para reduzir os GEEs nas operações de água começa com os dados. A tecnologia de sensores necessária para observar e analisar o desempenho de ativos, de bombas a sopradores, tubulações e muito mais, está bem estabelecida e prontamente disponível. Qualidade do ar e da água, consumo de energia, pressão, temperatura entre outros podem ser detectados em tempo real. Além disso, o software necessário para armazenar, organizar, analisar e visualizar esse volume de dados tem sido aprimorado ao longo de muitos anos.
Essas tecnologias combinadas, podem ser aproveitadas para encontrar ineficiências operacionais e eliminá-las, reduzindo potencialmente tanto a mão de obra quanto o consumo de energia, o que por sua vez, reduz os GEEs e proporciona economia financeira.
Vários anos atrás, a Great Lakes Water Authority (GLWA) empreendeu um projeto para analisar suas operações de bombeamento com o objetivo de reduzir os GEEs e avançar para emissões líquidas zero. A GWLA atende 3,8 milhões de pessoas e administra cinco estações de tratamento, 19 estações de bombeamento e 1318 km de tubulações de transmissão. A concessionária gasta US$ 20 milhões por ano apenas em energia. Assim, sua missão de sustentabilidade começou com uma pergunta prática: como reduzir o seu consumo de energia?
Eles começaram analisando coisas como o estrangulamento da bomba, bem como a frequência com que as bombas ligam e desligam. Cada uma destas desperdiça energia e adiciona desgaste desnecessário à bomba. Usando os dados, a GLWA reduziu o estrangulamento em 50% e aumentou a eficiência da bomba em mais de 12%, reduzindo o uso de energia em 6% no geral.
Indo além
Uma redução de 6% no uso de energia e, portanto, nos gases de efeito estufa, é um ótimo começo, mas está muito longe das emissões líquidas zero. Para chegar lá, as ETAs e ETEs terão que ir muito além, empregando diversos recursos para garantir a sustentabilidade das operações. Isso pode incluir:
- Aproveitando a água como energia. Assim como a energia pode ser armazenada para uso posterior, também é possível com a água. Usando dados e previsão de demanda, as ETAs podem encher os reservatórios fora dos períodos de pico e acessar esses recursos durante os horários de pico de demanda para reduzir a pressão sobre o sistema de tratamento, sistema de distribuição e reduzir o consumo de energia durante o pico de demanda.
- Reduzir vazamentos e água não faturada. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) estima que cerca de 16% da água potável é perdida por vazamentos. Dado que cerca de um terço do custo de energia de uma ETA vai para o tratamento e bombeamento de água, a redução de vazamentos é um passo importante na redução do consumo de energia e, portanto, das emissões de carbono.
- Acessando energia limpa. Mesmo a estação de tratamento mais eficiente em termos energéticos consumirá enormes quantidades de eletricidade. A utilização de energia limpa, portanto, torna-se fundamental para atingir emissões líquidas de carbono zero. As estações podem fazer isso comprando energia renovável diretamente de concessionárias de energia ou comprando créditos de energia renovável. Dependendo da área, pode valer a pena para os gerentes das estações, instalar painéis solares ou bombas de calor.
- Reutilize as fontes de energia existentes. As ETEs com digestores anaeróbios podem capturar o biogás, que pode ser reutilizado pela estação para alimentar os sopradores ou outras operações em vez de queimar o gás e liberar GEEs. Uma solução semelhante, embora menos eficaz, poderia envolver o uso de trocadores de calor em áreas selecionadas da estação.
Começando pequeno
Alcançar emissões líquidas de carbono zero, não acontecerá da noite para o dia. Como tal, as ETAs e ETEs podem começar pequenas, medindo apenas alguns ativos chaves. Além disso, as estações podem aproveitar o software de análise baseado em nuvem num modelo de assinatura, pagando “à la carte” apenas os recursos necessários inicialmente. À medida que as economias de curto prazo são realizadas em cada projeto de pequena escala, fundos adicionais podem ser alocados para expandir o escopo, reduzindo ainda mais os GEEs e acelerando o caminho para emissões líquidas zero.
Sustentabilidade e segurança
O consumo mundial de eletricidade está acelerando, principalmente com a proliferação de tecnologias como os veículos elétricos. Isso está sobrecarregando a rede elétrica, que combinada com a imprevisibilidade climática e o aumento das temperaturas globais, adiciona o risco de usuários com alto consumo de energia, como as ETAs e ETEs. Assim, o esforço para atingir as emissões líquidas zero tem tanto a ver com a sustentabilidade do meio ambiente quanto com a sustentabilidade e segurança das estações e suas operações.
Autor: Gary Wong
Fonte: Water Online
Adaptado por Editor – DW Journal – Digital Water
