Soluções sustentáveis ​​para água geram energia com nova tecnologia para válvulas de controle

Para 2,2 milhões de pessoas em Houston, os impactos da perda de energia no final de 2022 ainda estão frescos nas suas mentes. De repente, diante da falta de água potável, as pessoas em todos os lugares ligaram os fogões para ferver água. As falhas de energia não são mais surpreendentes. Houve uma falha de rede semelhante em Houston em 2021, onde 4,5 milhões de pessoas foram afetadas pela escassez de água, energia, calor e alimentos e mais de 240 morreram. Falhas de energia são comuns. Não sendo apenas uma preocupação para os texanos, as redes eléctricas em todo o mundo estão sobrecarregadas e não são fiáveis.

Para muitos, pensamentos sobre água limpa e energia confiável levam a outras preocupações. A infeliz combinação de fontes de energia não fiáveis ​​e condições meteorológicas imprevisíveis, incluindo tempestades, secas, inundações, incêndios florestais e outras perturbações climáticas, mantém os gestores dos serviços públicos, os engenheiros e os socorristas acordados à noite. Todos eles levam à escassez de água, à água contaminada e a falhas colossais nas infra-estruturas hídricas.

É possível fazer grandes avanços na criação de programas que abordem todos esses problemas ao mesmo tempo. Aqui está uma solução que atende a múltiplas funções.

A solução está no nexo entre água e energia num sistema que proporciona um fornecimento fiável de água potável segura e limpa, ao mesmo tempo que é mais eficiente, produtivo e sustentável. Economizar água, descarbonizar, minimizar perturbações e gerar dinheiro para reinvestir e atualizar infraestruturas pode agora ser feito com uma instalação simples que poderia ser financiada em grande parte pelo governo.

Água é energia – consumindo energia e criando-a ao mesmo tempo. O processo de bombeamento, tratamento e distribuição de água e águas residuais da América é responsável por 6% do consumo de energia do país, contribuindo com 5% das suas emissões de carbono e 40% do orçamento de uma empresa de serviços públicos. Toda essa energia é consumida para acionar bombas, tratar a água e distribuí-la aos usuários. À medida que os custos da electricidade aumentam, o custo destes processos pesa fortemente sobre a indústria e os seus utilizadores.

Mesmo quando os fornecedores de água iniciam esforços de conservação, as infra-estruturas deficientes limitam a sua eficácia. Os Estados Unidos perdem 17% da sua água tratada, chamada água não faturada (NRW), em sistemas de distribuição fraturados. O Banco Mundial estima que linhas de distribuição quebradas libertam anualmente 8,6 biliões de galões de NRW.

Os sistemas globais de distribuição de água destacam a natureza interligada dos recursos energéticos e hídricos. O termo da indústria usado para descrever esta interconectividade é o nexo entre água e energia.

As redes de distribuição de água dependem de uma rede eléctrica rica em combustíveis fósseis para funcionar e contribuem directamente para a escassez de água devido ao carbono desnecessário que adicionam à atmosfera no processo de tratamento, bombeamento e fornecimento de água aos seus utilizadores.

Há inovação acontecendo nos setores de água e águas residuais. Nos últimos anos, académicos, empresários e inovadores no domínio da água trabalharam em conjunto para enfrentar alguns dos desafios mais prementes da indústria.

À medida que os custos da energia aumentam, as alterações climáticas e a perda de água têm um impacto cada vez maior nos sistemas de água e de águas residuais.

A recuperação de energia que integra válvulas de controle com tecnologia micro-hídrica permite que a própria distribuição de água seja a solução para cada um desses enormes desafios. Avanços recentes na tecnologia de microturbinas hidrelétricas capacitam os inovadores em água a aproveitar a pressão desperdiçada emitida pelas válvulas de controle. Ao aproveitar os diferenciais de fluxo e pressão existentes, esta solução recupera a energia desperdiçada de tubulações pressurizadas para devolver quantidades notáveis ​​de eletricidade à rede local. Esta eletricidade gerada pode ser usada para poupar dinheiro que pode ser reinvestido em operações, poupar água e reduzir as emissões de carbono. Ele também fornece o que a indústria mais precisa à medida que se moderniza: dados em tempo real sobre vazão e pressão, essenciais para o controle de perdas de água. Agora, os fornecedores de água podem analisar dados de pressão para identificar problemas em zonas de distribuição específicas (áreas medidas distritais) antes que ocorram vazamentos e rupturas principais.