As Nações Unidas estimam que mais de 2 bilhões de pessoas não têm acesso a água potável segura e mais de 4 bilhões de pessoas não têm acesso a serviços sanitários seguros.
O processamento de água e águas residuais requer um alto consumo de energia, que equivale a cerca de 4% da eletricidade total do mundo e 45% do custo da água limpa.
Portanto, tornar o processamento de água e águas residuais mais eficiente em termos energéticos é fundamental para atender as pessoas sem água potável. O uso menor de energia reduz a pegada de carbono e os custos operacionais do setor.
Tecnologia abre caminho para maior eficiência
Cada etapa do processo ― desde o tratamento de água até o transporte, tratamento de águas residuais e dessalinização ― depende de bombeamento. Felizmente, a tecnologia está disponível para reduzir significativamente a quantidade de eletricidade necessária para que o motor da bomba entregue a mesma saída.
Tanto motores existentes quanto novos podem ser equipados com um acionamento de velocidade variável (VSD). Isso aumenta a eficiência energética, ajustando a velocidade e o torque do motor para atender aos requisitos do processo.
Sem um acionamento, o motor funciona em velocidade máxima o tempo todo, sendo que essa velocidade de fluxo é controlada por estrangulamento ― podemos comparar isso a dirigir um carro mantendo o pé no acelerador e usando os freios para controlar a velocidade.
Com um acionamento, o motor funciona exatamente na velocidade necessária, geralmente abaixo da velocidade máxima. Isso permite ganhos significativos de eficiência energética, muitas vezes de 30% ou mais.
As instalações de água e águas residuais também podem melhorar sua eficiência energética selecionando os motores mais eficientes. Muitos países usam as classes de eficiência de motores estabelecidas pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). Essas classes variam de IE1 a IE4. Cada aumento no número de IE, como de IE3 para IE4, representa uma diminuição de 20% nas perdas de energia, o que significa que o motor é mais eficiente.
Exigências no regulamento de Ecodesign da União Europeia devem trazer ainda mais mudanças nesse sentido. A partir de julho de 2023, será cobrada a eficiência mínima de IE4 para muitos tipos de motores em novas instalações e atualizações. Isso torna a Europa a primeira região do mundo a exigir eficiência IE4, e outras certamente seguirão o mesmo caminho.
Com a tecnologia de motores de relutância síncrona (SynRM) é possível chegar ainda mais longe, alcançando a eficiência IE5. Eles são projetados para trabalhar como uma solução de pacote com VSDs e são significativamente mais eficientes do que os motores mais antigos. Por exemplo, substituir um motor IE2 existente por um pacote motor-drive SynRM resulta em até 50% menos perdas de energia.
Tratamento eficiente de águas residuais
Os operadores de uma estação de tratamento de esgoto em Bocholt, Alemanha, buscaram melhorar a eficiência de suas instalações para reduzir as emissões de carbono. Eles identificaram as bombas como a melhor oportunidade para reduzir o consumo de eletricidade e substituíram os motores por pacotes motor-drive SynRM IE5.
Durante a renovação, também melhoraram a geometria do impulsor das bombas para aperfeiçoar sua eficiência mecânica. A planta ainda limpa 108.000 metros cúbicos de águas residuais todos os dias, mas agora usa 40% menos energia.
Em Württemberg, na Alemanha, uma instalação de tratamento de água é responsável pelo amaciamento* da água potável. O processo requer compressores de alto consumo de energia, mas a instalação os alimenta usando motores IE5 SynRM emparelhados com VSDs. Combinadas com outras medidas de economia, a planta alcançou uma redução de 32% de energia em apenas um ano.
Enquanto isso, na Península do Sinai, no Egito, a maior estação de tratamento de águas residuais do mundo estabeleceu metas ousadas de eficiência. A planta de Bahr El Bakar usa 20 motores IE4 altamente eficientes, cada um emparelhado com um VSD. O local processa água residuais agrícolas para produzir 5.600.000 metros cúbicos de água tratada todos os dias. Além de permitir que a planta use menos eletricidade, esses motores também melhoram a confiabilidade das bombas.
A eficiência energética é um passo essencial
Atualmente, bilhões de pessoas não têm acesso aos serviços de água e esgoto que muitos de nós damos por garantidos. Há, é claro, outros desafios para alcançar esse objetivo, mas a eficiência energética é um passo fundamental para processar a água de maneira econômica e ambientalmente sustentável.
*processo que envolve a remoção de minerais como cálcio e magnésio, para tornar a água mais adequada para uso em casa ou em processos industriais.
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