Digitalização do ciclo da água: uma necessidade inevitável

Paloma BataneroDesenvolvimento de Negócios - Assessor para a Indústria Setor Hidráulico na Elliot Cloud

Elliot-Cloud
recursos hídricos
A demanda global por água no mundo continua a crescer, devido ao crescimento populacional e ao desenvolvimento industrial e social. Na última década, ela aumentou em mais de 22% e espera-se que, nesta década de 2020 a 2030, apesar de todos os aprimoramentos tecnológicos e de economia de água aplicados aos processos industriais, ela sofra um aumento adicional de pelo menos 15%.

Pode parecer um problema insolúvel para a humanidade, mas, como em outros momentos da história, devemos enfrentar esse desafio como ele tem sido enfrentado desde o início da humanidade: com tecnologia, divisão de trabalho e cooperação. E estamos no momento certo para resolvê-lo: por meio do digitalização do ciclo da água. Por outro lado, os recursos hídricos do planeta não estão aumentando, mas são constantes; além disso, a água disponível está ficando cada vez mais poluída se não tomarmos as medidas necessárias para evitá-la. Há 1,4 bilhão de quilômetros cúbicos de água na Terra. Apenas 0,2 bilhão de quilômetros cúbicos representam a água doce disponível para nosso consumo.

A água é o recurso mais importante

A água, cada vez mais considerada como um bem comum universal, é, juntamente com o ar, a base da vida. Portanto, não basta dizer que ela é um recurso natural indispensável para a sobrevivência e a saúde, para a produção de alimentos e atividades econômicas de todos os tipos, bem como para o bem-estar de indivíduos e sociedades. Por todas essas razões, a água é, a priori, um direito humano que deve ser satisfeito independentemente de qualquer consideração, inclusive financeira. Em 2002, a Comitê de Direitos Econômicos, Sociais e Culturais das Nações Unidas (CESCR)O Fórum Mundial da Água, duplamente forçado pela escassez física da água e pelos custos crescentes de sua disponibilidade, afirmou que o acesso a uma quantidade suficiente de água potável para uso pessoal e doméstico é um direito humano fundamental universal. Portanto, garantir o acesso à água, com todos os avanços técnicos possíveis, é uma responsabilidade social que os engenheiros e gerentes não podem ignorar, por meio do gerenciamento adequado desse recurso, fazendo uso de todos os recursos disponíveis.

Onde agir para maximizar o recurso hidrológico

Três aspectos do ciclo hidrológico podem ser abordados para garantir a segurança do abastecimento, tornando-o mais acessível e econômico para a população:

  • Aumentar a disponibilidade de recursos hídricos.
  • Evitar a contaminação das fontes existentes.
  • Melhorar o desempenho das infraestruturas de coleta, tratamento e distribuição.

Em nosso planeta Terra, a quantidade absoluta de água doce permanece praticamente constante, mas a mudança climática está alterando sua distribuição, tornando-a mais extrema e irregular. Temos uma quantidade semelhante de precipitação, mas ela é distribuída de forma desigual e é mais intensa por menos tempo, o que dificulta a coleta e o armazenamento eficientes, levando ao escoamento, à mistura com elementos indesejados e, portanto, à contaminação. Infelizmente, não é mais possível, exceto em casos muito específicos, aumentar a disponibilidade do recurso hídrico.

Entre as décadas de 1960 e 1990, foi feito um grande esforço nesse sentido, com a construção de cerca de 800 novas grandes represas na Espanha. No total, elas fornecem uma capacidade de cerca de 56.000 hm3 , em comparação com a contribuição média de 99.000 hm3/ano recebida pelos rios e os quase 30.000 hm3/ano necessários para atender a todas as demandas3 (67% para irrigação de culturas)4 5. Somos o quinto país do mundo, depois da China, dos Estados Unidos, da Índia e do Japão, em termos de número de reservatórios. No entanto, isso não nos impede de sofrer com o estresse hídrico, ou seja, quando se usa mais água doce do que a disponível em determinados períodos ou quando seu uso é temporariamente restrito.

Como quase não há mais locais para novos reservatórios, só é possível expandir os recursos hídricos por meio de

  • Exploração da água subterrânea: cada vez mais escassa e com risco de subsidência se os aquíferos forem superexplorados.
  • Criação de novas usinas de água dessalinizada: muito caras para obter, tanto em termos de investimento inicial quanto de custo de energia de produção, e cujos produtos residuais podem ser altamente poluentes e seu descarte prejudicial ao ambiente marinho.

Estresse hídrico global, em % de água consumida em um período de escassez

recursos hídricos

Mapa de subsidência global potencial devido à captação de água subterrânea

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Ambos os processos já estão no limite de sua faixa de trabalho, portanto, não podemos contar com muito crescimento, a menos que sistemas sofisticados sejam aplicados para ajustar sua operação por meio da coleta e análise de seus parâmetros operacionais.

Prevenção da poluição de fontes de água doce

Se conseguirmos pelo menos manter limpos os corpos de água doce existentes ou até mesmo melhorar a qualidade da água já poluída, estaremos economizando muito no tratamento subsequente. É difícil quantificar a influência de uma descarga descontrolada em um curso de água superficial, mas a proporção é próxima de 1:100, ou seja, um m3 de água poluída é capaz de poluir cerca de 100 m3 de água limpa. Para evitar esse efeito pernicioso, é necessário trabalhar na prevenção, usando as seguintes estratégias:

  • Tratar a bacia de forma holística, pois tudo o que acontece na superfície da bacia afeta a bacia globalmente, especialmente a jusante.
  • Incluir sistemas de retenção e infiltração de chuvas na parte superior da bacia, por meio da implementação de sistemas de drenagem sustentáveis. Ou seja, elementos superficiais, permeáveis, às vezes com vegetação, parte da estrutura urbano-hidrológica-paisagística e anteriores ao sistema de drenagem, projetados para filtrar, reter, transportar, acumular, reutilizar e infiltrar a água da chuva no solo, de modo que não degradem e até mesmo restaurem a qualidade da água que gerenciam.
  • Melhorar a manutenção dos sistemas de drenagem, de modo a garantir seu funcionamento ideal, evitando quebras e gastos desnecessários de recursos econômicos.
  • Inclusão de sistemas de purificação e filtragem da água do escoamento das principais rodovias, que têm um impacto muito maior do que geralmente se imagina.
  • Realizar campanhas de conscientização pública para evitar o uso do saneamento e dos rios como depósitos de lixo.
  • Inclusão de tanques pluviais para armazenar a água da chuva poluída, evitando que ela seja despejada no ambiente natural.

Atuar no desempenho das infraestruturas existentes

A eficiência de um processo é medida como a quantidade obtida dividida pela quantidade máxima teórica. Em meados do século XX, o trabalho foi feito principalmente para melhorar a eficiência mecânica dos sistemas de coleta, tratamento e distribuição de água, que já são altamente otimizados no processo industrial. Isso levou a uma redução no consumo per capita, mas ainda há espaço para melhorias, e se o senhor conseguir uma redução de 2 para 5% em cinco fatores, será alcançada uma redução de 15%. Isso pode fazer a diferença entre manter uma garantia de fornecimento de 100% ou aplicar cortes periódicos. Alguns desses aspectos são:

  • Na bacia hidrográfica: Obtenção da mistura ideal a partir de várias fontes para manter uma determinada composição química, taxa de bombeamento ou tratamento.
  • Em tratamento: Revisão da dosagem de cloro, levando em conta o tempo de permanência na rede de distribuição.
  • Na rede de distribuição: Redução de vazamentos e de água não faturada, otimização de velocidades e pressões na rede, setorização adequada, operação em caso de panes e interrupções programadas, quantificação de perdas em caso de vazamentos e esvaziamento controlado e posterior enchimento, tempo de repressurização da rede com consumo, no caso de trabalhos por tandeos, otimização e racionalização da operação de bombeamento e de tanques, uso de perdas de carga para fornecer uso de microeletricidade e redução da pegada de carbono (ou da energia consumida).
  • Sobre a qualidade da água: Caracterização dos processos de formação e remoção de biofilme por meio da alteração das velocidades, otimização das campanhas de limpeza e aeração da rede.
  • No consumo doméstico: Leitura remota de medidores, correlação da demanda com variáveis externas, como temperatura, datas especiais, períodos de férias ou pandemias, testes para ajustar a variação da demanda com a variação da pressão, extrapolação de tendências de consumo e aplicação em campanhas de conscientização pública para reduzir o consumo.

Depois de definirmos o problema e as possíveis alavancas de ação, teremos que usar a tecnologia para resolvê-lo, agora e sempre.

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