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Relações entre a energia e o
saneamento nas áreas urbanas

Relações entre a energia e o saneamento nas áreas urbanas

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Relações entre a energia e o saneamento nas áreas urbanas

Uma das atividades que tem me dado mais prazer ultimamente é minha participação na rede URBENERE, acrônimo de comunidades URBanas ENERgeticamente Eficientes. Trata-se de uma rede internacional envolvendo onze grupos de pesquisas e empresas de vários países da América Latina, Portugal e Espanha, que visa transferir conhecimento e tecnologias e elaborar estratégias para o desenvolvimento de bairros urbanos energeticamente sustentáveis (http://civil.uminho.pt/urbenere/). Sua coordenação está a cargo dos competentes professores Luis Bragança, da Universidade do Minho, e Cristina Engel de Alvarez, da UFES.

A contribuição que nós, equipes do Núcleo Água da UFES e da FLUXO, aportamos à rede concentra-se no desenvolvimento de soluções de saneamento que permitam a conservação e, mais além, a produção de energia. Tudo o que estamos desenvolvendo se alinha com o conceito do NEXUS, inicialmente proposto em uma conferência internacional realizada em Bonn em 2008, e que explicita as relações indissociáveis entre a água, a energia e os nutrientes nas atividades humanas (mais detalhes em http://www.water-energy-food.org/).

Quase ninguém se dá conta que a água que consumimos necessita de energia para chegar até nossos lares em quantidade e qualidade adequadas. O circuito que água cumpre em uma cidade pode ser resumido simplificadamente em captação, tratamento para potabilização, distribuição, consumo nas edificações e produção de esgoto, coleta do esgoto, tratamento e disposição final do esgoto tratado. Se houver reúso de água, um circuito interno é formado no ciclo urbano da água, o que é uma medida desejável para a sua sustentabilidade se o consumo de energia do sistema não prejudicar os benefícios da conservação de água. Cada uma destas etapas citadas quase sempre exige o emprego de equipamentos eletromecânicos, o que, ao final, transforma os sistemas de abastecimento de água e de esgotamento sanitário em grandes consumidores energia elétrica. Por exemplo, o consumo de energia nos sistemas de saneamento na maioria dos países desenvolvidos representa algo em torno de 5% do consumo total de cada país. No Brasil, o consumo se aproxima de 11 TWh/ano (3% do total ), e só é inferior porque a cobertura dos sistemas de esgotamento sanitário ainda é muito precária. O setor tende a consumir consideravelmente mais energia na medida em que essa dívida imoral que o país ainda mantém com a sua população for resgatada.

Um valor de referência médio para o consumo total de energia nos sistemas coletivos de água e esgoto nas cidades modernas é 1,0 kWh/m3. Isso significa que 1,0 m3 que percorra todo o ciclo urbano da água exercerá um consumo de energia elétrica de 1,0 kWh. Pode variar um pouco para mais ou para menos, dependendo das características de cada sistema, sendo que normalmente o sistema de esgotamento sanitário completo consome um pouco mais do que de abastecimento de água. A esse valor deve ser acrescentada a energia atrelada ao consumo de água nas edificações, resultante do bombeamento nos edifícios e no aquecimento para banho, lavagem de roupa, etc. O indicador de consumo no caso das edificações brasileiras pode atingir 2,0 kWh/m3, o que, somado ao dos sistemas públicos, resulta em um consumo médio de energia de 3,0 kWh/m3 nas cidades do país. Trata-se de um consumo nada desprezível!

Por isso, nossoss grupo de P,D&I na UFES e na FLUXO, em cooperação com a CESAN – Companhia Espírito Santense de Saneamento, vem atuando em duas linhas de pesquisa estratégicas: a conservação de água no ambiente construído e o aproveitamento da energia química presente no esgoto sanitário. Equipamentos economizadores, saneamento seco (sem carreamento hídrico dos excretas) e sistemas de aproveitamento de fontes de água não potável (inclusive reúso) compõem nosso foco de pesquisa em conservação de água. Nessa direção, o objetivo é simples: reduzir o consumo de água para não produzir esgoto e, concomitantemente, evitar o consumo de energia. Na outra linha, trabalhamos no desenvolvimento de uma estação de tratamento de esgoto superavitária em energia, algo impensável até agora.

Já sabemos produzir 0,7 kWh/m3 de esgoto tratado, ao associar sistemas biológicos anaeróbios e a base de microalgas, mas a meta almejada (e plausível) é superar a barreira 1,0 kWh/m3. Chegaremos lá em breve e, ao fazê-lo, poderemos ter sistemas de saneamento coletivos neutros em energia (lembrem-se do indicador de consumo nos sistemas coletivos de saneamento atuais = 1,0 kWh/m3). Além de conservar energia, nossa estação produzirá água de reúso para fins não potáveis, removerá gases de efeito estufa e recuperará nutrientes nitrogênio e fósforo presentes no esgoto para uso com fertilizante. Abordarei a tecnologia em um outro post.

Ricardo Franci / Eng. Civil e Sanitarista, D.Ing.

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