A eficiência energética pode ajudar a satisfazer a sede mundial por água

A ONU estima que mais de dois mil milhões de pessoas não têm acesso a água potável e mais de quatro mil milhões de pessoas não têm acesso a serviços de saneamento seguros. O Dia Mundial da Água 2023 é uma oportunidade para refletir sobre os passos que devemos tomar para alcançar o sexto Objetivo de Desenvolvimento Sustentável da ONU: “Garantir a disponibilidade e a gestão sustentável da água e do saneamento para todos”.

Vale a pena considerar a economia do processamento de água e águas residuais. Estes sectores são actualmente muito intensivos em energia, consumindo aproximadamente 4% da electricidade total mundial. O alto consumo de energia aumenta os custos. Em média, os custos de energia representam 45% do custo da água potável.

Portanto, tornar o processamento de água e águas residuais mais eficiente em termos energéticos é fundamental para alargar estas necessidades a mais pessoas. Ao mesmo tempo, a menor utilização de energia reduz a pegada de carbono e os custos operacionais do setor – todos beneficiam.

Todos os processos do sector – desde o tratamento de água ao transporte, tratamento de águas residuais e dessalinização – dependem de bombagem. Felizmente, existe tecnologia disponível que reduz significativamente a quantidade de eletricidade que o motor da bomba necessita para fornecer a mesma produção.

Tanto os motores existentes como os novos podem ser equipados com um variador de velocidade (VSD). Isto aumenta a eficiência energética ajustando a velocidade e o torque do motor para atender com precisão aos requisitos do processo.

Sem acionamento, o motor funciona em velocidade máxima o tempo todo e a velocidade do fluxo é controlada por aceleração – é como dirigir um carro mantendo um pé no acelerador e usando os freios para controlar a velocidade. Com um inversor, o motor funciona exatamente na velocidade necessária, geralmente bem abaixo da velocidade máxima. Isto permite ganhos significativos de eficiência energética – muitas vezes até 30% e, por vezes, até mais.

As instalações de água e águas residuais também podem melhorar a sua eficiência energética selecionando os motores mais eficientes. Muitos países utilizam as classes de eficiência do motor estabelecidas pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). Essas classes variam do IE1 ao IE4. Cada aumento no número IE, como de IE3 para IE4, representa uma diminuição de 20% nas perdas de energia, o que significa que o motor é mais eficiente.

A partir de julho de 2023, o regulamento de conceção ecológica da UE exigirá uma eficiência mínima de IE4 para muitos tipos de motores em novas instalações e atualizações. Isto faz da Europa a primeira região do mundo a exigir a eficiência do IE4, e outras certamente o seguirão.

A tecnologia de motores de relutância síncrona (SynRM) dá um passo adiante ao alcançar a eficiência IE5. Eles são projetados para funcionar como uma solução de pacote com VSDs e são significativamente mais eficientes que os motores mais antigos. Por exemplo, substituir um motor IE2 existente por um pacote de acionamento motorizado SynRM proporciona perdas de energia até 50% menores.

Os motores eficientes da ABB são projetados para serem substitutos imediatos de modelos mais antigos, portanto a atualização geralmente é simples. Além disso, as poupanças de energia proporcionarão um rápido retorno do investimento. Normalmente, em meses, em vez de anos.

Os operadores de uma estação de tratamento de esgotos em Bocholt, Alemanha, pretendiam melhorar a eficiência das suas instalações para reduzir as suas emissões de carbono. Eles identificaram as bombas como a melhor oportunidade para reduzir o uso de eletricidade e substituíram os motores por pacotes de acionamento motorizado IE5 SynRM.

Durante a renovação, também melhoraram a geometria do impulsor das bombas para melhorar a sua eficiência mecânica. A fábrica ainda limpa 108 mil metros cúbicos de águas residuais todos os dias, mas agora utiliza 40% menos energia.

Noutras partes da Alemanha, em Württemberg, uma estação de tratamento de água é responsável pelo amaciamento da água potável. O processo requer compressores que consomem muita energia, mas a instalação os alimenta usando motores SynRM IE5 emparelhados com VSDs. Combinada com outras medidas de poupança de energia, a central reduziu o seu consumo de energia em 32% em apenas um ano.

Enquanto isso, no Sinai, no Egito, a maior estação de tratamento de águas residuais do mundo também estabeleceu metas de eficiência ousadas. A fábrica de Bahr El Bakar utiliza 20 motores IE4 altamente eficientes, cada um emparelhado com um VSD. Processa águas residuais agrícolas para produzir 5.600.000 metros cúbicos de água tratada todos os dias. Além de permitirem que a central utilize menos eletricidade, estes motores também melhoram a fiabilidade das bombas.