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Como é que as empresas de água podem reduzir as descargas de águas pluviais? (Parte 1)

Índice

A redução das descargas de águas pluviais é um objetivo importante para as empresas de água, a fim de melhorar o serviço e proteger o ambiente. A obtenção de zero descargas de águas pluviais prejudiciais implicará, sem dúvida, uma solução multifacetada para otimizar a relação custo-eficácia e manter o serviço tão sustentável quanto possível. Tomando como exemplo o sector das águas residuais do Reino Unido, analisaremos um relatório governamental recentemente publicado que define objectivos de redução das descargas a cada 5 anos1. Este relatório apresenta os custos de diferentes soluções para atingir descargas pluviais nulas até 2050. Uma vez que este relatório apenas apresenta os custos de capital e de funcionamento (CAPEX/OPEX) para as opções de CAPEX elevado de forma isolada, destacaremos os benefícios da utilização de uma estratégia conjunta. Esta basear-se-á na utilização de soluções iniciais, de implementação rápida e de baixo CAPEX a curto, médio e longo prazo, juntamente com uma ou mais opções de alto CAPEX. Esta estratégia conjunta maximizaria os benefícios globais, reduzindo o impacto ambiental, os prazos de execução e as perturbações para o público.

Tubos e sistema de transbordo de águas pluviais

O que são descargas pluviais combinadas?

Os transbordos combinados de águas pluviais (CSO) são um elemento comum de muitas redes de águas residuais. Destinam-se a atuar como uma válvula de segurança para a libertação de águas residuais não tratadas no ambiente natural durante períodos de chuva intensa, quando as pressões no sistema se tornam demasiado elevadas. Devido ao seu impacto ambiental, tendem a ser objeto de um controlo e de uma regulamentação rigorosos. Nalguns países, as empresas de água podem mesmo ser sujeitas a coimas significativas por utilizarem excessivamente os transbordos pluviais e criarem fenómenos de poluição fora das condições de tempestade. Em nenhum outro país este facto é mais pungente do que no Reino Unido. Ainda recentemente, o Secretário do Ambiente do Reino Unido propôs aumentar o limite máximo das coimas aplicadas às empresas de água em 1000% até 250 milhões de libras (290 milhões de euros) por incidente de poluição1. Isto acontece numa altura em que as autoridades reguladoras também estabeleceram objectivos rigorosos para as empresas de água no que respeita à eliminação do impacto nocivo das descargas de águas pluviais até 2050.



Panorama atual da poluição da água: pressões, regulamentação e objectivos

Só em Inglaterra existem cerca de 15.000 descargas pluviais. No entanto, estas válvulas de segurança estão a ser utilizadas cada vez mais frequentemente fora dos períodos de chuva intensa. Em 2021, 90% de transbordos pluviais descarregaram pelo menos uma vez, com 5% descarregando mais de 100 vezes, incluindo em sítios naturais de alta prioridade, como sítios de interesse científico especial e zonas balneares designadas. Tal como muitas redes a nível mundial, as redes de águas residuais do Reino Unido têm estado sob pressão de muitos factores externos. Estes incluem a alteração dos padrões meteorológicos devido às alterações climáticas, o aumento da população, o desenvolvimento urbano e os maus hábitos de consumo que provocam o entupimento das bombas da rede de esgotos.

As autoridades reguladoras publicaram recentemente objectivos quinquenais para a redução das descargas em Inglaterra, com vista a cobrir 75% de descargas pluviais em locais de elevada prioridade até 2035 e todas as descargas pluviais até 2050 (Figura 1)2. Para além do aumento das coimas, os reguladores planeiam aumentar a monitorização para cobrir 100% de transbordos pluviais até ao final de 2023 e as empresas de água foram obrigadas a investir 56 mil milhões de libras (65 mil milhões de euros) para melhorar as infra-estruturas associadas.

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Figura 1. Objectivos indicativos de redução de derrames que devem ser alcançados com base nos valores de referência de 2020 (2).

Estratégias para reduzir as descargas de escoamento pluvial

Para cumprir os objectivos quinquenais, as empresas de água centrar-se-ão principalmente na modernização da arquitetura das redes envelhecidas, na utilização de infra-estruturas ecológicas e na melhoria da eficiência operacional. Para tal, será necessário ter em conta factores como as alterações climáticas, que provocam Verões mais secos e Invernos mais húmidos, o que aumenta a pressão sobre o sistema de esgotos.

A via alta-CAPEX para eliminar as descargas de águas pluviais

A separação da rede combinada de esgotos e a construção de armazenamento adicional são duas opções principais destacadas no relatório governamental associado. Estas são as únicas opções que poderiam eliminar a utilização do transbordo de águas pluviais de forma independente como solução única. A separação da rede combinada de esgotos implicaria a construção de novos colectores de águas residuais paralelos à rede em todo o país. O sistema de esgotos combinado seria então utilizado apenas para as águas pluviais. Para eliminar as descargas utilizando a opção de armazenamento acrescido, seria necessário um aumento de capacidade equivalente a 40 000 piscinas olímpicas para acomodar todas as águas pluviais.

Para além destas duas opções principais, uma terceira possibilidade é a utilização de Sistemas de Drenagem Sustentável (SuDS). Estes sistemas desviam as águas pluviais da rede de esgotos, filtrando-as lentamente e devolvendo-as ao ambiente natural. Esta opção inclui várias medidas, como árvores em fossas, jardins de chuva na rua e medidas ao nível da propriedade. No entanto, teria de ser combinada com outras estratégias para se conseguir zero descargas de águas pluviais.

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Figura 2. Custos totais CAPEX e OPEX anuais para diferentes estratégias de redução das descargas de águas pluviais, arredondados para os 10 mil milhões de libras mais próximos (para CAPEX) e 10 milhões de libras (para OPEX).

Limitações das estratégias de CAPEX elevado

Calcula-se que todas estas três opções impliquem elevados níveis de despesas de capital (Figura 2), longos prazos de execução, elevados níveis de carbono incorporado (emissões totais de CO2 associadas à construção do projeto)3 bem como um impacto negativo nas facturas dos consumidores (figura 3). As principais opções também apresentam um elevado risco de danos ambientais e causariam anos de perturbações na vida pública. As três opções comportam incertezas significativas.

Para a opção de separação completa, não foram efectuados cálculos do rácio custo-benefício, do carbono incorporado ou dos custos operacionais, mas esta opção tem o nível mais elevado de despesas de capital. O rácio custo-benefício para o aumento do armazenamento é infelizmente baixo, mas os custos inerentes ao CAPEX podem ser inflacionados por 30%. Além disso, conseguir descargas nulas utilizando apenas o aumento da armazenagem custaria mais de 100 mil milhões de libras (115 mil milhões de euros) do que conseguir uma média de apenas 10 derrames por ano utilizando a mesma opção (23 mil milhões-38 mil milhões de euros). Trata-se de uma diferença enorme que, potencialmente, oferece uma grande margem para uma estratégia conjunta. Relativamente à opção SuDS, em que a análise custo-benefício apresenta um quadro mais positivo, existem também incertezas. Por exemplo, as estimativas de custos e os custos operacionais significativamente mais elevados que lhes estão associados podem também ter custos ocultos relacionados com as emissões. Dito isto, os SuDS têm efetivamente grandes benefícios ambientais no que respeita à hidrologia natural, trazendo melhorias para o ambiente e a ecologia e tendo um impacto social positivo.

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Figura 3. Estimativa central dos aumentos anuais nas facturas dos consumidores para diferentes estratégias de CAPEX elevado para a redução dos extravasamentos pluviais (arredondado para as 10 libras mais próximas).

Utilizar opções de baixo CAPEX na fase inicial para resolver problemas subjacentes e reduzir as despesas de capital

A última opção proposta no relatório do governo é denominada "medidas alternativas para reduzir as descargas de águas residuais e eliminar as ineficiências da rede". É nesta opção que se podem encontrar soluções de baixo CAPEX/OPEX que são rápidas de implementar e não têm a pegada de carbono significativa das opções de alto CAPEX. Estas soluções vão desde campanhas de sensibilização do público destinadas a alterar o comportamento dos consumidores até à utilização de métodos analíticos mais orientados para os dados. Por exemplo, uma abordagem baseada em dados poderia ser utilizada pelas equipas de manutenção para resolver problemas de entupimento, que, se não forem resolvidos, levam a interrupções no abastecimento de água e a incidentes de poluição. Isto constitui um argumento positivo para a seleção de uma estratégia conjunta de baixo CAPEX/alto CAPEX como a forma mais benéfica de eliminar as descargas de escoamento pluvial. As implicações são múltiplas:

Reduzir a pressão sobre o cumprimento dos objectivos de redução numa fase precoce

Em primeiro lugar, as opções de elevado investimento de capital têm prazos de execução longos e, por conseguinte, levam mais tempo a atingir os objectivos de redução. A implementação antecipada de soluções bem sucedidas de baixo CAPEX ajudaria a reduzir as descargas mais rapidamente, permitindo às empresas atingir os objectivos de forma mais rápida e eficiente.

Reduzir o impacto ambiental

Existem opções de baixo CAPEX que podem ser implementadas com níveis comparativamente mínimos de carbono incorporado, quando comparadas com todas as opções de elevado investimento de capital3. A separação completa e o aumento das opções de armazenamento causariam danos ambientais significativos. A redução dos requisitos de qualquer opção de elevado CAPEX terá, além disso, um efeito positivo na redução do carbono incorporado dos elementos de elevado CAPEX de uma estratégia conjunta. Além disso, existem opções de baixo CAPEX que podem efetivamente reduzir as emissões associadas às operações industriais, melhorando a eficiência do equipamento industrial. Esta é uma grande vantagem para as empresas do sector da água, na medida em que avançam para um futuro mais sustentável.

Lidar com questões não abordadas pelas opções de CAPEX elevado

Um problema em confiar nas opções de CAPEX elevado é o facto de estas poderem não resolver os problemas inerentes ao sistema que podem ser a causa de eventos de poluição, como o entupimento de bombas. Por exemplo, de acordo com a análise dos dados da Agência do Ambiente do Reino Unido4 entre 2015-2020, os entupimentos e as falhas de activos foram responsáveis por 80% de eventos de poluição por transbordamento de esgotos. Só em 2020, este valor foi de 87%. As estratégias conjuntas escolhidas devem abranger todas as principais causas dos fenómenos de poluição e da utilização de escoamentos pluviais para eliminar eficazmente as descargas de esgotos.

Reduzir a perturbação da vida pública

Além disso, as opções de baixo CAPEX, uma vez implementadas, implicariam uma perturbação mínima ou mesmo nenhuma perturbação da vida pública. Isto reduz qualquer impacto negativo que projectos de engenharia extensos possam ter na imagem da empresa. Ao reduzir os requisitos dos elementos de elevado CAPEX de uma estratégia conjunta, este facto teria também um efeito positivo na redução das perturbações.

Reduzir o âmbito e os custos das opções de elevado CAPEX

Por último, a dimensão dos custos de investimento das opções de CAPEX elevado está relacionada com o âmbito das necessidades. Se uma opção de baixo CAPEX fosse implementada precocemente, mesmo em menor escala, o seu impacto na redução das descargas poderia ser rapidamente medido e extrapolado para estimar o seu impacto em toda a rede de esgotos. Uma redução das descargas anuais por métodos de baixo CAPEX implica uma redução dos requisitos globais para as opções de alto CAPEX. Esta redução das necessidades conduziria muito provavelmente a uma redução dos níveis de investimento de capital para os elementos de elevado CAPEX de uma estratégia conjunta.

A título de exemplo, a redução dos requisitos da opção de aumento da armazenagem poderia reduzir significativamente os custos globais. Isto baseia-se no facto de que o aumento do CAPEX para passar de uma média de 10 derrames por ano para zero derrames utilizando apenas o aumento da armazenagem custa um fator de 3-4 vezes mais. A combinação do aumento da armazenagem com uma opção inicial de baixo CAPEX poderia atenuar a necessidade de despesas de capital adicionais tão avultadas. No caso da opção SuDS, esta teria, por definição, de ser combinada com outras opções.

Conclusão

Decidir qual a melhor solução para reduzir as descargas de CSO é uma tarefa difícil, com muitas incertezas. Uma estratégia conjunta proposta neste artigo revelar-se-ia a mais rentável para as empresas de água, em que os métodos de baixo CAPEX são implementados à partida e a sua eficácia determinada numa fase inicial. Seguir-se-ia um novo cálculo dos requisitos reduzidos para as opções de elevado CAPEX e a seleção da solução óptima de elevado CAPEX como parte de uma estratégia conjunta. Deste modo, seria possível reduzir o impacto ambiental e as perturbações para a sociedade, melhorando simultaneamente o serviço e as operações. Além disso, produziria resultados tangíveis mais rapidamente e trataria de algumas causas de poluição não abrangidas pelas opções de CAPEX elevado (por exemplo, entupimentos).

Em artigo 2 discutimos mais pormenorizadamente a eficácia das opções de baixo CAPEX, centrando-nos na melhoria da eficiência da rede de águas residuais. Isto poderá ajudar as empresas de água no Reino Unido e a nível mundial a desenvolver estratégias rentáveis para reduzir a utilização de descargas pluviais e os fenómenos de poluição.

Notas de rodapé

  1. As coimas e os objectivos enumerados no presente relatório aplicam-se apenas às empresas de água que operam em Inglaterra. Outros países do Reino Unido têm organismos reguladores diferentes que abrangem o sector da água.
  2. As informações e os cálculos apresentados neste artigo foram retirados principalmente do Storm Overflows Discharge Reduction Plan. Departamento do Ambiente, Alimentação e Assuntos Rurais do Reino Unido. (agosto de 2022).
  3. Não foram efectuados cálculos do carbono incorporado para a opção de separação total, mas seria de esperar um nível elevado de carbono incorporado.
  4. Compreender os transbordos de tempestades: Análise exploratória dos dados da Agência do Ambiente. Gabinete Nacional de Auditoria do Reino Unido (2021)

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