29 jan Eficiência energética no saneamento: Desafios e oportunidades

O consumo de energia elétrica é essencial em grande parte dos aspectos de gestão e operação de sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário, representando economicamente uma despesa bastante significativa. No ano de 2016, as despesas com energia elétrica dos prestadores de serviço de saneamento atingiram R$ 5,42 bilhões. Se pensássemos em consumo doméstico, esta quantidade de energia corresponderia a, anualmente, 21 milhões de habitantes.

Evolução do consumo e despesas com energia elétrica em sistemas de saneamento no Brasil (Fonte: série histórica SNIS)

Para o setor de saneamento, o consumo de energia elétrica representa o segundo ou terceiro maior custo para as empresas. Por ser um serviço básico de atenção humana, o saneamento continua a distribuir água e coletar esgotos mesmo quando em baixo desempenho. De forma paliativa, os custos da ineficiência são cobertos por impostos, tarifas e subsídios que impossibilitam o crescimento dos sistemas e tornam lenta a universalização do acesso à água e ao tratamento de esgoto.

O uso de energia em excesso tem contribuído para a emissão exagerada de gases de efeito estufa, causando grandes impactos climáticos ao meio ambiente.

E os dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) também nos alertam sobre grandes desafios: nos últimos 13 anos, o consumo energético pelo saneamento tem crescido muito. A tendência é continuar a crescer, já que se observou também um aumento do consumo per capita de água, da população brasileira e, portanto, da necessidade de cobertura de serviços do setor.

Eficiência energética tem se tornado, então, sinônimo de redução de custos operacionais. Além disso, ela também reduz a pressão de uso que impomos sobre corpos hídricos e facilita para que mais pessoas sejam atendidas pelos serviços de água e esgoto.

Capacitação prática em eficiência energética para prestadores de serviços de saneamento, conduzida pela equipe Rotária do Brasil

E basta observar o cenário de projetos dos últimos anos para checar se vale a pena investir em eficiência: as medidas técnicas mais comumente aplicadas para reduzir o consumo de energia nos sistemas geraram de 10% a 30% de economia, com retorno de investimento de 0,5 a 5 anos.

No município de Juigalpa (Nicarágua), a realização de um balanço energético simples no sistema de abastecimento identificou que a redução de vazamentos através de duas válvulas reguladoras de pressão (VRP) traria uma redução de pelo menos 8% do consumo energético.

Esta simples medida traria, portanto, uma economia da ordem de 150 mil reais por ano. Costumam-se incluir as perdas de água ao conceito de eficiência energética, uma vez que toda energia utilizada na produção e transporte deste recurso também é desperdiçada.

Projeção realizada pela Rotária do Brasil, através de balanço energético para identificar melhorias de eficiência energética, de baixo custo (Fonte: ao fundo, arquivo elnuevodiario.com.ni)

Possibilidade de reduzir os altos custos com eletricidade; baixo investimento; e curto tempo de retorno do investimento: fica claro então que há um grande potencial para se investir em eficiência energética. A redução das perdas e o uso eficiente da energia elétrica possibilitam o melhor aproveitamento da infraestrutura existente e a postergação da aplicação de recursos para ampliar os sistemas. Além do mais, permitem um grande retorno financeiro, seja pela redução dos custos de produção de água ou pelo aumento do faturamento.

Quais são as fontes de consumo energético em um sistema de saneamento? Quais as possibilidades de melhoria?

Com exceção dos sistemas que operam totalmente a partir de gravidade, o bombeamento de água tratada corresponde de 70% a 90% do consumo energético em sistemas de abastecimento. O consumo restante se deve à captação de água bruta e aos processos de tratamento. Sendo assim, a situação de bombas e motores está, na maior parte dos casos, fortemente associada à eficiência energética destes sistemas. Assim, a maior parte do desperdício energético ocorre em:

• Rendimento muito baixo de motores, ocasionado pela falta de substituição ou manutenção adequada;
• Operação de bombas fora do ponto de rendimento, por falhas no dimensionamento;

Sendo que, para alguns sistemas, a ineficiência energética também está associada à:

• Ausência de setorização e gestão de pressões dentro do sistema;
• Pressão em excesso e altas perdas de carga em adutoras e válvulas;
• Elevado índice de vazamentos.

Neste sentido, o estabelecimento de ações contínuas de redução e controle de perdas energéticas é necessário e poderá assegurar benefícios a curto, médio e longo prazo. Algumas ações de baixa complexidade que podem ser realizadas, incluem:

• Troca de motores obsoletos por equipamentos de alto rendimento;
• Instalação de inversores de frequência para controle de rotação e consequente redução do consumo energético;
• Monitoramento de grandezas hidráulicas e elétricas e estabelecimento de um regime de manutenções;
• Utilização, para controle, de válvulas redutoras de pressão e táticas de setorização;

No município de Blumenau (SC), a equipe da Rotária do Brasil identificou um potencial de economia de baixo investimento e realizou a instalação de inversor de frequência em um conjunto motor-bomba. Esta medida acompanhou um potencial de economia de 107 mil reais ao ano, e um retorno do investimento em apenas 4 meses.

Projeto e instalação realizada pela equipe da Rotária do Brasil, em Blumenau (SC). Foi instalado inversor de frequência com grande potencial de economia e curto payback

Já para os sistemas de esgotamento sanitário, o consumo energético está totalmente associado às tecnologias de tratamento, que variam de acordo com os requerimentos de controle de poluição e com a disponibilidade de espaço. Um pós-tratamento avançado com nitrificação, por exemplo, pode requerer até duas vezes mais energia do que um pós-tratamento por filtros. Para esgotos, então, é possível reduzir o consumo energético:

• Utilizando tecnologias de baixo ou nulo consumo energético para o tratamento de esgotos e lodo;
• Através da substituição e manutenção de aeradores;
• Adição de etapas anaeróbias ao processo de tratamento, aliadas aos processos aeróbios, com potencial de utilização de biogás;

Em relação às tecnologias adotadas no tratamento de efluentes, um estudo de viabilidade da equipe Rotária do Brasil, para o projeto PROBIOGÁS (SNSA/GIZ) demonstrou que o saldo de consumo energético proveniente de fonte externa de uma configuração UASB + lodo ativado convencional seria 38% menor do que uma configuração de lodo ativado com aeração prolongada, e 67% menor caso houvesse sistema de aproveitamento energético de biogás. Ainda, quando se comparando a configuração UASB com e sem uso de biogás, o projeto seria 9% mais barato (projeto e operação) ao gerar parte de sua energia.

Estudo de viabilidade econômica da Rotária demonstrou grande redução no consumo energético na utilização de etapa anaeróbia prévia à aeróbia, quando em comparação ao sistema aeróbio isoladamente

Então vale a pena investir em eficiência energética?

O objetivo principal da gestão de eficiência energética em sistemas de abastecimento de água e esgotamento sanitário é a redução de consumo e custos sem comprometer os aspectos que fazem deste um setor tão importante: a saúde pública e o compromisso com os aspectos regulatórios ambientais.

Neste sentido, as ações de otimização de eficiência energética se expressam através da redução da demanda e consumo energético específico; do combate aos desperdícios (incluindo, por exemplo, a energia elétrica associada às perdas de água reais); e da redução da dependência de fontes de energia externas através de geração própria. As possibilidades são muitas e corroboram para diversos objetivos de empresas do setor público e privado, além de se adequarem aos estágios de conhecimento do prestador e também de sua disponibilidade de investimento e dados no momento de realizar uma ação de aperfeiçoamento de eficiência energética.

A Rotária do Brasil tem trabalhado com diversas temáticas envolvendo eficiência energética. Conheça algumas das nossas soluções em consultoria. Faça uma consulta sem compromisso. É hora de ser eficiente e economizar!