Inovação e sustentabilidade: Geração de energia a partir de águas residuais

Para todas as cidades do mundo, o águas residuais Representam um problema considerável que deve ser gerido de forma adequada. As estações de tratamento de águas residuais são implementadas com o objetivo de remover contaminantes antes de devolvê-los ao meio ambiente.

Porém, há alguns anos, vêm sendo explorados métodos e tecnologias que buscam não apenas purificar a água, mas também converter resíduos em energia, aproveitando o potencial energético que estas águas contêm.

O que são águas residuais?

As águas residuais São águas que foram utilizadas para atividades domésticas, industriais ou agrícolas e que contêm resíduos e contaminantes. Estas águas são classificadas em domésticas, industriais e pluviais, dependendo da sua origem. No seu conjunto, constituem um problema ambiental considerável devido aos contaminantes que apresentam e ao seu impacto no ambiente se não forem tratados adequadamente. Para as cidades, o tratamento dessa água é fundamental, mas além de limpá-la, existe o potencial de obter energia a partir dela.

Geração de energia a partir de águas residuais

Nos últimos anos, a tecnologia avançou significativamente, permitindo águas residuais Eles não são apenas purificados, mas também usados ​​para produzir energia. Entre os métodos mais populares para gerar energia a partir desses resíduos estão:

• Obtenção de biogás da decomposição da matéria orgânica presente nas águas residuais.
• Geração de eletricidade através de células de combustível microbianas.
• Aproveitamento Térmico de calor proveniente de águas residuais para ar condicionado.
• Produção de hidrogênio, uma fonte de energia limpa.

Uso de biogás

Um dos métodos mais comuns é a produção de biogás provenientes de águas residuais. Esse biogás é obtido através de um processo denominado metanização, em que a matéria orgânica presente nas águas residuais se decompõe num ambiente isento de oxigénio (anaeróbico).

O principal produto dessa decomposição é o metano, que pode ser utilizado como fonte de energia para diversos fins, incluindo geração de eletricidade e aquecimento.

O metano tem vários usos, incluindo a produção de eletricidade através da queima em turbinas ou no aquecimento de edifícios. Em diversas cidades como Grenoble o Estrasburgo, o biogás foi injetado na rede de distribuição de gás natural, fornecendo energia tanto para residências quanto para veículos.

Experiências internacionais

Existem várias cidades e países no mundo onde já se utilizam águas residuais para gerar energia. Alguns exemplos são:

• En Basel, Suíça, o calor é recuperado das águas residuais para aquecimento após o processo de purificação. É um exemplo de como o tratamento da água também pode ser uma fonte de energia térmica utilizada pela comunidade.
• No Estados Unidos, especialmente em Oregon, a usina de recuperação de recursos hídricos Tri-City implementou um sistema no qual o metano produzido pela decomposição da matéria orgânica nas águas residuais é usado para gerar energia elétrica e térmica.
• En Eslováquia, também foram desenvolvidos projetos para aproveitamento de águas residuárias na geração de biogás.

Produção de hidrogênio a partir de águas residuais

Outro método inovador que tem sido objeto de pesquisa é a produção de hidrogênio verde provenientes de águas residuais. Esse hidrogênio é gerado a partir de células de eletrólise microbiana, tecnologia que permite a obtenção de hidrogênio de alta pureza por meio de bactérias especializadas que decompõem a matéria orgânica presente na água. Empresas como a Ingeobras estão desenvolvendo tecnologias que oferecem esta solução eficiente e sustentável.

O hidrogénio verde tem um potencial significativo como combustível limpo e a sua produção a partir de águas residuais oferece uma abordagem mais económica e sustentável em comparação com os métodos tradicionais de produção de hidrogénio, como a reforma de materiais fósseis ou a eletrólise convencional. À medida que esta tecnologia avança, poderá tornar-se uma solução fundamental para a descarbonização da indústria dos transportes e da energia.

Geração de eletricidade através de microrganismos

Outro dos métodos mais inovadores de utilização de águas residuais é a utilização de células de combustível microbianas. Este método utiliza bactérias que metabolizam a matéria orgânica nas águas residuais, liberando elétrons no processo. Esses elétrons podem ser capturados para gerar eletricidade diretamente. As células de combustível microbianas já estão a ser utilizadas em alguns projetos-piloto e têm potencial para produzir eletricidade de forma contínua e sustentável. Além disso, este processo pode melhorar a eficiência energética das estações de tratamento, reduzindo a necessidade de sistemas caros de aeração e bombeamento.

Histórias de sucesso em cidades ao redor do mundo

Vários projetos de sucesso foram desenvolvidos em cidades ao redor do mundo. Por exemplo:

• En Estrasburgo, espera-se produzir diariamente 1,6 milhão de metros cúbicos de biometano a partir do tratamento de águas residuais, o suficiente para fornecer energia para cerca de 5.000 residências.
• En Helsínquia, Finlândia, a central de aquecimento e arrefecimento do Parque Katri Vala utiliza águas residuais como fonte de energia térmica.
• En Madrid, a Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR Sul) instalou turbinas para aproveitar a energia cinética da água na sua saída e produzir eletricidade para consumo próprio da central.

Importância de continuar a desenvolver esta tecnologia

Embora já existam vários projetos em curso, é crucial continuar a investir em investigação e desenvolvimento para melhorar a eficiência e reduzir os custos destas tecnologias. As águas residuais não são apenas uma fonte de poluição, mas também representam uma oportunidade para gerar energia verde, reduzir a pegada de carbono e avançar para um modelo energético mais sustentável. A implementação em maior escala destas tecnologias pode ajudar as cidades a tornarem-se mais autossuficientes em termos energéticos e a gerar impactos positivos na luta contra as alterações climáticas. Se a utilização de águas residuais for melhorada, poderemos estar perante uma solução fundamental para a transição energética global.