Jak koroze ohrožuje zásobování obyvatelstva vodou a co s tím můžeme dělat

Existuje více než 2,2 milionu mil podzemní vodohospodářské infrastruktury v USA, jejíž velká část je již dávno za svou plánovanou životností. S rostoucím počtem obyvatel a klimatickými katastrofami, jako jsou záplavy, hurikány a extrémní teploty, se zvyšuje riziko koroze těchto systémů.

Při zakopávání potrubí je příliš snadné na toto riziko zapomenout. Mentalita "sejde z očí, sejde z mysli" zvyšuje riziko přerušení služeb a selhání veřejného zdraví. Existují kroky, které musí obce podniknout, aby dodávky vody pro domácnosti zůstaly spolehlivé, bezpečné a dostupné všem, kteří je potřebují.

Koroze a infrastruktura pitné vody

Když kov je vystaven korozi, dochází k jeho postupnému poškozování. V systémech pitné vody k tomu může docházet uvnitř, když voda reaguje na stěny potrubí, a vně v důsledku půdní vlhkosti, zasolení a kontaminantů. Koroze rozkládá kov a do pitné vody se vyluhuje olovo, měď, železo a mangan. Rez se hromadí a zužuje průtok, což způsobuje poruchy stěn potrubí a zvyšuje riziko poruchy.

EPA (Agentura pro ochranu životního prostředí) předpovídá, že naše systémy pitné vody budou potřebovat více než. $470 miliard v opravách do roku 2037, aby se zabránilo zvýšenému zdravotnímu riziku. Hlavní příčinou této vysoké ceny je koroze.

Záplavy, slaná voda a rostoucí hrozba koroze

Nikdo nechce další scénář z Flintu v Michiganu. Obce čelí těžkým rozhodnutím a Flint se nijak nelišil. Přesun zásobování vodou z Detroitu do řeky Flint v roce 2014 vystavil místní komunitu obrovským zdravotním problémům, které nakonec vedly k celostátním zprávám a soudním procesům, což vedlo k mnohem vyšším nákladům, než se předpokládalo.

Některé možnosti týkající se řízení zásobování vodou jsou mimo rozhodovací procesy vybraných komisí nebo městských úřadů. Nestálost klimatu se zvyšuje, což vystavuje systémy většímu riziku koroze, zejména v pobřežních, nízko položených nebo záplavami ohrožených oblastech. Tomu je třeba věnovat zvýšenou pozornost, aby se zabránilo:

• Nasycení půdy a stínění anod: Stoupající hladina podzemní vody zvýší vodivost prostředí v okolí zakopané infrastruktury. Zvýší se pohyb bludných proudů a nasycené ochranné povlaky přestanou účinně fungovat. Vznikají tak zóny s nedostatkem kyslíku, které podporují korozi ovlivněnou mikroorganismy (MIC).
• Vniknutí slané vody: Pobřežní oblasti od Maine po Floridu již zaznamenávají bouřkové přívaly a zvyšování mořské hladiny. Slaná voda se pak dostává do systémů, které byly původně určeny pro sladkou vodu. Sůl (zejména chloridové ionty) je velmi agresivní vůči kovům, jako je ocel a měď. Tyto slané povodňové vody proniknou do ventilových skříní, hydrantů a strojoven. Stačí se podívat na Hurikán Katrina v roce 2005 důkazy o takovém poškození.  
• Extrémy teplot a posuny půdy: Změna náhlých cyklů zmrazování a rozmrazování způsobí popraskání a posunutí ochranných nátěrů nebo celých zakopaných potrubních systémů a nádrží. V okamžiku, kdy je ochranná bariéra porušena, začne působit koroze. Posun půdy v důsledku stejných procesů fyzicky namáhá spoje, což vede k netěsnostem a zvýšené iniciaci koroze.

Faktem je, že změna klimatu způsobuje vyšší riziko korozivních prvků. To je důvod, proč Armádní inženýrské sbory USA vydává aktualizované plány přizpůsobení se změně klimatu. To už není jen teoretická záležitost.

Proč by se majitelé domů měli starat

Čím více jsou obecní zařízení a infrastruktura vystaveny poškození korozí, tím větší je riziko pro ženy, muže a děti, kteří dostávají vodu ve svých domovech. Olovo bude prosakovat do vody a tlak se bude snižovat. I tak jednoduchá věc, jako je neopravená netěsnost, může vést k vysokým měsíčním účtům za komunální služby.

Váš domov může být ohrožen, pokud:

• Byl postaven před rokem 1986
• Ve vodě je cítit kov nebo je voda zabarvená.
• Žijete v pobřežních nebo záplavami ohrožených oblastech.
• Vaše instalatérské práce zahrnují pozinkovanou ocel

Koroze ohrožuje vnitřní vodovodní potrubí. To má za následek nákladné opravy, zhoršenou kvalitu vody, nižší hodnotu nemovitostí a větší možnost ohrožení zdraví (zejména malých dětí a těhotných žen).

Jak inženýři bojují s korozí vodohospodářské infrastruktury

Dobrou zprávou je, že je k dispozici pomoc. Korozi se sice nevyhnete, ale se správnými nástroji ji lze zvládnout. Odborníci s přímými zkušenostmi v oblasti korozní vědy, katodické ochrany a environmentálního inženýrství jsou pro zajištění bezpečnosti a dlouhé životnosti obecních vodovodních systémů klíčoví.

Použití systémů katodické ochrany poskytuje pokročilé a monitorované zajištění, které přesměruje korozní aktivitu mimo kritická potrubí, nádrže a další zařízení (např. čistírny odpadních vod). Při správném návrhu a údržbě může prodloužit životnost zdrojů o desítky let, zejména v kombinaci se senzory IoT (internet věcí), cloud computingem a integrací ML (strojové učení).

Zkušení technici vám také doporučí a nainstalují materiály odolné proti korozi. Místo měděných, pozinkovaných ocelových a olověných trubek ze starších systémů lze použít nové materiály, jako je polyethylen s vysokou hustotou nebo PVC. Potrubí z tvárné litiny s epoxidovou vrstvou nebo s nátěrem spojovaným tavením zajistí, že zakopané potrubí bude dobře chráněno. Dokonce i něco tak jednoduchého, jako jsou armatury z nerezové oceli, snižuje vystavení slanosti.

Důraz je třeba klást na ochranné nátěry a obložení, jako jsou epoxidové nátěry na ocelových trubkách nebo obložení cementovou maltou uvnitř vodovodního potrubí. Všechny však vyžadují pravidelnou údržbu a monitorování v reálném čase.

Proto je spolupráce s týmy, jako je ten náš v Dreiym Engineering, tak důležitá. Chcete, aby tyto pokročilé korozní průzkumy a testování odporu půdy zajistily, že okolní prostředí nezpůsobí budoucí škody. Přinejmenším byste si měli najmout tým, jako je ten náš, pro zprávy o budoucím ověření nebo odhady, když zvažujete, jakou katodickou ochranu využít pro vodohospodářskou infrastrukturu.

Co mohou dělat obce

Odpovědnost za dodávku čisté, bezpečné a užitečné pitné vody často leží na bedrech obcí a správních rad. To může být skutečnou výzvou, protože rozpočty jsou napjaté a změna klimatu ovlivňuje, kde nejlépe využít dostupné zdroje. Konec výsledkem je koroze řízení se často odkládá ve prospěch jiné "kritičtější" situace.

Prozíravá obec by měla těmto situacím předcházet:

• naplánovat a provádět pravidelné hodnocení rizik pro nejzranitelnější infrastrukturu.
• Implementace chytrých monitorovacích zařízení, jako jsou ML, IoT a systémy katodické ochrany.
• Plán pro "klimaticky odolnou" infrastrukturu, která přepracuje systémy tak, aby odolávaly záplavám, působení soli a změnám teplot.
• Spolupráce s odborníky, kteří mohou nabídnout dlouhodobé plánování koroze

Je nezbytné, aby si obce uvědomily dlouhodobé úspory nákladů a snížení zdravotních rizik spojených s těmito opatřeními a nesoustředily se pouze na počáteční náklady. Provedení těchto změn nyní bude pravděpodobně mnohem nákladově efektivnější než odkládání hlasování o několik let či desetiletí později, kdy už bude mnohem pozdě.

Co mohou udělat majitelé domů

Většinu vodohospodářské infrastruktury kontrolují obce, ale majitelé domů mohou podniknout několik kroků ke snížení rizika problémů s vodou způsobených korozí. Spousta venkovských obcí využívá studny nebo má zastaralé systémy, které je třeba vyměnit. Zodpovědný majitel domu by měl zvážit:

• Každoroční testování vody za účelem zjištění minerálů, kovů a úrovně pH/tvrdosti z hlediska nebezpečí koroze.
• Kontrola typu instalovaného vodovodního potrubí, které se již v domě nachází, aby se zajistilo, že neobsahuje rizikovou měď, olovo nebo pozinkovanou ocel.
• instalace pokročilé filtrace vody v místě spotřeby, zejména v domácnostech s malými dětmi.
• Před pitím pusťte studenou vodu na 30-60 sekund, abyste z ní vyplavili případné kontaminanty.

Trocha osvěty přispěje ke snížení zdravotního rizika obyvatelstva. Komunikace by měla vycházet od obecních úřadů a zdravotnických organizací, ale měla by být podpořena znalostmi a odbornými znalostmi respektovaných inženýrských firem, jako je Dreiym Engineering.

Zdraví infrastruktury je veřejné zdraví

Riziko koroze nemusí být tak zajímavé jako politický skandál nebo rozsáhlý požár, který způsobí škody v centru města. Problémem je, že tato tichá a trvalá hrozba ovlivní pitnou vodu v milionech domácností. Jakmile je systém poškozen nebo do infrastruktury proniknou kontaminanty, riziko exponenciálně roste.

Zmírnění hrozby událostí souvisejících se změnou klimatu, jako jsou povodně, působení slané vody, hurikány a další katastrofy, musí být v centru pozornosti. Inteligentní konstrukce, věda o materiálech a proaktivní monitorování mají zásadní význam pro preventivní údržbu.

Spolupráce s naším týmem v Dreiym Engineering vám zajistí zkušeného partnera, který vám může nabídnout poradenství a návrh systémů katodické ochrany a pokročilých monitorovacích řešení. Jsme připraveni podpořit novou generaci odolných vodních systémů.