Πώς η διάβρωση απειλεί την οικιακή παροχή νερού και τι μπορούμε να κάνουμε γι' αυτό

Υπάρχουν περισσότερα από 2,2 εκατομμύρια μίλια των υπόγειων υποδομών ύδρευσης στις ΗΠΑ, μεγάλο μέρος των οποίων έχει ξεπεράσει κατά πολύ την προβλεπόμενη διάρκεια ζωής τους. Καθώς ο πληθυσμός μας αυξάνεται και οι καταστροφές που σχετίζονται με το κλίμα, όπως οι πλημμύρες, οι τυφώνες και οι ακραίες θερμοκρασίες, επηρεάζουν αυτά τα συστήματα, τόσο μεγαλύτερος γίνεται ο κίνδυνος διάβρωσης.

Είναι πολύ εύκολο να ξεχάσουμε αυτόν τον κίνδυνο όταν οι αγωγοί αυτοί θάβονται. Η νοοτροπία "εκτός οπτικού πεδίου, εκτός μυαλού" αυξάνει τον κίνδυνο διακοπής των υπηρεσιών και βλαβών στη δημόσια υγεία. Υπάρχουν μέτρα που πρέπει να λάβουν οι δήμοι, ώστε οι παροχές νερού στις κατοικίες να παραμείνουν αξιόπιστες, ασφαλείς και προσβάσιμες σε όλους όσοι τις χρειάζονται.

Διάβρωση και υποδομές πόσιμου νερού

Όταν το μέταλλο εκτίθεται σε διάβρωση, υφίσταται σταδιακή φθορά. Στα συστήματα πόσιμου νερού, αυτό μπορεί να συμβεί εσωτερικά όταν το νερό αντιδρά στα τοιχώματα των σωλήνων και εξωτερικά λόγω της υγρασίας του εδάφους, της αλατότητας και των ρύπων. Η διάβρωση θα διασπάσει το μέταλλο, εκλύοντας μόλυβδο, χαλκό, σίδηρο και μαγγάνιο στο πόσιμο νερό. Η σκουριά συσσωρεύεται και περιορίζει τη ροή, προκαλώντας αστοχία στα τοιχώματα των σωλήνων και αυξάνοντας τον κίνδυνο θραύσης.

Η EPA (Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος) προβλέπει ότι τα συστήματα πόσιμου νερού μας θα απαιτήσουν πάνω από $470 δισεκατομμύρια σε επισκευές έως το 2037 για να αποφευχθεί αυξημένος κίνδυνος για την υγεία. Η διάβρωση είναι η κύρια αιτία αυτής της υψηλής τιμής.

Πλημμύρες, αλμυρό νερό και η αυξανόμενη απειλή διάβρωσης

Κανείς δεν θέλει ένα νέο σενάριο στο Φλιντ του Μίσιγκαν. Οι δήμοι βρίσκονται αντιμέτωποι με δύσκολες αποφάσεις, και Το Flint δεν ήταν διαφορετικό. Η μεταφορά της παροχής νερού από το Ντιτρόιτ στον ποταμό Φλιντ το 2014 εξέθεσε την τοπική κοινότητα σε μαζικές ανησυχίες για την υγεία, οι οποίες τελικά οδήγησαν σε προβολές στις εθνικές ειδήσεις και σε αγωγές, με αποτέλεσμα πολύ υψηλότερο από το αναμενόμενο κόστος.

Ορισμένες από τις επιλογές που σχετίζονται με τη διαχείριση της ύδρευσης είναι εκτός των διαδικασιών λήψης αποφάσεων των επιλεκτικών συμβουλίων ή των δημοτικών γραφείων. Η αστάθεια του κλίματος αυξάνεται, εκθέτοντας τα συστήματα σε μεγαλύτερους κινδύνους διάβρωσης, ιδίως σε παράκτιες, χαμηλά χερσαίες ή πλημμυρόπληκτες περιοχές. Αυτό απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή για την αποφυγή του:

• Κορεσμός εδάφους & θωράκιση ανόδου: Η άνοδος του υδροφόρου ορίζοντα θα αυξήσει την αγωγιμότητα του περιβάλλοντος που περιβάλλει τις θαμμένες υποδομές. Η κίνηση των αδέσποτων ρευμάτων ενισχύεται και οι κορεσμένες προστατευτικές επιστρώσεις θα αποτύχουν να λειτουργήσουν αποτελεσματικά. Αυτό δημιουργεί ζώνες με έλλειψη οξυγόνου που ενθαρρύνουν τη διάβρωση που επηρεάζεται από μικρόβια (MIC).
• Διείσδυση αλμυρού νερού: Οι παράκτιες περιοχές από το Μέιν έως τη Φλόριντα αντιμετωπίζουν ήδη κύματα καταιγίδων και άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Το αλμυρό νερό εισάγεται στη συνέχεια σε συστήματα που είχαν αρχικά σχεδιαστεί για χρήση γλυκού νερού. Το αλάτι (ιδίως τα ιόντα χλωρίου) είναι ιδιαίτερα επιθετικό προς τα μέταλλα, όπως ο χάλυβας και ο χαλκός. Αυτά τα αλατισμένα πλημμυρικά ύδατα θα διεισδύσουν σε κουτιά βαλβίδων, κρουνούς και μηχανοστάσια. Απλά κοιτάξτε Ο τυφώνας Κατρίνα του 2005 για ενδείξεις τέτοιας ζημίας.  
• Ακραίες θερμοκρασίες & εδαφικές μετατοπίσεις: Μια μετατόπιση σε ξαφνικούς κύκλους ψύξης-απόψυξης θα προκαλέσει ρωγμές και μετατόπιση προστατευτικών επιστρώσεων ή ολόκληρων θαμμένων συστημάτων αγωγών και δεξαμενών. Τη στιγμή που το προστατευτικό φράγμα σπάει, η διάβρωση αρχίζει να λειτουργεί. Η μετατόπιση του εδάφους λόγω των ίδιων διαδικασιών θα καταπονήσει φυσικά τους αρμούς, οδηγώντας σε διαρροές και αυξημένη έναρξη διάβρωσης.

Είναι γεγονός ότι η κλιματική αλλαγή προκαλεί υψηλότερο κίνδυνο διαβρωτικών στοιχείων. Υπάρχει λόγος που η Σώμα μηχανικών του αμερικανικού στρατού δημοσιεύει επικαιροποιημένα σχέδια προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή. Αυτό δεν αποτελεί πλέον θεωρητική ανησυχία.

Γιατί οι ιδιοκτήτες ακινήτων πρέπει να ενδιαφέρονται

Όσο περισσότερες δημοτικές εγκαταστάσεις και υποδομές εκτίθενται σε ζημιές από διάβρωση, τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος για τις γυναίκες, τους άνδρες και τα παιδιά που λαμβάνουν νερό μέσα στα σπίτια τους. Ο μόλυβδος θα διεισδύσει στο νερό και η πίεση θα μειωθεί. Ακόμη και κάτι τόσο απλό όσο μια μη επιδιορθωμένη διαρροή μπορεί να οδηγήσει σε υψηλούς μηνιαίους λογαριασμούς κοινής ωφέλειας.

Το σπίτι σας μπορεί να κινδυνεύει εάν:

• Κατασκευάστηκε πριν από το 1986
• Μπορείτε να γευτείτε μέταλλο στο νερό σας ή είναι αποχρωματισμένο.
• Ζείτε σε παράκτιες ή επιρρεπείς σε πλημμύρες περιοχές
• Τα υδραυλικά σας περιλαμβάνουν γαλβανισμένο χάλυβα

Η διάβρωση θέτει σε κίνδυνο τα εσωτερικά υδραυλικά συστήματα. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα δαπανηρές επισκευές, μειωμένη ποιότητα νερού, μείωση της αξίας των ακινήτων και μεγαλύτερη πιθανότητα κινδύνων για την υγεία (ιδίως για τα μικρά παιδιά και τις έγκυες γυναίκες).

Πώς οι μηχανικοί καταπολεμούν τη διάβρωση των υποδομών νερού

Τα καλά νέα είναι ότι υπάρχει διαθέσιμη βοήθεια. Η διάβρωση μπορεί να είναι αναπόφευκτη, αλλά με τα κατάλληλα εργαλεία είναι επίσης διαχειρίσιμη. Οι επαγγελματίες με άμεση εμπειρία στην επιστήμη της διάβρωσης, την καθοδική προστασία και την περιβαλλοντική μηχανική είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της ασφάλειας και της μακροζωίας των δημοτικών συστημάτων ύδρευσης.

Η χρήση συστημάτων καθοδικής προστασίας παρέχει προηγμένη και παρακολουθούμενη διασφάλιση που ανακατευθύνει τη δραστηριότητα διάβρωσης μακριά από κρίσιμους αγωγούς, δεξαμενές και άλλες εγκαταστάσεις (όπως μια εγκατάσταση επεξεργασίας νερού). Όταν σχεδιάζεται και συντηρείται σωστά, αυτό μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των πόρων κατά δεκαετίες, ειδικά όταν συνδυάζεται με αισθητήρες IoT (Internet of Things), υπολογιστικό νέφος και ενσωματώσεις ML (machine learning).

Οι έμπειροι μηχανικοί θα συστήσουν και θα εγκαταστήσουν επίσης υλικά ανθεκτικά στη διάβρωση. Αντί για χαλκό, γαλβανισμένο χάλυβα και σωλήνες μολύβδου από τα παλαιότερα συστήματα, μπορούν να εισαχθούν νέα υλικά όπως πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας ή PVC. Επικαλυμμένοι με εποξειδική επένδυση όλκιμος σίδηρος ή επικαλύψεις με σύντηξη εξασφαλίζουν την καλή προστασία των θαμμένων αγωγών. Ακόμη και κάτι τόσο απλό όσο τα εξαρτήματα από ανοξείδωτο χάλυβα μειώνει την έκθεση στην αλατότητα.

Έμφαση πρέπει να δοθεί στις προστατευτικές επιστρώσεις και επενδύσεις, όπως οι εποξειδικές επιστρώσεις σε χαλύβδινους σωλήνες ή οι επιστρώσεις από τσιμεντοκονίαμα στο εσωτερικό του δικτύου ύδρευσης. Ωστόσο, όλα αυτά απαιτούν τακτική συντήρηση και παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η συνεργασία με ομάδες όπως η δική μας στην Dreiym Engineering είναι τόσο σημαντική. Θέλετε αυτές τις προηγμένες έρευνες διάβρωσης και τις δοκιμές ειδικής αντίστασης του εδάφους για να διασφαλίσετε ότι το περιβάλλον δεν θα δημιουργήσει μελλοντικές ζημιές. Τουλάχιστον, θα προσλαμβάνατε μια ομάδα όπως η δική μας για μελλοντική απόδειξη ή εκθέσεις εκτίμησης όταν εξετάζετε ποια καθοδική προστασία θα χρησιμοποιήσετε για υποδομές νερού.

Τι μπορούν να κάνουν οι δήμοι

Η ευθύνη για την παροχή καθαρού, ασφαλούς και χρήσιμου πόσιμου νερού πέφτει συχνά στους ώμους των δήμων και των διοικητικών συμβουλίων. Αυτό μπορεί να αποτελέσει πραγματική πρόκληση καθώς οι προϋπολογισμοί στενεύουν και η κλιματική αλλαγή επηρεάζει το πού θα αξιοποιηθούν καλύτερα οι διαθέσιμοι πόροι. Το τέλος Το αποτέλεσμα είναι ότι η διάβρωση η διαχείριση συχνά καθυστερεί υπέρ μιας άλλης "πιο κρίσιμης" κατάστασης.

Για να βοηθήσει στην πρόληψη τέτοιων καταστάσεων, ένας δήμος που σκέφτεται μπροστά θα πρέπει:

• Προγραμματισμός και διεξαγωγή τακτικών αξιολογήσεων κινδύνου για τις πιο ευάλωτες υποδομές
• Εφαρμογή έξυπνων συσκευών παρακολούθησης όπως ML, IoT και συστήματα καθοδικής προστασίας
• Σχέδιο για μια "ανθεκτική στο κλίμα" υποδομή που επανασχεδιάζει τα συστήματα ώστε να αντέχουν στις πλημμύρες, στην έκθεση σε αλάτι και στις μεταβολές της θερμοκρασίας.
• Συνεργαστείτε με ειδικούς που μπορούν να προσφέρουν μακροπρόθεσμο σχεδιασμό διάβρωσης

Είναι επιτακτική ανάγκη οι δήμοι να αναγνωρίσουν τη μακροπρόθεσμη εξοικονόμηση κόστους και τους μειωμένους κινδύνους για την υγεία που συνδέονται με αυτά τα μέτρα, αντί να επικεντρώνονται αποκλειστικά στο αρχικό κόστος. Η πραγματοποίηση αυτών των αλλαγών τώρα είναι πιθανό να είναι πολύ πιο αποδοτική από το να καθυστερήσει η ψήφος για χρόνια ή δεκαετίες αργότερα, όταν θα είναι πολύ αργά.

Τι μπορούν να κάνουν οι ιδιοκτήτες ακινήτων

Ενώ οι δήμοι ελέγχουν τις περισσότερες υποδομές νερού, οι ιδιοκτήτες σπιτιού μπορούν να λάβουν διάφορα μέτρα για να μειώσουν τον κίνδυνο προβλημάτων νερού που σχετίζονται με τη διάβρωση. Πολλές αγροτικές κοινότητες χρησιμοποιούν πηγάδια ή έχουν απαρχαιωμένα συστήματα που χρειάζονται αλλαγή. Ένας υπεύθυνος ιδιοκτήτης σπιτιού θα πρέπει να εξετάσει:

• Ετήσιες εξετάσεις νερού για την ανίχνευση ορυκτών, μετάλλων και επιπέδων pH/σκληρότητας για απειλές διάβρωσης
• Έλεγχος του τύπου των εγκατεστημένων υδραυλικών εγκαταστάσεων που υπάρχουν ήδη στο σπίτι για να διασφαλιστεί ότι δεν περιέχουν επικίνδυνο χαλκό, μόλυβδο ή γαλβανισμένο χάλυβα.
• Εγκατάσταση προηγμένου φιλτραρίσματος για το νερό σε σημεία χρήσης, ιδίως σε σπίτια με μικρότερα παιδιά
• Τρέξιμο κρύου νερού για 30-60 δευτερόλεπτα πριν από την κατανάλωση για να ξεπλύνετε τυχόν μολυσματικούς παράγοντες

Λίγη δημόσια εκπαίδευση θα συμβάλει σε μεγάλο βαθμό στη μείωση του κινδύνου για την υγεία του πληθυσμού. Η επικοινωνία θα πρέπει να προέρχεται από τις δημοτικές αρχές και τους οργανισμούς δημόσιας υγείας, αλλά θα πρέπει να υποστηρίζεται από τις γνώσεις και την εμπειρογνωμοσύνη σεβαστών εταιρειών μηχανικών, όπως η Dreiym Engineering.

Η υγεία των υποδομών είναι δημόσια υγεία

Ο κίνδυνος διάβρωσης μπορεί να μην είναι τόσο ενδιαφέρων όσο ένα πολιτικό σκάνδαλο ή μια μαζική πυρκαγιά που προκαλεί ζημιές σε μια περιοχή του κέντρου της πόλης. Το πρόβλημα είναι ότι αυτή η σιωπηλή, επίμονη απειλή θα επηρεάσει το πόσιμο νερό εκατομμυρίων σπιτιών. Μόλις ένα σύστημα υποστεί ζημιά ή εισχωρήσουν μολυσματικοί παράγοντες στην υποδομή, ο κίνδυνος αυξάνεται εκθετικά.

Η άμβλυνση της απειλής των γεγονότων που σχετίζονται με την κλιματική αλλαγή, όπως οι πλημμύρες, η έκθεση στο αλμυρό νερό, οι τυφώνες και άλλες καταστροφές, πρέπει να βρεθεί στο επίκεντρο. Ο έξυπνος σχεδιασμός, η επιστήμη των υλικών και η προληπτική παρακολούθηση είναι ζωτικής σημασίας για την προληπτική συντήρηση.

Συνεργαζόμενοι με την ομάδα μας στο Μηχανική Dreiym εξασφαλίζει ότι έχετε έναν έμπειρο συνεργάτη που μπορεί να προσφέρει συμβουλές και σχεδιασμό σε συστήματα καθοδικής προστασίας και προηγμένες λύσεις παρακολούθησης. Είμαστε έτοιμοι να υποστηρίξουμε την επόμενη γενιά ανθεκτικών συστημάτων νερού.