Miten korroosio uhkaa asuinkiinteistöjen vesihuoltoa ja mitä voimme tehdä asialle?

On olemassa yli 2,2 miljoonaa mailia maanalaista vesi-infrastruktuuria Yhdysvalloissa, ja suuri osa siitä on jo selvästi ohi suunnitellun käyttöikänsä. Mitä enemmän väestömme kasvaa ja mitä enemmän ilmastoon liittyvät katastrofit, kuten tulvat, hurrikaanit ja äärimmäiset lämpötilat, vaikuttavat näihin järjestelmiin, sitä suurempi on korroosioriski.

On aivan liian helppoa unohtaa tällainen riski, kun putkistot haudataan. "Pois näkyvistä, pois mielestä" -ajattelu lisää palveluhäiriöiden ja kansanterveydellisten haittojen riskiä. Kuntien on ryhdyttävä toimiin, jotta vesihuolto pysyy luotettavana, turvallisena ja kaikkien niitä tarvitsevien saatavilla.

Korroosio ja juomavesi-infrastruktuuri

Kun metalli altistuu korroosiolle, se heikkenee vähitellen. Juomavesijärjestelmissä tämä voi tapahtua sisäisesti veden reagoidessa putkien seinämiin ja ulkoisesti maaperän kosteuden, suolapitoisuuden ja epäpuhtauksien vuoksi. Korroosio hajottaa metallia, jolloin juomaveteen huuhtoutuu lyijyä, kuparia, rautaa ja mangaania. Ruoste kerääntyy ja supistaa virtausta, jolloin putkien seinämät pettävät ja rikkoutumisriski kasvaa.

EPA (Environmental Protection Agency) ennustaa, että juomavesijärjestelmämme tulevat tarvitsemaan yli $470 miljardia korjaukset vuoteen 2037 mennessä, jotta vältytään lisääntyneeltä terveysriskiltä. Korroosio on suurin syy tähän korkeaan hintaan.

Tulvat, suolavesi ja kasvava korroosiouhka

Kukaan ei halua toista Flintin, Michiganin skenaariota. Kunnat joutuvat tekemään vaikeita päätöksiä, ja Flint ei ollut erilainen. Vesihuollon siirtäminen Detroitista Flint-jokeen vuonna 2014 altisti paikallisen yhteisön massiivisille terveysongelmille, jotka johtivat lopulta valtakunnallisiin uutisiin ja oikeusjuttuihin, mikä aiheutti paljon ennakoitua suuremmat kustannukset.

Jotkin vesihuollon hallintaan liittyvät vaihtoehdot eivät kuulu valittujen lautakuntien tai kaupungin virastojen päätöksentekoprosessien piiriin. Ilmaston epävakaus lisääntyy, mikä altistaa järjestelmät suuremmille korroosioriskeille erityisesti rannikkoalueilla, alavilla tai tulville alttiilla alueilla. Tämän välttäminen vaatii erityistä huomiota:

• Maaperän kyllästyminen ja anodisuojaus: Pohjaveden pinnan nousu lisää haudattua infrastruktuuria ympäröivän ympäristön johtavuutta. Harhavirtojen liike tehostuu, ja kyllästyvät suojapinnoitteet eivät toimi tehokkaasti. Näin syntyy hapettomia vyöhykkeitä, jotka edistävät mikrobien aiheuttamaa korroosiota (MIC).
• Suolaisen veden tunkeutuminen: Rannikkoalueilla Mainesta Floridaan on jo nyt havaittavissa myrskytulvia ja merenpinnan nousua. Tällöin suolavettä johdetaan järjestelmiin, jotka on alun perin suunniteltu makean veden käyttöön. Suola (erityisesti kloridi-ionit) on erittäin aggressiivinen metalleja, kuten terästä ja kuparia, kohtaan. Suolapitoiset tulvavedet tunkeutuvat venttiilikoteloihin, paloposteihin ja konehuoneisiin. Katsokaa vaikka Vuoden 2005 hirmumyrsky Katrina todisteiden löytämiseksi tällaisesta vahingosta.  
• Lämpötilan ääriarvot ja maanpinnan siirtymät: Äkilliset jäätymis-sulatussyklit aiheuttavat halkeamia ja syrjäyttävät suojapinnoitteita tai kokonaisia maahan upotettuja putkistoja ja säiliöitä. Korroosio alkaa toimia heti, kun suojapeite rikkoutuu. Samoista prosesseista johtuva maaperän siirtyminen rasittaa fyysisesti liitoksia, mikä johtaa vuotoihin ja korroosion lisääntymiseen.

Tosiasia on, että ilmastonmuutos lisää syövyttävien elementtien riskiä. Siihen on syynä Yhdysvaltain armeijan insinöörijoukot (U.S. Army Corps of Engineers) julkaisee päivitettyjä ilmastonmuutokseen sopeutumista koskevia suunnitelmia. Tämä ei ole enää teoreettinen huolenaihe.

Miksi kodinomistajien pitäisi välittää

Mitä enemmän kunnalliset laitokset ja infrastruktuuri altistuvat korroosiovaurioille, sitä suurempi riski on naisilla, miehillä ja lapsilla, jotka saavat vettä kodeistaan. Lyijyä tihkuu veteen, ja paine heikkenee. Jopa niinkin yksinkertainen asia kuin korjaamaton vuoto voi johtaa korkeisiin kuukausittaisiin käyttökustannuslaskuihin.

Kotisi voi olla vaarassa, jos:

• Se on rakennettu ennen vuotta 1986
• Vesi maistuu metallilta tai se on värjäytynyt.
• Asut rannikkoalueella tai tulva-alttiilla alueella
• Putkistoon kuuluu sinkittyä terästä

Korroosio vaarantaa sisäiset putkistot. Tämä johtaa kalliisiin korjauksiin, veden laadun heikkenemiseen, kiinteistöjen arvon alenemiseen ja suurempiin terveysriskeihin (erityisesti pienille lapsille ja raskaana oleville naisille).

Miten insinöörit torjuvat vesi-infrastruktuurin korroosiota?

Hyvä uutinen on, että apua on saatavilla. Korroosio voi olla väistämätöntä, mutta oikeilla työkaluilla se on myös hallittavissa. Ammattilaiset, joilla on suoraa kokemusta korroosiotieteestä, katodisuojauksesta ja ympäristötekniikasta, ovat ratkaisevan tärkeitä kunnallisten vesijärjestelmien turvallisuuden ja pitkäikäisyyden varmistamisessa.

Katodisuojausjärjestelmien käyttö tarjoaa kehittyneen ja valvotun varmuuden, joka ohjaa korroosiotoiminnan pois kriittisistä putkistoista, säiliöistä ja muista tiloista (kuten vedenpuhdistamosta). Oikein suunniteltuna ja huollettuna tämä voi pidentää resurssien käyttöikää vuosikymmenillä, varsinkin kun se yhdistetään IoT-antureihin (esineiden internet), pilvipalveluihin ja ML-integraatioihin (koneoppiminen).

Kokeneet insinöörit myös suosittelevat ja asentavat korroosionkestäviä materiaaleja. Vanhojen järjestelmien kupari-, sinkitty teräs- ja lyijyputkien sijasta voidaan ottaa käyttöön uusia materiaaleja, kuten suuritiheyksinen polyeteeni tai PVC. Epoksivuorattu pallografiittivalurauta tai fuusiosidotut pinnoitteet varmistavat, että maahan upotetut putkistot ovat hyvin suojattuja. Jopa niinkin yksinkertainen asia kuin ruostumattomasta teräksestä valmistetut liitososat vähentävät altistumista suolapitoisuudelle.

On painotettava suojapinnoitteita ja -vuorauksia, kuten teräsputkien epoksipinnoitteita tai sementtilaastivuorauksia vesijohtoverkoston sisällä. Nämä kaikki vaativat kuitenkin säännöllistä huoltoa ja reaaliaikaista seurantaa.

Siksi yhteistyö Dreiym Engineeringin kaltaisten tiimien kanssa on niin tärkeää. Haluat nämä edistykselliset korroosiotutkimukset ja maaperän resistiivisyystestit varmistaaksesi, että ympäröivä ympäristö ei aiheuta tulevia vaurioita. Ainakin palkkaisit meidän kaltaisemme tiimin tulevaisuudentutkimuksia tai arviointikertomuksia varten, kun harkitset, mitä katodisuojausta kannattaa käyttää vesi-infrastruktuurissa.

Mitä kunnat voivat tehdä

Vastuu puhtaan, turvallisen ja käyttökelpoisen juomaveden toimittamisesta lankeaa usein kuntien ja hallintoelinten harteille. Se voi olla todellinen haaste, kun budjetit kiristyvät ja ilmastonmuutos vaikuttaa siihen, missä käytettävissä olevia resursseja voidaan parhaiten hyödyntää. Loppu tuloksena on, että korroosio hallintaa lykätään usein jonkin toisen "kriittisemmän" tilanteen vuoksi.

Tällaisten tilanteiden ehkäisemiseksi ennakoivan kunnan tulisi:

• Suunnitellaan ja toteutetaan säännöllisiä riskinarviointeja haavoittuvimmille infrastruktuureille.
• Otetaan käyttöön älykkäitä valvontalaitteita, kuten ML, IoT ja katodisuojausjärjestelmät.
• Suunnitellaan "ilmastonkestävä" infrastruktuuri, jossa järjestelmät suunnitellaan uudelleen kestämään tulvia, suolalle altistumista ja lämpötilan vaihteluja.
• Kumppanuus asiantuntijoiden kanssa, jotka voivat tarjota pitkän aikavälin korroosiosuunnittelua.

On välttämätöntä, että kunnat tunnustavat näihin toimenpiteisiin liittyvät pitkän aikavälin kustannussäästöt ja pienemmät terveysriskit sen sijaan, että ne keskittyisivät pelkästään alkukustannuksiin. Näiden muutosten tekeminen nyt on todennäköisesti paljon kustannustehokkaampaa kuin äänestyksen lykkääminen vuosien tai vuosikymmenten päähän, jolloin on jo aivan liian myöhäistä.

Mitä kodinomistajat voivat tehdä

Vaikka kunnat valvovat suurinta osaa vesi-infrastruktuurista, kodinomistajat voivat ryhtyä useisiin toimenpiteisiin vähentääkseen korroosioon liittyvien vesiongelmien riskiä. Monissa maaseutuyhteisöissä käytetään kaivoja tai niissä on vanhentuneita järjestelmiä, jotka on vaihdettava. Vastuullisen asunnonomistajan tulisi harkita:

• Vuotuisten vesitestien tekeminen mineraalien, metallien ja pH- ja kovuusarvojen havaitsemiseksi korroosiouhkien varalta.
• Tarkistetaan taloon jo asennettujen putkistojen tyyppi sen varmistamiseksi, että ne eivät sisällä vaarallista kuparia, lyijyä tai sinkittyä terästä.
• Asennetaan kehittynyt suodatus käyttöveteen, erityisesti koteihin, joissa on pieniä lapsia.
• juoksutetaan kylmää vettä 30-60 sekunnin ajan ennen juomista mahdollisten epäpuhtauksien huuhtelemiseksi pois.

Pieni julkinen valistus auttaa huomattavasti vähentämään väestön terveysriskiä. Viestinnän olisi tultava kunnallisilta viranomaisilta ja kansanterveysjärjestöiltä, mutta sen tukena olisi oltava arvostettujen insinööritoimistojen, kuten Dreiym Engineeringin, tietämys ja asiantuntemus.

Infrastruktuurin terveys on kansanterveyttä

Korroosioriski ei välttämättä ole yhtä kiehtova kuin poliittinen skandaali tai valtavan tulipalon aiheuttama vahinko keskusta-alueella. Ongelmana on, että tämä hiljainen, jatkuva uhka vaikuttaa miljoonien kotien juomaveteen. Kun järjestelmä vaurioituu tai epäpuhtauksia pääsee infrastruktuuriin, riski kasvaa eksponentiaalisesti.

Ilmastonmuutokseen liittyvien tapahtumien, kuten tulvien, suolavedelle altistumisen, hurrikaanien ja muiden katastrofien uhan lieventämisen on oltava keskeisellä sijalla. Älykäs suunnittelu, materiaalitiede ja ennakoiva seuranta ovat ratkaisevan tärkeitä ennaltaehkäisevän kunnossapidon kannalta.

Työskentely tiimimme kanssa Dreiym Engineering varmistaa, että sinulla on kokenut kumppani, joka voi tarjota neuvoja ja suunnittelua katodisuojausjärjestelmissä ja kehittyneissä valvontaratkaisuissa. Olemme valmiina tukemaan joustavien vesijärjestelmien seuraavaa sukupolvea.