כיצד קורוזיה מאיימת על אספקת המים למגורים ומה אנחנו יכולים לעשות בנידון

יש יותר מ 2.2 מיליון מייל של תשתית המים התת-קרקעית בארה"ב, שחלק ניכר ממנה כבר עבר את חיי השירות המיועדים לה. ככל שאוכלוסייתנו גדלה ואסונות הקשורים לאקלים, כגון שיטפונות, הוריקנים וטמפרטורות קיצוניות, משפיעים על מערכות אלו, כך גדל הסיכון לקורוזיה.

קל מדי לשכוח מסיכון כזה כאשר צינורות אלה קבורים. הגישה של "הרחק מהעין, הרחק מהלב" מגבירה את הסיכון לשיבושים בשירותים וכשלים בבריאות הציבור. ישנם צעדים שהרשויות המקומיות צריכות לנקוט כדי שאספקת המים למגורים תישאר אמינה, בטוחה ונגישה לכל מי שצריך אותה.

תשתיות קורוזיה ומי שתייה

כַּאֲשֵׁר מתכת חשופה לקורוזיה, הוא עובר תהליך של התדרדרות הדרגתית. במערכות מי שתייה, תהליך זה יכול להתרחש באופן פנימי כאשר המים מגיבים לדפנות הצינורות, ובאופן חיצוני עקב לחות הקרקע, מליחות ומזהמים. קורוזיה מפרקת את המתכת, ומשחררת עופרת, נחושת, ברזל ומנגן למי השתייה. חלודה מצטברת ומצמצמת את הזרימה, גורמת לכשל בדפנות הצינורות ומגדילה את הסיכון לשבירה.

הסוכנות להגנת הסביבה (EPA) צופה שמערכות מי השתייה שלנו ידרשו יותר מ... $470 מיליארד בתיקונים עד 2037 כדי למנוע סיכון בריאותי מוגבר. קורוזיה היא גורם מוביל לתג מחיר גבוה זה.

שיטפונות, מי מלח ואיום הקורוזיה הגובר

אף אחד לא רוצה עוד תרחיש של פלינט, מישיגן. רשויות מקומיות עומדות בפני החלטות קשות, ו... פלינט לא היה שונההעברת אספקת המים מדטרויט לנהר פלינט בשנת 2014 חשפה את הקהילה המקומית לדאגות בריאותיות עצומות שהובילו בסופו של דבר לכותרות חדשותיות ארציות ותביעות משפטיות, וכתוצאה מכך עלויות גבוהות בהרבה מהצפוי.

חלק מהאפשרויות הקשורות לניהול אספקת מים נמצאות מחוץ לתהליכי קבלת ההחלטות של מועצות נבחרות או משרדי עירייה. תנודתיות האקלים גוברת, וחושפת מערכות לסיכוני קורוזיה גדולים יותר, במיוחד באזורים חופיים, נמוכים או מועדים לשיטפונות. זה דורש תשומת לב נוספת כדי להימנע מ:

• רוויה בקרקע ומיגון אנודה: עליית מפלס התהום תגביר את המוליכות של הסביבה סביב תשתיות קבורות. תנועת זרמים תועים מוגברת, וציפויי הגנה רוויים לא יפעלו ביעילות. זה יוצר אזורים מדולדלים בחמצן שמעודדים קורוזיה מושפעת מיקרוביאלית (MIC).
• חדירת מי מלח: אזורי חוף ממיין ועד פלורידה כבר חווים נחשולי סערה ועליית מפלס הים. לאחר מכן, מי מלח מוכנסים למערכות שתוכננו במקור לשימוש במים מתוקים. מלח (במיוחד יוני כלוריד) הוא אגרסיבי מאוד כלפי מתכות כמו פלדה ונחושת. מי שיטפונות עמוסי מלח יחדרו לתיבות שסתומים, ברזי מים וחדרים מכניים. רק תראו... הוריקן קתרינה של 2005 לצורך ראיות לנזק כזה.  
• שינויי טמפרטורה קיצוניים ושינויי קרקע: שינוי במחזורי הקפאה-הפשרה פתאומיים יסדק ויזיז ציפויים מגנים או מערכות צנרת ומכלים קבורים שלמים. ברגע שמחסום ההגנה נשבר, הקורוזיה מתחילה לפעול. תזוזת קרקע עקב אותם תהליכים תגרום ללחץ פיזי על החיבורים, מה שיוביל לדליפות ולהגברת תחילת הקורוזיה.

העובדה היא ששינויי האקלים גורמים לסיכון גבוה יותר של אלמנטים קורוזיביים. יש סיבה לכך חיל ההנדסה של צבא ארה"ב מפרסמת תוכניות מעודכנות להסתגלות לשינויי האקלים. זו כבר לא דאגה תיאורטית.

למה בעלי בתים צריכים לדאוג

ככל שיותר מתקנים ותשתיות עירוניות חשופים לנזקי קורוזיה, כך גדל הסיכון לנשים, גברים וילדים המקבלים מים בתוך בתיהם. עופרת תחלחל למים, והלחץ יפחת. אפילו משהו פשוט כמו דליפה שלא תוקנה עלול להוביל לחשבונות חשמל חודשיים גבוהים.

הבית שלך עלול להיות בסיכון אם:

• הוא נבנה לפני 1986
• אתה יכול לטעום מתכת במים שלך, או שהם דהויים
• אתם גרים באזורים חוףיים או באזורים מועדים לשיטפונות
• הצנרת שלך כוללת פלדה מגולוונת

קורוזיה אכן פוגעת בצנרת הפנימית. דבר זה יגרום לתיקונים יקרים, איכות מים נמוכה יותר, ערכי נכסים נמוכים יותר ופוטנציאל גבוה יותר לסיכונים בריאותיים (במיוחד לילדים צעירים ולנשים בהריון).

כיצד מהנדסים נלחמים בקורוזיה של תשתיות מים

החדשות הטובות הן שיש עזרה זמינה. קורוזיה אולי בלתי נמנעת, אבל עם הכלים הנכונים, היא גם ניתנת לניהול. אנשי מקצוע בעלי ניסיון ישיר במדעי הקורוזיה, הגנה קתודית והנדסה סביבתית הם חיוניים להבטחת בטיחותן ואריכות ימיה של מערכות מים עירוניות.

שימוש במערכות הגנה קתודיות מספק הבטחה מתקדמת ומבוקרת המנתבת את פעילות הקורוזיה הרחק מצינורות קריטיים, מיכלים ומתקנים אחרים (כמו מתקן טיהור מים). כאשר מתוכננים ומתוחזקים כראוי, הדבר יכול להאריך את תוחלת החיים של משאבים בעשרות שנים, במיוחד בשילוב עם חיישני האינטרנט של הדברים (IoT), מחשוב ענן ושילובי למידת מכונה (ML).

מהנדסים מנוסים ימליצו ויתקינו גם חומרים עמידים בפני קורוזיה. במקום נחושת, פלדה מגולוונת וצינורות עופרת ממערכות ישנות, ניתן להכניס חומרים חדשים כמו פוליאתילן בצפיפות גבוהה או PVC. ברזל רקיע מצופה אפוקסי או ציפויים מחומרים ...

יש לשים דגש על ציפויים וציפויים מגנים, כגון ציפויי אפוקסי על צינורות פלדה או ציפויי טיט צמנט בתוך צינורות מים. עם זאת, כל אלה דורשים תחזוקה שוטפת וניטור בזמן אמת.

זו הסיבה שעבודה עם צוותים כמו שלנו בדריים הנדסה היא כה קריטית. אתם רוצים סקרי קורוזיה מתקדמים ובדיקות התנגדות קרקע כדי להבטיח שהסביבה הסובבת לא תגרום נזק עתידי. לכל הפחות, הייתם שוכרים צוות כמו שלנו לאבטחת עתיד או להערכת דוחות כאשר אתם שוקלים איזו הגנה קתודית להשתמש בתשתיות מים.

מה עיריות יכולות לעשות

האחריות לספק מי שתייה נקיים, בטוחים ושימושיים נופלת לעתים קרובות על כתפי הרשויות המקומיות והמועצות המנהלות. זה יכול להיות אתגר אמיתי ככל שהתקציבים מתהדקים ושינויי האקלים משפיעים על היכן לנצל בצורה הטובה ביותר את המשאבים הזמינים. התוצאה היא קורוזיה ניהול לעיתים קרובות מתעכב לטובת מצב "קריטי יותר" אחר.

כדי לסייע במניעת מצבים כאלה, עירייה בעלת חשיבה קדימה צריכה:

• לתזמן ולבצע הערכות סיכונים תקופתיות עבור התשתיות הפגיעות ביותר
• הטמעת מכשירי ניטור חכמים כמו ML, IoT ומערכות הגנה קתודיות
• לתכנן תשתית "עמידה לאקלים" שתעצב מחדש מערכות כדי לעמוד בפני הצפות, חשיפה למלח ושינויי טמפרטורה.
• שתפו פעולה עם מומחים שיכולים להציע תכנון לטווח ארוך של קורוזיה

חיוני שהרשויות המקומיות יכירו בחיסכון בעלויות לטווח ארוך ובהפחתת הסיכונים הבריאותיים הכרוכים באמצעים אלה, במקום להתמקד אך ורק בעלויות הראשוניות. ביצוע שינויים אלה כעת צפוי להיות חסכוני הרבה יותר מאשר דחיית הצבעה במשך שנים או עשורים בהמשך הדרך, כשכבר מאוחר מדי.

מה בעלי בתים יכולים לעשות

בעוד שרשויות מקומיות שולטות ברוב תשתיות המים, בעלי בתים יכולים לנקוט בכמה צעדים כדי להפחית את הסיכון לבעיות מים הקשורות לקורוזיה. קהילות כפריות רבות משתמשות בבארות או שיש להן מערכות מיושנות הזקוקות לשינוי. בעל בית אחראי צריך לשקול:

• ביצוע בדיקות מים שנתיות לגילוי מינרלים, מתכות ורמות pH/קשיות לאיתור איומי קורוזיה
• בדיקת סוג הצנרת המותקנת כבר בבית כדי לוודא שהיא אינה מכילה נחושת, עופרת או פלדה מגולוונת מסוכנת.
• התקנת סינון מתקדם למים בנקודת השימוש, במיוחד בבתים עם ילדים צעירים
• הזרמת מים קרים למשך 30-60 שניות לפני השתייה כדי לשטוף החוצה כל מזהם פוטנציאלי

מעט חינוך ציבורי תורם רבות להפחתת הסיכון הבריאותי של האוכלוסייה. התקשורת צריכה להגיע מרשויות מקומיות ומארגוני בריאות הציבור, אך צריכה להיות מגובה בידע ובמומחיות של חברות הנדסה מכובדות, כמו חברת דריים הנדסה.

בריאות תשתית היא בריאות הציבור

ייתכן שהסיכון לקורוזיה אינו מסקרן כמו שערורייה פוליטית או שריפה ענקית הגורמת נזק למרכז העיר. הבעיה היא שאיום שקט ומתמשך זה ישפיע על מי השתייה של מיליוני בתים. ברגע שמערכת ניזוקה או מזהמים דולפים לתשתית, הסיכון גדל באופן אקספוננציאלי.

הפחתת האיום של אירועים הקשורים לשינויי אקלים כמו הצפות, חשיפה למי מלח, הוריקנים ואסונות אחרים חייבת להיות מרכזית. תכנון חכם, מדע חומרים וניטור פרואקטיבי הם קריטיים לתחזוקה מונעת.

עובדים עם הצוות שלנו ב דריים הנדסה מבטיח לכם שותף מנוסה שיכול להציע ייעוץ ותכנון של מערכות הגנה קתודית ופתרונות ניטור מתקדמים. אנו מוכנים לתמוך בדור הבא של מערכות מים עמידות.