Hur korrosion hotar vattenförsörjningen i bostadsområden och vad vi kan göra åt det

Det finns mer än 2,2 miljoner mil av underjordisk vatteninfrastruktur i USA, varav en stor del har passerat sin avsedda livslängd med råge. I takt med att befolkningen växer och klimatrelaterade katastrofer som översvämningar, orkaner och extrema temperaturer drabbar dessa system, ökar risken för korrosion.

Det är alldeles för lätt att glömma bort dessa risker när rörledningarna grävs ned. Mentaliteten "ute ur sikte, ute ur sinne" ökar risken för driftstörningar och folkhälsoproblem. Det finns åtgärder som kommuner måste vidta så att vattenförsörjningen i bostäder förblir tillförlitlig, säker och tillgänglig för alla som behöver den.

Korrosion och dricksvatteninfrastruktur

När metall utsätts för korrosion, genomgår den en gradvis försämring. I dricksvattensystem kan detta ske internt när vatten reagerar med rörväggarna och externt på grund av markfuktighet, salthalt och föroreningar. Korrosion bryter ned metallen och läcker bly, koppar, järn och mangan till dricksvattnet. Rost byggs upp och begränsar flödet, vilket leder till att rörväggarna går sönder och ökar risken för brott.

EPA (Environmental Protection Agency) förutspår att våra dricksvattensystem kommer att kräva över $470 miljarder i reparationer fram till 2037 för att undvika en ökad hälsorisk. Korrosion är en viktig orsak till den höga prislappen.

Översvämningar, saltvatten och det ökande korrosionshotet

Ingen vill ha ett nytt Flint, Michigan-scenario. Kommuner ställs inför svåra beslut och Flint var inte annorlunda. När man flyttade vattenförsörjningen från Detroit till Flint River 2014 utsattes lokalsamhället för stora hälsoproblem som så småningom ledde till nationella nyhetsinslag och stämningar, vilket resulterade i mycket högre kostnader än väntat.

Vissa av de alternativ som rör vattenförsörjningen ligger utanför beslutsprocesserna i utvalda styrelser eller stadskontor. Klimatfluktuationerna ökar, vilket utsätter systemen för större korrosionsrisker, särskilt i kustområden, låglänta områden och områden som är utsatta för översvämningar. Detta kräver extra uppmärksamhet för att undvikas:

• Markmättnad och anodavskärmning: Stigande grundvattennivåer ökar ledningsförmågan i miljön runt nedgrävd infrastruktur. Vagabonderande strömmar förstärks och mättande skyddsbeläggningar fungerar inte effektivt. Detta skapar syrefattiga zoner som främjar mikrobiellt påverkad korrosion (MIC).
• Saltvatteninträngning: Kustregioner från Maine till Florida upplever redan stormfloder och stigande havsnivåer. Saltvatten förs sedan in i system som ursprungligen var avsedda för sötvatten. Salt (särskilt kloridjoner) är mycket aggressivt mot metaller som stål och koppar. Det salthaltiga översvämningsvattnet tränger in i ventilboxar, brandposter och mekaniska rum. Titta bara på 2005 års orkan Katrina för bevis på sådan skada.  
• Extrema temperaturer och markförskjutningar: En förändring i plötsliga frys- och töcykler kommer att spräcka och förskjuta skyddsbeläggningar eller hela nedgrävda rörledningssystem och tankar. I samma ögonblick som skyddsbarriären bryts börjar korrosionen verka. Markförskjutningar som orsakas av samma processer leder till fysiska påfrestningar på fogarna, vilket leder till läckage och ökad korrosion.

Faktum är att klimatförändringarna leder till en ökad risk för frätande ämnen. Det finns en anledning till att Amerikanska arméns ingenjörskår släpper uppdaterade planer för anpassning till klimatförändringar. Detta är inte längre ett teoretiskt problem.

Varför husägare bör bry sig

Ju mer kommunala anläggningar och infrastruktur som utsätts för korrosionsskador, desto större är risken för kvinnor, män och barn som får vatten i sina hem. Bly sipprar ut i vattnet och trycket minskar. Även något så enkelt som ett läckage som inte åtgärdats kan leda till höga månatliga elräkningar.

Ditt hem kan vara i riskzonen om:

• Den byggdes före 1986
• Du kan känna metallsmak i vattnet eller det är missfärgat
• Du bor i kust- eller översvämningsdrabbade områden
• Din VVS-installation omfattar galvaniserat stål

Korrosion äventyrar den interna rördragningen. Detta leder till dyra reparationer, försämrad vattenkvalitet, lägre fastighetsvärden och en större risk för hälsorisker (särskilt för små barn och gravida kvinnor).

Hur ingenjörer bekämpar korrosion i vatteninfrastruktur

Den goda nyheten är att det finns hjälp att få. Korrosion är kanske oundvikligt, men med rätt verktyg är det också hanterbart. Experter med direkt erfarenhet av korrosionsvetenskap, katodiskt skydd och miljöteknik är avgörande för att säkerställa säkerheten och livslängden hos kommunala vattensystem.

Katodiska skyddssystem ger en avancerad och övervakad säkerhet som leder bort korrosionsaktiviteten från kritiska rörledningar, tankar och andra anläggningar (t.ex. ett vattenreningsverk). Med rätt utformning och underhåll kan detta förlänga resursernas livslängd med flera decennier, särskilt i kombination med IoT-sensorer (Internet of Things), molntjänster och ML-integrationer (maskininlärning).

Erfarna ingenjörer kommer också att rekommendera och installera korrosionsbeständiga material. I stället för koppar-, galvaniserade stål- och blyrör från äldre system kan nya material som polyeten med hög densitet eller PVC introduceras. Epoxibelagt segjärn eller fusionsbundna beläggningar säkerställer att nedgrävda rörledningar är väl skyddade. Till och med något så enkelt som rördelar i rostfritt stål minskar exponeringen för salthalt.

Vi måste lägga tonvikten på skyddande beläggningar och infodringar, t.ex. epoxibeläggningar på stålrör eller cementmurbruksinfodringar i vattenledningar. Alla dessa kräver dock regelbundet underhåll och övervakning i realtid.

Det är därför det är så viktigt att arbeta med team som vårt på Dreiym Engineering. Du vill ha dessa avancerade korrosionsundersökningar och markresistivitetstest för att säkerställa att den omgivande miljön inte kommer att skapa framtida skador. Åtminstone skulle du anlita ett team som vårt för framtidssäkring eller beräkningsrapporter när du överväger vilket katodiskt skydd som ska användas för vatteninfrastruktur.

Vad kommuner kan göra

Ansvaret för att leverera rent, säkert och användbart dricksvatten faller ofta på kommunernas och styrelsernas axlar. Det kan vara en verklig utmaning när budgetarna stramas åt och klimatförändringarna påverkar var tillgängliga resurser bäst kan utnyttjas. Slutet resultatet är att korrosion ofta fördröjs till förmån för en annan "mer kritisk" situation.

För att hjälpa till att förhindra sådana situationer bör en framåtblickande kommun:

• Planera och genomföra regelbundna riskbedömningar för den mest sårbara infrastrukturen
• Implementera smarta övervakningsenheter som ML, IoT och katodiska skyddssystem
• Planera för en "klimatresistent" infrastruktur som omformar system för att motstå översvämningar, saltexponering och temperaturväxlingar
• Samarbeta med specialister som kan erbjuda långsiktig korrosionsplanering

Det är viktigt att kommunerna inser de långsiktiga kostnadsbesparingar och minskade hälsorisker som dessa åtgärder medför, i stället för att enbart fokusera på initiala kostnader. Att göra dessa förändringar nu kommer sannolikt att vara mycket mer kostnadseffektivt än att skjuta upp en omröstning i flera år eller decennier när det är alldeles för sent.

Vad husägare kan göra

Även om kommunerna kontrollerar den mesta vatteninfrastrukturen kan husägare vidta flera åtgärder för att minska risken för korrosionsrelaterade vattenproblem. Många landsbygdssamhällen använder brunnar eller har föråldrade system som behöver bytas ut. En ansvarsfull husägare bör överväga:

• Årliga vattenprover för att upptäcka mineraler, metaller och pH-/hårdhetsnivåer för korrosionshot
• Kontroll av vilken typ av installerad VVS som redan finns i huset för att säkerställa att den inte innehåller riskfylld koppar, bly eller galvaniserat stål
• Installera avancerad filtrering för vatten som används vid tappstället, särskilt i hem med yngre barn
• Rinnande kallt vatten i 30-60 sekunder innan du dricker för att spola ut eventuella föroreningar

Lite folkbildning räcker långt för att sänka hälsoriskerna för befolkningen. Kommunikationen bör komma från kommunala myndigheter och folkhälsoorganisationer, men bör backas upp av kunskap och expertis från respekterade ingenjörsbyråer, som Dreiym Engineering.

Infrastrukturhälsa är folkhälsa

Risken för korrosion är kanske inte lika spännande som en politisk skandal eller en stor brand som orsakar skador i en stadskärna. Problemet är att detta tysta, ihållande hot kommer att påverka dricksvattnet i miljontals hem. När ett system skadas eller föroreningar läcker in i infrastrukturen växer risken exponentiellt.

Att mildra hotet från klimatförändringsrelaterade händelser som översvämningar, saltvattenexponering, orkaner och andra katastrofer måste stå i centrum. Smart design, materialvetenskap och proaktiv övervakning är avgörande för förebyggande underhåll.

Att arbeta med vårt team på Treym Engineering säkerställer att du har en erfaren partner som kan erbjuda rådgivning och design inom katodiska skyddssystem och avancerade övervakningslösningar. Vi står redo att stödja nästa generations motståndskraftiga vattensystem.