Geotermia: Melhorar a eficiência através do tratamento da água

Graças à crise energética em curso, há um foco crescente no potencial das fontes de calor alternativas, nomeadamente as bombas de calor geotérmicas. No entanto, os factores água e solo em pelo menos 30% das regiões suíças criam condições que ameaçam a eficiência de tais instalações, levando a dispendiosas interrupções de manutenção e operação.

Ainda não existe uma solução sustentável. Agora a AQUA4D com sede em Valais mostrou que a sua inovação no tratamento da água pode finalmente resolver estes problemas incómodos com a implantação geotérmica, e ajudar a acelerar a transição verde do abastecimento energético do país.

Biofilme e bactérias de ferro: uma pequena ameaça que causa enormes problemas

Ao contrário dos circuitos fechados dos sistemas de aquecimento, as bombas de calor próximas da superfície estão constantemente a trazer novas águas - e consequentemente novas bactérias e minerais - das águas subterrâneas, que são extraídas e colocadas num permutador de calor. Isto pode causar uma acumulação que pode retirar todo o sistema de acção.

Mais importante ainda, em áreas onde o ferro ou manganês estão presentes no solo, isto será introduzido quando as águas subterrâneas forem extraídas. Quando oxidado, isto atrai certas bactérias - criando biofilme problemático e chorume que muitas vezes se tornam exponencialmente piores. Até agora, isto tem precisado de manutenção dispendiosa que requer horas de trabalho e interrupções de funcionamento.

Além disso, como a água é enviada para o subsolo, os depósitos bacterianos e o chorume vão começar a entupir o solo, dificultando o retorno da água ao solo. Para evitar a poluição das águas subterrâneas, a utilização de produtos químicos é proibida, pelo que a indústria tem estado desesperada por uma solução sustentável - e finalmente existe uma.

Quais são estes efeitos? Graças à modificação da estrutura da água pela tecnologia, as bactérias e os depósitos já não se acumulam e não se colam a tubagens ou sistemas. Com o tratamento contínuo - ele próprio requer muito pouco consumo de energia - todo o sistema é mantido claro indefinidamente. Sem tal tratamento, a acumulação pode causar bloqueios numa questão de semanas.

Para vários clientes em toda a Suíça, isto significou um funcionamento ininterrupto durante alguns anos - poupando não só problemas de manutenção mas também energia e custos no processo.

Estudo de caso: FANUC (indústria)

Várias vezes por ano, uma equipa da Pärli AG costumava sair para limpar os permutadores de calor na FANUC, onde a bomba de calor das águas subterrâneas mostrava fluxo insuficiente e relatórios de avarias. "Tivemos de desmontar os permutadores de placas e limpá-los com água a alta pressão", relata o chefe de equipa da Pärli Pascal Schatt. "De cada vez, eles estavam completamente entupidos com bactérias de ferro". A equipa tentou a limpeza química, água a alta pressão e limpeza mecânica - sem grande sucesso.

Após consultar os técnicos da AQUA4D®, duas Unidades de Tratamento 360G-B foram instaladas na linha de abastecimento de águas subterrâneas da FANUC e colocadas em funcionamento. "O resultado foi absolutamente espantoso", relata Schatt. "Simplesmente não fomos chamados de novo"! Após um ano e meio de funcionamento sem quaisquer problemas, as placas e o filtro foram removidos para inspecção. "O nosso espanto cresceu mais uma vez: tudo estava mais limpo do que quando foi instalado, mesmo a brilhar!"

Estudo de caso: Brigerbad (apartamentos)

Este novo edifício residencial no Valais foi equipado com uma instalação geotérmica para aquecimento no Inverno e arrefecimento no Verão, prevista para funcionar durante todo o ano. Pouco depois da instalação, o sistema foi bloqueado por bactérias de ferro, resultando na substituição temporária por uma caldeira eléctrica de energia intensiva. No final de 2021, o Cantão do Valais abordou a AQUA4D para se informar sobre a experimentação desta tecnologia, que foi então instalada em Janeiro de 2022.

O projecto foi acompanhado de perto, com dados que não mostram mais flutuações e uma constante de 47 graus ao longo de 3 meses - mostrando que a AQUA4D está a ajudar a manter uma temperatura estável entre a entrada e a saída de água.

O engenheiro consultor da WELATEC explica: "Podemos ver que a situação melhorou consideravelmente e que já não existem problemas. Desde a instalação, o permutador de calor nunca mais precisou de ser limpo. Assim, a renovação com AQUA4D pode ser descrita como um sucesso completo".

AQUA4D: acelerar a implantação geotérmica

A água dura, associada a condições minerais desfavoráveis, impedia até agora a possibilidade de depender da energia geotérmica próxima da superfície em até um terço do país. Nestes cenários, os permutadores de calor geotérmicos não podiam ser utilizados sem considerações de manutenção proibitivas e dispendiosas.

Com água tratada com sucesso em vários tipos de instalações geotérmicas, AQUA4D® ajuda a preparar o caminho para a adopção mais generalizada de bombas de calor sustentáveis. E com custos de energia em espiral ameaçando um Inverno incómodo, nunca houve melhor altura para o fazer.