A filtragem induzida de bancos é uma abordagem chave e bem estabelecida para fornecer abastecimento de água potável a áreas povoadas localizadas ao longo de rios ou lagos e com acesso limitado aos recursos de água subterrânea. É empregado em vários países em todo o mundo, com exemplos notáveis ​​na Europa, os Estados Unidos, e partes da África. A contaminação das águas superficiais representa uma séria ameaça ao cumprimento dos padrões de água potável. Nesse contexto, microorganismos patogênicos humanos, como alguns vírus e bactérias, provenientes da descarga de estações de tratamento de águas residuais, formam um grande grupo de contaminantes. Um estudo detalhado em um local de filtração induzida ao longo do rio Reno, na Alemanha, ligou o transporte de bactérias à dinâmica sazonal. Os principais resultados do estudo mostram que as inundações devem ser consideradas como ameaças específicas, porque eles podem reduzir a capacidade de purificação da filtragem do banco, levando assim a um aumento nas concentrações de bactérias nas águas subterrâneas. Mudanças nas propriedades dos sedimentos do leito do rio ao longo de um ano podem influenciar de forma marcante a capacidade de purificação da filtração da margem e essa dinâmica pode precisar ser considerada nas práticas de avaliação de risco.

Caixa de ferramentas para operadores hidráulicos

Um projeto liderado pela Prof. Dra. Irina Engelhardt, que ensina hidrogeologia na TU Berlin, visa aprimorar nossa compreensão dos processos de filtragem de bancos e melhorar as capacidades preditivas de modelos que descrevem o transporte de microrganismos na filtragem de bancos. Ferramentas baseadas em modelos são desenvolvidas para permitir que os operadores de sistemas hidráulicos avaliem com mais precisão o potencial de purificação de suas plantas de filtração de banco no que diz respeito a microorganismos. Os parceiros que colaboraram com a pesquisa incluem o Prof. Dr. Alberto Guadagnini e a Prof. Dra. Monica Riva do Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale do Politecnico di Milano.

Os primeiros resultados da cooperação foram publicados recentemente em um artigo intitulado "Análise de incertezas e identificação de parâmetros-chave que controlam o transporte de bactérias em um cenário de filtração de margem de rio" no jornal internacional Pesquisa de Recursos Hídricos .

Usos na Alemanha e na Itália

Mais de 100 estações de filtragem de bancos estão espalhadas por toda a Europa, principalmente localizados em países da Europa do Norte e Central (particularmente na Alemanha, Os Países Baixos, França, e Finlândia). Na Alemanha, a produção de água potável por filtração induzida em bancos é regionalmente significativa. Por exemplo, cerca de metade da água potável em Berlim é obtida por este método. Em contraste, a filtragem induzida de bancos não é comum nos países mediterrâneos. Na Itália, um exemplo pode ser encontrado em Lucca (Toscana) ao longo do rio Serchio. Mas a pressão sobre os recursos hídricos no Mediterrâneo está aumentando devido às mudanças climáticas. Filtração de banco induzida, como um método de produção de água potável eficiente em termos de recursos, pode se tornar uma ferramenta para combater a crescente escassez de água na região.

Incerteza nas previsões do modelo numérico

Para a produção de água potável por filtração de banco induzida, poços de extração de água subterrânea são colocados perto de rios ou lagos. Esses poços produzem principalmente o chamado filtrado de banco, correspondendo à água que flui do corpo de água superficial para o poço, que é naturalmente purificada pela migração subterrânea. Os patógenos humanos são afetados por um complexo sistema de processos durante sua migração através do aquífero e suas concentrações tendem a diminuir com o tempo, porque estes são parcialmente retidos nos grãos de sedimentos e também podem perder naturalmente sua infectividade. Uma questão operacional crítica para operadores de sistemas hidráulicos é:quão forte é o efeito de purificação da filtragem de banco, ou, em outras palavras, quanto pode a natureza reduzir a concentração de microorganismos?

A pesquisa destacou o papel dos principais fatores que influenciam esses efeitos. Esses incluem, por exemplo, velocidade do fluxo da água subterrânea, temperatura, e a composição mineralógica da subsuperfície. Além disso, mostra-se que o comportamento de transporte depende das espécies de microrganismos consideradas. Como resultado, as previsões sobre a migração de microrganismos nas águas subterrâneas estão sujeitas a um alto grau de incerteza. A pesquisa oferece uma ferramenta poderosa e flexível para quantificar e possivelmente controlar essa incerteza para aumentar a confiança no efeito de purificação da filtração do banco.