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PRÊMIO PINI 2013

Conheça a usina vencedora do Prêmio PINI 2013, categoria Obra de Destaque Editorial - Infraestrutura; gás gerado na decomposição de resíduos é convertido em energia para abastecer 400 mil habitantes

Por Eduardo Campos Lima
Edição 148 - Novembro/2013

A tendência é que a produção do biogás e as condições adequadas para produção de energia (ou seja, metano superior a 45%) caiam com o tempo, uma vez que o aterro não recebe mais resíduos. De acordo com o engenheiro Schwangart, o levantamento mensal permite que os operadores da usina acompanhem continuamente a taxa de concentração de biogás e verifiquem se as estimativas feitas quando da realização do projeto estão se confirmando. "Nem sempre as variações ocorrem como pensado no estudo prévio, podendo haver períodos de queda maior ou menor."

 

Formação de metano

A primeira etapa de decomposição dos resíduos orgânicos depositados em um aterro é aeróbia, ou seja, conta com a participação de oxigênio, dissolvido nos próprios resíduos ou preenchendo vazios entre eles. O gás gerado nessa etapa é o CO².

Quando as diferentes camadas aterradas impedem a penetração de oxigênio, tem início a etapa de degradação anaeróbia. Na primeira fase, a acidogênica, formam-se ácidos solúveis, como ácidos graxos, aminoácidos e açúcares. Paralelamente, o processo gera água, hidrogênio e dióxido de carbono.

Na segunda fase do processo anaeróbio, bactérias presentes no solo, como a Methanobacterium bryantii, transformam ácidos orgânicos e CO² em gás metano. Essa etapa vai de seis meses a dois anos. O gás gerado nessa período contém cerca de 50% de metano. A fase seguinte, de produção estável de metano, pode durar décadas.

A produção de metano sofrerá variações de acordo com diversos fatores, ao longo dos anos. A atividade microbiana dependerá, por exemplo, de uma certa umidade, presente na quantidade adequada, e de temperatura - quanto mais calor, mais atividade das bactérias. Quanto mais próxima da superfície a região do aterro estiver, mais ela estará sujeita à temperatura externa. Outros aspectos, como a dimensão média dos resíduos, o pH, a composição do lixo aterrado e a forma de construção e operação do aterro impactarão no processo de degradação anaeróbia e consequente formação de metano.

Fonte: Publicação Mecanismo de Desenvolvimento Limpo aplicado a resíduos sólidos - Redução de emissões na disposição final, de Ana Ghislane Henriques Pereira van Elk, editada pelo Ministério das Cidades, Ministério do Meio Ambiente e Instituto Brasileiro de Administração Municipal (IBAM) em 2007.

 

divulgação: Flares São João Energia Ambiental
Nos flares, o excedente de biogás é queimado antes de ser lançado à atmosfera

Produção de energia e créditos de carbono
O metano succionado pela usina de captação de gás é escoado até trocadores de calor, que o resfriam e retiram sua umidade. O gás também é purificado de algumas das toxinas que o acompanham, sendo, posteriormente, elevado à pressão ideal para combustão. Sopradores o direcionam até os motores, onde o gás é injetado para a geração de energia por processo mecânico. "Temos 16 motores com 1,54 MW de capacidade cada um. Esses motores movimentam o gerador de energia", afirma Schwangart. A produção de energia varia de acordo com a captação de gás do aterro. A capacidade de geração da usina é de 200.000 MWh/ano.

Quando a usina é obrigada a interromper suas operações, devido à manutenção nas linhas de transmissão, por exemplo, o gás, que precisa ser extraído do maciço para que a estabilidade dele se mantenha, é queimado por flares. A usina Biogás possui três desses queimadores, cada um com a capacidade de queimar 5 mil Nm³/h de biogás a uma temperatura de 1.050ºC.

A energia produzida pela termelétrica é distribuída pela AES Eletropaulo. Mas não é apenas a comercialização dela que gera lucros para a usina. Parte de sua remuneração também vem da negociação de créditos de carbono.

O volume de gases poluentes não emitidos para a atmosfera reverte-se em créditos de carbono. Metade fica com a prefeitura de São Paulo, que promove leilões para comercializá- los e aplica a receita na implementação de projetos que proporcionem benefícios ambientais no entorno do aterro. A outra metade fica com a São João Energia Ambiental.

 

Manutenção e controle
Marcelo Scandaroli
Painéis de controle da usina

O aterro tem uma movimentação natural, uma vez que a decomposição dos resíduos e a extração do gás levam a uma redução do volume depositado. "Essa movimentação pode causar trincas e quebras na tubulação instalada", aponta o gerente operacional Douglas Schwangart.

As taxas de acomodação do terreno foram previstas no projeto, de modo que o sistema de captação foi desenhado para resistir às movimentações. "Procuramos fazer o sistema completamente aéreo para evitar qualquer tipo de problema. Mas alguns pontos, como travessias e acessos, sempre exigem manutenção frequente", explica o engenheiro. Também a exposição ao sol e à chuva causa danos, como o ressecamento de conexões e a contração de dutos. Periodicamente, são feitas trocas de tubulação e soldagens. A concessionária do aterro São João, a empresa Ecourbis, é responsável por sua manutenção. Continuamente, seus profissionais monitoram elementos como chorume, gás, roçagem e a recuperação das vias de acesso.

Tanto a Ecourbis quanto a São João Energia Ambiental realizam monitoramento geotécnico do aterro, procurando verificar o quanto ele se movimenta em um determinado período. "Promovemos a troca desses dados, que são fundamentais para as duas empresas. Também passamos para a Ecourbis informações relativas à produção de gás e suas possíveis variações, além dos dados referentes à pressão interna no aterro", informa Schwangart.

 

Para que o mecanismo fosse viabilizado, a empresa submeteu à Organização das Nações Unidas (ONU) o project design document (PDD), documento que descreve o projeto e, se aprovado, fundamenta a certificação do processo. A ONU registrou o projeto como Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), em um processo de certificação que durou quatro meses.

Para que os créditos de carbono sejam validados, a usina precisa comprovar os volumes de poluentes que deixaram de ser emitidos. "Tanto por meio da combustão nos motores quanto da queima em flares reduzimos o metano, que é um gás extremamente denso, pesado, poluente, para um gás menos poluente, o que gera uma possibilidade de crédito. Portanto, contabilizamos todo o metano que é utilizado", descreve Schwangart.

A contabilização é feita por meio de medidores de vazão, instalados em todo o percurso do projeto e calibrados de acordo com as normas internacionais. O cômputo é feito com o gás a uma temperatura de 25ºC e a medição da pressão é padronizada em Nm³/h. Todas as informações geradas vão para um banco de dados. Uma planilha, por fim, calcula a quantidade de créditos gerados.

De acordo com o gerente, a empresa não tem acesso à manipulação do banco de dados, podendo apenas gerar as informações. "Todo esse processo passa por auditoria, feita por uma empresa certificada pela ONU. Os auditores verificam todos os pontos cruciais: se os instrumentos estão plenamente calibrados e em pleno funcionamento e se os dados são coerentes. Por fim, a empresa faz a certificação e valida os créditos, que a partir daí podem ser negociados."

Três leilões de créditos de carbono já foram realizados pela Prefeitura de São Paulo, por intermédio da BM&FBovespa. O segundo leilão, ocorrido em setembro de 2008, resultou na arrecadação de R$ 13,4 milhões referentes ao biogás utilizado na usina Biogás no período de março de 2007 a março de 2008. O preço final da venda foi de 19,20 euros por título, que equivale a uma tonelada de crédito de carbono.

 

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