O relatório apresenta os resultados de uma avaliação passiva de drenos de gás e um ensaio piloto de extração ativa de biogás em um aterro sanitário. Medições de parâmetros como velocidade do gás, temperatura, concentrações de CH4, CO2, O2 e H2S foram realizadas em 97 drenos no ensaio passivo e durante o ensaio de extração ativa em um dreno específico. Os resultados serão analisados junto com outras etapas do trabalho para avaliar a geração de gás no ater
1. Arquipélago Engenharia Ambiental
Mapeamento através de medições nos drenos
existentes e ensaio piloto de extração
Prefeitura Municipal de Campinas
Aterro Delta A
Campinas - SP
Ref.: Serviços Nov/2007
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ÍNDICE
1 INTRODUÇÃO..................................................................................................................1
2 AVALIAÇÃO PASSIVA DOS DRENOS EXISTENTES ................................................2
3 ENSAIO PILOTO DE EXTRAÇÃO ATIVA DE BIOGÁS..............................................3
4 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS ................................................................................5
TABELAS
1 – Medições nos Drenos de Gás no Ensaio Passivo
2 – Medições nos Drenos de Gás no Ensaio de Extração Ativa
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1 INTRODUÇÃO
O presente relatório parcial de dados apresenta os resultados obtidos no mapeamento
semi-quantitativo da qualidade do gás e ensaio de extração de biogás em escala piloto
nos drenos existentes no Aterro Sanitário Delta A, de acordo com contrato no. 053/07
firmado entre a Prefeitura Municipal de Campinas e Arquipélago Engenharia
Ambiental Ltda..
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2 AVALIAÇÃO PASSIVA DOS DRENOS EXISTENTES
A avaliação passiva dos drenos existentes consistiu na medição dos seguintes
parâmetros:
− Velocidade máxima gás (m/s);
− Temperatura gás (ºC);
− Concentração de CH4 (vol. %);
− Concentração de O2 (vol. %);
− Concentração de H2S (ppm); e
− Concentração de CO2 (vol. %).
Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 1 (Anexo I). Foi possível realizar
medições em 97 dos 110 drenos existentes.
Para as medições de velocidade e temperatura, foi utilizado um termo-anemômetro
Marca Testo 425.
Para a medição das concentrações de metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), gás
sulfídrico (H2S) e oxigênio (O2), foi utilizado o analisador de gases portátil da Marca
Landtec Modelo GEM2000 com célula de H2S acoplada, com faixa de medição de
CH4 de 0 a 100%, CO2 de 0 a 100%, O2 de 0 a 25% e H2S de 0 a 50 ppm.
O método adotado consistiu em:
1) Extinção da chama algumas horas antes da medição, com água de reuso do próprio
aterro;
2) Identificação do dreno de acordo com a nomenclatura descrita em planta de
localização;
3) Colocação da tampa metálica e vedação com filme plástico e/ou lona plástica,
dependendo das características construtivas e condição de conservação do dreno;
4) Medição da concentração, velocidade e temperatura dos gases oriundos de cada
dreno, com os instrumentos descritos; e
5) Restabelecimento da queima no dreno.
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3 ENSAIO PILOTO DE EXTRAÇÃO ATIVA DE BIOGÁS
O ensaio piloto de extração ativa de biogás foi realizado no dreno DG 97 e consistiu na
medição dos seguintes parâmetros:
− Vácuo no dreno ensaiado (mmca);
− Pressão na saída do compressor radial (mbar);
− Velocidade no tubo (m/s);
− Concentração de CH4 (vol. %);
− Concentração de O2 (vol. %);
− Concentração de H2S (ppm);
− Concentração de CO2 (vol. %);
− Vácuos nas três hastes cravadas, nas imediações do dreno
ensaiado (mmca); e
− Temperatura n saída do compressor (ºC).
Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 2(Anexo I).
Para as medições de velocidade foi utilizado um anemômetro Marca Testo 416.
Para a medição das concentrações de metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), gás
sulfídrico (H2S) e oxigênio (O2), foi utilizado o analisador de gases portátil da Marca
Landtec Modelo GEM2000 com célula de H2S acoplada, com faixa de medição de
CH4 de 0 a 100%, CO2 de 0 a 100%, O2 de 0 a 25% e H2S de 0 a 200 ppm.
O processo utilizado no ensaio ativo de extração e o arranjo montado é descrito a
seguir.
Uma tubulação de PVC foi conectada a uma tampa de aço carbono adaptada no anel
de concreto do dreno, que foi coberto por uma lona plástica e solo argiloso. A
tubulação de PVC foi conectada a um separador de umidade (TQ-01), que, por sua
vez, foi acoplado a um compressor radial (CR01). No trecho entre o dreno e o
separador de umidade, foi instalado um ponto de medição de vácuo. O vácuo pode ser
medido com uma mangueira de água graduada. No trecho entre o separador de
umidade e o compressor radial foi instalado um ponto baixo com dreno, para proteção
do compressor radial contra a entrada de líquidos, e instalada uma válvula gaveta, para
permitir a regulagem da vazão extraída de gás.
A jusante do soprador foi instalado um corta chamas constituído por um tanque, o qual
foi preenchido com água, para a formação de um selo hidráulico. O corta chamas teve
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a função de proteger o compressor radial contra eventual retorno de chama ou
explosão. No trecho entre o compressor radial e o corta chamas, foi instalado um ponto
de medição de vazão, um ponto de medição de pressão e um ponto de medição de
concentração do gás. A pressão pode ser medida com uma mangueira de água
graduada.
O corta chamas foi então conectado a uma tubulação de concreto, que teve a função de
queimador. Em função da elevada temperatura neste trecho, a tubulação empregada foi
de aço carbono.
O sistema funcionou da seguinte maneira: o compressor radial (CR-01) promoveu a
sucção do biogás gerado no dreno ensaiado. O biogás, saturado em água e contendo
gotículas líquidas, passou pelo separador de umidade (TQ-01), no qual gotículas de
água e eventual líquido condensado foram separados. O biogás foi então comprimido
no compressor radial, onde sofreu um aumento de pressão, sendo encaminhado a
seguir para o corta chamas, onde foi borbulhado em uma delgada camada de líquido,
com função de selo hidráulico, seguindo então para um tubo de concreto aceso, que
teve a função de queimador. Em vários pontos do sistema, foram tomadas medições,
para acompanhamento e ajustes do processo.
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4 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS
Os dados aqui apresentados serão comparados àqueles obtidos nas demais etapas do
trabalho (avaliação da cobertura do aterro, comparação com a geração teórica), de
forma a resultar em uma melhor avaliação do Aterro Sanitário Delta A.
Assim sendo, a análise final dos dados coletados em campo, juntamente com os
resultados obtidos, serão apresentados no relatório final conclusivo.
Amauri Rodrigues Junior Maria José Neves
Engenheiro Químico Engenheiro Civil
ARQUIPÉLAGO ARQUIPÉLAGO
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14. Tabela 1 - Medições nos Drenos de Gás no Ensaio Passivo
Velocidade do
Número do Temperatura
Gás Máxima CO2 % CH4 em vol. % O2 em vol. % H2S em ppm
dreno do gás (ºC)
(m/s)
106 3,11 28,40 37,10 39,50 5,00 5,00
107 5,40 30,80 38,10 38,20 5,40 57,00
108 2,33 26,10 22,40 29,50 11,10 8,00
109 3,27 25,40 18,80 26,10 11,40 23,00
110 2,35 43,70 14,60 20,70 12,60 6,00
LEGENDA:
(*) DRENO SOTERRADO
(**) DRENO COM TUBO METÁLICO ALTO (>3m)
(-) DRENO NA ÁREA DE DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS
(+) DRENO COM FOGO