A Kupper Engineering é membro do Asplundh Infrastructure Group, uma aliança nacional líder em serviços e soluções de infraestrutura para concessionárias, produtores de energia e clientes com alto consumo de energia. A Kupper Engineering oferece engenharia profissional de serviço completo, suporte de engenharia, aquisição de equipamentos e integração de controles de automação superiores – desde o planejamento e projeto até a implementação e comissionamento.
- Projetar um sistema para converter o gás de aterro sanitário em gás natural renovável (GNR)
- Implementar em 20 plantas de GNR entre agora e 2026
- Sistema composto por dezenas de atuadores, motores, válvulas, bombas e sensores – construído sobre os sistemas de controle ControlLogix® e CompactLogix™, centros de controle inteligente de motor, inversores de frequência e outros componentes
- Capacidade de monitorar e detectar vazamentos de gás, controlar a ventilação, ajustar ventiladores e desligar sistemas, se necessário
- Em cada um dos 20 locais, converte entre 3000 e 8000 pés³/min de gás de aterro sanitário em gás natural renovável
De operações de alimentos e laticínios a aterros sanitários, Kupper Engineering está ajudando empresas a converter resíduos e subprodutos relacionados em gás natural renovável (GNR). Feito a partir do biogás emitido por resíduos orgânicos, o GNR é processado para atender aos padrões de qualidade de tubulação e utilizado como substituto dos combustíveis fósseis.
Kupper, fornecedora de serviços de engenharia, controles e aquisições, foi uma das primeiras empresas a fornecer serviços de engenharia elétrica para instalações de produção de GNR. Eles apoiaram cerca de 30 projetos de GNR e têm outros 30 planejados para os próximos três anos. Isso inclui GNR proveniente de gás de aterro sanitário e resíduos animais e de alimentos usando sistemas de digestor anaeróbico.
“Em vez de extrair gás natural do solo, que é ‘não renovável’, estamos pegando um subproduto dos processos humanos e transformando-o em um recurso para as pessoas utilizarem em suas vidas diárias”, disse Jude Matteo, integrador de sistemas principal, Kupper Engineering.
“O que nos torna únicos é que, como empresa de engenharia e controles, entendemos como todas as peças se encaixam nesses projetos altamente especializados”, acrescentou William Moss, gerente sênior de projetos da Kupper. “Estamos intimamente envolvidos desde o projeto inicial até a implementação e o suporte ao longo da vida útil desses locais.”
Como parte de seu portfólio de soluções, a Kupper conta com a Rockwell Automation há mais de uma década.
Desafio
Qualidade e controle são primordiais
A Kupper está ajudando um dos maiores operadores de aterro sanitário da América do Norte a expandir agressivamente sua infraestrutura de RNG como parte de suas estratégias de crescimento e sustentabilidade.
"Historicamente, à medida que o lixo era enterrado em aterros sanitários, ele se decompunha. Isso criava gases residuais que tinham odor, podiam ser extremamente perigosos quando acumulados e impactavam negativamente o meio ambiente e a camada de ozônio", explicou Matteo. "A maneira original como os operadores lidavam com isso era remover o gás do aterro sanitário e queimá-lo – apenas queimá-lo. Agora, por meio de uma série de processos, eles podem retirar esse gás do aterro sanitário, purificá-lo e transformá-lo no que é essencialmente gás natural."
Esse operador planeja usar o RNG gerado para ajudar a abastecer sua frota de transporte e, em seguida, devolver o restante à tubulação de gás natural. O controle de processo é fundamental, pois diretrizes rigorosas regem o processo de conversão do gás de aterro sanitário (LFG) em gás de qualidade para tubulação.
"O gás de aterro sanitário normalmente é 50% metano e, em seguida, possui uma grande quantidade de dióxido de carbono (CO2) e uma quantidade menor de componentes traço. O CO2 e as quantidades traço precisam ser removidas para que o produto final seja 98% metano puro", disse Michael Markham, gerente sênior de projetos da Kupper. "Existem vários processos a serem realizados e cada etapa pode exigir compressão, resfriamento, aquecimento e filtração."
Com dezenas de atuadores, motores, válvulas, bombas e sensores, é um sistema complexo para projetar, conectar e controlar. É por isso que a Kupper utiliza produtos da Rockwell Automation, incluindo ControlLogix® e CompactLogix™ sistemas de controle, centros de controle inteligente de motor, inversores de frequência e outros componentes em muitos de seus projetos de LFG para RNG.
Essas tecnologias também são essenciais para a segurança do funcionário e do sistema. Elas ajudam as instalações a monitorar e detectar vazamentos de gás, controlar a ventilação, ajustar ventiladores e desligar sistemas, se necessário.
Solução
Projeto e equipamentos padronizados da fábrica
“Fomos solicitados a nos envolver com esse cliente porque eles queriam padronizar o projeto e os equipamentos da fábrica em vários tamanhos de projeto para que fossem seguros, confiáveis e consistentes”, explicou Markham.
Entre agora e 2026, o cliente planeja construir 20 fábricas de GNR em quatro tamanhos, variando de 16000 a 30000 ft². Essas fábricas terão a capacidade de lidar com 3000–8000 ft³/min de LFG.
“Essas instalações executarão processos complexos e de ação rápida com centenas de componentes que precisam ser instalados, configurados e integrados. Quando usamos os produtos da Rockwell Automation, é de longe a maneira mais fácil e rápida de fazer isso”, disse Matteo. “Como sabemos que vamos construir mais dessas fábricas, tentamos padronizá-las. A capacidade de padronizar e modularizar a programação tem sido direta, e podemos contar com o desempenho das ofertas da Rockwell.”
Tudo isso é essencial para maximizar o tempo de produção.
“Seja um digestor ou um aterro sanitário, como no caso desse cliente, eles estão sempre produzindo gás que precisa ser tratado continuamente. Sempre que uma fábrica não está funcionando, eles precisam fazer algo com o gás e, geralmente, isso significa queimá-lo”, explicou Matteo. “Portanto, qualquer aumento na confiabilidade é extremamente benéfico.”
Resultado
Benefícios econômicos e ambientais potenciais
O primeiro local padronizado de LFG para RNG da Kupper para o portfólio atual deste cliente entrou em operação na primavera de 2023, com cerca de oito locais adicionais previstos para 2024 e o restante nos anos seguintes.
Um local médio tem o potencial de recuperar e produzir mais de 780000 MMBtu por ano de RNG. MMBtu é a métrica comum usada para medir o conteúdo de aquecimento e o valor do combustível. Essa quantidade equivale a atender mais de 26000 residências ou 676 caminhões pesados anualmente e é o equivalente a mais de 5.3 milhões de galões de combustível diesel. O uso de RNG dessa planta, em vez de combustíveis fósseis, tem o potencial de eliminar mais de 50000 toneladas por ano de emissões de gases de efeito estufa.
"Estamos ajudando este cliente a transformar um subproduto de gás incômodo em energia utilizável", disse Markham. "Em vez de ter que gastar capital e fundos anuais para descarte, eles produzirão uma fonte de energia viável que é melhor para o meio ambiente e gera uma renda lucrativa."
Visite nossa Página de Energia Renovável para saber mais sobre como estamos ajudando as empresas a acelerar a transição energética.
Publicado 15 de novembro de 2023