O que é um flare em plantas de biogás?

O que é um flare em plantas de biogás?

Segurança, eficiência e sustentabilidade na gestão do biogás

Introdução

Os flares, também conhecidos como queimadores de biogás, são equipamentos indispensáveis em plantas de biogás e em estações de tratamento de esgoto (ETEs). Sua função é garantir a queima controlada do biogás excedente ou do gás que não pode ser aproveitado em determinado momento. 
Essa queima é essencial porque o metano (CH₄), principal componente do biogás, é um gás de efeito estufa com um impacto ambiental muito superior ao do dióxido de carbono (CO₂). Quando queimado no flare, o metano se transforma em CO₂ e vapor d’água, reduzindo significativamente seu potencial de aquecimento global.

O principal objetivo do equipamento

O objetivo do flare vai além da mitigação ambiental. Ele também atua como um equipamento de segurança, evitando a liberação descontrolada de biogás e prevenindo riscos de explosões, incêndios e odores desagradáveis. Em plantas que utilizam o biogás para gerar energia elétrica ou térmica, o flare garante que, em situações de parada para manutenção, falhas operacionais ou produção acima da capacidade de consumo, o excedente de gás seja queimado de forma estável e controlada. Em unidades que não contam com sistemas de aproveitamento energético, o flare é ainda mais crítico, pois se torna a única alternativa segura para lidar com o biogás gerado.

Como funciona um flare na planta de produção de biogás?

O funcionamento do flare é relativamente simples. O biogás produzido é conduzido até o queimador por meio de tubulações e, ao chegar ao equipamento, é inflamado por sistemas de ignição que podem ser automáticos ou manuais. A chama resultante promove a combustão do metano, transformando-o em compostos menos agressivos ao meio ambiente. Para que a queima seja eficiente, o sistema deve operar em uma faixa de temperatura adequada, geralmente entre 800°C e 1.200°C, e garantir tempo suficiente para que os gases permaneçam na câmara de combustão. Além disso, parâmetros como o diâmetro da ponta do queimador e a altura da chaminé devem ser corretamente projetados para manter a chama estável, dispersar os produtos da combustão de maneira segura e respeitar limites de radiação térmica no entorno.

Principais benefícios da utilização de flares

O uso de flares traz inúmeros benefícios. Além da redução expressiva do impacto ambiental ao converter o metano em CO₂, eles previnem acidentes relacionados ao acúmulo de gases inflamáveis, ajudam no controle de odores e garantem que a planta continue operando em condições seguras mesmo em cenários de emergência. Outro aspecto importante é a conformidade regulatória, já que normas técnicas nacionais e internacionais, como a ABNT NBR 12209 e a ISO 22580, estabelecem diretrizes claras para a instalação, operação e dimensionamento desses equipamentos.

Quando não há flare na unidade de produção de biogás?

Por outro lado, a ausência do flare ou sua operação inadequada pode trazer sérias consequências. Um sistema mal dimensionado pode não ter capacidade para queimar todo o volume de biogás gerado, resultando na liberação de metano na atmosfera e no aumento dos riscos operacionais. Um flare que não esteja em condições ideais pode apresentar instabilidade da chama, queima incompleta e emissão de poluentes. Além disso, em plantas de maior porte, não contar com redundância de queimadores pode levar a situações críticas de parada, comprometendo a segurança da operação. 

Tipos de queimadores (Flares)

Existem diferentes tipos de flares, cada um adequado a contextos específicos. Os flares abertos são os mais simples e de menor custo, permitindo a visualização direta da chama, mas apresentam menor eficiência e exigem maiores áreas de segurança devido à radiação térmica. Já os flares enclausurados contêm a chama em uma câmara de combustão isolada, o que garante maior eficiência, menor impacto visual e emissões mais controladas, sendo ideais em ambientes com restrições de espaço ou maior rigor ambiental. Os modelos semi-enclausurados representam uma solução intermediária, combinando características dos dois anteriores, mas sem alcançar o mesmo nível de eficiência dos sistemas fechados.

O dimensionamento correto do flare é um ponto crucial e deve considerar a vazão máxima de biogás gerada pela planta, o poder calorífico do gás e a carga térmica que o sistema precisa dissipar. Esses cálculos asseguram que o flare terá capacidade para lidar com situações críticas, como picos de produção ou emergências. Normas e diretrizes, como por exemplo as da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), também orientam o cálculo da altura da chaminé e da dispersão térmica, garantindo maior segurança e eficiência.

Considerações Finais

Os flares devem ser vistos não apenas como acessórios, mas como equipamentos essenciais para a segurança, a confiabilidade e a sustentabilidade ambiental de projetos de biogás. Sua presença e operação adequada demonstram compromisso das plantas com normas ambientais, com a integridade operacional e com a sociedade, já que evitam impactos ambientais e contribuem para a aceitação social dos empreendimentos. Em outras palavras, investir no dimensionamento e manutenção corretos de flares é investir na perenidade e na credibilidade do setor de biogás.

Referências consultadas

• U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Chapter 1 Section 3.2 - Flares.
• Locke, T. W., Johnson, B. S., & Rolf, J. P. (2013). Biogas Flaring. In The John Zink Hamworthy Combustion Handbook (pp. 1-14). Taylor & Francis. 

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