ES1294146U - Plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y plasticos de las aguas - Google Patents
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Abstract
Plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y residuos sólidos de las aguas, caracterizada por que: - el sistema de limpieza (2) comprende una moto-bomba (5) que incluye una bomba (5a) y un motor (5b) eléctrico; un dispositivo de filtrado (6) que está configurado para retener los residuos sólidos al inicio del sistema de limpieza (2); un dispositivo separador (7) que está configurado para retener los hidrocarburos por decantación; y un dispositivo de cascada (8) por donde fluye el agua limpia y oxigenada al final del sistema de limpieza después haber recorrido el caudal de agua tratada un circuito tubular en el que están intercalados el dispositivo de filtrado (6), la bomba (5a), el dispositivo separador (7) y el dispositivo de cascada (8); donde el sistema de limpieza está configurado para que la bomba (5a) succione un caudal de agua que entra dentro del dispositivo de filtrado (6) y lo impulsa después a lo largo del circuito tubular pasando a través del dispositivo separador (7) donde quedan retenidos los hidrocarburos, y pasando después dicho caudal de agua limpia a través del dispositivo de cascada (8).
Description
DESCRIPCIÓN
PLATAFORMA FLOTANTE CON SISTEMA DE LIMPIEZA PARA RETIRAR
HIDROCARBUROS Y PLÁSTICOS DE LAS AGUAS
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a una plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y plásticos de las aguas; donde el sistema de limpieza realiza una separación por filtrado y decantación "in situ”, devolviendo después el agua filtrada limpia a la masa de agua sobre la que está flotando la plataforma. Se destaca que con el proceso de limpieza aumenta la concentración de oxígeno en el área de actuación; de manera que no sólo se eliminan los componentes contaminantes (plásticos e hidrocarburos), sino que también se consigue oxigenar y mejorar la calidad del agua. La plataforma flotante de la invención es aplicable esencialmente a las aguas del mar que están junto a un puerto, sin descartar otras masas de agua, como por ejemplo ríos, lagos, pantanos, etc.
Sector de la técnica
El sector de la técnica en el que se enmarca la presente invención es el perteneciente a los sistemas y dispositivos para limpiar las masas de agua de elementos contaminantes, y más concretamente se enmarca dentro del sector del medio ambiente.
Problema técnico a resolver y antecedentes de la invención
En la actualidad son conocidos diferentes sistemas y dispositivos para llevar a cabo la limpieza de las aguas de los ríos y mares, así como en otras masas de agua como son, por ejemplo, pantanos, lagos, etc.
Así pues, son conocidos diferentes dispositivos que captan hidrocarburos en el agua, con el inconveniente de que precisan de un transporte a tierra firme y un tratamiento posterior para la separación agua/hidrocarburo, así como un almacenamiento seguro.
Descripción de la invención
Con el fin de alcanzar los objetivos y evitar los inconvenientes mencionados en los
apartados anteriores, la invención propone una plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y plásticos de las aguas; donde el sistema de limpieza comprende una moto-bomba que incluye una bomba y un motor; un dispositivo de filtrado que está configurado para retener los residuos sólidos al inicio del sistema de limpieza; un dispositivo separador que está configurado para retener los hidrocarburos por decantación; y un dispositivo de cascada por donde fluye el agua limpia y oxigenada al final del sistema de limpieza después haber recorrido el caudal de agua tratada un circuito tubular en el que están intercalados el dispositivo de filtrado, la bomba, el dispositivo separador y el dispositivo de cascada.
La bomba succiona el caudal de agua que entra dentro del dispositivo de filtrado y lo impulsa después a lo largo del circuito tubular pasando a través del dispositivo separador donde quedan retenidos los hidrocarburos, y pasando después dicho caudal de agua limpia a través del dispositivo de cascada.
La plataforma flotante incluye unas placas solares generadoras de corriente eléctrica para alimentar al motor eléctrico; donde entre las placas solares y el motor se intercala un dispositivo controlador configurado para transformar la corriente eléctrica continua de las placas solares en corriente alterna para alimentar al motor.
Las placas solares están fijadas a una base mediante unas patas verticales; donde dichas placas solares están dispuestas en un plano sustancialmente horizontal por encima del sistema de de limpieza que se encuentra instalado sobre la base de la plataforma flotante por debajo de las placas solares.
El dispositivo de filtrado comprende una carcasa y una cesta que está encajada dentro de la carcasa; donde la carcasa incluye una embocadura de entrada de agua a la cesta, la cual está configurada para retener los residuos sólidos.
Se destaca que la plataforma flotante con el sistema de limpieza incluye fundamentalmente puntos innovadores que no poseen otros dispositivos análogos o similares del mercado, como son:
- Captación y separación de hidrocarburos ligeros "in situ”.
- Oxigenación del agua y aumento de su calidad (mejoras medioambientales).
- Autonomía energética
- Capacidad de movilidad de la plataforma flotante.
- Doble función combinada: por un lado la retirada de los hidrocarburos ligeros, y por otro lado la retirada de los residuos sólidos, como son fundamentalmente los plásticos; todo ello de forma simultánea sin tener que cambiar de equipamiento auxiliar o gramaje.
El principal carácter innovador de la plataforma flotante de la invención se encuentra en su capacidad de llevar a cabo "in situ” la separación de los hidrocarburos ligeros del agua de mar.
Las características más destacadas de la plataforma flotante de la invención que han sido testadas en un entorno real son las siguientes:
- El sistema de limpieza es energéticamente autónomo gracias a sus placas solares, y su funcionamiento es continuo.
- Tiene capacidad para almacenar hasta 800 litros de residuos líquidos en total en el depósito/tanque, y 150 kg. de residuos sólidos, devolviendo el agua limpia y oxigenada con calidad óptima.
- El sistema de limpieza está montado sobre la base de la plataforma flotante que permite que pueda ser transportado por la lámina de agua al lugar de necesidad de actuación sin necesidad de acompañamiento de otras instalaciones a tierra o a barco de apoyo auxiliar (puntos de electricidad, camiones para succionar y almacenar, etc.).
- El sistema de limpieza genera una constante mejora de la calidad ambiental del entorno y, en los episodios de mayor impacto o de una contaminación superior a la media (por ejemplo vertidos generados por derrames o hundimientos de buques), actúa como una eficaz herramienta de lucha contra la contaminación, teniendo una capacidad para retirar los hidrocarburos ligeros vertidos al medio, dejando el área limpia de residuos con una buena oxigenación. Esta función es imprescindible para el buen funcionamiento de entornos con una tasa de renovación del agua limitada como es el caso de la gran mayoría de las dársenas de puertos comerciales de gran envergadura.
- El funcionamiento en continuo del sistema de limpieza junto con la capacidad de la bomba de succión digital que permite regular y contabilizar el volumen de agua filtrado, genera una base de datos continuos en los puntos o áreas de trabajo, tanto de residuos
plásticos como de hidrocarburos ligeros, facilitando la creación de una base informática de cara al futuro.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompaña una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
Breve descripción de las figuras
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de una plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y plásticos de las aguas, objeto de la invención.
Figura 2.- Muestra otra vista en perspectiva de la plataforma flotante de la invención. Figura 3.- Muestra una vista del sistema de limpieza incorporado en la plataforma flotante.
Figura 4.- Muestra una vista de un dispositivo separador que forma parte del sistema de limpieza, y que se encarga de retener los hidrocarburos en su interior.
Descripción de un ejemplo de realización de la invención
Considerando la numeración adoptada en las figuras, la plataforma flotante 1 con sistema de limpieza 2 para retirar hidrocarburos y residuos sólidos de las aguas, comprende una base 1a y unos elementos de flotación 1b formados por unos tubos cerrados por sus extremos. La base 1a está formada por una estructura metálica y una tarima de madera, donde los elementos de flotación 1b están ubicados por debajo de la base 1a.
Sobre la plataforma flotante 1 están fijadas unas placas solares 3 mediante unas patas 4 verticales; donde en la realización que se muestra en las figuras, dichas placas solares 3 están dispuestas en un plano sustancialmente horizontal a modo de techo que protege al sistema de de limpieza 2 que se encuentra instalado sobre la base 1a de la plataforma flotante 1 por debajo de las placas solares 3.
Estas placas solares 3 proporcionan la energía eléctrica necesaria para que pueda funcionar el sistema de limpieza 2 y para otras aplicaciones, como puede ser la iluminación nocturna, de manera que en este caso se incluyen unas baterías (no representadas en las figuras) para acumular energía eléctrica proporcionada por las
placas solares, y así disponer de dicha energía eléctrica durante la noche.
Tal como se muestra más claramente en la figura 3, el sistema de limpieza 2 comprende una moto-bomba 5 de agua que incluye una bomba 5a y un motor 5b eléctrico; un dispositivo de filtrado 6 (skimmer) para retener los residuos sólidos; un dispositivo separador 7 de hidrocarburos para retener los hidrocarburos como pueden ser por ejemplo aceites; y un dispositivo de cascada 8 por donde fluye el agua limpia y oxigenada. Obviamente el motor 5b es el elemento que proporciona el giro a la bomba 5a.
El dispositivo de filtrado 6, la bomba 5a, el dispositivo separador 7 y el dispositivo de cascada 8 están relacionados mediante un circuito formado por varios conductos o tuberías de PVC u otro material, tal como se detallará más adelante, de forma que el agua a limpiar es succionada por la bomba 5a pasando inicialmente a través del dispositivo de filtrado 6 donde quedan retenidos los residuos sólidos. Después el caudal de agua succionado por la bomba 5a es impulsado hasta el dispositivo separador 7 donde quedan retenidos los hidrocarburos, y finalmente el caudal de agua alcanza el dispositivo de cascada 8.
El dispositivo separador 7 comprende una estructura de depósito que incluye una primera cámara 7a que recibe el caudal de agua impulsado por la bomba 5a a través de un tubo acodado de entrada 19; una segunda cámara 7b, una tercera cámara 7c, y una cuarta cámara 7d que comunica con el exterior a través de un tubo acodado de salida 20 por donde sale el caudal de agua limpio de impurezas.
La tercera cámara 7c está rodeada por la segunda cámara 7b, la cual está rodeada a su vez por la primera cámara 7a. La cuarta cámara 7d está ubicada en una zona inferior por debajo de las otras tres cámaras 7a, 7b y 7c.
La primera cámara 7a está delimitada entre una parte envolvente de una carcasa exterior 14 y un cuerpo en forma de campana 15 que está unido por su embocadura a un cuerpo hueco 16 que delimita la cuarta cámara 7d.
La tercera cámara 7c comunica inferiormente con la cuarta cámara 7d, a la vez que la
segunda cámara 7b está delimitada entre el cuerpo en forma de campana 15 y un elemento filtrante tubular 17 tubular que separa la segunda cámara 7b y la tercera cámara 7c; donde la tercera cámara 7c está delimitada por el elemento filtrante tubular 17.
La primera cámara 7a y la segunda cámara 7b se comunican entre sí a través de unos orificios 18 ubicados inferiormente en el cuerpo en forma de campana 15; mientras que la cuarta cámara 7d comunica con el exterior del dispositivo separador 7 a través del tubo acodado de salida 20.
La alimentación del motor 5b se realiza mediante la energía proporcionada por las placas solares 3, con interposición de un dispositivo controlador 9 que es un inversor de corriente continua en alterna.
El conjunto de la moto-bomba 5 y el dispositivo controlador 9 están ubicados y protegidos dentro de un cajón 13 de fibra de vidrio, tal como se muestra en las figuras 1 y 2.
Una boca de entrada de la bomba 5a está conectada a un primer extremo de un primer conducto 10, mientras que un segundo extremo de dicho primer conducto 10 conecta con una boca de salida del dispositivo de filtrado 6.
Un primer extremo de un segundo conducto 11 está conectado a una boca de salida de la bomba 5a, mientras que un segundo extremo del segundo conducto 11 está conectado al tubo acodado de entrada del dispositivo separador 7 de hidrocarburos que comprende básicamente un tanque o depósito con la boca de entrada y la boca de salida, en el que los hidrocarburos se separan por decantación.
Un primer extremo de un tercer conducto 12 está conectado al tubo acodado de salida del dispositivo separador 7, mientras que un segundo extremo del tercer conducto 12 está conectado al dispositivo de cascada 8 por donde fluye finalmente el agua limpia oxigenada al exterior para devolverla a la masa de agua.
El dispositivo de cascada 8 comprende básicamente un cuerpo hueco en el que desemboca el tercer conducto 12, a la vez que dicho cuerpo hueco incluye un conjunto de orificios por los que fluye el agua limpia oxigenada al exterior.
El principio de funcionamiento básico de la plataforma flotante de la invención, es utilizar la energía solar para mover la bomba 5a que sea capaz de succionar el agua de un puerto de mar mediante el sistema de limpieza 2 incorporado en la plataforma flotante 1.
Las patas 4 verticales que soportan los paneles solares 3 son de acero inoxidable. Estos paneles solares 3 suministran la energía necesaria a la moto-bomba 5 y su aporte es continuo mientras incide en ellos la luz solar, es decir, el sistema de limpieza funciona de manera ininterrumpida durante el día y se apaga durante la noche, con opción de activar su funcionamiento con las baterías o enchufarlo a una toma de electricidad ajena a la generación de energía proporcionada por las placas solares 3.
El periodo de funcionamiento del sistema de limpieza 2 es completamente automático, siendo la prioridad el suministro energético de origen renovable. Mediante el dispositivo controlador 9 (inversor) se convierte la energía eléctrica continua generada, en energía eléctrica alterna apta para su uso.
En relación a la captación inicial de agua a través de una embocadura del dispositivo de filtrado 6 (skimmer), la toma de succión del agua se encuentra dentro del propio dispositivo de filtrado 6. El dispositivo de filtrado 6 comprende una carcasa 6a a modo de cajón que está fabricada de fibra de vidrio, y una cesta 6b perforada ubicada dentro de la carcasa 6a, y la cual se encarga de retener los residuos flotantes de la superficie del agua. En dicha cesta 6b se almacenan los sólidos que se retiran manualmente.
Tras captar el agua por la cesta 6b que actúa como filtro de los residuos sólidos, el agua mezclada con los aceites e hidrocarburos sigue su curso a través de la bomba 5a hasta el dispositivo separador 7 formado por el depósito de decantación.
En el interior del dispositivo separador 7 con estructura de depósito se lleva a cabo la separación de los hidrocarburos/aceites recogidos quedando estos confinados en su espacio interior, de manera que el agua que entra dentro del dispositivo separador 7 recorriendo sus cuatro cámaras 7a, 7b, 7c y 7d, los hidrocarburos se quedan confinados dentro flotando en el agua que está en las dos primeras cámaras 7a, 7b, ya que el
elemento filtrante tubular 17 solo deja pasar el agua limpia a la tercera cámara 7c y no los hidrocarburos.
Cabe señalar que el elemento filtrante tubular 17 (filtro coalescente) es un componente del dispositivo separador 7 de hidrocarburos "Clase 1”, es decir, para descargas de hidrocarburos < 5 mg/l.
Está diseñado y conformado para aglutinar las partículas pequeñas de hidrocarburos en otras mayores con la intención de aumentar el tamaño (volumen) y la capacidad de flotación. El dispositivo separador 7 de hidrocarburos es un aparato que funciona por gravedad, aprovechando que los hidrocarburos y aceites son insolubles en agua y que tienen densidades diferentes, quedando separados por flotación.
La velocidad ascensional de las gotas de hidrocarburos ha de ser tal que se permita la separación física del agua-hidrocarburos (y demás aceites minerales) dentro del tiempo de retención de diseño del separador (relacionado con el tamaño nominal o caudal). De no ser así, los hidrocarburos escaparían al vertido sin haber sido previamente retenidos y separados.
El dispositivo de catarata 8 es un aliviadero del agua limpia sin hidrocarburos ni residuos sólidos, de forma que dicho agua limpia se devuelve "in situ” en forma de cascada para generar la oxigenación del agua.
Claims (1)
1.- Plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y residuos sólidos de las aguas, caracterizada por que:
- el sistema de limpieza (2) comprende una moto-bomba (5) que incluye una bomba (5a) y un motor (5b) eléctrico; un dispositivo de filtrado (6) que está configurado para retener los residuos sólidos al inicio del sistema de limpieza (2); un dispositivo separador (7) que está configurado para retener los hidrocarburos por decantación; y un dispositivo de cascada (8) por donde fluye el agua limpia y oxigenada al final del sistema de limpieza después haber recorrido el caudal de agua tratada un circuito tubular en el que están intercalados el dispositivo de filtrado (6), la bomba (5a), el dispositivo separador (7) y el dispositivo de cascada (8);
donde el sistema de limpieza está configurado para que la bomba (5a) succione un caudal de agua que entra dentro del dispositivo de filtrado (6) y lo impulsa después a lo largo del circuito tubular pasando a través del dispositivo separador (7) donde quedan retenidos los hidrocarburos, y pasando después dicho caudal de agua limpia a través del dispositivo de cascada (8).
2 - Plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y residuos sólidos de las aguas, según la reivindicación 1, caracterizada por que incluye unas placas solares (3) generadoras de corriente eléctrica para alimentar al motor (5b) eléctrico; donde entre las placas solares (3) y el motor (5b) se intercala un dispositivo controlador (9) configurado para transformar la corriente eléctrica continua de las placas solares (3) en corriente alterna para alimentar al motor (5b).
3 - Plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y residuos sólidos de las aguas, según la reivindicación 2, caracterizada por que las placas solares (3) están fijadas a una base (1a) mediante unas patas (4) verticales; donde dichas placas solares (3) están dispuestas en un plano sustancialmente horizontal por encima del sistema de de limpieza (2) que se encuentra instalado sobre la base (1a) de la plataforma flotante (1) por debajo de las placas solares (3).
4 - Plataforma flotante con sistema de limpieza para retirar hidrocarburos y residuos sólidos de las aguas, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada por que el dispositivo de filtrado (6) comprende una carcasa (6a) y una cesta (6b) que está encajada dentro de la carcasa (6a); donde la carcasa (6a) incluye una embocadura de entrada de agua a la cesta (6b); y donde la cesta (6b) está configurada para retener los residuos sólidos.
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