IT201900003629U1 - System of boats, also autonomous and modular, for cleaning water surfaces with the production of secondary raw materials - Google Patents
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Description
Descrizione della domanda di brevetto per modello di utilità dal titolo: Description of the patent application for a utility model entitled:
"Sistema di natanti, anche autonomi e modulari, per la pulizia di superfici d'acqua con produzione di materie prime seconde." "System of boats, also autonomous and modular, for cleaning water surfaces with the production of secondary raw materials."
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La necessità, ormai acciarata, di operare concretamente contro l' inquinamento in generale, è il motivo principale della nascita della presente invenzione per modello d'utilità. The need, now cleared up, to work concretely against pollution in general, is the main reason for the birth of the present invention as a utility model.
Com'è ormai di pubblica opinione, uno dei grandi problemi dell'inquinamento mondiale è la gigantesca quantità di plastica "Usata" che si trova nelle e sulle acque superficiali e che, nei casi più gravi, ha formato nei mari, e in special modo negli oceani, degli sterminati agglomerati di rifiuti di plastica, dette anche isole di plastica. As is now in public opinion, one of the great problems of world pollution is the gigantic quantity of "Used" plastic found in and on surface waters and which, in the most serious cases, has formed in the seas, and especially in the oceans, of the immense agglomerations of plastic waste, also called plastic islands.
Queste "Isole di plastica", come ormai vengono universalmente nominate, hanno delle estensioni enormi, basti pensare che la maggiore, chiamata Pacific Trash Vortex, ha una superficie stimata di circa 1.500.000 chilometri quadrati, come tre volte l'estensione di tutta la Francia metropolitana. These "Plastic Islands", as they are now universally known, have enormous extensions, just think that the largest, called Pacific Trash Vortex, has an estimated area of about 1,500,000 square kilometers, as three times the extension of the whole Metropolitan France.
Crediamo sia ormai palese a tutti che questa grande massa di rifiuti di plastica, che galleggia tra il pelo dell'acqua ed una profondità variabile di alcuni metri, provoca dei danni ambientali che, con molta probabilità, non sappiamo ancora quali effettivamente siano e potranno essere. We believe it is now clear to everyone that this large mass of plastic waste, which floats between the surface of the water and a variable depth of a few meters, causes environmental damage which, in all probability, we do not yet know what they actually are and can be. .
I danni più evidenti sono il riscaldamento dell'acqua, la limitazione del rilascio di ossigeno nell'atmosfera, il massacro di animali marini ed uccelli, che ingeriscono tali rifiuti, la frantumazioni degli stessi ad opera degli agenti atmosferici e dal moto meccanico provocato dal continuo movimento dell'acqua, che li trasformano in "Micro e nanoplastiche", le quali vengono mangiate e/o ingerite dagli animali e microorganismi marini e che entrano così anche nella nostra catena alimentare con conseguenze deleterie e non del tutto conosciute. Le microplastiche e le nanoplastiche, in parte, si depositano sul fondo marino con altri importanti effetti negativi sull'ecosistema, e anche in questo caso, nella maggior parte, ancora sconosciuti e poco indagati. The most evident damages are the heating of the water, the limitation of the release of oxygen into the atmosphere, the massacre of marine animals and birds, which ingest such waste, the shattering of the same by atmospheric agents and by the mechanical motion caused by the continuous movement of water, which transform them into "Micro and nanoplastics", which are eaten and / or ingested by marine animals and microorganisms and thus also enter our food chain with deleterious and not entirely known consequences. Microplastics and nanoplastics, in part, are deposited on the seabed with other important negative effects on the ecosystem, and also in this case, for the most part, still unknown and little investigated.
Dalle nostre ricerche e dalla letteratura a noi nota, non abbiamo riscontrato nessun progetto concreto per pulire il mare da tali inquinanti, trasformandoli in loco direttamente e perciò abbiamo inventato questo trovato, descritto più avanti, per aggredire concretamente e velocemente il problema dove si manifesta. From our research and from the literature known to us, we have not found any concrete project to clean the sea from these pollutants, transforming them directly on site and therefore we have invented this invention, described later, to concretely and quickly attack the problem where it occurs.
Fermo restando che la prima iniziativa da intraprendere è quella di limitare l'uso della plastica, in special modo quella monouso e, soprattutto, impedire che la stessa finisca dispersa nell'ambiente, perché, altrimenti, qualsiasi piano di lavoro di disinquinamento è destinato a fallire. It being understood that the first initiative to be undertaken is to limit the use of plastic, especially the disposable one and, above all, to prevent it from being dispersed into the environment, because, otherwise, any clean-up work plan is intended to to fail.
La nostra idea si rivolge, invece, a considerare queste isole di plastica dei veri e propri giacimenti di materia prima da utilizzare. Our idea, on the other hand, is aimed at considering these plastic islands as real deposits of raw material to be used.
La scienza e la tecnica odierna ci mettono a disposizione dei dispositivi e delle macchine che ci permettono di lavorare tale prodotto e di ricavarne delle materie prime seconde, riutilizzabili nel ciclo produttivo, diminuendo il bilancio complessivo della anidride carbonica, CO2, presente nell'atmosfera e, quindi, limitare significativamente il noto "Effetto serra". Today's science and technology provide us with devices and machines that allow us to process this product and to obtain secondary raw materials, reusable in the production cycle, reducing the overall balance of carbon dioxide, CO2, present in the atmosphere and , therefore, significantly limit the known "greenhouse effect".
Altro interessante effetto è quello di diminuire l'estrazione di petrolio ed altri combustibili fossili, con tutti i derivanti vantaggi. Another interesting effect is to decrease the extraction of oil and other fossil fuels, with all the resulting advantages.
Il fine, della presente invenzione, per modello di utilità, è quello di realizzare un complesso funzionale e facilmente replicabile per liberare dalla plastica le acque libere del pianeta. The purpose of the present invention, for a utility model, is to create a functional and easily replicable complex to free the planet's free waters from plastic.
Un altro scopo del presente trovato è quello di trasformare contemporaneamente il rifiuto raccolto in materie prime seconde, mediante processi di pirolisi. Un altro scopo è quello di limitare al massimo l'impatto ambientale in quanto tutte le operazioni di raccolta e trasformazione del rifiuto avvengono sul posto dove c'è la spazzatura, limitando enormemente, perciò, gli spostamenti. Another object of the present invention is to simultaneously transform the collected waste into secondary raw materials, by means of pyrolysis processes. Another purpose is to limit the environmental impact as much as possible since all the waste collection and transformation operations take place in the place where the garbage is, thus enormously limiting travel.
Un ulteriore scopo è quello di conferire, nei porti d'attracco, dei prodotti ben caratterizzati e pertanto trattabili come materie prime seconde e non come rifiuti, semplificando, quindi, tutta la trafila burocratica e meccanica del loro sbarco. A further object is to deliver, in the docking ports, products that are well characterized and therefore treatable as secondary raw materials and not as waste, thus simplifying all the bureaucratic and mechanical process of their unloading.
Un altro scopo importante del presente trovato è quello di assemblare un complesso che risponda al meglio alle norme di sicurezza d'uso ed affidabilità. Another important object of the present invention is to assemble an assembly which best meets the safety standards of use and reliability.
Questi e differenti altri scopi, che nel prosieguo saranno esplicitati più chiaramente, sono concretizzati con la pirolisi unitamente a tutti gli altri processi agiti dalle apparecchiature formanti il complesso di questo trovato. These and different other objects, which will be explained more clearly in the following, are concretized with pyrolysis together with all the other processes operated by the apparatuses forming the whole of this invention.
Aggiuntive peculiarità e benefici diventeranno oiù evidenti dalla descrizione di forme di realizzazioni preferite, ma non esclusive, del presente modello di utilità, illustrate nel seguito, come esempi esplicativi e non limitanti. Additional peculiarities and benefits will become more evident from the description of preferred, but not exclusive, embodiments of the present utility model, illustrated below, as explanatory and non-limiting examples.
Il presente trovato si concretizza con l'utilizzo di natanti galleggianti equipaggiati con un complesso atto alla raccolta dall'acqua dei rifiuti plastici ed alla loro trasformazione in materie prime seconde, secondo la presente invenzione. The present invention takes concrete form with the use of floating boats equipped with a complex suitable for collecting plastic waste from the water and transforming it into secondary raw materials, according to the present invention.
I natanti, considerati, possono essere di varie taglie e provvisti o meno di mezzi propri di locomozione, in quanto il loro compito principale è quello di raccogliere la plastica usata dall'acqua e trasformarla in materie prime seconde direttamente a bordo e quindi possono essere anche trainati da altri vascelli. The vessels, considered, can be of various sizes and with or without their own means of locomotion, as their main task is to collect the plastic used by the water and transform it into secondary raw materials directly on board and therefore can also be towed by other vessels.
Il presente trovato è caratterizzato dal fatto che la raccolta e la trasformazione del rifiuto plastico può avvenire utilizzando una sola nave, adeguatamente equipaggiata, che opera da sola o per mezzo di una flottiglia, composta da più natanti "figli", che lavorano coordinati dalla nave "madre", che funge da centro di comando e controllo e di stoccaggio dei prodotti ricavati. The present invention is characterized by the fact that the collection and transformation of the plastic waste can take place using a single ship, suitably equipped, which operates alone or by means of a flotilla, composed of several "child" vessels, which work coordinated by the ship. "mother", which acts as a command and control center and for the storage of the products obtained.
Nell'esempio, sopra descritto, il natante "solitario" è una unità galleggiante che, strutturalmente, si compone di una serie di elementi. In the example described above, the "solitary" vessel is a floating unit which, structurally, is made up of a series of elements.
Come contenitore galleggiante, può essere utilizzato, per esempio, una nave o una chiatta provvista o meno di sistema di propulsione autonomo. As a floating container, for example, a ship or a barge with or without an autonomous propulsion system can be used.
Il complesso galleggiante, installato su una nave, è attrezzato con uno o più impianti per la raccolta del materiale dall'acqua, uno o più impianti di parcellizzazione del materiale raccolto con tecnologia, per esempio, di taglio ad acqua, uno o più impianti per la selezione dei diversi materiali che si potrebbero rinvenire nei rifiuti plastici, come, per esempio, metalli, vetro ecc., uno o più sistemi di filtraggio delle micro particelle plastiche, uno o più impianti di trattamento e trasformazione del rifiuto tramite processi di pirolisi, un sistema di stabilizzazione degli impianti di bordo (sistema inerziale IMU), un sistema di ricerca delle zone sensibili, anche per mezzo di una o più telecamere ad infrarossi, che guida, anche in modo autonomo, il natante verso le zone da trattare e questo sistema può interagire con analoghi sistemi posti su satelliti artificiali, già operanti in tal senso, o droni specificatamente attrezzati allo scopo, uno o più generatori d'energia, utilizzanti quella prodotta dagli impianti di pirolisi, uno o più impianti trattamento acque di risulta, uno o più impianti di stoccaggio temporaneo a bordo dei materiali prodotti, e la struttura di rilevazione, gestione e trasmissione di dati e informazioni al centro di controllo a terra. The floating complex, installed on a ship, is equipped with one or more systems for collecting the material from the water, one or more systems for parcelling the collected material with technology, for example, water cutting, one or more systems for the selection of the different materials that could be found in plastic waste, such as, for example, metals, glass, etc., one or more filtering systems for micro plastic particles, one or more waste treatment and transformation plants through pyrolysis processes, a stabilization system for on-board systems (IMU inertial system), a search system for sensitive areas, also by means of one or more infrared cameras, which guides, even autonomously, the vessel towards the areas to be treated and this system can interact with similar systems placed on artificial satellites, already operating in this sense, or drones specifically equipped for the purpose, one or more energy generators, using that produced by the pyrolysis plants, one or more waste water treatment plants, one or more temporary storage facilities on board the materials produced, and the structure for the detection, management and transmission of data and information to the ground control center.
Il sistema di natanti, oggetto del presente trovato, prevede anche l'uso di serbatoi e contenitori di stoccaggio galleggianti, nelle forme e dimensioni diverse, agganciati ai natanti o anche autonomi, che permettono vantaggiosamente notevoli risparmi di carburante, riducendo il numero dei trasferimenti ai porti di conferimento, con ragguardevoli benefici anche in tema di inquinamento. The boat system, object of the present invention, also provides for the use of floating storage tanks and containers, in different shapes and sizes, hooked to the boats or even autonomous, which advantageously allow considerable fuel savings, reducing the number of transfers to delivery ports, with considerable benefits also in terms of pollution.
Fondamentalmente il sistema prevede, per esempio, l'utilizzo di uno o più natanti, adeguatamente proporzionati, in lenta navigazione nelle acque invase dalla plastica usata, dalla cui prua o dai fianchi, per esempio, scendono uno o più nastri trasportatori, o attrezzature similari, concepite ad hoc, per esempio a maglie metalliche che, ad altezza variabile e sotto il costante controllo di specifici strumenti, anche subacquei (ecoscandaglio, telecamere immerse, rilevatori a raggi infrarossi, ecc.), raccolgono il materiale in sospensione, trasferendolo a bordo. Basically, the system provides, for example, the use of one or more vessels, adequately proportioned, in slow navigation in the waters invaded by used plastic, from whose bow or sides, for example, one or more conveyor belts or similar equipment descend. , designed ad hoc, for example with metal meshes which, at variable height and under the constant control of specific instruments, including underwater (echo sounder, underwater cameras, infrared detectors, etc.), collect the suspended material, transferring it on board .
Altro sistema, di raccolta della plastica abbandonata, è quello di utilizzare delle coclee verticali o quasi, rispetto al pelo dell'acqua, rese attive anche elettrostaticamente: questa modalità impedisce, o limita molto drasticamente, la raccolta di fauna ittica. Another system, for the collection of abandoned plastic, is to use vertical or almost vertical augers, with respect to the surface of the water, also activated electrostatically: this mode prevents, or very drastically limits, the collection of fish fauna.
Il materiale, raccolto in acqua, viene convogliato, dal nastro trasportatore, in una prima tramoggia a tunnel, anch'essa provvista di sistema di avanzamento longitudinale, oltre che di una serie di lance idriche ad altissima pressione, che provvedono ad una prima sezionatura dei materiali intricati, come le reti da pesca anziché altri materiali aggrovigliati, tagliandoli a sezioni trasversali per facilitarne il successivo trattamento, di seguito descritto. The material, collected in water, is conveyed by the conveyor belt into a first tunnel hopper, also equipped with a longitudinal feed system, as well as a series of very high pressure water lances, which provide a first sectioning of the intricate materials, such as fishing nets rather than other tangled materials, by cutting them into cross sections to facilitate subsequent processing, described below.
Una successiva sezione di nastro trasportatore trasferisce, quindi, il materiale in un trituratone a rulli dentati, che provvede a sminuzzarlo nella pezzatura desiderata e raccoglie, nel fondo tramoggia, tutti i liquidi di processo, che saranno costituiti principalmente da acqua. Questi vengono aspirati, con adeguate apparecchiature, e convogliati all'impianto di depurazione, attrezzato con idonei filtri ed accorgimenti atti al trattenimento degli inquinanti, come le microplastiche, le eventuali sostanze oleose o di altro tipo difficilmente individuabili visivamente. A subsequent section of the conveyor belt then transfers the material into a toothed roller shredder, which shreds it into the desired size and collects, in the hopper bottom, all the process liquids, which will consist mainly of water. These are sucked up, with suitable equipment, and conveyed to the purification plant, equipped with suitable filters and measures aimed at retaining pollutants, such as microplastics, any oily or other substances that are difficult to identify visually.
passaggio il materiale, sin qui prosegue il suo lento movimento sulla "Lettiera di essicazione'', la cui alimentazione termica, ottenuta dallo stesso impianto di processo finale, lo porta al dovuto tenore di umidità per essere trattato correttamente e lo convoglia, per esempio, con un sistema a coclee, opportunamente dimensionato, al termo-convertitore. passage the material, up to now continues its slow movement on the "drying litter", whose thermal supply, obtained from the same final process plant, brings it to the necessary moisture content to be treated correctly and conveys it, for example, with a suitably sized screw system to the thermo-converter.
A questo punto, il materiale entra nella fase di trattamento finale, per subire il processo termico di trasformazione, pirolisi, che lo scinde nei due elementi fondamentali che lo compongono e cioè carbonio (Carbone) e syngas. At this point, the material enters the final treatment phase, to undergo the thermal transformation process, pyrolysis, which splits it into the two fundamental elements that compose it, namely carbon (Coal) and syngas.
Il syngas viene, in parte, utilizzato come combustibile per alimentare una o più caldaie abbinate a dei sistemi ORC (Organic Rankine Cycle) per produrre l'energia elettrica necessaria al processo ed a tutti gli altri sistemi del natante. The syngas is, in part, used as a fuel to power one or more boilers combined with ORC (Organic Rankine Cycle) systems to produce the electricity necessary for the process and for all the other systems of the vessel.
Vantaggiosamente, il sistema di riscaldamento del forno di pirolisi, tramite un apparato ad induzione elettrica, riduce a zero le emissioni conseguenti e permette un vantaggioso e più semplice controllo di quelle prodotte dal bruciatore della caldaia. Advantageously, the heating system of the pyrolysis oven, by means of an electric induction apparatus, reduces the consequent emissions to zero and allows an advantageous and simpler control of those produced by the boiler burner.
Il sistema ORC risulta particolarmente indicato per la trasformazione dell'energia termica in energia elettrica poiché sopporta, molto meglio di altri, gli sbalzi di temperatura conseguenti all'utilizzo, come combustibile, del syngas, che viene prodotto con un materiale disomogeneo e quindi con poteri calorifici diversi e non costanti. The ORC system is particularly suitable for the transformation of thermal energy into electrical energy since it withstands, much better than others, the sudden changes in temperature resulting from the use, as fuel, of syngas, which is produced with an inhomogeneous material and therefore with different and not constant calorific.
Vantaggiosamente vengono impiegati almeno due impianti di pirolisi per natante: questa soluzione dà maggiori garanzie di continuità e sicurezza del processo di trasformazione dei rifiuti plastici. Advantageously, at least two pyrolysis plants are used per vessel: this solution gives greater guarantees of continuity and safety of the plastic waste transformation process.
Ogni impianto di pirolisi ha dimensioni comprese tra i 15 metri di lunghezza totale per 3 di larghezza e 2 di altezza e può trattare vantaggiosamente almeno 400 Kg/h di rifiuti plastici. Each pyrolysis plant has dimensions between 15 meters in total length by 3 in width and 2 in height and can advantageously treat at least 400 kg / h of plastic waste.
Queste vantaggiose dimensioni danno la possibilità di installare tali apparecchiature su molte tipologie di natanti, sia nuovi che usati, e di individuare anche spazi per eventuali serbatoi di stoccaggio oltre a tutte le macchine a servizio del pirolizzatore. These advantageous dimensions make it possible to install such equipment on many types of vessels, both new and used, and also to identify spaces for any storage tanks as well as all the machines serving the pyrolyzer.
Il syngas rimanente può avere più destinazioni: può essere stivato, tal quale, nei serbatoi galleggianti per essere trasportato a terra per i vari impieghi, può essere in parte condensato in combustibile liquido e utilizzato per l'alimentazione dei motori del natante, se non mosso da motori elettrici ma a ciclo otto, ed il rimanente può essere liquefatto, riducendone di molto il volume e quindi portato a terra per i molteplici impieghi, cui può essere destinato. The remaining syngas can have multiple destinations: it can be stowed, as it is, in floating tanks to be transported ashore for various uses, it can be partially condensed into liquid fuel and used to power the engines of the vessel, if not moved. from electric motors but in cycle eight, and the remainder can be liquefied, greatly reducing the volume and then brought to the ground for the many uses, which can be destined.
Il composto solido carbonioso, detto "char”, risultante dal processo, è un prodotto che può avere molte applicazioni, come, per esempio, essere trasformato in carbone attivo o ammendante per 1*agricoltura. The solid carbonaceous compound, called "char", resulting from the process, is a product that can have many applications, such as, for example, being transformed into activated carbon or soil conditioner for agriculture.
Lo stesso è di facile stivaggio ed i "corpi estranei”, come, per esempio, inerti, metalli, vetro, ecc. eventualmente presenti, sono facilmente separabili, diventando, essi stessi, fonte di reddito. The same is easy to stow and the "foreign bodies", such as, for example, aggregates, metals, glass, etc. that may be present, are easily separable, becoming, themselves, a source of income.
Un'analisi prettamente economica, del presente trovato, non fa risaltare un'immediata resa in tal senso, anche perché non vi sono precedenti confrontabili e ciò rende più evidente l'unicità del nostro brevetto e lo valorizza maggiormente anche dal punto di vista meramente ecologico. A purely economic analysis of the present invention does not highlight an immediate yield in this sense, also because there are no comparable precedents and this makes the uniqueness of our patent more evident and enhances it even more from a purely ecological point of view. .
L assemblaggio di macchinari, attrezzature ed equipaggiamenti, già testati, sono certamente un buon viatico affinché il modello di utilità raggiunga i suoi scopi di progetto, che sono anche economici. The assembly of machinery, equipment and equipment, already tested, is certainly a good way to ensure that the utility model achieves its design goals, which are also economic.
Nel breve, darà lavoro a molte persone e poi inizierà ad aggredire un grande problema cominciando subito a risolverlo e produrrà prodotti energetici e non, molto richiesti dal mercato. In the short term, it will employ many people and then it will begin to attack a big problem, immediately starting to solve it and produce energy and non-energy products, in great demand on the market.
Il procedimento di recupero dei rifiuti plastici, secondo il presente trovato, è certamente passibile di svariate modifiche e varianti, tutte però inerenti la logica della presente invenzione. The plastic waste recovery process according to the present invention is certainly subject to various modifications and variations, all however inherent to the logic of the present invention.
Va da sé che tutte le particolarità ed i dettagli espressi potranno essere cambiati con parti e pezzi equivalenti tecnicamente. It goes without saying that all the particularities and details expressed can be changed with technically equivalent parts and pieces.
Anche i materiali impiegati e le dimensioni potranno essere adeguati allo stato ed alle esigenze della tecnica più avanzata ed ai criteri della miglior costruzione. Even the materials used and the dimensions can be adapted to the state and needs of the most advanced technique and to the criteria of the best construction.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT202019000003629U IT201900003629U1 (en) | 2019-10-15 | 2019-10-15 | System of boats, also autonomous and modular, for cleaning water surfaces with the production of secondary raw materials |
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IT202019000003629U IT201900003629U1 (en) | 2019-10-15 | 2019-10-15 | System of boats, also autonomous and modular, for cleaning water surfaces with the production of secondary raw materials |
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Family Applications (1)
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IT202019000003629U IT201900003629U1 (en) | 2019-10-15 | 2019-10-15 | System of boats, also autonomous and modular, for cleaning water surfaces with the production of secondary raw materials |
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2019
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