ITCO20130028A1 - Metodo per la rimozione di idrocarburi da specchi d'acqua. - Google Patents

Metodo per la rimozione di idrocarburi da specchi d'acqua. Download PDF

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Luigi Perrella
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Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo
“Metodo per la rimozione di idrocarburi da specchi d’acqua”.
DESCRIZIONE
La presente invenzione è relativa ad un metodo per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua. In particolare, tale rimozione viene effettuata tramite assorbimento degli idrocarburi. Nel contesto della presente descrizione per distese d’acqua si intende una porzione qualsiasi dell’idrosfera terrestre. In altre parole, per distesa d’acqua si può intendere un fiume, un lago o parte di esso, una laguna o parte di essa, una porzione di superficie marina o oceanica o altro ancora. Con il termine generico di “idrocarburi" ci si riferisce in particolare al petrolio greggio o raffinato, a suoi derivati quali benzina, gasolio, nafta, kerosene o a qualsiasi altra sostanza a loro affine. Il metodo secondo la presente invenzione trova applicazione nella mitigazione dei danni ecologici, ad esempio quelli causati da sversamenti accidentali di idrocarburi. Tali sversamenti possono ad esempio avvenire in conseguenza di incidenti in raffinerie poste in aree costiere oppure di collisioni o naufragi di petroliere.
Sono attualmente noti dei metodi per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua. Tali metodi, si servono generalmente di un’imbarcazione di appoggio che, navigando in acque contaminate, si serve di un imbuto appositamente conformato in modo tale da raccogliere dell’acqua contaminata prevalentemente in prossimità del pelo libero. Tale imbuto, noto nel gergo tecnico come “skimmer”, presenta una bocca di ingresso larga e piatta in grado di raccogliere uno strato superficiale d’acqua. L’imbuto presenta inoltre una bocca di uscita collegata ad un serbatoio contenente del materiale filtrante. Eventuali idrocarburi presenti nell’acqua vengono trattenuti dal materiale filtrante. L’acqua depurata fuoriesce quindi dal serbatoio. Quando la capacità filtrante del serbatoio si esaurisce, il materiale filtrante esausto viene estratto da esso e sostituito con del materiale filtrante vergine.
Svantaggiosamente, il metodo sopra descritto risulta essere estremamente lungo e laborioso. Ci si affida infatti ad un dispositivo trasportato da un’imbarcazione, che sì muove a velocità relativamente bassa. Di conseguenza, le portate di acqua contaminata trattate risultano essere decisamente limitate. Questo inconveniente non viene superato impiegando più imbarcazioni e/o più filtri contemporaneamente, in quanto la portata di acqua trattata, pur moltiplicata per il numero di serbatoi impiegati contemporaneamente, risulta ancora insufficiente.
Un ulteriore svantaggio della tecnica nota è dato dalla scarsa tempestività con cui è possibile intervenire in situazioni di emergenza, che per loro stessa natura sono imprevedibili. Quando viene segnalata l’emergenza, infatti, è necessario predisporre l’imbarcazione con i serbatoi filtranti e navigare fino alla zona contaminata. Nell'intervallo di tempo che trascorre dall’incidente all’intervento la chiazza di idrocarburi ha il tempo di espandersi notevolmente, compromettendo i risultati della pulizia e rendendola ancora più lunga ed inefficiente.
Si noti inoltre che gli idrocarburi da filtrare tendono a distribuirsi su uno strato molto sottile che galleggia sulla superficie dell’acqua, spesso al massimo pochi millimetri. Lo “skimmer", pur essendo pensato per mitigare questo problema, deve necessariamente pescare anche più in profondità, dove l’acqua è già pulita. Di conseguenza, buona parte dell’acqua che entra nel serbatoio non necessita di essere filtrata. Questo rende il metodo sopra descritto poco efficiente, in quanto viene immessa più acqua di quella che necessita di essere depurata.
In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un metodo per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.
In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un metodo per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua rapido, efficiente ed impiegabile con tempestività a seguito di incidenti.
II compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un metodo per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.
In particolare, il metodo secondo l’invenzione comprende le fasi di disperdere una pluralità di elementi filtranti-assorbenti su un’area di una distesa d’acqua da pulire, attendere l'assorbimento degli idrocarburi da parte di tali elementi filtranti-assorbenti e quindi recuperarli.
Ciascun elemento filtrante-assorbente comprende una pluralità di fibre tessili, delle quali almeno il 90% in peso di fibre di lana. Tali fibre tessili hanno una densità preferibilmente compresa fra 15 e 30 kg/m<3>' Gli elementi filtrantiassorbenti presentano uno spessore preferibilmente compreso fra 30 e 80 mm. Tale operazione richiede un tempo di esecuzione molto breve, in quanto si può spargere un numero qualsiasi di elementi filtranti-assorbenti sull’area contaminata senza necessariamente servirsi di un’imbarcazione ma, per esempio, lanciandoli da un aereo o da un elicottero.
Di conseguenza, i tempi di risposta che si possono ottenere sono estremamente ridotti, in quanto il lancio da un aereo degli elementi filtrantiassorbenti può avvenire rapidamente a seguito dell'incidente.
Inoltre, poiché tali elementi sono predisposti per galleggiare sull’acqua, essi entrano prevalentemente in contatto con idrocarburi ed acqua contaminata. In aggiunta, la lana assorbe con facilità le sostanze oleose. Di conseguenza, il metodo secondo l’invenzione risulta essere estremamente efficiente.
Un vantaggio ulteriore del metodo secondo la presente invenzione è inoltre dato dalla realizzazione dell’elemento filtrante-assorbente mediante un vello realizzato con le fibre tessili sopra citate. Tale vello è plissettato ed agugliato longitudinalmente e in modo rado. Di conseguenza, l’elemento filtranteassorbente presenta una grande morbidezza e porosità. L’assorbimento di idrocarburi viene quindi ottimizzato.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un metodo per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua. Negli uniti disegni è illustrato un elemento filtrante-assorbente impiegato nel metodo secondo la presente invenzione, in particolare:
- la figura 1 è una vista prospettica di un elemento filtrante-assorbente secondo la presente invenzione;
- la figura 2 è una vista laterale schematica di una fase del procedimento di produzione dell’elemento filtrante-assorbente di figura 1;
- la figura 3 è una vista prospettica di un pacco comprendente una pluralità di elementi filtranti-assorbenti di figura 1 con una porzione asportata per mostrarne il contenuto.
Con riferimento alle figure allegate verrà in seguito descritto un metodo per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua secondo la presente invenzione. Tale metodo prevede una dispersione di una pluralità di elementi filtrantiassorbenti 1 su un’area di una distesa d’acqua da pulire. In particolare, gli elementi filtranti-assorbenti 1 sono predisposti per galleggiare nell’acqua da depurare fino a saturarsi di idrocarburi. Si attende quindi l’assorbimento degli idrocarburi da parte degli elementi filtranti-assorbenti 1. Successivamente, gli elementi filtranti-assorbenti 1 vengono recuperati.
Ciascun elemento filtrante-assorbente 1 comprende una pluralità di fibre tessili. In particolare, tale fibre tessili comprendono almeno il 90% in peso di fibre di lana. Con maggior dettaglio, le fibre tessili hanno preferibilmente una densità compresa fra 15 e 30 kg/m<3>.
Secondo una forma realizzativa preferita della presente invenzione, tali fibre tessili comprendono sostanzialmente il 100% in peso di fibre di lana.
Vantaggiosamente, la lana è un materiale naturale e biodegradabile. Ancor più vantaggiosamente, la lana presenta delle proprietà di idrofobicità e di affinità con le sostanze oleose che la rendono particolarmente adatta allo scopo.
L’elemento filtrante-assorbente 1 comprende un vello 2 definito dalle fibre tessili sopra descritte. Preferibilmente, il vello 2 presenta uno spessore compreso fra 30 e 80 mm. Il vello 2 è in particolare almeno in parte rivestito da uno strato 3 di nanoparticelle 4 di materiale idrofobico. Tale strato 3 può non essere necessariamente continuo, e la distribuzione di nanoparticelle 4. Tali nanoparticelle 4 hanno dimensioni caratteristiche comprese fra 1 e 100 nm. A titolo di esempio, le nanoparticelle 4 possono essere particelle di teflon e/o carbonio. Vantaggiosamente, lo strato 3 di nanoparticelle 4, rendendo maggiormente idrofobiche le fibre tessili del vello 2, contribuisce a migliorare l’efficienza dell’elemento filtrante-assorbente 1. Il vello 2 è plissettato ed agugliato secondo quanto meglio illustrato nel seguito della presente descrizione.
Scendendo più in dettaglio, in una forma realizzativa l’elemento filtranteassorbente 1 comprende una pezza 5 di vello 2. Tale pezza 5 può avere una conformazione sostanzialmente sferica. In una forma realizzativa alternativa, mostrata in figura 1 , la pezza 5 è preferibilmente un parallelepipedo, ed ancor più preferibilmente un cubo.
In un'ulteriore forma realizzativa, non illustrata, l’elemento filtrante-assorbente 1 può comprendere un galleggiante. In questo caso la pezza 5 può essere avvolta sul galleggiante o fissata ad esso in altro modo.
E’ inoltre parte della presente invenzione un metodo per la produzione di un elemento filtrante-assorbente 1 del tipo sopra descritto.
Innanzitutto vengono cardate delle fibre di lana, eventualmente miste a fibre di altro tipo. In questo modo si definisce un vello 2 di lana. Tale vello 2 viene plissettato, vale a dire ripetutamente piegato secondo una prima direzione posta nel piano di giacitura del vello 2 stesso. Contemporaneamente alla plissettatura, ed in particolare fra due piegature successive, il vello 2 viene agugliato longitudinalmente e in modo rado. Con il termine "agugliatura longitudinale” si intende in particolare la perforazione con uno o più aghi (non illustrati) dotati di uncini e mobili lungo una seconda direzione, giacente anch’essa nel piano di giacitura del vello 2 e perpendicolare alla prima direzione. Per “agugliatura rada” si intende una lavorazione in grado di lasciare il vello 2 soffice. A titolo di esempio, una tale lavorazione si ottiene con una densità di 1-9 aghi al centimetro quadrato. Tali aghi sono preferibilmente lunghi. Successivamente alla plissettatura, il vello 2 viene irrorato con un liquido 6, nel quale sono disperse le nanoparticelle 4 sopra citate. Di conseguenza, si viene a creare sul vello 2 il citato strato 3. Tale liquido 6 può essere acqua o alcool o glicole etilenico.
Di seguito è prevista una fase di asciugatura del vello 2, nel quale il liquido 5 evapora lasciando le nanoparticelle 4 legate alle fibre tessili.
Il vello 2 viene quindi tagliato in pezze 5, che definiscono gli elementi filtrantìassorbenti 1.
Secondo una possibile forma realizzativa dell’invenzione, il vello 2 può subire un trattamento magnetizzante, atto a rendere gli elementi filtranti-assorbenti 1 sensibili ai campi magnetici. Tale trattamento magnetizzante può essere, ad esempio, l’inserimento di fibre metalliche nel vello 2 durante la fase di cardatura sopra descritta.
Gli elementi filtranti-assorbenti 1 ultimati vengono quindi raccolti e imballati, in modo da definire dei pacchi 7 analoghi a quello schematizzato in figura 3. Vantaggiosamente, il pacco 7 è compattato sottovuoto in modo da minimizzarne il volume. Inoltre, il pacco 7 è racchiuso da una pellicola 8 che, vantaggiosamente, è realizzata in un materiale idrosolubile.
Vantaggiosamente, gli elementi filtranti-assorbenti 1 realizzati nella maniera sopra illustrata risultano essere estremamente spugnosi e, di conseguenza, comprimibili in modo da possedere una “memoria di forma”. In altre parole, gli elementi filtranti-assorbenti 1 si prestano ad essere imballati sottovuoto con notevole riduzione di volume, riprendendo il volume originario non appena liberato dal pacco 7.
La fase di dispersione degli elementi filtranti-assorbenti 1 può essere eseguita ad esempio lanciando i pacchi 7 da un aeroplano. Secondo forme realizzative alternative, la dispersione degli elementi filtranti-assorbenti 1 può essere effettuata con qualsiasi mezzo, in particolare con autocarri, natanti o altro. Tale scelta si effettua in funzione della collocazione geografica del versamento rispetto al luogo in cui sono immagazzinati gli elementi filtranti-assorbenti 1 Secondo una forma realizzativa alternativa, gli elementi filtranti-assorbenti 1 possono essere lanciati anche sfusi. Più in generale, gli elementi filtrantiassorbenti 1 possono essere dispersi in qualsiasi modo risulti opportuno per la gestione della particolare emergenza.
La fase di recupero può essere effettuata attraverso imbarcazioni dotate di opportuni dispositivi, quali ad esempio reti, in grado di raccogliere gli elementi filtranti-assorbenti 1. Una volta recuperati, gli elementi filtranti-assorbenti 1 possono essere conferiti ad un inceneritore o, in alternativa, strizzati per recuperare gli idrocarburi.
Vantaggiosamente gli elementi filtranti-assorbenti 1 non rilasciano gli idrocarburi catturati neN’ambiente. Pertanto, anche nel caso in cui alcuni elementi filtrantiassorbenti 1 dovessero sfuggire al recupero in acqua, essi potrebbero essere raccolti anche una volta arenati su una spiaggia.
Si noti infine che, vantaggiosamente, un elemento filtrante-assorbente 1 opportunamente sagomato può prendere il posto del materiale filtrante nei dispositivi noti sopra descritti.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di disperdere una pluralità di elementi filtrantiassorbenti (1) su un'area di una distesa d’acqua da pulire; attendere l’assorbimento di detti idrocarburi da parte di detti elementi filtranti-assorbenti (1); recuperare detti elementi filtranti-assorbenti (1); ciascuno di detti elementi filtranti-assorbenti (1) comprendendo una pluralità di fibre tessili, dette fibre tessili comprendendo almeno il 90%, preferibilmente il 100%, in peso di fibre di lana, dette fibre tessili avendo una densità preferibilmente compresa fra 15 e 30 kg/m<3>, detti elementi filtranti-assorbenti (1) presentando uno spessore preferibilmente compreso fra 30 e 80 mm.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento filtrante-assorbente (1) comprende un vello (2) di dette fibre tessili.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto vello (2) è plissettato ed agugliato longitudinalmente e in modo rado.
  4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto vello (2) è almeno in parte rivestito da uno strato di nanoparticelle (4) di materiale idrofobico.
  5. 5. Metodo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che dette nanoparticelle (4) comprendono particelle di teflon e/o carbonio.
  6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di predisporre detto elemento filtrante-assorbente (1) comprendente le sottofasi di cardare dette fibre tessili per definire detto vello (2), disperdere dette nanoparticelle (4) in un liquido (6), irrorare detto vello (2) con detto liquido (6) per rivestirlo con detto strato (3) di nanoparticelle (4).
  7. 7. Metodo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto liquido (6) è acqua o alcool o glicole.
  8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto di comprendere una sottofase di plissettatura di detto vello (2) fra detta fase di cardatura e detta fase di irrorazione.
  9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 4 alla 8, caratterizzato dal fatto che detto elemento filtrante-assorbente (1) comprende una pezza (5) di detto vello (2), detta pezza (5) avendo preferibilmente una conformazione sferica o cubica.
  10. 10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento filtrante-assorbente (1) è almeno parzialmente sensibile a campi magnetici.
  11. 11. Elemento filtrante-assorbente (1) per la rimozione di idrocarburi da distese d’acqua, comprendente un vello (2) di fibre di tessili, detto vello (2) essendo plissettato ed agugliato longitudinalmente e in modo rado, dette fibre tessili comprendendo almeno il 90%, preferibilmente il 100%, in peso di fibre di lana, dette fibre tessili avendo una densità preferibilmente compresa fra 15 e 30 kg/m<3>, detto vello (2) presentando uno spessore preferibilmente compreso fra 30 e 80 mm.
  12. 12. . Elemento filtrante-assorbente (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto vello (2) è almeno in parte rivestito con uno strato di nanoparticelle (4) di materiale idrofobico.
  13. 13. Metodo per la produzione di un elemento filtrante-assorbente (1) secondo la rivendicazione 11 o 12, comprendente le fasi di cardare delle fibre di lana per realizzare un vello (2), dette fibre di lana avendo una densità preferibilmente compresa fra 15 e 30 kg/m<3>, detto vello (2) presentando uno spessore preferibilmente compreso fra 30 e 80 mm; plissettare detto vello (2), agugliare detto vello (2) longitudinalmente e in modo rado.
  14. 14. Metodo secondo la rivendicazione precedente, disperdere delle nanoparticelle (2) in un liquido (6), irrorare detto vello (2) con detto liquido (6) per rivestirlo con detto strato (3) di nanoparticelle (4), asciugare detto vello (2).
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