ITTO20070696A1 - Dispositivo per pulire l aria di citta - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo per pulire l'aria di città"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo per la depurazione di aria in ambienti di città.

Sono già noti nella tecnica dispositivi per la purificazione di aria in ambienti urbani. Ad esempio, il brevetto statunitense US 3 898. 059 descrive un metodo e un apparato per purificare l'aria in corrispondenza di arterie stradali. Il metodo qui descritto prevede di convogliare l'aria sfruttando porzioni non utilizzate di canali di raccolta dell'acqua piovana al fine di indirizzarla verso apposite stazioni di trattamento aria in cui sono eseguite operazioni di lavaggio dell'aria tramite acqua, operazioni di filtrazione in acqua, e di filtrazione attraverso carboni attivi.

La domanda di brevetto italiana RM95A000230 descrive invece un'apparecchiatura composta da una o più sezioni, ciascuna della quali è particolarmente attiva per l'abbattimento di uno, o di un gruppo, degli inquinanti presenti nell'aria di un ambiente metropolitano. L'apparecchiatura descritta in tale domanda è concepita e dimensionata in modo tale da poter essere installata a bordo di autoveicoli. Tra le diverse sezioni previste nell'apparecchiatura descritta nella domanda italiana in questione sono presenti una sezione di lavaggio che comprende una serie di labirinti entro i quali l'aria si trova ad attraversare barriere di acqua, e una sezione di ossidazione che comprende una batteria di lampade a luce ultravioletta per la produzione di ozono nell'aria e la formazione di ossigeno.

Entrambe le soluzioni sopra descritte presentano l'inconveniente di eseguire un processo di depurazione dell'aria poco efficiente, i cui risultati sono poco avvertibili e addirittura trascurabili in zone urbane esposte ad un alto tasso di inquinamento.

Inoltre, ciascuna delle sopraccitate soluzioni prevede tipologie di installazioni poco funzionali e non utilizzabili su ampia scala affinché vaste aree urbane risentano di un effettivo giovamento dalle operazioni eseguite di purificazione dell'aria.

E' quindi assai sentita l'esigenza di creare un dispositivo che superi gli inconvenienti delle soluzioni convenzionali e sia suscettibile di essere installato in modo semplice e rapido, richiedendo investimenti limitati, cosicché il suo utilizzo possa diffondersi velocemente al fine di riuscire ad affrontare in modo efficace il problema dell'inquinamento dell'aria in ambienti urbani.

A tale scopo, la presente invenzione prevede un dispositivo di depurazione comprendente sezioni di trattamento dell'aria dotate di tecnologie differenti che sono disposte in successione, in una reciproca combinazione, tale da garantire una purificazione e un condizionamento dell'aria ottimali .

In particolare, il dispositivo di depurazione secondo la presente invenzione prevede nel seguente ordine di successione, con riferimento al percorso del flusso di aria previsto all'interno del dispositivo, una sezione di trattamento a celle ionizzanti, una sezione di lavaggio, una sezione di microcelle biodigestori aerobiche, e una sezione di sterilizzazione a raggi ultravioletti.

Il dispositivo di depurazione dell'aria secondo la presente invenzione presenta un impianto per il trattamento dell'aria altamente efficiente e disponibile all'intern o di una struttura molto compatta .

Grazie alle caratteristiche sopra citate, e ad ulteriori caratteristiche che verranno descritte nel seguito, il dispositivo di depurazione secondo la presente invenzione risulta adatto ad essere installato nel mezzo di ambienti di città. In particolare, il dispositivo di depurazione secondo la presente invenzione è destinato ad essere installato, proprio per la sua caratteristica nelle dimensioni contenute con ingombri compatibili, in punti dell'area urbana ad alta intensità di traffico. Ad esempio, il dispositivo qui descritto può essere disposto ai bordi delle strade, sui marciapiedi, nei sottopassi, come anche all'interno di gallerie.

Il dispositivo secondo la presente invenzione opera come modulo indipendente di facile gestione e controllo .

Molteplici unità del dispositivo secondo la presente invenzione possono inoltre essere distribuite secondo una determinata organizzazione su un'intera area di città così da formare un sistema organico di trattamento dell'aria in grado di generare benefici effetti percepibili su tutta l'area ove il sistema è installato.

L'invenzione sarà ora descritta dettagliatamente a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, nei quali:

- la figura 1 è una vista frontale in sezione del dispositivo secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista laterale in sezione del dispositivo secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure, con 1 è indicato un dispositivo di depurazione dell'aria. Esso comprende una struttura di copertura e sopporto 2 , preferibilmente a forma di parallelepipedo, che è realizzata in acciaio oppure in un materiale plastico, ad esempio in poliestere. La struttura 2 presenta in particolare una parete di fondo 2a, pareti laterali 2b, e una parete superiore 2c, opposta alla parete di fondo 2a. La struttura 2 è predisposta per poggiare sul terreno con la sua parete di fondo 2a. In corrispondenza delle pareti laterali 2b sono previste una o più aperture 3 atte a costituire l'ingresso dell'aria nel dispositivo.

Sulle aperture 3 sono montate griglie 4 aventi la funzione di prevenire l'ingresso nel dispositivo di corpi estranei macroscopici, quali fogli o cartacce, trasportati ad esempio dal vento.

La parete superiore 2c della struttura 2 presenta un'apertura 5 atta a costituire l'uscita dell'aria dal dispositivo. Affacciata sull'apertura 5, al di sopra della parete superiore 2c, è prevista una ventola di aspirazione 6 che è fissata stabilmente alla struttura 2. La ventola 6 ha la funzione di mantenere un flusso continuo di aria attraverso il dispositivo.

All'interno della struttura 2, fra le aperture di ingresso e di uscita dell'aria, sono disposte in successione sezioni di trattamento dell'aria che comprendono tecnologie per la depurazione dell'aria tra loro differenti. Come visibile in figura 2, tali sezioni sono disposte in reciproca successione dal basso verso l'alto in modo che esse vengano investite dal flusso di aria circolante nel dispositivo nell'ordine esposto nel seguito.

Con particolare riferimento alla figura 2, in corrispondenza della parte bassa della struttura 2, affacciata all'apertura di ingresso 3, si trova una sezione di trattamento a celle ionizzanti 10. Tale sezione comprende un generatore di campo elettrico operante al fine di generare ioni negativi. Tale sezione prevede una pluralità di aghi che sono mantenuti ad un elevato potenziale elettrico e che vengono investiti dall'aria da ionizzare. L'aria in prossimità degli aghi "acquista" per effetto corona una carica negativa caricandosi negativamente e, quindi, ionizzandosi.

La ionizzazione dell'aria favorisce la formazione di aggregati molecolari che, grazie al loro maggior volume molecolare e alla loro maggiore reattività, favoriscono il deposito delle particelle aereodisperse quali particolato, spore, virus, batteri, muffe o pollini.

Inoltre, è stato rilevato che la ionizzazione aerea influenza il metabolismo e i processi fisiologici degli organismi viventi, e in particolare che la presenza di ioni negativi nell'aria favorisce l'assimilazione di ossigeno e influenza il nostro sistema neurovegetativo generando reazioni stimolanti ed energizzanti. La sezione di trattamento a celle ionizzanti è prevista quindi anche a scopi terapeutici per un generale miglioramento dello stato psico-fisico delle persone.

Il sistema di ionizzazione per il dispositivo qui descritto può essere di un tipo convenzionale adatto alle finalità sopra esposte.

Una sezione di lavaggio 11 e una sezione a microcelle biodigestori aerobiche 12 sono disposte in quest'ordine, dal basso verso l'alto, al di sopra della sezione di trattamento ionizzante 10.

Nella sezione di lavaggio 11 l'aria ionizzata nella sezione precedente è investita in controcorrente da particelle d'acqua finissime che saturano l'aria medesima e abbattono la maggior parte delle particelle in essa sospese. In particolare, tali particelle d'acqua sono in caduta libera all'interno del dispositivo e vengono raccolte in una vasca 9 posizionata al di sopra della parete di fondo della struttura 2. Una pompa (non mostrata nelle figure) è predisposta per prelevare l'acqua dalla vasca 9 e portarla al di sopra della sezione di depurazione a microcelle 12 da dove l'acqua viene quindi spruzzata verso il basso .

La sezione di depurazione a microcelle 12 prevede una struttura a microcelle realizzata in un materiale ad elevato grado di porosità, come ad esempio in cloruro di polivinile (PVC). Tale struttura, rappresentante con la propria morfologia le microcelle, con elevata superficie specifica esposta, è impregnata di micro-flora microbica alloctona che risulta coltivata, trasportata ed impiantata dal flusso continuo dell'acqua spruzzata dal di sopra della sezione a microcelle, come sopra descritto, periodicamente bioattivata mediante soluzioni acquose del consorzio microbiologico Enzyveba costituita da microrganismi non geneticamente modificati. La micro-flora microbica si nutre decomponendo i carichi organici inquinanti presenti nell'aria (che attraversa il dispositivo sottoponendo quest'ultima ad un trattamento di depurazione biologica), oltre che delle macroparticelle ionizzate depositate nell'acqua a seguito del contatto in controcorrente di quest'ultima con il flusso di aria da trattare e precedentemente ionizzato.

La sezione di trattamento terminale del dispositivo qui descritto è rappresentata da una sezione di sterilizzazione a raggi ultravioletti 13. Questa sezione prevede una o più lampade in ceramica 13' atte ad emettere raggi ultravioletti e operanti a zero emissioni di ozono. Queste lampade 13' vengono preferibilmente fissate in corrispondenza del lato interno della parete superiore 2c della struttura 2 del dispositivo.

Le lampade 13' emettono radiazioni in grado di modificare la struttura genetica dei microbi presenti nell'aria provocando la morte di questi ultimi. In particolare, radiazioni con lunghezze d'onda intorno ai 250 nm sono in grado di "uccidere" i virus e batteri contenuti nell'aria.

Per quanto sopra descritto il dispositivo di depurazione secondo la presente invenzione prevede di eseguire un'azione di purificazione sull'aria che lo attraversa data dalla seguente successione di trattamenti: una prima fase di ionizzazione, una seconda fase di lavaggio, una terza fase di biodìgestione aerobica, e una quarta fase di sterilizzazione a raggi ultravioletti.

Il dispositivo di depurazione qui descritto presenta inoltre un quadro di comando 14 che permette di gestire il funzionamento e le operazioni delle sezioni di trattamento dell'aria sopra descritte .

Ad esempio, le operazioni delle diverse sezioni di trattamento possono essere programmate in base alla quantità degli inquinanti rilevati nell'aria esterna dal dispositivo. A tale fine possono essere previsti sensori appositi montati direttamente sulla struttura esterna, ad esempio in corrispondenza della parete superiore. Alternativamente, il dispositivo può essere programmato nelle sue operazioni a seconda dei periodi del giorno in cui esso opera, prevedendo ad esempio nelle ore ad inferiore intensità di traffico o di generico inquinamento l'attivazione di una sola o di alcune delle sezioni di trattamento, le rimanenti sezioni essendo mantenute in una condizione di riposo.

Secondo una forma di realizzazione preferita del dispositivo di depurazione qui descritto all'esterno della parete superiore della struttura 2 sono previsti pannelli solari aventi la funzione di generare l'energia elettrica necessaria al funzionamento degli organi di attuazione previsti nel dispositivo, come la ventola di aspirazione e la pompa di alimentazione dell'acqua.

Le sezioni di trattamento del dispositivo qui descritto sono state scelte e disposte nella combinazione sopra descritta a seguito di un intenso ed oneroso lavoro di sperimentazione da cui è emerso che tale specifica combinazione conduce ad un trattamento di depurazione sull'aria ad altissima efficienza. Grazie a questo risultato la Richiedente è stata in grado di realizzare un dispositivo di trattamento dell'aria molto compatto e al contempo efficiente, in grado di operare su centinaia di metri cubi di aria al minuto.

Inoltre, è stato verificato sperimentalmente che tutta l'aria compresa nei primi venti metri di altezza dal terreno nei pressi del dispositivo medesimo è soggetta al trattamento di depurazione operato dal dispositivo. Questo in particolare grazie anche ai movimenti dell'aria circostante il dispositivo, generati in modo naturale dal vento oppure dal transito dei veicoli. Il flusso di aria che viene creato si dirige all'interno del dispositivo di depurazione, attraverso l'apertura di ingresso, ed è diretto attraverso tutte le sezioni di trattamento, grazie alla ventola di aspirazione 6 sopra descritta.

L'aria trattata fuoriesce dal dispositivo sostanzialmente purificata e inoltre ionizzata negativamente con gli effetti terapeutici descritti in precedenza.

Il dispositivo di depurazione qui descritto consente di ridurre in modo drastico le polveri fini (PM10) e biossidi di zolfo (SO2), il biossido di azoto (NO2), i composti policiclici aromatici (IPA), il monossido di carbonio (CO), gli idrocarburi misti (HNmc), ossidi di azoto (NOX) e i composti organici volatili (COV). Le sostanze catturate dal dispositivo, sono concentrate nell'acqua, che viene costantemente ricircolata, ed all'interno delle microcelle biodigestori 12. I microrganismi presenti all'interno delle microcelle biodigestori esplicano la funzione biorimediante , purificando quanto depositato nelle microcelle biodigestori dall'acqua di ricircolo e conseguentemente presente nell'acqua stessa . Quanto non biodegradabile, si accumula all'interno delle microcelle biodigestori, riducendo man mano la sezione utile di passaggio per l'acqua di ricircolo.

Periodicamente, pertanto, in funzione delle curve di saturazione, si procede alla sostituzione della sezione di depurazione a microcelle biodigestori 12 e dell'acqua di ricircolo, avviate alla distruzione, ad esempio in depuratori, discariche o inceneritori.

Applicazioni preferite del dispositivo di depurazione qui descritto consistono nell'installare quest'ultimo ai margini delle strade, sui marciapiedi, nei sottopassi, e nelle gallerie. Il dispositivo si presenta, infatti, ad esempio, molto compatto e ben integrabile all'interno di un ambiente urbano. In corrispondenza delle pareti laterali della struttura del dispositivo possono essere previsti spazi atti ad accogliere cartelloni pubblicitari con la funzione di mascherare il dispositivo in sintonia con l'area inquinata circostante .

Molteplici unità del dispositivo di depurazione sopra descritto possono essere distribuiti su un'intera area inquinata. Ad esempio, ai margini di una strada urbana possono essere previste file di tali dispositivi disposti ad una distanza l'uno dall'altro di circa 25-40 m, che seguono tale strada per tutta la sua estensione. L'insieme di tali dispositivi di depurazione forma un sistema di purificazione dell'aria altamente efficiente, di facile installazione e controllo, che permette di garantire benefici effetti su vaste porzioni di territorio inquinato.

Alternativamente, grazie alla sua compattezza il dispositivo di depurazione qui descritto può essere anche installato all'interno di industrie caratterizzate da un ambiente malsano oppure in allevamenti di animali.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la depurazione e il trattamento di aria in ambiente urbano caratterizzato dal fatto che comprende una struttura di copertura (2) dotata di almeno un ingresso e di un'uscita dell'aria, entro detta struttura essendo disposte nel seguente ordine di successione, con riferimento al percorso del flusso di aria previsto all'interno del dispositivo, una sezione di trattamento a celle ionizzanti (10), una sezione di lavaggio (11), una sezione di microcelle biodigestori che operano in condizioni aerobiche (12), e una sezione di sterilizzazione a raggi ultravioletti (13).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura (2) è sostanzialmente a forma di parallelepipedo, e presenta una parete di fondo (2a), paréti laterali (2b), e una parete superiore (2c).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette sezioni di trattamento (10,11, 12, 13) sono disposte in reciproca successione dal basso verso l'alto.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta struttura (2) è predisposta per poggiare sul terreno con la sua parete di fondo (2a).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto almeno un ingresso (3) è ricavato in corrispondenza di una regione inferiore di dette pareti laterali (2b), detta almeno un'uscita è ricavata su detta parete superiore (2c).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che affacciata sull'uscita (5), al di sopra della parete superiore (2c), è prevista una ventola di aspirazione (6).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sezione a celle ionizzanti (10) comprende un generatore di campo elettrico
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta sezione a celle ionizzanti (10) è costituita da una pluralità di aghi collegati a detto generatore di campo elettrico.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che comprende: una vasca (9) atta a contenere acqua per il lavaggio dell'aria effettuato nella sezione di lavaggio (11), detta vasca essendo posizionata sulla parete di fondo (2a), e una pompa predisposta per prelevare l'acqua dalla vasca (9) ed alimentarla a mezzi atti a erogare l'acqua sotto forma di particelle finissime, detti mezzi di erogazione dell'acqua essendo posizionati al di sopra della sezione di depurazione a microcelle (12).
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sezione di microcelle (12) possiede una struttura porosa realizzata in un materiale ad elevato grado di porosità.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta struttura porosa (12) è impregnata con una micro-flora microbica atta a decomporre sostanze organiche presenti nell'aria.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sezione di sterilizzazione (13) prevede una o più lampade in ceramica (13') atte ad emettere raggi ultravioletti e operanti a zero emissioni di ozono.
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che dette lampade (13') sono fissate in corrispondenza del lato interno della parete superiore (2c) della struttura (2) del dispositivo .
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende un quadro di comando (14) che permette di gestire il funzionamento e le operazioni di dette sezioni di trattamento (10, 11, 12, 13).
15. 15. Sistema per la depurazione e il trattamento dell'aria in ambiente urbano caratterizzato dal fatto che prevede una pluralità di dispositivi del tipo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da l a 14, che vengono disposti sostanzialmente in fila lungo le strade, oppure nelle gallerie, oppure nei sottopassi di detto ambiente urbano.
16. 16. Sistema secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detti dispositivi sono disposti ad una distanza l'uno dall'altro compresa nell'intervallo da 20m a 40m.
17. 17. Sistema secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che opera in modo selettivo cosi da agire solamente sulle sostanze nocive presenti nell'aria trattata.
18. 18. Sistema secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che prevede di deodorare l'aria tramite un processo di digestione aerobica dell'aria realizzato in detta sezione di microcelle.
19. 19. Procedimento per la depurazione e il trattamento di aria in ambiente urbano caratterizzato dal fatto che comprende nell'ordine: una fase di ionizzazione, una fase di lavaggio, una fase di biodigestione aerobica, e una fase di sterilizzazione a raggi ultravioletti.