PT1499563E - Aparelho e método para tratamento de água de lastro - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "Aparelho e método para tratamento de água de lastro" ANTECEDENTES DO INVENTO

Campo do Invento

Um sistema e método para tratamento de água utilizando um injector venturi facilita a remoção do oxigénio dissolvido na água reduzindo desse modo a população de organismos aquáticos indesejáveis presentes na água ao mesmo tempo que inibe a corrosão. 0 sistema e método de tratamento de água possui particular utilidade na utilização em ligação com uma embarcação permitindo que a mesma trate a água de lastro que é transportada de uma área portuária para outra, limitando desse modo os efeitos ambientais adversos, ao mesmo tempo que inibe a corrosão. 0 sistema e método de tratamento de água podem ter outras utilizações, tal como na produção de petróleo.

Por exemplo, antes de uma embarcação deixar um porto, vazia ou parcialmente carregada, carrega água nos tanques de lastro para manter a estabilidade e ajustar a flutuabilidade. Em virtualmente todos os casos, esta água de lastro irá conter organismos vivos os quais são afectados pelos níveis de oxigénio dissolvido na água. Quando a embarcação chega ao seu destino e se prepara para carregar a sua carga, descarrega esta água de lastro, introduzindo deste modo espécies potencialmente invasivas no ambiente aquático do porto de destino. Aproximadamente 40.000 grandes embarcações de carga transportam anualmente biliões de toneladas de água de lastro ao redor do mundo e crê-se deste modo serem responsáveis pela introdução de centenas de espécies marinhas invasivas em ambientes não nativos. O custo total destas invasões é indeterminado, mas várias estimativas colocam-no na ordem dos biliões de dólares.

Para resolver este problema, muitas entidades nacionais e locais nos Estados Unidos aprovaram regulamentos que regem a gestão da água de lastro das embarcações. A Organização Marítima Internacional propôs um projecto de directrizes 2 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ recomendando ο tratamento de água de lastro. A Guarda Costeira dos Estados Unidos encontra-se presentemente a desenvolver directrizes para potenciais futuros requisitos para o tratamento de água de embarcações de comércio em portos nos Estados Unidos. A larga maioria da frota mundial de navios, incluindo embarcações militares bem como comerciais, são construídas em aço. 0 aço corrói-se quando exposto ao oxigénio e água. As estruturas de aço corroídas numa embarcação diminuem a navegabilidade, e são levadas a cabo amplas medidas para o evitar, e para a sua reparação. As estimativas do custos de protecção contra a corrosão e de reparação da mesma nas embarcações são da ordem dos biliões de dólares por ano em todo o mundo.

Uma área num navio onde a corrosão é de particular interesse é nos tanques de água de lastro. Por exemplo, os maiores navios petrolíferos podem possuir até 15.000.000 galões (57.000 toneladas) de capacidade para água de lastro. A exposição prolongada da estrutura do tanque de lastro à água (frequentemente água salgada) origina condições favoráveis à rápida corrosão. No momento de redacção deste pedido, o custo de pintura de tanques de lastro é de tipicamente $5,00 a $10,00 por pé quadrado ao passo que outras estimativas sugerem que o custo de reparação de áreas corroídas é de aproximadamente $500 por pé quadrado.

Deste modo, são desejáveis sistemas que tratem a água de modo a eliminar organismos aquáticos ao mesmo tempo que proporcionem inibição de corrosão de um modo eficiente em tempo e custo. Uma forma de eliminar organismos aquáticos em água de lastro é através da desoxigenação da água à medida que esta é retirada das hidrovias circunjacentes. A concentração de um soluto gás em solução é directamente proporcional à pressão parcial do gás acima da solução. (Este fenómeno físico obedece à Lei de Henry, e a concentração dissolvida pode ser calculada utilizando a constante da Lei de Henry para esse soluto). Assim sendo, quando exposto a um gás de lavagem (tal como azoto ou outra mistura gasosa de baixo teor em oxigénio), o oxigénio rapidamente se difunde para fora da água, a qual contém entre 6 a 10 partes por 3 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ milhão (0,001 por cento) de oxigénio dissolvido, num esforço para voltar à mistura que se encontra no ar, que é de aproximadamente 79 por cento de azoto e 21 por cento de oxigénio. A utilização de azoto gasoso para remover o oxigénio dissolvido presente na água de lastro tem sido documentada como sendo um meio de tratamento de água de lastro eficiente e economicamente desejável proporcionando ao mesmo tempo efeitos inibidores de corrosão. Ver MARIO N. TAMBURRI et al.: Ballast water deoxygenation can prevent aquatic introductions while reducing ship corrosion. Biolog. Conserv. (2002) 103:331-341. As constantes da lei de Henry para uma variedade de potenciais gases de lavagem e suas misturas demonstram que podem ser utilizados uma multiplicidade de gases para desoxigenar a água. A bordo de uma embarcação, um modo eficiente de expor o oxigénio dissolvido em água a uma lavagem é o de criar bolhas micro-finas de gás na água. As bolhas micro-finas de gás de lavagem criadas na água possuem a capacidade de transferir o oxigénio dissolvido da água à medida que as bolhas micro-finas flutuam a partir do fundo para o topo de um tanque. Um modo geralmente reconhecido como eficiente, seguro e fiável de criar bolhas micro-finas é através da utilização de um injector venturi.

Descrição do Estado da Arte O tratamento de água, e mais especificamente, o tratamento de água de lastro, aparelhos e métodos são desejáveis para permitir que as embarcações tratem a água que é transportada de uma área portuária para outra. Tal tratamento limita os efeitos ambientalmente nocivos que podem resultar quando a água é posteriormente libertada num ambiente que é ecologicamente diferente daquele em que a água foi originalmente obtida. A utilização de aparelhos e métodos de tratamento de água são conhecidos do estado da arte. Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos Número 6,171,508 de Browning divulga um método e aparelhos para destruir microrganismos na água de lastro de navios. Contudo, a patente '508 de Browning não utiliza gás de lavagem para desoxigenar a água de lastro e 4 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ consequentemente falha em divulgar quaisquer propriedades de inibição de corrosão, e possui outras desvantagens ao utilizar um mecanismo de vácuo menos eficiente para remover o oxigénio dissolvido da água de lastro. A Patente dos Estados Unidos Número 6,125,778 de Rodden divulga tratamento de água de lastro que utiliza ozono para o tratamento da água de lastro. Contudo, a patente '778 de Rodden não evita a corrosão, e não utiliza os meios mais eficientes equipados com injector venturi para tratar a água de lastro.

De modo similar, a Patente dos Estados Unidos Número 6,192,451 de Gill divulga um método para controlar mexilhões zebra em tanques de lastro em navios no qual se trata a água de lastro com um polímero de amónio quaternário de dialquil dialilo solúvel em água. Contudo, a patente '451 de Gill não permite o tratamento de água sem a ocorrência de uma reacção química, e não proporciona quaisquer propriedades inibidoras de corrosão.

Adicionalmente, as Patentes dos Estados Unidos Números 5,376,282 e 5,578,116 de Chang divulgam ambas a utilização de vácuo e agitação para remover o oxigénio dissolvido na água de modo a inibir a sobrevivência dos mexilhões zebra. Contudo, nem a patente '282 nem a '116 proporcionam uma libertação mais eficiente de gás de lavagem através de injector equipado com venturi para desoxigenar a água de lastro e possuem as desvantagens adicionais de não proporcionar os efeitos de inibição de corrosão durante a remoção do oxigénio dissolvido da água. A Patente dos Estados Unidos Número 6,126,842 de Decker divulga um método de tratamento de águas residuais com ozono de baixa concentração no qual se injecta uma mistura gasosa com uma baixa concentração de gás ozono em oxigénio numa corrente de águas residuais misturando ao mesmo tempo para proporcionar uma redução nos poluentes das águas residuais. Contudo, a patente '842 de Decker, apesar de proporcionar um eficiente sistema de tratamento à base de ozono utilizando um injector venturi, não divulga o tratamento de água de lastro numa embarcação nem a patente '842 apresenta as ainda maiores 5

ΕΡ 1 499 563/PT vantagens de utilizar um gás de lavagem de oxigénio tais como a de uma maior eficiência e inibição da corrosão. A Patente dos Estados Unidos Número 6,274,052 de Hartwig divulga a ozonização de água de piscina a qual utiliza uma série de injectores venturi para a libertação de ozono. Contudo, a patente '052 de Harwig não divulga a injecção de um gás de lavagem de oxigénio na água através dos injectores venturi de modo a desoxigenar a água, e possui a deficiência adicional de não proporcionar quaisquer efeitos inibidores da corrosão durante o processo descrito. A Patente dos Estados Unidos Número 4,246,111 de Savard divulga um aparelho que se encontra equipado para tratar biologicamente águas residuais e clarificar a água biologicamente tratada. Contudo a patente '111 de Savard não utiliza gás de lavagem de oxigénio para a desoxigenação da água, preferencialmente mas opcionalmente água de lastro, não proporcionando também inibição da corrosão.

Por último, a Patente dos Estados Unidos Número 3,676,983 de Nold divulga uma aparelho e método para desgaseificar um liquido utilizando uma câmara de vácuo e agitação. Contudo, a patente '983 de Nold obriga à cavitação do liquido e não utiliza um injector venturi para de modo mais eficiente aumentar a desgaseificação do líquido.

Apesar de as patentes anteriormente descritas preencherem os seus objectivos e requisitos específicos, as supramencionadas patentes não descrevem um sistema e método para tratamento de água que permita a uma embarcação tratar a água de lastro que é transportada de uma área portuária para outra ao mesmo tempo que proporciona inibição da corrosão.

As supramencionadas patentes e outros sistemas de tratamento de água e os métodos correntemente conhecidos na arte não prevêem o tratamento de água utilizando meios de injecção para facilitar a desoxigenação através do gás de lavagem ao mesmo tempo que proporciona inibição da corrosão. 6

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SUMÁRIO DO INVENTO

Tendo em conta as desvantagens precedentes inerentes aos tipos conhecidos de sistemas e métodos de tratamento de água agora apresentados do estado da arte, o presente invento proporciona um sistema e método melhorado para tratar água de lastro utilizando um gás de lavagem de oxigénio que é injectado através de meios de injecção de venturi para facilitar a desoxigenação da água e ultrapassar as desvantagens e inconvenientes referidos para o estado da arte. 0 invento é tal como enunciado nas reivindicações apensas. Como tal, o objectivo geral do presente invento, o qual será subsequentemente descrito em maior detalhe, é o de proporcionar um novo e melhorado sistema e método para tratamento de água o qual possui todas as vantagens do estado da arte até agora mencionadas e muitas caracteristicas inovadoras que resultam num sistema e método para tratamento de água que não é antecipado, tornado óbvio, sugerido, ou mesmo implícito pelo estado da arte, quer isoladamente quer em qualquer combinação daquela.

Para atingir este objectivo, o presente invento compreende um sistema para tratamento de água possuindo um receptáculo e meios de injecção, que possui uma abertura de admissão que é adaptada para receber água, uma abertura de injecção que é adaptada para receber gás de lavagem de oxigénio, e uma abertura de saída que é adaptada para expelir água. A água entra na abertura de admissão e passa através do injector onde a água entra em contacto com o gás de lavagem que é admitido através da abertura no injector do sistema de injecção de venturi. A água é então expelida a partir da abertura de saída para o tanque de lastro. 0 gás de lavagem que é alimentado através do sistema de injecção provém de uma fonte geradora de gás. 0 gás pode ser alimentado ao sistema de injecção através de um primeiro sistema de admissão de gás que liga a fonte de gás ao tanque de lastro e um segundo sistema de admissão de gás que liga o tanque de lastro à abertura do injector do sistema de injecção de venturi. Em combinação com o primeiro e segundo sistema de admissão de gás, ou em alternativa, poderá existir um terceiro sistema de admissão de gás que liga a fonte de gás à abertura do injector do referido sistema de injecção de venturi e deste 7 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ modo alimenta ο gás de lavagem directamente a partir da fonte à abertura do injector. Preferencialmente, mas opcionalmente, o sistema de injecção de venturi encontra-se ligado em série com um sistema de tubagem de trasfega de tal modo que a abertura de admissão recebe a referida água que passa no sistema de tubagem de trasfega e a abertura de saida expele a água de volta ao sistema de tubagem de trasfega que pode estar ligado ao tanque de lastro. Adicionalmente, um ventilador impulsionador e/ou um regulador, que é opcionalmente mas preferencialmente uma válvula de aspiração, pode estar ligado em série com o segundo sistema de admissão de gás de lavagem entre o tanque de lastro e o sistema de injecção de venturi de modo a controlar o fluxo de gás de lavagem para o sistema de injecção de venturi. É adaptada uma bomba no lastro para receber água a partir de uma fonte externa de água e pode bombear água através do sistema de injecção de venturi. 0 sistema pode também incluir meios de recirculação que levam água para o tanque de lastro e recirculam a água do tanque de lastro através de sistema de tubagem de recirculação e bombeia de novo a água através do sistema de injecção de venturi de volta ao tanque de lastro. Este sistema de recirculação, opcionalmente mas preferencialmente, é monitorado por sensores que podem ser activados por um sistema de painel de controlo, onde os sensores são preferencialmente mas opcionalmente sensores para oxigénio gasoso e oxigénio dissolvido que monitorizam o nivel de oxigénio presente na água tratada. 0 invento pode ainda possuir um sistema e etapa de re-oxigenação que ocorre antes da libertação da água desoxigenada. Esta re-oxigenação serve para reduzir efeitos ambientais negativos que podem ocorrer quando se libertam grandes quantidades de água desoxigenada nas hidrovias circunjacentes. Existem, claro está, caracteristicas adicionais do invento que serão adiante descritas e que formarão o objecto das reivindicações apensas.

Numerosos objectos e vantagens do presente invento serão facilmente evidentes aos peritos na arte após a leitura da descrição detalhada que se segue das presentemente preferidas, mas ainda assim ilustrativas, concretizações do 8 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ presente invento, quanto consideradas em conjunto com as figuras anexas. Deverá ser entendido que o invento não se encontra limitado na sua aplicação aos detalhes de construção e aos arranjos dos componentes estabelecidos na descrição que se segue ou ilustrados nas figuras. 0 invento é capaz de outras concretizações e de ser praticado e levado a cabo de vários modos, tal como estabelecido nas reivindicações apensas. Deverá igualmente ser entendido que a fraseologia e terminologia aqui utilizadas têm objectivo descritivo e não deverão ser consideradas como limitadoras.

Assim sendo, os peritos na arte entenderão que a concepção, na qual se baseia esta divulgação, pode facilmente ser utilizada como base para projectar outras estruturas, métodos e sistemas para realizar os vários propósitos do presente invento. É por isso importante que as reivindicações sejam consideradas como incluindo tais construções equivalentes na medida em que as mesmas não se afastem do âmbito das reivindicações do presente invento. É deste modo um objecto do presente invento o de proporcionar um novo e melhorado sistema e método para tratamento de água que possui as vantagens dos aparelhos e métodos de tratamento da água do estado da arte mais as vantagens e benefícios adicionais.

Ainda outro objecto do presente invento é o de proporcionar um novo sistema e método para tratamento de água que proporciona nos sistemas e métodos do estado da arte algumas vantagens dos mesmos, ultrapassando simultaneamente algumas das desvantagens normalmente associadas com aqueles.

Ainda outro objecto do presente invento é um sistema que proporciona a utilização de um gás de lavagem de oxigénio e deste modo proporciona uma transferência mais eficiente de gás de lavagem em relação a outros métodos tradicionais de transferência como borbulhagem ou difusão de bolhas. Isto permite um modo economicamente favorável e eficiente pelo qual se limita os efeitos ambientais adversos que podem resultar quando a água não tratada é libertada num ambiente que é ecologicamente diferente daquele no qual a água foi originalmente obtida. 9 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ

Ainda um outro objecto do presente invento é o de proporcionar um sistema e método de tratamento de água para permitir a uma embarcação tratar água com gás de lavagem de oxigénio que é injectado numa corrente de água através de um injector venturi. Tal torna possível tratar de modo eficiente a água de lastro ao mesmo tempo que proporciona inibição de corrosão, diminuindo deste modo a manutenção total e os custos associados com o tratamento de água.

Adicionalmente, o presente invento proporciona igualmente um sistema e método de tratamento de água que utiliza desoxigenação através de gás de lavagem na qual o oxigénio é retirado da água. Este sistema e método de lavagem de oxigénio permite um tratamento de água com maior eficiência e sem a utilização de produtos químicos. É ainda outro objecto do presente invento o de proporcionar um novo e melhorado sistema e método para tratamento de água que pode ser fácil e eficientemente fabricado e comercializado.

Por último, é um objecto do presente invento proporcionar um novo e melhorado sistema e método de tratamento de água que tem um custo de fabrico relativamente baixo no que diz respeito a materiais e mão de obra, e que em conformidade é pois passível de apresentar preços de comercialização relativamente baixos ao público consumidor e indústrias.

Foram deste modo descritas de modo geral as características mais importantes do invento de modo a que a descrição detalhada do mesmo que se segue possa ser melhor compreendida e de modo a que a presente contribuição para a arte possa ser melhor entendida, de acordo com as reivindicações apensas.

Para uma melhor compreensão do invento, das suas vantagens operacionais e dos objectos específicos alcançados pelos seus usos, deverá ser feita referência às figuras anexadas e matéria descritiva nas quais se encontram ilustradas concretizações actuais do invento. 10 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS O invento será melhor compreendido e outros objectos que não os previstos anteriormente serão entendidos quando for considerada a sequinte descrição detalhada dos mesmos. Tal descrição faz referência aos desenhos em anexo em que: A Figura 1 é um diagrama de fluxo de processo da actual concretização do sistema e método de tratamento de água construído de acordo com os princípios do presente invento. A Figura 2 é uma vista frontal elevada do sistema e método de tratamento de água do presente invento tal como disposta numa embarcação. A Figura 3 é uma vista em planta superior da embarcação com o sistema e método de tratamento de água do presente invento nela incluída. A Figura 4 é uma vista frontal elevada do sistema e método de tratamento de água do presente invento.

Figura 5 é uma vista frontal elevada do componente injector venturi do sistema e método de tratamento de água do presente invento.

Figura 6 é uma vista frontal elevada de um sistema de recirculação fechado do invento tal como presente num receptáculo.

Os mesmos números de referência dizem respeito às mesmas partes ao longo das várias figuras.

DESCRIÇÃO DA ACTUAL CONCRETIZAÇÃO

Fazendo agora referência às figuras, e particularmente as FIGS. 1-5, uma concretização actual do sistema e método de tratamento de água do presente invento é representado e geralmente designado pelo numeral de referência 10.

Na FIG.l, é ilustrado e será descrito um diagrama de fluxo básico de um novo e melhorado sistema para tratamento 11 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ de água utilizando desoxigenação com gás de lavagem 10, que permite a uma embarcação tratar água a qual é transportada de uma área portuária para outra proporcionando ao mesmo tempo inibição de corrosão. Mais particularmente, o sistema de tratamento de água utilizando desoxigenação com gás de lavagem 10 possui sistema de entrada de água 12 através do qual a água entra a partir do exterior da embarcação. A água é posteriormente bombeada através de um sistema de bombagem 16, tal como, mas não limitado a, uma bomba de lastro 14, para uma abertura de admissão num sistema de injecção 16, tal como um injector venturi. O gás de lavagem de oxigénio que é obtido a partir de uma fonte de gás de lavagem 18 é alimentado à abertura de admissão do sistema de injecção 16 que se encontra equipado com um ventilador impulsionador 20, e pode ainda ser controlado por um regulador 22, que é preferencialmente mas opcionalmente uma válvula de admissão. Adicionalmente o gás de lavagem pode ser bombeado a partir da fonte de gás de lavagem 18 para um receptáculo 24, o qual é preferencialmente mas opcionalmente um tanque de lastro da embarcação. O gás de lavagem a ser alimentado ao sistema de injecção 16 entra em contacto com a água no interior do sistema de injecção 16, e a mistura de gás de lavagem de oxigénio e água é bombeada a partir do sistema de injecção 16 para o receptáculo 24, ou para um tanque de lastro da embarcação. Quando a mistura está no interior do receptáculo 24, o oxigénio dissolvido da água e o gás de lavagem que se misturaram dentro de bolhas micro-finas geradas pelo sistema de injecção 16, flutuam para o espaço de cabeça 26 do receptáculo 24. Podem estar presentes no receptáculo 24 uma série de sensores, os quais são preferencialmente mas opcionalmente sensores para oxigénio gasoso 28, sensores para oxigénio dissolvido 30, para monitorar a quantidade remanescente de oxigénio dissolvido na água. Pode também estar presente um sistema de painel de controlo 32 para proporcionar mais regulação e controle dos sensores e do sistema como um todo. Uma válvula reguladora de pressão e/ou uma série de válvulas reguladoras de pressão 34, tipicamente posicionada na parte superior do receptáculo 24, liberta gás de modo passivo de modo a regular a pressão no interior do receptáculo. Caso necessário, uma porção da água no receptáculo 24 pode ser recirculada para um ponto de entrada de recirculação 36 e novamente bombeada através da bomba de 12 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ lastro 14, sistema de injecção 16, e de volta ao receptáculo 24 tal como preferencialmente mas opcionalmente determinado por e/ou controlado por uma série de sensores que podem por sua vez ser controlados pelo sistema de painel de controlo 32. A FIG.2 representa o sistema de tratamento de água, que de acordo com o invento estaria situado numa embarcação, navio ou outro transporte marítimo. Tal como representado, água, preferencialmente mas opcionalmente água de lastro, é encaminhada a bordo da embarcação através de um sistema de entrada de água 12, o qual se encontra geralmente localizado na popa da embarcação. A água é posteriormente bombeada através de um sistema de bombagem, tal como uma bomba de lastro 14, para um sistema de injecção 16, tal como um injector venturi. 0 gás de lavagem de oxigénio que é obtido a partir de uma fonte de gás de lavagem 18, pode posteriormente ser bombeado através de um ventilador impulsionador 20 para o sistema de injecção 16. O ventilador impulsionador 20 pode igualmente servir para controlar a quantidade de gás de lavagem introduzida na água de modo a compensar com o deslocamento de gás de lavagem pela água no receptáculo 24 da embarcação. O gás de lavagem é também bombeado a partir da fonte de gás de lavagem 18 para o receptáculo 24 ou tanque de lastro de modo a proporcionar um maior nível de inibição de corrosão no receptáculo vazio 24. O gás de lavagem alimentado ao sistema de injecção 16 entra em contacto com a água no interior do sistema de injecção, e a mistura dos dois é bombeada a partir do sistema de injecção 16 para o receptáculo 24 da embarcação, o qual é opcionalmente mas preferencialmente um tanque de lastro. Uma vez no interior do receptáculo 24, o oxigénio dissolvido da água e o gás de lavagem que se misturaram no interior das bolhas micro-finas geradas pelo sistema de injecção 16, flutuam para o espaço de cabeça, ou outra área acima da água, no receptáculo 24. Uma série de válvulas reguladoras de pressão 34, preferencialmente mas opcionalmente, posicionadas na parte superior do receptáculo 24, e estendendo-se ao longo do convés da embarcação, controlam em qualquer momento o nível de pressão no interior do receptáculo 24. 13 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ A FIG.3 mostra a embarcação vista de cima de modo a ilustrar a localização do sistema de tratamento de água quando se encontra numa embarcação. Tal como representado, o sistema de tratamento de água 10 estará localizado, preferencialmente mas opcionalmente, na popa da embarcação ou perto desta e bombeia a água para os receptáculos, que são preferencialmente tanques de lastro 24 localizados na embarcação.

Na FIG.4 o invento é representado de tal como que a água das hidrovias circunjacentes entram na embarcação através de um sistema de tubagem de trasfega 38. A água é posteriormente bombeada através de um sistema de bombagem, tal como uma bomba de lastro 14, para uma abertura de admissão num sistema de injecção 16, opcionalmente mas preferencialmente um injector venturi que se encontra ligado em série com o sistema de tubagem de trasfega 38, o qual pode, preferencialmente mas opcionalmente, incorporar uma rede de bocais de jacto para descarga no receptáculo. O gás de lavagem de oxigénio, preferencialmente mas opcionalmente constituído com pelo 90% de azoto, que é obtido a partir de uma fonte de gás 18, é alimentado através de um primeiro sistema de admissão de gás de lavagem 40 ao receptáculo vazio 24 o qual é preferencialmente mas opcionalmente um tanque de lastro. O gás de lavagem é posteriormente alimentado para a abertura de admissão do sistema de injecção 16 a partir do receptáculo 24 através de um segundo sistema de admissão de gás de lavagem 42. A admissão do gás de lavagem ao sistema de injecção 16 pode ser facilitada através de um ventilador impulsionador 20 o qual pode também funcionar para aumentar a quantidade de gás de lavagem introduzido na água de modo a receber o deslocamento de gás de lavagem pela água no interior do receptáculo 24, que pode ser, mas não está limitado a, um tanque de lastro, uma massa de água ou uma conduta de água. O gás de lavagem que é alimentado ao sistema de injecção 16 entra em contacto com a água no interior do sistema de injecção 16, e a mistura de gás de lavagem e água é bombeada a partir do sistema de injecção 16 através de um sistema de tubagem de trasfega 38 para o receptáculo 24. O espaço entre o(s) receptáculo(s) 24 representa o que é preferencialmente mas não está limitado à zona dos porões de carga que é normalmente configurada como tal nas embarcações. 14 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ

Uma série de sensores, preferencialmente sensores para oxigénio gasoso 28 e sensores para oxigénio dissolvido 30, podem estar presentes no(s) receptáculo(s) 24 para monitorar a quantidade de oxigénio dissolvido libertado e remanescente na água, e opcionalmente, pode igualmente estar presente um sistema de painel de controlo para activar e controlar o sistema.

Na FIG.5, está representado um injector venturi 46 ligado em série com o sistema de tubagem de trasfega 36.

Neste caso, o injector venturi é um injector Mazzei Modelo 12050-SS, fabricado por Mazzei Injector Corporation em Bakersfield, Califórnia. A estrutura e operação deste injector Mazzei encontra-se ilustrada e descrita na Pat. U.S. n° 5, 863, 128 que foi concedida em 26 de Janeiro, 1999 a Angelo L. Mazzei. A água do sistema de bombagem entra na abertura de admissão 48 do injector venturi 46. O gás de lavagem de oxigénio é alimentado ao injector venturi 46 através da abertura do injector 50 e a água e o gás de lavagem entram em contacto na porção constritiva 52 do injector venturi 46. A água e o gás de lavagem são posteriormente bombeados da porção constritiva 52, e o oxigénio dissolvido uma vez presente na água e o gás de lavagem são feitos passar através da abertura de saída 54 do injector venturi 46 em bolhas micro-finas 56 geradas pela bombagem do gás de lavagem e água através do injector venturi 46. As bolhas micro-finas 56 e a água agora parcialmente desoxigenada são transportados da abertura de saída 54 para o sistema de tubagem de trasfega 38 que eventualmente transporta a água desoxigenada e as bolhas micro-finas para um receptáculo no qual pode ocorrer a desoxigenação adicional. A FIG.6 representa um sistema fechado de recirculação num receptáculo. A água não tratada entra no receptáculo 24, o qual é opcionalmente mas preferencialmente um tanque vedado; através de um sistema de tubagem de trasfega 38. Uma vez no interior do receptáculo 24, um sistema de bombagem 14 está presente para bombear a água através de tubagem de trasfega adicional 38. A água entra posteriormente numa abertura de admissão 48 de um sistema de injecção 16, o qual é opcionalmente mas preferencialmente, um injector venturi. 15 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ

No interior de uma porção constritiva 52 do sistema de injecção 15, a água entra em contacto com o gás de lavagem de oxigénio que está a ser recebido através da abertura do injector 50 dos meios de injecção 16. Uma fonte de gás de lavagem 18, que se encontra opcionalmente mas preferencialmente localizada fora de, e adjacente ao receptáculo 24, gera o gás de lavagem que é alimentado através de um sistema de admissão de gás para a abertura do injector 50. A maior parte do oxigénio dissolvido presente na água e o gás de lavagem passam posteriormente da porção constritiva 52 através da abertura de saida 54 dos meios de injecção 16 em bolhas micro-finas geradas pela bombagem do gás de lavagem e água através do sistema de injecção 16. A tubagem de trasfega 38 ligada à abertura de saida 54 transfere as bolhas micro-finas e a água agora parcialmente desoxigenada do sistema de injecção através de um bocal de jacto 58 para o receptáculo 24, no qual as bolhas micro-finas deslocam-se para o espaço de cabeça 26 no interior do receptáculo, libertando desse modo o oxigénio da água. Uma válvula reguladora de pressão 34, ou uma série de válvulas reguladoras de pressão, pode estar presente na parte superior do receptáculo 24 de modo a evitar aumento de pressão no interior do receptáculo 24. A água no interior do receptáculo 24 pode ser continuamente recirculada, e pode estar presente uma série de sensores e/ou sistema de painel de controlo para monitorar os níveis de oxigénio e gás de lavagem dissolvidos de modo a determinar a taxa de recirculação e/ou a taxa através da qual a água tratada é expelida do receptáculo 24, opcionalmente mas preferencialmente, através de tubagem de trasfega adicional. O tratamento de água aqui descrito preferencialmente, embora não exclusivamente, ocorre de tal modo que à medida que a embarcação através de um sistema de injecção, o qual é preferencialmente mas não está limitado a um injector venturi, a água entra em contacto com o gás de lavagem de oxigénio introduzido no sistema de injecção. Geralmente, o sistema de bombagem, que pode ser uma ou uma série de bombas, retira água das hidrovias circunjacentes à embarcação para o sistema de tubagem de trasfega. A fonte de gás de lavagem de oxigénio na embarcação pode ser uma fonte Standard ou método conhecido na arte, tais como gerador de azoto através de 16 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ membrana permeável, gás de combustão da embarcação, gerador de gás inerte, ou outro. O controlo da admissão de gás de lavagem pode ser efectuado através de um ventilador impulsionador e/ou regulador ligado em série com o sistema de admissão de gás de lavagem que se encontra ligado com o sistema de injecção. A fonte de gás de lavagem encontra-se ligada a um receptáculo, opcionalmente receptáculos, que é preferencialmente mas opcionalmente tanque(s) de lastro, e ao sistema de injecção através de sistema de admissão de gás de lavagem. 0 gás de lavagem pode ser alimentado ao receptáculo e enchê-lo, através de um sistema de admissão de gás de lavagem. Outro sistema de admissão de gás de lavagem permite que o qás de lavagem flua através do sistema de injecção. Este sistema de admissão de gás de lavagem pode encontrar-se ligado a alimentar gás de lavagem directamente a partir da fonte de gás de lavagem. Quando o gás de lavagem é alimentado ao sistema de injecção, o qual é preferencialmente um injector venturi, a água bombeada através do sistema de injecção entra em contacto com o gás de lavagem, e o oxigénio dissolvido presente na água é transferido da água para as bolhas micro-finas geradas pelo sistema de injecção. Estas bolhas micro-finas gasosas contêm uma mistura de gás de lavagem e oxigénio que, ao mesmo tempo que água é bombeada a partir do sistema de injecção para o receptáculo. Quando a água é bombeada para o receptáculo, o gás de lavagem que pode estar presente no receptáculo é permutado preferencialmente, mas não exclusivamente, numa razão volumétrica de 1:1. Este gás de lavagem pode ser re-direccionado para o sistema de injecção para proporcionar uma maior eficiência na utilização do gás de lavagem.

Uma vez no interior do receptáculo, as bolhas micro-finas flutuam para a superfície da água no receptáculo sobre a qual a mistura gás de lavagem-oxigénio é libertada no interior do espaço de cabeça do receptáculo ou área acima da água. 0 invento pode igualmente incluir um sistema de admissão de gás de lavagem que alimenta gás de lavagem ao receptáculo vazio de modo a evitar a re-introdução de oxigénio na água desoxigenada à medida que a água tratada entra no receptáculo. 0 efeito opcional geral mas preferencial desta depleção de oxigénio é o de impedir a sobrevivência de organismos aquáticos, tais como mas não 17

ΕΡ 1 499 563/PT limitados aqueles normalmente presentes em água de lastro, ao mesmo tempo que, ou em alternativa proporciona inibição da corrosão. 0 inicio e final do tratamento de água coincidirão com a entrada de água na embarcação. Pode ser utilizado um mecanismo de recirculação para tratamento adicional da água e a necessidade para tal pode ser determinada por uma série de sensores, incluindo mas não estando limitado a sensores para oxigénio gasoso e oxigénio dissolvido, presentes nos receptáculos que registam a concentração de oxigénio dissolvido na água de modo a opcionalmente verificar a desinfecção. Se um mecanismo de recirculação necessita de ser activado, a operação de paragem, preferencialmente embora opcionalmente, pode ser controlada através de um sistema de painel de controlo que está ligado aos sensores e válvulas.

Em utilização, pode agora ser entendido, o sistema e método de tratamento de água pode ser utilizado como um tratamento de água eficiente e não-quimico ao mesmo tempo que serve como inibidor de corrosão.

Apesar de a actual concretização do sistema e método de tratamento de água ter sido descrita em detalhe, deverá ser entendido que são possíveis modificações e variações da mesma, caindo todas elas no âmbito do invento de acordo com as reivindicações apensas. No que diz respeito à descrição anterior, deverá ser entendido que as relações dimensionais óptimas para as peças do invento, incluem variações em dimensões, materiais, formato, função e modo de operação, montagem e uso, são consideradas como facilmente entendíveis e óbvias pelos peritos na arte, e todas as relações equivalentes às ilustradas nas figuras e descritas no fascículo pretendem ser abrangidas pelo presente invento. Por exemplo, qualquer conduta cilíndrica adequada fabricada numa variedade de metais, plástico, ou outro material resistente pode ser utilizada no sistema de tubagem de trasfega e/ou sistema de tubagem de recirculação descritos. E, apesar do tratamento de água utilizando desoxigenação induzida por gás de lavagem proporcionar desinfecção em espécies aquáticas e propriedades de inibição de corrosão, preferencialmente mas opcionalmente em embarcações, ter sido descrito, deverá ser 18

ΕΡ 1 499 563/PT entendido que o sistema e método de tratamento de água aqui descritos podem igualmente ser adequados para uma ampla variedade de aplicações de tratamento de água incluindo mas não estando limitados a gestão de residuos aquosos, aplicações em agricultura, aplicações em piscinas e spas, aplicações em petróleo e gás, e várias aplicações desinfectantes. Adicionalmente, podem também ser utilizados uma ampla variedade de reservatórios e tanques de muitos formatos e dimensões, bem como um depósito aberto, em lugar do receptáculo ou tanque de lastro básicos descritos. Além disso, os requisitos de o método, configuração, dimensão, formato e pressão e volume podem ser adaptados para se ajustarem a uma ampla variedade de embarcações de uma variedade de formatos e dimensões, e um sistema fechado de recirculação e método descrito podem ser transferíveis de um receptáculo para outro. 0 invento pode igualmente ser adaptado para uma ampla variedade de bombas, receptáculos, geradores ou fontes de gás de lavagem, válvulas reguladoras de pressão ou outros componentes que são necessários para o invento mas se encontram já presentes numa embarcação ou noutra localização do tratamento.

Deste modo, o anteriormente descrito é considerado como ilustrando somente os princípios do invento. Mais ainda, uma vez que numerosas modificações e mudanças serão facilmente evidentes aos peritos na arte, não se pretende limitar o invento à construção e operação exactas apresentadas e descritas, e, em conformidade, todas as modificações adequadas e equivalentes podem ser invocadas, como estando dentro do âmbito do invento de acordo com as reivindicações apensas.

Lisboa, 2011-02-09

Claims (13)

1. ΕΡ 1 499 563/PT 1/3 REIVINDICAÇÕES 1. Sistema (10) para o tratamento da água de lastro de uma embarcação, compreendendo o sistema: uma bomba de água de lastro (14); sistema de injecção de venturi (16,46) possuindo uma abertura de admissão (48) adaptada para receber água, uma abertura do injector (50) adaptada para receber gás de lavagem e uma abertura de saida (54) adaptada para expelir a referida água; uma fonte de gás de lavagem de oxigénio (18); e um receptáculo (24) que é um tanque de água de lastro possuindo uma parte superior, o sistema compreendendo ainda uma válvula de descompressão (34) posicionada na parte superior do tanque de água de lastro (24) em que, em utilização, a água passa através do referido sistema de injecção (16,46) entrando desse modo em contacto com o referido gás de lavagem recebido através da referida abertura do injector (50), e a referida água é expelida da referida abertura de saida (54) para o referido receptáculo.
2. 2. Sistema para tratamento de água da reivindicação 1 compreendendo ainda um primeiro sistema de admissão de gás de lavagem, e um segundo sistema de admissão de gás de lavagem, em que o referido primeiro sistema de admissão de gás de lavagem liga a referida fonte de gás de lavagem de oxigénio (18) ao referido tanque de água de lastro (24) e o referido segundo sistema de admissão de gás de lavagem liga o referido tanque de água de lastro (24) à referida abertura do injector (50) do referido injector venturi (16,46).
3. 3. Sistema para tratamento de água da reivindicação 1 compreendendo ainda um terceiro sistema de admissão de gás de lavagem em que o referido terceiro sistema de admissão de gás de lavagem liga a referida fonte de gás de lavagem de oxigénio (18) com a referida abertura do injector (50) do referido injector venturi (16,46).
4. 4. Sistema para tratamento de água da reivindicação 1 compreendendo ainda um sistema de tubagem de trasfega (38) em ΕΡ 1 499 563/ΡΤ 2/3 que ο referido injector venturi (16,46) está ligado em série com o referido sistema de tubagem de trasfega (38), em que a referida abertura de admissão (48) recebe a referida água de lastro do referido sistema de tubagem de trasfega (38) e a referida abertura de saida (54) expele a referida água para o tanque de água de lastro (24) através do referido sistema de tubagem de trasfega (38).
5. 5. Sistema para tratamento de água da reivindicação 1 compreendendo ainda um ventilador impulsionador (20) adaptado para regular o referido gás de lavagem de oxigénio através da referida abertura do injector (50).
6. 6. Sistema para tratamento de água da reivindicação 1 compreendendo ainda um sistema de bombagem (14) adaptado para receber água a partir de uma fonte externa de água.
7. 7. Sistema para tratamento de água da reivindicação 1 compreendendo ainda um regulador (22) adaptado para regular o referido gás de lavagem de oxigénio recebido pela referida abertura do injector (50).
8. 8. Sistema para tratamento de água da reivindicação 1 compreendendo ainda um sistema de sensores (28,30) ligados no interior do referido tanque de água de lastro (24) em que os referidos sensores são controlados por um sistema de painel de controlo (32).
9. 9. Sistema para tratamento de água da reivindicação 1 compreendendo ainda um sistema de recirculação em que um sistema de tubagem de recirculação (35) se estende a partir do referido tanque de água de lastro (24), em que a referida água de lastro é recebida através da referida abertura de admissão (48) no referido injector venturi (16,46).
10. 10. Método para o tratamento da água de lastro de uma embarcação, utilizando o sistema de qualquer uma das reivindicações 1 a 9, compreendendo o método os seguintes passos: alimentar à referida abertura de admissão (48) a referida água a ser tratada; ΕΡ 1 499 563/ΡΤ 3/3 alimentar gás de lavagem de oxigénio à referida abertura do injector (50), proporcionando desse modo à referida água com uma miríade de bolhas micro-finas nas quais o oxigénio da referida água se difunde de uma fase aquosa para uma fase gasosa no interior das referidas bolhas micro-finas; expelir a referida água e as referidas bolhas micro-finas da referida abertura de saída (54) para um receptáculo (24), em que as referidas bolhas micro-finas são libertadas da referida água, difundindo desse modo o referido oxigénio da referida água.
11. 11. Método para desoxigenação de água da reivindicação 10 compreendendo ainda alimentar gás de lavagem de oxigénio ao referido tanque de água de lastro (24).
12. 12. Método para desoxigenação de água da reivindicação 10 compreendendo ainda recircular a referida água de lastro através do referido injector venturi (16,46).
13. 13. Método para desoxigenação de água da reivindicação 10 compreendendo ainda a re-oxigenação da referida água de lastro antes de libertar a referida água de lastro do referido tanque de água de lastro 824) para as hidrovias circunjacentes. Lisboa, 2011-02-09 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ 1/5

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    FIG. 3 ΕΡ 1 499 563/ΡΤ 3/5

    ΕΡ 1 499 563/ΡΤ 4/5

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