PT90094B - Processo e aparelho para a remocao de materiais oleosos e materiais flutuantes em geral da superficie de massas de agua - Google Patents

Description

Descrição referente a patente invenção de hmflLUS S.r.l., italia na, industriai e comercial, oom se de em Corso Eombello , 70, Sanremo, Itália, (inventor: Llirella De' Toffoli, residente na Itália), para PROCESSO Ξ APARELHO PARA A RSiiOÇÂO DE &ATERIAIS OLEOSOS E LLATERIAIS FLUTUANTES Eli GERAL DA SUPERFÍCIE DE LÍASSAS DE ÁGUA

DESCRIÇÃO

Á presente invenção refere-se a ura processo para a remoção da superfície de nassas de água de materiais oleosos, e materiais flutuantes em geral, bem como a um aparelho por meio do qual pode realizar-se o referido processo. É conhecido um grande número de processos e de aparelhos para a remoção de óleo e outros resíduos flutuantes (que no seguimento serão em geral designados simplesmente por óleo) da superfície de massas de água e., em particular, da superfície do mar, de lagos e de rios. Para fins de exemplificação, faz-se referência ao processo e ao aparelho descritos na patente inglesa 1 205 794. Contudo, os referidos processos e aparelhos já conhecidos na técnica têm inconvenientes consideráveis, em particular os seguintes:

BAD ORIGINAL

a) um rendimento de recolha muito baixo, ainda notavelmente reduzido se estiver presente ondulaçao, ainda que ligeira;

b) problemas de transporte importantes devidos às grandes dimensões dos aparelhos, quando tiverem que trabalhar num mar encrespado, mesmo ligeiramente encrespado, e o facto de nao poderem desmontar-se facilmente para um transporte mais fácil;

c) uma grande complexidade de funcionamento que torna absolutamente obrigatória uma assistência a bordo, continuamente, com pessoal, cuja segurança coloca muitas vezes limites para a aplicação de tais aparelhos, que sao ainda mais carregados com os meios logísticos exigidos pelo referido pessoal;

d) a recolha do óleo apenas pode efectuar-se, ou quando o aparelho está a deslocar-se avançando através das massas de água a purificar, ou apenas quando o aparelho está em repouso, não sendo ambas as possibilidades proporcionadas no mesmo aparelho;

e) pouca flexibilidade operacional, de modo que os referidos aparelhos raramente funcionam em condições operacionais óptimas;

f) condições de navigabilidade insatisfatórias, no que respeita à manejabilidade e à resistência aos movimentos das ondas, especialmente no mar.

É um objectivo da presente invenção proporcionar um processo e um aparelho para a remoção de materiais oleosos e em geral resíduos flutuantes de massas de água, que elimina os inconvenientes atrás mencionados conhecidos na técnica.

Uma das características básicas próprias da

presente invenção é o facto de a remoção da matéria oleosa poder ser efectuada com um rendimento de separação constantemente elevada, mesmo em condiçoes de mar encrespado e por meio de um aparelho cujo peso e dimensões são relativamente limitados, pelo menos em comparaçao com aparelhos semelhantes já conhecidos na técnica. Isso é possível devido ao facto de, por um lado, ser garantida uma recolha de toda a quantidade de óleo em causa e, por outro lado, o mínimo de água recolhida com o óleo. Além disso, o óleo que flutua na superfície da massa de água, antes de ser enviado para a fase de decantaçao final, é concentrado e simultaneamente separado da quantidade maior possível de água inicialmente associada com o mesmo. Um outro aspecto importante da presente invenção, que melhora o rendimento da remoção de óleo, é o facto de as várias fases da recolha, concentração e decantaçao do referido óleo serem efectuadas por forma a reduzir ao mínimo a possibilidade de aparecer turbulência na massa de água, e de, por exemplo proporcionar meios mecânicos para pôr em movimento os vários fluxos de líquido apenas a jusante da sua separaçao final e meios adaptados para reduzir o efeito da turbulência induzida pelo movimento das ondas nos fluxos de líquido que estão a ser tratados, além de características e dispositivos de concepção especial.

Uma outra característica da presente invenção é a possibilidade de fácil desmontagem a fim de tornar fácil o transporte por estrada, sendo depois a estrutura de novo montada junto do local de utilização.

Ainda segundo a presente invenção, o processo e tal que pode ser seguido através de comandos automáticos e/ou por via radioeléctrica dos componentes operativos do aparelho nos quais sao efectuados, nao sendo portanto já necessária a assistência permanente de pessoal a bordo. Deste modo tornou-se possível, por um lado, proporcionar um aparelho com peso ainda mais reduzido e, por outro lado, permitir que o aparelho seja usado mesmo em condições de mar muito

encrespado, quando os aparelhos conhecidos já nao poderiam funcionar por questões de segurança do pessoal.

Uma outra característica da presente invenção é o facto de que a operaçao de tranferência do óleo para as instalações de armanezamento pode ser feita simultaneamente com o movimento de avanço do aparelho, ou enqunto este está parado, sem ter de interromper as operações de recolha. Uma outra vantagem particular da presente invenção relativamente ao estado da técnica reside na possibilidade de ajustar os vários parâmetros de funcionamento às condiçoes variáveis associadas com cada operação de despoluição particular, tais como o estado do mar, a densidade e espessura da camada de óleo, a velocidade de remoção, a poluição residual admissível, etc., a fim atingir uma flexibilidade de funcionamento óptima. Finalmente, o aparelho tem muito boas condições de navigabilidade, em termos de capacidade de manobra e de resistência ao mar.

Outras características e vantagens do processo e do aparelho segundo a presente invenção tornar-se-ao mais evidentes a partir da descrição seguinte de algumas das suas formas de realização, feita apenas com fins exemplificativos e nao limitativos e com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1, uma vista geral em planta do conjunto do aparelho;

A fig. 2, uma vista lateral do mesmo;

A fig.3 e a fig. 4 sao dois cortes tranversais esquemáticos do aparelho, por dois planos de corte, como melhor se descreve adiante;

A fig. 5, um corte longitudinal por um plano vertical da parte da estrutura representada em (B), feito

por exemplo pela linha (V-V) da fig. 3, estando representados os componentes referentes a uma versão simplificada particular ;

A fig. 6, mais em particular o pormenor (E) da fig. 5;

A fig. 7, o mesmo corte da fig. 5, mas indica componentes operativos representados com mais pormenor numa forma de realização particular;

A fig. 8, uma vista em planta da parte (B) da forma de realização da fig. 7;

A fig. 9, uma vista em planta esquemática de um dos cascos (A), provido de vários depósitos de decantação do líquido recolhido; e

A fig. 10, um corte transversal de um casco (A), pelo plano (W-W) da fig. 9.

O aparelho de acordo com a presente invenção é constituído por uma estrutura que inclui substancialmente cinco corpos estruturais entre os quais há dois cascos laterais (A) do conjunto, situados simetricamente em relaçao ao plano de simetria longitudinal do aparelho, estando esse plano representado a traço-e-ponto na fig. 1, tendo os referidos cascos uma forma paralelipipédica substancialmente alongada e estreita, adequadamente inclinada nas suas extremidades dianteira e traseira. Deve notar-se que na descrição seguinte, o sentido do aparelho aqui indicado para o lado esquerdo da figura pela seta (F), será definido como sentido de navegaçao, para viagens de transferência nao operativas do aparelho, enquanto o sentido oposto para a direita da figura, representado pela seta (F¹), será definido por sentido de recolha, movendo-se o aparelho à ré neste último sentido.

Entre os cascos laterais (A) estão situados três corpos centrais, entre eles um corpo designado por (B), ou bacia, que tem a forma geral de um paralelipípedo sem tampa, ligados aos corpos adjacentes (A) de maneira nao rígida, mas sim deslizante verticalmente, por meio de guias especiais, com a possibilidade de ser fixado numa posição particular. As fig. 3 e 4 representam esquematicamente dois exemplos de arrumaçao diferentes tomada pelo aparelho, com o corpo (B) colocado em dois níveis diferentes em relação à linha de flutuação (LG), durante a navegação e durante a operação de colheita, respectivamente. O corpo (C), ou casco central está situado entre os dois cascos laterias (A), na zona deslocada no sentido da navegaçao, e forma a parte de proa durante a operaçao de transferência segundo a seta (F), enquanto que, juntamente com os referidos cascos (A), aos quais está ligado rigidamente por meio de dispositivos de ligação amovível, conhecidos em si (não representados), forma também a armação principal do aparelho, que é accionado por duas hélices representadas em (D) nas fig. 1 e 2.

Eventualmente, o corpo (M), que substancialmente acomoda a maquinaria, os comandos, a instrumentação, etc., está ligado às outras partes (A) e (C) do casco, de preferência numa posição elevada relativamente a estas últimas. As cinco partes atrás mencionadas podem ser separadas umas das outras, sendo cada uma delas dimensionada de modo a ser transportável por estrada normalmente. Os corpos (A) têm uma forma tal que criam uma perturbação mínima ao fluxo do fluido à frente da bacia (B), isto é, no canal de recolha (K). Como está representado na fig. 2, ambos os corpos (A) estendem-se verticalmente abaixo da linha de flutuação uma extensão menor comparada com a do corpo (C), para contribuir para um elevado valor da flutuaçao com uma impulsão relativamente reduzida. Os pesos do aparelho sao mantidos num mínimo e em particular os dos depósitos laterais (A) estão concentrados para o lado do centro de gravidade, a fim de reduzir o momento de inércia de peso, enquanto a superfície flutuante

é muito mais extensa, para aumentar o momento de inércia geométrico. Deste modo, melhora-se a adaptabilidade fácil da estrutura ao perfil das ondas. Na forma de realização da fig. 7, o valor da flutuaçao estende-se para a frente (segundo o sentido da seta (F¹)) por meio de lâminas (5) que compreendem o tabique deslizante (P ) da fig. 5, de modo que o centro de gravidade é deslocado para a frente a fim de reduzir o raio de rotação a que as laminas (5) ou o tabique (P ) ficariam sujeitos pela oscilaçao da estrutura em relaçao às ondas, reduzindo assim o golpe de imersão que neles produziriam as vagas mais altas devido â rotaçao de toda a estrutura .

espaço no qual é recebida a bacia (B) é envolvido no sentido de navegaçao pelas paredes que definem os corpos (A) e (C), que se estendem também acima da linha de flutuação. A fim de limitar o movimento interno das ondas, a bacia está dividida num certo número de células que se estendem a toda a sua profundidade e definidas por divisórias transversais verticais (Ρ^,Ρ^,...) e divisórias longitudinais (14) (ver a fig. 8) estendendo-se estas últimas também para cima da linha de flutuaçao, enquanto as transversais, excepto a exterior para o lado de (F), terminam abaixo da referida linha e, de preferência, a uma altura próxima da divisória (P) que define a bacia no sentido de trabalho.

A bacia (B) é feita móvel verticalmente por actuadores (não representados) de tipo conhecido, de modo que pode ser posicionada onde se desejar, como está representado nas fig. 3 e 4, sendo também possível, se os actuadores forem controlados por um sensor apropriado, que a bacia seja posicionada numa posição variável continuamente a fim de seguir o perfil da onda que chega.

Fazendo agora referência à fig. 5, que se refere à primeira versão simplificada da bacia (B), que está representada aqui em corte longitudinal, está representada

à direita a primeira de várias divisórias transversais, representada em (P), cujo bordo superior está colocado ao nível (L^) que varia de acordo com o movimento vertical de uma parte deslizante (P_m), comporta, pertencente â referida divisória (P).

Um sensor colocado fora e â frente da bacia, detecta apropriadamente de antemão a altura variável (L^) do líquido exterior que chega, e ajusta, por meio de actuadores controlados automaticamente, o nível ^^Pm^' de modo que a diferença -L₂ seja o mais possível constante, tendo um valor que pode ser determinado em cada instante pelo operador.

A lâmina de líquido, com a expessura -L₂, que flui sobre a comporta (P ) chega ao interior da bacia (B) onde é mantido um nível médio (L^), inferior a (L₂), ajustado pelo operador por meio de uma bomba de elevado caudal (G,fig. 7) através de portas de aspiração (F) possivelmente ajustáveis, situadas próximo do fundo da bacia, a um nível tal que assegure retirada de água, e portanto enriquecimento em óleo, só para a camada superficial imediatamente abaixo do nível (L^). Deve notar-se que se proporciona pelo menos uma porta de sucção (F) em cada uma das câmaras formadas no interior da bacia (B) por divisórias transversais (P^,P₂,...) em comunicação umas com as outras na zona superior através de aberturas (E), a fim de proporcionar níveis progressivamente decrescentes da superfície do líquido para a esquerda a partir do nível (L^) relativamente à câmara definida pelas divisórias transversais (P^) θ (P₂). ^Na P^as_ sagem atrás mencionada, a turbulência do líquido, ou os seus movimentos, são amortecidos por um dispositivo que, enquanto nao põe um obstáculo relevante ao fluxo do líquido dirigido para a esquerda, acima do limiar, substancialmente evita um fluxo para trás possível, embora transitório, no sentido oposto, somando-se no entanto â acção de amortecimento do movimento das ondas no interior da bacia. Como está representado na fig. 6, o referido dispositivo é de preferência

tsm.

constituído por uma folha ou cortina rectangular (0) que se estende ao longo de toda a largura do limiar, e de preferência dividida num certo número de secções, tanto no sentido da largura como no da altura, que além de cobrir toda a profundidade do limiar estende-se também acima do nível de flutuação médio, de preferência até um nível máximo que pode ser atingido pelo líquido, em funcionamento, acima do limiar. Cada uma das partes que constituem a referida folha é feita de um material muito flexível, de preferência fino e elástico, ligado de maneira substancialmente estanque ao longo de um dos seus lados horizontais, a um membro (R) paralelo ao bordo do limiar e situado fixamente em relaçao â estrutura, de modo que a folha (0), ou todo o conjunto de membros flexíveis que constituem esta e ligados fixamente a pontos da estrutura, quando empurrados pelo fluxo que transborda pelo limiar para flectirem perpendicularmente ao mesmo, cede, opondo apenas uma resistência desprezável (fig. 6), e quando for empurrada, por exemplo pelo movimento de uma onda no interior da bacia, no sentido oposto, é levada primeiro a fechar a passagem de fluido acima do limiar e depois, uma vez atingida a referida posição, mantém-se limitada à mesma até haver um impulso no referido sentido, por meio de batentes apropriados (N) proporcionados para esse fim. Os referidos batentes serão tais que conferem uma resistência e uma rigidez suficientes à folha flexível (0) que assenta contra os mesmos, não introduzindo no entanto qualquer perturbação no fluxo acima do limiar, tendo por exemplo a forma de certo número de encostos de espera ou de uma rede rígida com dimensões adequadas dos arames e das malhas.

Na última câmara do lado esquerdo proporcionase uma divisória adicional com uma altura variável por meio da comporta (Pn), ajustável manual ou automaticamente, a fim de manter o seu bordo superior ao nível (L^), inferior ao nível médio (L^) do líquido contido na última câmara, sendo a diferença L^-L^ determinada pelo operador. A variação automática pode fazer-se através de um movimento coordenado

a fim de seguir continua e imediatamente o nível do líquido instantaneamente presente na última câmara da bacia, a fim de eliminar ou reduzir fortemente as variações na profundidade de imersão do limiar proporcionado pelo bordo superior da comporta (^pn) para entrada num tubo de comunicação (I) relativamente ao nível instantâneo nessa zona da bacia, e consequentemente as variações do caudal do líquido que transborda de (^pn) par (I)» para admissão para o tratamento subsequente. Deste modo, na câmara (I), que no seguimento será definida como tubo de comunicação de transbordo, possivelmente dividida na direcçao transversal, estabelece aí um fluxo de entrada de uma mistura de óleo/água, muito rica em óleo.

O líquido que entra no tubo de comunicação (I) é retirado através das aberturas (H), com um caudal variável, para manter a superfície entre os níveis (L,_) e (Εθ), máximo e mínimo, respectivamente, num valor apropriado escolhido e tal que, relativamente ao nível (L^), é inferior de preferência numa pequena quantidade, a fim de reduzir a um mínimo a turbulência inevitável induzida pelo transbordo, mas no entanto suficientemente grande para impedir um refluxo substancial de líquido do tubo de comunicação para a bacia, provocado por exemplo por movimentos da estrutura, ou por um movimento das ondas que se verifique no interior da bacia.

Proporcionam-se pelos menos duas aberturas (H) , uma â direita e outra â esquerda do tubo de comunicação (I) , estando cada uma delas ligada por meio de tubos flexíveis de diâmetro apropriado ao flange respectivo, representados em (X) (fig. 9), do primeiro depósito incluído no referido grupo de depósitos (U) situados do mesmo lado e no interior de cada um dos cascos laterais (A). No desenho foi representado um grupo de doze depósitos. Cada um dos referidos depósitos (U), para ambos os grupos, está em comunicação com o seguinte, através de ranhuras de passagem situadas na parte superior e na parte inferior, representadas em (Q) e (S),

respectivamente, como se ilustra na fig. 10. No último depósito de cada grupo, proporciona-se um vácuo de intensidade apropriada para obter o enchimento total até cima, dos doze depósitos com o líquido retirado do tubo de comunicação (I) através das aberturas (H). 0 último depósito de cada grupo está provido de uma cúpula elevada, representada em (Z) na fig. 8, em cuja parte superior se proporcionam tubos para aspiração do óleo e do ar, os mecanismos de controlo automático de vácuo e os indicadores do nível da superfície do líquido, sendo todos estes elementos conhecidos já. Enquanto se mantiver o vácuo, também se mantém um enchimento completo dos doze depósitos (U) com uma mistura de óleo/água, a qual, devido â travessia longa, lenta e nao turbulenta através do grupo de depósitos, permite que apenas o óleo se concentre na parte superior e apenas a água se concentre na parte inferior. Se se retirar a água da parte inferior dos últimos depósitos (U), através dos flanges (Y) (fig. 9), a parte superior dos mesmos depósitos encher-se-á completamente de óleo. A superfície de separaçao entre a água e o óleo actuará, numa posição mínima pré-determinada, o arranque e a aspiraçao da cúpula (Z) de uma bomba de transferência de óleo, enquanto a paragem da bomba será controlada por um sinal derivado do nível máximo pré-determinado da referida superfície. De facto, como os depósitos comunicam entre si também na parte superior, a superfície de separaçao óleo/água fica ao mesmo nível em todos os depósitos e, como é suficiente uma posição de remoção única para a aspiraçao do óleo recolhido, será possível transferir o óleo dos depósitos mesmo sem interromper as operaçoes de recolha. Além disso, o facto de todos os depósitos estarem cheios de líquidos tem como consequência que se evitam variações da distribuição das cargas com a consequente redução da estabilidade, que poderia reduzir a velocidade com que a estrutura se ajusta às vagas mais altas, além de possíveis turbulências e choque no interior dos referidos depósitos.

A remoção do óleo através do depósito (Z) pode ser feita ligando a parte superior dos depósitos, por

meio de canalizações tubulares, com um pequeno colector ou cárter, de preferência proporcionado num nível inferior, em comparaçao com o nível da água mantido no interior do tubo de comunicação (I), de modo que o óleo pode fluir para o mesmo, mesmo apenas por acçao da gravidade. A partir desse colector o óleo é retirado por meio de uma bomba, comandada, segundo técnicas conhecidas, por dois indicadores de nível, para controlar a transferência do óleo para os contentores de armanezamento de óleo finais, de modo que, quando a quantidade de óleo contido nos depósitos (U) for superior a um certo valor, um dos sensores actua o arranque da transferência e, quando a quantidade referida descer abaixo de outro valor pré-determinado, o segundo sensor controla a paragem da transferência. Como será também evidente, mantendo um vácuo no interior do grupo de depósitos, o nível dos líquidos contidos nos mesmos pode subir acima do que atrás se indicou e possivelmente mesmo acima do nível da bacia, sendo então possível aumentar a altura útil dos depósitos, principalmente a fim de aumentar a sua capacidade de decantaçao e armazenamento.

Na prática, na referida cúpula elevada (Z) na parte superior do último depósito de cada grupo em ambos os cascos (A), proporcionaram-se quer a saída de aspiração de ar necessária para manter o referido vácuo, quer, por baixo desta, o tubo de remoção do óleo recolhido, bem como os acessórios para os indicadores de nível e os controladores. Além disso, a cúpula (Z) é também um volume cheio de líquido que é um reservatório que compensa as variações de nível provocadas pelas variações do fluxo de entrada proveniente do tubo de comunicação (I) e pelas variações do fluxo de saída através do flange inferior (Y).

Fazendo agora referência às fig. 7 e 8, nelas está representada com mais pormenor uma forma de realizaçao preferida, como um exemplo de forma simplificada e mais geral da bacia (B) representada na fig. 5. (P) é ainda a parede dianteira que envolve a bacia (B) no lado dianteiro, enquanto as paredes transversais internas estão representadas em (8).

- 12tan»,

No bordo superior de (P) desliza uma comporta arqueada (1), substancialmente com a forma de uma porção de superfície cilíndrica, estendendo-se em toda a extensão no sentido da superfície de flutuação. A comporta (1) está articulada em charneira numa haste transversal fixa (2), por meio de braços (3), que convergem radialmente para esta última. Na extremidade superior da comporta (1) está articulada, ao longo de uma haste (4) paralela à haste (2), um membro em forma de lâmina ou similar (5) voltado para fora da bacia e, em particular, para a zona representada em (k) na fig. 1. Além disso, a lâmina (5) está ligada rigidamente a um sistema de flutuadores (6) (e de moías, não representadas em pormenor) , que mantêm os flutuadores submersos em média de cerca de metade do seu volume. Deste modo, a lâmina (5) é mantida numa posição horizontal, a nível pré-determinado que pode ser ajustado previamente por meios conhecidos, já mencionados mais atrás quando se descreveu a forma de realização da fig. 5, com ampla possibilidade de deslocamento vertical, permitido pela ligaçao de charneira relativamente â haste (2), abaixo do nível de flutuaçao . Deste modo, mantem-se relativamente constante a espessura média da camada de líquido -I^ acima da lâmina (5), independentemente do perfil das ondas. Qualquer translacção vertical comunicada à lâmina (5), provoca portanto um movimento correspondente da parede (1) que desliza tangencialmente e substancialmente vedada hermeticamente ao longo do bordo superior da primeira parede ou divisória (P). Portanto, por um lado, a lâmina (5) pode seguir livremente o movimento das ondas, enquanto, por outro lado, é proporcionado um deslizamento relativo entre a parede (1) e o bordo da comporta vertical, de uma maneira substancialmente estanque, e sem atrito notável.

A lâmina (5) e a comporta (1) formam um conjunto que corresponde â comporta (P^) da fig. 5. A lâmina (5) e um membro que efectua uma primeira separaçao da camada de líquido que deve ser admitida na bacia e tem de manter-se substancialmente horizontal, ao mesmo tempo que pode

efectuar movimentos transversais verticais, perpendicularmente ao seu plano, ao longo de uma parte de uma trajectória circular quase vertical exigida pela rotação do corpo de suporte traseiro que constitui a comporta (1). A parede fixa (P) protege a porção inferior do membro (1) da pressão dinâmica da água pelo facto de o bordo superior estar situado a uma distância radial muito curta da superfície cilíndrica do referido membro, a fim de garantir uma boa vedação contra a entrada na bacia de água que passe entre o membro móvel (1) e a parte Fixa (P).

Deve notar-se que o membro de separação, ou lâmina (5), pode ser suportado por um membro traseiro (1) que, em vez de ter a forma de uma superfície cilíndrica, tem uma forma vertical substancialmente plana, como se mostra esquematicamente em (P ) na fig. 5, obrigado a deslizar numa direcção paralela ao longo da parte fixa (P), com um mínimo de folga, possivelmente proporcionando vedações de tipo conhecido, a fim de melhorar a acçao de vedaçao.

Segundo uma outra forma de realização, o movimento da lâmina (5) pode ser diferente do movimento substancialmente vertical permitido pelo flutuador (6). De facto, a referida lâmina pode ser articulada rotativamente directamente na estrutura fixa, por meio de uma haste horizontal disposta transversalmente em relação ao fluxo do líquido, ao longo de um lado do mesmo, ou ao longo de um eixo interno que não necessita de passar pelo centro de gravidade para reduzir ao mínimo o desequilíbrio nele induzido pela força dinâmica proveniente do movimento relativo da água. A profundidade da ligaçao de articulação rotativa será igual ou próximo da distância de separaçao média necessária para a camada de líquido superficial, sendo proporcionado um tipo conhecido de ligaçao a um sistema de controlo adaptado para fazer oscilar o bordo dianteiro da lâmina de acordo com as variações do perfil das ondas. Proporcionar-se-ao ligações flexíveis e estanques à água ainda entre o eixo de rotação e a armaçao, situadas de modo tal que nao interfiram com o movimento de oscilação da lâmina.

Na forma de realizaçao da presente invenção representada na fig. 7, a bacia (B) é dividida em quatro zonas (7a) a (7d), por meio de divisórias (8) dispostas substancialmente vertical e transversalmente, que se estendem desde o fundo da bacia até às aberturas (E), a fim de manter continuidade na camada de superfície, com uma divisão simultânea da massa de água contida no interior da bacia (B) para reduzir uma turbulência possível ou a propagaçao do movimento das ondas. Junto do bordo horizontal superior das divisórias (8) proporcionam-se abas articuladas (9) substancialmente horizontais que se estendem de modo que cobrem quase toda a largura e quase metade do comprimento das zonas centrais (7b) e (7c) da bacia (B). As referidas abas (9) estão ligadas a dispositivos amortecedores (10) de tipo conhecido, por exemplo amortecedores de êmbolo, a fim de poderem oscilar a uma profundidade média pré-determinada para amortecer o movimento das ondas, ao mesmo tempo que permitem a passagem das camadas superficiais ricas em óleo entre as mesmas. Os meios amortecedores (10) absorvem e dissipam parte da energia das ondas. Cada uma das abas (9) tem a forma de arco, de modo que, mesmo numa posição desactivada, nao têm qualquer influência substancial sobre os movimentos das camadas sobrejacentes, mas estorvando os movimentos das ondas nas zonas circundantes e a componente de turbulência proveniente das camadas subjacentes.

As aberturas anti-refluxo ou aberturas unidireccionais (E) proporcionadas na parte superior de cada divisória (8) foram já descritas em pormenor, com referência à fig. 5 e, no que respeita às pequenas cortinas flexíveis (0), com referência à fig. 6. A bacia (B), provida além disso com as divisórias longitudinais (14) já descritas, para reduzir ao mínimo possível os movimentos das ondas transversais,

está provida de uma conduta inferior (11) colocada através da referida bacia na direcção longitudinal e tendo uma entrada dianteira (12) e uma saída traseira (13) proporcionada na parede traseira ou no fundo da bacia. Próximo da saída (13) da conduta (11) proporciona-se uma bomba (G) que faz a aspiraçao do líquido quer do exterior através da entrada (12), quer das zonas interiores (7a) a (7d), através dos tubos de comunicação transversais (F) ligados â conduta (11) e proporcionados no fundo das câmaras (7a) a (7d). Os tubos de comunicação (F) e a entrada (12) podem ser obstruídas por meios conhecidos, a fim de controlar, de acordo com as necessidades, o valor da aspiraçao de água do exterior ou das câmaras da bacia (B). Para permitir as operações de recolha realizadas também quando a estrutura está em repouso ou avançando a baixa velocidade, podem proporcionar-se dispositivos de remoção, tendo cada um deles a forma de preferência de um troço de conduta em cotovelo para ser ligado à saída (13), a fim de sujeitar a água de saída a um desvio apropriado, de preferência em oposição entre os jactos, ou para baixo, de modo que o impulso de propulsão que actua na estrutura, devido ao jacto expulso pela bomba (G) através da abertura (13), seja neutralizado.

No interior da câmara (7b), onde se verifica a concentração mais elevada do óleo, proporciona-se uma conduta flexível e estanque à água (15), cuja secção transversal é constante, por meio de um certo número de aneis horizontais rígidos, estando o anel mais próximo da superfície (15a) (fig. 7), ligado quer a um membro de fixaçao deslizante verticalmente (nao representado no desenho) impedindo que o anel se vire num plano horizontal, quer a um flutuador (16) proporcionado para manter a entrada do tubo flexível a um nível pré-determinado e ajustável abaixo da superfície livre (1*4) da bacia ou, melhor, da câmara (7b), de acordo com as condiçoes de funcionamento, de modo que o líquido contido na área (7d) transborde continuamente para o interior do tubo (15). Através deste último, por acao da gravidade, o

6

líquido atinge o tubo de comunicação (I) sendo assim depois subsequentemente sujeito ao processo anteriormente descrito com referência às fig. 5, 9 e 10. Deve notar-se que as operações de processamento anteriores podem ser repetidas sequencialmente, efectuando a separação dos líquidos e a remoção das camadas superiores, enquanto se rejeitam as inferiores, já não em águas substancialmente não perturbadas, mas na porção que contem a camada de óleo que foi já sujeita à concentração preliminar durante a primeira ou as subsequentes operaçoes de processamento sequenciais, e introduzindo o líquido que foi separado e retirado, também em uma ou mais bacias subsequentes, para retardação e separação, executando-se possivelmente outras operações que compreendem a desacelaraçao, ejecçao da água de baixo e remoção superficial de líquido com uma maior concentração de óleo.

Como atrás se mencionou, a bacia central (B) está ligada à estrutura por meios nao integrados, mas através de guias de tipo conhecido para permitir um movimento de deslizamento vertical, em particular relativamente aos dois cascos laterias (A). 0 referido movimento pode ser proporcionado através de meios de controlo de potência conhecidos, comandados pelo operador ou por um sinal obtido a partir de um sensor própio, de modo que a distância vertical relativa ao perfil das ondas não está rigidamente dependente do movimento da estrutura flutuante relativamente ao mesmo perfil, mas sim podendo ser ajustado continuamente a fim de reduzir as variações na referida distância a um mínimo. As referidas variações coincidem então substancialmente, referindo-nos sempre ao perfil das ondas, com as da porção da estrutura a que está ligada a referida lâmina ou membro de separaçao (5). Os deslocamentos desta última serão então controlados apenas para eliminar ou reduzir as variações da espessura

-L2 da camada de líquido admitida para (B) provocadas pelos movimentos menores das ondas e pela parte do movimento das ondas maiores que não foram compensadas pelo deslocamento da bacia. Como a acção do membro (5) nao tem qualquer influên·1 7

cia na diferença de níveis que poderia ser induzida pelo movimento das ondas entre o exterior e o interior de (B), limitando-se a seguir a mesma diferença e a reduzir o seu efeito na espessura da camada de líquido que entra na bacia, o referido movimento das ondas, para a parte controlada pelo membro (5), implica irregularidades e turbulência no fluxo de entrada devido â referida diferença de níveis: controlando o deslocamento da bacia para seguir o movimento das ondas maiores obtem-se a vantagem de eliminar a referida diferença de níveis e portanto as referidas irregularidades e turbulência no fluxo entrado.

Deve eventualmente notar-se que o aparelho segundo a presente invenção tem uma forma e está disposto de modo tal que pode navegar e manobrar durante as viagens de transferência nas quais nao se efectua qualquer operaçao de recolha, de modo que o membro que durante as referidas operaçoes efectua a primeira separaçao entre as camadas superficiais da massa de água envolvente, isto é, a lâmina (5), durante a referida navegaçao de trasferência, fica situado substancialmente à popa da referida estrutura flutuante. Por outro lado, a extremidade oposta do corpo (C) que, durante a navegaçao, forma a proa, terá de preferência uma forma para optimizar as características de navegaçao do conjunto, relativamente em particular â velocidade e â capacidade de manobrar. Ao mesmo tempo, como a bacia é móvel verticalmente, pode ser levada à posição em altura que melhor se adapta para as referidas características de navegaçao e possivelmente total ou parcialmente esvaziada de água.

Podem introduzir-se adições e/ou modificações no processo e no aparelho segundo a presente invenção, para a remoção de óleo e resíduos flutuantes em geral da superfície de massas de água, como atrás se descreveu, sem sair do âmbitC' de protecção da presente invenção.

Claims (17)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo para a remoção da superfície de massas de água, de matérias oleosas e matérias flutuantes em geral, designadas abreviadamente por óleo, gue compreende a operação de aumentar preliminarmente a sua concentração por unidade de área nas camadas superiores, relativamente à concentração inicial, retirando água das camadas inferiores, caracterizado por a referida operação preliminar do aumento da concentração ser efectuada nas seguintes fases, de maneira elementar e contemporâneamente:

   a) separar inicialmente da superfície da massa de água pouco espessa, com uma espessura (L^L2) mínima, mas ainda suficiente para conter com certeza toda a guantidade de óleo, comunicando simultaneamente ao líguido da referida camada separada uma velocidade relativa tal gue a faça avançar para o tratamento seguinte com uma turbulência mínima ou nula;

   b) introduzir depois o líquido da referida camada separada numa bacia (B) cuja dimensão horizontal relativamente à secção transversal onde se verificou a separação é tal que se reduz substancialmente a referida velocidade relativa do escoamento do líquido, de modo que se fomenta um processo de decantação devido apenas à diferença de densidades entre a água e o óleo que flutua substancialmente não perturbado por cima da água, sendo o nível médio (L3) de líquido na bacia (B) mantido próximo do nível médio da massa de água no exterior;

   c) fazer com que a água na bacia (B) tenha um escoamento dirigido para baixo, aspirando do fundo do depósito as suas camadas inferiores, deixando assim o óleo já separado à superfície, aumentando ainda mais a sua concentração;

   d) retirar da superfície da bacia onde se encontra a maior concentração de óleo uma camada superior de líquido substancialmente privada de água e fazer avançar a mesma para outro tratamento de decantação que compreende a passagem, com uma velocidade reduzida, através de um agregado de depósitos (U), que põem em comunicação uns com os outros os líquidos retirados das camadas superficiais que têm uma maior concentração de óleo, mantendo-se um fluxo do primeiro depósito (U) para o último, a partir do qual a água depositada no fundo é aspirada e descarregada, enquanto o óleo é, por sua vez, retirado e enviado para ser armazenado fora da parte superior do referido último depósito (U).
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida aspiração da água das camadas inferiores na bacia (B) poder ser obstruída e a sua ejecção poder também ser usada para produzir um movimento relativo da referida bacia (B) sobre a superfície da referida massa de água, formando a água ejectada pelo menos um jacto que pode ser dirigido de modo tal que se reduza a zero ou diminua o seu impulso de propulsão.
3. 3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por se proporcionar um controlo da espessura (L1L2) da camada de líquido que é separada e enviada para decantação e concentração do óleo, de modo que a referida espessura se mantém abaixo de um mínimo que assegura ainda que toda a quantidade de óleo seja separada e introduzida na referida bacia (B) , fazendo variar instantaneamente essa espessura (L1L2) para se adaptar facilmente às variações das ondas no exterior da bacia.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as referidas fases a) - d) de processamento do líquido serem repetidas sequencialmente para efectuar a separação dos líquidos e a sua remoção das camadas superiores nas quais está já presente uma concentração mais elevada da camada de óleo devido às operações de processamento anteriores.
5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a remoção do óleo por aspiração do último dos referidos depósitos (U) ser realizada de maneira contínua e automática, sem qualquer necessidade de interromper as operações de recolha, usando como sinal para a actuação da aspiração o nível atingido pela água em relação à superfície de separação do óleo no interior dos referidos depósitos (U).
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por no interior de todo o agregado dos referidos depósitos (U) em comunicação uns com os outros se formar um vácuo mediante a aspiração de ar de um dos depósitos (U) do agregado, de modo que se assegura o enchimento completo dos depósitos tornando assim o fluido no seu interior isento de qualquer efeito devido ao movimento da estrutura induzido pelo movimento exterior das ondas.
7. 7. Aparelho para remoção, da superfície de massas de água, de matérias oleosas designadas genericamente por óleo, que inclui uma estrutura flutuante (A,B,C,M) provida de meios de propulsão (D) associados permanentemente com a mesma, com um dispositivo (Pm,S) de separação, montado móvel numa parede dianteira de entrada (P) da referida estrutura, estando a sua superfície superior submersa na água a um nível mais baixo do que a superfície (L^) da referida massa de água, estando uma bacia (B) da referida estrutura provida com a referida parede dianteira (P) em comunicação com o referido dispositivo de separação e tendo uma profundidade e uma secção transversal muito maiores do que as dimensões correspondentes acima do referido dispositivo de separação, de modo que o fluxo de líquido que nela entra é fortemente desacelerado em comparação com a velocidade relativa da entrada na bacia (B) e meios de í

   I divisória (8,9,14,0) adaptados para reduzir o movimento; das ondas no interior da bacia (B) , caracterizado por a diferença (L3L2) ser mínima e ajustável, desde que seja suficientemente grande para separar positivamente das camadas inferiores toda a camada de óleo flutuante, por a parte inferior da referida bacia (B) estar provida de aberturas de aspiração (12,F), ligadas a meios de aspiração (G) e adaptadas para gerar um fluxo de água da saída superior para uma saída inferior (13), enquanto mantém no interior da referida bacia (B) um nível médio (L3) que é mantido próximo do nível médio da água na qual a estrutura flutua, sendo além disso proporcionados meios (P_n,I,15) para retirar líquido da camada superficial no interior da bacia (B) e junto do seu lado oposto àquele onde estão situados os referidos meios de separação, a fim de enviar o líquido retirado, através de um tubo de descarga (I), para um sistema de outros meios de decantação, para a separação final e a descarga, que compreendem pelo menos um agregado de depósitos (U) dispostos em série, os quais comunicam uns com os outros na sua parte inferior, através de aberturas (S) , comunicando o primeiro depósito de cada agregado, através de uma passagem (X) na sua parte mais inferior, com o referido tubo de descarga (I), enquanto o último depósito do agregado está em comunicação, no seu lado inferior, com' a aspiração (Y) de meios de bomba de ejecção da água, proporcionando-se ainda meios para retirar o óleo fazendo a sua colheita na parte superior dos depósitos, acima do fluxo de água.
8. 8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a referida estrutura, em particular na sua parte mais próxima do elemento de separação (P_m,5) estar adaptada para seguir as variações do perfil das ondas devido aos seus pesos serem reduzidos e concentrados, para manter mínimo o valor do momento de inércia da estrutura, sendo a í superfície de flutuação estendida para elevar o raio í geométrico de inércia para um máximo, estendendo-se a referida estrutura num sentido tal que se aproxima do centro de gravidade geométrico da mesma na zona em que está situado o componente de separação (P_m,5).
9. 9. Aparelho de acordo com as reivindicações 7 ou 8, caracterizado por a bacia (B) ser dividida, na direcção transversal, num certo número de componentes completos que funcionam em paralelo, sem qualquer possibilidade de comunicação na direcção transversal, estando além disso dividida na direcção longitudinal num certo número de câmaras (7a a 7d) que comunicam, na parte inferior, com os referidos meios de aspiração (G) de caudal elevado e, na parte superior, com a câmara adjacente que se segue, no sentido do fluxo de líquido ou do fluxo de recolha, sendo o dispositivo de separação entre duas câmaras adjacentes na direcção longitudinal constituído por um tabique (8) que sobe do fundo da bacia até um ponto ligeiramente abaixo da linha de água, para formar um patamar (E) adaptado para permitir que apenas as camadas superiores, já enriquecidas de óleo, passem para a câmara seguinte.
10. 10. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por incluir, em cada patamar (E) , um dispositivo (0) adaptado para impedir substancialmente qualquer refluxo no sentido oposto, ajudando desse modo a amortecer o movimento das ondas no interior da bacia, sem no entanto impedir o fluxo normal da corrente de líquido acima do referido patamar (E).
11. 11. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o referido dispositivo de separação compreender o bordo superior de uma comporta plana vertical (P_m) montada de maneira deslizante e estanque relativamente à parede dianteira (P) da bacia (B) , de modo a seguir o perfil da onda.
12. 12. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os referidos meios de remoção dos líquidos a enviar para a decantação ulterior e os meios de separação final (U) compreenderem, na câmara (7d), pelo menos um descarregador (I) em vertical, que termina horizontal situado ligeiramente estabelecido forma de tubo substancialmente na sua parte superior num bordo controlável (L^), nível médio (L3;

    num nível mais baixo do que o na bacia (B) e comunicando, na sua extremidade oposta, através de uma abertura (H) , com o primeiro, de cada lado, do referido agregado de depósitos de decantação (U).
13. 13. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o nível do líquido no interior do referido tubo de descarga (I) ser mantido a uma altura que se situa entre um nível inferior (Lg) e um nível máximo (L5), devido ao fluxo de saída através da referida abertura (H) e à profundidade de imersão (L4) do referido bordo superior (15a) de uma parte superior (15) do referido tubo de descarga (I), que é ajustável em função do movimento das ondas, formando uma diferença de níveis mínima com o referido nível (13), suficiente para impedir qualquer refluxo de líquido do tubo de descarga para o interior da bacia, sendo possivelmente proporcionados controlos automáticos adaptados para seguir continua e imediatamente o referido nível instantâneo no interior da câmara (7d).
14. 14. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por os referidos depósitos (U) de cada agregado comunicarem uns com os outros também através da sua parte superior, de modo que a superfície de separação entre a água e o óleo atinge o mesmo nível em todos os depósitos, sendo portanto suficiente um só ponto de remoção para efectuar a aspiração do óleo que se junta na parte superior dos depósitos.
15. 15. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por cada depósito (U) dos referidos agregados ser fechado na parte superior, de modo que se evita que o movimento, em especial o balanço de popa à proa, induzido pelas ondas na estrutura, provoque a agitação e a mistura do liquido nos depósitos, o que seria um obstáculo para a decantação, com aberturas de ventilação com válvulas de retenção, sendo cada um dos depósitos (U) mantido completamente cheio de líquidos, proporcionando-se meios para efectuar a aspiração de ar no último depósito de cada agregado.
16. 16. Aparelho de acordo com as reivindicações 14 e/ou 15, caracterizado por um depósito de cada agregado estar provido de uma cúpula elevada (Z) na qual se proporciona quer a abertura de aspiração do ar para gerar o vácuo no interior do sistema, quer, por baixo da mesma, do tubo de extracção do óleo recolhido, bem como acessórios para indicadores de nível e controlos, proporcionando a referida cúpula (Z) também uma câmara fechada sob pressão cheia com líquido e adaptada para compensar, como se fosse um reservatório, as variações de nível, de modo que se assegura em qualquer caso o enchimento dos depósitos com a parte superior tapada, a manutenção dos depósitos (U) do agregado a uma pressão mais baixa que a pressão atmosférica e o nível do líquido nos depósitos mais elevado do que a superfície exterior e na bacia (B) , bem como na referida cúpula elevada (Z), relativamente à parte superior fechada dos depósitos.
17. 17. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por uma estrutura substancialmente formada por partes divisíveis, independentes e ligadas entre si, tendo cada uma delas dimensões tais que permitem o transporte das mesmas por estrada, incluindo uma parte central formada pela referida bacia (B) que contém todos os componentes internos, duas partes simétricas ou cascos laterais (A) contendo substancialmente os depósitos para a decantação ulterior e para a separação final, uma parte (C) que compreende a parte central do casco, situada entre os dois cascos laterais (A) do lado da direcção de transferência relativamente à referida bacia (B) , adaptada para formar com os referidos cascos laterais (A) , a estrutura actual do casco, e uma quinta parte (M) na qual são recebidas substancialmente as máquinas, os comandos e a instrumentação, situada numa posição central na parte superior das partes atrás mencionadas, tendo as referidas partes (A) e (C) uma forma tal que proporciona ao aparelho boas características de navegabilidade quando navega sem efectuar uma função de recolha de óleo, estando além disso as referidas partes posicionadas de modo tal que definem entre si o espaço adaptado para conter a referida bacia (B) , tendo em conta o seu deslocamento entre uma posição superior fixa durante a navegação de transferência e uma segunda posição inferior móvel· durante as operações de recolha de óleo.

    Lisboa, 14 de Janeiro de 1994.

    RESUMO

    PROCESSO E APARELHO PARA A REMOÇÃO DE MATERIAIS OLEOSOS E MATERIAIS FLUTUANTES EM GERAL DA SUPERFÍCIE DE MASSAS DE ÁGUA

    A invenção refere-se a um processo para a recolha, da água, de matéria oleosa e resíduos em geral que flutuam à superfície da mesma, que compreende a separação, das camadas inferiores, de uma camada superficial contendo os resíduos, a sujeição da mesma a operações subsequentes de concentração dos referidos resíduos e a ejecção da água subjacente. Um aparelho para a realizaçao do processo compreende uma estrutura flutuante com boas condiçoes de navigabilidade, adaptada para ser desmontada num certo número de partes, provida com meios para separar uma camada superficial fina que tem toda a quantidade dos resíduos e para os introduzir num grande depósito de decantaçao móvel adaptado para seguir o movimento principal das ondas, com meios de ejecçao da água decantada, com meios para transferir o líquido que contem matérias oleosas já concentradas para um sistema de depósitos em comunicação uns com os outros para continuar a decantaçao e a separaçao final do óleo da água e com meios adaptados para impedir os movimentos internos das ondas.

    0 aparelho nao exige atendimento pessoal contínuo a bordo nem a interrupção das operações durante a descarga dos resíduos de óleo recolhidos.