BRPI1002636A2 - sistema de remediação eletrocinética - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE REMEDIAçãO ELETROCINéTICA. A presente invenção descreve um sistema de remediação eletrocinética, que consiste em um arranjo de eletrodos verticais e uma malha horizontal, um sistema de aquisição de dados e uma fonte de aplicação de corrente, a ser utilizado em processos eletrocinéticos para remediação de solos contaminados in situ, como processo primário, por exemplo, para extração de metais ou como técnica complementar em outros processos, por exemplo, na biorremediação.
Description
SISTEMA DE REMEDIAÇÃO ELETROCINÉTICA
Campo Técnico
A inovação ora proposta apresenta um sistema de remediação eletrocinética, que consiste em um arranjo de eletrodos verticais e em uma malha horizontal, um sistema de aquisição de dados e uma fonte de aplicação de corrente, a ser utilizado em processos eletrocinéticos para remediação de solos contaminados in situ, como processo primário, por exemplo, para extração de metais ou como técnica complementar em outros processos, por exemplo, na biorremediação.
Estado da Arte
A figura 1 (adaptado de Alshawabkeh et al, 1999*) mostra um sistema convencional com dois tipos de arranjo, onde (A) representa os eletrodos positivos (anodos), (B) o eletrodo negativo (catodo), (C) as áreas de aplicação efetiva do campo elétrico gerado entre eles com a aplicação da diferença de potencial (ddp), e (D) as áreas não cobertas pelo campo elétrico. Nos dois arranjos todos os eletrodos são posicionados verticalmente dentro da massa de solo. Também existe o arranjo em linhas paralelas utilizando eletrodos verticais. O campo elétrico gerado tem linhas de ação horizontais em todos estes arranjos.
Um sistema diferente do convencional foi objeto de patente em 1994 pela Monsanto, DuPont, e General Electric (EUA), conhecido como Método Lasagna™. Este método consiste em utilizar como um dos conjuntos de eletrodos uma mistura de areia e carbono, que pode ser aplicada em um arranjo horizontal ou vertical. Nas figuras 2 e 3 (adaptados de Monsanto, 2004), são mostrados, respectivamente, na figura 2 o arranjo horizontal e na figura 3 o arranjo vertical, onde (A) representa os eletrodos constituídos da mistura de areia e carbono, (B) a zona de degradação dos contaminantes pela ação do campo elétrico gerado, (C) a região contaminada de solo, (D) o sentido do fluxo eletroosmótico e (E) o poço de extração da solução contendo os contaminantes. O campo elétrico é vertical no arranjo horizontal (figura 2) e é horizontal no arranjo vertical (figura 3).
A melhoria apresentada em relação às demais referências existentes no estado da arte reside na configuração do sistema de aplicação do campo elétrico que é mais amplo e efetivo na sua utilização em campo. Ao invés de utilizar apenas, por exemplo, eletrodos verticais tanto para os anodos quanto para os catodos, se utiliza de uma malha de aço instalada na superfície como um dos pólos, gerando um campo elétrico tridimensional na massa de solo, e possibilitando, ainda, a inversão da polaridade, no que permite atender a uma variedade de aplicações de acordo com o contaminante envolvido, tanto para remoção em diferentes direções e profundidades, quanto para injeção de nutrientes com uma distribuição mais ampla na massa de solo, fator este importante para a biorremediação.
Descrição Detalhada da Invenção
O sistema proposto consiste da aplicação do campo elétrico em uma configuração de quatro ou mais eletrodos verticais e uma malha retangular horizontal para representar o eletrodo de polaridade oposta. A configuração da malha de eletrodo pode ser adaptada aos obstáculos presentes no campo em que for utilizado o dito sistema. O sistema consiste dos eletrodos confeccionados em materiais como o aço inox ou outros materiais equivalentes que possam apresentar resistência à corrosão e eficácia, um sistema de aquisição de dados, sendo o mesmo composto por módulos que permitem a aquisição externa com transmissão dos dados de forma direta e uma fonte de aplicação de corrente, onde uma ddp é aplicada através de uma fonte de alimentação simétrica digital entre os dois conjuntos de eletrodos produzindo um campo elétrico tridimensional no interior do solo, cuja extensão é determinada em função do arranjo, profundidade dos eletrodos verticais, extensão e abertura da malha.
A figura 4 mostra em detalhes uma configuração do dito sistema, onde (A) representa a malha horizontal de eletrodo, (B) os eletrodos verticais de aço inox 316, (C) a fonte geradora da diferença de potencial entre os dois conjuntos de eletrodos, (D) representa os poços eletrolíticos onde são inseridos os eletrodos verticais, (E) a fronteira do campo elétrico gerado, (F) o sentido do fluxo eletroosmótico na configuração da figura, e (G) a injeção de nutrientes no caso de utilização dos sistema como técnica complementar de um processo de biorremediação.
Em um protótipo da presente invenção, os eletrodos verticais foram constituídos de barras circulares de aço inox 316 com 6mm de diâmetro e 75cm de comprimento. A malha foi também constituída do mesmo material e em formato retangular com dimensões externas de 30 χ 45 cm. Sua estrutura interna possuía quatro barras, sendo duas na direção de 30 cm e duas na direção de 45 cm com espaçamento entre elas de 10 e 15 cm respectivamente.
Os eletrodos verticais foram inseridos em poços de tubo PVC com Vi polegada de diâmetro e 75cm de comprimento contendo furações em uma das extremidades ao longo de 20 cm e com espaçamento de 5cm entre si. Os poços foram cravados na massa de solo e a malha instalada horizontalmente na superfície. Após a montagem dos eletrodos foi aplicada uma ddp através de uma fonte de alimentação simétrica digital entre os dois conjuntos de eletrodos produzindo um campo elétrico tridimensional no interior do solo, cuja extensão foi determinada pelo arranjo, profundidade dos eletrodos verticais, extensão e abertura da malha. O intuito do recobrimento do poço com tubos de PVC foi o monitoramento dos parâmetros investigados e injeção/remoção de substâncias químicas ao longo do processo, além de evitar possíveis "fechamentos" dos poços devido ao fluxo gerado.
As dimensões acima propostas e o formato da malha não devem ser considerados como limitadores ao escopo da presente invenção, pois o arranjo proposto foi utilizado em caráter experimental e teve como objetivo principal a validação do sistema, no que ficou ratificado através dos resultados apresentados, sua eficácia e utilização para qualquer aplicação de campo, ou seja, dentre as vantagens oferecidas pelo dito sistema é que a malha pode ser construída no próprio local e seu desenho pode ser adaptado no campo à presença de árvores, postes e quaisquer outros obstáculos.
Claims (7)
1. SISTEMA DE REMEDIAÇÃO ELETROCINÉTICA caracterizado pela aplicação do campo elétrico em uma configuração de eletrodos verticais e uma malha retangular horizontal ou de outra forma, confeccionados em materiais como o aço inox ou outros materiais equivalentes que possam apresentar resistência à corrosão e eficácia, um sistema de aquisição de dados e uma fonte de aplicação de corrente.
2. SISTEMA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser a dita malha retangular horizontal confeccionada preferencialmente em aço inox.
3. SISTEMA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser o dito sistema de aquisição de dados composto por módulos, que permitem a aquisição externa com transmissão dos dados de forma direta.
4. SISTEMA de acordo com a reivindicação 1, caracterizado gor ser a dita fonte de aplicação de corrente, uma fonte de alimentação simétrica digital entre os dois conjuntos de eletrodos.
5. SISTEMA de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por ser a ddp aplicada entre os dois conjuntos de eletrodos.
6. SISTEMA de acordo com as reivindicações 4 e 5, caracterizado por produzir a ddp aplicada, um campo elétrico tridimensional no interior do solo.
7. SISTEMA de acordo com as reivindicações 4 a 6, caracterizado por ser a extensão do campo elétrico tridimensional no interior do solo determinado em função do arranjo, profundidade dos eletrodos verticais, extensão e abertura da malha.
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| BRPI1002636 BRPI1002636A2 (pt) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | sistema de remediação eletrocinética |
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| BR (1) | BRPI1002636A2 (pt) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109908527A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-21 | 武汉轻工大学 | 一种垃圾飞灰处理装置及处理垃圾飞灰的方法 |
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2010
- 2010-07-30 BR BRPI1002636 patent/BRPI1002636A2/pt not_active Application Discontinuation
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