ES2222582T3 - Equipo flotante para recoger productos oleosos sobrenadantes. - Google Patents

Abstract

El equipo se caracteriza por su ligereza, eficacia y eficiencia en la recuperación de sustancias oleosas sobrenadantes; esto se obtiene a) realizando sobre el terreno, es decir dentro del equipo flotante mismo, la separación entre el agua y las sustancias oleosas; b) mediante el uso general de materiales (estructuras autoportantes y no autoportantes) de bajo peso específico (plásticos); c) utilizando los mismos miembros de recogida (tambores) como flotadores de soporte del equipo; d) utilizando el armazón de autosoporte como conducto para alimentar los sobrenadantes recuperados al tanque colector, o utilizando la misma geometría del sistema como sustituta tanto de conductos como de tanque colector. Todo esto hace su uso extremadamente flexible, sencillo y eficiente tanto en plantas fijas (estanques, tanques, pozos o similares) como móviles (aguas de mar o de lago).

Description

Equipo flotante para recoger productos oleosos sobrenadantes.

Campo técnico

La invención se refiere a un equipo flotante para recoger productos oleosos sobrenadantes, basados en el fenómeno de adhesión a la superficie.

La limpieza de la superficie del agua del mar o lagos contaminada por productos oleosos, minerales u otros productos, o la recogida, a través de medios físicos, de tales sustancias sobrenadantes en estas aguas o de las localizadas dentro de pozos, tanques o cubetas, se realiza con dispositivos basados en la adhesión o más sencillamente por extracción directa del agua contaminada.

Para este propósito, se han construido diferentes tipos de equipos (a veces llamados succionadores), los cuales pueden ser agrupados esquemáticamente en las siguientes categorías:

a) sistema de disco,

b) sistema de tambor,

c) sistema de cinta,

d) sistema de cuerda,

e) sistema de campana.

Estado de la técnica

A continuación se da una descripción de sistemas usados en la actualidad:

a) Sistema de disco

El equipo, que comprende un grupo de discos de acero separados aproximadamente 150/200 mm con un diámetro de aproximadamente 500 mm y un grosor de aproximadamente 3 mm, está ensamblado en un eje de rotación. El ensamblaje es soportado por una estructura de acero autoportante, fijada o conectada a flotadores que aseguran también su estabilidad horizontal. Los discos, que están parcialmente sumergidos en agua, giran a una velocidad de 10/20 revoluciones/minuto. El líquido sobrenadante se adhiere a la superficie del disco de rotación, y luego es extraído por rastrillos y transportado a un tanque; este equipo es muy eficaz, no obstante, debido a sus grandes dimensiones y a su peso, su transporte es difícil y normalmente requiere medios de elevación para conseguir su instalación y mantenimiento, y además para su uso se requieren aguas profundas.

b) Sistema de tambor

Estos equipos están descritos en los documentos WOBO/00161 y W094110026.

El documento W080/00161 se refiere a un barco de vela catamarán con propulsor, timones y quillas de balance para capturar grandes manchas oleosas y descargarlas mediante bombas en otros medios colectores.

El equipo recoge el aceite mediante adhesión a las superficies de tambores y mediante rastrillos que lo descargan en un canal instalado entre los tambores laterales, es decir suspendido por encima de la superficie del agua sin contacto con la misma; el aceite es descargado después, mediante bombas, en contenedores.

El aceite es dirigido entre los tambores que forman el catamarán para facilitar la adhesión a las superficies de tambor, pero no puede ser almacenado en esta zona, debido a que el espacio entre los tambores está abierto en uno o ambos extremos, esto siendo necesario porque el dispositivo es un barco catamarán. En consecuencia este dispositivo necesita un canal suspendido sobre el agua y separado la misma. En otras palabras, la cantidad de aceite recogido por adhesión con este dispositivo depende de la capacidad del canal: sin la instalación de un canal el aceite se perdería de nuevo en el agua y en consecuencia podría ser recogido.

En el documento W094/10026 se describe un aparato para recoger material flotante de la superficie de un líquido mediante un dispositivo mecánico. El aparato incluye al menos un tambor giratorio parcialmente sumergido en el líquido alrededor de un eje fundamentalmente horizontal (12). La superficie curvada del tambor no es homogénea, sino que tiene figuras geométricas que forman unas palas mediante las cavidades, que son menos profundas gradualmente en la rotación prevista del propio tambor, desde un máximo hasta un mínimo de profundidad, debido al hecho de que el radio de la superficie curvada que forma las palas, aumenta desde un valor mínimo hasta un valor máximo.

El aceite flotante no es recogido por adhesión, sino principalmente por un dispositivo similar a una rueda hidráulica provista con palas gradualmente menos profundas. Un conducto de transporte, es decir el canal, recibe sólo sustancias arrastradas desde los tambores mediante las palas y la ayuda de un deflector que también soporta un conducto con un transportador.

La geometría del sistema favorece la acumulación de materiales o residuos sólidos flotantes adyacentes a los tambores de recolección, diminuyendo en gran medida su eficacia. El dispositivo, basado en el funcionamiento de las palas, también extrae agua de la superficie del agua junto con los residuos, en una cantidad variable.

Tanto el tanque de contención como el canal de transporte están abiertos por arriba, de modo que también recogen agua fácilmente, debido al movimiento de las olas o a la lluvia, lo que puede generar inestabilidad horizontal y en algunos casos incluso que el tanque se hunda debido a un desplazamiento con carga completa insuficiente del aparato.

c) Sistema de cinta

Es poco eficaz, ya que es fijo y en consecuencia no puede ser usado en mar abierto, o incluso en cubetas con niveles de agua variable.

Se compone de una cinta de metal plana que es sujetada e insertada entre dos rodillos giratorios, el primero de los cuales está inactivo y sumergido en el agua mientras el segundo es impulsado y se sitúa en el exterior. La cinta, cuya longitud es de aproximadamente 300 mm y cuyo grosor es aproximadamente de 0.5 mm en la superficie de adhesión, recoge sustancias oleosas, que luego son extraídas por rastrillos situados al lado del tambor de impulsión y son enviadas a un tanque recolector.

d) Sistema de cuerda

Es conceptualmente similar al sistema precedente y tiene similares inconvenientes; se usa una cuerda en lugar de la cinta, y es "forjada" al lado del tambor de impulsión superior.

e) Sistema de campana

Se compone de una "campana" situada con un eje vertical y con una altura ajustable, cuyos bordes están ligeramente sumergidos bajo la superficie del líquido libre a una profundidad en función del grosor del fluido sobrenadante que va a ser extraído. La campana conectada a una canalización de succión es soportada mediante un chasis por flotadores que aseguran la estabilidad horizontal de la misma.

La eficacia de este sistema es buena sólo cuando las sustancias oleosas presentan un gran grosor constante; no obstante, dado su enorme peso y sus dimensiones, es difícil de manejar y requiere la instalación de medios de elevación, además no puede ser usado en mar agitado.

El sistema descrito anteriormente puede ser realizado también con métodos que intentan reducir los inconvenientes mencionados, aunque necesitan una asistencia casi continua.

Resumen de la invención

El objeto principal de la presente invención es proporcionar un equipo flotante para recoger aceites sobrenadantes sin la instalación de un canal o tanque suspendido por encima del agua para depositar grandes cantidades de aceite sin poner en peligro la flotabilidad del equipo, es decir sin la necesidad de un gran desplazamiento con carga completa del equipo flotante.

Otro objeto importante es proporcionar un equipo flotante que no pueda hundirse y pueda trabajar incluso en aguas agitadas (mar, superficies de lagos o similares).

Otro objeto importante es proporcionar un equipo que pueda funcionar de forma continua, sin asistencia, en procesos estables, y que requiera poco personal de funcionamiento y pocas operaciones de mantenimiento.

Otro objetivo de la invención es evitar la recogida del material sólido flotante en la superficie del agua que tenga un peso específico más ligero que el agua y, en consecuencia, garantizar la eficacia del equipo.

Con este objetivo la invención resuelve el problema de eliminar el canal que contiene el aceite recogido, suspendido entre los tambores, mediante el almacenamiento del aceite sobrenadante recogido de la superficie del agua en un espacio cerrado y delimitado en el que el fondo se sustituye por la propia superficie del agua y está cerrado por las paredes del perímetro del chasis que soporta el equipo.

Además, el equipo resuelve el problema de evitar que los materiales sólidos con un peso específico más ligero que el agua puedan introducirse en el espacio cerrado que forma el tanque de almacenamiento.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describe detalladamente a continuación en referencia a los dibujos incluidos, que proporcionan respectivamente:

Figura 1, vista desde arriba del equipo;

Figura 2, la vista lateral desde A;

Figura 3, la sección BB con tambores, parte central del rastrillo y prensa del rastrillo, mientras se recoge el aceite;

Figura 4, sección longitudinal CC, en la que se visualiza la boca de succión y el filtro de succión;

Figura 5, una parte del ensamblaje del tambor;

Figura 6, muestra de las líneas del flujo superficial del fluido.

Descripción de la forma de realización preferida

El equipo mostrado en la Figura 1 consiste en una estructura rectangular compuesta por dos tambores paralelos cilíndricos 1 y un chasis 2 que soporta dichos tambores; el ensamblaje de dos tambores/chasis delimita en su interior un espacio 3, que está abierto por arriba y por abajo, pero cerrado lateralmente por placas 2.1 que forman el chasis.

Los tambores giran en dirección contraria, cada uno en la dirección para arrastrar el producto flotante recogido del exterior hacia abajo y posteriormente hacia arriba hasta los rastrillos que hacen que caiga sobre la superficie del agua que forma el fondo del espacio delimitado 3.

El aceite recogido por adhesión en los tambores giratorios, es conducido hacia el interior del espacio 3, después de haber sido extraído por unos rastrillos centrales 4 en ambos tambores, la línea de contacto con cada tambor estando colocada en una generatriz de los mismos cercana al espacio interno y adecuadamente por encima de la línea de flotación.

Otros dos rastrillos 5 para cada tambor colocados en las bases de los mismos cerca del espacio interno, de nuevo con la línea de contacto por encima de la línea de flotación, completan la operación de extracción del aceite.

De esta manera, el producto es conducido hacia el interior del espacio 3, que forma, debido su peso específico diferente, una "superficie libre" más alta que la línea de flotación fuera del espacio 3.

El fluido transportado dentro del espacio 3 es aspirado mediante una bomba, a través de una o más bocas de succión 1.1.

El fluido aspirado a través de las bocas (1.1) es previamente filtrado por un filtro de forma cilíndrica 1.2. La altura alcanzada por el fluido dentro del espacio depende del peso específico, de el equilibrio hidrodinámico que se alcanza debido a la velocidad del tambor, de la viscosidad del aceite, de la cantidad de producto flotante presente en la "zona" y de la cantidad extraída por la bomba.

Puesto que el espacio dentro de la estructura no tiene fondo, se consigue una separación casi completa e inmediata del agua y el producto.

Preferiblemente ambos tambores y el chasis son de plástico o de materiales termoplásticos elegidos entre los que consiguen una mejor adhesión a la superficie de las sustancias oleosas, como por ejemplo poliolefinas y PVC.

Las dimensiones del equipo pueden variar.

Los tambores, que tienen 450 mm de diámetro, tienen una capacidad de recogida de aceite probada de hasta 20 m^{3}/h; los tambores giran a una velocidad que varía entre 4 y 20 r.p.m.; la velocidad depende de la viscosidad del producto que va a ser recuperado (una viscosidad superior corresponde a una velocidad inferior y viceversa) y de la cantidad de fluido (grosor) presente junto al equipo (un grosor superior corresponde a una velocidad más alta).

Los tambores se mueven por motores de aire comprimido 6 o por motores eléctricos/hidráulicos equipados con reductores de la velocidad.

Los tambores tienen un eje tubular 7, dentro del cual se sitúa un eje de acero inoxidable 8 que se conecta al eje tubular mediante una clavija 9; el eje está conectado al reductor de velocidad a través de una lengüeta 10.

De esta manera es posible, mediante una sencilla operación que consiste en destornillar el tornillo 11, desmontar los tambores para fines de mantenimiento o transporte.

La bomba está fuera del ensamblaje flotante y está conectada al mismo a través de un tubo de succión. En otras formas de realización, la bomba de succión y de salida de las sustancias flotantes recogidas dentro del espacio, se sitúa en el propio equipo conectada al chasis.

Los rastrillos hechos de una placa de plástico u otro material adecuado pueden ajustarse perfectamente a la superficie del tambor mediante rastrillos prensados mediante un dispositivo 12 movido a través de un pasador roscado 14 o, en la base, mediante
resortes 13.

La Figura 6 muestra la corriente del fluido en la dirección de los tambores del equipo durante su rotación.

Claims (6)

1. Equipo flotante para recoger productos oleosos sobrenadantes, que comprende dos o más tambores flotantes, unidades de transmisión para girar los tambores flotantes que consisten en motores de aire comprimido o eléctricos o hidráulicos, bombas instaladas a bordo o en el exterior, conectadas con una tubería de succión y accionada por su propio motor o por el mismo motor de transmisión de los tambores, y rastrillos paralelos a las generatrices de los tambores así como rastrillos laterales situados en las bases de los tambores, adaptados para arrastrar los fluidos adheridos a ambas superficies giratorias, caracterizado por el hecho de que el equipo forma un espacio delimitado (3) esencialmente abierto por el fondo, cuyo fondo está formado por la superficie del agua, las paredes del espacio delimitado (3) siendo los tambores de rotación (1) y las placas verticales transversales (2.1) que forman el chasis (2) del equipo, dicho equipo funciona de tal manera que el aceite sobrenadante recogido por adhesión en la superficie oleofílica de los tambores, y arrastrado hacia fuera, es descargado en el fondo de dicho espacio delimitado (3), donde se acumula flotando sobre la superficie del agua debido al diferente peso específico, de modo que puede ser aspirado a través de un filtro colocado establemente dentro del fluido, entre los tambores (1), a través de una boca de succión (1.1) inserta en la pared lateral (2.1) del equipo.

2. Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los tambores giran cada uno en direcciones opuestas, con el objetivo de arrastrar el aceite sobrenadante desde el exterior hacia abajo, por debajo del tambor, y posteriormente hacia arriba, hacia el rastrillo central que provoca la caída del aceite recogido sobre la superficie del agua que forma el fondo del espacio delimitado (3).

3. Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se proporciona un filtro (1.2) que está formado por un tubo cilíndrico cuya superficie tiene agujeros perforados (1.3) para permitir la entrada del aceite sobrenadante pero no de posibles materiales flotantes sólidos, dicho tubo cilíndrico perforado, debido a la construcción del equipo, está situado en o sobre el agua cuando está en posición de espera.

4. Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que las placas externas verticales laterales (2.1) se extienden por debajo de la línea de flotación, con el objetivo de aumentar el volumen del espacio delimitado (3) y no permitir la entrada lateral de material sólido flotante en la superficie de agua dentro de dicho espacio delimitado.

5. Equipo según las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que su estructura no puede hundirse debido a que el espacio delimitado (3) puede contener cualquier cantidad de aceite sobrenadante recogido sin poner en peligro la flotabilidad de los tambores que permiten su flote.

6. Equipo según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el equipo flotante está hecho completamente de plástico.