ES3046714T3

ES3046714T3 - A submersible nano-bubble generating device and method

Info

Publication number: ES3046714T3
Application number: ES23208793T
Authority: ES
Inventors: Bruce Scholten; Prathamesh Manik Shinde
Original assignee: Moleaer Inc
Current assignee: Moleaer Inc
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2025-12-02
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: AU2020235650A1; EP3938087B1; KR20210138688A; JP2022525596A; EP3938087A4; CL2021002383A1; JP2025072443A; EP3938087A1; EP4295943B1; CN113613765A; CL2023002253A1; AU2020235650B2; US11331633B2; EP4295943C0; CA3133245A1; PL3938087T3; MX2021011101A; ES2972549T3; US20200289992A1; EP3938087C0

Abstract

Se describe un aparato para producir nanoburbujas en un volumen de líquido. El aparato incluye un motor con un eje giratorio, un elemento permeable axialmente giratorio acoplable a una entrada de gas y un soporte de tubo giratorio acoplado al eje giratorio del motor, con una cavidad interior que alberga el elemento permeable axialmente giratorio. Al girar, el elemento permeable axialmente giratorio gira de forma que su velocidad superficial simula un flujo turbulento axial por encima del umbral turbulento del líquido, lo que permite que este desprenda gas de la superficie exterior del elemento permeable axialmente giratorio, formando así nanoburbujas en el líquido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Dispositivo y método de generación de nanoburbujas sumergibles

[0003] Reivindicación de prioridad

[0004] La presente solicitud reivindica la prioridad, en virtud de 35 USC §119(e), de la solicitud de patente estadounidense n.° 62/818.573, presentada el 14 de marzo de 2019.

[0005] Campo técnico

[0006] La presente invención se refiere a un dispositivo de aireación sumergible y a métodos para producir nanoburbujas en un volumen de líquido.

[0007] Antecedentes

[0008] Se han utilizado diversos sistemas, tales como sistemas de bombas o soplantes, para suministrar gas a un volumen de un medio líquido con el fin de obtener un nivel deseado de saturación de gas en el medio líquido. La saturación de gas es la relación entre la concentración de gas disuelto en el medio líquido y la concentración máxima de gas que puede disolverse en el medio líquido en condiciones de equilibrio estable. Un sistema de aireación puede recircular líquido (por ejemplo, agua) utilizando una o varias bombas para disolver gas en el líquido.

[0009] A modo de ejemplo, la cantidad de oxígeno disuelto en una fuente de agua puede indicar su calidad. Diversos organismos vivos utilizan el oxígeno presente en las fuentes de agua. En algunos casos, es deseable mantener un nivel de saturación de oxígeno en un líquido. En algunos casos, es deseable aumentar la cantidad de oxígeno disuelto en el agua.

[0010] El documento DE 19823839 A1 describe un aparato para producir burbujas con un elemento permeable axialmente giratorio y un soporte tubular rotatorio que aloja dicho elemento. El documento US 4.229.389 describe un aparato y un método para introducir diversos gases en líquidos. Un inconveniente de los sistemas actuales es que muchos no son viables o aplicables en determinadas circunstancias. Por ejemplo, el sistema de aireación puede no ser eficaz para una gran masa de agua (u otros medios líquidos). Asimismo, el bombeo para recircular una gran masa de agua puede no ser factible debido a su ineficacia o a la falta de accesibilidad del equipo. En consecuencia, existe la necesidad de un medio alternativo para obtener un mayor nivel de saturación de oxígeno en dichas condiciones.

[0011] Sumario

[0012] La presente invención se define en las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes describen formas de realización adicionales de la invención. Tal como se utiliza en el presente documento, el término "nanoburbuja" se refiere a una burbuja que tiene un diámetro inferior a un micrómetro (mm). Una microburbuja, que es mayor que una nanoburbuja, es una burbuja que tiene un diámetro superior o igual a un mm e inferior a 50 mm. Una macroburbuja es una burbuja que tiene un diámetro mayor o igual a 50 mm.

[0013] Se describe un aparato para producir nanoburbujas en un volumen de líquido no gasificado (p. ej., agua). El aparato incluye un motor y un elemento permeable axialmente giratorio. El motor incluye un eje giratorio. El elemento permeable axialmente giratorio incluye un cuerpo con una pared y varios poros a través de los cuales puede fluir el gas introducido en el elemento permeable axialmente giratorio. Este elemento permeable axialmente giratorio incluye, además, al menos un elemento que se extiende radialmente. Este elemento permeable axialmente giratorio es acoplable a una entrada de gas configurada para introducir gas desde una fuente de gas en el elemento permeable axialmente giratorio. Este elemento permeable axialmente giratorio está acoplado al eje giratorio del motor y adaptado para girar junto con este último.

[0014] Al girar, el elemento permeable axialmente giratorio simula un flujo turbulento por encima del umbral de velocidad turbulenta (por ejemplo, 2 m/s o superior) en el líquido, de tal manera que el líquido cizalle el gas de la superficie exterior del elemento permeable giratorio para formar nanoburbujas. Este flujo turbulento "simulado" del líquido circundante a un nivel superior al umbral turbulento puede favorecer la formación de nanoburbujas al cizallar el gas desde la superficie del elemento permeable giratorio para formar las nanoburbujas y evitar que se fusionen.

[0015] Este, y otros aspectos, pueden incluir una o más de las siguientes características.

[0016] El elemento permeable giratorio puede tener una circunferencia exterior definida por un diámetro exterior dimensionado para simular un flujo turbulento por encima del umbral turbulento del líquido.

[0017] Los poros del elemento permeable giratorio pueden tener un diámetro comprendido entre 200 nanómetros (nm) y 50 mm, o un diámetro inferior o igual a 50 mm.

[0018] El aparato puede incluir además un soporte tubular giratorio que incluye un cuerpo alargado que tiene una pared y que define una cavidad interior, definiendo la pared una pluralidad de perforaciones, estando la cavidad interior del soporte tubular giratorio configurada para albergar el elemento permeable axialmente giratorio, estando el soporte tubular giratorio acoplado a y pudiendo girar junto con el eje giratorio del motor.

[0020] Las perforaciones del soporte tubular giratorio pueden ser circulares, semicirculares, rectangulares, cúbicas, oblongas, triangulares o ranuradas.

[0022] Las nanoburbujas pueden tener un diámetro medio inferior a 500 nm, inferior a 200 nm, comprendido entre unos 10 nm y unos 500 nm, o comprendido entre unos 75 nm y unos 200 nm.

[0024] El elemento permeable giratorio comprende, además, al menos un elemento radialmente extensible. El elemento radialmente extensible puede incluir al menos un aleta, un álabe, una hélice o combinaciones de los mismos. El elemento permeable giratorio, cuando gira con el al menos un elemento radialmente extensible, está adaptado para alejar el líquido desde una superficie exterior del cuerpo del elemento permeable giratorio y simular un flujo turbulento por encima del umbral de turbulencia en el líquido que permite al líquido cizallar el gas de la superficie exterior del elemento permeable giratorio, formando así nanoburbujas en el líquido.

[0026] También se describe un método para producir nanoburbujas en un volumen de líquido utilizando el aparato descrito con anterioridad. Al menos una parte del aparato se sumerge en un líquido. Se introduce un gas desde una fuente de gas en el elemento permeable giratorio a través de la entrada de gas a una presión de gas que fuerza al gas a atravesar los poros del elemento permeable giratorio. La rotación del elemento permeable giratorio y del soporte tubular simula un flujo turbulento por encima del umbral de velocidad turbulenta en el líquido, de tal manera que el líquido cizalle el gas de la superficie exterior del elemento permeable giratorio para formar nanoburbujas.

[0028] La presión del gas que fluye hacia el elemento permeable puede oscilar entre aproximadamente 101,325 kPa hasta aproximadamente 1013,25 kPa (aproximadamente 1 atmósfera (atm) hasta aproximadamente 10 atm).

[0030] El aparato y el método descritos con anterioridad pueden utilizarse en diversas aplicaciones, incluyendo el tratamiento del agua.

[0032] El aparato y el método descritos ofrecen una serie de ventajas. Por ejemplo, la generación de nanoburbujas puede permitir una difusión y/o disolución más eficaz del gas en el líquido circundante en comparación con la generación de burbujas de mayor tamaño. Esta mayor eficacia de transferencia de las nanoburbujas puede ser especialmente útil en aplicaciones en las que se desea airear una gran masa de líquido en donde puede no ser factible o práctico utilizar las técnicas tradicionales o actuales de aireación, tal como el bombeo, para proporcionar la recirculación de la gran masa de líquido. Algunos ejemplos no limitativos de dichas grandes masas de líquido incluyen un lago, un estanque, un canal y un océano.

[0034] La rotación del elemento permeable giratorio puede llevarse a cabo mediante un mecanismo de accionamiento sumergido, parcialmente sumergido o por encima de la superficie del líquido en donde se desea airear. El elemento permeable giratorio y el soporte tubular pueden girar de manera conjunta simultáneamente. El gas que fluye hacia el elemento permeable giratorio puede ser un gas a baja presión (por ejemplo, un gas con una presión igual o inferior a 10 atmósferas), por ejemplo, procedente de un soplador o de una bomba de aire. En algunas formas de realización, el dispositivo (incluyendo el elemento permeable giratorio y el mecanismo de accionamiento) puede estar completamente sumergido en el líquido en donde se desea airear. En algunas formas de realización, el dispositivo puede utilizarse para generar nanoburbujas en un líquido sin necesidad de bombear más (es decir, inducir el flujo en) el líquido en donde se desea la aireación. El dispositivo puede ser de tamaño compacto (por ejemplo, tan pequeño como 20,32 cm (8 pulgadas) de diámetro), de forma que pueda colocarse dentro de un espacio reducido, tal como una boca de alcantarilla. El dispositivo puede integrarse con cualquier equipo giratorio que pueda proporcionar una velocidad de giro suficiente al elemento permeable giratorio para generar nanoburbujas.

[0036] El aparato aquí proporcionado simula, de manera ventajosa, la condición de flujo necesaria para producir nanoburbujas en un líquido bajo cualquier condición de flujo (por ejemplo, sin flujo, flujo laminar o condiciones de flujo turbulento). La exposición a un flujo turbulento real o la generación de un flujo turbulento real no son, por tanto, necesarias para la producción de nanoburbujas. La rotación del elemento permeable giratorio simula un flujo turbulento por encima del umbral de velocidad turbulenta en el líquido, de manera que el líquido cizalla el gas de la superficie exterior del elemento permeable giratorio para formar nanoburbujas. De este modo, el aparato proporciona la ventaja de producir nanoburbujas con independencia de la condición de flujo del líquido.

[0038] Los detalles de una o varias formas de realización del objeto de la presente invención se exponen en los dibujos adjuntos y en la descripción. De la descripción, los dibujos y las reivindicaciones se desprenderán otras características, aspectos y ventajas de la materia.

[0040] Descripción de los dibujos

[0041] La Figura 1A es una vista en perspectiva

en despiece de un ejemplo de dispositivo de aireación.

[0042] La Figura 1B es una vista en perspectiva

del dispositivo de aireación de la Figura 1A ensamblado.

[0043] La Figura 1C es una vista superior del dispositivo de aireación de la Figura 1A en forma ensamblada.

[0044] La Figura 1D es una vista lateral del dispositivo de aireación de la Figura 1A en forma ensamblada.

[0045] La Figura 1E es una sección transversal de la vista lateral mostrada en la Figura 1D.

[0046] La Figura 1F es una vista lateral del dispositivo de aireación de la Figura 1A con la carcasa desmontada.

[0047] La Figura 1G es una sección transversal de la vista lateral mostrada en la Figura 1F.

[0048] La Figura 1H es una vista lateral en despiece del dispositivo de aireación de la Figura 1A.

[0049] La Figura 1J es una sección transversal de la vista lateral en despiece mostrada en la Figura 1H.

[0050] La Figura 1K es una vista en sección transversal superior del dispositivo de aireación de la Figura 1 A.

[0051] La Figura 2A es una vista en perspectiva superior de una parte no giratoria del dispositivo de aireación de la Figura

[0052] 1A.

[0053] La Figura 2B es una vista en perspectiva inferior de la parte no giratoria mostrada en la Figura 2A.

[0054] La Figura 2C es una vista lateral de la parte no giratoria mostrada en la Figura 2A.

[0055] La Figura 2D es una sección transversal de la vista lateral de la parte no giratoria mostrada en la Figura 2C. La Figura 3A es una vista en perspectiva

superior de una parte giratoria del dispositivo de aireación de la Figura 1A. La Figura 3B es una vista en perspectiva inferior de la parte giratoria mostrada en la Figura 3A.

[0056] La Figura 3C es una vista lateral de la parte giratoria mostrada en la Figura 3A.

[0057] La Figura 3D es una sección transversal de la vista lateral de la parte giratoria mostrada en la Figura 4C.

[0058] La Figura 3E es una vista en perspectiva de un ejemplo de un soporte tubular que puede ser incluido en el dispositivo de aireación de la Figura 1A.

[0059] La Figura 3F es una vista en perspectiva de un ejemplo de soporte tubular que puede incluirse en el dispositivo de aireación de la Figura 1A.

[0060] La Figura 4 es un diagrama esquemático de un ejemplo de un elemento permeable giratorio que puede incluirse en el dispositivo de aireación de la Figura 1A.

[0061] La Figura 5A es una vista en perspectiva de un ejemplo de un elemento permeable giratorio.

[0062] La Figura 5B es una vista en perspectiva de un ejemplo de un elemento permeable giratorio.

[0063] La Figura 5C es una vista en perspectiva de un ejemplo de un elemento permeable giratorio.

[0064] La Figura 6 es un diagrama de flujo de un ejemplo de método de aireación de líquidos.

[0065] La Figura 7 es un diagrama de flujo de un ejemplo de método para la aireación de líquidos.

[0066] Descripción detallada

[0067] La presente invención describe un dispositivo de aireación sumergible para producir nanoburbujas en un volumen determinado de un portador líquido (por ejemplo, una masa de agua). Un gas, como oxígeno, nitrógeno o aire, puede hacerse fluir a través de los poros de un elemento permeable giratorio, en donde el líquido cizalla el gas en condiciones de flujo turbulento por encima del umbral de turbulencia del líquido creado por la rotación del elemento permeable giratorio para generar nanoburbujas, que pueden airear el líquido. Las nanoburbujas tienen diámetros inferiores a un micrómetro (mm). En algunas formas de realización, las nanoburbujas tienen diámetros inferiores o iguales a 200 nanómetros (nm).

[0068] Los dispositivos y métodos de aireación pueden ponerse en práctica en diversos entornos. Un ejemplo incluye un tanque que carece de accesorios para acoplarse a un sistema de aireación adicional. Los dispositivos y métodos de aireación descritos también pueden ponerse en práctica en un reactor y/o en un tanque instalado en una planta de tratamiento de aguas residuales u otra instalación industrial; una estación elevadora de registro u otra estación de bombeo, en donde el dispositivo puede descenderse a un pozo de humectación para transferir gas a un líquido; o los dispositivos y métodos de aireación descritos pueden ponerse en práctica en un desagüe de aguas pluviales, una zanja de drenaje o una acequia de riego en donde la profundidad del líquido sea baja (por ejemplo, tan sólo 15,24 cm (6 pulgadas) de profundidad del líquido).

[0070] Los dispositivos y métodos de aireación descritos también pueden ponerse en práctica en una masa de agua, por ejemplo, en el fondo de una masa de agua, por ejemplo, a una profundidad bajo el agua de unos cientos de pies, en un lago u otro entorno acuático con el fin de controlar las algas y/o aumentar los niveles de oxígeno.

[0072] Otras aplicaciones de los dispositivos y métodos de aireación incluyen la producción de hormigón, por ejemplo, para modificar una o más propiedades del hormigón. Los dispositivos y métodos de aireación descritos también pueden ponerse en práctica en una piscina para reducir el uso de corina u otros oxidantes, o en el tratamiento de canales, por ejemplo, por parte de un propietario en un muelle personal para restaurar el nivel natural de oxígeno en el agua estancada.

[0074] Los dispositivos y métodos de aireación descritos pueden aplicarse en acuaponía y/o tanques de acuario, o en estanques, por ejemplo, un estanque decorativo en donde puede no ser deseable que el equipo auxiliar (tal como el dispositivo de aireación) esté situado fuera del estanque. Los dispositivos y métodos de aireación descritos pueden aplicarse en un tanque de cebo para mantener a los peces con niveles satisfactorios de oxígeno, de modo que vivan más tiempo, o en acuicultura oceánica, por ejemplo, para peces y/o crustáceos. Otras aplicaciones incluyen estanques, depósitos y/o sistemas de distribución artificiales para retener agua, tal como los utilizados para almacenar y transportar agua producida en campos petrolíferos, agua regenerada, aguas residuales tratadas y/o agua potable para su aireación, oxidación y separación del petróleo.

[0076] Las Figuras 1A-1K muestran un ejemplo de dispositivo de aireación 100 no reivindicado como tal. El dispositivo 100 incluye una base 101, un mecanismo de accionamiento 150 acoplado a la base 101, una carcasa protectora 102 acoplada a la base 101, un elemento permeable giratorio 103 dispuesto dentro de la carcasa protectora 102, y una entrada de gas 104 que está acoplada indirectamente al elemento permeable giratorio 103 (por ejemplo, la entrada de gas 104 puede estar acoplada indirectamente al elemento permeable giratorio a través del soporte 107 y/o la junta giratoria 105). El mecanismo de accionamiento 150 puede proporcionar la rotación. El mecanismo de accionamiento 150 incluye un componente giratorio 150a. En algunas formas de realización, el mecanismo de accionamiento 150 es un motor, y el componente giratorio 150a es un eje giratorio. En algunas formas de realización, el mecanismo de accionamiento 150 es una caja de cambios, y el componente giratorio 150a es un eje de engranaje.

[0078] La carcasa protectora 102 está definida por una pared lateral 102a que se extiende entre un primer extremo 102b y un segundo extremo 102c. El primer extremo 102b está acoplado a la base 101. La carcasa protectora 102 define múltiples perforaciones 102d configuradas para hacer pasar líquido a través de la pared lateral 102a de la carcasa protectora 102.

[0080] El elemento permeable giratorio 103 tiene un cuerpo que define un eje longitudinal "XI" (véase Figura 1A) y puede hacerse girar axialmente alrededor del eje longitudinal XI. El elemento permeable giratorio 103 está acoplado al componente giratorio 150a del mecanismo de accionamiento 150 (por ejemplo, el eje giratorio del motor o el eje del engranaje de la caja de cambios), de manera que el elemento permeable giratorio 103 gire con el componente giratorio 150a del mecanismo de accionamiento 150.

[0082] En algunas formas de realización, tal como en un sistema accionado por una caja de cambios, el componente giratorio 150a puede estar unido a la parte superior del eje, y todo el eje de accionamiento puede ser hueco. En dicho ejemplo, el gas se introduce por encima de la superficie del líquido a través del componente giratorio 150a, y pasa a través del eje de transmisión y hacia el elemento permeable giratorio. La entrada de gas 104 está configurada para proporcionar gas al elemento permeable giratorio 103 a través de un acoplamiento indirecto o directo. El elemento permeable giratorio 103 está configurado para expulsar gas a través de sus poros. El líquido que pasa a través de la carcasa protectora 102 puede cizallar el gas de la superficie del elemento permeable giratorio 103 para generar nanoburbujas desde el gas.

[0084] La base 101 se acopla al mecanismo de accionamiento 150 (por ejemplo, el motor) fijando la base 101 al mecanismo de accionamiento 150, por ejemplo, mediante uno o varios tornillos y/o un pestillo. La base 101 puede fijar una o varias de las partes no giratorias del dispositivo 100 (tal como la carcasa protectora 102) a una parte no giratoria del mecanismo de accionamiento (por ejemplo, un estator del motor 150). Aunque en la Figura 1A se suele mostrar como circular, la base 101 puede tener cualquier forma.

[0086] En varias formas de realización, la carcasa protectora 102 es un componente opcional. La carcasa protectora 102 puede proteger los componentes del dispositivo 100 que se alojan dentro de la carcasa protectora 102 (tal como el elemento permeable giratorio 103) de entrar en contacto con objetos extraños, tales como piedras, trapos o cualquier otro sólido de gran tamaño que pueda estar suspendido en el líquido circundante, así como cualquier otro material que pueda dañar los componentes internos del dispositivo 100. En algunas formas de realización, la carcasa protectora 102 se acopla a la base 101 mediante soldadura, de modo que la base 101 y la carcasa protectora 102 forman un cuerpo unitario. Las perforaciones 102d hacen pasar el líquido a través de la carcasa protectora 102, de modo que el líquido puede fluir hacia y desde los componentes internos del dispositivo 100 (tal como el elemento permeable giratorio 103), tal y como se ilustra en la Figura 1K. Aunque en la Figura 1A se suele mostrar como circulares, las perforaciones 102d pueden tener cualquier forma. Las perforaciones 102d pueden ser de tamaño uniforme o variable. Las perforaciones 102d pueden estar distribuidas de manera uniforme o aleatoria por la carcasa protectora 102. La carcasa protectora ofrece la ventaja de permitir que el líquido fluya libremente hacia los componentes internos del dispositivo (por ejemplo, el elemento permeable giratorio 103) al tiempo que evita que los residuos (por ejemplo, plantas fibrosas) se enreden con los componentes internos.

[0088] El elemento permeable giratorio 103 puede definir múltiples poros a lo largo de su pared. En diversas formas de realización, los poros están situados a lo largo de la pared de manera que el centro de cada poro (a lo largo de al menos un plano transversal) sea aproximadamente equidistante del eje longitudinal. Se puede suministrar gas (tal como aire, oxígeno, nitrógeno u ozono) al elemento permeable giratorio 103. Al girar, el elemento permeable 103 simula un flujo turbulento por encima del umbral de velocidad turbulenta (por ejemplo, 2 m/s o superior) en el líquido circundante (por ejemplo, agua). Este líquido cizalla entonces el gas que sale de los poros para formar las nanoburbujas dispersas en el líquido circundante. Algunos ejemplos no limitativos de materiales que pueden utilizarse para construir el elemento permeable giratorio 103 incluyen el metal, la cerámica y el plástico. Aunque en la Figura 1A se suele mostrar como cilíndrico, el elemento permeable giratorio 103 puede tener otra forma, tal como la de un elemento alargado con una sección transversal obloide. El elemento permeable giratorio 103 se describe con más detalle a continuación.

[0090] La entrada de gas 104 está configurada para acoplarse a una fuente de gas, tal como un soplador o una bomba de aire o cualquier otra fuente de gas comprimido, de modo que pueda introducirse gas en el elemento permeable giratorio 103. En algunas formas de realización, la entrada de gas 104 incluye un accesorio de tubería 104a. En algunas formas de realización, la entrada de gas 104 incluye un accesorio de tubería de gas 104b que puede acoplarse a la fuente de gas.

[0092] El dispositivo 100 incluye una junta giratoria 105 acoplada al elemento permeable giratorio 103 y/o a algunos o todos los demás componentes del dispositivo. Una parte de la junta giratoria 105 acoplada al elemento permeable giratorio 103 puede hacerse girar con el elemento permeable giratorio 103, mientras que una parte restante de la junta giratoria 105 no gira con el elemento permeable giratorio 103. Por ejemplo, la parte giratoria de la junta giratoria 105 puede alojarse dentro de una carcasa no giratoria de la junta giratoria 105. La entrada de gas 104 puede acoplarse a la parte no giratoria de la junta giratoria 105. La junta giratoria 105 y la fuente de gas pueden acoplarse a extremos opuestos de la entrada de gas 104. Por ejemplo, la junta giratoria 105 puede acoplarse a un primer extremo del accesorio de tubería 104a, y el accesorio de tubería de gas 104b puede acoplarse a un segundo extremo del accesorio de tubería 104a opuesto al primer extremo. El gas puede fluir desde la fuente de gas, a través de la entrada de gas 104 y hacia el elemento permeable giratorio 103, ya sea directa o indirectamente (por ejemplo, a través de un eje y/o de la junta giratoria 104). La junta giratoria 105 puede incluir un cojinete radial que impida la desviación radial de la parte giratoria de la junta giratoria 105 con respecto a la parte no giratoria de la junta giratoria 105.

[0094] El dispositivo 100 también incluye un soporte tubular 106 acoplado al elemento permeable giratorio 103. El soporte tubular 106 puede acoplarse a extremos opuestos del elemento permeable giratorio 103 a lo largo del eje de rotación del elemento permeable giratorio 103. En determinadas formas de realización, el elemento permeable giratorio 103 está dispuesto dentro del soporte tubular 106. El elemento permeable giratorio 103 y el soporte tubular 106 pueden ser elementos tubulares alineados de manera concéntrica. El soporte tubular 106 puede hacerse girar con el elemento permeable giratorio 103. En algunas formas de realización, el soporte tubular 106 está unido al elemento permeable 103 (por ejemplo, mediante soldadura). En algunas formas de realización, el soporte tubular 106 y el elemento permeable giratorio 103 están formados como un cuerpo unitario. En diversas formas de realización, el soporte tubular 106 reduce o elimina el momento de torsión del elemento permeable giratorio 103.

[0096] En las Figuras 3A-3D, el soporte tubular 106 tiene un cuerpo cilíndrico definido por una primera pared (por ejemplo, la pared superior), una segunda pared (por ejemplo, la pared inferior) y una pared lateral tubular que se extiende entre la primera y la segunda pared. El soporte tubular 106 tiene un diámetro exterior mayor que el diámetro exterior del elemento permeable giratorio 103. En algunas formas de realización, el soporte tubular 106 puede definir múltiples perforaciones. Las perforaciones pueden permitir que el líquido fluya hacia y desde el elemento permeable giratorio 103. Las perforaciones pueden estar dispuestas en una superficie de la primera pared del soporte tubular 106, la segunda pared, la pared lateral o combinaciones de las mismas. Las perforaciones pueden ser circulares, semicirculares, rectangulares, cúbicas, oblongas, triangulares, ranuradas, aleteadas y similares. Las perforaciones pueden ser de tamaño uniforme o variable (por ejemplo, las perforaciones pueden aumentar gradualmente de tamaño a lo largo de una longitud axial del soporte tubular). Las perforaciones del soporte tubular 106 son prácticamente mayores que los poros del elemento permeable 103 en diversas formas de realización. Las perforaciones del soporte tubular pueden tener la misma o distinta forma que los poros del elemento permeable 103. Las perforaciones pueden estar distribuidas de manera uniforme o aleatoria por el soporte tubular 106. En las Figuras 3E y 3F se muestran otros ejemplos del soporte tubular 106.

[0098] Una vez que el líquido ha sido aireado por las nanoburbujas generadas por el elemento permeable giratorio 103, es deseable transportar el líquido que contiene nanoburbujas lejos del elemento permeable giratorio 103, de modo que el nuevo líquido (que no contiene las nanoburbujas liberadas desde el elemento permeable giratorio) puedan fluir hacia una superficie (por ejemplo, una superficie exterior) del elemento permeable giratorio 103 y airearse. Inducir el flujo de líquido circundante hacia y desde el elemento permeable giratorio 103 puede permitir la generación continua de nanoburbujas. Durante el funcionamiento, a medida que el soporte tubular 106 y el elemento permeable giratorio 103 giran juntos, el líquido circundante puede fluir hacia el volumen interior del soporte tubular 106 a través de las perforaciones de las superficies extremas del soporte tubular 106. El elemento permeable giratorio 103 puede hacerse girar (por ejemplo, mediante el motor 150) a una velocidad superficial de rotación equivalente a un caudal transaxial igual o superior a la velocidad turbulenta del líquido en la superficie del elemento permeable giratorio 103. El flujo turbulento simulado del líquido circundante a un nivel superior al umbral turbulento puede favorecer la formación de nanoburbujas al cizallar el gas de la superficie del elemento permeable giratorio 103 para formar las nanoburbujas y evitar que se fusionen. Se puede considerar que la velocidad superficial rotacional simula un flujo turbulento si el caudal transaxial equivalente tiene un número de Reynolds superior a 3.500. El flujo turbulento simulado realiza la función de cizallar las burbujas de gas de la superficie del elemento permeable giratorio 103.

[0100] Durante el funcionamiento, la rotación del soporte tubular 106 puede hacer que el líquido (con las nanoburbujas generadas por el elemento permeable giratorio 103) fluya en sentido radial hacia el exterior a través de las perforaciones de la superficie lateral del soporte tubular 106. La rotación del soporte tubular 106 desempeña la función de eliminar las nanoburbujas recién formadas de las proximidades de la superficie del elemento permeable giratorio 103 para evitar la coalescencia de nanoburbujas. El flujo real se produce por la acción del soporte tubular 106 y la disposición de las perforaciones definidas por sus diversas superficies. Cuando se hace girar el soporte tubular 106, el líquido que contiene nanoburbujas contenido en la cavidad entre el elemento permeable giratorio y el soporte tubular fluye radialmente fuera del elemento permeable giratorio y es sustituido por nuevo líquido que fluye desde las perforaciones en las superficies extremas del soporte tubular 106. Por lo tanto, la rotación del soporte tubular 106 favorece la circulación del líquido circundante hacia y desde la superficie del elemento permeable giratorio 103 y, por lo tanto, favorece la generación continua de nanoburbujas.

[0102] El dispositivo 100 puede incluir un soporte 107. El soporte 107 puede acoplarse a la carcasa 102 (por ejemplo, al segundo extremo 102c de la carcasa 102). En algunas formas de realización, el soporte 107 está soldado a la carcasa 102. El soporte 107 puede definir un orificio interior dentro del cual puede alojarse la junta giratoria 105. El soporte 107 puede impedir la rotación de la parte no giratoria de la junta giratoria 105 (por ejemplo, la carcasa de la junta giratoria 105), mientras que la parte giratoria de la junta giratoria 105 gira con el elemento permeable giratorio 103. El soporte 107 puede incluir una ranura dentro de la cual puede alojarse la entrada de gas 104. En algunas formas de realización, la ranura del soporte 107 puede impedir la rotación de la entrada de gas 104. Por ejemplo, la ranura del soporte 107 puede impedir que la entrada de gas 104 (que está acoplada a la junta giratoria 105) gire con la junta giratoria 105.

[0103] El dispositivo 100 puede incluir una placa 108 opcional. La placa 108 puede acoplarse y cubrir un extremo de la carcasa protectora 102 (por ejemplo, el segundo extremo 102c de la carcasa protectora 102). En algunas formas de realización, la placa 108 y la base 101 están acopladas a extremos opuestos de la carcasa protectora 102.

[0105] La placa 108 puede utilizarse como soporte para el dispositivo 100. Por ejemplo, la placa 108 puede proporcionar una superficie plana que permita que el dispositivo 100 se apoye de forma estable sobre el suelo o el lecho de una masa de agua. Diversos componentes del dispositivo 100 pueden acoplarse a la placa 108 para asegurar los componentes en su lugar. Por ejemplo, el soporte 107 puede acoplarse a la placa 108 con tornillos. En algunas formas de realización, la parte no giratoria de la junta giratoria 105 se acopla a la placa 108. Aunque en la Figura 1A se suele mostrar como circular, la placa 108 puede tener cualquier forma. Diversos componentes del dispositivo 100 pueden estar centrados o colocados excéntricamente sobre la placa 108. Por ejemplo, la carcasa 102 y el soporte 107 pueden estar centrados en la placa 108. Aunque en la Figura 1A se muestra con un diámetro exterior mayor que el de la carcasa 102, la placa 108 puede tener un diámetro exterior igual al de la carcasa 102.

[0107] En algunas formas de realización, el dispositivo 100 incluye un mecanismo de accionamiento que puede hacer girar el elemento permeable giratorio 103. Por ejemplo, el dispositivo 100 puede incluir el motor 150 que incluye el eje giratorio 150a. Por ejemplo, el dispositivo 100 puede incluir una caja de cambios (no mostrada). El mecanismo de accionamiento puede estar configurado para girar a un margen preestablecido de velocidad de giro. El mecanismo de accionamiento puede estar configurado para girar a varios márgenes diferentes preestablecidos de velocidad de giro (por ejemplo, la velocidad de giro del mecanismo de accionamiento puede modificarse sin escalonamientos a lo largo de un margen); por ejemplo, el mecanismo de accionamiento puede incluir un variador de velocidad. El mecanismo de accionamiento puede estar sumergido, parcialmente sumergido o por encima del líquido en donde se desea airear. En algunas formas de realización, el motor 150 puede ser un motor eléctrico, por ejemplo, un motor de corriente alterna, un motor de corriente continua, un motor etapa a etapa o un servomotor. En algunas formas de realización, el motor 150 es un motor alimentado por batería. En algunas formas de realización, el dispositivo 100 incluye una caja de cambio en ángulo recto de manera que el motor 150 pueda montarse por encima de un volumen de líquido (por ejemplo, una masa de agua).

[0109] En otras formas de realización, el dispositivo 100 incluye uno o más impulsores 150b acoplados al mecanismo de accionamiento. La rotación del uno o más impulsores 150b puede inducir el flujo de líquido hacia el interior y el exterior del soporte tubular 106 (favoreciendo así la circulación del líquido) mientras el elemento permeable giratorio 103 genera nanoburbujas.

[0111] La Figura 1B muestra el dispositivo 100 de la Figura 1A ensamblado. El gas 140 (tal como oxígeno, un gas inerte (por ejemplo, nitrógeno), ozono o aire) se suministra a la entrada de gas 104. El gas 140 puede fluir directa o indirectamente desde la entrada de gas 104 hasta el elemento permeable giratorio 103 (mostrado en la Figura 1A, pero obstruido de la vista en la Figura 1B por la carcasa perforada 102). A medida que el gas 140 fluye a través de los poros del elemento permeable giratorio 103, durante la rotación de dicho elemento, se generan nanoburbujas 140a que se dispersan en el líquido 120 que fluye dentro y fuera del soporte tubular 106 (mostrado en la Figura 1A, pero oculto a la vista en la Figura 1B) y de la carcasa protectora 102.

[0113] En algunas formas de realización, el aparato aquí proporcionado puede funcionar en un medio que contenga una composición que incluya un líquido, tal como un lodo (por ejemplo, una mezcla de sólido y líquido). Algunos ejemplos no limitantes del líquido 120 son líquidos que incluyen agua (tal como agua de estanque, aguas residuales o agua producida) y lechadas de cemento. El flujo del líquido 120 hacia el interior y el exterior del soporte tubular puede inducirse, por ejemplo, mediante la rotación de uno o varios impulsores (no mostrados). La rotación de los diversos componentes del dispositivo 100 (tal como el elemento permeable giratorio 103) puede ser proporcionada por un mecanismo de accionamiento, por ejemplo, el motor 150.

[0115] Las Figuras 1C a 1J muestran diversas vistas del dispositivo 100. La Figura 1C muestra una vista superior del dispositivo 100 ensamblado. La Figura 1D muestra una vista lateral del dispositivo 100 en forma ensamblada. La Figura 1E muestra una sección transversal de la vista lateral mostrada en la Figura 1D. La Figura 1F muestra una vista lateral del dispositivo 100 con la carcasa 102 desmontada. La Figura 1G muestra una sección transversal de la vista lateral mostrada en la Figura 1F. La Figura 1H muestra una vista lateral en despiece del dispositivo 100. La Figura 1J muestra una sección transversal de la vista lateral en despiece mostrada en la Figura 1H.

[0117] La Figura 1K muestra una vista en sección transversal superior del elemento permeable giratorio 103 y el soporte tubular 106 girando dentro de la carcasa protectora 102. A medida que se inyecta gas 140 en el elemento permeable giratorio 103 y sale del mismo, se forman nanoburbujas 140a por el gas 140 que sale de los poros (103a, no mostrados) y la fuerza de cizallamiento del líquido circundante 120 que simula un flujo turbulento por encima del umbral de turbulencia en la superficie exterior del elemento permeable giratorio 103.

[0119] Las Figuras 2A a 2D muestran diversas vistas de algunos componentes opcionales, no giratorios, del dispositivo 100, tal como la base 101, la carcasa protectora 102 y el soporte 107. La Figura 2A muestra una vista en perspectiva superior de dichos componentes no giratorios del dispositivo 100 en forma ensamblada. La Figura 2B muestra una vista en perspectiva inferior de dichos componentes no giratorios del dispositivo 100 en forma ensamblada. La Figura 2C muestra una vista lateral de los componentes no giratorios del dispositivo 100 ensamblados. La Figura 2D muestra una sección transversal de la vista lateral mostrada en la Figura 2C.

[0121] Las Figuras 3 A a 3D muestran varias vistas de algunos componentes giratorios del dispositivo 100, tales como el elemento permeable giratorio 103 y el soporte tubular 106. La Figura 3A muestra una vista en perspectiva superior de dichos componentes giratorios del dispositivo 100. La Figura 3B muestra una vista en perspectiva inferior de dichos componentes giratorios del dispositivo 100. La Figura 3C muestra una vista lateral de dichos componentes giratorios del dispositivo 100. La Figura 3D muestra una sección transversal de la vista lateral mostrada en la Figura 3C. El soporte tubular 106 puede alejar de manera ventajosa el líquido del elemento permeable giratorio para evitar la coalescencia de las nanoburbujas.

[0123] La Figura 3E muestra otro ejemplo del soporte tubular 106. El elemento permeable giratorio 103 puede colocarse dentro del soporte tubular 106. El elemento permeable giratorio 103 (no mostrado) puede pasar a través de un orificio interior central del soporte tubular 106. La Figura 3E muestra otro ejemplo del soporte tubular 106. El soporte tubular 106 rodea al elemento permeable giratorio 103. Tal como se muestra en la Figura 3E, el soporte tubular 106 puede incluir uno o más álabes.

[0125] La Figura 4 muestra una vista ampliada del elemento permeable giratorio 103. El elemento permeable giratorio 103 define múltiples poros 103a a través de los cuales puede salir el gas 140 para generar las nanoburbujas 140a. Los poros 103a pueden tener un diámetro inferior o igual a 50 mm. En algunas formas de realización, los poros 103a tienen un diámetro que está comprendido en un margen de 200 nm a 50 mm. Los poros 103a pueden ser de tamaño uniforme o de tamaño variable. Los poros 103a pueden estar distribuidos de manera uniforme o aleatoria por una superficie (por ejemplo, la superficie exterior) del elemento permeable giratorio 103. Los poros 103a pueden tener cualquier forma regular (por ejemplo, circular) o irregular.

[0126] El elemento permeable giratorio 103 puede acoplarse y girar con un mecanismo de accionamiento (no mostrado), tal como un motor (150) acoplado a una caja de cambio. El gas 140 fluye hacia el interior del elemento permeable giratorio 103. A medida que el elemento permeable giratorio 103 gira, el gas 140 sale a través de los poros 103a, en donde el líquido circundante (por ejemplo, agua) los cizalla en condiciones simuladas de flujo turbulento por encima del umbral de turbulencia para generar nanoburbujas 140a dispersas en el líquido circundante. El líquido circundante 120 puede ser, por ejemplo, agua en donde se desea introducir uno o más gases (por ejemplo, aireación). Durante el funcionamiento del dispositivo 100, se prefiere que una parte suficiente del elemento permeable giratorio 103 esté sumergida en el líquido 120, de modo que todos los poros 103a estén por debajo de la superficie del líquido 120.

[0127] En algunas formas de realización, existen factores no estructurales que pueden afectar al tamaño de las nanoburbujas 140a generadas, tal como la composición del gas 140 que fluye hacia el interior del elemento permeable giratorio 103, la velocidad a la que el gas 140 fluye hacia el interior del elemento permeable 103, la presión de suministro del gas 140 que fluye hacia el interior del elemento permeable giratorio 103, la composición del líquido circundante 120, la velocidad de flujo (si existe) del líquido circundante 120 y la presión del líquido circundante 120.

[0129] De conformidad la invención reivindicada, y tal como se muestra en las Figuras 5A-5C, el elemento permeable giratorio 103 incluye uno o más elementos radialmente extendidos 110 para facilitar el flujo de líquido a lo largo de su superficie. El elemento de extensión radial 110 está configurada para alejar el líquido de una superficie exterior del cuerpo del elemento permeable giratorio y simular un flujo turbulento por encima del umbral de turbulencia en el líquido que permita al líquido cizallar el gas de la superficie exterior del elemento permeable giratorio, formando así nanoburbujas en el líquido. Por ejemplo, en algunas formas de realización, los ejemplos no limitantes de elementos de extensión radial 110 incluyen alas (véase la Figura 5A), paletas (véase la Figura 5B) o hélices (véase la Figura 5C). Un elemento de extensión radial puede acoplarse fijamente a (o ser integral con) la superficie exterior del elemento permeable giratorio 103 para alejar el líquido desde el elemento permeable giratorio y evitar la coalescencia de nanoburbujas. El soporte tubular 106 puede no ser necesario para facilitar el flujo dentro del dispositivo y, por lo tanto, es opcional.

[0130] En algunas formas de realización, los elementos de extensión radial 110 pueden acoplarse al soporte tubular 106 y/o al elemento permeable giratorio 103 (por ejemplo, como una configuración de cubo y radios).

[0132] La Figura 6 es un diagrama de flujo de un método 600 para la aireación de líquidos. El método 600 puede ponerse en práctica, por ejemplo, utilizando el dispositivo de aireación 100. En la etapa 602, se hace fluir un líquido (por ejemplo, el líquido circundante 120) a través de una superficie (por ejemplo, la superficie exterior) de un elemento permeable giratorio (por ejemplo, el elemento permeable giratorio 103). El líquido 120 puede hacerse fluir a través de la superficie del elemento permeable 103, por ejemplo, sumergiendo el elemento permeable giratorio 103 en el líquido 120. Una carcasa perforada (por ejemplo, la carcasa 102) puede rodear al elemento permeable giratorio 103. En algunas formas de realización, una vez que el elemento permeable giratorio 103 está sumergido en el líquido 120, puede inducirse el flujo del líquido 120, por ejemplo, mediante uno o más impulsores giratorios. Por ejemplo, el motor 150 puede hacer girar uno o varios impulsores para inducir el flujo del líquido 120 dentro y fuera del soporte tubular 106, que rodea al elemento permeable giratorio 103.

[0134] En la etapa 604, se hace fluir un gas (por ejemplo, el gas 140) hacia el interior del elemento permeable giratorio 103. El gas 140 puede fluir hacia el interior del elemento permeable giratorio 103, por ejemplo, mediante un soplador o una bomba de aire conectados a la entrada de gas 104. En algunas formas de realización, la presión del gas 140 que fluye hacia el interior del elemento permeable giratorio 103 es de al menos 1 atmósfera (atm). En algunas formas de realización, la presión del gas 140 que fluye hacia el interior del elemento permeable giratorio 103 es como máximo de 10 atm. En algunas formas de realización, la presión del gas 140 que fluye hacia el interior del elemento permeable giratorio 103 está comprendida en un intervalo de 1 atm a 10 atm, o de 2 atm a 8 atm. En algunas formas de realización, la presión del gas 140 que fluye hacia el elemento permeable giratorio 103 está comprendida en un margen de 7 atm a 8 atm.

[0136] En la etapa 606, el elemento permeable giratorio 103 se hace girar para generar nanoburbujas (por ejemplo, las nanoburbujas 140a) a partir del gas 140 y expulsar las nanoburbujas generadas 140a al líquido 120 alrededor de la superficie del elemento permeable giratorio 103. El elemento permeable giratorio 103 puede hacerse girar en la etapa 606 mediante un mecanismo de accionamiento, tal como un eje giratorio 150a de un motor 150 o una caja de cambio. El soporte tubular 106 gira con el elemento permeable giratorio 103. El elemento permeable giratorio 103 (y el soporte tubular 106) pueden girar en la etapa 606 a una velocidad de rotación que simule un flujo turbulento por encima del umbral de turbulencia del líquido circundante 120 en la superficie de rotación del elemento permeable giratorio 103 para formar nanoburbujas.

[0138] La Figura 7 es un diagrama de flujo de un método 700 para la aireación de líquidos. El método 700 puede ponerse en práctica, por ejemplo, utilizando el dispositivo de aireación 100. En la etapa 702, al menos una parte de un elemento permeable giratorio (por ejemplo, el elemento permeable giratorio 103) se sumerge en un líquido (por ejemplo, el líquido circundante 120). Tal como se ha descrito con anterioridad, el elemento permeable giratorio 103 está dispuesto dentro de la carcasa 102 definida por la pared lateral 102a que se extiende entre el primer extremo 102b y el segundo extremo 102c. La carcasa 102 define múltiples perforaciones 102d en su pared lateral 102a para favorecer el flujo del líquido dentro y fuera de la carcasa. En algunas formas de realización, el soporte tubular 106 puede definir múltiples estructuras de palas o alas (véanse, por ejemplo, las Figuras 3E y 3F) para facilitar el flujo del líquido hacia y desde el elemento permeable giratorio 103. El elemento permeable giratorio 103 está acoplado al eje giratorio 150a del motor 150. En la etapa 704, se introduce gas (tal como el gas 140) en el elemento permeable giratorio 103, ya sea directa o indirectamente a través de una entrada de gas (por ejemplo, la entrada de gas 104). En la etapa 706, se hace girar el eje giratorio 150a acoplado al elemento permeable giratorio 103, generando de este modo nanoburbujas (por ejemplo, las nanoburbujas 140a) a partir del gas 140. En diversas formas de realización, la rotación del eje giratorio 150a en la etapa 706 incluye la rotación del elemento permeable giratorio 103 (y el soporte tubular 106) a una velocidad de rotación que simula un flujo en o por encima del umbral turbulento del líquido circundante 120 en la superficie del elemento permeable giratorio 103 (similar a la etapa 606 del método 600).

[0140] Cualesquiera de los dispositivos (o aparatos) y métodos aquí descritos incluyen la producción de nanoburbujas con un diámetro medio inferior a 1 mm en un volumen de líquido (por ejemplo, una masa de agua). En algunas formas de realización, las nanoburbujas tienen un diámetro medio que oscila entre unos 10 nm y unos 500 nm, entre unos 75 nm y unos 200 nm, o entre unos 50 nm y unos 150 nm. Las nanoburbujas de la composición pueden tener una distribución unimodal de diámetros, en donde el diámetro medio de la burbuja es inferior a 1 mm. En algunas formas de realización, cualquiera de las composiciones producidas por los dispositivos (o aparatos) y métodos aquí descritos incluyen nanoburbujas, pero están libres de microburbujas.

[0142] Los dispositivos (o aparatos), y métodos aquí descritos incluyen la producción de una alta concentración de nanoburbujas dispersas en el volumen de líquido que sale del aparato. En algunas formas de realización, los dispositivos (o aparatos), y métodos aquí descritos incluyen la producción de una alta concentración de nanoburbujas en su salida que es de al menos 1 x 106 nanoburbujas/ml, al menos 1 x 107 nanoburbujas/ml, o al menos 1 x 108 nanoburbujas/ml. El aparato y el método aquí proporcionados pueden producir composiciones en las que el portador líquido contiene nanoburbujas que permanecen estables durante un tiempo deseado. En otras formas de realización, la composición aquí proporcionada contiene nanoburbujas que son estables en el portador líquido durante al menos un mes, y preferiblemente al menos 3 meses, a presión y temperatura ambiente.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Aparato para producir nanoburbujas en un volumen de líquido, que comprende:

un motor (150) que comprende un eje giratorio (150a);

un elemento permeable axialmente giratorio (103) que incluye un cuerpo con una pared y una pluralidad de poros a través de los cuales puede fluir el gas introducido en el elemento permeable axialmente giratorio, siendo el elemento permeable axialmente giratorio acoplable a una entrada de gas (104) configurada para introducir gas procedente de una fuente de gas en el elemento permeable axialmente giratorio, estando el elemento permeable axialmente giratorio acoplado al eje giratorio del motor y adaptado para girar junto con el eje giratorio;

en donde el elemento permeable axialmente giratorio, cuando gira, está adaptado para alejar el líquido de una superficie exterior del cuerpo del elemento permeable axialmente giratorio y simular un flujo turbulento por encima del umbral turbulento en el líquido que permite que el líquido cizalle el gas desde la superficie exterior del elemento permeable axialmente giratorio, formando así nanoburbujas en el líquido,caracterizado porqueel elemento permeable axialmente giratorio comprende, además, al menos un elemento que se extiende radialmente (110).

2. El aparato según la reivindicación 1, en donde el al menos un elemento de extensión radial comprende una o más alas, álabes, hélices o combinaciones de los mismos.

3. El aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el al menos un elemento de extensión radial está acoplado fijamente a la superficie exterior del elemento permeable axialmente giratorio.

4. El aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el al menos un elemento de extensión radial es integral con la superficie exterior del elemento permeable axialmente giratorio.

5. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el al menos un elemento de extensión radial está configurado para alejar el líquido de la superficie exterior del cuerpo del elemento permeable axialmente giratorio para evitar que se fusionen las nanoburbujas.

6. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además. un soporte tubular giratorio que incluye un cuerpo alargado que tiene una pared y que define una cavidad interior cuya pared define una pluralidad de perforaciones, estando la cavidad interior del soporte tubular giratorio configurada para alojar el elemento permeable axialmente giratorio, estando el soporte tubular giratorio acoplado y giratorio junto con el eje giratorio del motor.

7. El aparato según la reivindicación 6, en donde el al menos un elemento que se extiende radialmente está acoplado al soporte tubular giratorio.

8. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el elemento permeable axialmente giratorio tiene una circunferencia exterior definida por un diámetro exterior dimensionado para simular un flujo turbulento por encima del umbral de turbulencia del líquido.

9. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde los poros del elemento permeable giratorio tienen un diámetro en un margen comprendido entre 200 nm a 50 mm.

10. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde los poros del elemento permeable giratorio (103) tienen un diámetro inferior o igual a 50 mm.

11. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde las nanoburbujas tienen un diámetro medio que varía entre 10 nm y 500 nm.

12. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde las nanoburbujas tienen un diámetro medio que varía entre 75 nm y 200 nm.

13. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde las nanoburbujas tienen un diámetro medio que varía entre 50 nm y 150 nm.

14. Un método para producir nanoburbujas en un volumen de líquido utilizando el aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, comprendiendo el método:

sumergir al menos una parte del aparato en un líquido;

introducir un gas procedente de una fuente de gas en el elemento permeable axialmente giratorio a través de la entrada de gas a una presión de gas que fuerce al gas a atravesar la pluralidad de poros del elemento permeable axialmente giratorio; y

hacer girar el elemento permeable axialmente giratorio que comprende al menos un elemento que se extiende radialmente para simular un flujo turbulento por encima del umbral turbulento en el líquido de tal manera que el líquido cizalle el gas de la superficie exterior del elemento permeable axialmente giratorio, formando así nanoburbujas.

15. El método según la reivindicación 14, en donde la presión del gas que fluye hacia el elemento permeable axialmente giratorio es de 101,325 kPa a 1013,25 kPa.