LOPEZ ZAVALA, Miguel Angel (Marsella #2815 Departamento No. 2, ColoniaAltavista, C.P, Monterrey Nuevo León, 64840, MX)
| REIVINDICACIONES
Habiendo descrito suficiente mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:
1. Un Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables conformado por un bioreactor, que se conecta aun dispositivo de entrada de Residuos Orgánicos Biodegradables (2), un dispositivo de calentamiento (3) y una transmisión (4) que es accionada por un mecanismo motriz (5) caracterizado porque el bioreactor (1) esta conformado por una cámara de descomposición (6) que es conformada por una placa en forma de parabólica (14) que esta unida en sus extremos a un par de placas paralelas (15 y 16), una por cada lado, cerrando así la cámara de descomposición por los costados, y cerrando la cámara por la parte superior se localiza una primera tapa (19) que presenta cuatro orificios (20, 21, 22, 23), los dos primeros orificios (20, 21), están localizados a los extremos y se conectan a un dispositivo de extracción de aire (11), el tercer orificio
(22) localizado al centro, es circular, tiene una pared periférica cilindrica que se extiende por arriba de la primera tapa y al perímetro del tercer orificio por dicha pared se adhiere al dispositivo de entrada de residuos orgánicos biodegradables (2) y el cuarto orificio (23) localizado en el extremo opuesto de alguno de los dos orificios extremos, es de mayor perímetro que el orificio central y presenta una segunda tapa (27) para la extracción de la composta generada; a su vez en el interior de la cámara de descomposición (6), se localizan un dispositivo de extracción (11), un mecanismo de mezclado (10) y un dispositivo de transferencia de calor (7), en donde el mecanismo de mezclado (10), consiste en una flecha hueca (9) dispuesta longitudinalmente y soportada por las paredes laterales (15,16) de la cámara de descomposición; que soporta mediante barras radiales, espirales orientados en sentidos opuestos, uno respecto al contiguo; la flecha hueca sobresale de las paredes laterales de la cámara de descomposición y en uno de los extremos se conecta a una transmisión (4) que le transmite la rotación a una velocidad de 2 rpm; la transmisión
(4) es accionada por un mecanismo motriz (5); cada evento de mezclado se realiza por ciclos, donde cada ciclo comprende tres revoluciones o giros completos, dos son en el sentido de las manecillas del reloj y el tercer giro es en sentido contrario a las manecillas del reloj, la flecha del mecanismo de mezclado es parte a su vez del dispositivo para la transferencia de calor (7), ya que a través de ella se hace circular un fluido caliente que permite la transferencia de calor por convección-conducción hacia una matriz de aserrín confinada en el interior de la cámara de descomposición; el dispositivo de transferencia de calor (7) que se localiza en el interior de la cámara de descomposición está integrado por una pluralidad de minitubos (8) de menor longitud que la cámara de descomposición y dispuestos longitudinalmente y en contacto directo uno con otro adoptando la forma de la cámara de descomposición, dichos minitubos se encuentran embebidos en una capa de material aislante adherida a la superficie interior de la placa parabólica de la cámara de descomposición que evita la transferencia y pérdida de calor hacia el exterior de la cámara de descomposición, de tal forma que la totalidad de calor transferido a través de los minitubos se utiliza para evaporar el agua que ingresa al bioreactor; el arreglo de los minitubos el 50% de la superficie exterior queda expuesta al contacto directo con la matriz de aserrín y el otro 50% queda embebido en la capa del material aislante; adicionalmente los extremos de los minitubos están soldados, en ángulo de 90°, a un tubo curvo conductor (28) de fluido caliente que permite la alimentación del fluido caliente proveniente de un tanque de almacenamiento (13) hacia el interior de los minitubos y flecha así como están soldados a un tubo curvo recolector (29) de fluido frío ,para conducir el fluido al calentador solar (12); y en este mismo extremo está dispuesta la transmisión (4), Ambos tubos curvos, conductor (28) y recolector (29), están embebidos dentro de la cámara de descomposición y tienen preparaciones roscada (43) para conectarse a el tubo conductor y tubo recolector de fluido caliente y "frío", respectivamente; el dispositivo de extracción de aire (11) está integrado por un primer y segundo tubos de extracción (24, 25) y un extractor (41), los tubos de extracción van conectados a los orificios extremos (20, 21) de la tapa de extracción
(19) y convergen conformando un único tubo extractor (42) que se extiende hasta un punto de descarga.
2. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada una de las placas laterales de la cámara de descomposición tienen una preparación al centro (17, 18) para soportar mediante bujes los extremos de la flecha (9).
3. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las placas laterales de la cámara de descomposición sobresalen por debajo del fondo de la placa parabólica (14) al menos en 5 cm.
4. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos
Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los dos primeros orificios (20, 21) de la tapa de extracción (19) tienen el mismo diámetro.
5. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los dos primeros orificios (20, 21) de la tapa de extracción (19) preferentemente son de 10 cm.
6. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tercer orificio (22) tiene un diámetro mayor de 10 cm y menor de 20 cm.
7. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tercer orificio (22) tiene una preferentemente tiene un diámetro de 20 cm.
8. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuarto orificio (23) preferentemente es de forma rectangular y sus dimensiones son mayores a las del tercer orificio (22).
9. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de descomposición es de fibra de vidrio.
10. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos Biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de descomposición es de un polímero, resistente a altas temperaturas.
11. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de descomposición es de fierro galvanizado.
12. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de descomposición presenta en su interior un recubrimiento epóxico o de un polímero resistente a las altas temperaturas, concentraciones de sal y elevados pH.
13. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de descomposición presenta una primera tapa sujeta perimetralmente a la cámara de descomposición por medio de tornillos.
14. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de descomposición presenta una primera tapa sujeta perimetralmente a la cámara de descomposición por medio de bisagras.
15. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de descomposición presenta una segunda tapa con entrada de ajuste perfecto a una apertura dispuesta en la primera tapa de la cámara de descomposición.
16. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara de descomposición presenta una segunda tapa sujeta perimetralmente por medio de bisagras a una apertura dispuesta en la primera tapa de la cámara de descomposición.
17. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda tapa de la cámara de descomposición permite la apertura eventual del orificio para extraer por este la composta generada.
18. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de extracción de aire consiste en un par de tubos extracción que convergen en un único tubo extractor que incluye en su interior un extractor de aire.
19. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el extractor (41) se ubica en algún punto a lo largo del único tubo de extracción (42) de tal forma que éste quede protegido de la intemperie.
20. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el extractor (41) es eléctrico.
21. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el extractor (41) es eólico.
22. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el extractor (41) funciona de manera continúa.
23. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de mezclado (10) es de acero inoxidable por su resistencia a las altas concentraciones de sales, temperaturas, elevados pH y torsión.
24. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de mezclado está integrado por una flecha hueca (9).
25. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la flecha del mecanismo de mezclado esta soportada por las paredes laterales de la cámara de descomposición (6) y la unión mecánica entre ellas se realiza mediante bujes.
26. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la flecha del mecanismo de mezclado es conformada en cada uno de sus extremos por un primer y segundo barredor (35,36) los cuales tienen una estructura trapezoidal y donde su cara mas larga es paralela a las paredes laterales de la cámara de descomposición (6), y donde dicha cara contiene una pluralidad de indentaciones (37).
27. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la flecha del mecanismo de mezclado tiene unidas mediante soldadura una pluralidad de barras radiales (38) que a su vez soportan a un primer grupo de espirales (39) y a un segundo grupo de espirales (40), donde estos grupos de espirales se orientan en sentido opuesto uno del otro.
28. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque las crestas de los espirales están a una distancia equidistante de 20 cm.
29. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el interior de la flecha (9) tiene un diámetro mayor al diámetro de los minitubos (8).
30. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la flecha del mecanismo de mezclado sobresale de la cámara de descomposición y está conectada en uno de sus extremos a una transmisión accionada por un mecanismo motriz.
31. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el mecanismo motriz es un motor eléctrico.
32. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el mecanismo motriz es un dispositivo mecánico.
33. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el mecanismo motriz es un dispositivo mecánico preferentemente una manivela.
34. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las tuberías del sistema de calentamiento que conducen el fluido caliente y "frío" presentan un recubrimiento térmico exterior.
35. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de material aislante adherida a la pared interna de la cámara de descomposición y, en la cual están embebidos la pluralidad de minitubos es de un polímero aislante de calor.
36. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la tubería que conduce el fluido caliente, y se conecta a la flecha hueca del mecanismo de mezclado, dispone de una válvula reguladora (32) de flujo para garantizar que el fluido caliente circula de manera continua a través de la flecha y los minitubos.
37. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el bioreactor esta instalado por debajo del nivel del piso.
38. El Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el bioreactor esta instalado por arriba del nivel del piso. |
Sistema In situ para el Tratamiento Térmico Aeróbico de Residuos Orgánicos
Biodegradables
DESCRIPCIóN
OBJETO DE LA INVENCIóN
La presente invención describe un sistema in situ para el tratamiento térmico aeróbico de residuos orgánicos biodegradables.
ANTECEDENTES La solicitud de patente JP 1998-300324A describe un dispositivo para el tratamiento y descomposición de residuos orgánicos del sanitario (heces, orina y papel sanitario), de la cocina y del estiércol de explotaciones ganaderas, dicha solicitud de patente, comprende en un dispositivo fabricado en acero inoxidable el cual incluye una cámara de descomposición que se llena parcialmente con una matriz de aserrín, un mecanismo de mezclado accionado por un motor eléctrico, un sistema de calentamiento eléctrico para elevar la temperatura en la cámara de descomposición y un sistema de extracción de aire para crear la circulación de éste, desde el interior del cuarto del sanitario hacia el exterior; la cámara de descomposición es de forma parabólica protegida por una cubierta de acero inoxidable que a la vez sirve como base y soporte del mecanismo de mezclado y el motor que lo acciona; el mecanismo de mezclado está dispuesto longitudinalmente en la cámara, es de acero inoxidable y consiste en una flecha que soporta, mediante barras radiales, dos espirales encontrados hacia el centro y en uno de los extremos la flecha se conecta a una transmisión y ésta a un motor eléctrico; el
sistema de calentamiento está integrado por una serie de resistencias eléctricas de teflón dispuestas longitudinal o transversalmente en el lado exterior de la pared de la cámara a distancias equidistantes y, el accionamiento del motor y el encendido del sistema de calentamiento están controlados por medio de un microprocesador. Dicha solicitud de patente JP 1998-300324A presenta desventajas para su aplicación en México, así como en otros países, por la realidad climática y económica de los mismos. Algunas de estas desventajas se describen a continuación:
- La manufactura del bioreactor tiene un costo elevado al utilizarse acero inoxidable como material de construcción. Esto hace al sistema inaccesible para el mercado mexicano; por lo que la solicitud de patente aquí propuesta hace innovaciones en el diseño de la cámara de descomposición lo que permite diversificar los materiales de construcción sin poner en riesgo la integridad de la cámara al estar expuesta a elevados pH, elevadas salinidad y temperatura, presentes en el interior de la misma.
- El sistema de mezclado no garantiza una distribución uniforme de residuos orgánicos biodegradables a lo largo de la cámara del bioreactor lo cual afecta la capacidad de degradación del sistema, debido a que la apertura para ingresar los desechos orgánicos es excéntrica y aquí se propone como resultado del análisis del mezclado de la materia incorporada, una apertura central.
- El calentamiento de la cámara de descomposición es mediante resistencias eléctricas adheridas externamente a la pared de la cámara de descomposición, pero solo parte del calor generado por las resistencias eléctricas se transfiere realmente a la matriz de aserrín, a través de la pared de la cámara de descomposición, y el resto se pierde hacia el exterior, repercutiendo considerablemente en el costo de operación del sistema; a diferencia, en la solicitud de patente aquí propuesta, el calentamiento de
la matriz de aserrín se realiza mediante un dispositivo localizado en el interior de la cámara de descomposición que aprovecha la energía solar, por lo que no requiere energía eléctrica para el calentamiento.
La solicitud de patente JP 3027823 (1998) utiliza también un sistema de calentamiento (eléctrico), como en la solicitud de patente anterior, el cual es utilizado para acelerar las reacciones biológicas y para ajustar el contenido de humedad; lo que deriva en un elevado consumo de energía. El sistema de mezclado está configurado verticalmente con brazos horizontales, en el fondo de la cámara de descomposición, que soportan paletas verticales curvas. Los brazos poseen difusores de aire a través de los cuales se suministra aire a la matriz de aserrín creando un ambiente propicio para la degradación aeróbica.
La solicitud de patente JP 2006-263418 A remplaza el sistema de calentamiento eléctrico, por fuentes de energía eléctrica convencional y no convencional como la r solar, eólica y otras, por un calentador solar conectado a un tanque de almacenamiento que alimenta un dispositivo de transferencia de calor dispuesto en el lado exterior de la pared de la cámara de descomposición y, de manera similar a la solicitud de patente JP 1998-300324A1, esta disposición del dispositivo de transferencia no es eficiente por la resistencia que ofrece la pared de la cámara a la transferencia de calor. El sistema in situ para el tratamiento térmico aeróbico de residuos orgánicos biodegradables objeto de esta invención, tiene antecedente en los reportes técnicos de la etapa I y II sobre Desarrollo de sistemas sostenibles para el abastecimiento y saneamiento de aguas en zonas rurales y urbanas, presentados por el Dr. Miguel ángel López Zavala (responsable técnico) durante el 2005; que incluyen en dichos reportes de
investigación: un sistema in situ para el tratamiento diferenciado de aguas residuales domesticas, que comprende un biosanitario importado de Japón debido a que este tipo de biosanitarios en México no fue posible adquirirlos. Pero durante la investigación el biosanitario adquirido en Japón fue posible identificar oportunidades de mejora, que posteriormente dieron origen a una línea de investigación adicional, que culmina en la presente solicitud de patente denominada: "Sistema in situ para el tratamiento térmico aeróbico de residuos orgánicos biodegradables" que supera las deficiencias de las solicitudes de patentes anteriores mediante el diseño innovador de la cámara de descomposición y un dispositivo que hace más eficiente la transferencia de calor y permite disminuir las pérdidas de éste, por lo que constituye un nuevo sistema para el tratamiento térmico aeróbico de residuos orgánicos biodegradables. El potencial del sistema objeto de esta invención radica en que permite proveer tratamiento sustentable de residuos orgánicos tales como: residuos del sanitario (heces, orina y papel sanitario), estiércol de explotaciones pecuarias, residuos cárnicos, sangre de rastros; residuos orgánicos de restaurantes, viviendas, industrias de alimentos y agroindustrias; residuos orgánicos del sanitario en áreas rurales y urbanas sin acceso a los sistemas de suministro de agua y servicio de alcantarillado. Los problemas que resuelve la invención son: a) Respecto a sistemas de manejo y tratamiento convencional de residuos orgánicos:
- Tratamiento in situ, consecuentemente eliminación de costos de transportación de los residuos orgánicos,
- Altas tasas de biodegradación por ende son sistemas compactos y fáciles de operar, como el que aquí se propone,
- Recuperación de nutrientes contenidos en los residuos orgánicos de una manera fácil, económica y efectiva,
- Generación de composta rica en nutrientes, fácil y segura de manejar que se puede utilizar como fertilizante o como acondicionador de suelos, - No se generan malos olores porque se emplea un proceso biológico aeróbico.
- Permite la utilización de energías renovables para la operación del sistema.
- No requiere de personal especializado para su operación. b) Respecto a sistemas de saneamiento convencional:
- Solución holística para el manejo integral de la excreta humana, - No requiere agua para su operación, por ende se puede utilizar en zonas donde no haya suministro de agua y sistema de alcantarillado,
- Reduce la contaminación biológica de los cuerpos de agua y suelo por materia orgánica, nutrientes, patógenos y microcontaminantes (medicamentos y hormonas), - Reducción del consumo de agua por habitante en aproximadamente 30 %
- Aplicable en comunidades rurales dispersas donde los sistemas convencionales de manejo del agua y del agua residual resultarían extremadamente onerosos,
- Elimina malos olores en el cuarto del sanitario, - Permite la recuperación de nutrientes de una manera sencilla y económica. c) Respecto a sistemas de saneamiento similares
- Bajos costos de construcción, operación y mantenimiento,
- Mayor eficiencia de mezclado en la matriz de aserrín,
- Utilización de energías alternativas (solar, eólica por dar solo algunos ejemplos, para su operación),
- Mayor eficiencia en la transferencia de calor del sistema de calentamiento,
- Menores pérdidas de calor a través de las paredes del tanque reactor.
BREVE DESCRIPCIóN DE LAS FIGURAS
Figura 1. Esquema general del Sistema in situ para el tratamiento térmico aeróbico de
Residuos Orgánicos biodegradables.
Figura 2. Representación esquemática de los componentes del bioreactor. Figura 3. Representación esquemática de los componentes Dispositivo de
Calentamiento.
Figura 4. Representación esquemática con líneas ocultas de los componentes del
Sistema in situ para el tratamiento térmico aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables. Figura 5. Vista isométrica de la cámara de descomposición abierta.
Figura 6. Vista isométrica de la cámara de descomposición cerrada.
Figura 7. Vista lateral de la cámara de descomposición.
Figura 8. Vista frontal del bioreactor del Sistema in situ para el tratamiento térmico aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables. Figura 9. Vista isométrica del mecanismo de mezclado.
Figura 10. Representación esquemática del bioreactor y el dispositivo de extracción de aire.
Figura 11. Representación esquemática del Sistema in situ para el tratamiento térmico aeróbico de Residuos Orgánicos biodegradables.
DESCRIPCIóN DETALLADA DE LA INVENCIóN
El sistema In situ para el tratamiento térmico aeróbico de residuos orgánicos biodegradables, objeto de esta invención, comprende un bioreactor (1) que se conecta aun dispositivo de entrada de Residuos Orgánicos Biodegradables (2), un dispositivo de calentamiento (3) y una transmisión (4) que es accionada por un mecanismo motriz (5).
En la figura 2, se observa que el bioreactor es conformado por una cámara de descomposición (6) de forma parabólica que confina una matriz de aserrín. La cámara de descomposición (6), comprende: un dispositivo de transferencia de calor (7), que consiste en una pluralidad de minitubos (8) y una flecha (9), a través de los cuales se hace circular un fluido que es calentado mediante el calentador solar (12) del dispositivo de calentamiento (3), el calor del fluido caliente que pasa por el interior de la flecha (9) y el interior de la pluralidad de los minitubos (8) se transfiere por conducción - convección a la matriz de aserrín contenida en la cámara de descomposición (6), pero el incremento de temperatura no es condición suficiente para la degradación de los residuos orgánicos biodegradables (ROB), por lo que también se cuenta con un mecanismo de mezclado (10) para la incorporación de aire y distribución de los ROB en la matriz de aserrín, el mecanismo de mezclado (10), está dispuesto longitudinalmente en la cámara de descomposición (6), y consiste en una flecha (9) que soporta al menos dos espirales encontrados y se conecta a una transmisión (4) que es accionada por un mecanismo motriz (5). La cámara de descomposición (6) consta además de un dispositivo de extracción de aire (11), que permite ingresar aire "fresco" rico en oxígeno a la cámara de descomposición y extraer aire del interior de la cámara de descomposición saturado de humedad que permite que el proceso de degradación se realice en condiciones aeróbicas.
Como ya se mencionó anteriormente, el bioreactor (1) se conecta a el dispositivo de calentamiento (3), y dicho dispositivo comprende: Un calentador solar (12) utilizado para calentar un fluido frío que proviene del dispositivo de transferencia de calor (7), dicho fluido, una vez caliente, es almacenado en un tanque de almacenamiento (13) desde el cual, se conduce al dispositivo de transferencia de calor (7) por el cual circula y por conducción - convención le transmite calor a la matriz de aserrín y al ROB, en la figura 4 se muestra la interconexión entre los diferentes elementos del sistema descritos anteriormente. Es importante mencionar que el "sistema in situ para el tratamiento térmico aeróbico de residuos orgánicos biodegradables" puede instalarse a nivel del suelo o por debajo de éste, de acuerdo a las necesidades del proyecto, con lo cual se optimizan los espacios disponibles del proyecto.
A continuación se describen a mayor detalle los elementos que comprende el sistema aquí propuesto con la finalidad de tener mayor entendimiento del funcionamiento del mismo.
El bioreactor ( 1 ) que comprende :
Una cámara de descomposición (6), ilustrada en la figura 5 opcionalmente es de lámina de fierro galvanizado, fibra de vidrio o polímero resistente a altas temperaturas, pero cualquiera que sea el material, es una placa de forma parabólica (14) unida a un par de placas paralelas, una por cada lado, de iguales características que sirven como paredes laterales (15 y 16), la primera pared lateral (15) presenta una primera preparación (17) al centro, que soporta mediante un buje, uno de los extremos de la flecha (9) que se une a la transmisión (4), y una segunda preparación (18) localizada al centro de la segunda pared lateral (16) para soportar mediante bujes, el otro extremo de
la flecha; ambas paredes laterales (15 y 16), sobresalen por debajo del fondo de la placa parabólica al menos 5 cm. del piso para evitar el contacto de la placa parabólica (14) con el piso. Cerrando la abertura superior de la placa parabólica (14), se utiliza una primera tapa (19) que se fija completamente mediante tornillos y/o bisagras a la placa parabólica y a las paredes laterales para permitir el abrir y cerrar ocasional de la cámara de descomposición (6). El interior de la cámara de descomposición (6) tiene un recubrimiento epóxico o de un polímero resistente a altas temperaturas y concentraciones de sales y elevados pH.
La primera tapa (19), tiene en su superficie 4 preparaciones en forma de orificios (20, 21, 22 y 23).
Los dos primeros orificios (20 y 21) están localizados, uno en cada extremo de la tapa, y ambos tienen el mismo diámetro de 10 cm. y a cada uno de ellos se une un primer tubo extractor (24) y segundo tubo extractor (25) que forman parte del dispositivo de extracción de aire (11). . El tercer orificio (22) se localiza al centro de la primera tapa (19) y tiene un diámetro superior a 10 cm, preferentemente 20 cm., de este tercer orificio se extienda una pared periférica cilindrica (26) hacia arriba de la primera tapa (19) y en esta ultima permite el ensamble con un dispositivo para ingresar los ROB a la cámara de descomposición. . El cuarto orificio (23) es de forma rectangular y está dispuesto en uno de los extremos de la primera tapa (19), y es por este orificio por el cual se extrae la composta generada, las dimensiones son mayores que el tercer orificio y presenta una segunda tapa (27) con preparación para un ajuste perfecto en su periferia o sujeción mediante bisagras para abrir y cerrar eventualmente.
Dentro de la cámara de descomposición, esta localizado un dispositivo de transferencia de calor (7) que comprende: la pluralidad de minitubos (8) y la flecha (9); la pluralidad de minitubos (8) tienen menor longitud que la cámara de descomposición (6), y están dispuestos longitudinalmente en ella, en contacto uno con otro, (ver figura 6) embebidos parcialmente en una capa de material aislante (34) adherida a la superficie interior de la placa parabólica, de tal manera que el 50% de la superficie exterior de los minitubos queda expuesta al contacto directo con la matriz de aserrín y el otro 50% embebido en la capa de material aislante; la finalidad de la capa de material aislante (34) es evitar la transferencia y pérdida de calor hacia el exterior a través de las paredes de placa parabólica, de tal forma que la totalidad de calor transferido a través de la pluralidad de minitubos (8) se utiliza para evaporar el agua contenida en los ROB que ingresan al bioreactor (1), adicionalmente los minitubos están soldados en ángulo de 90°, por un extremo a un tubo curvo conductor (28) de fluido caliente, y por el otro extremo a un tubo curvo recolector (29) de fluido frío, ambos tubos curvos siguen la curvatura de la cámara de descomposición (6) y están localizados en el interior de la cámara de descomposición (6) uno en cada extremo , los tubos curvos (28 y 29) tienen una preparación roscada (43) por la cual se conectan, al igual que los extremos laterales de la flecha (9), a un tubo conductor (30) de fluido caliente que proviene del tanque de almacenamiento (13) y por el otro extremo, a un tubo recolector (31) de fluido frío, que se dirige al calentador solar (12). El interior de la flecha (9), tiene mayor diámetro que los minitubos (8), y para garantizar el flujo de fluido caliente en los minitubos y en flecha, es necesario que el tubo conductor (30) tenga una válvula reguladora (32); y para asegurar que el fluido frío que sale del interior de la flecha y pluralidad de
minitubos llegue al calentador solar, se utiliza una bomba centrífuga (33) que permite mantener la circulación del fluido de manera continua.
Un elemento esencial del bioreactor es el mecanismo de mezclado (10), que consiste en una pieza integral de acero inoxidable, para resistir altas concentraciones de sales, temperaturas, elevados pH y torsión.
El mecanismo de mezclado (10), consiste en una flecha (9) hueca, dispuesta longitudinalmente en el interior de la cámara de descomposición, y soportada por las paredes laterales (15 y 16) de la cámara de descomposición (6). La unión mecánica entre la flecha y las paredes es mediante bujes, la flecha hueca, sobresale de las paredes laterales (15 y 16) de la cámara de descomposición (6), para permitir por uno de sus extremos el ensamble con la transmisión (4), y el acoplamiento con el tubo recolector (31) de fluido frío, y por el extremo opuesto (que también sobresale de la cámara de descomposición) el acoplamiento con el tubo conductor (30) de fluido caliente. Se prefiere que la transmisión esté dispuesta en el mismo extremo de la flecha que se une al tubo recolector de fluido frío.
En la figura 8 se muestra a detalle la flecha (9), está dotada en cada uno de sus extremos por un primer y segundo barredor (35 y 36), unidos mediante puntos de soldadura. Los barredores, (35 y 36) consisten en una estructura trapezoidal, donde su cara mas larga es paralela a las paredes laterales de la cámara de descomposición (6), así mismo, dicha cara presenta una pluralidad de indentaciones (37), diseñadas para que mezclen la matriz de aserrín y/o composta acumulada cerca de las paredes laterales (15 y 16) de la cámara de descomposición (6), haciendo más eficiente el mezclado. La flecha (9), en toda su longitud tiene unidas mediante soldadura una pluralidad de barras
radiales (38), que a su vez sostienen a un primer grupo de espirales (39), y a un segundo grupo de espirales (40), estos espirales se encuentran orientados en sentido opuesto respecto al espiral vecino y las crestas de los espirales están a una distancia equidistante de 20 cm. Como ya se mencionó, la flecha (9) se conecta a la transmisión (4) que le transfiere el movimiento de rotación producido por un mecanismo motriz (5), pudiendo ser éste, un motor eléctrico o mecánico; la velocidad de rotación del mecanismo de mezclado es de 2 rpm; el accionamiento del mecanismo de mezclado (10) se realiza por ciclos, donde cada ciclo comprende 3 revoluciones o giros completos, dos en sentido de las manecillas del reloj, y el tercer giro es en sentido contrario de las manecillas del reloj. Como se puede apreciar, la flecha (9) desempeña una doble función, una de ellas es permitir la circulación del fluido caliente que por convección-conducción transfiere calor a la matriz de aserrín; y porque forma parte del mecanismo de mezclado (10).
El dispositivo para la extracción de aire (11) comprende: Un primer y segundo tubos de extracción (24 y 25) y un extractor (41); donde los tubos de extracción (24 y 25) están conectados a los primeros orificios extremos (20 y 21) de la primera tapa (19), para posteriormente convergir en un único tubo extractor (42) que se extiende hasta un punto de descarga; el extractor (41) se instala en este único tubo extractor (42) siempre procurando que este protegido de la intemperie; el extractor (42) puede ser eólico, eléctrico o mecánico y funciona de manera continua.
Next Patent: ELECTRONIC SYRINGE WITH SAFETY SYSTEM FOR SPINAL INJECTIONS