OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino que aumenta la dilución del vertido mediante unos medios mecánicos que permiten su óptimo funcionamiento en condiciones variables de vertido. Concretamente se propone un diseño que permite generar un proceso de mezcla en el interior del difusor, aumentando su dilución, así como un mecanismo que permita modificar, de forma automática, la velocidad del vertido en función del caudal circulante y elementos físicos que aumentan la dispersión. El dispositivo difusor comprende una cabeza difusora que genera la succión de líquido del medio receptor, por medio del efecto Venturi, tanto por su sección de entrada como por un sistema de conducciones internas que aceleran su mezclado de manera eficiente, así como elementos que favorecen la difusión y el aumento de la superficie de contacto de la pluma con el medio receptor en la sección de salida. La invención se refiere también al procedimiento asociado de control de vertidos submarinos.

El objeto de la invención es por tanto un dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino que permite el incremento de dilución y difusión del efluente en el medio receptor, reduciendo de este modo el impacto ambiental en los ecosistemas cercanos y en el medio, donde el dispositivo asegura que el vertido submarino siempre se vierte a la velocidad que permita la máxima dilución posible.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se conoce en el estado de la técnica la tecnología del efecto Venturi aplicada en procesos de mezcla testada y utilizada en muchos y diferentes procesos de dilución, tanto en la industria química, del petróleo y más recientemente de la acuariofilia, ya que mezcla de una manera efectiva líquidos de distinto peso específico, elimina estratificaciones, promueve la homogeneización en relación a pH, temperatura, distribución de químicos o dispersión de gases y sólidos, etc. Se conocen los inyectores con efecto Venturi para mezclar fluidos dentro de una corriente de agua que fluye confinada, aportando una cantidad proporcionada de la sustancia dentro de una corriente que fluye a través de una tubería en la que está instalado. Además de este objetivo dosificador, se desea disolver la sustancia de tratamiento y distribuirla por toda la corriente que fluye de agua.

Respecto a los vertidos realizados mediante emisarios, se conocen diferentes tipos de dispositivos convencionales para procesos de mezcla y dilución de los mismos, como por ejemplo la patente US6953059B2, así como otro tipo de propuestas para su tratamiento como en el caso de vertidos de salmuera.

Los dispositivos de mezcla conocidos utilizando efecto Venturi se configuran confinados en tuberías o en el interior de tanques de mezcla. El único dispositivo conocido que utiliza esta técnica para vertido en mediante emisarios es el modelo de utilidad español ES1075784U.

Dicho Modelo de Utilidad ES10575784U se refiere a un dispositivo difusor para vertidos realizados mediante emisarios, que comprende una boquilla difusora convencional, con una zona de sección mayor en la entrada del vertido emisario y una zona de sección menor a la salida de dicho vertido emisario, caracterizado porque la boquilla difusora se une a un conducto difusor a través de medios de unión , estando el conducto difusor provisto de una boquilla de entrada del flujo de fluido, con una zona de estrechamiento, y aumentando su sección conforme se aleja de la zona de estrechamiento, alcanzando su mayor sección en la zona de salida.

El dispositivo difusor anterior se trata de un sistema estático, diseñado para trabajar con rendimientos óptimos bajo unas condiciones óptimas y estables, siendo característico para cualquier vertido de tierra al mar, las fluctuaciones en el caudal de vertido producidas por diversos aspectos como valles energéticos, demanda de agua de consumo, escorrentías que aumenten los caudales, etc. Estas fluctuaciones no permiten obtener la máxima eficiencia del dispositivo difusor anterior que únicamente está diseñado para dichas condiciones óptimas y estables. Sin embargo, lo habitual es que el régimen de vertido en las plantas de tratamiento no proporcione condiciones estables al 100%, lo que hace que dicho dispositivo difusor no sea eficiente. El dispositivo anterior describe un conducto difusor de únicamente dos secciones, la primera es una zona de estrechamiento y la segunda zona presenta un aumento de la sección.

El dispositivo anterior basa su comportamiento en el aumento de velocidad de salida con el estrechamiento de una boquilla difusora convencional y el proceso de mezcla se fundamenta en la diferencia de velocidad del vertido al pasar por la sección más estrecha del tubo, y la caída de presión que esta produce y por tanto un efecto de succión del agua del entorno a través de una sección de entrada a ese punto.

Ensayos con sistemas de CFD (Computational Fluid Dynamics) demuestran que en el dispositivo anterior se produce succión del medio receptor desde la sección de salida del tubo difusor y que la mezcla entre el líquido descargado por la boquilla difusora con el líquido succionado permanece medianamente estratificado en el interior del dispositivo.

El impacto en el medio ambiente de los vertidos a masas de agua puede suponer un grave problema, por lo que el desarrollo de dispositivos que palien estos impactos es necesario. Los dispositivos que usan el efecto Venturi han demostrado ser de los más eficientes para procesos de mezcla y son ampliamente utilizados en industrias para la mezcla de gases o fluido aceitosos, pero aún no se ha desarrollado un dispositivo que potencie los efectos en la técnica del dispositivo de la presente invención para vertidos al mar mediante emisarios.

El dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino de la presente invención solventa todos los inconvenientes anteriores.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a un dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino, que gracias a su configuración succiona agua del medio receptor y provoca un proceso de dilución con el flujo del vertido en el interior del dispositivo y difusión de la mezcla. Además comprende unos medios mecánicos en el interior de la boquilla reductora que permiten modificar, de forma automática por medio de material de comportamiento elástico, la sección de salida de la boquilla reductora para poder ajustar la velocidad del vertido en función del caudal circulante. El dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino comprende:

una boquilla reductora acoplable a un emisario submarino, donde la boquilla reductora comprende una sección de entrada de un flujo de vertido procedente de un emisario submarino y una sección de salida del flujo de vertido procedente del emisario submarino, donde la sección de salida es menor que la sección de entrada, y

una cabeza difusora unida a la boquilla reductora, donde la cabeza difusora recoge el flujo de vertido procedente del emisario submarino proveniente de la boquilla reductora y donde la cabeza difusora comprende una zona de convergencia o estrechamiento, una zona de sección constante configurada para permitir que se lleve a cabo un efecto Venturi y una mezcla entre el flujo de vertido procedente del emisario submarino y agua del medio receptor y una zona de divergencia o ensanchamiento.

La cabeza difusora comprende una sección de entrada del flujo de vertido submarino proveniente de la boquilla difusora y del agua del medio receptor succionado por el dispositivo.

La boquilla reductora comprende además unos medios de regulación de la velocidad del flujo de vertido procedente del emisario submarino dispuestos entre la sección de entrada y la sección de salida de la boquilla reductora.

Los medios de regulación de la velocidad del flujo de vertido procedente del emisario submarino de la boquilla reductora son unos medios de regulación elásticos configurados para regular el paso de caudal del flujo de vertido procedente del emisario submarino y por consiguiente la velocidad del mismo.

De esta manera se regula la velocidad del flujo de vertido procedente del emisario submarino en el interior de la boquilla reductora para que se lleve a cabo el efecto Venturi, de succión, en la cabeza difusora, ya que si la velocidad del flujo no es la adecuada no se producirá dicho efecto.

Opcionalmente, la zona de sección constante de la cabeza difusora comprende unos elementos configurados para acelerar la dilución y mezclado del flujo de vertido procedente del emisario submarino con el agua del medio receptor, ya que rompen la estratificación del fluido resultante de la mezcla entre el flujo de vertido procedente del emisario submarino y el agua del medio receptor e incorporan un volumen extra de agua del medio receptor.

Opcionalmente, los elementos configurados para acelerar la dilución y mezclado del flujo de vertido procedente del emisario submarino con el agua del medio receptor, presentan una configuración hidrodinámica en forma de aletas que dividen el flujo de vertido procedente del emisario submarino.

Opcionalmente, los elementos configurados para acelerar la dilución y mezclado del flujo de vertido procedente del emisario submarino con el agua del medio receptor comprenden unos conductos internos que conectan el agua del medio receptor con el flujo de vertido procedente del emisario submarino.

De esta manera, la velocidad del flujo de vertido procedente del emisario submarino en el interior de la zona de sección constante provoca una succión a través de los conductos internos de los elementos configurados para acelerar la dilución y mezclado del flujo de vertido procedente del emisario submarino con el agua del medio receptor.

La zona de divergencia o ensanchamiento está configurada para que se lleve a cabo la difusión de la mezcla entre el flujo de vertido procedente del emisario submarino y el agua del medio receptor en el medio receptor.

Opcionalmente, la cabeza difusora comprende un conjunto de resaltes dispuestos en el interior de la misma que coadyuvan en el proceso de mezcla entre el flujo de vertido procedente del emisario submarino y el agua del medio receptor, mejorando la eficiencia del producto y de la mezcla.

Preferentemente, este conjunto de resaltes se encuentran dispuestos en la zona de divergencia o ensanchamiento de la cabeza difusora, lo que permite aumentar las turbulencias en el interior de la cabeza difusora y aumentar el proceso de dilución del vertido.

Opcionalmente, la zona de divergencia o ensanchamiento de la cabeza difusora comprende un elemento difusor configurado para difundir en la salida de la zona de divergencia, la mezcla entre el flujo de vertido procedente del emisario submarino y el agua del medio receptor a la salida del dispositivo difusor.

Preferentemente, el elemento difusor presenta forma cónica para generar el desarrollo de la máxima superficie de contacto entre la mezcla entre el flujo de vertido procedente del emisario submarino y el agua del medio receptor, y el medio receptor.

Opcionalmente, el elemento difusor comprende unos medios de unión, preferentemente unos nervios, configurados para unir el elemento difusor a la zona de divergencia o ensanchamiento de la cabeza difusora.

Además la invención se refiere a un sistema de regulación de la velocidad del flujo de vertido procedente del emisario submarino que comprende el dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino descrito anteriormente, donde el sistema está configurado para llevar a cabo la regulación de la velocidad del flujo de vertido procedente del emisario submarino por medio de la boquilla reductora.

La invención se refiere también a un procedimiento de control de vertidos mediante el dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino descrito anteriormente que comprende:

• una etapa de captación y succión del flujo de vertido procedente del emisario submarino,

• una etapa de mezcla entre el flujo de vertido procedente del emisario submarino y el agua del medio receptor, y

· una etapa de difusión de la mezcla entre el flujo de vertido procedente del emisario submarino y el agua del medio receptor.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1.- Muestra una vista en planta del dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino de la presente invención.

Figura 2.- Muestra una vista frontal del dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino de la presente invención.

Figura 3.- Muestra una vista de sección de un plano longitudinal (A-A’) de la Figura 1 , del dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino de la presente invención.

Figura 4.- Muestra una vista de sección de un plano transversal (B-B’) de la Figura 1 , del dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino de la presente invención. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A continuación se describirá de manera detallada el dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino de la presente invención. El dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino comprende: una boquilla reductora (1) acoplable a un emisario submarino (no mostrado), donde la boquilla reductora (1) comprende una sección de entrada (2) de un flujo (3) de vertido procedente de un emisario submarino y una sección de salida (4) del flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino, donde la sección de salida (4) es menor que la sección de entrada (3),

una cabeza difusora (5) unida a la boquilla reductora (1), donde la cabeza difusora (5) recoge el flujo de vertido procedente del emisario submarino proveniente de la boquilla reductora y donde la cabeza difusora (5) comprende una zona de convergencia (7) o estrechamiento, una zona de sección constante (8) configurada para permitir que se lleve a cabo un efecto Venturi y una mezcla entre el flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino y agua (17) del medio receptor, una zona de divergencia (9) o ensanchamiento y una sección de entrada (6) del flujo (3) de vertido submarino proveniente de la boquilla difusora (1) y del agua (17) del medio receptor succionada por el dispositivo.

unos medios de regulación (14) de la velocidad del flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino dispuestos entre la sección de entrada (3) y la sección de salida (4) de la boquilla reductora (1),

Preferentemente, los medios de regulación (14) de la velocidad del flujo (3) de vertido procedente de emisario submarino están dispuestos adyacentes a la sección de salida (4) de la boquilla reductora (1) y/o comprenden un dispositivo de contracción y expansión acoplable al interior de la boquilla reductora (1).

Preferentemente, la zona de sección constante (8) de la cabeza difusora (5) comprende unos elementos (11) configurados para acelerar la dilución y mezclado del flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino con el agua (17) del medio receptor que presentan una configuración hidrodinámica en forma de aletas que dividen el flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino y/o unos conductos internos (18) que conectan el agua del medio receptor con el flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino.

Preferentemente, la zona de sección constante (8) de la cabeza difusora (5) comprende unas aberturas (10) configuradas para permitir la entrada del agua (17) del medio receptor a los elementos (11) configurados para acelerar la dilución y mezclado del flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino con el agua (17) del medio receptor.

Preferentemente, la cabeza difusora comprende un conjunto de resaltes (12) dispuestos en el interior de la misma que coadyuvan en el proceso de mezcla entre el flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino y el agua (17) del medio receptor, mejorando la eficiencia del producto y de la mezcla, donde el conjunto de resaltes (12) se encuentran dispuestos en la zona de divergencia (9) o ensanchamiento de la cabeza difusora (5).

Preferentemente, la zona de divergencia (9) o ensanchamiento de la cabeza difusora (5) comprende un elemento difusor (13) de forma cónica configurado para difundir en la salida de la zona de divergencia (9), la mezcla entre el flujo (3) de vertido procedente del emisario submarino y el agua (17) del medio receptor a la salida del dispositivo difusor. El elemento difusor (13) comprende unos medios de unión (15), preferentemente unos nervios, configurados para unir el elemento difusor (13) a la zona de divergencia (9) o ensanchamiento de la cabeza difusora (5).

Preferentemente, el dispositivo difusor para vertidos por medio de emisario submarino comprende unos nervios (15) de unión de la cabeza difusora (5) con la boquilla reductora (1).