CAMPO DE APLICAÇÃO

[001] O campo de aplicação desta da presente invenção compreende um conjunto de processos aplicados numa Usina Gasogência Móvel, doravante denominada UGM, onde um caminhão ou carreta equipada com uma série de Equipamentos, Componentes, Acessórios Eletromecânicos, Hardware e Softwares destina-se à promover a incineração anaeróbica (desidratação, defumação e torrefação) dos de resíduos sólidos urbanos (RSU - resíduo sólido doméstico, resíduos de varrição, resíduos de roçadas de terrenos e podas de jardins/árvores) e de resíduos de serviços de saúde (RSS) tendo, como principal aplicabilidade, a produção de gasogênio/gás combustível ou, ainda, a produção de briquetes para alimentação de fornos industriais e/ou como insumo para pavimentação asfáltica de estradas (energia - "megawatts" e "cinzas"), além da separação de outros resíduos recicláveis, tais como metais, vidros, etc, para reaproveitamento na cadeia produtiva.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002] No estado atual da técnica são conhecidos diversos processos de patentes referentes ao aproveitamento de resíduos sólidos para geração de gás e energia.

[003] Dentre as patentes dos diversos projetos existentes no mercado, existem as usinas fixas que transformam o lixo em energia e geração de cinzas, embora com processo de queima diferente da usina móvel em questão. Essas convencionais usinas têm inúmeros inconvenientes, com destaque para a necessidade de obtenção de licenças ambientais de uso e ocupação do solo, área acentuada para instalação de todos os equipamentos, custos acentuados, dentre outros fatores.

[004] Outro destaque, também com usinas fixas, são os processos termodinâmicos, que se utilizam do ciclo "CARNOT" (Processamento de Vapor através de Turbina), para transformação do material orgânico do lixo em biocombustível, a ser utilizado como energia térmica para fornos (cerâmicas) ou para fornalhas de caldeiras, gerando vapor (aplicação termodinâmica) para acionamento de turbo geradores (energia elétrica), que contemplam os mesmos inconvenientes supra citados.

[005] Como exemplo do que já é de conhecimento seguem alguns documentos relacionados ao campo da presente invenção, porém como restará claero, nenhum destes ou outros documentos antecipam as características inovadoras e inventivas da usina móvel em questão.

[006] O documento PI 0602209-0, por exemplo, descreve um processo de transformação simultânea do composto orgânico em gás metano efertilizante. O processo de produção simultânea de gás e fertilizante ocorre a partir de composto orgânico oriundo da reciclagem do lixo urbano (doméstico e comercial), desenvolvido através das etapas sendo: aerações, biodigestão, coagem, secagem e purificação do gás. Após recepção do lixo descarregado em esteira receptora, segue-se a etapa da aeração. Em seguida inicia-se a biodigestão com uso em tanque tipo batelada na ausência de oxigénio (sistema anaeróbico) onde o composto orgânico se transforma em gás metano e fertilizante. A parte oriunda dos biodigestores (pasta escura) passa por processo de coagem em que a massa resultante passa por processo de aquecimento e secagem para eliminação da umidade e finalmente a purificação do gás que se dá através do procedimento em que o gás metano coletado nos tanques de biodigestão.

[007] O documento PI 9303557-8 tem, por objetivo, a utilização de lixo orgânico (matéria-prima sólida) para a produção do gás metano e de adubo, sendo o primeiro como combustível e o segundo para a plantação de um modo geral, mediante o processamento de fermentação desse lixo orgânico, proveniente de residências, fábricas e outros, localizadas nas áreas urbanas ou rurais, sendo o referido lixo previamente tratado, como nos processos convencionais, para então ser encaminhado para a usina em causa, a qual emprega, em termos de construção, três células distintas, porém, integradas entre si, a saber: conjunto acumulador de fermentação - no interior do qual se processa o lixo que é transportado por uma esteira rolante postada junto a esse acumulador, o qual é portador de uma campana deslocável no plano vertical, própria para comprimir o gás metano oriundo da fermentação do lixo em decomposição; conjunto de filtragem e compressão - próprio para a limpeza e a compressão do gás metano, antes de seguir para o terceiro conjunto, formado pelos reservatórios. Todas as células que formam a dita usina estão interligadas por uma tubulação na qual são instaladas as válvulas, registros, manómetros e outros elementos de controle de uso comum. A usina, aqui relatada, poderá ser instalada diretamente nos aterros sanitários, depósitos de lixo e outros.

[008] O documento norte americano US 8258364 refere-se a um método e respectivo aparelho para um reator de vapor de biomassa convertido a partir de lixo orgânico, o qual é colocado no interior de um reator de vapor injetado selado para o biogás (metano CH ₄ e de dióxido de carbono C0 ₂ ). Algumas formas de realização proporcionam um método de injeção de vapor em um recipiente fechado que é carregado com lixo orgânico e o recolhimento do metano produzido pela decomposição acelerada/biodegradação do componente orgânico de resíduos no interior do recipiente. O vapor de água acelera a decomposição do lixo orgânico, aumentando assim a produção de gás metano e de C0 ₂ .

[009] Diante do exposto, o requerente afirma que embora existam no mercado diversos processos para processamento de resíduos a partir de usinas fixas, associados à caminhões de coleta e compactação móvel de resíduos, vale ressaltar que o descritivo da presente patente de invenção refere-se à uma nova Usina Gasôgênica Móvel - UGM -, a qual é caracterizada por ser constituída por uma unidade móvel na forma de caminhão, ou carreta ou outro veículo motorizado assemelhado, provido de carenagem, na qual estão inseridos equipamentos, componentes e acessórios eletromecânicos distribuídos segundo uma planta específica e doravante melhor definida, os quais são responsáveis pela coleta, processamento e transformação dos resíduos - RSU e RSS - em insumos (gás combustível ou megawatts, cinzas, materiais recicláveis - metais, vidros, etc). A usina gasogênica móvel contempla, ainda, uma solução global de softwares (Locais e Remotos) e Hardware, ambos embarcados no caminhão ou carreta para a gestão, monitoramento, controle operacional, análise sensorial e tomada de decisões dinâmicas de todos os processos efetuados pelos equipamentos, componentes e assessórios eletromecânicos.

BREVE DESCRIÇÃO DO OBJETO

[010] Os mencionados equipamentos, componentes, acessórios eletromecânicos são controlados por um sistema operacional ou software e inclui os seguintes:

- coletor/sistema elevador que é responsável pela etapa de recepção dos resíduos e alimentação do processo de trituração/moenda/separação;

- triturador/separador de resíduos, responsável pela etapa de separação de materiais recicláveis, metais, vidros, etc,

- moenda/fragmentação, responsável pela etapa de e alimentação dos resíduos no forno anaeróbico;

- forno anaeróbico, responsável pela etapa de incineração dos resíduos que utiliza um processo sem a presença de oxigénio promovendo a desidratação, defumação e torrefação dos resíduos com a produção de gás combustível como produto final, bem como "cinzas" (para posterior transformação em briquetes, visando a alimentação de fornos industriais ou insumo para pavimentação asfáltica de estradas, ou ainda para geração de energia - megawatts);

- resfriador/lavagem do gás/condensador, responsável pela etapa de armazenagem de gases em 2 (dois) tanques de inox após o processo de transformação dos resíduos no forno anaeróbico. Este conjunto de equipamentos é responsável pelo processo de redução da temperatura do gás (resfriamento) e a lavagem e desumidificação do citado gás;

- compressor/booster, responsável pela etapa de compressão do gás combustível, a uma pressão de 300 bar, para ser armazenado em tanque de inox com capacidade de 2 (dois) a 3 (três) m ³ ; - tanques de armazenamento de gás, num total de 3 (três) tanques, sendo que 2 (dois) dos tanques são responsáveis pelo armazenamento dos gases resultantes do processo de incineração dos resíduos no forno anaeróbico, para posteriormente ser efetuado o processo de resfriamento, lavagem e condensação e o terceiro tanque para armazenamento do gás (gás combustível), livre de todas as impurezas e com os teores adequados para alimentação do caminhão/carreta e do gerador;

- gerador, responsável pela etapa de geração de toda a energia para movimentar todos os equipamentos, componentes, acessórios eletromecânicos, computadores, etc, da UGM; o gerador é movido com o gás combustível gerado pela própria UGM, assim como o caminhão/carreta, e tem, ainda, a flexibilidade de funcionar de forma híbrida;

- repositório de materiais, responsável por armazenar os resíduos recicláveis (metais, vidros, etc), bem como as cinzas que serão objeto de outros processos supra salientados.

[011] Conjugado a todo o conjunto de equipamentos, componentes e acessórios eletromecânicos, sendo o elemento de controle de todo o contexto da UGM, é parte integrante um Módulo Computacional (PLC - Controlador Lógico Programável), o qual é composto de sistema micro processado com processadores, micro controladores, programas de memória, memória de dados, interfaces de entrada/saída (Locais e Remotos), protocolos de comunicação wireless (GSM/GPRS

- Global System for Mobile Communication/ General Pocket Radio Service e NFC - Near Field Communication).

[012] São previstos circuitos auxiliares que, em consonância com o software embarcado, têm a finalidade de interagir com toda a parte sensorial dos Equipamentos/Componentes/Acessórios Eletromecânicos instalados na UGM, isto é, sob o caminhão ou carreta, visando coletar informações intrínsecas a todos os processos, bem como visa supervisionar/gerenciar todas as operações, controlar os processos de cada equipamento e/ou componente, facilitando a automação e procedendo à ações de forma automática ou por interferência humana; permite imprimir relatórios gerenciais/controle e interação com softwares aplicativos remotos dentro de um modelo ASP (Application Service Provider), dentre outras funcionalidade associadas ao processo como um todo.

[013] Ainda como parte integrante do sistema operacional, são previstos softwares aplicativos, divididos em dois conjuntos, sendo um Software Aplicativo Local - instalado no módulo computacional da UGM (caminhão ou carreta) e outro Software Aplicativo Remoto instalado em computadores externos. Ambos os Softwares contemplam uma série de mecanismos associados ao processo operacional e têm a responsabilidade de fazer a captação sensorial das informações de todos os processos, controle, gerenciamento operacional, monitoramento, tomar decisões dinâmicas para preservar toda a segurança operacional, registrar/processar as informações, fornecer informações gerenciais, dentre outras ações que podem ser assim definidas:

[014] O 'software local', instalado no módulo computacional ou hardware (PLC), parte integrante do próprio Caminhão ou Carreta, têm a finalidade de:

Coletar as informações dos sensores dos equipamentos/componentes/assessórios eletromecânicos e processos da UGM (caminhão ou carreta, coletor de lixo, triturador, alimentador, forno anaeróbico, condensador, lavagem de gás, compressor, booster, tanques de armazenamento de gás, repositório de resíduos - cinzas, metais, vidros, etc, gerador, dentre outros componentes);

- Fazer o registro e processar as informações coletadas, prestar informações gerenciais para tomada de decisões pelos usuários operadores;

- Controlar todas as operações intrínsecas ao processo e proceder à ações de tomada de decisão de segurança em função de potenciais falhas no processo;

- Possibilitar consultas/análises gerenciais/operacionais (quantidades processadas de lixo, gases, cinzas, etc, armazenadas, e, ainda, precisar a localização da "UGM", etc), gerar relatórios operacionais, gerenciais e de controle. [015] O conjunto de 'softwares remoto', que contempla também conceitos de "BAM" (Business Activity Monitoring) e que é instalado em computadores externos (Doro Center), principalmente, para serem utilizados pelos usuários via WEB (através da Internet), dentro do Modelo ASP (Application Service Provider), mediante a interação "online' '/"real time" com os Softwares Aplicativos/Computadores (PLCs) instalados na UGM, ou mesmo "Off Line" através de outros dispositivos de coleta. Os conceitos de "BAM" (Business Activity Monitoring), nas ações operacionais, viabilizam a capacidade de disponibilizar o acesso às informações críticas de negócio em tempo real aumentando a velocidade e performance das operações e tomada de decisões pelos operadores, por outro lado permitir aos usuários o gerenciamento e controle de todos os processos efetuados pelos equipamentos/componentes do conjunto como um todo da UGM, com cadastro de informações fundamentais à sua operacionalidade, estabelecer parâmetros operacionais/controle/segurança/etc, proceder às operações de coleta/tratamento de resíduos sólidos urbanos, coletar informações para tomadas de decisões operacionais/segurança nos próprios conjuntos de equipamentos, ou de forma remota em qualquer lugar com uso de recursos de internet, via mecanismos de comunicação GSM/GPRS e/ou outros, para o tráfego de informações em tempo real, associado a atributos de remoção das progressivas defasagens entre o gerenciamento e a execução de processo críticos de negócios. VANTAGENS

[016] A principal finalidade tangível da usina móvel para coleta - UGM é o processamento de resíduos em um caminhão ou carreta, através de uma série de equipamentos, componentes, acessórios eletromecânicos cujas operações de desidratação, Defumação e torrefação sem utilização de oxigénio são integradas a uma solução conjugada de Hardware (PLCs) Softwares (Locais e Remotos), para atender execução dos processos de: incineração anaeróbica de resíduos sólidos urbanos - RSU - e de resíduos dos serviços de saúde - RSS -, assim como a geração de gás combustível, ou energia-megawatts, produção de cinzas (fabricação de briquetes ou insumo para pavimentação asfáltica de estradas), com processo de separação material reciclável.

[017] É uma solução, sob o ponto de vista intangível da UGM, que trás inúmeros benefícios para o maior problema do planeta Terra, o resíduo, possibilitando que:

- Seja eliminada a necessidade de disposição de resíduos em aterros;

- Seja criada uma melhor relação de custo/benefício para as empresas privadas de prestadoras de serviços de coleta e disposição de resíduos e/ou órgãos públicos que fazem a sua própria coleta;

- Seja uma solução para as empresas de exploração de negócios de aterros (disposição de resíduos), para sua recuperação e obtenção de ganhos com geração de energia;

- Sejam atendidas as novas diretrizes da Legislação Brasileira, que a partir de agosto de 2014, passa a impedir disposição de resíduos a céu aberto e em aterros que não estejam enquadrados dentro da Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS, Lei n° 12.305 / 2010 e regulamentado pelo Decreto n° 7.404 / 2010.

AVANÇO TECNOLÓGICO / DIFERENCIAL TÉCNICO

[018] O avanço tecnológico propiciado pela UGM está no contexto harmónico e uníssono dado ao seu conceito diferenciado de coleta e trituramento e ao processo de tratamento dado aos resíduos, uma vez que contempla mecanismos de incineração que reduzem o resíduo coletado (RSU e/ou RSS) a cerca de 3% (três por cento) do volume coletado. Como9 vantagem adicional produz gás que pode ser comercializado para o mercado e também consumido pelos próprios equipamentos da UGM, reduzindo com isso os custos operacionais de coleta e tratamento, representando receitas adicionais em decorrência dos produtos resultantes da incineração, além de potenciais receitas com "crédito de carbono".

[019] Outro avanço tecnológico da presente invenção refere-se à criação da solução integrada de gestão (hardware e softwares - local e remoto), monitoramento e controle operacional", para a "UGM", que introduz no processo, como um todo, mecanismos de automação e inteligência artificial para melhoria do gerenciamento, controle, possibilidade de uso das informações em qualquer lugar e dinamismo das informações para contribuir com na relação de custo/ benefício, a maximização de resultados, salientando-se:

- Que todos os equipamentos/componentes/acessórios eletromecânicos da UGM são conectados a um computador central (PLC - controladores lógicos programáveis) dentro do caminhão ou carreta, com sistemas preparados para coletar informações dos sensores de cada equipamentos/componentes/acessórios eletromecânicos da UGM, além de controlar e monitorar todas as atividades intrínsecas aos processos que ocorrem no interior da UGM, com ações automáticas de segurança, além de alertas sobre os processos a serem empreendidos por ações do(s) operador(es) da UGM;

- Que o processo de controle e monitoramento possui mecanismos para promover ações dinâmicas automáticas e/ou através do(s) operador(es), bem como processos automáticos de segurança global para o operador e a plena seguraça para a população em geral;

- Que o(s) software(s) aplicativo(s)/computador central contemplam processos de inteligência artificial para auxiliar nas tomadas de decisão e que também são controlados/monitorado pelo(s) operador(es) da UGM, possuindo, para tanto, mecanismos de alerta e treinamentos adequados para controlar e monitorar todas as atividades que ocorrem dentro do caminhão, bem como para tomar as medidas adequadas em caso de emergência;

- Que o(s) software(s) aplicativo(s) de gestão, monitoramento e controle operacional da UGM, também tem a Incumbência de enviar para o software aplicativo na retaguarda instalado nos computadores externos {Data Center), todas as informações para serem gerenciadas e controladas remotamente dentro de um modelo ASP (Application Service Provider), o qual possui, também, mecanismos de integração/interface com softwares ERP {Enterprise Resources Planning). Este software de retaguarda é formado por diversos programas, procedimentos e regras relativas ao funcionamento de uma série de processamentos de dados da UGM e de outras UGM's associados a cada cliente adquirente da(s) UGM(s), bem como permite a localização de cada UGM, dentre outros processos gerenciais, consolidação, controle, análises estatísticas, geração de relatórios, dentre outras funcionalidades.

DESCRIÇÃO DAS FIG U RAS

[020] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, um conjunto de desenhos, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou seu funcionamento:

Figura 1 - Representa a perspectiva esquemática, com a visão de todos os equipamentos, componentes e assessórios eletromecânicos e de sistema operacional.

Figura 2 - Representa o diagrama esquemático do módulo computacional (PLCs - Controladores Lógicos Programáveis), dotado de mecanismos de comunicação GSM/GPRS e NFC, tem a incumbência de interagir com toda a parte sensorial dos equipamentos, componentes e acessórios eletromecânicos, parte integrante e indivisível do conjunto harmónico da UGM;

Figura 3 - Representa o ciclo de processamento do PLC (Controlador Lógico Programável) associado aos mecanismos sensoriais de interação com os equipamentos, componentes e acessórios eletromecânicos contemplando os ciclos (varreduras) de processamento, face aos dados de entrada e saída, parte integrante e indivisível da UGM;

Figura 4 - Representa a macro visão do processo com os equipamentos, componentes, acessórios eletromecânicos e da solução (hardware e software's) de gestão monitoramento e controle operacional para a usina gasogênica móvel - UGM; e Figura 5 - Representa a perspectiva esquemática da usina gasogênica móvel - UGM, caminhão ou carreta (veículo motorizado) e a sua carenagem externa. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[021] Com referências aos desenhos, a presente invenção se refere a uma "USINA MÓVEL PARA PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS, GERAÇÃO DE GÁS COMBUSTÍVEL, ENERGIA-MEGAWATTS E CINZAS, COM SEPARAÇÃO DE MATERIAL RECICLÁVEL", mais precisamente de uma Usina Gasogênica Móvel - UGM - (1) é constituída por uma unidade móvel na forma de caminhão, ou carreta ou outro veículo motorizado assemelhado (2), provido de carenagem (3) na qual estão inseridos equipamentos, componentes e acessórios eletromecânicos distribuídos segundo uma planta específica e melhor visualizada na figura 5, os quais são responsáveis pela coleta, processamento e transformação dos resíduos urbanos 'RSU' e de saúde 'RSS' - em insumos (gás combustível ou megawatts, cinzas, materiais recicláveis - metais, vidros, etc). Ditos equipamentos, componentes e acessórios eletromecânicos podem ser definidos como: sistema de coleta/e leva dor/ alimentador do triturador (4), o qual esmaga o resíduo, promove a separação e alimenta o forno anaeróbico (5); forno anaeróbico (5) com sistema de incineração anaeróbica (6) processando resíduos a temperaturas de até 1.300°; tanques intermediários (7) visando os processos de resfriamento (permutador de calor), lavagem e condensação dos gases; sistema de resfriamento, lavagem e desumidificação de gases (8); sistema de compressão (booster) a 300 bar e armazenamento de gás combustível (9); gerador (10) híbrido (gás e diesel) que, com alimentação do gás combustível gerado pela própria UGM (1), é responsável pela geração de toda energia consumida pelo conjunto de equipamentos, componentes e acessórios eletromecânicos e computadores; depósito de cinzas/resíduos recicláveis (11), que visa o armazenamento de cinzas geradas no forno anaeróbico e os materiais recicláveis (Metais, Vidro, Plásticos, etc). A UGM (1) contempla, ainda, uma solução global de software Local (SI) e Hardware (PLC), ambos com características específicas, definidas adiante, embarcados no caminhão ou carreta (2) para a gestão, monitoramento, controle operacional, análise sensorial e tomada de decisões dinâmicas de todos os processos efetuados pelos equipamentos, componentes e assessórios eletromecânicos e outros softwares Remotos (S2) e respectivo Hardware (PLC) instalados em Data Centers (D) e/ou na Central de Monitoramento (C) do cliente e/ou outra UGM (1) do mesmo sistema operacional (de um mesmo cliente).

[022] A geração de gás se inicia com a coleta dos resíduos - RSU / RSS, à imagem do que ocorre nos processos tradicionais com os caminhões de coleta e compactação de resíduos atuais no mercado inerente à coleta. No entanto, no processo da UGM (1), o equipamento coletor é dotado de um elevador/alimentador com capacidade de 1,2 Toneladas de elevação do resíduo para alimentação do triturador (4), visando o processo de fragmentação do resíduo, moenda, esmagamento, com separação dos materiais recicláveis (Metal, Vidros, Plásticos, etc).

[023] Em sequência, o composto resultante da fragmentação/moenda é encaminhado para o processo de incineração anaeróbica no forno anaeróbico (6). O processo de gaseificação dos resíduos gera, pela síntese dos materiais incinerados, através de queimadores, sem a presença de oxigénio, a desidratação, defumação e torrefação com geração de gases a temperaturas de até 1.300° C, gás ou gasogênio este que é composto principalmente de aproximadamente 20% de CH ₄ (Metano), aproximadamente 30% de CO (Monóxido de Carbono) e aproximadamente 50 % de H2 (Hidrogénio) e O (Oxigénio), além de metais, vidros, etc, como resíduo final.

[024] O forno anaeróbico (5) é construído com dois compartimentos, sendo que o compartimento externo em aço carbono é dotado de isolamento total, revestido com material refratário, de forma a ser manipulado sem a necessidade do uso de EPI (Equipamento de Proteção Individual). O compartimento interno e construído em aço inox especial para alto forno e contempla os queimadores do processo de incineração. O forno anaeróbico (5) é dotado de sistema de válvulas de segurança, mecanismos de controle de pressão dentro do forno e mecanismos para exaustão dos gases para o flare que sofrem um processo de incineração antes de serem direcionados para a atmosfera, uma vez que com este processo é jogado na atmosfera vapor de água totalmente limpo, totalmente inócuo ao meio ambiente, processo este que tem o principal objetivo de evitar qualquer acidente.

[025] O gás gerado é armazenado em 2 (dois) tanques (2/3) de inox, para se proceder aos processos de resfriamento, lavagem e desumidificação.

[026] Como processo final, este gás combustível limpo, passa por um processo de compressão a 300 bar e é armazenado de forma comprimida num tanque combustível. Os gases armazenados por pressão neste tanque combustível são utilizados como combustível do gerador (10) que fornece toda a energia para os equipamentos/componentes/acessórios eletromecânicos, como combustível no sistema de aquecimento que gaseificará o resíduo e como combustível do próprio caminhão, sendo o restante deste gás combustível, utilizado para comercialização no mercado.

EQUIPAMENTOS/COMPONENTES E ACESSÓRIOS

[027] Para melhor compreensão, cada equipamento, componente e/ou acessório é definido a seguir, fazendo parte integrante do objeto da presente invenção, sendo eles:

[028] COLETOR DE RESÍDUOS SÓLIDOS: Equipamento responsável pelo processo de receber os resíduos coletados (RSU ou RSS) e através do sistema elevatório alimentar o triturador (4). Este equipamento gera, de forma dinâmica, informações através de seus sensores, para registrar a pesagem dos resíduos coletados, controle dos limites de peso e a capacidade de transferência dos resíduos para o triturador. Por outro lado, em função de problemas detectados, procede a ações de interrupção do processo de coleta quando da ocorrência de algum travamento do triturador. Contempla, em seu processo, diversos outros mecanismos (Ex: Pesagem de resíduos reciclados com emissão de cupom, na hipótese de determinada região possuir rotinas de troca de resíduos reciclados por alguma bonificação - Crédito em energia, IPTU, etc).

[029] TRITURADOR/ALIMENTADOR (4) DO FORNO ANAERÓBICO (5): Este conjunto de equipamentos, contempla, mecanismos de controle do sensor para o travamento automático de trituração de resíduos, na hipótese do resíduo ter em sua composição objetos metálicos num nível de dureza acima do tolerado pelos componentes de trituração e corte. Este processo implica numa operação manual/semi-automática, para a transferência desses resíduos metálicos para recipientes apropriados e acionamento manual do triturador. Além desse processo, contempla, ainda, uma parte sensorial do volume de entrada de resíduos no forno anaeróbico (5) com bloqueio do processo, bem como controle de vedação do processo de alimentação do forno, para não permitir entrada de oxigénio no mesmo, uma vez que o forno é um forno anaeróbico, cujo processo de incineração não tem a interferência de oxigénio.

[030] FORNO ANAERÓBICO (5): Este equipamento é responsável pelo processo de incineração dos resíduos sem envolvimento de oxigénio, produzindo, através do processo de desidratação, defumação e torrefação dos resíduos, gás e cinzas. Contempla uma interação do sistema com a parte sensorial de medição da temperatura e pressão dentro do forno, com mecanismos automáticos de controle do processo e direcionamento dos gases diretamente para o "flare" na hipótese de subida inadequada da pressão dentro do forno, acima de uma atmosfera e os processos do forno terem sido interrompidos. Concomitantemente, o forno (5) pela sua integração com o compartimento de resíduos sólidos, prevê que o sistema tenha um tratamento sensorial e de procedimento/alertas quando o volume de resíduos nesse depósito atingir a sua capacidade de lm ³ . Por outro lado, o sistema possui mecanismos de gerenciamento, controle e de ações, em função das informações geradas pelo sensor de medição de vazão do gás que está sendo encaminhado para resfriamento.

[031] RESFRIADOR DE GÁS (8): Em função das informações geradas pelos sensores e processadas pelo sistema, contempla mecanismos de controle, gerenciamento e ações a medição da temperatura do gás na entrada (400 a 600 Graus Celsius) e saída (20 a 80 Graus Celsius) do gás no resfriador de gás. Este processo contempla, ainda, mecanismos de controle e gerenciamento para avaliação da composição do gás, bem como processos de coleta para análise externa da composição do gás.

[032] LAVAGEM DO GÁS (8): Contempla um processo de registro e controle pela interação com a parte sensorial deste dispositivo, para a medição do volume de gás com seu nível de sujeira/composição, bem como o nível de limpeza após o processo de lavagem do gás.

[033] CONDENSADOR: O sistema contempla mecanismos sensoriais de nível de umidade do gás antes de entrar no condensador, bem como sensores de volume de água do gás após o processo de condensação.

[034] COMPRESSOR/BOOSTE/? (9): Contempla processo sensorial e registro, gerenciamento e controle de medição da pressão do gás antes do processo de armazenamento.

[035] TANQUES DE ARMAZENAMENTO DO GÁS (7): Na interação com os sensores dos tanques, o sistema efetua um conjunto de procedimentos, efetuando a medição, registro da pressão, volume do gás nestes tanques. Por outro lado, efetua ações de controle e procedimentos de forma automática, para direcionamento do gás para o "flare" ou outros Equipamentos/Componentes (forno anaeróbico, motor do caminhão, gerador, etc), na hipótese destes compartimentos se encontrarem com a capacidade de armazenamento esgotada.

[036] Salienta-se que a composição normal do gás, contempla gás metano - CH ₄ (20 %), C0 ₂ (30 %) e H ₂ /0 (50 %), por outro lado no contexto deste componente (tanques), engloba um tanque auxiliar de combustível (gás) para ser utilizado quando do início da atividade da UGM (1), com a parte sensorial e de controles do nível de volume de gás nos tanques.

[037] GERADOR (10): Equipamento de geração de energia para os equipamentos e componentes da UGM (1), que pode ser alimentado pelo gás gerado pelo forno anaeróbico (5) e/ou a diesel do tanque do Caminhão e/ou Carreta (2).

[038] Fazem parte integrante da presente invenção os conjuntos de hardware (PLCs) e softwares local . (SI) e remoto (S2) voltados ao sistema de gestão, monitoramento e controle operacional para a usina gaseificadora móvel - UGM (1)-, contemplando:

- Os Módulos Computacionais (PLCs) (Controladores Lógicos Programáveis);

- Os respectivos Softwares Aplicativos Internos (SI) da UGM (1) instalados nos PLCs;

- Os Softwares Aplicativos de Gerenciamento, Monitoramento e Controle Operacional (S2), operacionalizado através da Internet dentro do Modelo ASP (Application Service Provider), que é instalado em computadores externos à UGM (1), normalmente instalados em Data Centers (D) ou nas centrais (C) dos ambientes computacionais dos clientes adquirentes das UGMs (1).

MÓDULO COMPUTACIONAL (PLC)

[039] O Módulo Computacional, normalmente denominado Controlador Lógico Programável (PLC), conforme Figura 1, é dividido em três partes: Entrada (12), Processamento (13) e Saída (14). Os sinais de entrada (12) do módulo (PLC) têm a flexibilidade de serem digitais ou analógicos, de forma a se adequar a qualquer necessidade do sistema a ser controlado, compostos de grupos de "bits", em função dos tipos de processadores.

[040] É composto de sistema micro processado com processadores, micro controladores, programas de memória, memória de dados, interfaces de entrada / saída (Locais e Remotos). É caracterizado por um módulo específico para interagir com toda a parte sensorial do conjunto de Equipamentos e Componentes, da UGM (Unidade Gasogência Móvel), para propiciar o Gerenciamento, Monitoramento e Controle Operacional das Informações. Contempla protocolos de comunicação wireless (GSM / GPRS - Global System for Mobile Communication / General Packet Rádio Service e NFC - Near Field Communication) para a transferência e recepção de informações dos sistemas remotos. [041] É dotado de protocolos padronizados parametrizáveis, de modo a proporcionar que o equipamento/componente de um fabricante possa interagir com equipamentos/componentes de outros fabricantes e com o módulo (PLC) da UGM (1), bem como, com os controladores de processos, sistemas supervisores, redes de comunicação, dentre outros, proporcionando uma integração global, facilitar a automação, gerenciamento, controle e toda a interação entre sistemas.

[042] As entradas analógicas possuem módulos conversores - Tipo A/D, que convertem um sinal de entrada em um valor digital, por outro lado, no que tange às saídas analógicas, módulos conversores - Tipo D/ A, ou seja com valores binários que transformam um sinal digital em analógico.

[043] Os sinais dos sensores dos equipamentos/componentes (Caminhão ou Carreta, Coletor de Lixo, Triturador, Alimentador, Forno Anaeróbico, Condensador, Lavagem de Gás, Compressor, Booster, Tanques de Armazenamento de Gás, Repositório de Resíduos - Cinzas, Metais, Vidros, etc, Gerador, dentre outros componentes), são aplicados às entradas do controlador e a cada ciclo (Varredura), são lidos e transferidos para a memória interna (Memória de Imagem de Entrada), processados em consonância com os procedimentos operacionais intrínsecos a cada Equipamento/Componente, associados entre si e aos sinais internos de acordo com as respectivas regras programas.

[044] Ao término do ciclo (Varredura), os resultados são transferidos para as memórias de imagem de saída e então aplicados aos terminais de saída, que podem sofrer ações de associação aos Equipamentos/Componentes da Entrada, e/ou outros Equipamentos/Componentes, e/ou, ainda aplicações de gerenciamento e controle/sistemas legados, decorrentes do ciclo de processamento do módulo (PLC).

[045] A Figura 2 dá a visão de como se processa o Ciclo (Varredura), em função da descrição acima: inicialização (15), leitura das entradas/atualização das imagens (16), programa/processamento (17), atualização das saídas referidas à imagem (18), interação com o software aplicativo remoto de gerenciamento e controle - nuvem da internet (19) e interação com outros softwares - sistemas legados (ERP, etc.) - nuvem da internet (20).

SOFTWARE(S) APLICATIVO(S) PARA A(S) USINA(S) GASOGÊNICA(S) MÓVEL(EIS)

[046] A solução contempla dois softwares aplicativos para a gestão, monitoramento e controle operacional, para a(s) usina(s) gasogênica(s) móvel(eis) -UGM(s) -, sendo um software local (SI) que fica instalado no hardware ou módulo computacional (PLC) da UGM (1) e um software remoto (S2) com programas e rotinas adicionais para gerenciamento, controle, análises estatísticas, consultas e relatórios operacionais e de controle, dente outras funcionalidades, que fica instalado em computadores externos ou módulo computacional (PLC), do tipo Data Centers (D), para serem utilizados através da internet, dentro do Modelo ASP {Application Service Provider).

[047] O software local (SI) de aplicação instalada na UGM (1) tem a incumbência de garantir os controles dos processos internos dos equipamentos/componentes da UGM, mediante a recepção de dados dos sensores de dados dos sensores desses equipamentos e o respectivo processamento dos mesmos, sincronizado com as ações pertinentes a todos os processos, garantindo em paralelo o acionamento de atuadores decorrentes do processamento. Dentre as atividades de coleta de informações geradas pelos sensores destacam-se algumas dos processos tratados por esta aplicação na figura 3, onde, através de vista esquemática, é representado o módulo computacional (PLC) responsável através dos programas e processamentos pela aglutinação de todas as informações sensoriais e processos operacionais da UGM (1). Os equipamentos, componentes e acessórios eletromecânicos com as leituras de entradas e saídas sensoriais (21) interagem com o módulo (PLC) visando os processos operacionais e de controle dentro do ciclo de processamento (22) estabelecido pelos softwares locais ou aplicativos embarcados ou (Programas).

[048] As informações processadas nos softwares locais (SI) ou aplicativos embarcados são paralelamente transferidas para os softwares aplicativos remotos (S2) usando a nuvem da internet para atividades gerenciais, controle, consolidação de informações, consultas, interface com sistemas legados (ERP, Ponto Eletrônico, etc.) (23), relatórios gerenciais, dentre outras ações. Considerando que existe uma inteligência artificial e de controle, os processos englobam constantes medições e ações dinâmicas (24), que são concomitantemente extraídas para ações externas em real time e/ou offline, utilizando mecanismos wireless com meios de comunicação GSM/GPRS ou por processos de proximidade com mecanismos e NFS [Near Field Communication) (25). Paralelamente a todos os processos operacionais intrínsecos da UGM (1), contempla um sistema de monitoramento (26), cujo conjunto, como um todo, tem a finalidade de garantir todos os controles dos processos internos da UGM.

[049] Considerando que todos os equipamentos possuem sensores para monitorar e indicar as condições dos processos para a tomada de decisões dinâmicas, existe uma garantia mediante o acionamento de forma automática de atuadores, a partir dos processamentos das informações coletadas pelos sensores (27). Independente das ações dinâmicas existem algumas operações manuais executadas pelos operadores em função de alertas gerados pelos sensores (27). SOFTWARE(S) APLICATIVO(S) - SOLUÇÃO (HARDWARE E SOFTWARE'S) DE GESTÃO, MONITORAMENTO E CONTROLE OPERACIONAL - RETAGUARDA (UGM)

[050] O sistema computacional inclui um software de retaguarda (não ilustrado) que corresponde a um aplicativo aglutinador das informações geradas pelo sistema embarcado no Caminhão e/ou Carreta (2), mediante processos de transferência de informações via GSM/GPRS (Globo/ System for Mobile Communication/General Packet Radio Service), ou outro mecanismo de comunicação, de forma a permitir aos clientes adquirentes, através de departamentos gerenciais, operacionais e de controle, a utilizar as informações coletadas junto aos equipamentos/componentes instalados na UGM (1), de qualquer lugar com conexão à internet, dentro de um modelo ASP (Application Service Provider), de forma a possibilitar toda a interação operacional e de controle dos registros processados, follow-up de ocorrências, quantidades de resíduos coletados, tratados, processados e produtos resultantes derivados (Gás, Cinzas, Metais, etc.) dentre outros mecanismos gerenciais.

[051] O sistema, a partir dos registros e ações geradas pelo sistema embarcado no caminhão e/ou carreta (2), poderá ser visualizado pela central de gerenciamento/departamentos inerentes, para que estes possam tomar as devidas providencias operacionais quanto ao atendimento objeto dos serviços prestados com a utilização da UGM (1), ter o controle absoluto desses serviços, documentar todos os processos operacionais, tomadas de decisão pertinentes, gerenciamento remoto dentre outras informações.

[052] A aplicação contempla todo um acervo de programas de informações cadastrais, mecanismos de controle do perfil dos usuários autorizados a utilizar o sistema.

[053] É certo que quando o presente invento for colocado em pratica, poderão ser introduzidas modificações no que se refere a certos detalhes de construção e forma, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada teve a finalidade de não limitação.