ITRN20130019A1 - Apparecchiatura e metodo di dragaggio per fondali su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"Apparecchiatura e metodo di dragaggio per fondali su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche",

La presente invenzione à ̈ relativa, principalmente, ad una apparecchiatura di dragaggio per fondali su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche.

Il campo tecnico in cui si situa la presente invenzione à ̈ quello dei dragaggi dei fondali di acque dolci dei bacini idrici di superficie e di acque salmastre nelle quali si trovano dei precipitati inquinati ed inquinanti tossici e/o nocivi per l'ecosistema e per la salute umana.

Attualmente sono noti due diversi sistemi di dragaggio (diversi in funzione delle estensioni delle aree in cui fare il dragaggio) .

Il primo sistema à ̈ finalizzato alle aree piccole che utilizzano una macchina con braccio meccanico e benna escavatrice, mentre il secondo sistema à ̈ finalizzato alle grandi aree che utilizzano grandi macchine dotate di un braccio meccanico terminante con una fresa ruotante ed un aspiratore collegato alla stessa.

In entrambi i casi il principale problema che si riscontra consiste nel sollevamento delle sostanze presenti sul fondo con una conseguente diffusione, riposizionamento degli inquinanti e re-inquinamento delle acque per cui le sostanze inquinanti vanno a depositarsi anche nelle aree prossime a quella in cui si sta svolgendo il dragaggio.

In sostanza gli attuali sistemi di dragaggio eseguono un dragaggio non selettivo per cui le sostanze inquinanti vanno poi a diffondersi in aree più vaste.

Per cercare di evitare l'inconveniente sopra citato à ̈ stata sviluppata una macchina che presenta delle benne (dette ecobenne) che una volta raccolti i sedimenti si chiudono fra loro per trattenere al loro interno i sedimenti.

Tuttavia, tale soluzione non risolve del tutto la diffusione degli inquinanti in quanto durante l'avvicinamento e l'ingresso delle benne nel fondale, durante la rotazione delle benne e durante la fuoriuscita dal fondale delle benne stesse si creano comunque sospensioni di sedimenti inquinati che si disperdono nelle aree più prossime a quella delle operazioni di scavo. Inoltre é da tenere in considerazione il fatto che lo spazio, definito all'interno delle benne quando esse sono chiuse, non à ̈ a tenuta stagna per cui l'acqua eventualmente presente fuoriesce portandosi dietro le sostanze inquinanti .

Pertanto, scopo principale della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una apparecchiatura di dragaggio per fondali su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche che sia priva dell'inconveniente sopra citato e che cioà ̈ eviti la dispersione delle sostanze inquinanti durante la fase di dragaggio .

Un ulteriore scopo della presente invenzione consiste nel realizzare un metodo di dragaggio per fondali su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche senza che vi sia una dispersione delle sostanze inquinanti durante la fase di dragaggio .

In base alla presente invenzione viene realizzata una apparecchiatura di dragaggio per fondali su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche.

Inoltre, secondo la presente invenzione viene altresi realizzato un metodo di dragaggio di fondali su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, vengono ora descritte due forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempi non limitativi e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 illustra una prima forma di realizzazione di una apparecchiatura di dragaggio per fondali realizzata secondo i dettami della presente invenzione;

- la figura 2 illustra una seconda forma di realizzazione di una apparecchiatura di dragaggio per fondali;

- la figura 3 illustra (in scala ingrandita) un dispositivo dell'apparecchiatura di figura 1;

la figura 3A illustra (in scala ingrandita) un primo particolare del dispositivo di figura 3;

- la figura 3B illustra (in scala ingrandita) un secondo particolare di figura 3;

- le figure 4A, 4B e 4C mostrano delle rispettive sezioni verticali della parte interna del dispositivo di figura 3; - la figura 5 illustra i componenti illustrati nelle figure 4A,4B e 4C in vista esplosa;

- le figure 6A e 6B illustrano delle sezioni orizzontali rispettivamente vista dall'alto e vista dal basso della parte interna del dispositivo di figura 3;

- la figura 7 Ã ̈ una vista esplosa di una porzione della parte interna del dispositivo di figura 3;

la figura 8 Ã ̈ una vista in sezione di un organo del dispositivo di figura 3;

- la figura 9 Ã ̈ una vista di una seconda forma di attuazione dell'organo illustrato nella figura 8; e

- la figura 10 Ã ̈ uno schema a blocchi del sistema operativo della apparecchiatura di dragaggio per fondali oggetto della presente invenzione.

Con riferimento alla figura 1 Ã ̈ stata indicata con 1 una apparecchiatura di dragaggio per un fondale 2 su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche.

L'apparecchiatura 1 comprende:

- una macchina semovente 3 atta a muoversi lungo il fondale 2;

- mezzi 4 di canalizzazione delle sostanze prelevate dal fondale 2 verso un centro di raccolta 5;

- una sorgente di energia elettrica 6 atta ad alimentare tramite cavi elettrici 7 organi interni alla macchina 3;

ed una unità elettronica 8 di gestione e controllo dell'apparecchiatura 1.

Con riferimento alle figure 1, 3, 4 e 5, la macchina 3 comprende :

una campana 11 che poggia sul fondale 2 tramite una pluralità di cingoli 12;

- un dispositivo di aspirazione 13 (figura 4A) dei sedimenti installato all'interno della campana 11 e connesso con i mezzi di canalizzazione 4;

- un dispositivo 14 (figura 4B) che consente di ridurre e regolare il peso della campana 11 immersa nelle acque; ed - un dispositivo 16 (figura 4C) di movimentazione della campana 11 lungo il fondale 2.

Il dispositivo 16 (figura 4C) comprende due motori elettrici 17, uno per i due cingoli 12 destri, ed il secondo per i due cingoli 12 sinistri. Ciascun motore 17 (figura 4C e 5) presenta un albero di uscita 18 che tramite una cinghia 21 trasmette il proprio moto ad un albero rotante 22 a sua volta connesso sia ad un mozzo 23 del cingolo posteriore 12 e sia tramite un secondo albero rotante 25 ad un mozzo 26 del cingolo anteriore 12. I due motori sono indipendenti fra loro in modo che si possa indirizzare la macchina 3 secondo una qualsiasi direzione ed in sostanza si può determinare la rotazione della macchina 3 ed il senso di marcia della stessa.

Il dispositivo di aspirazione 13 comprende una pluralità di condotti 27 e 28, la cui luce di aspirazione à ̈ rivolta verso il fondale 2. In sostanza ogni condotto 27 e 28 presenta una prima estremità rivolta verso il fondale 2 ed una seconda estremità che canalizza i sedimenti raccolti all'interno di una camera 29 (figura 8) da cui si originano i mezzi 4 che consistono in un condotto che si estende fino al centro di raccolta 5.

I condotti 27 e 28 sono distribuiti in maniera efficace lungo tutta l'area coperta dalla campana 11.

In particolare una pluralità di primi condotti 27 sono in prossimità del bordo della campana 11 ed una pluralità di secondi condotti 28 sono nella parte centrale della campana 11; i primi condotti 27 essendo atti soprattutto ad evitare la dispersione dei sedimenti all'esterno della campana 11 ed i secondi condotti 28 essendo atti a canalizzare la maggiore parte dei sedimenti verso il centro di raccolta 5 tramite la camera 29 (figura 8) ed i mezzi 4. Le estremità inferiori dei condotti 27 e 28 sono provviste di rispettive griglie 31 (figura 7) atte a far passare solo i sedimenti di determinate dimensioni. In sostanza le griglie 31 vanno a selezionare la tipologia dei sedimenti da raccogliere in base alle dimensioni di questi.

Con riferimento alle figure 6A e 7 il dispositivo di aspirazione 13 comprende un motore elettrico 32 per ogni condotto 28 che trasmette il moto tramite un sistema a cinghie 33 ad una pompa di aspirazione 34 installata all'interno di ogni condotto 28. In questo modo à ̈ possibile selezionare quali condotti 28 devono aspirare e la potenza di aspirazione .

Per migliorare il funzionamento della campana 11 il perimetro esterno della base della campana à ̈ protetto da lame elastiche deformabili 15.

Con riferimento alle figure 4 e 5, il dispositivo 14 comprende un primo organo per ridurre il peso della macchina 3 prima dell'immersione della macchina 3, ed un secondo organo per regolare il peso della macchina 3 già in immersione per tener conto degli squilibri che si vengono a determinare durante la fase di aspirazione.

Una volta determinato il peso della macchina 3 in immersione e determinata la spinta verso l'alto applicata dall'acqua sulla macchina 3 (principio di Archimede) si calcola la quantità di gas o liquido da immettere in una pluralità di serbatoi 35 (figura 4B) installati all'interno della campana 11 tale da diminuire il peso della campana sul fondale mantenendo un valore di peso complessivo necessario e sufficiente a permettere un contatto efficace dei cingoli 12 sul fondale 2; il primo organo essendo quindi costituito dai serbatoi 35.

Il secondo organo comprende una pluralità di serbatoi 36 (figura 4B) che possono essere riempiti o di aria (tramite una rispettiva pompa 37) per ridurre il peso della macchina 3 o di acqua (tramite una rispettiva pompa 38) per elevare il peso della macchina 3. Naturalmente le pompe 37 e 38 sono dotate di un rispettivo motore elettrico non illustrato per semplicità.

Con riferimento alla figura 10 l'unità elettronica 8 comprende:

- una centralina elettronica di elaborazione dati 41;

un blocco di impostazione dati 42;

- un blocco di visualizzazione dati 43; ed

- una pluralità di sensori 44 atti a rilevare una pluralità di dati dei vari dispositivi ed organi presenti nella· macchina 3.

In particolare i sensori 44 rilevano l'assetto (inclinazione della campana 11, la profondità del fondale 2, la variazione di peso della campana 11) della macchina 3, rilevano la posizione della macchina 3, rilevano gli ostacoli nelle vicinanze della macchina 3, rilevano la direzione e la velocità della macchina 3, rilevano quali condotti 28 sono in aspirazione e la rispettiva potenza di aspirazione e rilevano il corretto funzionamento dei vari organi e dispositivi. Alcuni sensori 44 potrebbero essere definiti da una telecamera 55 (figura 3).

La centralina 41 comprende un blocco memoria 45 in cui sono memorizzate area per area le varie operazioni effettuate ed un blocco 46 di comando dei vari organi e dispositivi.

Il blocco memoria 45 consente di memorizzare e di confrontare fra loro le operazioni svolte in tempi successivi in una determinata area in modo da rilevare i tempi in cui nella medesima area vengono a depositarsi i sedimenti inquinanti. In questo modo à ̈ possibile risalire al perché ed alle modalità di sedimentazione degli inquinanti.

Nella figura 9 à ̈ illustrata una camera 30 che differisce dalla camera 40 illustrata nella figura 8 in quanto presenta almeno una parete in cui à ̈ realizzata una griglia 49 ché consente di canalizzare all'esterno l'acqua aspirata. Naturalménte la camera 30 illustrata in figura 9 può essere utilizzata solo per i fondali in cui non sussistono sedimenti inquinanti anche per il fatto che sono stati aspirati in una fase precedente.

Nelle figure 1, 2 e 3 à ̈ illustrata una gru 50 che supporta un braccio meccanico estensibile 51 terminante con una benna 52 (detta comunemente benna a polipo) interna ad una campana 53 collegata ad un condotto di aspirazione 54 che aspira le sospensioni di sedimenti provocate dall'estrazione dell'ostàcolo dal fondale. Infatti questa minigru à ̈ utilizzata per rimuovere lungo la direzione di marcia gli ostacoli presenti sul fondale 2.

In figura 1 à ̈ illustrata una apparecchiatura 1 in cui à ̈ prevista, una situazione ambientale con la presenza di spazi a terra per cui la sorgente di energia elettrica 6 e l'unità elettronica 8 sono portate da un veicolo 61. Inoltre il centro di raccolta 5 non à ̈ altro che un container 62 provvisto di ruote 63. Mentre nella figura 2 à ̈ illustrata una apparecchiatura 1 in cui il pontone galleggiante 64 à ̈ sede della sorgente di energia elettrica 6 e dell'unità elettronica 8 ed infine il centro di raccolta 5 à ̈ fisso.

Il metodo di dragaggio per un fondale 2 su cui sono presenti sostanze, inquinanti e/o tossiche comprende una volta individuata l'area da dragare:

- una prima fase durante la quale si determina tramite un carotaggio lo spessore dei sedimenti da dragare dal fondale 2 e la tipologia di tali sedimenti;

- una seconda fase in cui si determina il peso della macchina 3 e si tarano i serbatoi 35;

- una terza fase in cui tramite una gru non illustrata si posiziona la macchina 3 sul fondale 2; ed

- una quarta fase in cui si determina l'aspirazione dei sedimenti e durante tale fase la regolazione del peso della macchina 3.

Naturalmente à ̈ possibile eseguire il dragaggio più volte sulla medesima area utilizzando la movimentazione della macchina 3.

Tutti i dati vengono poi raccolti nel blocco 45 in modo da definire una scheda in cui si memorizzano i dati relativi all'area dragata per eventualmente programmare un intervento successivo e per individuare i tempi in cui si vanno a costituire i sedimenti.

Il funzionamento del sistema innovativo à ̈ il seguente:

Si effettuano le operazioni preliminari di:

- individuazione dell'area da dragare;

- effettuazione dei carotaggi per la definizione degli strati del fondale e delle specifiche caratteristiche dei sedimenti; - pesatura della macchina e taratura dei serbatoi 35 per la riduzione del peso;

- posizionamento, in prossimità dell'area da trattare ed in idonea collocazione, del centro di raccolta 5; e

- collegamento dei mezzi 4 di canalizzazione delle sostanze prelevate dal fondale.

Dopo le operazioni preliminari si deposita la macchina sul fondo che, sulla base del proprio programma, inizia ad aspirare i sedimenti muovendosi nell'area individuata con ripetuti passaggi successivi in modo da dragare per piani orizzontali paralleli.

I sedimenti, prelevati dal fondale, e canalizzati verso il centro di raccolta 5 seguono le tipologie individuate dai carotaggi preliminari.

Naturalmente, nell'effettuazione del lavoro di dragaggio, sono operativi tutti i componenti già descritti per le loro specifiche funzioni.

I vantaggi principali della presente invenzione sono i seguenti:

- attrezzature e metodo di dragaggio sono tipo ecologico; pertanto impediscono la propagazione all'esterno della campana di sedimenti inquinati e tossici; non si producono sospensioni di inquinanti/tossici e non viene provocato il re-inquinamento dovuto alle stesse operazioni di dragaggio; - attrezzature e metodo di dragaggio selettivo per strati di tipologia omogenea;

- attrezzature e metodo dragaggio in grado di modellare e livellare il piano del fondale modulando i diversi punti di aspirazione;

attrezzature ed un metodo di dragaggio realiz

mezzo mobile sul fondale che non solleva sospensioni inquinanti e tossiche con il proprio movimento;

- attrezzature e metodo di dragaggio in grado di stabilire la profondità voluta da raggiungere su tutta l'area individuata; - attrezzature e metodo di dragaggio in grado di registrare i dati del dragaggio stesso, memorizzarli e renderli riutilizzabili in successive periodiche operazioni;

- attrezzature e metodo di dragaggio in grado di essere effettuato secondo un programma autonomo operativo indipendentemente dalla partecipazione attiva di un operatore umano; ed

- attrezzature di dragaggio in grado di essere trasportabili su strada, oltre che via acqua, da una località all'altra.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (1) di dragaggio per fondali su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche; tale apparecchiatura (1) comprendendo: - una macchina semovente (3) atta a muoversi lungo un fondale (2); - mezzi (4) di canalizzazione delle sostanze prelevate dal fondale (2) verso un centro di raccolta (5); - una sorgente di energia elettrica (6) atta ad alimentare organi interni a detta macchina (3); ed una unità elettronica (8) di gestione e controllo dell'apparecchiatura (1) stessa; apparecchiatura (1) caratterizzata dal fatto che detta macchina semovente (3) comprende, a sua volta: - una campana (11) atta ad appoggiarsi sul fondale (2); un dispositivo di aspirazione (13) dei sedimenti installato all'interno di detta campana (11); detto dispositivo di aspirazione (13) essendo connesso a detti mezzi di canalizzazione (4); - un dispositivo (14) di regolazione del peso di detta campana (11) immersa nelle acque; ed - un dispositivo (16) di movimentazione di detta campana (11) lungo il fondale (2).
2. 2. Dispositivo di aspirazione (13), come rivendicato alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di condotti (27, 28) la cui luce di aspirazione à ̈ rivolta verso il fondale (2); ciascun condotto (27, 28) presentando una prima estremità rivolta verso il fondale (2) ed una seconda estremità atta a canalizzare i sedimenti raccolti all'interno di una camera (29) da cui si originano detti mezzi di canalizzazione (4).
3. 3. Dispositivo di aspirazione (13), come rivendicato alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che primi condotti (27) sono distribuiti in prossimità del bordo di detta campana (11) , e secondi condotti (28) si trovano nella parte centrale della campana (11) stessa.
4. 4. Dispositivo di aspirazione (13), come rivendicato alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le estremità inferiori di detti condotti (27, 28) sono provviste di rispettive griglie (31) atte a far passare solo i sedimenti di determinate dimensioni .
5. 5. Dispositivo di aspirazione (13), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il perimetro esterno di detta campana (11) à ̈ provvisto di una pluralità di lame elastiche deformabili (15) di protezione.
6. 6. Dispositivo di aspirazione (13), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un primo organo per ridurre il peso della macchina (3) prima dell'immersione della macchina (3) stessa, ed un secondo organo per regolare il peso della macchina (3) già in immersione per tener conto degli squilibri che si vengono a determinare durante la fase di aspirazione .
7. 7. Dispositivo di aspirazione (13), come rivendicato alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di comprendere una prima pluralità di serbatoi (35) ed una seconda pluralità di serbatoi (36) per ridurre il peso della macchina (3).
8. 8. Dispositivo di aspirazione (13), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che su detta campana (11) à ̈ montata almeno una gru (50), la quale supporta un braccio meccanico estensibile (51) terminante con una benna (52) interna ad una campana (53) collegata ad un condotto di aspirazione (54), il quale aspira le sospensioni di sedimenti provocate dall'estrazione dell'ostacolo dal fondale’.
9. 9. Dispositivo di aspirazione (13), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità elettronica (8) comprende una pluralità di mezzi sensori (44) atti a rilevare almeno alcuni dei seguenti parametri: - l'assetto, il peso e la posizione di detta campana (11); - la direzione e la velocità di detta campana (11); - gli ostacoli nelle vicinanze di detta campana (11); e - la profondità del fondale (2).
10. 10. Metodo di dragaggio per un fondale (2) su cui sono presenti sostanze inquinanti e/o tossiche; metodo caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - una prima fase durante la quale si determina, tramite un carotaggio, lo spessore dei sedimenti da dragare dal fondale e la tipologia di tali sedimenti; una seconda fase in cui si determina il peso della macchina di dragaggio e si tarano dei serbatoi per il galleggiamento di tale macchina; - una terza fase in cui tramite una gru si posiziona la macchina sul fondale; ed - una quarta fase in cui si determina l'aspirazione dei sedimenti e durante tale fase la regolazione del peso della macchina stessa.