Un buque que comprende: un sistema de purificación de agua que comprende:

un sistema de admisión de agua que comprende una toma de agua y una bomba de admisión de agua, en el que la toma de agua es operable para disponerse encima de una región termoclina dentro de la masa de agua; un sistema de ósmosis inversa; un sistema de descarga de concentrado que comprende una pluralidad de puertos de descarga del concentrado; un sistema de transferencia del filtrado; una fuente de energía; y un sistema de control, en el que el sistema de ósmosis inversa está en comunicación con el sistema de admisión de agua, el sistema de descarga del concentrado y el sistema de transferencia del filtrado están en comunicación con el sistema de ósmosis inversa, y el sistema de control está en comunicación con el sistema de admisión de agua, el sistema de ósmosis inversa, el sistema de descarga del concentrado, el sistema de transferencia del filtrado y la fuente de energía; y en el que el sistema de descarga del concentrado comprende un miembro que es operable para extenderse desde el buque dentro o debajo de la región termoclina

Barco de desalinización y método para producir agua desalinizada.

Reivindicación de prioridad

Esta Solicitud es una continuación, en parte, de la Solicitud de Patente norteamericana Nº 10/630.351, depositada el 30 de julio de 2003, que reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional norteamericana Nº 60/416.907, depositada el 8 de octubre de 2002, y de la Solicitud de Patente norteamericana Nº 10/453.206, depositada el 3 de junio de 2003, y convertida en la Solicitud Provisional norteamericana Nº 60/503.341, de 14 de julio de 2003, cuyo derecho de prioridad se reivindica, para cada una de ellas, por esta Solicitud.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a barcos y a métodos para la desalinización y la purificación del agua, incluyendo la extracción de sólidos y contaminantes disueltos del agua marina y del agua salobre. La presente invención puede ser utilizada, ventajosamente, para proporcionar agua potable o de otro modo purificada a partir de una fuente de agua marina o de agua salobre.

Antecedentes

La antigüedad de los sistemas de suministro de agua está bien establecida. La práctica del tratamiento del agua se remonta al menos al 2000 a. C., cuando unos escritos sánscritos sobre tradiciones médicas recomendaban el almacenamiento del agua en vasijas de cobre, la exposición del agua a la luz del sol, su filtración a través de carbón vegetal, y el hervido del agua sucia con el propósito de hacer potable el agua. Posteriormente, dos avances significativos contribuyeron a establecer un tratamiento de agua potable. En 1685, el físico italiano Lu Antonio Porzio diseñó el primer filtro de múltiples etapas. Antes de eso, en 1680, fue desarrollado el microscopio por Antón van Leeunwenhoek. Con el descubrimiento del microscopio, que permitía la detección de microorganismos y la capacidad de eliminar por filtración estos microorganismos, se construyó la primera instalación de filtración de agua en la ciudad de Paisley, Escocia, en 1804, por John Gibb. En el plazo de tres años, se canalizaba agua filtrada directamente a los consumidores en Glasgow, Escocia.

En 1806, una gran planta de tratamiento de agua comenzó a funcionar en París, con filtros hechos de arena y carbón vegetal que tenían que ser renovados cada seis horas. Las bombas eran accionadas por caballos que trabajaban en tres turnos. El agua se dejaba reposar, a continuación, durante doce horas antes de su filtración.

En la década de los 70, el Dr. Robert Kochland y el Dr. Joseph Lister demostraron que los microorganismos presentes en las provisiones de agua pueden causar enfermedades, y comenzaron entonces a investigar formas eficaces para tratar el agua natural o de partida. En 1906, en el Este de Francia, se utilizó por primera vez ozono como desinfectante. Pocos años después, en los Estados Unidos, la central depuradora de la ciudad de Jersey se convirtió, en 1908, en la primera instalación de América en utilizar hipoclorito de sodio para desinfectar el suministro de agua. También, el mismo año, la Planta de Balsa de Burbujas ("Bubbly Creek Plant") de Chicago, Illinois, instauró la desinfección con cloro. A lo largo de algunas décadas que siguieron, se iniciaron los trabajos para mejorar la eficacia de la filtración y de la desinfección.

Allá por los años 20, la tecnología de la filtración había evolucionado de tal manera, que ya se disponía de agua pura, limpia, libre de bacterias, carente de sedimentos y libre de partículas. Durante la II Guerra Mundial, las fuerzas militares aliadas efectuaron operaciones en zonas áridas y comenzaron a desalinizar agua marina con el fin de suministrar a las tropas agua potable y fresca. En 1942, el Servicio Público de Salud Norteamericano adoptó el primer conjunto de normas para el agua potable, y en 1957 fue aprobado el procedimiento de filtración por membrana para el análisis bacteriológico.

A principios de los años 60, más de 19.000 sistemas municipales de agua estaban en funcionamiento a lo largo y ancho de los Estados Unidos. Con la promulgación, en 1947, del Acta del Agua Potable Segura ("Safe Drinking Water Act"), el gobierno federal, la comunidad de la salud pública y las instalaciones de agua trabajaron juntos para hacer posible la producción de agua segura para los Estados Unidos.

El mundo tiene escasez de agua potable para beber y de agua para la agricultura, el riego y el uso industrial. En algunas partes del mundo, la sequía prolongada y la escasez pertinaz de agua han frenado el crecimiento económico y pueden causar, en último término, el abandono de ciertos núcleos de población. En otras partes del mundo se da una abundancia de agua fresca, pero el agua está contaminada con polución tal como productos químicos de origen industrial y provenientes de prácticas agrícolas.

El mundo se enfrenta a serios desafíos por lo que respecta a nuestra capacidad de satisfacer nuestras necesidades futuras de agua. En la actualidad, hay más de aproximadamente 300 millones de personas viviendo en zonas con grave escasez de agua. Se espera que este número se incremente hasta 3.000 millones en 2025. En torno a 9.500 niños mueren en todo el mundo cada día como consecuencia de la mala calidad del agua para beber, de acuerdo con informes de las Naciones Unidas. El crecimiento de la población ha incrementado la demanda de suministro de agua para beber, mientras que el agua de que se dispone en el mundo no ha variado. En las próximas décadas, además de mejorar la eficacia en la reutilización del agua y promover la conservación del agua, se necesita crear recursos de agua adicionales a un coste y de un modo que favorezca la prosperidad urbana, rural y agrícola, y la protección del medioambiente.

En los últimos años, se ha producido un incremento del 300 por ciento en el uso del agua. Todos los continentes están experimentando una disminución de las reservas de agua, particularmente en las Grandes Llanuras del Sur y del Sudeste de los Estados Unidos, así como en el Norte de África, en el Sur de Europa, en todo el Oriente Medio, en el Sudeste de Asia, China y en muchos otros lugares.

La evaporación y la ósmosis inversa son dos métodos habituales para producir agua potable a partir del agua marina o del agua salobre. Los métodos de evaporación implican calentar el agua del mar o el agua salobre, condensar el vapor de agua producido, y aislar el producto de destilación. La ósmosis inversa es un procedimiento de membrana en el que se desalan o purifican soluciones utilizando, como fuerza de impulsión, una presión hidráulica relativamente elevada. Los iones salinos u otros contaminantes son excluidos o rechazados por la membrana de ósmosis inversa, mientras que el agua pura es forzada a pasar a través de la membrana. La ósmosis inversa puede extraer de aproximadamente el 95% a aproximadamente el 99% de las sales disueltas, la sílice, los coloides, materias biológicas, contaminación y otros contaminantes presentes en el agua.

La única fuente de suministro inagotable de agua es el mar. La desalinización del agua marina utilizando una planta establecida en tierra, en cantidades suficientemente grandes para el suministro a un núcleo de población importante o para proyectos de riego a gran escala, presenta numerosos problemas. Las plantas instaladas en tierra que desalan agua del mar a través de métodos de evaporación, consumen enormes cantidades de energía.

Las plantas instaladas en tierra que desalan el agua a través de métodos de ósmosis inversa, generan enormes cantidades de efluente que comprende los sólidos disueltos extraídos del agua de mar. Este efluente, al que se hace referencia también como concentrado, tiene una concentración de sales, tales como cloruro de sodio, bromuro de sodio, etc., así como otros sólidos disueltos, tan alta, que la simple descarga del concentrado en las aguas que rodean una planta de desalinización emplazada en tierra, matará, eventualmente, la vida marina del entorno y dañará el ecosistema. Además, el concentrado que emerge de las plantas de desalinización por ósmosis inversa convencionales emplazadas en tierra, tiene una densidad mayor que el agua marina y, por tanto, el concentrado se hunde y no se mezcla rápidamente cuando es descargado de forma convencional, directamente en el seno del agua que rodea la planta emplazada en tierra.

Incluso si no es una preocupación la salud de la vida marina y del ecosistema que rodea una planta de desalinización por ósmosis inversa instalada en tierra, la descarga del concentrado al seno del agua que rodea la planta instalada en tierra, incrementará,...

1. Un buque que comprende:

un sistema de purificación de agua que comprende:

2. El buque de la reivindicación 1 en el que el sistema de descarga del concentrado comprende además un aspirador adecuado para extraer agua al interior del miembro de descarga desde la masa de agua circundante para la mezcla y subsiguiente disolución del concentrado antes de que el concentrado sea descargado a través de una pluralidad de puertos de descarga.

3. El buque de la reivindicación 1, en el que la toma de agua comprende un receptáculo marino.

4. Un buque que comprende:

un sistema de purificación de agua que comprende:

5. El buque de la reivindicación 4, en el que el sistema de descarga del concentrado comprende además un aspirador adecuado para extraer agua al interior del miembro de descarga desde la masa de agua circundante para la mezcla y subsiguiente disolución del concentrado antes de que el concentrado sea descargado a través de la pluralidad de puertos de descarga.

6. Un buque que comprende:

un sistema de purificación de agua que comprende:

7. Un procedimiento para producir un filtrado sobre una estructura flotante que comprende:

8. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende además el paso de extraer agua al interior del miembro de descarga desde la masa de agua circundante a medida que el concentrado pasa a través del miembro de descarga.

9. Un procedimiento para producir un filtrado en una estructura flotante que comprende:

10. El procedimiento de la reivindicación 9, que comprende además el paso de extraer agua al interior del miembro de descarga desde la masa de agua circundante a medida que el concentrado pasa a través del miembro de descarga.

11. Un procedimiento para producir un filtrado sobre una estructura flotante que comprende:

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que el sistema de descarga del concentrado comprende un miembro de descarga que comprende una pluralidad de puertos de descarga del concentrado.

13. El procedimiento de la reivindicación 12, que comprende además el paso de extraer agua al interior del miembro de descarga desde la masa de agua circundante a medida que el concentrado pasa a través del miembro de descarga.

14. Un procedimiento para producir un filtrado sobre una estructura flotante que comprende: