MULTICAMADAS E SISTEMA DE FILTRAGEM PARA RETENÇÃO DE MICROPLÁSTICOS" .

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] O presente documento pertence aos campos da engenharia mecânica e da química, especificamente voltado a dispositivo e sistema de filtragem de fluidos utilizando a ação combinada de filtragem mecânica, por retenção de particulado em malha, e filtragem química, por adsorção ddee particulado microplástico em óxido de ferro, particularmente magnetita . Em uma modalidade da invenção do presente documento, o dispositivo de filtragem é aplicado em linha na saída de máquina de lavar residencial, em linha na saída de máquina de lavar comercial, em linha com sifão ddee pia, em substituição ao sifão de pia, em saída de rede de esgoto, e como elemento de filtragem auxiliar à limpeza de efluentes contaminados com particulado .

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] Microplásticos podem se acumular e bloquear guelras e corais de peixes, matando a vida marinha e perturbando o meio ambiente . 85% do microplástico nos oceanos é devido às microfibras têxteis e mais de 50% da emissão de microplásticos domésticos . Hoje, muitos filtros de máquina de lavar e sifões de pia não retêm partículas menores que 50 μm. Portanto, uma nova maneira de filtrar essas partículas é necessária se quisermos reduzir nossas emissões de microplásticos .

[003] Alguns trabalhos abordam o problema de coleta de óleo e outros tipos de partículas de água . Recentemente, a magnetita foi usada para remover efetivamente micropartícuias e óleo da água . Partículas de magnetita aderem ao microplástico que as envolve, o que, por sua vez, permite sua coleta usando ímãs que podem prender essas partículas envolvidas . A aplicação do sistema de magnetita e ímãs em um filtro é nova . Enquanto os filtros comuns podem usar apenas materiais microporosos que filtram apenas partículas acima de 50 μm, o filtro do sistema de magnetita pode eliminar micropartículas até 5 μm, eliminando a emissão de microplásticos no ambiente .

[004] O documento US 9610527 apresenta um sistema de filtragem de água oriunda de um nível mais alto do que uma nascente artesiana . Tal filtro tem o intuito de limpar essa água contendo partículas sólidas pela ação de filtragem da areia .

A invenção divulgada em US 9610527 imita a natureza ao criar um filtro de areia que pode capturar pequenas partículas sólidas de um fluxo ascendente de água . O sistema de filtragem de US 9610527 tem foco em aplicações em que meios de filtragem são utilizados para remover particulado de fluidos, e em que o meio de filtragem necessita ser posteriormente limpo . Esse sistema de filtragem é composto por um encapsulado, uma entrada de água, uma saída de água, um tubo interior preenchido com rochas de ímãs permanentes e uma camada filtrante permeável e compacta localizada na câmara interior . Em uma modalidade dessa invenção, a camada filtrante contém particulado de magnetita . O meio de filtragem utilizado em US 9610527 é areia negra, necessitando de um mecanismo externo (510) para excitar a região de filtragem ocasionalmente, evitando bloqueio de fluxo de água . A utilização de uma coluna de ímãs permanentes tem a função de coletar particulado de areia contendo magnetita .

No entanto, não é explicitado em US 9610527 a malha de filtragem utilizada, sendo apenas incluída como reivindicação dependente a possibilidade de uso de magnetita nos particulados filtrantes . Adicionalmente, US 9610527 é proj etado para filtragem de fluxo de água forçada com sentido

"para cima" (upwards), o que limita potencialmente a adaptação de tal sistema de filtragem a equipamentos tais como máquinas de lavar, comercial e/ou residencial, e como utilização em sifões . Ademais, US 9610527 não trata da limpeza do fluido a ser filtrado por remoção de microplásticos utilizando magnetita, mas sim da remoção de magnetita possivelmente constante no sistema .

[005] A invenção do documento DE 10 2019 000209 tem o obj etivo de fornecer um dispositivo para a filtração de microplásticos de linhas de água de consumo na saída de, por exemplo, máquinas de lavar ou como descarga em estações de tratamento de esgoto, que por um lado retém de forma eficiente as partículas microplásticas resultantes, é de baixa manutenção e fácil de usar, e é energética e acima de tudo ecologicamente compatível pode ser integrado nos sistemas de água das residências, bem como nas estações de tratamento de esgoto e de limpeza. O dispositivo de filtragem apresentado em DE 10 2019 000209 é composto por um computador mestre (6) , que controla as válvulas (V1, V2, V3 e V4), um elemento de filtragem (3) , feito de plástico microporoso e hidrofóbico e pode ter a forma de um corpo sólido ou tapete e uma unidade de bomba (4) . É apresentado em DE 10 2019 000209 a possibilidade de que o elemento de filtragem sej a feito de outros meios de filtragem não tecidos, mas nnããoo é exemplificado nenhum caso . Adicionalmente, DE 10 2019 000209 não utiliza óxido de ferro, especificamente magnetita, como meio auxiliador de filtragem para coleta desses microplásticos, assim como não é apresentada a utilização de ímãs como meios de segurança/ coleta de magnetita . O processo de filtragem apresentado em DE 10 2019 000209 é essencialmente mecânico, enquanto aa invenção aqui apresentada e descrita na sequência do documento apresenta um sistema de filtragem acoplado mecânico (por meio da malha reticulada) e magnético (por adsorção de microplásticos por particulado de magnetita) . Desse modo, a invenção aqui apresentada é capaz de otimizar a limpeza de fluido contendo microplásticos, além se ser prático, adaptável e de fácil utilização .

[006] A invenção apresentada em US 2006 0027512 trata de um sistema ddee filtragem para remover contaminantes de partículas finas de águas residuais de lavanderia comercial e um método para realizar tal remoção de particulado . Esse sistema de filtragem visa realizar a limpeza de água residual de processos de lavagem, sendo esse sistema capaz de realizar a limpeza de um volume de água de modo cíclico (no mínimo 6 vezes, de acordo com US 20060027512) antes de ej etar a água limpa . Esse sistema de filtragem é um aparato à parte, de grande dimensão, concebido com a função de limpar grandes volumes de água suj a (capacidade de cerca de 113 litros) . Não é apresentado em US 2006 0027512 a possibilidade de utilização de magnetita coo meio filtrante, não é abordada a limpeza de microplásticos como foco de aplicação, ou como aplicação secundária . Ademais, o sistema apresentado em US 2006 0027512 não foi concebido de modo a ser adicionado em linha em saída de máquinas de lavar, sej a residencial ou comercial .

[007] O documento US 4786420 apresenta um sistema de filtragem de água composto por uma pluralidade de estações de limpeza .

O sistema de filtro de água (10) de US 4786420 inclui uma pluralidade de filtros do tipo cartucho (12, 14 e 16) conectados em série, cada filtro tendo uma tampa (18) , um aloj amento removível ou reservatório (20) e um elemento de filtro cilíndrico oouu cartucho (22) montado dentro do reservatório . A água passa através de uma passagem de entrada (24) na tampa (18) para a área anular (26) que circunda a superfície externa do elemento (22), através do elemento e para fora através da passagem de saída (28) na tampa (18), a saída de descarga (30) é fornecida no fundo do reservatório (20) em comunicação com a água que entra na área anular (26) . O sistema de filtragem de US 4786420 serve como um fornecedor de água limpa e filtrada de diversas qualidades de filtragem, caracterizado por diversas saídas aaoo longo do sistema de filtragem. Não é apresentado em US 4786420 a possibilidade de utilização de malha reticulada de magnetita como meio filtrante, não é apresentada a utilização de ímãs de segurança/ coleta de magnetita com particulado microplástico, e não é apresentada a utilização voltada desse sistema de filtragem para remoção de microplásticos de meios aquosos . Adicionalmente, o sistema de filtragem de US 4786420 atua como sistema de limpeza e fornecimento de água, e não como sistema a ser inserido, por exemplo, em linha na saída da máquina de lavar ou como sifão em pia .

[008] O documento US 8944253 apresenta um dispositivo para remoção de microplástico . O dispositivo apresentado é uma tela utilizada de modo manual . A tela é posicionada horizontalmente e areia é peneirada pela tela, retendo particulado e microplásticos . Não é apresentada a utilização automatizada ou semi-automatizada, e não é apresentada a possibilidade de a tela ser fabricada com malha de magnetita, como o proposto na invenção aqui apresentada e descrita na sequência do documento . O material polimérico utilizado na fabricação da tela apresenta carregamento eletrostático quando atritado contra a areia, atraindo os microplásticos presentes na areia e os retendo na malha . O sistema de US

8944253 não é aplicável em sistemas em linha em máquinas de lavar, não sendo apresentado em US 8944253 a possibilidade de utilização como filtros em saídas de água em residência

(máquina de lavar, sifão de pia) . As principais características apresentadas na presente invenção não são abordadas por, nem apresentadas em, US 8944253.

[009] O documento US 10500595 apresenta um sistema de monitoramento de presença de magnetita e demais óxidos ferrosos em meios aquáticos . A lama de magnetita, um óxido magnético de ferro altamente isolante, é um contaminante grave encontrado nnaa água de ssiisstteemmaass ddee aquecimento hidrônicos mais antigos . Sua presença é conhecida por causar uma redução na eficiência do sistema e pode potencialmente levar à falha de componentes caros do sistema, incluindo a caldeira . É apresentado em US 10500595 um sistema de retenção de magnetita composto por um bocal de entrada de água (140), um bocal de saída de água (150) , um encapsulado (130) , uma tampa (110) e um ímã (120) . O ímã (120) é afixado na tampa (110) do encapsulado (130) , sendo o modo de fixação do ímã aberto a outras possibilidades . Adicionalmente, o sistema conta com dois termistores para aferição da temperatura da água, sendo um dos termistores (160) posicionado no interior do ímã (120) e mantido isolado do contato direto com o fluido .

[010] O documento IN 2019 41038428 apresenta um sistema de remoção de microplásticos de soluções aquosas utilizando uma coluna de mineral de rocha como meio coletor/filtrante . O sistema e método apresentados em IN 2019 41038428 utilizam colunas de mineral de rocha e uma bomba peristáltica para passagem forçada da água contaminada pela coluna de mineral de rocha . Adicionalmente, IN 2019 41038428 trata da separação de microplásticos da rocha por meio de lavagem e um sistema composto por rotação de base, para movimentação do fluido, e bobinas para gerar campo magnético alternado . No entanto, não é apresentado em IN 2019 41038428 a possibilidade de utilização do sistema como filtro em linha em máquina, assim como não é apresentada a confecção de um sistema de filtragem em malha reticulada como apresentado na presente invenção, e descrito na sequência do documento . IN 2019 41038428 também não avalia o rendimento do sistema ou a aplicabilidade para passagem de fluxo contínuo de água, tratando apenas de água em suspensão . Finalmente, o sistema não utiliza sistemas de ímãs para retenção de possíveis particulados ej etados no processo de limpeza pelo minério de rocha .

[011] O Requerente concebeu, testou e incorporou a presente invenção de forma a superar as deficiências do estado da técnica e obter os propósitos e vantagens acima mencionados e abaixo explicitados .

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[012] A presente invenção é apresentada e caracterizada nas reivindicações independentes , enquanto as reivindicações dependentes descrevem outras características da invenção ou modalidades relativas à ideia inventiva principal .

[013] A presente invenção apresenta um filtro multicamadas, composto por um invólucro externo composto por uma tampa (1) com uma entrada de água (11) e uma base (2) com uma saída de água (21) , um bocal (3) direcionador de fluxo, um elemento filtrante (4), um invólucro (5) para contenção do elemento filtrante (4), contendo uma base porosa (51) , um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) , localizados na base (2) do invólucro externo, e um ou mais dispositivos magnéticos (62) , localizados internamente ao elemento filtrante (4) . O elemento filtrante (4) é composto por uma camada cilíndrica (41) de espessura t1, altura H1, de 4 a 15 vezes maior que a espessura t1, e diâmetro interno D1, de 4 a 17 vezes maior que a espessura t1, composta por uma parede permeável (410) , e pelo menos uma camada não contínua cilíndrica (42) , composta por seções de superfícies cilíndricas, sendo essa camada não contínua (42) concêntrica à camada cilíndrica (41), em que a pelo menos uma camada não contínua cilíndrica (42) possui espessura de camada t2 , altura H2, de 4 a 15 vezes maior que a espessura t2, e diâmetro interno D2, de 4 a 17 vezes maior que a espessura t2, composta por uma parede permeável (420) .

[014] Em uma modalidade da presente invenção, a parede permeável (410, 420) é constituída de uma malha reticulada .

[015] Em uma modalidade da presente invenção, o filtro multicamadas pode apresentar uma estrutura complementar (7), posicionada entre a tampa (1) e o bocal (3) , contendo uma malha de filtragem (71) . Tal estrutura complementar (7) junto à malha de filtragem (71) permite o processo de filtragem otimizado em aplicações com elevado percentual de particulados constante no fluido a ser filtrado . Essa malha de filtragem (71) pode ser fabricada em qualquer material poroso, ou na forma de uma estrutura reticulada trançada, de modo que não bloqueie o fluxo de água e retenha particulados de tamanho igual ou superior a 7 mm. A malha de filtragem

(71) é fabricada em um material dentre, mas não restrito a tecido não fibroso, tecido trançado fibroso, tecido de malha fibroso, polímero e metal . [016] O bocal (3) direcionador de fluxo está posicionado acima do elemento filtrante (4) , e possui compartimento interno

(31) para armazenamento dos um ou mais dispositivos magnéticos (62) . Em uma variante da presente invenção, o compartimento interno (31) está localizado concentricamente ao bocal (3) , e concentricamente ao elemento filtrante (4), de modo que os um ou mais dispositivos magnéticos (62) estej am posicionados no centro do elemento filtrante (4) multicamadas . Adicionalmente, o compartimento interno (31) tem a função de proteger os um ou mais dispositivos magnéticos (62) do contato direto com o fluido a ser filtrado, sem interferir com o campo magnético gerado pelos um ou mais dispositivos magnéticos (62) . O bocal (3) pode ser fabricado por qualquer material dentre, mas não limitado a polímero, plástico, PVC, ABS, PLA, metal não-magnético .

Preferencialmente, o bocal (3) é fabricado com um material não-magnético .

[017] Em uma modalidade da presente invenção, os um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) estão fixamente presos à base (2) do invólucro externo por meio de um sistema de aderência . Preferencialmente, esse sistema de aderência é atóxico, sendo um dentre, mas não limitado a solda, cola atóxica, parafusos e filme adesivo . Adicionalmente, os um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) estão protegidos do contato direto com o fluido a ser filtrado, estando contidos em um compartimento (21) .

Preferencialmente, esse compartimento (21) é representado por um dentre, mas não limitada a película hidrofóbica, tampa protetora, selante hidrofóbico e spray hidrofóbico . Preferencialmente, essa proteção é realizada de modo a não interferir no campo magnético gerado pelos um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) .

[018] Em uma modalidade da presente invenção, o elemento filtrante (4) multicamadas é constituído por uma camada externa de malha reticulada em formato cilíndrico (41) , espessura t1, variando na faixa de 1 mm a 7 mm, e com diâmetro interno D1, de 4 a 17 vezes maior que a espessura t1, variando na faixa de 30 mm a 120 mm. Adicionalmente, o elemento filtrante (4) contém pelo menos uma camada não contínua cilíndrica (42) , formada por superfícies cilíndricas concêntricas compostas por uma malha reticulada, espessura t2, variando na faixa de 1 mm a 7 mm, e com diâmetro interno

D2, de 4 a 17 vezes maior que a espessura t2, variando na faixa de 30 mm a 120 mm.

[019] Em uma modalidade da presente invenção, o elemento filtrante (4) contém N camadas internas à camada cilíndrica

(41) , cada camada sendo do tipo não contínua formada por superfícies cilíndricas de diâmetro interno DN e espessura tN. Preferencialmente, o elemento filtrante (4) possui três camadas internas (42, 43, 44) à camada cilíndrica (41) . A camada não contínua cilíndrica (42), formada por superfícies cilíndricas concêntricas compostas por uma malha reticulada, possui espessura t2, que varia na faixa de 1 mm a 7 mm, e diâmetro interno D2, de 4 a 17 vezes maior que a espessura t2, que varia na faixa de 30 mm a 120 mm. A camada não contínua cilíndrica (43) , formada por superfícies cilíndricas concêntricas compostas por uma malha reticulada, possui espessura t3, que varia na faixa de 1 mm a 7 mm, e diâmetro interno D3, de 4 a 17 vezes maior que a espessura t3, que varia na faixa de 30 mm a 120 mm. A camada não contínua cilíndrica (44) , formada por superfícies cilíndricas concêntricas compostas por uma malha reticulada, possui espessura t4, que varia na faixa de 1 mm a 7 mm, e diâmetro interno D4, de 4 a 17 vezes maior que a espessura t4, que varia na faixa de 30 mm a 120 mm. A camada não contínua cilíndrica (44) é a camada mais interna, a camada não contínua cilíndrica (43) é a segunda camada mais interna e a camada não contínua cilíndrica (42) é a terceira camada mais interna, enquanto a camada cilíndrica (41) é a camada mais externa . Em uma modalidade da presente invenção, as camadas possuem dimensões concordantes, de modo que D1 > D2

> D3 > D4 . Adicionalmente, D1 > D2 + t2, D2 > D3 + t3 e D3

> D4 + t4. Adicionalmente, a camada cilíndrica (41) e as camadas não contínua cilíndricas (42, 43, 44) são concêntricas .

[020] Em uma modalidade da presente invenção, a camada cilíndrica (41) e as camadas não contínuas cilíndricas (42,

43, 44) possuem altura H1 = H2 = H3 = H4 = H, com H sendo de

4 a 17 vezes maior que a espessura t1, e em que H varia na faixa de 3 cm a 10 cm.

[021] Em uma modalidade da presente invenção, a malha reticulada que constitui as camadas (41, 42, 43, 44) do elemento filtrante (4) é feita à base de óxido de ferro .

Preferencialmente, o óxido de ferro utilizado é a magnetita . [022] Em uma modalidade da presente invenção, o filtro multicamadas é utilizado em linha na saída de máquina de lavar residencial, em linha na saída de máquina de lavar comercial, em linha com sifão de pia, em substituição ao sifão de pia, em saída de rede de esgoto, e como elemento de filtragem auxiliar à limpeza de efluentes contaminados com particulado .

[023] Em uma modalidade da presente invenção, o filtro multicamadas é utilizado na coleta/ filtragem de microplás ticos em imersão/ suspensão no fluido a ser filtrado . Preferencialmente, o elemento filtrante (4) do filtro multicamadas filtra partículas plásticas na faixa de

5 μm a 100 μm.

[024] A presente invenção também contempla o sistema de filtragem composto por uma tampa (1) com uma entrada de água (11) e uma base (2) com uma saída de água (21), um bocal (3) direcionador de fluxo, um elemento filtrante (4), um invólucro (5) para contenção do elemento filtrante (4), contendo uma base porosa (51) , um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) , localizados na base (2) do invólucro externo, e um ou mais dispositivos magnéticos (62), localizados internamente ao elemento filtrante (4) . O elemento filtrante (4) é composto por uma camada cilíndrica

(41) de espessura t1 e diâmetro interno D1, composta por malha reticulada e pelo menos uma camada não contínua cilíndrica (42) , composta por seções de superfícies cilíndricas, sendo essa camada não contínua (42) concêntrica à camada cilíndrica (41), em que a pelo menos uma camada não contínua cilíndrica (42) possui espessura de camada t2 e diâmetro interno D2, de 4 a 17 vezes maior que a espessura t2.

[025] A camada cilíndrica (41) e a pelo menos uma camada não contínua cilíndrica (42) do sistema de filtragem da presente invenção são compostas por malha reticulada de óxido de ferro . Preferencialmente, o óxido de ferro utilizado é magnetita . Em uma modalidade da presente invenção, o sistema de filtragem utiliza o forro multicamadas apresentado .

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[026] Um obj etivo da presente invenção é apresentar um dispositivo e um sistema de filtragem de fácil utilização, adaptáveis, compactos e eficientes, de modo a serem utilizados em linha em máquinas de lavar residenciais ou comerciais, em substituição aos sifões de pias de lavabos, ou em linha com os sifões existentes . O intuito é fornecer um dispositivo e um sistema de filtragem capazes de reter com mais eficiência microplásticos ej etados nas linhas de água das residências, oriundos de, por exemplo, tecidos sintéticos, produtos de higiene e cuidado pessoal, produtos de beleza e afins .

[027] Outro obj etivo da presente invenção é apresentar um dispositivo e um sistema de filtragem que possam ser adaptados à saída de redes de esgoto, com o intuito de reter microplásticos ej etados nas linhas de água das residências, oriundos de, por exemplo, tecidos sintéticos, produtos de higiene e cuidado pessoal, produtos de beleza e afins.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[028] Essas e outras características da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição a seguir de algumas modalidades, dadas como exemplo não restritivo com referência aos desenhos anexos, em que

[029] A Figura 1 (a) apresenta uma vista explodida do filtro multicamadas de acordo com algumas modalidades da presente invenção, em que os componentes a seguir estão destacados: tampa (1) do invólucro externo, entrada de água (11), bocal (3) difusor de água, um ou mais dispositivos magnéticos (62), invólucro (5) para contenção ddoo elemento filtrante (4), elemento filtrante (4), base porosa (51) do invólucro, um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61), base (2) do invólucro externo, e saída de água (21) ;

[030] A Figura 1 (b) apresenta uma vista explodida do filtro multicamadas de acordo com algumas modalidades da presente invenção, em que os componentes a seguir estão destacados: tampa (1) do invólucro externo, entrada de água (11), bocal (3) difusor de água, um ou mais dispositivos magnéticos (62), invólucro ((55)) para contenção do elemento filtrante (4), elemento filtrante (4), base porosa (51) do invólucro, um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61), base (2) do invólucro externo, e saída de água (21) ;

[031] A Figura 2 apresenta diferentes modalidades para o bocal (3) difusor de água . A Figura 2 (a) apresenta o bocal (3) difusor de água de acordo com uma modalidade da presente invenção, em que o bocal (3) difusor de água é rigidamente preso à tampa (1) do invólucro externo;

[032] A Figura 2 (b) apresenta uma segunda modalidade do bocal

(3) difusor de água, em que o bocal (3) é encaixado no invólucro (5) de contenção do elemento filtrante (4) ;

[033] A Figura 2 (c) apresenta uma terceira modalidade do bocal (3) difusor de água, em que o bocal (3) é rigidamente preso ao invólucro (5) de contenção do elemento filtrante

(4) ;

[034] A Figura 2 (d) apresenta uma modalidade da base porosa

(51) do invólucro (5) de contenção do elemento filtrante (4)

[035] A Figura 3 apresenta uma vista em corte das camadas de malha do elemento filtrante (4), contendo a camada cilíndrica

(41) mais externa e camadas não contínuas cilíndricas (42,

43) concêntricas, assim como a indicação dos elementos estruturantes (412, 423) para conexão dessas malhas nas extremidades superior e inferior do elemento filtrante (4) ;

[036] A Figura 4 apresenta uma vista tridimensional do elemento filtrante (4) contendo a malha reticulada (41, 42,

43) de óxido de ferro, de acordo com modalidades da presente invenção, assim como a indicação dos elementos estruturantes

(412, 423) para conexão dessas malhas nas extremidades superior e inferior do elemento filtrante (4) ;

[037] As Figuras 5 (a) e 5 (b) apresentam os um ou mais dispositivos magnéticos (61, 62) de acordo com modalidades da presente invenção;

[038] A Figura 6 apresenta a tampa (1) do invólucro externo do filtro multicamadas, de acordo com uma modalidade da presente invenção, contendo o encaixe para tubulação de entrada de água (11) ;

[039] A Figura 7 apresenta a base (2) do invólucro externo do filtro multicamadas, de acordo com uma modalidade da presente invenção, contendo o encaixe para tubulação de saída de água

(21) e um batente (22) para apoio da base porosa (51) do invólucro (5) de contenção do elemento filtrante (4) ;

[040] A Figura 8 apresenta uma visualização do interior do filtro multicamadas, de acordo com modalidades da presente invenção, evidenciando o posicionamento dos um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) e dos um ou mais dispositivos magnéticos (62) no compartimento (31) do bocal

(3) difusor de água .

[041] Para facilitar a compreensão, os mesmos números de referência foram utilizados, sempre que possível, para identificar elementos comuns idênticos nos desenhos .

Entende-se que elementos e características de uma modalidade podem ser convenientemente incorporados em outras modalidades sem mais esclarecimentos .

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[042] Vamos agora nos referir em detalhes às várias modalidades da presente invenção, das quais um ou mais exemplos são mostrados nos desenhos anexos . Cada exemplo é fornecido a título de ilustração da presente invenção, e não deve ser entendido como uma limitação desta invenção . Por exemplo, as características apresentadas ou descritas na medida em que fazem parte de uma modalidade podem ser adotadas em (ou estar em associação com) outras modalidades para produzir outra modalidade . Entende-se que a presente invenção deve incluir todas essas modificações e variantes .

[043] A presente invenção apresenta um filtro multicamadas e um sistema de filtragem capazes de coletar microplásticos presentes no fluido a ser filtrado . O filtro multicamadas é composto pelo menos pelos seguintes componentes : elemento filtrante (4), bocal (3) difusor de água, tampa (1) e base

(2) do invólucro externo, invólucro (5) interno para contenção do elemento filtrante (4), um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) localizados na base (2) e um ou mais dispositivos magnéticos (62) localizados internamente ao elemento filtrante (4) .

[044] O elemento filtrante (4) do filtro multicamadas é composto por uma camada externa (41) de malha reticulada, preferencialmente em formato cilíndrico, com diâmetro interno D1, espessura de camada t1 e altura H1. Adicionalmente, o elemento filtrante (4) contém pelo menos uma camada não contínua cilíndrica (42), composta por seções cilíndricas concêntricas de malha reticulada, posicionada internamente em relação a D1. A camada não contínua cilíndrica (42) possui diâmetro interno D2, espessura de camada t2 e altura H2 .

[045] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o elemento filtrante (4) possui pelo menos duas camadas não contínuas cilíndricas (42, 43) adicionais à camada cilíndrica (41) , compostas por seções cilíndricas concêntricas de malha reticulada . A camada não contínua cilíndrica (43) é a mais interna do elemento filtrante (4), possuindo diâmetro interno D3, espessura de camada t3 e altura H3. A camada não contínua cilíndrica (42) é a segunda camada mais interna do elemento filtrante, estando posicionada entre a camada cilíndrica (41) e a camada não contínua cilíndrica (43) , e possuindo diâmetro interno D2, espessura de camada t2 e altura H2.

[046] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o elemento filtrante (4) possui pelo menos três camadas não contínuas cilíndricas (42, 43, 44) adicionais à camada cilíndrica (41) , compostas por seções cilíndricas concêntricas de malha reticulada . A camada não contínua cilíndrica (44) é a mais interna do elemento filtrante (4), possuindo diâmetro interno D4, espessura de camada t4 e altura H4. A camada não contínua cilíndrica (43) é a segunda camada mais interna do elemento filtrante (4) , estando posicionada entre a camada cilíndrica (44) e a camada não contínua cilíndrica (43) , e possuindo diâmetro interno D3, espessura de camada t3 e altura H3. A camada não contínua cilíndrica (42) é a terceira camada mais interna do elemento filtrante, estando posicionada entre a camada cilíndrica

(41) e a camada não contínua cilíndrica (43) , e possuindo diâmetro interno D2, espessura de camada t2 e altura H2.

[047] De acordo com modalidades da presente invenção, cada um dos diâmetros internos (D1, D2, D3, D4) das camadas não contínuas cilíndricas (42, 43, 44) e da camada cilíndrica

(41) variam na faixa de 30 mm a 120 mm. Adicionalmente, cama uma das espessuras de camada (t1, t2, t3, t4) das camadas não contínuas cilíndricas (42, 43, 44) e da camada cilíndrica

(41) varia na faixa de 1 mm a 7 mm.

[048] O elemento filtrante (4) conforme descrito nessa invenção possui camadas de formato cilíndrico ou de seções não contínuas cilíndricas . Contudo, esse formato não deve ser considerado como limit ante, e as camadas podem adotar qualquer geometria, simétrica ou não, desde que o formato atribuído às camadas do elemento filtrante (4) não reduza a vazão do líquido sendo filtrado .

[049] De acordo com modalidades da presente invenção, as camadas são mantidas estabilizadas por conectores . No caso de elemento filtrante (4) com duas camadas não contínuas cilíndricas (42, 43) , um conector (412) é posicionado entre a camada cilíndrica (41) e a camada não contínua cilíndrica

(42), enquanto o segundo conector (423) é posicionado entre as camadas não contínuas (42, 43) . Tal conector pode ser, por exemplo, uma tampa ranhurada, conforme Figura 3.

[050] De acordo com modalidades da presente invenção, as camadas do elemento filtrante (4) são constituídas por malha reticulada fabricada em óxido de ferro, preferencialmente em magnetita . As camadas em malha reticulada quando analisadas em um corte transversal ao longo da espessura apresentam estrutura porosa, podendo ser obtida por meio de, mas não limitado a, deposição de material, sobreposição de malhas, trançagem tridimensional da malha, trefilação seguido de tesselação da camada . Uma variação possível é a confecção de uma estrutura exterior das camadas de formato cilíndrico

(41) e não contínuo cilíndrico (42, 43, 44) para armazenamento de óxido de ferro prensado . Tal estrutura pode ser confeccionada por pelo menos um método dentre, mas não limitado a manufatura aditiva, impressão 3D, usinagem, conformação mecânica, forj amento . Outros métodos ou variantes de processo de produção da estrutura aqui não contemplados podem ser utilizados . Preferencialmente, utilizar material de deposição que possua elevada resistência ao arrancamento para evitar emissão de particulado .

[051] A camada cilíndrica (41) do elemento filtrante (4) possui altura H1, enquanto cada uma das camadas não contínuas cilíndricas (42, 43, 44) do elemento filtrante (4) possui alturas H2, H3 e H4, respectivamente . De acordo com uma modalidade da presente invenção, as camadas (41, 42, 43, 44) do elemento filtrante (4) possuem a mesma altura, H1 = H2 =

H3 = H4 = H, em que H varia na faixa de 3 cm a 10 cm. Tal configuração não deve ser tomada como limitante, uma vez que o elemento filtrante (4) pode assumir formatos diferentes do cilíndrico . Uma possibilidade é o elemento filtrante apresentar formato externo cilíndrico e um formato interno cônico, de modo que H1 > H2 > H3 > H4 . Outra possibilidade seria H1 ≥ H2 e H4 ≥ H3, sendo H1 ≥ H4 .

[052] Os um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) são posicionados na base (2) do invólucro externo do filtro multicamadas . Os um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) podem possuir variados tamanhos e formas, como por exemplo, mas não limitados a cilíndricos, chatos, esféricos, prismáticos, arredondados . Os um os mais dispositivos magnéticos de segurança (61) são dispostos na base, cobrindo a superfície interna da base, totalmente ou parcialmente . Preferencialmente, os um ou mais dispositivos magnéticos (61) são dispostos simetricamente em relação ao ponto central (C) dos poros da base porosa (51) do invólucro

(5) interno de contenção do elemento filtrante (4) . No exemplo da Figura 2 (d) , o ponto central da base porosa (51) coincide com o centro geométrico da base porosa (51) .

[053] Os um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) são protegidos do contato direto com o líquido sendo filtrado por meio de um dispositivo ou camada, fixada ou aplicada, sendo esse dispositivo ou essa camada feito (a) de material que não interfira com o campo magnético gerado pelos um ou mais dispositivos magnéticos ddee segurança (61) . Esse dispositivo ou essa camada podem ser pelo menos um dentre, mas não limitado a película hidrofóbica, tampa protetora, selante hidrofóbico, spray hidrofóbico e película impermeabilizante . Uma combinação entre dois ou mais desses métodos também é possível, assim como a utilização de outros métodos não explicitados no presente documento, desde que não interfira na ação magnética dos um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) .

[054] O bocal (3) difusor de água fica aloj ado entre a tampa (1) e o elemento filtrante (4) do filtro multicamadas . Esse bocal (3) possui um compartimento (31) para aloj amento dos um ou mais dispositivos magnéticos (62), a fim de proteger os um ou mais dispositivos magnéticos (62) do contato direto com o líquido sendo filtrado . Esse compartimento (31) é posicionado concentricamente em relação ao elemento filtrante (4), de modo que os um ou mais dispositivos magnéticos (62) contidos nesse compartimento (31) estej am posicionados no centro da camada não contínua cilíndrica mais interna do elemento filtrante . Em uma modalidade desse documento, a camada mais interna é a camada não contínua cilíndrica (43) . Em uma modalidade desse documento, a camada mais interna é a camada não contínua cilíndrica (44) . O bocal

(3) possui preferencialmente formato cônico com ranhuras na superfície preferencialmente cônica, para direcionalidade do líquido a ser filtrado . Em uma modalidade, o bocal (3) é montado rigidamente conectado à tampa (D do invólucro externo, conforme Figura 2 (a) . Em outra modalidade, o bocal

(3) é um elemento individual, sendo encaixado no invólucro

(5) de contenção do elemento filtrante (4), conforme Figura

2 (b) . Esse encaixe pode ser feito por pelo menos um método dentre, mas não limitado a pressão, colagem, soldagem, por meio de parafusos, rebites ou até mesmo estrutura de rosca impressa ou usinada na tanto na região interna da superfície do invólucro (5) de contenção do elemento filtrante (4) quanto na região externa da superfície do bocal (3) . Em outra modalidade, o bocal (3) é montado rigidamente conectado ao invólucro (5) de contenção do elemento filtrante (4), conforme Figura 2 (c) .

[055] A tampa (1) possui um duto de entrada de água (11) .

Esse duto de entrada de água (11) permite o acoplamento de mangueira de água saída de máquinas de lavar residencial e/ou comercial, encanamento de pia de lavabo, encanamento de saída de sifão, em saída de rede de esgoto . O formato do duto de entrada de água (11) não deve ser considerado como limitante, estando suj eito às variações pertinentes ao estado da técnica e à aplicação desejada . Em uma modalidade, o duto de entrada de água (11) possui rosca nas superfícies interna e/ou externa para acoplamento por rosqueamento de dutos de água e/ou mangueiras . Construção análoga pode ser aplicada ao duto de saída de água (21) localizado na base

(2) do invólucro externo do filtro multicamadas .

[056] O invólucro (5) contendo o elemento filtrante (4) é selado para evitar modificações pelo usuário, e o dispositivo é fabricado de forma que sej a facilmente substituível e reciclável . Os filtros multicamadas produzidos conforme a presente invenção são uma solução de baixo custo, eficiente e amiga do ambiente para a poluição maciça e crescente de microplás ticos nos oceanos, reduzindo a emissão de microplás ticos na rede de esgoto e, consequentemente, reduzindo a emissão no oceano .

[057] De acordo com uma modalidade, uma estrutura complementar (7) é inserida entre ao bocal (3) e a tampa (1), sendo que essa estrutura complementar (7) contém uma malha de filtragem (71) . Tal malha de filtragem (71) é pelo uma dentre as conhecidas no estado da técnica, podendo ser fabricada por um material dentre, mas não limitado a tecido não fibroso, tecido trançado fibroso, tecido de malha fibroso, polímero e metal .

[058] A presente invenção também contempla o sistema de filtragem de fluidos, em que o sistema é compreendido por pelos seguintes componentes : elemento filtrante (4), bocal

(3) difusor de água, tampa (D e base (2) do invólucro externo, invólucro (5) interno para contenção do elemento filtrante (4), um ou mais dispositivos magnéticos de segurança (61) localizados na base (2) e um ou mais dispositivos magnéticos (62) localizados internamente ao elemento filtrante (4) .

[059] De acordo com modalidades da presente invenção, os componentes do sistema de filtragem possuem pelo menos as características do filtro multicamadas apresentadas, considerando as modalidades existentes .

[060] O filtro multicamadas do presente documento foi desenvolvido de modo a apresentar um sistema de filtragem otimizado, de baixa manutenção e fácil uso, capaz de filtrar microplás ticos e poder ser utilizado em linha com, por exemplo, máquinas de lavar residenciais e como substituto de sifão de pia .

[061] Nas reivindicações apresentadas neste documento, o único obj etivo das referências entre parênteses é facilitar a leitura : elas não podem ser consideradas como fatores restritivos no que diz respeito ao campo de proteção reivindicado nas reivindicações específicas .