BR112018008193B1 - Sistema anti-incrustação, embarcação, método e controlador - Google Patents

Abstract

sistema anti-incrustação, embarcação, método e controlador. a presente invenção refere-se a um sistema anti-incrustação (1) para uso com um compartimento molhado (10) que tem pelo menos uma abertura de entrada (11) para possibilitar que a água entre no compartimento molhado (10) que é configurado para receber e operar pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) para emitir luz anti-incrustação de modo a manter pelo menos uma superfície (26) presente no compartimento molhado (10) livre de bioincrustação. o sistema (1) compreende um controlador (50) para controlar a operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação (30), sendo que o controlador é configurado para (50) determinar pelo menos um parâmetro de operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) em relação a pelo menos um dentre pelo menos um parâmetro relacionado à água, pelo menos um parâmetro relacionado à superfície e pelo menos um parâmetro relacionado à abertura.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a um sistema anti- incrustação, para ser usado com um compartimento que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que a água entre no compartimento molhado, sendo que o sistema anti-incrustação é configurado para receber e operar pelo menos uma fonte anti-incrustação para emitir luz anti- incrustação de modo a manter pelo menos uma superfície presente no compartimento molhado isenta de bioincrustação, e o sistema anti-incrustação compreende um controlador para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti- incrustação quando a fonte anti-incrustação é recebida no sistema anti-incrustação e o sistema anti-incrustação é usado com o compartimento molhado. Em segundo lugar, a invenção se refere a uma embarcação que compreende um compartimento molhado que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que a água entre no compartimento molhado, e o sistema anti-incrustação como mencionado.

[002] Em terceiro lugar, a invenção se refere a um método para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação quando o sistema anti-incrustação é usado com um compartimento molhado que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que a água entre no compartimento molhado, sendo que a pelo menos uma fonte anti-incrustação é configurada para emitir luz anti- incrustação a fim de manter pelo menos uma superfície presente no compartimento molhado isenta de bioincrustação.

[003] Em quarto lugar, a invenção se refere a um controlador para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação de um sistema anti-incrustação quando o sistema anti-incrustação é usado com um compartimento molhado que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que a água entre no compartimento molhado, sendo que a pelo menos uma fonte anti-incrustação é configurada para emitir luz anti-incrustação para manter pelo menos uma superfície presente no compartimento molhado isenta de bioincrustação. Em quinto lugar, a presente invenção se refere a um sistema anti-incrustação, projetado para ser usado com um compartimento molhado que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que a água entre no compartimento molhado, cujo sistema compreende um controlador, conforme mencionado, e cujo sistema é adequado para receber pelo menos uma fonte anti-incrustação para emitir luz anti-incrustação de modo a manter pelo menos uma superfície presente no compartimento molhado isento de bioincrustação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[004] Em embarcações como navios, compartimentos úmidos podem estar presentes por vários motivos. Por exemplo, um navio pode ser equipado com uma denominada caixa de mar para obter água do mar, sendo que a caixa de mar é definida por uma porção do casco do navio e placas de separação, e a caixa de mar tem menos uma abertura de entrada que serve para permitir que água do mar entre na caixa de mar. A presença de tal caixa de mar possibilita o uso de água do mar ou água de extinção de incêndio no navio, para mencionar apenas duas das várias possibilidades.

[005] Normalmente, um navio é equipado com vários tipos de maquinários, e também é possível que uma ou mais caixas de mar sejam usadas para acomodar pelo menos uma porção de um trocador de calor que faz parte de um sistema de resfriamento de maquinário. Neste caso, o trocador de calor pode ser uma assim chamada caixa de arrefecimento, que é um aparelho de resfriamento que compreende uma pluralidade de tubos para conter e transportar fluido a ser resfriado no seu interior, sendo que é uma opção prática para que a caixa de mar seja adaptada para acomodar os tubos da caixa de arrefecimento, e tenha aberturas de entrada e aberturas de saída, de modo que a água possa entrar na caixa de mar, fluir ao longo dos tubos na caixa de mar e sair da caixa de mar através do fluxo natural e/ou sob a influência de movimento do navio.

[006] Uma caixa de arrefecimento é um tipo específico de trocador de calor que é projetada para o uso em um navio acionado por motor. Por exemplo, no caso de um rebocador que tem uma potência de motor instalada de 15 MW, uma ou mais caixas de arrefecimento são aplicadas para transferir calor na ordem de 5 MW para a água do mar. Em geral, a caixa de arrefecimento compreende feixes de tubos em formato de U para conduzir um fluido a ser resfriado, sendo que as extremidades de porções de perna dos tubos são presas a uma placa comum que tem aberturas para fornecer acesso a ambas as porções de perna de cada um dos tubos. É uma opção muito prática possibilitar que a caixa de arrefecimento execute sua função de resfriamento mediante a exposição contínua de seus tubos à água fresca do mar. Entretanto, o ambiente de uma caixa de arrefecimento é adequado idealmente para um fenômeno conhecido como incrustação biológica ou bioincrustação, à medida que a água do mar é aquecida a uma temperatura média nas proximidades dos tubos como resultado da troca de calor com o fluido relativamente quente no interior dos tubos, e o fluxo constante de água leva continuamente ao seu interior novos nutrientes e organismos, que são conhecidos por causar a bioincrustação.

[007] Em geral, a bioincrustação é o acúmulo de micro-organismos, plantas, algas, animais pequenos e similares, sobre superfícies. De acordo com algumas estimativas, mais de 1.800 espécies compreendendo mais de 4.000 organismos são responsáveis pela bioincrustação. Desse modo, a bioincrustação é causada por uma ampla variedade de organismos, e envolve muito mais que uma fixação de cracas e algas marinhas às superfícies. A bioincrustação é dividida em microincrustação, que inclui formação de biofilme e adesão bacteriana, e macroincrustação, que inclui a fixação de organismos maiores. Devido à composição química e à biologia distintas que determinam o que impede que os mesmos se estabeleçam, os organismos também são classificados como duros ou macios. Organismos de incrustação duros incluem organismos de calcário como cracas, briozoários de incrustação, moluscos, poliquetas e outros vermes tubulares e mexilhões-zebra. Organismos de incrustação macios incluem organismos de não calcário como alga marinha, hidroide, algas e “limo” de biofilme. Juntos, tais organismos formam uma comunidade de incrustação.

[008] Em várias situações, a bioincrustação cria problemas substanciais. A bioincrustação pode fazer com que o maquinário pare de funcionar, as entradas de água fiquem obstruídas e trocadores de calor sofram com desempenho reduzido. Desse modo, o tópico de uma anti-incrustação, ou seja, o processo de remoção ou prevenção de bioincrustação, é bem conhecido. Em processos industriais que envolvem superfícies umedecidas, biodispersantes podem ser usados para controlar a bioincrustação. Em ambientes menos controlados, os organismos de incrustação são eliminados ou repelidos com revestimentos com o uso de biocidas, tratamentos térmicos ou pulsos de energia. Estratégias mecânicas não tóxicas que impedem que organismos se fixem a uma superfície incluem escolher um material ou revestimento para fazer com que a superfície seja escorregadia, ou criar topologias de superfície de nanoescamas semelhantes à pele de tubarões e golfinhos que oferecem apenas pontos de ancoragem insatisfatórios.

[009] A bioincrustação de caixas de arrefecimento causa problemas graves. O principal problema é uma capacidade reduzida de transferência de calor, visto que as camadas de bioincrustação são isolantes térmicos eficazes. Quando as camadas de bioincrustação forem tão espessas de modo que a água do mar não possa mais circular entre tubos adjacentes da caixa de arrefecimento, um efeito de deterioração adicional na transferência de calor é obtido. Dessa forma, a bioincrustação de caixas de arrefecimento aumenta o risco do motor superaquecer e, desse modo, os navios precisam desacelerar ou os motores do navio serão danificados.

[010] As disposições anti-incrustação para unidades de resfriamento que resfriam a água de um sistema de água de resfriamento de um navio acionado por motor por meio de água do mar são conhecidas na técnica. Por exemplo, o documento DE 102008029464 se refere a uma caixa de arrefecimento para o uso em navios e em plataformas “offshore”, que compreende um sistema anti-incrustação integrado para matar organismos de incrustação por meio de um processo de superaquecimento que pode ser repetido regularmente. Em particular, a caixa de arrefecimento é protegida contra a incrustação de micro-organismos que superaquece continuamente um número definido de tubos trocadores de calor sem interromper o processo de resfriamento, sendo que o calor residual da água de aquecimento pode ser usado para fazer isso.

[011] Em geral, é conhecido na técnica o uso de luz ultravioleta para remover/evitar a formação de biofilme sobre as superfícies molhadas. Por exemplo, o documento WO 2014/014779 revela um sistema para reduzir a incrustação de uma superfície de um elemento opticamente transparente submetido a um ambiente marinho, incluindo um LED para emissão de radiação ultravioleta, um engate para direcionar a radiação ultravioleta emitida em direção ao elemento oticamente transparente e o circuito de controle para acionar o LED.

[012] O documento US 5322569 A revela meios de irradiar objetos com luz ultravioleta para a prevenção contra bioincrustação marinha. Em uma modalidade, um retículo estacionário é irradiado por raios de luz ultravioleta a partir de um conjunto de luz ultravioleta. Conforme se altera a turbidez da água do mar entre o conjunto e os retículos, um sensor de radiação ultravioleta detecta as alterações de intensidade e fornece sinais correspondentes para uma unidade de controle de sensor. As flutuações de intensidade da luz ultravioleta são processadas para fornecer um sinal de retroinformação a uma unidade de intensidade da lâmpada. A intensidade proveniente das lâmpadas ultravioleta no retículo é automaticamente ajustada desse modo para manter uma distribuição mínima predeterminada sobre a área irradiada. Em uma outra modalidade, uma disposição é usada para proteger uma caixa de mar e uma estrutura de válvula. Em tal caso, um sistema anti-incrustação é preferencialmente colocado dentro da caixa de mar, entre o retículo de entrada e uma válvula que leva a uma tubulação. De preferência, uma lâmpada ultravioleta é montada no retículo de entrada e tem uma extremidade sustentada na parede interna da caixa de mar.

[013] O documento WO 2015/040096 A1 revela um trocador de calor disposto para colocação em um compartimento de uma embarcação. O trocador de calor compreende um sistema anti-incrustação disposto para reduzir a incrustação dos elementos de transporte de líquidos do trocador de calor. Esse sistema anti-incrustação compreende pelo menos um dispositivo vibratório em contato com o trocador de calor para vibrar os elementos para reduzir a incrustação dos mesmos.

[014] O documento DE 19921433 C1 se refere à prevenção de formação de crescimento biológico nos elementos de um trocador de calor disposto em um compartimento de uma embarcação, particularmente, a prevenção que se baseia no aquecimento regularmente repetitivo a curto prazo da água do mar encerrada pelo compartimento por meio da água de resfriamento de motor a alta temperatura. Um aparelho para realizar os processos de aquecimento necessários pode compreender meios para o fechamento das aberturas de entrada e/ou saída do compartimento.

[015] A invenção se refere ao uso de um sistema anti-incrustação em um compartimento molhado, sendo que o sistema anti-incrustação é configurado para receber e operar pelo menos uma fonte anti-incrustação que é adaptada para emitir luz anti-incrustação para que pelo menos uma superfície que está presente no compartimento molhado seja mantida livre de bioincrustação. Em uma aplicação prática da invenção, a pelo menos uma fonte anti-incrustação pode compreender pelo menos uma lâmpada ultravioleta, e a pelo menos uma superfície a ser mantida livre de bioincrustação pode compreender uma superfície interna de uma estrutura real do compartimento molhado e/ou uma superfície externa de uma unidade funcional que pode estar presente no compartimento molhado e/ou qualquer outra qualquer outra possível superfície que deve ser mantida limpa. Uma unidade funcional pode ser a pluralidade de tubos de uma caixa de arrefecimento, conforme anteriormente mencionado, o que não altera o fato de que vários outros tipos de unidades funcionais também são possíveis dentro da estrutura da invenção.

[016] Para minimizar os custos de manutenção e inspeção do sistema anti-incrustação, é desejável maximizar a vida útil da pelo menos uma fonte anti-incrustação para uso no sistema. Por outro lado, isso não deve envolver uma redução da capacidade de a fonte anti-incrustação executar eficazmente sua função anti-incrustação na uma ou mais superfícies úmidas às quais é atribuída. É um objetivo da invenção proporcionar uma forma adequada de controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação de um sistema anti-incrustação, por meio do qual é possível satisfazer os vários requisitos de uma maneira adequada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[017] De acordo com a invenção, é fornecido um sistema anti-incrustação, projetado para ser usado com um compartimento molhado que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que água entre no compartimento molhado, sendo que o sistema anti-incrustação é configurado para receber e operar pelo menos uma fonte anti-incrustação para emitir luz anti-incrustação de modo a manter pelo menos uma superfície presente no compartimento molhado isenta de bioincrustação, e o sistema anti-incrustação compreende um controlador para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação quando a fonte anti-incrustação é recebida no sistema anti-incrustação e o sistema anti-incrustação é usado com o compartimento molhado, sendo que o controlador é configurado para determinar pelo menos um parâmetro de operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação em relação a pelo menos um dentre: pelo menos um parâmetro relacionado à superfície; pelo menos um parâmetro relacionado à abertura; uma taxa de um fluxo de água ao longo da superfície a ser mantida livre de bioincrustação; uma temperatura de água dentro do compartimento molhado; um teor de algas de água dentro do compartimento molhado; uma concentração de íons de cobre na água dentro do compartimento molhado; uma concentração de cloro na água de dentro do compartimento molhado; uma temperatura da superfície a ser mantida livre de bioincrustação; e uma taxa de um fluxo de água através da pelo menos uma abertura de entrada do compartimento molhado, sendo que o sistema anti-incrustação também compreende pelo menos um sensor para detectar um valor real do pelo menos um parâmetro, sendo que o sensor é associado a um controlador a fim de fornecer retroalimentação sobre o valor para o controlador.

[018] No sistema anti-incrustação, de acordo com a invenção, o controlador serve para controlar a operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação quando a fonte anti-incrustação é recebida no sistema anti- incrustação e o sistema anti-incrustação é usado com o compartimento molhado, e o controlador é configurado para determinar pelo menos um parâmetro da operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação em relação a aspectos de uma situação real prevalecente no compartimento molhado, levando-se em consideração pelo menos um dos parâmetros anteriormente listados. Isso possibilita a adaptação ideal da operação da fonte anti-incrustação à situação real. Por exemplo, a fonte anti-incrustação pode ser alimentada de tal modo que um mínimo de energia seja usado para a obtenção do efeito de anti-incrustação como desejado sob todas as circunstâncias. É possível realizar isso com base nas relações existentes entre vários aspectos condicionais e uma extensão da bioincrustação. Por exemplo, quando água está presente dentro do compartimento molhado, e a temperatura da água é de cerca de 30°C, a fonte anti-incrustação precisa ser operada para emitir mais energia do que em um caso em que a temperatura da água é de cerca de 10°C. Em sistemas conhecidos, ou seja, sistemas sem as opções de controle de operação da invenção, a fonte anti-incrustação é alimentada à extensão relativamente alta sob todas as circunstâncias, de modo a evitar bioincrustação sob todas as circunstâncias. Inversamente, de acordo com a invenção, a fonte anti- incrustação é alimentada em uma extensão menor, já que isso parece ser possível sem deteriorar o efeito anti-incrustação a ser obtido, de modo que a energia seja economizada e a vida útil da fonte anti-incrustação seja prolongada.

[019] No que se refere à taxa de um fluxo de água ao longo da superfície a ser mantida livre de bioincrustação, observa-se que esse parâmetro é adequado para ser usado para determinar se a fonte anti-incrustação precisa ser operada ou pode ser desligada ou quase desligada, ou seja, pode ser operada apenas em uma extensão mínima. O fato é que, sob taxas de fluxo relativamente altas, como as taxas de fluxo acima de 3 m/s, a tensão de cisalhamento da água em relação à superfície excede a resistência ao cisalhamento dos organismos de bioincrustação. Dessa forma, é possível determinar um valor limite adequado em relação à taxa de fluxo, e controlar a operação da fonte anti-incrustação, de tal forma que a fonte anti-incrustação seja (quase) desligada durante períodos de altas taxas de fluxo.

[020] No que se refere à temperatura da água dentro do compartimento molhado, observa-se que esse parâmetro é adequado para ser usado para determinar se a fonte anti-incrustação precisa ser operada ou pode ser (quase) desligada. O fato é que, sob temperaturas relativamente altas, como temperaturas acima de 75°C, a mortalidade por bioincrustação é realizada. Dessa forma, é possível determinar um valor limite adequado em relação à temperatura da água, e controlar a operação da fonte anti- incrustação, de tal forma que a fonte anti-incrustação seja (quase) desligada durante períodos de alta temperatura da água.

[021] No que se refere ao teor de algas da água dentro do compartimento molhado, observa-se que esse parâmetro é adequado para ser usado para determinar se a fonte anti-incrustação precisa ser operada em um nível de potência padrão, ou pode ser operada em um nível de potência inferior ou ainda ser desligado, especialmente nos casos em que a bioincrustação é causada por florescimentos de algas. O fato é que, se as concentrações de algas excedem um determinado limite, a quantidade de algas é grande o suficiente para liberar organismos que disparam a bioincrustação. Outro indicador similar do potencial de bioincrustação da água é o teor de algas medido como clorofila-a. Espera-se que a água com uma quantidade alta tenha propensão à bioincrustação muito alta. Dessa forma, é possível determinar um valor limite adequado em relação ao teor de algas, e controlar a operação da fonte anti- incrustação de tal maneira que a fonte anti-incrustação seja operada em um nível de potência reduzido ou desligada quando o valor real do teor de algas estiver abaixo do valor limite.

[022] No que se refere à concentração de íons de cobre na água dentro do compartimento molhado, observa-se que esse parâmetro é adequado para ser usado em uma situação na qual o sistema anti-incrustação, de acordo com a invenção, compreende, além disso, um assim chamado sistema ICAF. Os sistemas ICAF (Anti-incrustação de Corrente Impressa) são adaptados para produzir eletroliticamente íons de cobre, e são bem conhecidos no campo de prevenção de bioincrustação. O sistema eletrolítico compreende um par de ânodos, em que os ânodos são feitos de cobre na maioria dos casos. Durante o funcionamento do sistema, uma corrente contínua é passada através dos ânodos, de modo que íons sejam produzidos, os quais são adequados para evitar organismos marinhos se depositem e multipliquem sobre a superfície a ser mantida livre de bioincrustação. A vida útil da pelo menos uma fonte anti-incrustação do sistema anti-incrustação de acordo com a invenção pode ser aumentada ao se manter a fonte anti-incrustação em um estado inativo desde que a concentração de íons cobre seja alta o suficiente para a prevenção total de bioincrustação. Por outro lado, a vida útil do sistema ICAF também pode ser prolongada, em comparação com uma situação na qual nenhuma outra medida anti-incrustação é tomada além da aplicação do sistema ICAF, enquanto a manutenção pode ocorrer a intervalos mais longos.

[023] No que se refere à concentração de cloro na água dentro do compartimento molhado, observa-se que esse parâmetro é adequado ao para ser usado em uma situação em que o sistema anti-incrustação, de acordo com a invenção, compreende, além disso, um sistema de eletrocloração para gerar cloro com o propósito de produzir hipoclorito de sódio que se sabe ser eficaz na prevenção de bioincrustação. Os sistemas de eletrocloração são adequados para serem usados apenas em água do mar, e compreendem um cátodo feito de titânio e um ânodo feito de titânio revestido com uma camada fina de platina. Durante o funcionamento de um sistema de eletrocloração, a camada no ânodo é consumida. A vida útil da fonte da fonte anti-incrustação do sistema anti-incrustação, de acordo com a invenção, pode ser aumentada ao se manter a fonte anti-incrustação em um estado inativo fonte, desde que a concentração de cloro seja alta o suficiente para prevenção de bioincrustação total. Por outro lado, a vida útil do sistema de eletrocloração também pode ser prolongada, em comparação com uma situação na qual nenhuma outra medida anti-incrustação é tomada além da aplicação do sistema de eletrocloração, enquanto a manutenção pode ocorrer a intervalos mais longos, e a necessidade de renovar o ânodo ocorre com menos frequência.

[024] No que se refere ao sétimo parâmetro relacionado à água, isto é, a temperatura da água dentro do compartimento molhado, observa-se que esse parâmetro é adequado para ser usado para determinar se a fonte anti- incrustação precisa ser operada ou pode ser (quase) desligada. O fato é que, sob temperaturas de superfície relativamente altas, como as temperaturas acima de 75°C, o efeito de incrustação parece ser pouco. Dessa forma, é possível determinar um valor limite com relação à de temperatura de superfície, e controlar a operação da fonte anti-incrustação, de tal forma que a fonte anti-incrustação seja (quase) desligada durante períodos de alta temperatura de superfície.

[025] Em uma situação em que a água no compartimento molhado é estacionária, ou seja, em que o compartimento molhado é preenchido com um certo volume de água durante um determinado período de tempo, o controle da fonte anti-incrustação pode ter como objetivo inicialmente fornecer uma dose de energia, a fim de esterilizar a água, e subsequentemente desligar a fonte anti-incrustação ou apenas operar a fonte anti-incrustação a uma extensão mínima, e manter a fonte anti-incrustação em um estado de operação zero/mínimo, desde que não haja suprimento de água fresca. É possível usar a taxa de fluxo de água ao longo da superfície a ser mantida livre de bioincrustação em um processo que determina se a água no compartimento molhado é estacionária, ou não, mas é também possível usar outro parâmetro relacionado à água como uma taxa de um fluxo de água através da pelo menos uma abertura de entrada do compartimento molhado. Em ambos os casos, a ação de esterilização seguida pela ação de (quase) desligamento do sistema anti-incrustação pode ser iniciada assim que a taxa de fluxo parecer ser praticamente zero durante um intervalo predeterminado de tempo. Alternativamente, em um caso em que a abertura de entrada pode ser colocada em um estado fechado, uma ação de comutação de um estado aberto da abertura de entrada para o estado fechado pode acionar o início da ação de esterilização seguida do (quase) desligamento da fonte anti-incrustação. Portanto, em tal caso, um parâmetro relacionado à abertura é usado para determinar pelo menos um parâmetro de operação da fonte anti-incrustação. Em um sentido geral, quando a pelo menos uma abertura de entrada do compartimento molhado é adaptada para estar em um dentre um estado aberto e um estado fechado, o controlador pode ser configurado para determinar o pelo menos um parâmetro de operação, em relação ao estado da abertura de entrada, e pode particularmente ser configurado para controlar pelo menos uma fonte anti-incrustação para fornecer uma dose de luz anti-incrustação seguida do (quase) desligamento da fonte anti-incrustação, quando a abertura é colocada do estado aberto para o estado fechado, e para manter a fonte anti-incrustação em um estado de atividade mínima/zero, pelo menos durante um período de tempo predeterminado desde que o estado fechado seja mantido.

[026] O sistema anti-incrustação de acordo com a invenção compreende pelo menos um sensor para detecção de um valor real de pelo menos um dos parâmetros anteriormente listados, sendo que o sensor é associado ao controlador de modo a ser capaz de fornecer retroinformação sobre o valor ao controlador. Por exemplo, o sistema anti-incrustação pode ser equipado com pelo menos um dentre um sensor de fluxo, um sensor de temperatura etc.

[027] O controlador pode ser especialmente configurado para determinar uma intensidade da energia a ser emitida por pelo menos uma fonte anti-incrustação ao longo do tempo em relação a pelo menos um parâmetro. A intensidade pode ser variada de zero a um valor máximo, dependendo do valor real do pelo menos um parâmetro, de modo a ter uma carga mínima da fonte anti-incrustação em cada situação sem aumentar o risco de bioincrustação.

[028] Dentro da estrutura da invenção, é uma possibilidade prática fazer uso de um modelo de controle de incrustação configurado para determinar a saída relacionada a pelo menos um parâmetro da pelo menos uma fonte anti- incrustação em relação à entrada relacionada a pelo menos um parâmetro. Tal modelo de controle de incrustação pode ser fornecido na forma de uma tabela de pesquisa, por exemplo, ou de um conjunto de equações. Vantajosamente, o controlador compreende uma memória na qual o modelo de controle de incrustação é armazenado.

[029] A pelo menos uma fonte anti-incrustação para uso no sistema anti-incrustação, de acordo com a invenção, pode ser adaptada para emitir luz ultravioleta. A fonte anti-incrustação pode ser adequada para disposição dentro do compartimento molhado ou fora do compartimento molhado, seja qual for o posicionamento da fonte anti- incrustação adequada. No último caso, medidas podem ser tomadas para possibilitar a transferência de energia emitida pela fonte anti-incrustação durante o funcionamento da mesma a partir do lado de fora para o interior do compartimento a molhado. No caso de uma fonte de luz ultravioleta ser aplicada, o controlador pode ser usado para ligar e desligar a fonte de luz em momentos apropriados, determinando um ciclo de trabalho de operação da fonte de luz etc., na dependência do pelo menos um parâmetro.

[030] Por uma questão de completeza, deve-se observar o que segue em relação à anti-incrustação com o uso de luz ultravioleta. A fonte de luz anti-incrustação pode ser escolhida para emitir especificamente luz ultravioleta do tipo c, que também é conhecida como luz UVC, e, ainda mais especificamente, luz com um comprimento de onda aproximadamente entre 250 nm e 300 nm. Constatou-se que a maior parte dos organismos de incrustação são mortos, tornados inativos ou tornados incapazes de se reproduzirem pela exposição dos mesmos a uma determinada dose da luz ultravioleta. Uma intensidade típica que parece ser adequada para realizar a anti-incrustação é de 10 mW por metro quadrado, a ser aplicada de maneira contínua ou em uma frequência adequada. Uma fonte muito eficaz para produzir luz UVC é uma lâmpada de descarga de mercúrio de baixa pressão, na qual uma média de 35% de potência de entrada é convertida em potência UVC. Outro tipo útil de lâmpada é uma lâmpada de descarga de mercúrio de pressão média. A lâmpada pode ser equipada com um envelope de vidro especial para filtrar radiação de formação de ozônio. Adicionalmente, um regulador de luz pode ser usado com a lâmpada se for desejado. Outros tipos de lâmpadas UVC úteis são lâmpadas de descarga de barreira dielétrica, que são conhecidos por fornecer luz ultravioleta muito potente em vários comprimentos de onda e em altas eficácias de potência elétrica para óptica, e LEDs. Em respeito aos LEDs, observa- se que os mesmos podem, de modo geral, ser incluídos em embalagens relativamente pequenas e consumir menos potência do que outros tipos de fontes de luz. Os LEDs podem ser fabricados para emitir luz (ultravioleta) de vários comprimentos de onda desejados e seus parâmetros operacionais, mais notavelmente a potência de saída, podem ser controlados a um alto grau.

[031] A fonte de luz para emissão de luz ultravioleta pode ser fornecida sob a forma de uma lâmpada tubular, mais ou menos comparável a uma lâmpada TL (tubo fluorescente/luminescente) bem conhecida. Para várias lâmpadas UVC tubulares germicidas, as propriedades elétricas e mecânicas são comparáveis às propriedades de lâmpadas tubulares para produzir luz visível. Isso possibilita que as lâmpadas UVC sejam operadas da mesma forma que as lâmpadas bem conhecidas, sendo que um balastro/circuito iniciador eletrônico ou iniciador pode ser usado, por exemplo.

[032] Uma vantagem do uso de luz ultravioleta para realizar a anti-incrustação reside em que os micro- organismos são impedidos de aderir e enraizar na superfície a ser mantida limpa. De outra forma, quando revestimentos dispersantes de veneno conhecidos forem aplicados, o efeito de anti-incrustação é alcançado matando os micro-organismos após os mesmos terem aderidos ou se prendido à superfície. A prevenção de bioincrustação por meio de tratamento com luz é preferencial em vez da remoção de bioincrustação por meio de tratamento com luz, visto que o último exige mais potência de entrada e envolve um risco superior ao qual o tratamento com luz não é suficientemente eficaz.

[033] A superfície a ser mantida livre de bioincrustação pode incluir uma superfície interna de uma estrutura real do compartimento molhado. No caso de uma unidade funcional ser disposta no compartimento molhado, a superfície no compartimento molhado a ser mantida livre de bioincrustação pode incluir uma superfície externa daquela unidade funcional. A unidade funcional pode ser constituída pela pluralidade de tubos de uma caixa de arrefecimento, conforme explicado anteriormente, o que não altera o fato de que existem muitas outras possibilidades.

[034] Uma possível aplicação do sistema anti- incrustação, de acordo com a invenção, é em uma embarcação que compreende um compartimento molhado que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que a água entre no compartimento molhado. Usualmente, uma embarcação compreende maquinário, e pode ser que uma unidade funcional do maquinário seja disposta no compartimento molhado. Por exemplo, a embarcação pode ser equipada com um sistema de resfriamento de maquinário incluindo um aparelho de resfriamento, sendo que uma unidade funcional do aparelho de resfriamento é disposta em um compartimento molhado da embarcação, em cujo caso o sistema anti-incrustação pode ser usado para a prevenção de bioincrustação de pelo menos um, de preferência ambos, dentre uma superfície interna da estrutura real do compartimento molhado e uma superfície externa da unidade funcional do aparelho de resfriamento. O aparelho de resfriamento pode ser uma caixa de arrefecimento conforme mencionado anteriormente, e a unidade funcional pode ser constituída pela pluralidade de tubos da caixa de resfriamento, que servem para conter e transportar fluido a ser resfriado no seu interior, e que se destinam a ser pelo menos parcialmente expostos à água durante a operação do aparelho de resfriamento. Em tal caso, conforme é conhecido no campo de caixas de arrefecimento, pelo menos uma parte do aparelho de resfriamento pode ter uma estrutura em camadas na qual os tubos são dispostos em camadas de tubo, sendo que cada camada inclui pelo menos um tubo. Em particular, as camadas de tubo podem incluir vários tubos em formato de U que têm uma porção de fundo curvada e duas porções de perna substancialmente retas, sendo que os tubos de uma camada de tubo têm mutuamente tamanhos diferentes, variando do menor tubo para o maior tubo, sendo que o menor tubo tem o menor raio da porção de fundo e o maior tubo tem o maior raio da porção de fundo, sendo que os lados superiores das porções de perna dos tubos estão em nível similar do aparelho de resfriamento, e sendo que as porções de perna dos tubos se estendem substancialmente paralelas entre si.

[035] A invenção, além disso, se refere a um método para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação de um sistema anti-incrustação quando o sistema anti-incrustação é usado com um compartimento molhado que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que a água entre no compartimento molhado, sendo que a pelo menos uma fonte anti-incrustação é configurada para emitir luz anti-incrustação para manter pelo menos uma superfície presente no compartimento molhado livre de bioincrustação, e que o método envolve uma etapa de determinar pelo menos um parâmetro da operação de pelo menos uma fonte anti- incrustação em relação pelo menos um dentre: pelo menos um parâmetro relacionado à superfície; pelo menos um parâmetro relacionado à abertura; uma taxa de um fluxo de água ao longo da superfície a ser mantida livre de bioincrustação; uma temperatura de água dentro do compartimento molhado; um teor de algas de água dentro do compartimento molhado; uma concentração de íons de cobre na água dentro do compartimento molhado; uma concentração de cloro na água de dentro do compartimento molhado; uma temperatura da superfície a ser mantida livre de bioincrustação; e uma taxa de um fluxo de água através da pelo menos uma abertura de entrada do compartimento molhado, e uma etapa de detectar um valor real do pelo um parâmetro. Conforme explicado nos parágrafos acima, a invenção, dessa forma, fornece um meio de adaptar a operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação a circunstâncias reais que prevalecem no compartimento molhado de uma maneira ideal, de modo que a energia possa ser economizada e a vida útil da fonte anti-incrustação possa ser prolongada, para mencionar duas vantagens importantes.

[036] Conforme explicado anteriormente, no caso de pelo menos uma abertura de entrada do compartimento molhado ser adaptada para estar em um dentre um estado aberto e um estado fechado, é vantajoso que a pelo menos uma fonte anti-incrustação seja controlada para fornecer uma dose de luz anti-incrustação seguida do (quase) desligamento da fonte anti-incrustação quando a abertura é colocada do estado aberto para o estado fechado, e para manter a fonte anti-incrustação em um estado de atividade mínima ou nenhuma atividade, pelo menos durante um período de tempo predeterminado desde que o estado fechado seja mantido.

[037] Além disso, é possível que o método envolva uma etapa de aplicar um modelo de controle anti- incrustação para determinar a saída relacionada a pelo menos um parâmetro de operação em relação à entrada relacionada a pelo menos um dos parâmetros anteriormente listados. É desnecessário dizer que um modelo de controle de incrustação é, de preferência, baseado na suposição de que os efeitos anti-incrustação devem ser obtidos até uma extensão suficiente, mas ainda assim em uma carga mínima da fonte anti-incrustação.

[038] Em um outro aspecto, a invenção se refere a um controlador para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação de um sistema anti-incrustação, projetado para ser usado com um compartimento que tem pelo menos uma abertura de entrada para possibilitar que a água entre no compartimento molhado, sendo que a pelo menos uma fonte anti-incrustação é configurada para emitir luz anti- incrustação para manter pelo menos uma superfície presente no compartimento molhado livre de bioincrustação. Em conformidade com a explicação acima, o controlador de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de ser configurado para determinar pelo menos um parâmetro de operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação em relação a pelo menos um dentre: pelo menos um parâmetro relacionado à superfície. pelo menos um parâmetro relacionado à abertura; uma taxa de um fluxo de água ao longo da superfície a ser mantida livre de bioincrustação; uma temperatura de água dentro do compartimento molhado; um teor de algas de água dentro do compartimento molhado; uma concentração de íons de cobre na água dentro do compartimento molhado; uma concentração de cloro na água de dentro do compartimento molhado; uma temperatura da superfície a ser mantida livre de bioincrustação; e uma taxa de fluxo da água através da pelo menos uma abertura de entrada do compartimento molhado. Além disso, segue-se a partir da explicação acima que o controlador pode ser configurado para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação que é adaptada para emitir luz anti-incrustação durante o funcionamento da mesma, e que se destina ao uso com um compartimento molhado cuja pelo menos uma abertura de entrada é adaptada para estar em um estado aberto e um estado fechado, em cujo caso o controlador é configurado para controlar a fonte anti-incrustação para fornecer uma dose de luz anti-incrustação seguida do (quase) desligamento da fonte anti-incrustação em uma situação da abertura ser colocada do estado aberto para o estado fechado, e para manter a fonte anti-incrustação em um estado de atividade mínima ou nenhuma atividade em uma situação do estado fechado ser mantido, pelo menos durante um período de tempo predeterminado. De maneira adicional ou alternativa, o controlador pode ser configurado para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação que é adaptada para emitir luz anti-incrustação durante o funcionamento da mesma, e ser configurado para determinar uma intensidade de luz anti- incrustação a ser emitida por pelo menos uma fonte anti- incrustação ao longo do tempo em relação a pelo menos um dos parâmetros anteriormente listados. Em qualquer caso, o controlador pode compreender uma memória em que um modelo de controle anti-incrustação configurado para determinar a saída relacionada a pelo menos um parâmetro de operação, em relação à entrada relacionada a pelo menos um dos parâmetros anteriormente listados.

[039] O acima descrito e outros aspectos da invenção ficarão evidentes e serão elucidados com referência a seguinte descrição detalhada de um sistema anti-incrustação para uso em um compartimento molhado, particularmente, um sistema anti-incrustação que é configurado para receber e operar uma lâmpada ultravioleta, sendo que especialmente uma maneira na qual a operação da lâmpada é controlada será explicado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[040] A invenção será agora explicada com mais detalhes com referência às figuras, nas quais partes iguais ou similares são indicadas pelos mesmos sinais de referência, e nas quais:

[041] a Figura 1 mostra diagramaticamente um compartimento molhado, uma unidade funcional, disposta no compartimento molhado, lâmpadas para emitir luz anti- incrustação sobre a superfície externa da unidade funcional, um sistema ICAF disposto no compartimento molhado, um controlador para controlar a operação das lâmpadas e do sistema ICAF, e vários sensores acoplados ao controlador; e

[042] a Figura 2 é um diagrama de blocos para ilustração de possibilidades em relação ao controle de operação das lâmpadas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[043] A Figura 1 mostra diagramaticamente um compartimento molhado 10 presente em um navio e, além disso, mostra uma caixa de arrefecimento 20 que compreende uma pluralidade de tubos 21 para conter e transportar um fluido a ser resfriado em seu interior. O compartimento molhado 10 tem várias aberturas de entrada 11 para possibilitar a entrada de água e várias aberturas de saída 12, para possibilitar que a água flua para fora. A caixa de arrefecimento 20 é habilitada para realizar sua função de resfriamento de fluido expondo-se os tubos 21 da caixa de arrefecimento 20 à água do ambiente externo imediato do navio, que será, mais adiante neste documento, chamada de água do mar. Especificamente, os tubos 21 da caixa de arrefecimento 20 são acomodados dentro de um compartimento molhado 10, sendo que o compartimento molhado 10 é delimitado por uma porção do casco do navio 101 e várias placas de partição 102, 103. Tanto as aberturas de entrada 11 como as aberturas de saída 12 do compartimento molhado 10 estão dispostas no casco do navio 101, sendo que as aberturas de entrada 11 servem para possibilitar que a água do mar entre no compartimento molhado 10 a partir do lado de fora, e que as aberturas de saída 12 servem para possibilitar que a água do mar saia do compartimento molhado 10 e fluam para o exterior do navio.

[044] No exemplo mostrado, os tubos 21 da caixa de arrefecimento 20 têm um formato curvo, particularmente, um formato de U, que compreende uma porção de fundo curvada 21a e duas porções de pernas substancialmente retas 21b que se estendem substancialmente paralelas uma à outra. Durante o funcionamento da caixa de arrefecimento 20, o fluido a ser resfriado, ou seja, o fluido quente, flui através dos tubos 21, enquanto a água do mar entra no compartimento molhado 10 através das aberturas de entrada 11. Com base na interação da água do mar com os tubos 21 que contêm o fluido quente, ocorre que os tubos 21 e o fluido são resfriados e que a água do mar é aquecida. Com base no último efeito, e possivelmente também no movimento do navio, um fluxo natural de água do mar é obtido no compartimento molhado 10, sendo que a água do mar fria entra no compartimento molhado 10 através das aberturas de entrada 11, e em que a água do mar em uma temperatura mais alta sai do compartimento molhado 10 através das aberturas de saída 12. Vantajosamente, os tubos 21 são feitos de um material que tem boas capacidades de transferência de calor, como cobre. Para fins de clareza, nota-se que na Figura 1, para propósitos de ilustração, outra orientação do compartimento molhado 10 e da caixa de arrefecimento 20 associada ao compartimento molhado 10 é mostrada diferente da orientação que é conhecida na prática, e que envolve uma posição vertical dos tubos em formato de U 21 e da caixa de arrefecimento 20. Em qualquer caso, a invenção não é de forma alguma limitada a uma orientação específica dos componentes.

[045] Os lados de topo das porções de perna 21b dos tubos 21 estão em um nível semelhante em vista do fato de que os lados de topo das porções de perna 21b dos tubos 21 estão conectados a uma placa de tubo comum 22. A placa de tubo 22 é coberta por um coletor de fluido 23 que compreende pelo menos uma ponta de entrada 24 e pelo menos uma ponta de saída 25 para a entrada e a saída de fluido para e a partir dos tubos 21, respectivamente. Desse modo, as porções de perna 21b dos tubos 21 que estão no lado da ponta de entrada 24 estão na temperatura mais alta, enquanto as porções de perna 21b dos tubos 21 que estão no lado da ponta de saída 25 estão em uma temperatura mais baixa, e o mesmo é aplicável ao fluido que flui através dos tubos 21.

[046] Durante o processo de resfriamento contínuo dos tubos 21 e do fluido, como presente nos tubos 21, quaisquer micro-organismos que estão presentes na água do mar tendem a se afixar aos tubos 21, especialmente as porções dos tubos 21 que estão em uma temperatura ideal para fornecer um ambiente adequado para os micro-organismos viverem, em que o fenômeno é conhecido como bioincrustação. A fim de evitar esse fenômeno, é proposto o uso de pelo menos uma lâmpada 30 para emitir luz anti-incrustação sobre uma superfície externa 26 dos tubos 21. Por exemplo, a luz pode ser luz UVC, que é conhecida por ser eficaz para realizar anti-incrustação. No exemplo mostrado, várias lâmpadas 30 são usadas, sendo que cada uma das lâmpadas 30 está disposta no compartimento molhado 10, na mesma área que os tubos 21, o que não altera o fato de que existem inúmeras outras possibilidades também em relação ao posicionamento das lâmpadas 30. Além do uso das lâmpadas 30, outras medidas podem ser tomadas para evitar a bioincrustação da superfície externa 26 dos tubos 21. A Figura 1 ilustra um uso adicional opcional de um assim chamado sistema ICAF 40 para produzir íons de cobre.

[047] A operação das lâmpadas 30 é controlada através de um controlador 50. O controlador 50 é configurado de modo a realizar a operação das lâmpadas 30 de uma maneira ideal, ou seja, ao determinar pelo menos um parâmetro de operação com base no processo no qual pelo menos um aspecto de uma condição real do compartimento molhado 10 é levado em consideração, especialmente, pelo menos, um aspecto relacionado à água que pode estar presente no compartimento molhado 10 e/ou à superfície 26 a ser mantida livre de bioincrustação e/ou estado de abertura das aberturas de entrada 11. A Figura 1 ilustra o fato de que um ou mais sensores podem ser usados para detecção de um valor real de um parâmetro a ser usado no processo de determinação de como controlar as lâmpadas 30. No exemplo mostrado, um sensor 51 é fornecido para detectar um parâmetro relacionado à água, enquanto outro sensor 52 é fornecido para detectar um parâmetro relacionado à superfície. As linhas tracejadas que se estendem entre o controlador 50 e os sensores 51, 52, entre o controlador 50 e o sistema ICAF 40, 50 entre o controlador 50 e as lâmpadas 30, e entre o controlador 50 e as aberturas de entrada 11, respectivamente, representam as conexões presentes entre o controlador 50 e os vários componentes, conforme mencionado, que possibilitam a comunicação entre o controlador 50 e os componentes, de modo que um sistema inteligente 1 seja obtido no qual os efeitos anti-incrustação podem ser obtidos com uma carga mínima das lâmpadas 30, o que promove uma vida útil prolongada das lâmpadas 30, para mencionar uma vantagem. O controlador 50 pode ser configurado de modo a operar as lâmpadas 30 de uma maneira similar, mas também é possível que as lâmpadas sejam controladas individualmente 30, o que pode ser vantajoso em situações em que seja desejável ter controle sofisticado voltado para a otimização de diversas posições no compartimento molhado 10.

[048] O controlador 50 pode conter uma memória 60 para armazenar um modelo de controle de incrustação, de modo que os valores apropriados de pelo menos um parâmetro de operação das lâmpadas 30 possam ser determinados com base em qualquer possível entrada. Em particular, esse tipo de modelo de controle de incrustação pode ser projetado com base no conhecimento sobre as relações entre diversos parâmetros de entrada e saída que são ótimos desde que a eficácia anti-incrustação, por um lado, e a prevenção de alta carga desnecessária das lâmpadas 30, por outro lado, estejam envolvidas.

[049] A Figura 2 ilustra o possível uso de vários sensores 51, 52, 53, 59 no processo de determinação de pelo menos um parâmetro da operação das lâmpadas 30. Além disso, a Figura 2 ilustra o fato de que o um ou mais valores reais, conforme detectado pelos sensores 51, 52, 53, 59 podem ser fornecidos como entrada para um modelo de controle de incrustação 61 conforme mencionado nos parágrafos acima. O modelo de controle de incrustação 61 descreve uma relação entre bioincrustação e pelo menos um dentre pelo menos um parâmetro relacionado à água, pelo menos um parâmetro relacionado à superfície e pelo menos um parâmetro relacionado à abertura, e a saída de lâmpada necessária para neutralizar a bioincrustação. Dessa forma, com base na entrada fornecida pelos sensores 51, 52, 53, 59, o modelo de controle de incrustação 61 define condições ideais de acionamento das lâmpadas 30 e fornece o pelo menos um parâmetro de operação associado àquelas condições ideais de acionamento para circuitos eletrônicos de controle 31 das lâmpadas 30.

[050] A extensão na qual a água provoca bioincrustação de uma superfície 26 depende de vários parâmetros biológicos e físico-químicos. Os exemplos são Carbono Orgânico Total (TOC), temperatura, luz, oxigênio dissolvido, pH, nutrientes, matéria orgânica dissolvida, matéria inorgânica dissolvida, matéria suspensa e forças de cisalhamento. Se a bioincrustação é causada por florescimentos de algas, um outro parâmetro que pode ser usado como uma indicação alternativa do potencial de bioincrustação da água é o teor de algas da água. Se as concentrações de algas excederem um certo valor, a quantidade de algas é grande o suficiente para liberar as matérias orgânicas que ativam a bioincrustação. Outro indicador similar é o teor de algas medido como clorofila-a. Pode-se esperar que a água com uma alta quantidade de clorofila-a tenha uma alta propensão à bioincrustação.

[051] Além do modelo de controle de incrustação 61, um modelo de vida útil de lâmpada 62 que descreve uma relação entre a carga das lâmpadas 30 e a vida útil das lâmpadas 30 também pode ser usado no sistema anti-incrustação 1. Presumindo-se que os circuitos eletrônicos de controle 31 sejam combinados com circuitos eletrônicos para monitoramento de carga e comportamento das lâmpadas 30, a entrada para definir a vida útil esperada das lâmpadas 30 pode ser obtida. Em suma, com base na saída dos sensores 51, 52, 53, 59 e nas informações relacionadas ao comportamento das lâmpadas 30, é possível determinar a carga de lâmpada ideal (em termos de potência, ciclo de trabalho etc) necessária para neutralizar bioincrustação em uma vida útil máxima das lâmpadas 30, mediante o uso do modelo de controle de incrustação 61 e do modelo de vida útil de lâmpada 62. O monitoramento da carga de lâmpada e do comportamento também fornece uma indicação do final da vida útil esperada das lâmpadas 30.

[052] No sistema anti-incrustação 1 conforme descrito anteriormente e ilustrado nas Figuras, um parâmetro relacionado à água e/ou parâmetro relacionado à superfície e/ou parâmetro relacionado à abertura pode ser usado em um processo de encontrar um modo para acionar as lâmpadas 30 para obter o efeito anti-incrustação à carga mínima conforme desejado. Um exemplo de um parâmetro relacionado à superfície é a temperatura da superfície 26. Um exemplo de um parâmetro relacionado à abertura é um estado das aberturas de entrada 11, considerando-se que esse estado possa variar entre aberto e fechado, para que meios adequados, como válvulas, possam ser usados.

[053] De acordo com uma possibilidade, o controlador 50 é configurado para ativar o sistema ICAF 40 apenas em situações em que as lâmpadas 30 são conhecidas como menos eficazes, provavelmente não eficazes o suficiente para evitar totalmente a bioincrustação. De acordo com outra possibilidade, o controlador 50 é configurado a fim de alternar a aplicação das lâmpadas 30 e do sistema ICAF 40, a fim de aumentar a vida útil tanto das luzes 30 como do sistema ICAF 40 e para reduzir a necessidade de manutenção.

[054] O controlador 50, além disso, pode ser configurado para adotar ação especial quando as aberturas de entrada 11 são colocadas a partir de um estado aberto para um estado fechado durante um período de tempo. Isso pode ocorrer quando o navio está em um porto, por exemplo. A ação especial pode envolver o acionamento das lâmpadas 30 em potência relativamente alta durante um tempo que seja longo o suficiente para a obtenção de um efeito de esterilização sobre qualquer água que possa estar presente no compartimento molhado 10. Após esse tempo, as lâmpadas 30 podem ser mantidas basicamente em uma condição inativa, contanto que as aberturas de entrada 11 sejam mantidas na posição fechada. Não há também nenhuma necessidade para acionar o sistema ICAF 40 durante esse período de tempo. De fato, esse modo de fazer é aplicável a qualquer situação em que não há necessidade de operar a caixa de arrefecimento 20, que geralmente consiste em uma situação em que o motor do navio está desligado.

[055] Existem inúmeras outras possibilidades diferentes daquelas explicitamente explicadas acima dentro do conceito de controle de operação das lâmpadas 30 em dependência de um ou mais parâmetros que representam uma real condição do compartimento molhado 10 e/ou um ou mais componentes associados ao mesmo. A superfície externa 26 dos tubos 21 de uma caixa de arrefecimento 20 é apenas um exemplo de uma superfície que pode estar presente em um compartimento molhado 10, que deve ser mantida livre de bioincrustação. Uma superfície interna 104 da porção do casco do navio 101 associada ao compartimento molhado 10 e/ou às placas de partição 102, 103 é outro exemplo exequível de tal superfície. Além disso, a luz ultravioleta é apenas um exemplo de um tipo de luz que é adequada para ser usada para propósitos de anti-incrustação.

[056] A invenção é aplicável a um navio como descrito anteriormente, a qualquer outro tipo de embarcação que compreenda um compartimento molhado 10, ou a qualquer outra disposição que compreenda um compartimento molhado 10, quando há uma necessidade para manter uma superfície presente no compartimento molhado 10 livre de bioincrustação. O navio ou outro tipo de embarcação, ou a disposição em um sentido mais geral, pode compreender mais de um compartimento molhado 10 ao qual a invenção é aplicada, ou seja, no qual o controle das lâmpadas 30 e/ou fontes anti-incrustação se baseiam na retroinformação/informação sobre um ou mais parâmetros relacionados à água que podem estar presentes no compartimento molhado 10 e/ou na superfície 26, 104 a ser mantida limpa e/ou no estado das aberturas de entrada 11.

[057] Ficará evidente aos versados na técnica que o escopo da invenção não se limita aos exemplos discutidos anteriormente, mas que várias emendas e modificações dos mesmos são possíveis sem que se desvie do escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações anexas. Pretende-se que a invenção seja interpretada como incluindo todas essas alterações e modificações, desde que elas se enquadrem no escopo das reivindicações anexas ou de seus equivalentes. Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes com referência às Figuras e à descrição, tal ilustração e descrição devem ser consideradas meramente ilustrativas ou exemplificativas e não restritivas. A invenção não se limita às modalidades reveladas. Os desenhos são esquemáticos, sendo que os detalhes que não são exigidos para o entendimento da invenção podem ser omitidos e não estão necessariamente em escala.

[058] Variações das modalidades apresentadas podem ser entendidas e executadas pelos versados na técnica na prática da invenção reivindicada, a partir de uma análise dos desenhos, da revelação e das reivindicações anexas. Nas reivindicações, a expressão “que compreende” não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido “um” ou “uma”, assim como suas flexões de número não excluem uma pluralidade. O termo “compreende”, conforme usado nesse texto será usado pelo versado na técnica como abrangendo o termo “que consiste em”. Desse modo, o termo “compreende” pode, com relação a uma modalidade, significar “consiste em”, porém, pode, em outra modalidade, significar “contém/inclui pelo menos as espécies definidas e, opcionalmente, uma ou mais de outras espécies”. Qualquer sinal de referência nas reivindicações não deve ser interpretado como limitador do escopo da invenção.

[059] Os elementos e aspectos discutidos para ou em relação a uma modalidade específica podem ser adequadamente combinados com elementos e aspectos de outras modalidades, exceto quando explicitamente indicado em contrário. Dessa forma, o simples fato de certas medidas serem mencionadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação dessas medidas não possa ser usada com vantagem.

[060] O termo “substancialmente” conforme usado nesse texto será compreendido pelo versado na técnica como aplicável a situações nas quais um determinado efeito é desejado, que pode ser completamente realizado em teoria, porém que envolve margens práticas para sua implementação factual. Exemplos de tal efeito incluem uma disposição paralela de objetos e uma disposição perpendicular de objetos. Onde for aplicável, o termo “substancialmente” pode ser compreendido como um adjetivo que é indicativo de uma porcentagem de 90% ou mais, como 95% ou mais, especificamente, 99% ou mais, até mesmo, especificamente, 99,5% ou mais, incluindo 100%.

[061] Em vista do fato de que a bioincrustação não ocorre apenas no mar, mas também em rios, lagos e semelhantes, a invenção é aplicável, de modo geral, em um contexto no qual o compartimento molhado 10 está presente, o qual pode ser preenchido por qualquer tipo de água. Esse contexto pode ser o contexto de uma embarcação, como mencionado anteriormente, ou ainda mais geral, no contexto de objetos marinhos, como plataformas de petróleo, ou outros tipos de construções em ou próximo ao mar, o que não altera o fato que a invenção pode também ser aplicável no contexto de um aparelho doméstico, sendo que a água é usada durante o funcionamento do mesmo, por exemplo, como uma máquina de café ou um aparelho de desinfecção de água, ou outro contexto que pode ser totalmente diferente do contexto de objetos marinhos.

[062] No que se refere à possível aplicação da presente invenção no contexto de um compartimento molhado 10 que acomoda uma caixa de arrefecimento 20, deve-se observar que a invenção não se limita de forma alguma ao layout da caixa de arrefecimento 20, conforme descrito anteriormente e ilustrado na Figuras 1 como um exemplo. Fica evidente para o versado na técnica que as características da invenção não dependem de qualquer característica da superfície 26, 104 a ser protegida contra o efeito de incrustação causada pela água. Além disso, a aplicação de lâmpadas ultravioletas 30 para realizar os efeitos anti-incrustação durante o funcionamento das mesmas é apenas uma das muitas possibilidades existentes dentro da estrutura da invenção. Nas modalidades da presente invenção conforme mostrada, o compartimento molhado 10 é usado para acomodar todos os tubos 21 de uma caixa de arrefecimento 20, cujos tubos 21 devem ser considerados apenas como um exemplo de uma unidade funcional. De maneira adicional ou alternativa, o compartimento molhado 10 pode ser usado para acomodar um ou mais objetos/unidades, mas pode também estar vazio, ou seja, não precisa conter quaisquer objetos/unidades. Por exemplo, no caso do sistema anti-incrustação ser aplicado em um navio, o compartimento molhado 10 pode ser uma, assim chamada, caixa de mar para tomar água de lastro ou água de extinção de incêndio.

[063] Na modalidade mostrada do compartimento molhado 10, estão presentes várias aberturas de entrada 11 para que a água entre no compartimento molhado 10 e várias aberturas de saída 12 para possibilitar que a água saia do compartimento molhado 10. Isso não altera o fato de que a invenção pode contemplar também a opção de apenas uma abertura estar presente, sendo que a abertura tem uma função combinada de ser uma abertura de entrada e uma abertura de saída também é coberta pela invenção. Por uma questão de completeza, deve-se observar que não é essencial ter pelo menos uma abertura de saída 12, com base no fato de que existem casos práticos nos quais não há necessidade de se esvaziar o compartimento molhado 10 através de uma ou mais aberturas de saída 12 após o preenchimento inicial do compartimento molhado 10.

[064] No contexto da invenção, o termo “compartimento” deve ser compreendido de modo a significar, de preferência, algo como uma sala, seção ou câmara separados. O adjetivo “molhado” é usado para indicar que o compartimento 10 é projetado para ser pelo menos parcialmente preenchido com água, o que não altera o fato de que o compartimento molhado 10 possa estar em uma condição seca sob condições adequadas.

[065] Resumindo, um sistema anti-incrustação 1, projetado para ser usado com um compartimento 10 que tem pelo menos uma abertura de entrada 11 para possibilitar que a água entre no compartimento molhado 10 é configurado para receber e operar pelo menos uma fonte anti-incrustação 30 para emitir luz anti-incrustação a fim de manter pelo menos uma superfície 26, 104 presente no compartimento molhado 10 livre de bioincrustação. Por exemplo, a pelo menos uma fonte anti- incrustação 30 para uso no sistema anti-incrustação 1 pode ser adaptada para irradiar a superfície 26, 104 com luz ultravioleta. O sistema anti-incrustação 1 compreende um controlador 50 para controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação 30 quando a fonte anti-incrustação 30 é recebida no sistema anti-incrustação 1 e o sistema anti- incrustação 1 é usado com o compartimento molhado 10, sendo que o controlador 50 é configurado para determinar pelo menos um parâmetro de operação da pelo menos uma fonte anti- incrustação em relação a pelo menos um dentre pelo menos um parâmetro relacionado à água, pelo menos um parâmetro relacionado à superfície e pelo menos um parâmetro relacionado à abertura de modo a levar em consideração pelo menos um aspecto de uma situação real prevalecente no compartimento molhado 10 em um processo de configuração do pelo menos um parâmetro de operação. Com base na configuração especial do controlador 50, é possível evitar a alta carga desnecessária da pelo menos uma fonte anti-incrustação 30 no processo de prevenção de bioincrustação, o que é benéfico para a vida útil da fonte anti-incrustação 30.

Claims (12)

1. SISTEMA ANTI-INCRUSTAÇÃO (1), caracterizado por ser projetado para ser usado com um compartimento molhado (10) que tem pelo menos uma abertura de entrada (11) para possibilitar que a água entre no compartimento molhado (10), sendo que o sistema anti-incrustação (1) é configurado para receber e operar pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) para emitir luz anti-incrustação de modo a manter pelo menos uma superfície (26, 104) presente no compartimento molhado (10) livre de bioincrustação, sendo que o sistema anti- incrustação (1) compreende um controlador (50) para controlar a operação da pelo menos uma fonte anti- incrustação (30) quando a fonte fonte anti-incrustação (30) é recebida no sistema anti-incrustação (1) e o sistema anti- incrustação (1) é usado com o compartimento molhado (10), sendo que o controlador (50) é configurado para determinar pelo menos um parâmetro de operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) em relação a pelo menos um dentre: - pelo menos um parâmetro relacionado à superfície; - pelo menos um parâmetro relacionado à abertura; - uma taxa de um fluxo de água ao longo da superfície (26, 104) a ser mantida livre de bioincrustação; - uma temperatura de água dentro do compartimento molhado (10); - um teor de algas da água dentro do compartimento molhado (10); - uma concentração de íons de cobre na água dentro do compartimento molhado (10); - uma concentração de cloro na água dentro do compartimento molhado (10); - uma temperatura da superfície (26, 104) a ser mantida livre de bioincrustação; e - uma taxa de um fluxo de água através da pelo menos uma abertura de entrada (11) do compartimento molhado (10); sendo que o sistema anti-incrustação (1) também compreende pelo menos um sensor (51, 52, 53, 59) para detectar um valor real do pelo menos um parâmetro, sendo que o sensor (51, 52, 53, 59) é associado ao controlador (50) a fim de fornecer retroalimentação sobre o valor do controlador (50).

2. SISTEMA (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ser particularmente projetado para ser usado com um compartimento molhado (10) cuja pelo menos uma abertura de entrada (11) é adaptada para estar em um dentre um estado aberto e um estado fechado, sendo que o controlador (50) é configurado para controlar a pelo menos uma fonte anti- incrustação (30) para fornecer uma dose de luz anti- incrustação seguida do desligamento da fonte anti-incrustação (30) ou apenas operar a fonte anti-incrustação (30) a uma extensão mínima quando a abertura (11) é colocada do estado aberto para o estado fechado, e para manter a fonte anti- incrustação (30) em um estado de atividade mínima ou sem atividade, pelo menos durante um período de tempo predeterminado desde que o estado fechado seja mantido.

3. SISTEMA (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo controlador (50) ser configurado para determinar uma intensidade da luz anti-incrustação a ser emitida por pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) ao longo do tempo em relação a pelo menos um parâmetro.

4. SISTEMA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo controlador (50) compreender uma memória (60) em que um modelo de controle anti-incrustação (61) configurado para determinar a saída relacionada a pelo menos um parâmetro de operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) em relação à entrada relacionada a pelo menos parâmetro relacionado à abertura é armazenado.

5. SISTEMA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por ser projetado para receber e operar pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) para emitir luz ultravioleta.

6. SISTEMA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela superfície a ser mantida livre de bioincrustação incluir uma superfície interna (104) de uma estrutura real (101, 102, 103) do compartimento molhado (10).

7. SISTEMA (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por ser particularmente projetado para ser usado com um compartimento molhado (10) no qual uma unidade funcional (21) é disposta, sendo que a superfície no compartimento molhado (10) a ser mantida livre de bioincrustação inclui uma superfície externa (26) da unidade funcional (21).

8. EMBARCAÇÃO, caracterizada por compreender um compartimento molhado (10) que tem pelo menos uma abertura de entrada (11) para possibilitar que a água entre no compartimento molhado (10) e o sistema anti-incrustação (1), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

9. EMBARCAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por compreender um compartimento molhado (10) que tem pelo menos uma abertura de entrada (11) para possibilitar que a água entre no compartimento molhado (10) e o sistema anti-incrustação (1), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, e por compreender adicionalmente o maquinário (20), sendo que uma unidade funcional (21) do maquinário (20) é disposta no compartimento molhado (10), sendo que a superfície no compartimento molhado (10) a ser mantida livre de bioincrustação inclui pelo menos uma dentre uma superfície interna (104) da estrutura real (101, 102, 103) do compartimento molhado (10) e uma superfície externa (26) da unidade funcional (21) do maquinário (20).

10. MÉTODO, caracterizado por controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) de um sistema anti-incrustação (1), conforme definido na reivindicação 1, quando o sistema anti-incrustação (1) é usado com um compartimento molhado (10) que tem pelo menos uma abertura de entrada (11) para possibilitar que a água entre no compartimento molhado (10), sendo que a pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) é configurada de modo a emitir luz anti-incrustação para manter pelo menos uma superfície (26, 104) presente no compartimento molhado (10) livre de bioincrustação, e pelo método envolver: uma etapa de determinar pelo menos um parâmetro da operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) em relação a pelo menos um dentre: - pelo menos um parâmetro relacionado à superfície; - pelo menos um parâmetro relacionado à abertura; - uma taxa de um fluxo de água ao longo da superfície (26, 104) a ser mantida livre de bioincrustação; - uma temperatura de água dentro do compartimento molhado (10); - um teor de algas da água dentro do compartimento molhado (10); - uma concentração de íons de cobre na água dentro do compartimento molhado (10); - uma concentração de cloro na água dentro do compartimento molhado (10); - uma temperatura da superfície (26, 104) a ser mantida livre de bioincrustação; e - uma taxa de um fluxo de água através da pelo menos uma abertura de entrada (11) do compartimento molhado (10); uma etapa de detectar um valor real do pelo menos um parâmetro.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo sistema anti-incrustação (1) ser particularmente usado com um compartimento molhado (10), cuja pelo menos uma abertura de entrada (11) é adaptada para estar em um dentre um estado aberto e um estado fechado, pela pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) ser controlada para fornecer uma dose de luz anti-incrustação ao se desligar a fonte anti-incrustação (30) ou apenas ao se operar a fonte anti-incrustação (30) a uma extensão mínima quando a abertura (11) é colocada do estado aberto para o estado fechado, e pela fonte anti-incrustação (30) ser mantida em um estado de atividade mínima ou sem, atividade, pelo menos durante um período de tempo predeterminado desde que o estado fechado seja mantido.

12. CONTROLADOR (50), caracterizado por controlar a operação de pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) de um sistema anti-incrustação (1), conforme definido na reivindicação 1, quando o sistema anti-incrustação (1) é usado com um compartimento molhado (10) que tem pelo menos uma abertura de entrada (11) para possibilitar que a água entre no compartimento molhado (10), sendo que pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) é configurada de modo a emitir luz anti-incrustação para manter pelo menos uma superfície (26, 104) presente no compartimento molhado (10) livre de bioincrustação, e pelo controlador ser configurado para (50) determinar pelo menos um parâmetro de operação da pelo menos uma fonte anti-incrustação (30) em relação a pelo menos um dentre pelo menos um parâmetro relacionado à água, pelo menos um parâmetro relacionado à superfície e pelo menos um parâmetro relacionado à abertura; - pelo menos um parâmetro relacionado à superfície; - pelo menos um parâmetro relacionado à abertura; - uma taxa de um fluxo de água ao longo da superfície (26, 104) a ser mantida livre de bioincrustação; - uma temperatura de água dentro do compartimento molhado (10); - um teor de algas da água dentro do compartimento molhado (10); - uma concentração de íons de cobre na água dentro do compartimento molhado (10); - uma concentração de cloro na água dentro do compartimento molhado (10); - uma temperatura da superfície (26, 104) a ser mantida livre de bioincrustação; e - uma taxa de fluxo da água através da pelo menos uma abertura de entrada (11) do compartimento molhado (10).

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