BR112018073152B1

BR112018073152B1 - Sistema para cultivo de algas

Info

Publication number: BR112018073152B1
Application number: BR112018073152-8A
Authority: BR
Inventors: David A. Hazlebeck; Rodney Corpuz
Original assignee: Global Algae Innovations, Inc
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2022-10-11
Also published as: BR122021020434B1; WO2017196802A1; MX2018013795A; AU2022201857A1; AU2017262679B2; US20210139839A1; AU2017262679A1; EP3454638A1; US20170318771A1; US10907127B2; BR112018073152A2; MX2022006024A; EP3454638A4

Abstract

Sistema de cultivo de algas incluindo geração de uma onda de salto hidráulico de translação que viaja através de uma interface de gás-líquido de um fluido de cultivo de algas contido no sistema de cultivo de algas. A onda de salto hidráulico de translação apresenta um número Froude superior a 1

Description

REFERÊNCIA CRUZADA À PEDIDO (S) CORRELATO (s)

[001] Este pedido reivindica prioridade para os números de Pedidos Provisórios US 62/333.709 e 62/333.724, depositados em 9 de maio de 2016, cada um dos quais é incorporado ao presente documento como referência e é considerado em sua totalidade.

PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO PATROCINADO PELO ESTADO OU FEDERAÇÃO

[002] Esta invenção foi realizada com o apoio do governo de acordo com a concessão número DE-EE0006314 e número DE-EE0007689, ambas concedidas pelo Departamento de Energia ("DOE"), e de acordo com o subdestinatário número 06-S140633 do número principal W911NF-14-2-0017 concedido pela Defense Advanced Research Projects Agency ("DARPA"). O governo tem certos direitos na invenção.

ANTECEDENTES DA REVELAÇÃO

[003] A presente revelação se refere genericamente a sistemas e métodos de cultivo de algas, e mais particularmente a sistemas de cultivo de algas e métodos que proporcionam resultados de produção de algas mais elevados e custos operacionais e de capital mais baixos.

[004] O cultivo de algas tornou-se amplamente reconhecido como uma fonte promissora de alimentos, biocombustíveis, produtos químicos e nutracêuticos. Um obstáculo permanente para a produção econômica de algas tem sido a incapacidade de atingir alta produtividade em um sistema de cultivo de baixo custo que é escalável para fazendas com centenas de milhares de acres de algas. Os fotobiorreatores fechados geralmente atingem uma alta produtividade utilizando um caminho de luz curto e controles ambientais, mas a maioria dos fotobiorreatores fechados tem altos custos operacionais e de capital, e não são expansíveis. Os sistemas de cultivo aberto têm custos operacionais e de capital mais baixos, porém, normalmente exibem uma produtividade menor que os fotobiorreatores fechados. A maioria dos sistemas de cultivo abertos se baseia em reservatórios do tipo tanque de fluxo contínuo (raceway) de alta taxa. Nestes tanques de fluxo contínuo convencionais, a profundidade típica de operação é de 20 a 30 cm, a velocidade típica do fluido é de 10 cm/s a 30 cm/s, e os tanques de fluxo contínuo individuais são dimensionados apenas para alguns acres.

[005] Outros sistemas de cultivo de algas menos convencionais atingem maior produtividade utilizando um fundo inclinado para atingir profundidades operacionais mais rasas e usando vários recursos de mistura para obter uma melhor combinação.

[006] Os sistemas de cultivo muito rasos (isto é, com profundidades de 0,5 a 5 cm) requerem uma superfície lisa projetada (por exemplo, concreto ou outros materiais sólidos) e uma inclinação alta (isto é, de 1% ou maior). E os sistemas de cultivo de algas que usam técnicas de mistura melhoradas na tentativa de obter maior produtividade sofrem custos de capital e operacionais extremamente altos devido à necessidade de superfícies lisas projetadas e declives elevados, que exigem níveis muito altos de energia de bombeamento.

[007] Um sistema de cultivo de algas menos convencional inclui um tanque de fluxo contínuo revestido sem uma superfície lisa projetada apresentando uma profundidade rasa de 7,5 cm a 15 cm, que é cerca de meio a um terço da profundidade dos tanques de fluxo contínuo mais convencionais. Este sistema oferece custos operacionais e de capital similares aos tanques de fluxo contínuo convencionais, sendo mais escalável que os tanques de fluxo contínuo convencionais e atingindo maior produtividade. Mas uma redução adicional na profundidade deste sistema não pode ser alcançada por causa das tolerâncias de gradação, variações naturais e assentamento do solo nos tanques de fluxo contínuo de terra tendo o revestimento plástico resultando em variações profundas na faixa de 2 cm a 6 cm.

[008] Outro sistema de cultivo de algas inclui uma inclinação semelhante, com pequenos degraus, cascatas ou outros elementos desiguais, para perturbar a superfície e aumentar a transferência de gás. Mas a profundidade neste sistema também é limitada pela energia necessária para o bombeamento se a inclinação for muito grande. A obtenção de uma melhor mistura através de velocidades típicas do tanque de fluxo contínuo até 30 cm/s exigiria uma inclinação com um gradiente de ~ 0,1%.

[009] Deve ser apreciado do precedente, que são necessários novos e melhores sistemas e métodos de cultivo de algas.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃO

[010] A presente revelação fornece sistemas de cultivo de algas e métodos que podem aumentar a circulação de crescimento de algas através da geração periódica de uma ou mais ondas que movem o fluido através dos sistemas de cultivo, de modo que um salto hidráulico de translação é gerado na frente da onda, aqui referida como uma onda de salto hidráulico ou furo de maré. Os furos de maré podem formar furos ondulados onde a borda condutora da onda frontal é seguida por uma série de ondulações bem desenvolvidas. As ondas geram mistura altamente turbulenta com mistura vertical extensa que persiste bem após a passagem da onda. Como resultado, os sistemas de cultivo de algas e os métodos da presente revelação podem obter uma boa mistura, independente da turbulência do fluxo do fluido base. Os sistemas de cultivo rasos de algas também podem ser alcançados e operados sem a necessidade de altas inclinações, ou a necessidade de misturadores ativos para induzir turbulência intensiva.

[011] Os furos de maré podem ser supercríticos, de modo que os objetos a jusante não causem uma mudança na direção do fluxo. Os furos de maré também podem fluir sobre irregularidades, mesmo se as irregularidades estiverem na mesma ordem que a profundidade do sistema de cultivo. Assim, o fluxo através dos sistemas de cultivo de algas da presente revelação (por exemplo, fluxo através de sistemas de canais rasos) pode ser mantido sem o custo de tolerâncias de engenharia.

[012] O caudal de base nos sistemas de cultivo de algas também pode ser mais lento no presente documento, e os furos de maré podem ser periodicamente induzidos para proporcionar uma utilização de energia operacional global mais baixa, em relação aos sistemas de cultivo de algas de fluxo contínuo típico tendo uma velocidade suficientemente elevada para obter uma mistura turbulenta. Como os furos de maré podem ser introduzidos periodicamente, a taxa de mistura global nos sistemas e métodos de cultivo de algas pode ser facilmente variada ao longo do dia, proporcionando maior mistura quando a maior parte da luz solar está disponível para o crescimento de algas.

[013] Os sistemas e métodos de cultivo de algas podem ter um fundo nivelado, um fundo inclinado para baixo ou um fundo inclinado para cima, e podem incluir tanques de fluxo contínuo abertos ou cobertos ou fotobiorreatores horizontais fechados com um espaço de ar entre o meio de cultivo e o topo do o fotobiorreator. Como será apreciado, cada um dos sistemas de cultivo e métodos descritos no presente documento contém um fluido de cultivo de algas com uma superfície que tem uma interface gás-líquido através da qual viajam as ondas de salto hidráulico de perfuração ou de translação.

[014] Como será apreciado, o salto hidráulico de translação ou furos de maré podem ser gerados utilizando uma variedade de diferentes técnicas ou mecanismos. Em um aspecto, um nível de fluido em uma porção do sistema de cultivo de algas é aumentado em relação a um nível de fluido de base, de tal modo que o fluxo supercrítico é induzido. Em outro aspecto, o fluido em uma seção mais profunda do sistema de cultivo é acelerado mecanicamente, em vez de acelerado apenas pelo uso da gravidade. Outros exemplos não limitativos de métodos e mecanismos para criar uma diferença de nível de fluido e acelerar o fluxo de fluido para gerar as ondas de salto hidráulico de translação incluem rapidamente empurrar fluido para uma parte do sistema de cultivo usando um dispositivo de bombeamento com acionamento de velocidade variável, empurrando fluido mecanicamente para frente ou para trás em uma porção de uma calha do sistema de cultivo, parando rapidamente o fluxo em uma porção da calha do sistema de cultivo de tal forma que o nível do fluido aumenta rapidamente e uma onda traseira é criada liberando rapidamente fluido de uma bacia de captura que é profunda o suficiente, em relação ao nível de base do sistema de cultivo para criar uma furo de maré e levantar rapidamente o fundo de um sistema de cultivo para fazer com que o fluido acelere e crie uma furo de maré.

[015] Num aspecto particular da presente revelação, é gerada uma onda de salto hidráulico de translação com um número de Froude superior a 1 que se desloca através de uma interface gás-líquido de um fluido de cultivo de algas contido em um sistema de cultivo de algas.

[016] Em outro aspecto, a onda de salto hidráulico de translação possui um número de Froude maior que 1,3.

[017] Ainda em outro aspecto, a onda de salto hidráulico de translação inclui uma relação entre a profundidade da onda e a profundidade do fluido de cultivo de algas que é maior que 1,15.

[018] Ainda em outro aspecto, a onda de salto hidráulico de translação inclui uma proporção de profundidade de onda para a profundidade do fluido de cultivo de algas que é pelo menos de 1,4.

[019] Em outros aspectos, onda de salto hidráulico de translação inclui uma velocidade de (i) maior que 40 cm/s em relação a uma velocidade do fluido de cultivo de algas, ou (ii) maior que 70 cm/s em relação a uma velocidade de fluido de cultivo de algas.

[020] É um objetivo da presente revelação obter uma maior produtividade no cultivo de algas usando o fluxo de ondas como um modo primário de movimento de fluido.

[021] É um objetivo adicional reduzir o aumento do uso de energia para a circulação de fluidos de cultivo em sistemas de cultivo de algas.

[022] É um objetivo adicional reduzir a velocidade do fluido de cultivo necessária para mistura em sistemas de cultivo de algas.

[023] É um objetivo adicional reduzir a inclinação necessária para alcançar a mistura adequada em sistemas de cultivo de algas inclinados.

[024] É outro objetivo o emprego do fluxo de ondas para atingir profundidades de operação superficiais de 0,5 a 6,5 cm em sistemas de cultivo de algas de nível.

[025] É outro objetivo o emprego do fluxo de ondas para atingir profundidades de funcionamento rasas de 0,5 a 6,5 cm em sistemas de cultivo de algas inclinados a montante ou a jusante com um gradiente inferior a 0,5% e preferencialmente inferior a 0,1%.

[026] É outro objetivo o emprego do fluxo de ondas para atingir uma profundidade de operação superficial de 0,5 a 6,5 cm em sistemas de cultivo de algas formados por classificação, sem adição de uma superfície lisa de engenharia.

[027] É outro objetivo o emprego do fluxo de ondas para atingir uma profundidade operacional superficial de 0,5 a 6,5 cm em sistemas de cultivo de algas com irregularidades no fundo de 0,5 cm ou maiores.

[028] É outro objetivo o emprego do fluxo das ondas para obter uma mistura mais elevada e maiores trocas gasosas nos sistemas de cultivo de algas.

[029] É um objetivo adicional utilizar o fluxo de ondas para reduzir os custos de capital e operacionais dos sistemas de cultivo de algas rasas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[030] A figura 1 é uma vista em corte transversal que ilustra um orifício ondulado ou uma onda de salto de translação que se desloca em um sistema de cultivo de algas de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[031] A figura 2 é uma vista em planta que ilustra o furo de maré ou a ondas de salto de translação que viajam em um sistema de cultivo de algas de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[032] A figura 3 é uma vista em planta que ilustra o furo de maré ou a onda de salto de translação que viaja em um sistema de cultivo de algas tendo dois canais lineares de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[033] A figura 4 é uma vista em planta ilustrando furo de maré ou onda de salto de translação que viaja em um sistema de cultivo de algas revestidas com terra de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[034] A figura 5 é uma vista em corte transversal ao longo das linhas A-A na Figura 4.

[035] A figura 6 é uma vista em corte transversal ao longo das linhas B-B da figura 4.

[036] A figura 7 é uma vista em planta que ilustra o furo de maré ou ondas de salto de translação que viajam em um sistema de cultivo de algas tendo um gerador de ondas de salto hidráulico de translação de fluxo variável de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[037] A figura 8 é uma vista em planta ilustrando furo de maré ou ondas de salto de translação que viajam em um sistema de cultivo de algas tendo um gerador de translação de ondas de salto hidráulico com uma porta e bomba de fluido de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[038] A figura 9 é uma vista em corte transversal realizado ao longo das linhas C-C da figura 8.

[039] A figura 10 é uma vista em planta que ilustra furos de maré ou ondas de salto de translação que viajam em um sistema de cultivo de algas tendo um gerador de translação de ondas de salto hidráulico tendo uma porta e um degrau para baixo de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[040] A figura 11 é uma vista em corte transversal ao longo das linhas D-D da figura 10.

[041] A figura 12 é uma vista em planta ilustrando os furos de maré ou de salto de translação que viajam em um sistema de cultivo de algas tendo um gerador de translação de ondas de salto hidráulico com uma barreira móvel de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[042] A figura 13 é uma vista em corte transversal ao longo das linhas E-E da figura 12.

[043] A figura 14 é uma vista em planta ilustrando um furo de maré ou ondas de salto de translação que viajam em um sistema de cultivo de algas tendo um gerador de translação de ondas de salto hidráulico com uma barreira móvel de acordo com outra modalidade da presente revelação.

[044] A figura 15 é uma vista lateral do sistema de cultivo de algas da figura 14.

[045] A figura 16 é uma vista em planta que ilustra um furo de maré ou uma onda de salto de translação que se desloca em um sistema de cultivo de algas tendo um gerador de translação de onda hidráulico de placa articulada de acordo com uma modalidade da presente revelação.

[046] A figura 17 é uma vista em corte transversal ao longo das linhas F-F da figura 16.

[047] A figura 18 é uma vista em corte transversal ao longo das linhas G-G da figura 16.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[048] Com referência agora às figuras, a Figura 1 é uma vista em corte transversal ilustrando um orifício ondulado ou translação de ondas de salto hidráulico que se deslocam em qualquer um dos sistemas de cultivo de algas ou métodos da presente revelação. Um salto hidráulico inicial ou orifício de onda 1 percorre da direita para a esquerda a uma velocidade de onda U e uma profundidade de onda de d2. Uma segunda onda ou ondulação 2 segue a onda inicial. O furo de maré 1 se move para dentro ou através de um fluido de cultivo de algas 3. O fluido de cultivo 3 inclui uma interface gás-líquido 17 em uma superfície do fluido 3, uma velocidade de fluido de cultivo v1 e uma profundidade de fluido de cultivo d1. O sistema de cultivo de algas inclui ainda um fundo 4, que na modalidade da figura 1 é mostrado como nívelado, mas pode ser inclinado para cima ou para baixo em relação à direção do fluxo de onda. O orifício ou velocidade U de translação da onda de salto hidráulico é a velocidade da onda em relação a um ponto fixo no sistema de cultivo de algas, que é positivo na direção em que a onda se move. A velocidade do fluido de cultivo de algas v1 é a velocidade do fluido de cultivo de algas a jusante do furo de maré em relação a um ponto fixo no sistema de cultivo. A velocidade do fluido v1 é positiva se o fluido estiver se movendo na mesma direção que o furo de maré, e negativo se o fluido estiver se movendo na direção oposta do furo de maré.

[049] O número de Froude para o furo de maré é (U-vi)/V(g di) onde U é a velocidade do furo de maré, v1 é a velocidade do fluido de cultivo a jusante da onda, U-vi é a velocidade da onda em relação à velocidade do fluido de cultivo, g aceleração devido à gravidade, e di é a profundidade do fluido de cultivo de algas a jusante da furo de maré. As furo de maré contempladas no presente documento podem ser supercríticas e ter um número de Froude superior a i. Em certas modalidades, as furo de maré podem ter um número de Froude superior a i,3, o que garante que a onda inicial seja uma onda de ruptura. Para uma profundidade entre i cm e 6,5 cm a jusante da onda, um número de Froude superior a i,3 corresponde a uma velocidade mínima para a onda em relação à velocidade do fluido de cultivo de algas, U-v1, de 40 cm/s a 100 m/s. O fluxo do fluido de onda é a velocidade da furo de maré multiplicada pela altura da furo de maré, d2-d1. Para uma altura de onda de 1 cm ou mais e uma velocidade de cultivo de 5 cm/s a 15 cm/s, o fluxo do fluido de onda é de 45 cm2 a 105 cm2/s. Se o atrito sobre a distância do salto hidráulico de translação for desprezado, então a razão de profundidade da furo de maré em relação à profundidade a jusante, d2/di, é maior que 1,15, o que fornece uma margem de 10% na manutenção de um número de Froude maior que 1. A razão de profundidade, d2/di, em certas modalidades pode ser superior a 1,4 para atingir um número de Froude superior a 1,3.

[050] A figura 2 é uma vista em planta que ilustra ondulação de furo de maré que viajam numa modalidade não limitativa de um sistema de cultivo de algas da presente revelação. O fluido no sistema de cultivo da figura 2 está contido dentro de um canal 10, e a translação inicial do salto hidráulico ou furo de maré 1 gerado é pelo sistema que viaja da direita para a esquerda a uma velocidade de furo de maré U. A segunda onda ou ondulação 2 segue a onda inicial. O fluido de cultivo de algas 3 a jusante da furo de maré inicial 1 move-se a uma velocidade do fluido de cultivo v1, que pode estar na mesma direção ou na direção oposta à direção em que a furo de maré se move. O fluido de cultivo de algas 5 a montante da furo de maré inicial 1 é altamente turbulento com bons componentes de mistura verticais. Como será apreciado, a furo de maré no sistema da figura 2 pode ser gerada com quaisquer geradores de onda adequados aqui discutidos, e pode ser utilizada em qualquer um dos sistemas de cultivo de algas e métodos descritos no presente documento.

[051] A figura 3 é uma vista em planta que ilustra três translações onduladas de salto hidráulico ou furo de maré que se deslocam em outra modalidade não limitativa de um sistema de cultivo de algas da presente revelação. O sistema de cultivo de algas da figura 3 inclui dois canais lineares 10a e 10b, nos quais o fluido de cultivo de algas 3 está contido. O canal 10a inclui uma parede lateral externa linear 6a e uma parede lateral interna linear 6b. As paredes laterais externas e internas 6a, 6b são coextensivas em uma porção de extremidade 9a, que é mostrada pela linha tracejada na figura 3. O canal 10b inclui igualmente uma parede lateral exterior direita 6c e uma parede lateral interna direita 6d. As paredes laterais externas e internas 6c, 6d são coextensivas em uma porção de extremidade 9b, que é mostrada pela linha tracejada 9b. Cada porção de extremidade 9a, 9b estende-se perpendicularmente à respectiva parede lateral 6a, 6b. Os canais 10a, 10b, estão ligados em uma extremidade por uma curvatura 19 tendo paredes laterais inclinadas 7a, 7b. As paredes laterais 7a, 7b estendem-se cada uma das suas respectivas paredes laterais exteriores lineares 6a, 6c do primeiro e segundo canais 10a, 10b em um ângulo θ em relação a sua parede lateral 6a, 6c de modo a que nenhuma onda seja refletida de volta para o canal 10a. Deve ser apreciado que, enquanto as paredes laterais angulares 7a, 7b não precisam ser lineares, os ângulos θ em relação às paredes laterais exteriores lineares 6a, 6c devem ser pelo menos 135 graus para impedir que as ondas possam refletir de novo no canal 10a. Em outras palavras, os ângulos relativos às porções de extremidade 9a, 9b devem ser maiores que 45 graus. As paredes laterais 7a, 7b podem ser diretamente ligadas uma à outra, ou ligadas através de uma parede de extremidade linear 8, a qual, como ilustrado, é perpendicular às paredes laterais internas e externas dos canais 10a, 10b. Na outra extremidade do sistema, os canais 10a, 10b estão ligados por translação de salto hidráulico ou gerador de furo de maré 30. O gerador de ondas 30 é configurado para gerar translação de ondas de salto hidráulico que atravessam a interface gás-líquido do fluido de cultivo de algas contido no sistema. Um salto hidráulico inicial ou furo de maré 1 que é gerado pelo gerador de onda 30 viaja da direita para a esquerda a uma velocidade U no canal 10a, e da esquerda para a direita a uma velocidade U no canal 10b. Uma segunda onda ou ondulação 2 segue a onda inicial 1. O fluido de cultivo de algas 3 a jusante da furo de maré 1 move-se a uma velocidade v1, que pode estar na mesma direção ou na direção oposta do movimento da furo de maré. O fluido 5 a montante da furo de maré inicial 1 é altamente turbulento com forte mistura vertical. O gerador de onda 30 é configurado para remover o fluido do canal 10b, e utiliza esse fluido removido para iniciar ou gerar translação da onda de salto hidráulico 1 viajando dentro do canal 10a.

[052] As figuras. 4, 5 e 6 ilustram outra modalidade não limitativa de um sistema de cultivo de algas da presente revelação, no qual a ondas de salto hidráulico em translação ou furo de maré são geradas em um canal revestido de terra. A figura 4 é uma vista em planta do sistema, enquanto as figuras 5 e 6 são vistas em corte transversal paralelas e perpendiculares da figura 4. O sistema da figura 4 inclui um canal 10, que contém o fluido de cultivo de algas. O canal 10 pode ser formado por classificação da sujeira 11 para formar paredes laterais de terra 6 e fundo de terra (earthen bottom) 4. O canal 10 é coberto por um revestimento 12 e por um revestimento 13, que é impermeável ao fluido aquoso de cultivo de algas. O revestimento 13 em uma modalidade é composto de plástico. O solo pode ser nivelado, de tal modo que o fundo 4 do canal 10 esteja inclinado para baixo, para cima ou não inclinado (isto é, nivelado). A inclinação pode ser definida como y/x, onde y é vertical e x é horizontal. Uma furo de maré 1, que pode ser gerada por qualquer gerador de furo de maré adequado aqui discutido, viaja ao longo do canal 10 a uma velocidade de furo de maré U. O fundo 4 do canal 10 inclui uma irregularidade 14. A irregularidade é ilustrada como uma protrusão, porém canais revestidos de terra também podem ter irregularidades na forma de recortes, regiões elevadas ou quedas com alturas ou mudanças de profundidade variando de 0,5 cm a 6 cm. Com o tempo, o solo e as rochas na Terra mudam, criando mais irregularidades nos sistemas de cultivo de algas. O fluxo de fluido em sistemas revestidos de terra é tipicamente subcrítico com um número de Froude inferior a 1, portanto as irregularidades a jusante podem afetar o fluxo a montante. Irregularidades podem, portanto, ter um impacto significativo no padrão de fluxo nesses sistemas, e podem criar áreas secas nas quais o fluido de cultivo fluirá em torno da irregularidade se a profundidade de operação do sistema for inferior a 7,5 cm. Para acomodar estas irregularidades, os típicos tanques de fluxo contínuo de terra têm profundidades de cultivo de 10 cm a 30 cm, enquanto os tanques de fluxo contínuo rasos e inclinados têm profundidades de 7,5 cm a 15 cm. Os sistemas de cultivo de algas da presente revelação, por outro lado, utilizam um salto hidráulico ou onda 1 de translação com um número de Froude maior que 1, de modo que quaisquer irregularidades a jusante no sistema não afetam o fluxo a montante. Ou seja, a furo de maré gerada 1 fluirá sobre quaisquer irregularidades em vez de em torno delas, o que permite que sistemas de terraplanagem aberta ou revestidos da presente revelação operem com tanques de fluxo contínuo ou canais com profundidades e declives muito rasos (por exemplo, profundidades de 0,5 cm a 6,5 cm, e declives, y/x, entre 0,5% e -0,5%, e em algumas modalidades entre 0,1% e -0,1%).

[053] A figura 7 ilustra outra modalidade não limitativa de um sistema de cultivo de algas da presente revelação tendo um gerador de ondas de salto hidráulico. Em particular, o sistema da figura 7 inclui dois geradores de furo de maré 30a, 30b que geram ondas de translação de salto hidráulico ou de furo que viajam em dois canais 10a, 10b contendo o fluido de cultivo de algas. Cada gerador de onda 30a, 30b inclui uma bomba de fluido 33 localizada na entrada do respectivo canal 10a, 10b. O fluido de cultivo de algas 3 sai de cada canal 10a, 10b e é recolhido no respectivo poço 31. Cada poço 31 é ligado através da conduta 34 a outro poço 34 localizado numa entrada de um respectivo canal 10a, 10b. Cada um dos geradores de onda 30a, 30b inclui um acionamento de frequência variável 35 que controla a velocidade das bombas de hélice 33 para deslocar o fluido de cultivo de algas 3 das saídas dos reservatórios 31 para a entrada do reservatório 34, através da conduta 32. As ondas 1 de salto hidráulico ou de translação são formadas ciclando o fluxo da bomba através dos acionamentos de frequência variável 35 entre um fluxo volumétrico baixo e um fluxo volumétrico alto, em que o fluxo volumétrico alto é pelo menos duas vezes o fluxo volumétrico baixo. Enquanto o sistema da figura 7 ilustra uma bomba de hélice, qualquer tipo adequado de bomba de fluido capaz de operar com fluxo variável pode ser usado, incluindo uma bomba de parafuso de Arquimedes, uma bomba centrífuga ou uma roda de pás. Deve ser apreciado que qualquer um dos outros sistemas de cultivo de algas aqui capazes de utilizar uma bomba de fluido para o gerador de ondas pode igualmente incluir uma bomba de hélice, uma bomba de parafuso Archimedes, uma bomba centrífuga, uma roda de pás ou qualquer outra bomba de fluido adequada. Deverá ser apreciado também, que, enquanto a figura 7 ilustra um poço ligado a outro reservatório através de uma conduta, um versado na técnica comum compreenderia que os reservatórios e condutos não são necessários para o sistema da figura 7 operar com furo de maré. Por exemplo, o sistema da figura 7 poderia, em vez disso, usar canais que são moldados para coincidir com a entrada e saída da bomba de fluido de fluxo variável, eliminando a necessidade de reservatórios.

[054] As figuras 8 e 9 ilustram outra modalidade não limitativa de um sistema de cultivo de algas da presente invenção, no qual um gerador de onda de salto hidráulico de translação 30 inclui uma porta 36 que abre para liberar fluido a partir de uma câmara 37 com uma bomba de roda de pás 33. A figura 8 é uma vista em planta do sistema, enquanto a figura 9 é uma vista em corte transversal do sistema. O sistema das figuras 8 e 9 inclui um canal 10 que contém o fluido de cultivo de algas. O canal 10 inclui uma primeira seção 23 e uma segunda seção 24. O gerador de ondas 30 inclui a roda de pás 33 e a câmara 37 formadas dentro da primeira seção 23 do sistema ou canal 10. A câmara 37 é definida pela porta 36, as paredes laterais do canal 6, o fundo do canal 4 e a roda de pás 33. A roda de pás 33 opera continuamente para mover o fluido para dentro da câmara 37, através de uma saída 52 da roda de pás. O movimento de fluido dentro da câmara 37 aumenta a profundidade d3 do fluido na câmara 37 para um nível que é mais alto do que a profundidade d1 do fluido de cultivo 3 na segunda seção 24 do sistema ou canal 10. Como ilustrado pelas setas para cima e para baixo na Figura 9, a porta 36 pode ser levantada ou abaixada para recolher o fluido na câmara 37 ou liberar o fluido da câmara 37 para o restante do canal (isto é a segunda seção 24) . Quando a porta 36 é levantada, o fluido na câmara 37 entra rapidamente no canal 10, formando um salto hidráulico ou onda 1 que se desloca pelo canal para longe do gerador de onda 30 a uma velocidade de onda U. O fluido de cultivo 3 no canal 10 a jusante do furo de maré viaja a uma velocidade v1, que pode ser uma velocidade induzida criada pela passagem da furo de maré anterior. Em certas modalidades, em vez de ter uma bomba de fluido de roda de pás, a bomba de fluido pode ser uma bomba de Arquimedes, uma bomba de hélice ou qualquer outra bomba de fluido adequada.

[055] As figuras 10 e 11 ilustram outra modalidade de um sistema de cultivo de algas da presente descrição, que é semelhante ao sistema das figuras 8 e 9 incluindo o gerador de furo de maré 30 tendo uma porta 36 que abre para liberar fluido a partir de uma câmara 37. A câmara 37 do sistema das figuras 10 e 11 difere das figuras 8 e 9 em que a câmara 37 das figuras 10 e 11 inclui uma etapa 38 no canal 10 que atua para encher a câmara 37. Isto é, a câmara 37 das figuras 10 e 11 é formada dentro da primeira seção 23 do sistema ou canal 10 pela porta 36, as paredes laterais do canal 6, o fundo do canal 4 e a etapa 38. O fluido, incluindo quaisquer furos de maré, flui ao longo da etapa 38 para dentro da câmara 37 para encher a câmara 37. A profundidade d3 do fluido na câmara 37 é preenchida a um nível mais alto do que a profundidade d1 do fluido de cultivo 3 na segunda seção 24 do sistema ou canal, que está a jusante do gerador de furo de maré 30. A porta 36 pode ser levantada ou abaixada (como ilustrado pelas setas para cima e para baixo na figura 11) para coletar fluido na câmara 37 ou para liberar fluido da câmara 37 para o restante do canal (isto é, para a segunda seção 24). Quando a porta 36 é levantada, o fluido na câmara 37 entra rapidamente na segunda seção do canal 10, formando um furo de maré com uma onda inicial 1, seguido por uma segunda ondulação 2.

[056] As figuras 12 e 13 ilustram outra modalidade não limitativa de um sistema de cultivo de algas da presente invenção, no qual o gerador de ondas de salto hidráulico de translação inclui uma barreira móvel 39. A figura 12 ilustra uma vista em planta do sistema, enquanto a figura 12 é uma vista em corte transversal. O sistema da figura 12 inclui uma seção de canal 10 que contém o fluido de cultivo de algas e um gerador de furo de maré hidráulico 30 ou de translação tendo uma barreira 39. A barreira 39 é translacionável paralelamente a um fundo 4 do canal 10 a uma velocidade v2 que é maior do que a velocidade v1 do fluido de cultivo a jusante 3. O fluido de cultivo em frente do gerador de ondas 30 é acelerado e aumenta em profundidade para gerar um furo de maré 1 que percorre o canal 10 afastando-se do gerador de onda 30. A velocidade v1 do fluido de cultivo a jusante 3 pode estar afastada do gerador de onda 30 ou em direção a ele, dependendo da inclinação do fundo do canal 4. Se o fluido de cultivo a jusante 3 se mover em direção à barreira 39, então a velocidade v1 do fluido é negativa, pelo que a velocidade v2 da barreira 39 será maior do que a velocidade v1 do fluido 3, mesmo se a barreira 39 simplesmente cair no lugar e a velocidade de barreira v2 é zero. Se a velocidade de barreira v2 for zero, e se o canal 10 descer em direção à barreira 39 de ambas as direções, duas ondas podem ser geradas simultaneamente ao colocar a barreira 39 no lugar fazendo com que o fluido de cultivo se acumule na barreira 39 de tal modo que o orifício onda 1 é formada em cada direção.

[057] Após a geração de um furo de maré 1, a barreira 39 pode ser levantada e reposicionada de modo a estar pronta para gerar outra onda. Durante este tempo, o fluido de cultivo encherá o canal 10 a montante da barreira 39 por fluxo induzido por gravidade. A barreira 39 pode ser movida, levantada ou reposicionada utilizando qualquer mecanismo ou técnica adequada. Em um exemplo, a barreira 39 é movida através de um primeiro conjunto de acionadores lineares que movem a barreira 39 em um movimento para frente e para trás, e um segundo conjunto de acionadores lineares que movem a barreira 39 para baixo no fluido durante o curso para frente e elevam o barreira 39 fora do fluido durante o curso de retorno. Em outro exemplo, a barreira 39 viaja em uma guia 42 e é presa a uma corrente 41 que se move em um movimento geralmente elíptico ou oval acionado por um motor e rodas dentadas 40, como ilustrado pelas figuras 14 e 15.

[058] As figuras 16, 17 e 18 ilustram um furo de maré ou salto de translação viajando em um sistema de cultivo de algas tendo um gerador de ondas com uma placa articulada 43 de acordo com outra modalidade da presente revelação. No presente documento, o sistema de cultivo de algas é um fotobiorreator fechado que possui um canal 10 que contém o fluido de cultivo de algas. O sistema das figuras 16, 17 e 18 inclui um gerador de ondas 30 e paredes flexíveis 101, que podem compreender uma ou mais folhas de plástico que são transparentes à luz e vedadas para formar um saco horizontal. O saco é colocado em uma camada inferior 12, que está sobre o solo 11 tendo uma inclinação graduada é definida por y/x, em que y é vertical e x é horizontal. O grau da inclinação no sistema ilustrado é tal que o fluido de cultivo 3 flui para uma extremidade do canal 10 onde o gerador de onda 30 está localizado. O saco plástico pode ser pressurizado para manter a seção superior do saco acima da superfície do líquido, de modo que uma interface de gás-líquido 102 seja mantida ao longo do comprimento do canal 10. O gerador de ondas 30 cria furos de maré 1 que se deslocam em uma direção oposta à direção em que o fluido de cultivo 3 flui. O gerador de ondas 30 inclui uma placa 43 que pode ser levantada e baixada em um ponto de articulação 44. A figura 17 ilustra a placa 43 na posição rebaixada onde o fluido de cultivo se acumula como resultado da placa 43 estando localizada na extremidade inferior do canal 10. Para gerar um furo de maré 1, a placa 43 é levantada, o que faz com que o fluido de cultivo acumulado flua rapidamente para o canal 10, criando um furo de maré 1. As paredes 101 definidas pelo saco plástico flexível são mantidas no lugar pelo solo 11 e suportes laterais 103. Os suportes laterais 103 podem ser movidos geralmente na horizontal para dentro para criar um canal 10 mais estreito ou horizontalmente para fora para criar um canal 10 mais largo. O saco de plástico manterá uma abóbada geralmente de forma oval acima do canal 10, uma vez que o saco é pressurizado suficientemente para suportar a seção superior da folha de plástico 101. As amarras 104 podem ser espaçadas ao longo do comprimento do canal 10 do fotobiorreator, de modo a que a forma seja mantida com um interior ligeiramente pressurizado.

[059] Embora as figuras acima ilustrem modalidades específicas da presente revelação, o transporte de fluido de furo de maré ou hidráulico é aplicável a uma variedade de sistemas e métodos de cultivo diferentes e em muitas combinações. Exemplos de sistemas alternativos de cultivo da presente revelação incluem sistemas com canais que não são lineares, combinações de fotobiorreatores e sistemas abertos, sistemas que incluem tanques de fluxo contínuo cobertos, sistemas com dispositivos de geração de ondas intermediárias ao longo do comprimento dos canais e sistemas com paredes refletoras de ondas. Enquanto a maioria das figuras no presente documento ilustram um ou dois geradores de onda, geradores de onda adicionais podem ser posicionados ao longo dos sistemas de cultivo conforme necessário para alcançar a profundidade operacional e a mistura desejadas. Além disso, sistemas de cultivo com múltiplos geradores de ondas podem incluir mais de um tipo de gerador de ondas.

[060] Deverá ser apreciado do que precede que a presente revelação inclui um método de cultivo de algas, que inclui a geração de uma onda de salto hidráulico de translação tendo um número de Froude maior que 1 através de uma interface gás- líquido de um fluido de cultivo de algas contido em um sistema de cultivo de algas. O método de cultivo de algas pode ainda incluir a preparação de uma suspensão de algas em um fluido de cultivo aquoso para criar o fluido de cultivo de algas e a introdução do fluido de cultivo de algas no sistema de cultivo de algas.

[061] Deve ainda ser apreciado que cada uma das modalidades aqui descritas incluindo os métodos pode operar com um ou mais controladores, que podem ser programados ou configurados para operar com qualquer um dos geradores de onda, os suportes laterais, as barreiras móveis ou as placas e/ou quaisquer outros componentes do sistema para realizar várias funções dos sistemas e métodos de cultivo de algas, incluindo a geração de furos de maré ou movimentando as placas, os suportes laterais ou as barreiras. Em uma modalidade, um ou mais controladores podem incluir pelo menos um processador e pelo menos um dispositivo de memória que armazena instruções, que quando executadas por pelo menos um processador, fazem com que pelo menos um processador opere com uma ou mais dos geradores de ondas, barreiras, ou as placas para executar as referidas operações dos sistemas e métodos de cultivo de algas. Adicionalmente deve ser apreciado que certas modalidades podem incluir pelo menos um dispositivo de entrada e/ou pelo menos um dispositivo de exibição, e um ou mais controladores podem ser programados ou configurados para operar com pelo menos um dispositivo de entrada e/ou pelo menos um dispositivo de exibição.

[062] Várias modalidades exemplares, exemplos e/ou simulares dos sistemas e modos da presente revelação são discutidos abaixo.

Exemplo 1

[063] Chlorella sp. cultivada em um sistema convencional de cultivo profundo de algas ou tipo tanque de fluxo contínuo a uma profundidade de cerca de 25 cm e uma velocidade de 15 cm/s atinge uma produtividade de cerca de 8 a 9 gramas por metro quadrado por dia (g/m2 d). Chlorella sp. foi cultivada em um sistema de cultivo inclinado, em meio acre, revestido com terra, de acordo com a modalidade ilustrada nas figuras 4-6 acima, mas sem o uso de furos de maré ou um gerador de ondas. Uma produtividade de 13 a 14 g/m2 foi atingida sob as condições operacionais de um declive de aproximadamente 0,06%, uma profundidade de cultura de 10 cm e uma velocidade média de circulação de cultura de 30 cm/s. Um gerador de furo de maré foi adicionado ao sistema de cultivo de meio acre, revestido de terra, inclinado e Chlorella sp. foi cultivada no sistema de cultivo em uma profundidade muito rasa com furos de maré. Uma produtividade de 23 a 25 g/m2 foi atingida nas condições operacionais de uma inclinação de cerca de 0,06%, uma profundidade de cultura de 4 cm, e circulação de cultura através de um gerador de furo de maré de bomba de fluxo variável. Assim, a adição de um gerador de furo de maré para melhorar a mistura e permitir uma operação muito superficial aumentou a produtividade em 78% sobre um tanque de fluxo contínuo inclinado e 182% em um tanque de fluxo contínuo convencional.

Exemplo 2

[064] Os sistemas típicos de cultivo de algas dependem da criação de uma boa mistura através da turbulência a partir da velocidade do fluido de cultivo. O grau de turbulência se correlaciona com o número de Reynold, onde o número de Reynold é definido como o dvp/μ, onde d é a profundidade do meio de cultivo, v é a velocidade, p é a densidade e μ é a viscosidade. Se o número do Reynold for maior que 12.500, o fluxo será turbulento. Quanto maior o número de Reynold, maior o grau de turbulência. Um sistema convencional de algas operando a uma profundidade de 25 cm com uma velocidade de 12 cm/s tem um número de Reynold de cerca de 30.000. A Tabela 1 abaixo fornece um resumo da inclinação requerida e da perda de energia aproximada para atingir o nível de mistura em um sistema convencional, um sistema raso, um sistema muito raso e um sistema misto de furo de maré muito raso. Comparando o sistema de cultivo muito raso com e sem a adição de um gerador de furo de maré, revela-se que o sistema de furo de maré proporciona uma redução de 40 vezes no uso de energia. A comparação do sistema muito raso com o sistema de declive raso revela que a adição do gerador de furo de maré proporciona uma redução de duas vezes no uso de energia. Considerando os resultados no Exemplo 1 acima, uma melhoria de 78% na produtividade pode ser alcançada simultaneamente com a redução de duas vezes no uso de energia.

Exemplo 3

[065] Como discutido acima, uma modalidade dos sistemas e métodos de cultivo de algas inclui aqui uma onda de salto hidráulico de translação com um número de Froude de 1,3 ou superior. Negligenciando-se as perdas por atrito através do salto hidráulico de translação, a razão de profundidades antes e depois de um salto hidráulico de translação é de 1,4: 1 para um número de Froude de 1,3. A Tabela 2 abaixo fornece a velocidade da onda relativa à velocidade do fluido de cultivo em função da profundidade e da relação entre o fluxo volumétrico na onda e o fluxo volumétrico dos meios de cultivo em função da profundidade de cultivo e velocidade de cultivo, supondo que a onda seja 40% da profundidade da linha de base, o número de Froude é 1,3, e o meio de cultivo está viajando na mesma direção da onda. Se um gerador de onda de bomba de fluxo variável for usado para produzir a onda, então a bomba precisaria de uma relação de desligamento mínima pelo menos igual à razão dos fluxos volumétricos apresentados na Tabela 2. Assim, a taxa de descompressão da bomba de caudal variável deve ser pelo menos de 1,5: 1 e, em certas modalidades, de cerca de 3: 1. O menor fluxo volumétrico na Tabela 2 corresponde a uma profundidade de cultivo de 1 cm e uma velocidade de cultivo de 5 cm/s. Nestas condições, a velocidade da onda é de 46 cm/s, a altura da onda é de 0,4 cm.

Exemplo 4

[066] Um sistema de cultivo inclinado a jusante em direção a um gerador de ondas em vez de descer de um gerador de ondas tem um fluxo médio de cultivo que está na direção oposta à onda. Se a inclinação do sistema for de 0,1% e a profundidade de cultivo for de 1,5 cm, a velocidade do fluido de cultivo será de aproximadamente -11 cm/s. Uma onda com um número Froude de 1,3 e uma profundidade de cultivo de 1,5 cm, tem uma velocidade de salto hidráulico em relação ao fluido de cultivo de 50 cm/s. Como a velocidade do salto hidráulico de translação menos a velocidade do fluido de cultivo é de 50 cm/s, a velocidade do salto hidráulico em relação a um ponto fixo no sistema de cultivo é de 39 cm/s.

Exemplo 5

[067] Um gerador de ondas foi construído através da instalação de uma porta em frente a uma roda de pás em um canal em um sistema de cultivo nivelado, como ilustrado nas figuras 8 e 9 acima. A porta poderia ser abaixada e levantada com um acuador linear para liberar os furos de maré. A profundidade de cultivo foi de 2,5 cm. O nível de fluido na câmara criada entre a porta, a roda de pás e as paredes laterais do canal foi aumentado através da operação da roda de pás. A onda foi liberada levantando-se a porta quando a altura do fluido alcançou 7,5 cm. Isso criou um salto hidráulico ou onda de translação com uma velocidade de 100 cm/s e uma profundidade de 5 cm. A onda induziu uma velocidade de cultivo de aproximadamente 14 cm/s nos meios de cultivo entre as ondas. A velocidade de cultivo estava na mesma direção da onda, de modo que o número de Froude de onda atingido com essas condições operacionais foi de aproximadamente 1,7.

Claims

1. Sistema para cultivo de algas CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um gerador de ondas (30) em uma localização fixa no sistema, o gerador de ondas (30) configurado para gerar uma onda de salto hidráulico de translação (1) que viaja através de uma interface gás-líquido (17) de um fluido de cultivo de algas (3) contido no sistema para cultivo de algas para fornecer ambas circulação e mistura do fluido de cultivo de algas (3), a onda de salto hidráulico de translação (1) tendo um número de Froude maior que 1, em que o sistema para cultivo de algas é um dentre um tanque de fluxo contínuo aberto ou coberto ou um fotobiorreator horizontal fechado com um espaço de ar entre o fluido de cultivo de algas e um topo do fotobiorreator.

2. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gerador de ondas (30) é configurado para gerar a onda de salto hidráulico de translação (1) com: (i) o número de Froude superior a 1,3, (ii) uma razão da profundidade da onda para profundidade do fluido de cultivo de algas superior a 1,15, ou (iii) uma razão da profundidade da onda para profundidade do fluido de cultivo de algas de pelo menos 1,4.

3. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gerador de ondas (30) é configurado para gerar a onda de salto hidráulica de translação (1) com uma velocidade superior a: (i) 40 cm/s ou (ii) 70 cm/s em relação a uma velocidade do fluido de cultivo de algas (3).

4. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um tanque de fluxo contínuo, em que o tanque de fluxo contínuo inclui um dentre (i) um fundo de terra (4) ou (ii) um fundo de terra (11) e um revestimento de plástico (13) cobrindo o fundo de terra (11).

5. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um tanque de fluxo contínuo, em que o tanque de fluxo contínuo inclui pelo menos um canal (10) tendo um declive entre: (i) - 0,5% e 0,5% ou (ii) -0,1% e 0,1%.

6. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado inclui pelo menos um canal (10) com pelo menos um dentre: (i) uma cobertura permeável a luz (101) ou (ii) um fundo de canal (4), o pelo menos um fundo de canal (4) (a) inclinado para cima a partir do gerador de ondas (30), ou (b) inclinado para baixo a partir do gerador de ondas (30).

7. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que (i) o tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado inclui um primeiro canal (10a) e um segundo canal (10b), e (ii) o gerador de ondas (30) inclui um primeiro gerador de ondas (30a) e um segundo gerador de ondas (30b), o primeiro gerador de ondas (30a) posicionado em uma entrada do primeiro canal (10a) e o segundo gerador de ondas (30b) posicionado em uma entrada do segundo canal (10b).

8. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro canal (10a) é inclinado em uma direção oposta ao segundo canal (10b).

9. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fotobiorreator fechado inclui (i) pelo menos um canal (10) tendo uma largura e uma parede flexível (101) delimitando a interface gás- líquido e (ii) barreiras laterais ajustáveis horizontalmente (103) construídas e dispostas de tal modo que quando as barreiras laterais ajustáveis (103) se movem horizontalmente, a largura do pelo menos um canal (10) muda, alterando assim uma área de cultivo do fotobiorreator fechado.

10. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tanque de fluxo contínuo ou o fotobiorreator fechado inclui uma profundidade do fluido de cultivo de algas de 0,5 a 6,5 cm.

11. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gerador de ondas (30) inclui uma bomba de fluido (33) tendo um mecanismo de controle de fluxo variável (35).

12. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o mecanismo de controle de fluxo variável (35): (i) é configurado para acionar entre um fluxo volumétrico baixo e um fluxo volumétrico alto, o fluxo volumétrico baixo é 50% ou menos do que o fluxo volumétrico alto ou (ii) inclui um acionamento de velocidade variável.

13. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que (i) o tanque de fluxo contínuo ou o fotobiorreator fechado inclui uma primeira seção (23), uma segunda seção (24), um fundo (4) e paredes laterais (6) e (ii) o gerador de ondas inclui uma câmara (37) formada na primeira seção (23) do tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado, e em que (iii) a câmara (37) é definida por uma porta (36), o fundo (4) e as paredes laterais (6), a câmara (37) configurada para conter o fluido de cultivo de algas (3) a uma altura superior a uma altura do fluido de cultivo de algas (3) em pelo menos uma porção da segunda seção (24) do tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado, e (iv) a porta (36) é móvel entre (a) uma posição de coleta de fluido de cultivo de algas na qual o fluido de cultivo de algas (3) é coletado na câmara (37) e b) uma posição de liberação de fluido de cultivo de algas na qual o fluido de cultivo de algas (3) é liberado da câmara (37) para a segunda seção (24) do canal.

14. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que uma das paredes laterais (6) do tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado que define a câmara (37) inclui um degrau (38) para baixo ou em que a câmara (37) é estruturada para conter o fluido de cultivo de algas (3) a uma profundidade que é pelo menos 1,5 vezes a profundidade do fluido de cultivo de algas (3) na referida pelo menos uma porção da segunda seção (24) do tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado.

15. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a altura do fluido de cultivo de algas (3) a montante do degrau (38) para baixo é igual ou superior a altura do fluido de cultivo de algas (3) na câmara.

16. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o gerador de ondas (30) inclui uma bomba de fluido (33) e a câmara (37) é ainda definida pela bomba de fluido (33), e em que a bomba de fluido (33) inclui uma saída (52) que se comunica fluidamente com a câmara (37).

17. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 11 ou 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a bomba de fluido (33) inclui uma dentre (i) uma bomba de hélice, (ii) uma bomba de parafuso de Arquimedes, ou (iii) uma roda de pás.

18. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gerador de ondas (30) inclui uma barreira móvel (39) translacionável em relação ao fluido de cultivo de algas (3), a barreira móvel (39) configurada para acelerar o fluido de cultivo de algas (3) no sistema para cultivo de algas.

19. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado inclui um fundo (4), e em que o gerador de ondas (30) inclui uma placa móvel (43) posicionada no fundo (4) do tanque de fluxo contínuo ou do fotobiorreator fechado, a placa móvel (43) se movendo entre (i) uma posição rebaixada na qual o fluido de cultivo de algas (3) se acumula, e (ii) uma posição elevada na qual o fluido de cultivo de algas (3) acumulado flui a montante para gerar a onda de salto hidráulico de translação (1).

20. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa móvel (43) forma uma porção do fundo (4) do tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado.

21. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gerador de ondas (30) inclui uma pluralidade de geradores de onda (30a, 30b) posicionados em locais diferentes em um tanque de fluxo contínuo ou fotobiorreator fechado.

22. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui (i) um primeiro canal (10a) tendo uma parede lateral externa substancialmente linear (6a) e uma parede lateral interna substancialmente linear (6b), (ii) um segundo canal (10b) tendo uma parede lateral externa substancialmente linear (6c) e uma parede lateral interna substancialmente linear (6d), e (iii) uma curvatura (19) que acopla fluidamente o primeiro canal (10a) ao segundo canal (10b), em que a curvatura (19) inclui (a) uma primeira parede inclinada (7a) que se estende da parede lateral externa substancialmente linear (6a) do primeiro canal (10a) em um ângulo de pelo menos 135 graus em relação à parede lateral externa substancialmente linear (6a) do primeiro canal (10a) e (b) uma segunda parede inclinada (7b) que se estende da parede lateral externa substancialmente linear (6c) do segundo canal (10b) em um ângulo de pelo menos 135 graus em relação à parede lateral externa substancialmente linear (6c) do segundo canal (10b).

23. Sistema para cultivo de algas, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que a curvatura (19): (i) inclui uma parede de extremidade (8) que liga a primeira parede inclinada (7a) à segunda parede inclinada (7b), a parede de extremidade (8) substancialmente perpendicular às paredes laterais internas e externas (6a, 6b, 6c, 6d) do primeiro e segundo canais (10a, 10b) ou (ii) está localizada em uma extremidade dos primeiro e segundo canais (10a, 10b), e em que o gerador de ondas (30) está localizado na outra extremidade dos primeiro e segundo canais (10a, 10b) que acopla fluidamente os primeiro e segundo canais (10a, 10b).