BR112018077129B1

BR112018077129B1 - Elemento de guia de luz, sistema antibioincrustação, objeto e método para prevenir e/ou reduzir a bioincrustação

Info

Publication number: BR112018077129B1
Application number: BR112018077129-5A
Authority: BR
Inventors: Roelant Boudewijn Hietbrink; Bart Andre Salters; Willem-Jan Arend De Wijs
Original assignee: Koninklijke Philips N.V
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2024-01-16
Also published as: US11524754B2; MX2018015553A; JP7190909B2; JP2019527850A; WO2018002205A1; CA3029110A1; CN109477628A; RU2019102214A; EP3479017A1; US10906616B2; RU2754948C2; BR112018077129A2; KR20190021434A; AU2017288499A1; AU2022259725A1; JP7442264B2; KR20190021449A; US20210047014A1; CA3029140A1; US20190331851A1

Abstract

a presente invenção apresenta um elemento de guia de luz (1300) que compreende um guia de luz (300), sendo que o guia de luz (300) compreende uma primeira face do guia de luz (301) e uma segunda face do guia de luz (302) com material de guia de luz transmissivo de radiação uv (305) entre a primeira face do guia de luz (301) e a segunda face do guia de luz (302), sendo que o elemento de guia de luz (1300) compreende adicionalmente um ou mais dentre: (i) um primeiro elemento de camada (30) em contato com a primeira face do guia de luz (301), sendo que o primeiro elemento de camada (30) é transmissivo de radiação uv; e (ii) um segundo elemento de camada (130) em contato com a segunda face do guia de luz (301), sendo que o segundo elemento de camada (130) tem uma ou mais funcionalidades selecionadas do grupo que consiste em (a) reflexiva para radiação uv, (b) adesiva para aderir o guia de luz (300) a um objeto, (c) de reforço do elemento de guia de luz (1300) e (d) protetora do guia de luz (300).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere a um elemento de guia de luz. A invenção refere-se, ainda, a um sistema antibioincrustação que compreende tal elemento de guia de luz. A invenção também se refere a um objeto que, durante o uso, pode estar pelo menos parcialmente submerso em água, especialmente, uma embarcação ou um objeto de infraestrutura, que inclui tal sistema antibioincrustação. Adicionalmente, a invenção se refere a um método para fornecer tal sistema antibioincrustação a um objeto, especialmente a uma embarcação ou a um objeto de infraestrutura. Ainda adicionalmente, a invenção também fornece um método para prevenir e/ou reduzir a bioincrustação em uma superfície externa de um objeto.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Métodos antibioincrustação são conhecidos na técnica. O documento US2013/0048877, por exemplo, descreve um sistema para antibioincrustação de uma superfície protegida, que compreende uma fonte de luz ultravioleta para gerar luz ultravioleta, e um meio óptico disposto próximo à superfície protegida e acoplado para receber a luz ultravioleta, sendo que o meio óptico tem uma direção de espessura perpendicular à superfície protegida, sendo que duas direções ortogonais do meio óptico ortogonais à direção da espessura são paralelas à superfície protegida, sendo que o meio óptico é configurado para fornecer uma trajetória de propagação da luz ultravioleta de modo que a luz ultravioleta percorra o interior do meio óptico em ao menos uma das duas direções ortogonais em uma posição ortogonal à direção da espessura, e de modo que, em pontos ao longo de uma superfície do meio óptico, respectivas porções da luz ultravioleta escapem do meio óptico.

[003] A patente US2013/048877 A1 descreve um sistema que inclui uma fonte de luz UV e um meio óptico acoplado para receber luz UV proveniente da fonte de luz UV. O meio óptico é configurado para emitir luz UV de modo proximal à uma superfície a ser protegida contra a bioincrustação.

[004] O documento de patente US 2004/022050 A1 descreve que o índice de refração de um guia de luz para transmitir luz emitida a partir de uma fonte de luz primária é ng, e o guia de luz tem uma face de extremidade de entrada de luz, uma superfície de saída de luz a partir da qual a luz transmitida é liberada e uma superfície posterior oposta à superfície de saída de luz. Um modulador de raio de fuga é fornecido para pelo menos a superfície de saída de luz ou a superfície posterior. O modulador de raio de fuga tem uma camada compósita fornecida sobre a superfície de saída de luz ou a superfície posterior e composta das primeiras regiões de índice de refração que têm um índice de refração n1 (ng>n1) e das segundas regiões de índice de refração fornecidas na camada compósita e que têm um índice de refração n3 (n3>n1). Uma placa de reflexão é fornecida adjacente à superfície posterior do guia de luz.

[005] O documento WO2012/125271 A1 (D3) descreve métodos e composições para a formação de revestimentos porosos com baixo índice de refração sobre substratos. Em uma modalidade, é fornecido um método de formação de um revestimento poroso em um substrato. O método compreende o revestimento de um substrato com uma composição de sol-gel que compreende pelo menos um porogênio molecular de autoformável e o recozimento do substrato revestido para remover o pelo menos um porogênio molecular autoformável para formar o revestimento poroso. O uso dos porogênios moleculares de auto-organização leva à formação de poros estáveis com maior volume e uma redução aumentada no índice de refração do revestimento. Adicionalmente, o tamanho e a interconectividade dos poros podem ser controlados através da seleção da estrutura de porogênios moleculares de auto-organização, da fração de porogênio total, da polaridade da molécula e do solvente e de outras propriedades físico-químicas da fase de gel.

[006] O documento WO2014/188347 descreve um método de anti-incrustação de uma superfície, enquanto a dita superfície está pelo menos parcialmente submersa em um meio líquido, sendo que o método compreende: obtenção de uma luz anti-incrustação; distribuição de pelo menos parte da luz através de um meio de óptico compreendendo um material de silicone e/ou uma sílica fundida de grau UV; emissão da luz anti-incrustação do meio óptico e a partir da superfície.

[007] O documento US6418257 B1 descreve um guia de luz líquida para transmitir radiação UVC formado por um tubo de guia de luz de Teflon disposto concentricamente, que tem um revestimento de reflexão totalmente interno de uma camada de fluoropolímero dentro de uma bainha contendo água ou outra solução aquosa disposta entre a bainha e o tubo de guia de luz. O tubo de guia de luz contém uma solução aquosa de NaH2PO4. É apresentado, também, um método para fabricação do dispositivo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] A bioincrustação ou incrustação biológica (aqui indicada também como “incrustação” ou “bioincrustação”) é o acúmulo de micro-organismos, plantas, algas e/ou animais sobre as superfícies. A variedade entre os organismos de bioincrustação é altamente diversa, e se estende muito além da fixação de cracas e algas marinhas. De acordo com algumas estimativas, mais de 1.700 espécies compreendendo mais de 4.000 organismos são responsáveis pela bioincrustação. A bioincrustação é dividida em microincrustação, que inclui formação de biofilme e adesão bacteriana, e macroincrustação, que é a fixação de organismos maiores. Devido à composição química e à biologia distintas que determinam o que evita que os organismos se estabeleçam, tais organismos também são classificados como tipos de incrustações duras ou macias. Os organismos de incrustação calcária (dura) incluem cracas, briozoários de incrustação, moluscos, poliquetas e outros vermes tubulares e mexilhões-zebra. Os exemplos de organismos de incrustação não calcária (macia) são alga marinha, hidroides, algas e “lodo” de biofilme. Juntos, tais organismos formam uma comunidade de incrustação.

[009] Em várias circunstâncias a bioincrustação cria problemas substanciais. A maquinaria para de funcionar, as entradas de água são obstruídas e os cascos dos navios sofrem de arraste aumentado. Por esse motivo, o tópico de uma anti-incrustação, isto é, o processo de remoção ou prevenção de que a incrustação se forme é bem conhecido. Em processos industriais, biodispersantes podem ser usados para controlar a bioincrustação. Em ambientes menos controlados, os organismos são eliminados ou repelidos com revestimentos com o uso de biocidas, tratamentos térmicos ou pulsos de energia. Algumas estratégias mecânicas não tóxicas que impedem que os organismos se fixem incluem escolher um material ou um revestimento com uma superfície escorregadia ou a criação de topologias de superfície com nanoescamas, similares à da pele de tubarões e golfinhos, que oferecem apenas pontos de ancoragem insatisfatórios. A bioincrustação no casco de navios gera um aumento significativo no arraste e, portanto, maior consumo de combustível. Estima-se que um aumento de até 40% no consumo de combustível possa ser atribuído à bioincrustação. Como grandes petroleiros ou navios porta-contêineres podem consumir até € 200.000 por dia em combustível, economias substanciais são possíveis com um método eficaz de antibioincrustação.

[010] Surpreendentemente, parece que se pode usar eficazmente a radiação UV para impedir substancialmente a bioincrustação sobre superfícies que estão em contato com água do mar ou água de lagos, rios, canais etc. Na presente invenção, é apresentada uma abordagem com base em métodos ópticos, em particular, com o uso de luz ou radiação ultravioleta (UV). Aparentemente, a maior parte dos micro-organismos é eliminada, tornando-se inativa ou incapaz de reproduzir com uma quantidade suficiente de luz UV. Esse efeito é principalmente controlado pela dose total de luz UV. Uma dose típica para eliminar 90% de um determinado microorganismo é de 10 mW/h/m2.

[011] No passado, foram propostos módulos de iluminação para anti-incrustação de uma superfície protegida que compreendem ao menos uma fonte de luz para gerar luz anti- incrustação, um meio óptico para distribuir pelo menos uma parte da luz anti-incrustação através do meio óptico, sendo que o meio óptico compreende uma superfície de emissão para emitir a luz anti-incrustação distribuída em uma direção oposta à superfície protegida quando o módulo de iluminação é disposto em, sobre e/ou próximo à superfície protegida, e sendo que a superfície de emissão é uma superfície substancialmente plana. Especialmente, o meio óptico compreende um material de silicone, em particular, um material de silicone selecionado dentre o grupo que compreende metil- silicones e/ou material de sílica de grau UV. Um problema comum com os guias de luz é que o excesso de luz pode escapar em algumas partes, e muito pouco pode escapar em outras partes, o que pode levar a uma distribuição sub-ideal da luz que escapa. Por exemplo, dependendo da posição sobre a superfície, a luz precisa ou sair ou, por exemplo, ficar mais próxima ao LED; a luz precisa ser mantida na camada (de silicone) que funciona como um guia de luz. A última pode ser feita de vários modos. Por exemplo, pode-se usar colimação mediante a aplicação de pequenos refletores ou lentes próximas aos LEDs. Entretanto, isso pode incluir elementos ópticos adicionais, que podem tornar o módulo mais caro e podem tornar o processo de produção mais complexo. Adicionalmente, as dimensões do módulo também podem aumentar substancialmente.

[012] Adicionalmente, os guias de luz podem se deteriorar mediante o contato com produtos químicos ou podem não ter resistência suficiente quando fornecidos como uma camada relativamente delgada (mas transparente à UV).

[013] Portanto, é um aspecto da invenção fornecer um sistema ou método alternativo para evitar ou reduzir a bioincrustação, que, de preferência, ainda torne ao menos parcialmente óbvia uma ou mais das desvantagens acima descritas.

[014] Na presente invenção, é proposta uma solução que pode, em modalidades, ser baseada na alteração do material no lado de fora do guia de luz, como um guia de luz de silicone. O guia de luz é dotado de uma ou mais camadas em um lado e/ou uma ou mais camadas no outro lado do guia de luz, para fornecer e/ou otimizar propriedades como (i) controle da radiação UV que escapa do guia de luz, (ii) controle do lado no qual a radiação UV escapa do guia de luz, (iii) intensidade, (iv) estabilidade química, (v) tempo de vida, (vi) adesividade etc.

[015] Portanto, em um primeiro aspecto, a invenção apresenta um elemento de guia de luz ( “elemento”) que compreende um guia de luz, sendo que o guia de luz compreende uma primeira face do guia de luz e uma segunda face do guia de luz com material de guia de luz transmissivo de radiação UV entre a primeira face do guia de luz e a segunda face do guia de luz, sendo que o elemento de guia de luz compreende adicionalmente um ou mais dentre: (i) um primeiro elemento de camada (pode também ser indicado como “primeira pilha” ou “primeira pilha de camadas”) em contato com a primeira face do guia de luz, sendo que o primeiro elemento de camada é transmissivo de radiação UV; e (iii) um segundo elemento de camada (também pode ser indicado como “segunda pilha” ou “segunda pilha de camadas”) em contato com a segunda face do guia de luz, sendo que o segundo elemento de camada em modalidades específicas tem uma ou mais funcionalidades selecionadas do grupo que consiste em (a) reflexiva para radiação UV, (b) adesiva para aderir o guia de luz a um objeto, (c) de reforço do elemento de guia de luz e (d) protetora do guia de luz.

[016] Com tal elemento de guia de luz, pode ser possível essencialmente bloquear as moléculas que entram no guia de luz. Tais moléculas, como moléculas orgânicas, podem (ao longo do tempo) levar a uma redução da transmissividade da UV do guia de luz. Adicionalmente, com tal elemento de guia de luz, é possível espalhar (melhor) a radiação UV sobre o guia de luz, uma vez que no lado de desacoplamento, parte da luz será refletida devido à reflexão interna total, levando a um espalhamento adicional da radiação UV sobre o guia de luz. Adicionalmente, com tal guia de luz, pode ser possível aumentar a transmissividade do guia de luz, que, em modalidades, pode implicar o uso de um silicone mecanicamente mais fraco, porém, mais transparente. Com um elemento de camada, a resistência mecânica pode, então, ser retida ou mesmo aprimorada. Além disso, a espessura do guia de luz pode ser reduzida. Adicionalmente, com tal guia de luz, a radiação UV que escapa em um lado indesejado pode ser refletida de volta no guia de luz (por exemplo, radiação UV que pode escapar na segunda face do guia de luz). Ainda adicionalmente, com tal guia de luz, é possível fornecer uma camada adesiva. Por exemplo, um guia de luz de silicone pode dificultar a aderência a um objeto. Entretanto, quando uma camada adicional é fornecida a qual se liga bem ao guia de luz e tem propriedades adesivas, esse problema é resolvido. Deve-se notar que uma ou mais camadas podem ter uma ou mais funcionalidades. Por exemplo, uma camada adesiva pode também fornecer propriedades reflexivas (internas) ao guia de luz.

[017] Conforme indicado acima, o elemento de guia de luz compreende um guia de luz. O guia de luz compreende uma primeira face do guia de luz e uma segunda face do guia de luz e pode ter, especialmente, um formato de placa. Adicionalmente, o guia de luz compreende material de guia de luz transmissivo de radiação UV entre a primeira face do guia de luz e a segunda face do guia de luz. Portanto, o material de guia de luz transmissivo de radiação UV pode ser especificamente configurado como placa, tendo a primeira superfície de guia de luz e (oposta a) a segunda superfície de guia de luz. Por conseguinte, o guia de luz pode consistir essencialmente em material transmissivo de radiação UV. Mais detalhes sobre o guia de luz são fornecidos abaixo.

[018] O elemento de guia de luz compreende adicionalmente um ou mais dentre um primeiro elemento de camada e um segundo elemento de camada. Cada elemento de camada pode compreender uma ou mais camadas. Em modalidades, o número de camadas pode ser escolhido independentemente um do outro. O elemento de guia de luz pode compreender um ou ambos os elementos de camada. Em modalidades, o elemento de guia de luz compreende o primeiro elemento de camada. Em modalidades, o elemento de guia de luz compreende o segundo elemento de camada. Especificamente, o elemento de guia de luz pode compreender tanto o primeiro elemento de camada quanto o segundo elemento de camada. Então, uma combinação especialmente útil de recursos pode ser obtida, como resistência, propriedades ópticas, adesão, função de barreira etc.

[019] As camadas que são descritas na presente invenção podem ser camadas contínuas ou podem ser camadas dotadas de um padrão. Adicionalmente, uma combinação de uma ou mais camadas contínuas e uma ou mais camadas conformadas pode ser aplicada. Especialmente, as camadas são camadas contínuas.

[020] O primeiro elemento de camada está em contato com a primeira face do guia de luz. Adicionalmente, o primeiro elemento de camada é transmissivo de radiação UV. Por definição, especificamente, ao menos parte da radiação UV que é fornecida no guia de luz escapa através da primeira face do guia de luz. Portanto, o primeiro elemento de camada é configurado para transmitir ao menos parte da radiação UV.

[021] O segundo elemento de camada está em contato com a segunda face do guia de luz. Especificamente, o segundo elemento de camada tem uma ou mais funcionalidades selecionadas do grupo que consiste em (a) reflexiva de radiação UV, (b) adesiva (para aderir o guia de luz a um objeto), (c) de reforço do elemento de guia de luz e (d) protetora do guia de luz. Contudo, não se excluem outras funcionalidades.

[022] Tendo em vista as propriedades ópticas, surpreendentemente, parece que um número limitado de materiais é especialmente relevante como revestimento de acabamento ou, de outra forma, como a camada compreendida pelo primeiro elemento de camada. Especialmente, materiais de silicone podem ser úteis. Alternativa ou adicionalmente, os fluoropolímeros parecem ser úteis. Tais materiais podem ter uma boa transmissão relativa para a radiação UV, podem ter os índices de refração certos e podem ser usados como revestimento sobre, por exemplo, um guia de luz de silicone. Portanto, em modalidades, o elemento de guia de luz compreende pelo menos o primeiro elemento de camada, sendo que o primeiro elemento de camada compreende uma primeira camada que compreende um ou mais dentre (a) um silicone e (b) um fluoropolímero, sendo que a primeira camada e o guia de luz têm uma composição diferente. Portanto, o guia de luz pode compreender silicone e a primeira camada pode compreender silicone. Entretanto, suas composições serão diferentes. Especificamente, este último pode compreender um teor mais alto de redes ou moléculas geradoras de rede, com grupos laterais orgânicos que podem reticular. A diferença com moléculas de silicone no guia de luz reside em que elas contêm grupos laterais muito menos orgânicos, ao mesmo tempo em que fornecem mais transparência à UV e menos resistência mecânica.

[023] Em modalidades específicas, a primeira camada compreende um ou mais dentre etileno fluorado, propileno fluorado, etileno-propileno fluorado, acetato de propileno fluorado etc. Em outras modalidades, a primeira camada pode compreender tereftalato de polietileno. Deve-se notar que o termo “primeira camada” e termos similares podem, em modalidades, se referir também a uma pluralidade de camadas. Adicionalmente, a primeira camada pode compreender também uma mistura de diferentes polímeros. Em ainda outras modalidades adicionais, também podem ser usados copolímeros de polímeros diferentes.

[024] Alternativa ou adicionalmente, o guia de luz pode compreender um silicone.

[025] Especificamente, a primeira camada pode (também) compreender um silicone que tem uma maior resistência mecânica do que o guia de luz (que pode, assim, consistir essencialmente em um silicone, como por exemplo Lumisil L400). Por exemplo, tanto o guia de luz quanto a primeira camada podem compreender um silicone. Entretanto, a transmissão de UV do guia de luz pode ser maior, enquanto que a transmissão de UV da camada de silicone pode ser menor (do que a do guia de luz).

[026] O primeiro elemento de camada transmitirá pelo menos parte da radiação UV. Entretanto, o primeiro elemento de camada pode também refletir parte da radiação UV. Entre outras coisas, isso pode ser obtido com uma camada transmissiva de radiação UV que tem um índice de refração (na faixa UV) menor do que o índice de refração do material do guia de luz (consultar também mais abaixo).

[027] Alternativa ou adicionalmente, o primeiro elemento de camada pode compreender uma ou mais camadas que bloqueiam a penetração de moléculas no guia de luz. Como pode haver uma difusão (pequena) de moléculas a partir do lado de fora do guia de luz, isso pode levar a uma redução da transmissividade de UV, uma vez que, em geral, tais moléculas, como moléculas orgânicas (que absorvem luz UV), podem levar a produtos de degradação e/ou podem enfraquecer a estrutura do material de guia de luz. Portanto, em modalidades, o primeiro elemento de camada é configurado para impedir a entrada de moléculas orgânicas no guia de luz. Portanto, o primeiro elemento de camada pode ter uma função protetora.

[028] Alternativa ou adicionalmente, o primeiro elemento de camada pode ser configurado para impedir a entrada de moléculas inorgânicas. Ainda adicional, alternativa ou adicionalmente, o primeiro elemento de camada pode ser configurado para impedir a entrada de íons. Em modalidades, o termo “íon” pode também se referir a uma molécula orgânica carregada (a título de exemplo, uma molécula orgânica carregada é, por exemplo, acetato) ou uma molécula inorgânica (a título de exemplo, uma molécula inorgânica carregada é silicato).

[029] Especificamente, a espécie a ser bloqueada é uma espécie que absorve luz UV-C, como uma molécula (orgânica) que absorve luz UV. Especialmente, as moléculas orgânicas a serem bloqueadas geralmente, mas não exclusivamente, contêm pelo menos uma ligação dupla, sejam elas um éster, uma carbonila, uma vinila, um alquino, uretano etc. Essas moléculas podem ser ambas geradas por organismos no mar, bem como estar presentes no mar devido a influências externas (derramamentos de óleo e outras atividades industriais).

[030] Alternativa ou adicionalmente, o primeiro elemento de camada pode ser aplicado para impedir a entrada de água no guia de luz e/ou em uma camada do primeiro elemento de guia de luz, por exemplo, caso uma camada óptica de sol-gel seja aplicada (vide também abaixo).

[031] Em modalidades específicas, o primeiro elemento de camada compreende uma pilha de camadas que compreende uma camada óptica (conforme definido em mais detalhes em outra parte da presente invenção) e compreende adicionalmente uma segunda camada em contato com pelo menos parte da dita camada óptica, sendo que a segunda camada é impermeável à água e/ou é essencialmente impermeável à molécula orgânica. Adicionalmente, tal segunda camada (também) compreende um material de camada transmissivo à radiação UV.

[032] Ainda, alternativa ou adicionalmente, o primeiro elemento de camada pode fornecer resistência ao elemento de guia de luz. Uma vez que o guia de luz pode ser relativamente fino e pode também ser relativamente fraco, pode ser desejável fornecer uma camada de reforço (no lado da primeira face do guia de luz e/ou no lado da segunda face do guia de luz). Portanto, em modalidades, o primeiro elemento de camada tem um ou mais dentre (i) uma maior resistência à compressão, (ii) um módulo tangencial maior (módulo de Young) e (iii) uma resistência maior que o guia de luz. Por exemplo, isso pode ser de ao menos 5%, como ao menos 10%, como ao menos 20% maior. Dessa maneira, o elemento de guia de luz pode ter uma resistência aumentada.

[033] Por conseguinte, em modalidades específicas, o primeiro elemento de camada tem uma ou mais funcionalidades selecionadas do grupo que consiste em (a) parcialmente reflexiva de radiação UV, (b) de reforço do elemento de guia de luz e (c) protetora do guia de luz. Tal uma ou mais funcionalidades podem ser dotadas de uma ou mais camadas.

[034] Resultados especialmente bons foram obtidos com fluoropolímeros. As camadas que compreendem tais polímeros podem ser usadas como primeiro elemento de camada e/ou como segundo elemento de camada. Portanto, nas modalidades um ou mais dentre o primeiro elemento de camada e o segundo elemento de camada compreendem uma camada que compreende um ou mais dentre etileno fluorado, propileno fluorado, etileno-propileno fluorado, acetato de propileno fluorado etc.

[035] Em uma modalidade específica, o elemento de guia de luz compreende um elemento de guia de luz (“elemento”) que compreende um guia de luz e um primeiro elemento de camada, sendo que o guia de luz (também chamado de “meio óptico” na presente invenção) compreende uma primeira face do guia de luz e sendo que o primeiro elemento de camada compreende uma camada óptica, sendo que a dita camada óptica está em contato com ao menos parte da primeira face do guia de luz, sendo que a camada óptica tem um primeiro índice de refração (n1) (o índice de refração é também chamado de “índice de refração” na presente invenção), que é, em modalidades específicas, menor que 1.36 a 280 nm, sendo que o guia de luz compreende um material de guia de luz transmissivo de radiação UV (“material de guia de luz”). Em um outro aspecto, a invenção fornece um elemento de guia de luz que compreende um guia de luz e um primeiro elemento de camada, sendo que o guia de luz compreende uma primeira face do guia de luz e sendo que o primeiro elemento de camada compreende uma camada óptica, sendo que a dita camada óptica está em contato com ao menos parte da primeira face do guia de luz, sendo que a camada óptica tem um primeiro índice de refração (n1) menor, especificamente pelo menos 2% menor, que o índice de refração da água a 25 °C (e pressão atmosférica), sendo que o guia de luz compreende um material de guia de luz transmissivo de radiação UV. A camada óptica compreende um material de camada óptica que pode ser transmissivo de radiação UV.

[036] Com tal guia de luz, o desacoplamento da radiação dentro do guia de luz pode ser reduzido devido ao primeiro elemento de camada sobre o guia de luz (face). Adicionalmente, através do fornecimento do primeiro elemento de camada, por exemplo, próximo à fonte de luz e sem o fornecimento do primeiro elemento de camada mais afastado da fonte de luz, o desacoplamento da radiação pode ser ajustado e a luz desacoplada pode ser distribuída de (mais) homogeneamente sobre o elemento de guia de luz. Tal guia de luz pode ser especialmente usado em combinação com uma fonte de radiação UV para fornecer luz antibioincrustação (que pode também ser indicada como radiação antibioincrustação). Tal luz, mais precisamente tal radiação, inclui especificamente radiação UV. Com a invenção, a distribuição da radiação (desacoplada) pode ser melhor controlada.

[037] Portanto, em modalidades específicas, o primeiro elemento de camada compreende uma camada óptica, sendo que a dita camada óptica está em contato com pelo menos parte da primeira face do guia de luz, sendo que a camada óptica compreende material de camada óptica. Especificamente, a camada óptica tem um primeiro índice de refração (n1) menor que 1.36 a 280 nm. Alternativa ou adicionalmente, a camada óptica é uma camada óptica porosa que tem uma porosidade na faixa de 5 a 70%. A porosidade pode ser medida com métodos conhecidos na técnica, como os métodos com base no peso específico ou com porosimetria etc. Em modalidades específicas, o material da camada óptica compreende um material de sol-gel. Detalhes adicionais também podem ser encontrados abaixo.

[038] Alternativa ou adicionalmente, o elemento de guia de luz pode compreender o segundo elemento de camada. Conforme indicado acima, o segundo elemento de camada pode fornecer uma ou mais funcionalidades, conforme especificamente selecionadas do grupo que consiste em (a) reflexiva de radiação UV, (b) adesiva para aderir o guia de luz a um objeto, (c) de reforço do elemento de guia de luz e (d) protetora do guia de luz. Funcionalidades diferentes ou adicionais também podem ser possíveis.

[039] A reflexividade por radiação UV pode ser fornecida por uma camada reflexiva que é baseada em, por exemplo, um revestimento de alumínio. Alternativa ou adicionalmente, a reflexividade para a radiação UV pode ser fornecida por uma camada que impôs reflexão interna total sobre o guia de luz. Por exemplo, uma camada que tem um índice de refração menor na segunda face do guia de luz pode forçar uma parte da luz de volta para o guia de luz devido à reflexão interna total no guia de luz. Portanto, quando se usa reflexão interna total, o índice de refração da camada na segunda face do guia de luz pode ser essencialmente menor que o índice de refração do material de guia de luz. Por exemplo, o índice de refração do material de uma camada (óptica) compreendida pelo segundo elemento de camada, especialmente quando tal camada está em contato físico com a segunda face do guia de luz, é de pelo menos 0,02, como pelo menos 0,04 menor que o índice de refração do guia de luz (material).

[040] Adicionalmente, o segundo elemento de camada pode ser especialmente usado para fornecer adesividade para o elemento de guia de luz. Como, por exemplo, guias de luz de silicone podem não aderir facilmente a objetos, como um casco de uma embarcação, uma camada adesiva pode ser fornecida. Por conseguinte, em modalidades específicas o segundo elemento de camada compreende uma ou mais camadas do segundo elemento de camada que tem uma ou mais funcionalidades selecionadas do grupo que consiste em (um) reflexiva de radiação UV e (b) adesiva para aderir o guia de luz a um objeto. Em modalidades, o segundo elemento de camada pode compreender uma primeira camada reflexiva configurada em contato com a segunda face do guia de luz e uma primeira camada adesiva configurada como uma camada externa do segundo elemento de camada.

[041] Adicionalmente, uma única camada pode proporcionar mais de uma funcionalidade. Isso pode se aplicar tanto para o primeiro elemento de camada quanto para o segundo elemento de camada.

[042] Por exemplo, em modalidades específicas, a invenção também fornece uma camada adesiva, especialmente, quando tal camada está em contato físico com a segunda face do guia de luz, que compreende material que é, em princípio, transmissivo de radiação UV, mas que tem um índice de refração menor que o material do guia de luz, especificamente pelo menos 0,02, como pelo menos 0,04 menor, que o índice de refração do guia de luz (material).

[043] Portanto, em modalidades específicas, o elemento de guia de luz compreende tanto o primeiro elemento de camada quanto o segundo elemento de camada, sendo que ambos os elementos de camada compreendem uma camada que tem um índice de refração menor que o do guia de luz.

[044] Ultravioleta (UV) é a parte da luz eletromagnética delimitada pelo extremo inferior do comprimento de onda do espectro visível e pela banda de radiação de raios X. A faixa espectral de luz UV situa-se, por definição, entre cerca de 100 e 400 nm (1 nm=10-9 m) e é invisível ao olho humano. Com o uso da classificação CIE, o espectro UV é subdividido em três bandas: UVA (onda longa) de 315 a 400 nm; UVB (onda média) de 280 a 315 nm; e UVC (onda curta) de 100 a 280 nm. Na realidade, muitos fotobiologistas frequentemente falam de efeitos na pele resultantes da exposição à luz UV como o efeito ponderado do comprimento de onda acima e abaixo de 320 nm, oferecendo, assim, uma definição alternativa. Os termos “visível”, “luz visível” ou “emissão visível” referem-se a luz que tem um comprimento de onda na faixa de cerca de 380 a 780 nm.

[045] Um forte efeito germicida é fornecido pela luz na banda de UVC de onda curta. Além disso, eritema (vermelhidão da pele) e conjuntivite (inflamação das membranas mucosas do olho) também podem ser causados por essa forma de luz. Devido a isso, quando lâmpadas de luz UV germicida são usadas, é importante projetar sistemas para excluir vazamento de UVC e, portanto, evitar tais efeitos. No caso de fontes de luz imersas, a absorção de luz UV pela água pode ser suficientemente forte para que o vazamento de UVC não seja um problema para humanos acima da superfície líquida. Portanto, em uma modalidade, a radiação UV (luz anti-incrustação) compreende luz UVC. Em ainda outra modalidade, a radiação UV compreende radiação selecionada de uma faixa de comprimento de onda de 100 a 300 nm, especialmente de 200 a 300 nm, como de 230 a 300 nm. Portanto, a radiação UV pode ser especialmente selecionada dentre UVC e outra radiação UV até um comprimento de onda de cerca de 300 nm. Bons resultados são obtidos com comprimentos de onda na faixa de 100 a 300 nm, como de 200 a 300 nm.

[046] O guia de luz pode ser especialmente um material dielétrico com alta permissividade para luz e, em geral, um alto índice de refração. Conforme adicionalmente descrito abaixo, o guia de luz pode, por exemplo, incluir silicone ou sílica fundida, mas outros materiais também podem ser aplicados. Em modalidades, o guia de luz compreende um material de silicone, em particular, um material de silicone selecionado dentre o grupo que compreende metil-silicones e/ou material de sílica de grau UV. Especificamente, materiais são aplicados e dimensões podem ser aplicadas os quais possibilitam que a radiação UV seja transmitida através do guia de luz. Portanto, em modalidades, o guia de luz compreende um material guia de luz transmissivo de radiação UV, como silicone, sílica (fundida), quartzo etc. Entretanto, também outro material (sólido) ou combinação de materiais (sólidos) pode ser aplicado o qual tem uma transmissão de UV na mesma faixa de um ou mais dentre silicone, sílica (fundida), quartzo. Por exemplo, um material de guia de luz que tem uma transmissão de UV de pelo menos 50% de quartzo também pode ser aplicado. Portanto, o guia de luz pode ser especialmente transparente. Portanto, em modalidades, a fonte de luz pode ser embutida no guia de ondas, como um guia de ondas de silicone. O guia de onda compreende especificamente um material transmissivo de radiação, como vidro, quartzo, sílica (fundida), silicone, fluoropolímero etc.

[047] O guia de luz pode ter especialmente um formato de placa. O formato de placa pode, em modalidades, ser curvada em uma ou duas direções, ou pode ser curvável em uma ou duas direções, como pode ser o caso com silicones. Especificamente, o guia de luz tem uma altura substancialmente menor que um comprimento ou uma largura, como pelo menos 5 vezes menor, ainda mais especialmente pelo menos 10 vezes menor. Pelo menos uma das faces (das duas faces que definem a altura do guia de luz), ou ao menos parte de tal primeira face do guia de luz, pode ser usada como face de acoplamento de luz. Essa face é também indicada na presente invenção como primeira face do guia de luz. A radiação UV pode escapar a partir dessa face. Algum escape é desejado em vista da função antibioincrustação da radiação, mas muita radiação pode escapar ou escapar nas partes erradas da primeira face do guia de luz.

[048] Para essa finalidade, a invenção fornece, em modalidades, uma camada óptica que está em contato com pelo menos parte da primeira face do guia de luz. Essa camada óptica tem um índice de refração menor que o da água, especialmente, para a radiação UV usada por uma fonte de luz usada em combinação com o guia de luz (consultar também mais abaixo). A camada óptica está em contato óptico e/ou físico com pelo menos parte do guia de luz. Especificamente, a camada óptica está em contato físico com ao menos parte da primeira face do guia de luz.

[049] Em modalidades, o índice de refração da camada óptica é pelo menos 2% menor, como pelo menos 5% menor, que o índice de refração da água do mar. Em modalidades, a camada óptica tem um primeiro índice de refração (n1) menor que 1.36 a 280 nm. A 280 nm, o índice de refração da água, incluindo a água do mar, é igual a ou maior que 1,36. Portanto, o índice de refração da camada óptica deve ser menor que esse valor, como ao menos com os 5% indicados acima. Portanto, em modalidades mais específicas, o primeiro índice de refração (n1) é igual a ou menor que 1.35 a 280 nm, como igual a ou menor que 1,34 a 280 nm, como igual a ou menor que 1,20 a 280 nm, como especificamente igual a ou menor que 1,25 a 280 nm, como igual a ou menor que cerca 1.22 a 280 nm. Especificamente, o primeiro índice de refração da camada óptica pode ser pelo menos cerca de 1 (a 280 nm), como pelo menos cerca de 1,10 (a 280 nm), como pelo menos cerca de 1,15 (a 280 nm). Em modalidades específicas, o índice de refração da camada óptica é pelo menos 0,02, como pelo menos 0,04 menor do que o índice de refração do guia de luz (material).

[050] A escolha para a definição do índice de refração a 280 nm não significa que a fonte de luz usada para fornecer luz antibioincrustação necessariamente fornece radiação a 280 nm, ou fornece tal radiação que tem um comprimento de onda dominante a 280 nm. Esse comprimento de onda é escolhido apenas para fins de definição. Por exemplo, quando 200 nm ou 300 nm são usados, o índice de refração nesses comprimentos de onda da camada óptica é especificamente menor que 1,39 ou 1,35, respectivamente.

[051] O índice de refração usado na presente invenção é especialmente medido à pressão atmosférica e 25 °C. Para valores de referência de água, refere-se a George M. Hale et al., Applied Optics, 1973, Vol. 12, N° 3, páginas 555 a 563, que está aqui incorporado a título de referência.

[052] Especialmente, a camada óptica tem um primeiro índice de refração (n1) menor, especificamente ao menos 2% menor, como pelo menos 5% menor, que o índice de refração de água a 25 °C (e pressão atmosférica), como na faixa de cerca de 80 a 98% do índice de refração da água a 25 °C (e pressão atmosférica), como na faixa de cerca de 85 a 95%. O índice ou os índices de refração da água da presente invenção indicados podem, especialmente, estar relacionados à água desmineralizada. Obviamente, isso certamente não sugere que a invenção deva ser aplicada em água desmineralizada. Apenas o índice de refração da camada óptica pode ser definido em relação à água desmineralizada, como o índice de refração da camada óptica sendo pelo menos 2% menor que o índice de refração da água (desmineralizada) (a 25 °C e pressão atmosférica). O índice de refração da camada óptica e da água são (dessa forma) especialmente avaliados sob condições substancialmente idênticas (como 25 °C e pressão atmosférica). Para a água, os valores de referência podem ser usados como, por exemplo, definido por Hale et al. (consulte acima).

[053] Os valores indicados acima para o índice de refração da camada óptica podem sugerir que o material da camada óptica tem esse índice de refração. Entretanto, conforme será elucidado abaixo quando se introduz porosidade na camada óptica, o material da camada óptica pode também ter um índice de refração (ligeiramente) maior. A camada óptica como tal tem um índice de refração mais baixo que o da água e/ou um índice de refração mais baixo que 1,36 a 280 nm.

[054] A composição química do material da camada óptica transmissiva por radiação UV e/ou a morfologia da camada óptica são especialmente diferentes da composição química do material de guia de luz e/ou da morfologia do guia de luz. Portanto, especialmente há uma interface (transparente) entre o guia de luz e a camada óptica.

[055] Portanto, a camada óptica é transmissiva de radiação UV. Portanto, especificamente, o material da camada óptica é transmissivo de radiação UV. Portanto, esse material é também indicado na presente invenção como material de camada óptica transmissivo de radiação UV. Por exemplo, por meio da altura da camada da camada óptica, o desacoplamento de radiação UV proveniente da fonte de luz (vide também abaixo) pode ser controlado. Na presente invenção, “transmissivo” pode, por exemplo, indicar que pelo menos 5% da radiação UV da fonte de luz (que escapa do guia de luz) é transmitida através da camada óptica, especificamente, pelo menos 10%, como pelo menos ainda mais especialmente pelo menos 20%, como pelo menos 40%, como na faixa de 40 a 95% ou ainda maior. Deve-se notar que essa transmissão, dessa forma, se aplica a radiação que não é mantida no guia de luz, por exemplo, devido ao ângulo de incidência. Aqui, o valor da transmissão se refere especialmente à radiação que se propaga perpendicular à espessura da camada. A transmissão ou permeabilidade à luz pode ser determinada mediante o fornecimento de luz em um comprimento de onda específico com uma primeira intensidade ao material e relacionando a intensidade da luz no comprimento de onda medido após a transmissão através do material, à primeira intensidade da luz fornecida nesse comprimento de onda específico ao material (consulte também e E-208 e E-406 do CRC Handbook of Chemistry and Physics, 69th edition, 1988-1989). Em modalidades específicas, a transmissão para um ou mais comprimentos de onda na UV é de pelo menos 1%, como pelo menos 2%, como pelo menos 5%, como pelo menos 10%, ao longo do comprimento do guia de luz.

[056] Em modalidades específicas, um material pode ser considerado transmissivo de UV quando a transmissão da radiação UV em um comprimento de onda na faixa UV, especificamente, em um comprimento de onda ou em uma faixa de comprimento de onda de radiação gerada por uma fonte de radiação como aqui descrito, como 280 nm, ou radiação UVB e/ou UVC, através de uma camada espessa de 1 mm do material (como silicone ou água), especificamente, mesmo através de uma camada espessa de 5 mm do material, sob irradiação perpendicular com a dita radiação UV, é de pelo menos cerca de 80%, como pelo menos cerca de 85%, como até mesmo pelo menos cerca de 90%. Portanto, em modalidades, a transmissão de radiação UV, especialmente 280 nm, é de pelo menos 80%/mm, ainda mais especificamente pelo menos 80%/5 mm.

[057] A camada óptica pode especificamente ser usada para estender os ângulos de incidência nos quais a luz é mantida no guia de luz. Deve-se notar que, por exemplo, um guia de luz feito de silicone, mas sem camada óptica, quando submerso em água pode mostrar alguma TIR, embora substancialmente apenas em ângulos muito rasos (uma vez que a diferença do índice de refração entre água e silicones é tão pequena). A adição da camada óptica no topo do silicone (ou outro material) com um índice de refração mais baixo do que o da água aumenta a “faixa de ângulos” que serão realmente refletidos de acordo com a TIR. Portanto, uma quantidade maior de luz ficará dentro do guia de luz.

[058] A camada óptica pode ser configurada sobre toda a primeira face do guia de luz, mas pode, em outras modalidades, também estar disponível em apenas parte da primeira face do guia de luz. Adicionalmente, a camada óptica pode ser dotada de diferentes espessuras em diferentes partes da primeira face do guia de luz. Desse modo, a(s) posição(ões) onde (mais) radiação UV tem que ser refletida de volta para o guia de luz pode(m) ser obtida(s) mediante o fornecimento da camada, e a(s) posição(ões) onde (menos) radiação UV tem que ser refletida de volta para o guia de luz pode(m) ser obtida(s) sem se fornecer a camada. Dessa maneira, mas também de outras maneiras, uma camada conformada pode ser fornecida, especialmente, para promover uma distribuição uniforme da luz da fonte de luz que escapa da primeira face do guia de luz. Portanto, em modalidades, a camada óptica é uma camada óptica dotada de um padrão com uma ou mais primeiras regiões que compreendem o dito material de camada óptica com uma primeira espessura de camada (h1) e uma ou mais segundas regiões que compreendem o dito material de camada óptica com uma segunda espessura de camada (h2) na faixa de 0 < h2 < hl. Com h2 = 0, não há camada óptica. A espessura da primeira camada é especificamente de pelo menos 100 nm, mais especificamente pelo menos 200 nm, ainda mais especificamente pelo menos 300 nm, como pelo menos 400 nm, como na faixa de 400 nm a 20 μm, como de 1 a 15 μm, como de 2 a 10 μm. Entretanto, camadas mais espessas também podem ser possíveis, como até cerca de 2 mm, como até cerca de 1 mm (e especificamente pelo menos 200 nm, como pelo menos 300 nm). Com tal espessura, a radiação UV pode ser transmitida através da camada óptica, especialmente quando um ou mais dos materiais mencionados na presente invenção são usados. Portanto, a camada óptica pode ser escolhida de modo que a transmissão indicada aqui possa ser obtida. Isso é conhecido pelo versado na técnica.

[059] Conforme indicado acima, o material da camada óptica pode ter especialmente um baixo índice de refração, como menor que o da água.

[060] A camada óptica pode incluir poros. O termo “poro” pode também referir-se à “cavidade”. Tais poros podem conter um gás, como um gás nobre, CO2 ou ar. Por essa estrutura porosa, o índice de refração da camada óptica pode também ser relativamente baixo.

[061] Especificamente, os poros são poros que encerram o gás. Por exemplo, durante a produção da camada óptica, o gás pode ser capturado na camada, fornecendo, assim, uma camada óptica com um tipo de estrutura porosa, embora tais poros possam não ser acessíveis a partir do exterior.

[062] Alternativa ou adicionalmente, em modalidades os poros podem ser acessíveis a partir do exterior, mas esse acesso foi substancialmente bloqueado com uma camada, como uma camada resistente à água ou uma camada impermeável à água.

[063] Alternativa ou adicionalmente, os poros podem ser acessíveis a partir do exterior por um gás, mas os poros podem ter tais dimensões, opcionalmente em combinação com um material repelente à água nos poros (ou do material poroso), de modo que a água substancialmente não acesse os poros.

[064] Em modalidades, a camada óptica é uma camada óptica porosa que tem uma porosidade na faixa de 5 a 70%, como de 10 a 50%. A porosidade pode, por exemplo, ser determinada pelo uso do volume da camada, da densidade de massa volumétrica conhecida para o material da camada óptica e do peso da camada. Com base nisso, a porosidade pode ser determinada, uma vez que o volume ocupado é maior do que o volume teórico com base no peso e presumindo-se nenhuma porosidade. Em modalidades específicas, as dimensões dos poros são menores que cerca de 300 nm, como menores que cerca de 200 nm. Em modalidades específicas, as dimensões podem ser menores que o comprimento de onda dominante da radiação da fonte de luz que pode ser usada em combinação com o elemento de guia de luz.

[065] Em modalidades, o material de camada óptica compreende um material de sol-gel. Métodos de fabricação de camadas de sol-gel ou camadas porosas são conhecidos na técnica, e são, por exemplo, descritos em WO2012/125271, US2011/0111203, US4.271.210, Guangming Wu et al., Materials Science Engineering B78, 135-139, que são aqui incorporadas por referência.

[066] Por conseguinte, em modalidades, o material de baixa refração é um material microporoso. O material pode ser produzido, em modalidades, através de rotas de sol-gel de, por exemplo, MTMS/TEOS (metil trietoxissilano/tetraetoxissilano), onde a microporosidade pode ser alcançada pelo uso de um sabão (por exemplo, poli(óxido de etileno). Os microporos no sol-gel têm dimensões menores que os comprimentos de onda da luz UV e que evitam perdas altas devido à dispersão. Os materiais com baixo índice de refração podem ser aplicados como uma camada fina.

[067] Tal camada com baixo índice de refração aumenta o ângulo de reflexão total e, assim, reduz o desacoplamento. A camada óptica pode, em modalidades, compreender um ou mais dentre um aluminato e um silicato.

[068] O termo “camada óptica” pode também se referir a uma pluralidade de camadas ópticas (diferentes) configuradas como pilha e que fornecem uma pilha de camadas ópticas (que pode também ser chamadas de “primeira pilha de camada óptica” ou “pilha de primeira camada” ou “pilha” ou “primeira pilha” na presente invenção). Tal pilha de camadas ópticas é chamada simplesmente de “camada óptica” na presente invenção. Por conseguinte, em modalidades, o primeiro elemento de camada pode incluir uma camada única ou uma pluralidade de camadas que são empilhadas.

[069] Em ainda outras modalidades, o primeiro elemento de camada pode incluir a camada óptica e uma ou mais outras camadas, como uma camada impermeável à água ou uma camada repelente à água. Portanto, em modalidades, o primeiro elemento de camada compreende uma pilha de camadas que compreende a dita camada óptica e que compreende adicionalmente uma segunda camada em contato com pelo menos parte da dita camada óptica, sendo que a segunda camada pode, em modalidades, ser impermeável à água (ou repelente à água). Em analogia, a segunda camada compreende um material de camada óptica transmissivo de radiação UV. Portanto, o material e a espessura podem ser escolhidos de modo que a radiação UV seja transmitida. Outro termo para uma camada repelente à água é camada hidrofóbica. O material repelente à água pode, por exemplo, incluir politetrafluoretileno.

[070] Alternativa ou adicionalmente, a segunda camada pode ser configurada como uma camada protetora. Por exemplo, a segunda camada pode ter uma resistência maior em um ou mais aspectos do que a camada óptica. Por exemplo, a combinação da camada óptica e da segunda camada pode ter um ou mais dentre uma maior resistência à compressão, um módulo tangencial maior (módulo de Young), uma tenacidade maior, uma dureza de Vicker maior etc., do que a camada óptica sozinha.

[071] Alternativa ou adicionalmente, a segunda camada pode proporcionar um ponto de estiramento maior e/ou um ponto de recozimento mais alto. Adicionalmente, a segunda camada pode proporcionar uma superfície mais plana. Por exemplo, a segunda camada pode fornecer uma superfície plana com uma aspereza de superfície Ra igual a ou menor que 10 nm, como igual a ou menor que 5 nm, como igual a ou menor que 2 nm. Isso pode, por exemplo, ser de interesse em modalidades em que a camada óptica é dotada de um padrão. O termo “segunda camada” pode também se referir a uma pluralidade de camadas. Essencialmente, cada uma das segundas camadas são transmissivas de radiação UV.

[072] Portanto, em modalidades, toda a primeira pilha de camadas é transmissiva de radiação UV. Por exemplo, a transmissão de radiação UV, especificamente 280 nm, é de pelo menos 80%/mm, ainda mais especificamente, de ao menos 80%/5 mm.

[073] Ainda em outras modalidades, em outro lado do guia de luz (também) uma camada, aqui chamada de terceira camada, pode ser fornecida. Portanto, em modalidades, o elemento de guia de luz compreende adicionalmente uma terceira camada em contato com pelo menos parte da segunda face do guia de luz.

[074] Uma distância (h3) entre a primeira face do guia de luz e a segunda face do guia de luz define uma espessura do guia de luz. Essa espessura pode ser constante ou pode variar. Em geral, a espessura será essencialmente constante ao longo do guia de luz. A terceira camada pode, em modalidades, ser configurada como uma ou mais dentre uma camada adesiva e uma camada reflexiva. Como camada adesiva, a terceira camada pode ser usada para se fixar a uma superfície à qual o elemento de guia de luz pode ser configurado. Por exemplo, o silicone pode não ser suficientemente aderente. Portanto, a terceira camada pode ser usada para aderir a um objeto. Alternativa ou adicionalmente, a terceira camada pode ser usada como camada reflexiva. Dessa forma, a luz pode ser mantida no guia de luz. Em modalidades, quando a terceira camada é transmissiva de radiação UV, o índice de refração da terceira camada é menor que o índice de refração do guia de luz (material). Em modalidades, a terceira camada pode ser uma camada de solgel. Em modalidades (muito) específicas, a terceira camada e a segunda camada compreendem o mesmo material.

[075] Adicionalmente, o termo “elemento” pode se referir também a uma pluralidade de elementos. Portanto, em modalidades, o elemento de guia de luz pode compreender adicionalmente uma segunda pilha de camadas, configurada na segunda face do guia de luz, e que compreende uma ou mais camadas, com pelo menos uma camada em contato com pelo menos parte da segunda face do guia de luz. Em modalidades, uma primeira camada na segunda pilha que está em contato com a segunda face do guia de luz é reflexiva para radiação UV, e outra camada na segunda pilha que é configurada como a camada externa da pilha mais remota da segunda face do guia de luz é uma camada adesiva.

[076] São descritos acima alguns materiais possíveis para a camada óptica. Em ainda outras modalidades, o guia de luz usa água como material de guia de luz. O material que circunda a água pode ser conforme definido acima (uma vez que ele também deve ser transmissivo de radiação UV e/ou ter propriedades de orientação de luz). Por exemplo, uma placa fechada que contém água ou outro líquido, como um ou mais dentre metanol, etanol e éter dietílico, pode ser aplicada. Entretanto, também um outro líquido ou combinação de líquidos que tem uma transmissão de UV na mesma faixa de um ou mais dentre água, metanol, etanol e éter dietílico pode ser aplicado. Por exemplo, um material de guia de luz que tem uma transmissão de UV de ao menos 50% da água também pode ser aplicado. Em outras modalidades, canais fechados podem ser aplicados. Adicionalmente, a água pode fluir opcionalmente através do guia de luz. Isso pode ser benéfico para manter as superfícies internas limpas e/ou para propósitos de resfriamento. Ainda, opcionalmente, a turbulência pode ser introduzida como uma forma de controlar o desacoplamento da luz da fonte de luz, com baixa turbulência induzindo menos desacoplamento e com mais turbulência induzindo mais desacoplamento. Portanto, em modalidades, o guia de luz compreende uma cavidade fechada preenchida com um fluido transmissivo de radiação UV, especialmente, um líquido. A água pode ser especialmente água fresca, ainda mais especialmente, água desmineralizada. Portanto, em modalidades específicas, o guia de luz compreende um primeiro material que compreende silicone, sendo que o primeiro material define a cavidade e sendo que o líquido transmissivo de radiação UV compreende água. Por conseguinte, a água pode ser usada como um meio óptico (ou meio de guia de luz).

[077] Conforme indicado acima, o guia de luz em combinação com uma fonte de luz pode ser especificamente usado para fornecer luz antibioincrustação para superfícies suscetíveis à incrustação, como cascos de navio. Ainda mais especificamente, conforme também será explicado com mais detalhes abaixo, o elemento de guia de luz pode ser usado como uma película sobre um objeto, como uma embarcação. Enquanto a face externa (“superfície suscetível à incrustação”) do objeto, como um casco de navio, pode estar sujeita à bioincrustação, quando o elemento de guia de luz é usado como película nesse objeto, a superfície suscetível à incrustação é transladada para a primeira face do guia de luz (incluindo a camada adicional) fornecida pelo elemento de guia de luz. Portanto, para pelo menos parte do objeto, o elemento de guia de luz pode se tornar sua superfície externa (e, dessa forma, pode ser potencialmente sujeito à incrustação).

[078] Portanto, em ainda um outro aspecto, a invenção também fornece um sistema antibioincrustação (“sistema”) que compreende o elemento de guia de luz conforme descrito aqui e uma fonte de luz, sendo que a fonte de luz é configurada para fornecer a dita radiação UV ao dito guia de luz e sendo que o sistema antibioincrustação é configurado para fornecer ao menos parte da dita radiação UV a jusante da primeira face do guia de luz (e, opcionalmente, a jusante da camada óptica). Portanto, a radiação UV é desacoplada do guia de luz através de pelo menos parte da primeira face do guia de luz, e é, dessa forma, fornecida a jusante da primeira face do guia de luz (e, opcionalmente, a jusante da camada óptica). Especificamente, a invenção fornece um sistema antibioincrustação que compreende o elemento de guia de luz conforme descrito aqui e uma fonte de luz, sendo que o sistema antibioincrustação compreende uma janela de saída de radiação que compreende a dita primeira face do guia de luz, sendo que o guia de luz é configurada para fornecer a dita radiação UV para o guia de luz e sendo que a janela de saída de radiação é configurada para transmitir ao menos parte da dita radiação UV. A janela de saída de radiação pode, portanto, nas modalidades compreender também o primeiro elemento de camada.

[079] Modalidades específicas em relação ao elemento de guia de luz também são definidas acima, mas abaixo, algumas são, por uma questão de completeza, reiteradas.

[080] Em modalidades específicas, a fonte de luz compreende uma face emissora de luz, sendo que a face emissora de luz é configurada dentro do guia de luz. Por exemplo, fontes de luz de estado sólido podem ser incorporadas no guia de luz. Essencialmente, toda a fonte de luz de estado sólido pode ser incorporada ao guia de luz (material).

[081] Conforme indicado acima, uma distância (h3) entre a primeira face do guia de luz e a segunda face do guia de luz define uma espessura do guia de luz. Especificamente, a espessura (h3) tem no máximo 5 mm, como na faixa de 0,5 a 2,5 mm, como de 1 a 2 mm.

[082] Conforme indicado acima, o elemento de guia de luz pode compreender um ou mais dentre o primeiro elemento de camada e o segundo elemento de camada, especialmente, ambos os elementos de camada. Adicionalmente, conforme acima indicado, um ou mais dentre o primeiro elemento de camada e o segundo elemento de camada compreendem uma camada que compreende um ou mais dentre etileno fluorado, propileno fluorado, etileno-propileno fluorado, acetato de propileno fluorado etc. Adicionalmente, em modalidades, o primeiro elemento de camada tem um ou mais dentre uma maior resistência à compressão, um módulo tangencial maior e uma tenacidade maiores que a do guia de luz. A resistência à compressão, o módulo tangencial e a robustez podem ser medidos pelos métodos conhecidos na técnica.

[083] Em algumas modalidades, o sistema compreende adicionalmente uma bomba configurada para escoar um líquido através do guia de luz (quando um guia de luz à base de líquido é usado; vide também acima).

[084] A fonte de luz compreende especialmente uma fonte de luz de estado sólido, como um LED. A combinação de guia de luz e fonte de luz também é chamada na presente invenção de “elemento emissor de UV”.

[085] Em modalidades, a fonte de luz é configurada externamente a partir do guia de luz. Em tais modalidades, a fonte de luz é configurada para fornecer a luz da fonte de luz a uma face do guia de luz, de modo que a luz da fonte de luz seja acoplada ao guia de luz (como através de uma face de borda do guia de luz). Portanto, especificamente, a fonte de luz e o meio óptico são acoplados por meio de radiação. O termo “acoplados por meio de radiação” significa, especificamente, que a fonte de luz e o guia de luz estão associados entre si de modo que ao menos uma parte da radiação emitida pela fonte de luz seja recebida pelo guia de luz (e escape ao menos parcialmente do guia de luz).

[086] Em ainda outras modalidades, a fonte de luz compreende uma face emissora de luz, sendo que a face emissora de luz é configurada dentro do guia de luz. Por exemplo, um LED pode ser embutido em silicone. Exemplos da última modalidade são, por exemplo, descritos no documento WO2014/188347 que está aqui incorporado a título de referência. Certamente, diferentes modalidades podem ser combinadas.

[087] Modalidades específicas descritas em relação ao guia de luz podem, dessa forma, também se aplicar ao guia de luz compreendido pelo sistema antibioincrustação. Portanto, em modalidades específicas, a camada óptica é uma camada óptica dotada de um padrão onde uma ou mais primeiras regiões compreendem o dito material de camada óptica com uma primeira espessura de camada (h1), e uma ou mais segunda regiões compreendem o dito material de camada óptica com uma segunda espessura de camada (h2) na faixa de 0<h2<h1, especificamente com h2 = 0 (de fato nenhuma camada óptica nessas segundas regiões), sendo que a camada óptica dotada de um padrão é configurada para fornecer uma distribuição uniforme da radiação UV a jusante da dita janela de saída de radiação. Em modalidades, pode haver uma pluralidade de primeiras regiões e uma pluralidade de segundas regiões. Essas regiões podem, em modalidades, ser dispostas regularmente.

[088] Em ainda outras modalidades, o guia de luz compreende uma cavidade fechada preenchida com um líquido transmissivo de radiação UV, sendo que o guia de luz compreende um primeiro material que compreende silicone, sendo que o primeiro material define a cavidade, sendo que o líquido transmissivo de radiação UV compreende água e sendo que o primeiro índice de refração (n1) é igual a ou menor que 1,25 a 280 nm (consulte também acima).

[089] A camada óptica pode auxiliar na distribuição da luz da fonte de luz ao longo do guia de luz. Adicionalmente, podem também ser aplicadas estruturas ópticas que podem ser compreendidas pelo guia de luz, como estruturas ópticas totalmente cobertas pelo guia de luz e/ou estruturas ópticas em ou sobre a(s) face(s) do guia de luz, como a primeira face do guia de luz ou uma face oposta à primeira face do guia de luz. Portanto, em modalidades, o guia de luz compreende adicionalmente estruturas ópticas configuradas para fornecer uma distribuição uniforme da radiação UV a jusante da dita janela de saída de radiação.

[090] Uma face (do guia de luz, configurada) oposta à primeira face do guia de luz pode compreender, por exemplo, um material reflexivo, como um revestimento reflexivo. Adicionalmente, especialmente uma ou mais das faces que definem a altura, isto é, uma ou mais bordas, podem ser iluminadas pela(s) fonte(s) de luz. Portanto, especialmente, a iluminação da borda é aplicada. Se houver uma ou mais faces não acesas pela(s) fonte(s) de luz, tal ou mais faces podem compreender um material reflexivo, como um revestimento reflexivo.

[091] A combinação de guia de luz e fonte de luz podem também pode ser chamada, na presente invenção, de elemento emissor de UV. Adicionalmente, a primeira face do guia de luz pode também ser chamada de janela de saída de radiação. Em modalidades, a janela de saída de radiação pode compreender a primeira face do guia de luz.

[092] Conforme indicado acima, o sistema antibioincrustação compreende um elemento emissor de UV. O termo “elemento emissor de UV” pode adicionalmente se referir a uma pluralidade de elementos emissores de UV. Portanto, o sistema pode incluir uma pluralidade de tais elementos. O sistema pode incluir uma fonte de energia elétrica, mas o sistema pode (durante o uso) também ser acoplado funcionalmente com uma fonte de energia elétrica. Em modalidades, cada elemento emissor de UV pode funcionalmente ser acoplado a uma fonte de energia. Isso permite uma energização descentralizada dos elementos emissores de UV. A fonte de energia é especialmente usada para alimentar a fonte (ou fontes) de luz.

[093] Na presente invenção, o elemento emissor de UV também pode ser indicado como “módulo de iluminação”. O elemento emissor de UV pode ser um módulo tipo placa (aqui também chamado de “meio óptico” ou “guia de luz”), com um ou mais elementos relevantes ao menos parcialmente, ou mesmo totalmente, embutidos no mesmo. Portanto, em modalidades, o elemento emissor de UV compreende material transmissor de luz (sólido), como silicone etc. Entretanto, o elemento UV pode também incluir um compartimento que confina ao menos parcialmente, ou mesmo totalmente, um ou mais elementos relevantes. O um ou mais elementos relevantes ao menos compreendem a fonte de luz, que é configurada para fornecer luz de fonte de luz, especialmente a radiação UV. O elemento emissor de UV pode ter uma janela de saída de radiação plana ou curva. O termo “elemento emissor de UV” indica que o elemento é especialmente configurado para fornecer radiação UV durante o uso do elemento.

[094] O elemento emissor de UV compreende uma janela de saída de radiação UV. A janela de saída de radiação UV é configurada para transmitir ao menos parte da radiação UV da fonte de luz. Portanto, a janela de saída é transmissiva de radiação UV. Em geral, a janela também será transmissiva de luz visível. Conforme indicado acima, e conforme será adicionalmente explicado abaixo, em modalidades, o elemento pode ser uma placa transmissiva de radiação. Em tal caso, a janela pode ser uma face (ou plano) do elemento. Em ainda outra modalidade, o elemento compreende um compartimento, cujo compartimento compreende tal janela. Em tais modalidades, a janela de saída de radiação (também) compreende material transmissor de luz (sólido), como silicone etc. O termo “transmissivo de radiação” se refere à transmissão de radiação, especialmente por radiação UV e opcionalmente também por radiação visível.

[095] A janela de saída de radiação UV compreende um lado da janela a montante e um lado da janela a jusante. Os termos “a montante” e “a jusante” se referem a uma disposição de itens ou recursos relacionada à propagação da luz a partir de um meio de geração de luz (neste documento, especificamente a fonte de luz), sendo que em relação a uma primeira posição dentro de um feixe de luz a partir do meio de geração de luz, uma segunda posição no feixe de luz mais próxima ao meio de geração de luz está “a montante” e uma terceira posição dentro do feixe de luz mais distante do meio de geração de luz está “a jusante”. Portanto, o lado da janela a montante (“lado a montante”) é especialmente direcionado para a interna do elemento e pode receber, diretamente, ou após reflexão interna, luz da fonte de luz. O lado da janela a jusante (“lado a jusante”) pode especificamente ser direcionado para o exterior do elemento. Esse lado da janela pode, por exemplo (temporariamente) estar em contato com a água durante o uso do sistema. Deve- se notar que, em modalidades tipo placa do elemento, o lado da janela a montante e um lado da janela a jusante podem ser ambos os lados da (mesma) borda (ou plano). Em modalidades onde um compartimento é aplicado, a janela pode ter uma espessura não zero entre o lado da janela a montante e um lado da janela a jusante. O lado da janela a jusante pode compreender a camada óptica. Especificamente, a camada óptica é configurada no lado da janela a jusante.

[096] Em modalidades, o sistema pode ser baseado no princípio da TIR (reflexão interna total). A fonte de luz (configurada interna ou externa ao guia de luz) pode ser configurada para fornecer a radiação UV (e/ou outro tipo de radiação; consultar abaixo) para a janela de saída de radiação com base no princípio da reflexão interna total.

[097] O elemento compreende ao menos uma fonte de luz para radiação UV. Essa radiação UV é usada para antibioincrustação. Portanto, a radiação UV é usada como radiação antibioincrustação. Na presente invenção, o termo “luz” na fonte de luz e termos similares podem, dessa forma, também se referir à radiação UV.

[098] Conforme acima indicado, em um outro aspecto, a invenção fornece um objeto que compreende uma superfície externa e o sistema antibioincrustação, conforme definido aqui, associado à superfície externa. Especialmente, em um aspecto, a invenção apresenta um objeto que, durante o uso, fica pelo menos parcialmente submerso em água, sendo que o objeto compreende o sistema antibioincrustação, conforme aqui definido, sendo que o elemento emissor de UV é configurado para irradiar com radiação UV durante um estágio de irradiação um ou mais dentre (i) uma parte de uma superfície externa do dito objeto e (ii) água adjacente à dita parte da dita superfície externa. Conforme indicado acima, o objeto pode ser especialmente selecionado do grupo que consiste em uma embarcação e um objeto infraestrutural, além de outros objetos. A frase “durante o uso é ao menos parcialmente submersa em água” pode se referir à água fresca ou água do mar ou uma mistura das mesmas (água salobra). Portanto, a invenção pode, entre outros, ser usada para aplicações aquáticas, como aplicações marinhas.

[099] Em modalidades, o elemento de guia de luz compreende o segundo elemento de camada em contato com a segunda face do guia de luz, sendo que o segundo elemento de camada compreende uma primeira camada adesiva em contato com a superfície externa (do objeto).

[0100] No presente documento, a frase “objeto que, durante o uso, fica ao menos parcialmente submerso em água” se refere especialmente a objetos como embarcações e objetos de infraestrutura que têm aplicações aquáticas. Portanto, durante o uso, esse objeto estará em geral em contato com a água, como uma embarcação no mar, em um lago, um canal, um rio ou outra via navegável etc.

[0101] O termo “embarcação” pode, por exemplo, referir-se a um barco ou navio etc., como um barco a vela, um navio-tanque, um navio de cruzeiro, um iate, uma balsa, um submarino etc.

[0102] O termo “objeto de infraestrutura” pode se referir especificamente a aplicações aquáticas que são em geral substancialmente estacionárias, como uma barragem, uma eclusa, um pontão, uma plataforma de petróleo etc. O termo “objeto de infraestrutura” pode também se referir a canos (por exemplo, que bombeiam água do oceano para, por exemplo, uma central elétrica) e outras partes da central elétrica (hidrelétrica), como sistemas de resfriamento, turbinas etc.

[0103] O termo “objeto” pode, em modalidades, referir-se a uma estrutura de suporte para uma turbina eólica de alto-mar ou no mar, uma plataforma de petróleo, uma estrutura para coletar energia de onda/maré, um dispositivo flutuante etc.

[0104] O termo “superfície externa” se refere especialmente à superfície que pode estar em contato físico com a água. No caso de tubulações, isso pode se aplicar a uma ou mais dentre a superfície interna da tubulação e a superfície externa da tubulação. Portanto, em vez do termo “superfície externa”, pode-se também aplicar o termo “superfície suscetível a incrustação”. Adicionalmente, nessas modalidades o termo “linha d'água” pode também se referir, por exemplo, ao nível de preenchimento.

[0105] Especificamente, o objeto é um objeto configurado para aplicações marinhas, isto é, aplicação em, ou próximo a, um mar ou um oceano. Esses objetos ficam, durante seu uso, ao menos temporariamente ou substancialmente sempre, ao menos parcialmente em contato com a água. O objeto pode estar ao menos parcialmente abaixo da (linha de) água durante o uso, ou pode estar substancialmente o tempo todo abaixo da (linha de) água, como para aplicações submarinas. A invenção pode, por exemplo, ser aplicada para anti-incrustação marinha, mantendo as superfícies molhadas limpas, para aplicações offshore, para aplicações (sub)marítimas, para plataformas de perfuração, etc.

[0106] Devido a esse contato com a água, pode ocorrer bioincrustação, com as desvantagens acima indicadas. A bioincrustação ocorrerá na superfície de uma superfície externa (“superfície”) desse tipo de objeto. A superfície de um (elemento do) objeto a ser protegido pode compreender aço, mas pode também, opcionalmente, compreender outro material, como, por exemplo, selecionado do grupo que consiste em madeira, poliéster, compósito, alumínio, borracha, Hypalon, PVC, fibra de vidro etc. Por conseguinte, em vez de um casco de aço, o casco pode também ser um casco de PVC ou um casco de poliéster etc. Em vez de aço, também outro material de ferro, como ligas de ferro (ou outras), também pode ser usado.

[0107] Na presente invenção, o termo “incrustação”, “bioincrustação” ou “incrustação biológica” são usados de forma intercambiável. Acima são fornecidos alguns exemplos de incrustação. A bioincrustação pode ocorrer sobre qualquer superfície na água, ou próxima da água, e temporariamente exposta à água (ou a outro líquido aquoso eletricamente condutor). Sobre tal superfície, a bioincrustação pode ocorrer quando o elemento está dentro, ou próximo da água, como (logo) acima da linha d'água (como, por exemplo, devido a respingos d'água, por exemplo devido a uma onda de proa). Entre os trópicos, a bioincrustação pode ocorrer em poucas horas. Mesmo em temperaturas moderadas, os primeiros estágios de incrustação ocorrem dentro de algumas horas; como um primeiro nível (molecular) de açúcares e bactérias.

[0108] O sistema antibioincrustação compreende ao menos um elemento emissor de UV. Adicionalmente, o sistema antibioincrustação pode compreender um sistema de controle (consultar também abaixo), um suprimento de energia elétrica etc.

[0109] O termo “sistema antibioincrustação” pode também se referir a uma pluralidade desses sistemas, opcionalmente acoplados funcionalmente uns aos outros como, por exemplo, controlados através de um único sistema de controle. Adicionalmente, o sistema antibioincrustação pode compreender uma pluralidade desses elementos emissores de UV. Na presente invenção, o termo “elemento emissor de UV” pode (assim) referir-se a uma pluralidade de elementos emissores de UV. Em uma modalidade, por exemplo, uma pluralidade de elementos emissores de UV pode estar associada a uma superfície externa do objeto, como um casco, ou pode ser composta por essa superfície (consultar também abaixo), enquanto, por exemplo, um sistema de controle pode ser configurado em algum lugar no interior do objeto, como em uma sala de controle ou casa do leme de uma embarcação.

[0110] A superfície ou área na qual a incrustação pode ser gerada também é aqui indicada como a superfície suscetível a incrustação. Ela pode, por exemplo, ser o casco de um navio e/ou uma superfície de emissão de um meio óptico (vide abaixo também). Para esta finalidade, o elemento emissor de UV fornece radiação UV (luz anti- incrustação) que é aplicada para evitar a formação de bioincrustação e/ou para remover a bioincrustação. Essa radiação UV (luz anti-incrustação) especialmente ao menos compreende radiação UV (também indicada como “luz UV”). Portanto, o elemento emissor de UV é especialmente configurado para fornecer radiação UV. Para este efeito, o elemento emissor de UV compreende uma fonte de luz. O termo “fonte de luz” pode se referir também a uma pluralidade de fontes de luz, como de 2 a 200 fontes de luz de LED (de estado sólido), embora várias outras fontes de luz possam também ser aplicadas. Consequentemente, o termo “LED” pode se referir também a uma pluralidade de LEDs. Especificamente, o elemento emissor de UV pode compreender uma pluralidade de fontes de luz. Portanto, conforme indicado acima, o elemento emissor de UV compreende uma ou mais fontes de luz (de estado sólido). Os LEDs podem ser (OLEDs ou) LEDs de estado sólido (ou uma combinação desses LEDs). Especificamente, a fonte de luz compreende LEDs de estado sólido. Dessa forma, especificamente, a fonte de luz compreende um LED UV configurado para fornecer uma ou mais dentre luz UVA e UVC (veja também abaixo). A luz UVA pode ser usada para danificar paredes celulares, enquanto a luz UVC pode ser usada para danificar o DNA. Portanto, a fonte de luz é especialmente configurada para fornecer a radiação UV. Na presente invenção, o termo “fonte de luz” se refere especificamente a uma fonte de luz de estado sólido. A fonte (ou fontes) de luz pode também incluir (um) laser (lasers) de estado sólido.

[0111] Especificamente, a fonte de luz ou as fontes de luz é (são) LEDs. Portanto, em modalidades, o sistema antibioincrustação compreende uma pluralidade de fontes de luz, sendo que as fontes de luz compreendem LEDs. Alternativa ou adicionalmente, as fontes de luz compreendem lasers de estado sólido.

[0112] Conforme indicado acima, o elemento emissor de UV é configurado para irradiar com a dita radiação UV (durante um estágio de irradiação) uma ou mais dentre (i) a dita parte da dita superfície externa e (ii) a água em posição adjacente à dita parte da dita superfície externa. O termo “parte” se refere a parte da superfície externa de um objeto como, por exemplo, um casco ou uma eclusa (porta). Entretanto, o termo “parte” pode também se referir a substancialmente a totalidade da superfície externa, como a superfície externa do casco ou da eclusa. Especificamente, a superfície externa pode compreender uma pluralidade de partes, que podem ser irradiadas com a luz UV de uma ou mais fontes de luz, ou que podem ser irradiadas com a radiação UV de um ou mais elementos emissores de UV. Cada elemento emissor de UV pode irradiar uma ou mais partes. Cada elemento emissor de UV pode irradiar uma ou mais partes.

[0113] Em geral, pode-se distinguir entre duas modalidades principais. Uma das modalidades inclui a parte da superfície externa sendo irradiada com a radiação UV tendo, entre a fonte de luz e o elemento emissor de UV, água (ou ar, quando acima da linha d'água), como água do mar, ao menos durante o estágio de irradiação. Nesse tipo de modalidade, a parte é especialmente composta pela superfície externa “original” do objeto. Entretanto, em ainda outra modalidade, a superfície externa “original” pode ser estendida com um módulo, especialmente um módulo relativamente plano, que é fixado à superfície externa “original” do objeto (como o casco da embarcação), de modo que o próprio módulo forme de fato a superfície externa. Por exemplo, esse módulo pode estar associado ao casco da embarcação, de modo que o módulo forme a (ao menos parte da) superfície externa. Em ambas as modalidades, o elemento emissor de UV especialmente compreende uma superfície de saída de radiação (consultar também mais abaixo). Entretanto, especialmente na última modalidade na qual o elemento emissor de UV pode fornecer parte da dita superfície externa, essa janela de saída de radiação pode fornecer a parte (visto que a primeira parte e a janela de saída de radiação podem essencialmente coincidir; especialmente, podem ser a mesma superfície).

[0114] Portanto, em uma modalidade, o elemento emissor de UV é fixado à dita superfície externa. Em ainda outra modalidade específica, a janela de saída de radiação do sistema antibioincrustação é configurada como parte da dita superfície externa. Portanto, em algumas das modalidades, o objeto pode compreender uma embarcação que compreende um casco, e o elemento emissor de UV é fixado ao dito casco. O termo “janela de saída de radiação” pode também se referir a uma pluralidade de janelas de saída de radiação (consultar também abaixo).

[0115] Em ambas as modalidades genéricas, o elemento emissor de UV é configurado para irradiar com a dita radiação UV (durante um estágio de irradiação) a água em posição adjacente à dita parte da dita superfície externa. Nas modalidades em que o próprio módulo forma de fato a superfície externa, o elemento emissor de UV é ao menos configurado para irradiar com a dita radiação UV (durante um estágio de irradiação) a dita parte da dita superfície externa, já que esta é de fato parte da dita superfície externa, e opcionalmente também a água em posição adjacente à dita parte da dita superfície externa. Desse modo, a bioincrustação pode ser evitada e/ou reduzida.

[0116] Em uma modalidade, uma quantidade significativa de uma superfície protegida a ser mantida limpa de incrustações, de preferência toda a superfície protegida, por exemplo, o casco de um navio, pode ser coberta com uma camada que emite luz germicida (“luz anti-incrustação”), em particular luz UV.

[0117] Em ainda outra modalidade, a radiação UV (luz anti-incrustação) pode ser fornecida à superfície a ser protegida através de um guia de onda, como uma fibra.

[0118] Portanto, em uma modalidade o sistema de iluminação antibioincrustação pode compreender um meio óptico, sendo que o meio óptico compreende um guia de onda, como uma fibra óptica, configurado para fornecer a dita radiação UV (luz anti-incrustação) à superfície de incrustação. A superfície do guia de onda, por exemplo, a partir da qual escapa a radiação UV (luz anti-incrustação) é aqui indicada também como superfície emissora. Em geral, essa parte do guia de onda pode, ao menos temporariamente, ser submersa. Devido ao fato de que a radiação UV (luz anti- incrustação) escapa da superfície de emissão, um elemento do objeto que durante o uso é, ao menos temporariamente, exposto ao líquido (como água do mar) pode ser irradiado e assim limpo de incrustações. Entretanto, a superfície de emissão em si pode também ser limpa de incrustações. Esse efeito é usado em algumas das modalidades do elemento emissor de UV, que compreende um meio óptico descrito abaixo.

[0119] Modalidades com meios ópticos são descritas também no documento WO2014188347. As modalidades em WO2014188347 estão também aqui incorporadas a título de referência, já que são combináveis com a unidade de controle e/ou o interruptor de água, e com outras modalidades aqui descritas.

[0120] Conforme indicado acima, o elemento emissor de UV pode especialmente compreender uma janela de saída de radiação UV. Portanto, em uma modalidade específica, o elemento emissor de UV compreende uma janela de saída de radiação UV, sendo que o elemento emissor de UV é especialmente configurado para fornecer a dita radiação UV a jusante da dita janela de saída de radiação UV do dito elemento emissor de UV. Essa janela de saída de radiação UV pode ser uma janela óptica através da qual a radiação escapa do elemento emissor de UV. Alternativa ou adicionalmente, a janela de saída de radiação UV pode ser a superfície de um guia de onda. Portanto, a radiação UV pode ser acoplada ao elemento emissor de UV no guia de onda, e escapar do elemento através de uma (parte de uma) face do guia de onda. Conforme também indicado acima, nas modalidades, a janela de saída de radiação pode opcionalmente ser configurada como parte da superfície externa do objeto.

[0121] Conforme indicado acima, o objeto ou o sistema antibioincrustação pode compreender uma pluralidade de janelas de saída de radiação. Em certas modalidades, isto pode referir-se a uma pluralidade de sistemas antibioincrustação. Alternativa ou adicionalmente, porém, em certas modalidades, isso pode referir-se a um sistema antibioincrustação que compreende uma pluralidade de elementos emissores de UV. Esse sistema antibioincrustação pode, assim, incluir especialmente uma pluralidade de fontes de luz para fornecer radiação UV. Entretanto, alternativa ou adicionalmente, em modalidades, isso pode (também) referir-se a um elemento emissor de UV que compreende uma pluralidade de fontes de luz configuradas para fornecer a radiação UV. Deve-se observar que um elemento emissor de UV com uma única janela de saída de radiação UV pode (ainda) incluir uma pluralidade de fontes de luz.

[0122] O sistema antibioincrustação é especialmente configurado para fornecer radiação UV a uma parte do objeto ou à água em posição adjacente a essa parte. Isso especificamente implica que, durante um estágio de irradiação, a radiação UV é aplicada. Portanto, também pode opcionalmente haver períodos nos quais não é aplicada qualquer radiação UV. Isto pode (portanto) não só se dever a, por exemplo, um sistema de controle que comuta um ou mais dentre os elementos emissores de UV, mas pode se dever também, por exemplo, a configurações predefinidas como dia e noite, ou temperatura da água etc. Por exemplo, em uma modalidade, a radiação UV é aplicada de modo pulsado.

[0123] Por conseguinte, em uma modalidade ou aspecto específico, o sistema antibioincrustação é configurado para evitar ou reduzir a bioincrustação em uma superfície suscetível à incrustação de um objeto, que durante o uso é ao menos temporariamente exposto à água, mediante o fornecimento de uma luz anti-incrustação (isto é, radiação UV) à dita superfície de incrustação ou água adjacente à mesma. Especialmente, o sistema antibioincrustação pode ser configurado para fornecer a dita luz anti-incrustação através de um meio óptico à dita superfície de incrustação, sendo que o elemento emissor de UV compreende adicionalmente (ii) o dito meio óptico configurado para receber ao menos parte da radiação UV (luz anti-incrustação), o meio óptico compreendendo uma superfície de emissão configurada para fornecer ao menos parte da dita radiação UV (luz anti- incrustação). Adicionalmente, especialmente o meio óptico compreende um ou mais dentre um guia de onda e uma fibra óptica, e sendo que a radiação UV (luz anti-incrustação) especialmente compreende uma ou mais dentre luz UVB e UVC. Esses guias de onda e meios ópticos não são discutidos com detalhes mais adiante no presente documento.

[0124] O meio óptico pode também ser fornecido sob a forma de uma folha (de silicone) para aplicação à superfície protegida, sendo que a folha compreende ao menos uma fonte de luz para gerar luz anti-incrustação e um meio óptico semelhante a uma chapa para distribuir a luz anti- incrustação através da folha. Em algumas modalidades, a folha metálica tem uma espessura na ordem de magnitude de alguns milímetros a alguns centímetros, como de 0,1 a 5 cm, como de 0,2 a 2 cm. Em algumas modalidades, a folha metálica não é substancialmente limitada em nenhuma direção perpendicular à direção da espessura de modo que se possa fornecer uma folha metálica substancialmente grande com tamanhos na ordem de magnitude de dezenas ou centenas de metros quadrados. A folha metálica pode ser substancialmente limitada quanto ao tamanho em duas direções ortogonais perpendiculares à direção de espessura da folha metálica, de modo a fornecer um ladrilho anti-incrustação; em uma outra modalidade, a folha metálica é substancialmente limitada no tamanho em apenas uma direção perpendicular a uma direção da espessura da folha metálica, de modo a fornecer uma tira alongada de folha metálica anti- incrustação. Portanto, o meio óptico, e até mesmo o elemento emissor de UV, pode ser fornecido como ladrilho ou como tira. O ladrilho ou tira pode compreender uma folha (de silicone).

[0125] Em uma modalidade, o elemento emissor de UV compreende uma grade bidimensional de fontes de luz para gerar radiação UV, e o meio óptico está disposto de modo a distribuir ao menos parte da radiação UV a partir da grade bidimensional de fontes de luz através do meio óptico, de modo a fornecer uma distribuição bidimensional de radiação UV saindo da superfície de emissão de luz do módulo de luz. A grade bidimensional de fontes de luz pode estar disposta em uma estrutura do tipo tela de arame, uma estrutura de compacta, uma estrutura de fileiras/colunas ou qualquer outra estrutura regular ou irregular adequada. A distância física entre as fontes de luz vizinhas na grade pode ser fixa ao longo da grade ou pode variar, por exemplo, como uma função da potência de saída de luz necessária para fornecer o efeito de anti-incrustação ou como uma função da localização do elemento emissor de UV na superfície protegida (por exemplo, a localização no casco de um navio). As vantagens de se fornecer uma grade bidimensional de fontes de luz incluem o fato de que a radiação UV pode ser gerada próximo às áreas a serem protegidas com iluminação de radiação UV, pelo fato de que isto reduz as perdas no meio óptico ou no guia de luz, e que isto aumenta a homogeneidade da distribuição de luz. De preferência, a radiação UV é, em geral, distribuída de maneira homogênea pela superfície de emissão; isso reduz ou mesmo evita áreas pouco iluminadas, onde a incrustação pode, de outro modo, ocorrer ao mesmo tempo em que reduz ou evita o desperdício de energia pelo excesso de iluminação de outras áreas com mais luz do que o necessário para a anti- incrustação. Em uma modalidade, a grade está compreendida no meio óptico. Em ainda outra modalidade, a grade pode ser compreendida por uma folha (de silicone).

[0126] Adicionalmente, em uma modalidade o meio óptico pode estar disposto próximo (inclusive opcionalmente fixado) à superfície protegida e acoplado para receber a luz ultravioleta, sendo que o meio óptico tem uma direção de espessura perpendicular à superfície protegida, sendo que duas direções ortogonais do meio óptico ortogonal à direção de espessura são paralelas à superfície protegida, sendo que o meio óptico está configurado para fornecer uma trajetória de propagação da luz ultravioleta, de modo que a luz ultravioleta percorra o interior do meio óptico em ao menos uma das duas direções ortogonais, ortogonalmente à direção da espessura e de modo que, em pontos ao longo de uma superfície do meio óptico, as respectivas porções da luz ultravioleta escapem do meio óptico.

[0127] Em um outro aspecto, a invenção fornece também um método de anti(bio)incrustação (uma parte de) uma superfície externa de um objeto que é, durante o uso, pelo menos temporariamente exposto à água, sendo que o método compreende: fornecer o sistema antibioincrustação, conforme aqui definido, para o objeto, gerar radiação UV (durante o uso do objeto), opcionalmente, como função de um ou mais dentre (i) um sinal de retroalimentação e (ii) um temporizador para variar (periodicamente) a intensidade da radiação UV (luz anti-incrustação) e fornecer a dita radiação UV (durante um estágio de irradiação) à (a parte de) superfície externa. Esse sinal de retroinformação pode ser fornecido pelo sensor.

[0128] Em ainda um aspecto adicional, a invenção também fornece um método para fornecer um sistema antibioincrustação a um objeto, que durante o uso é pelo menos temporariamente exposto à água, sendo que o método compreende o fornecimento, como integração no objeto e/ou fixação a uma superfície externa, do sistema antibioincrustação ao objeto, como uma embarcação, do elemento emissor de UV configurado para fornecer a dita radiação UV a uma ou mais dentre uma parte de uma superfície externa do objeto e a água (sendo) adjacente à dita parte (durante o uso). Especificamente, o elemento emissor de UV é fixado à superfície externa, ou pode até mesmo ser configurado como uma (primeira) parte da superfície externa.

[0129] Com a invenção aqui descrita, uma superfície pode ser tratada com tal radiação antibioincrustação de modo que a bioincrustação seja reduzida ou evitada. Portanto, em ainda um outro aspecto, a invenção também fornece um método para prevenir e/ou reduzir a bioincrustação em uma superfície de um elemento de guia de luz associado à superfície externa do objeto, conforme aqui definido, sendo que o método compreende gerar radiação UV e fornecer a dita radiação UV à superfície enquanto ao menos parte da radiação UV escapa do elemento de guia de luz através da superfície. Em ainda um outro aspecto, a invenção fornece um método para prevenir e/ou reduzir a bioincrustação em uma superfície externa de um objeto, sendo que a superfície externa durante o uso do objeto fica, pelo menos temporariamente, exposta à água, sendo que o método compreende gerar radiação UV por um sistema antibioincrustação (como aqui descrito) e fornecer a dita radiação UV à superfície externa do objeto e água adjacente à superfície externa, sendo que o sistema antibioincrustação compreende um elemento de guia de luz conforme descrito na presente invenção. O elemento de guia de luz pode ser usado para fornecer radiação UV à superfície do objeto, ou o elemento de guia de luz pode fornecer a superfície do objeto.

[0130] O termo “associado” e termos similares podem se referir a um acoplamento funcional de elementos. Por exemplo, o elemento de guia de luz pode ser revestido a um objeto ou pode ser fixado a um objeto como com um ou mais dos meios mecânicos, cola, um adesivo etc. O termo “associado” e termos similares no contexto de uma fonte de luz podem também se referir, por exemplo, a um acoplamento de radiação, no sentido de que um elemento e uma fonte de luz podem ser associados de modo que o elemento receba ao menos parte da radiação de fonte de luz.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0131] As modalidades da invenção serão, agora, descritas apenas a título de exemplo com referência aos desenhos esquemáticos anexos, sendo que os símbolos de referência correspondentes indicam partes correspondentes, nos quais:

[0132] as Figuras 1a a 1h representam esquematicamente alguns aspectos gerais;

[0133] as Figuras 2a a 2f representam esquematicamente algumas modalidades; e

[0134] a Figura 3 mostra esquematicamente algumas variantes que podem ser aplicadas, opcionalmente, em combinação.

[0135] Os desenhos não estão necessariamente em escala.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0136] A Figura 1a mostra esquematicamente uma modalidade de um sistema antibioincrustação 200 que compreende um elemento emissor de UV 210. O elemento emissor de UV 210 compreende uma janela de saída de radiação UV 230. O elemento emissor de UV 210 encerra, ao menos parcialmente, uma fonte de luz 220 configurada para fornecer radiação UV 221 (luz anti- incrustação). Aqui, a título de exemplo, três fontes de luz 220 são mostradas. Aqui, o elemento emissor de UV 210 é configurado como guia de ondas ou guia de luz, com elementos embutidos no mesmo. Portanto, as fontes de luz 220 são - nessa modalidade representada esquematicamente - embutidas no guia de ondas. A janela de saída de radiação UV 230 é configurada para transmitir ao menos parte da radiação UV 221 da fonte de luz 220. A janela de saída de radiação UV 230 compreende um lado da janela de saída a montante da janela lateral 231, aqui direcionado à fonte (ou fontes) de luz e um lado da janela a jusante 232. Na Figura 1a, um elemento de guia de luz 1300 que compreende um guia de luz 300 ou meio óptico e um primeiro elemento de camada 30 é esquematicamente mostrado. O guia de luz 300 compreende uma primeira face do guia de luz 301, que compreende a janela de saída de radiação 230. O guia de luz 300 pode ser especialmente uma placa com a primeira face do guia de luz 301 e uma face oposta à mesma, indicada com a segunda face do guia de luz 302. A distância entre essas faces pode definir uma espessura ou altura do guia de luz 300, indicada com a referência h3 (o comprimento e a largura (vide também a Figura 2e) podem ser muito maiores que a altura). A segunda face 302 pode incluir uma camada reflexiva.

[0137] O primeiro elemento de camada 30 compreende uma camada óptica 310. A camada óptica 310 está em contato com pelo menos parte da primeira face do guia de luz 301. A camada óptica está em contato físico com ao menos parte da primeira face do guia de luz. Especificamente, a camada óptica 310 tem um primeiro índice de refração n1 menor que 1,36 a 280 nm. Adicionalmente, o guia de luz 300 compreende um material de guia de luz transmissivo de radiação UV 305 (como um silicone). A camada óptica 310 compreende um material de camada óptica 315. Esse material de camada óptica 315 é especialmente transmissivo de radiação UV, mas tem um índice de refração menor que o da água. Dessa maneira, a camada reduz o desacoplamento da radiação UV quando o elemento de guia de luz 1300 é aplicado em ambientes aquáticos e pode melhorar o desacoplamento da radiação em outras partes da primeira face do guia de luz. A camada óptica 310 é configurada no lado da janela a jusante 232. Aqui, a título de exemplo, o guia de luz 300 compreende estruturas ópticas 7. Essas podem estar dentro do guia ou nas faces do guia de luz 300. As estruturas ópticas 7 podem ser configuradas para fornecer uma distribuição uniforme da radiação UV 221 que escapa do elemento emissor de UV 210. Aqui, as fontes de luz 220 são mostradas como sendo compostas pelo elemento de guia de luz 1300; entretanto, isso não é necessariamente o caso (consultar também a Figura 2c).

[0138] O elemento de guia de luz 1300 em combinação com a(s) fonte(s) de luz 220 pode, por exemplo, ser usado como módulo de iluminação para anti-incrustação de uma superfície (protegida). Tal módulo pode compreender (dessa forma) pelo menos uma fonte de luz para gerar uma luz anti- incrustação, um meio óptico para distribuir pelo menos uma parte da luz anti-incrustação através do meio óptico, sendo que o meio óptico compreende uma superfície de emissão para emitir a luz anti-incrustação distribuída em uma direção oposta à superfície protegida quando o módulo de iluminação é disposto em, sobre e/ou próximo à superfície protegida. A superfície de emissão pode ser uma superfície substancialmente plana. A superfície de emissão é a janela de saída de radiação UV 230, incluindo o primeiro elemento de camada 30 / é a primeira face do guia de luz 301 incluindo o primeiro elemento de camada 30.

[0139] As Figuras 1b a 1d representam esquematicamente modalidades de um objeto 10 que, durante o uso, fica ao menos parcialmente submerso em água 2, vide a linha d'água 13. O objeto 10, como uma embarcação ou uma eclusa, consultar também abaixo, compreende adicionalmente um sistema antibioincrustação 200 que compreende um elemento emissor de UV 210, especialmente para aplicação de radiação UV 221 a uma parte 111 de uma superfície externa 11 do objeto 10, como um casco ou parte de um casco. Aqui são mostradas duas modalidades, nas quais o sistema antibioincrustação 200 ou, mais especificamente, o elemento emissor de UV 210, faz parte de uma superfície externa, e forma assim, de fato, parte da superfície externa (Figura 1a), ou nas quais o elemento emissor de UV 210 é configurado para irradiar a superfície externa e não forma, necessariamente, parte de uma superfície externa, como um casco de um navio (Figura 1c). Por exemplo, o objeto 10 é selecionado do grupo que consiste em uma embarcação 1 e um objeto de infraestrutura 15 (consultar também abaixo). A referência 400, entre outras da Figuras 1b, refere-se a um sistema de controle, que pode, em modalidades, controlar a(s) fonte(s) de luz 220 do sistema antibioincrustação 200.

[0140] O elemento emissor de UV 210 compreende uma ou mais fontes de luz 220 e pode ser, portanto, especificamente configurado para irradiar com a dita radiação UV 221 (durante um estágio de irradiação) uma ou mais dentre (i) a dita parte 111 da dita superfície externa 11 e (ii) a água adjacente à dita parte 111 da dita superfície externa 11. A variante anterior aplica-se especificamente à modalidade da Figura 1c, e a última modalidade aplica-se especificamente a ambas as modalidades das Figuras 1b a 1c. Deve-se observar, porém, que quando uma superfície externa do elemento emissor de UV 210 está configurada como superfície externa do objeto 10, obviamente a parte 111 é irradiada por si só com a radiação UV 221.

[0141] Portanto, o elemento emissor de UV 210 compreende uma janela de saída de radiação UV 230, e o elemento emissor de UV 210 é configurado para fornecer a dita radiação UV 221 a jusante da dita janela de saída de radiação UV 230 do dito elemento emissor de UV 210.

[0142] Conforme indicado acima, o termo “embarcação”, indicado pela referência 1, pode por exemplo referir-se a um barco ou navio (referência 10a na Figura 1d) etc., como um barco a vela, um navio-tanque, um navio de cruzeiro, um iate, uma balsa, um submarino (referência 10d na Figura 1d) etc., conforme esquematicamente indicado na Figura 1d. O termo “objeto de infraestrutura”, indicado pela referência 15, pode especificamente referir-se a aplicações aquáticas que são em geral dispostas de modo substancialmente estacionário, como uma represa/eclusa (referências 10e/10f na Figura 1d), um pontão (referência 10c na Figura 1d), uma plataforma de petróleo (referência 10b na Figura 1d) etc.

[0143] A Figura 1e representa esquematicamente, com mais detalhes, uma modalidade do sistema antibioincrustação 200, aqui a título de exemplo incluindo um sistema de controle integrado 300 e um sensor integrado 310.

[0144] A Figura 1f representa esquematicamente uma superfície externa 11 de um objeto 10, como uma parede de uma embarcação ou uma parede de um objeto de infraestrutura que tem, a título de exemplo, uma pluralidade de elementos emissores de UV 210 (aqui associados a um casco 21 de uma embarcação 1). Alternativa ou adicionalmente, pode ser aplicada uma pluralidade de sistemas antibioincrustação 200 funcionalmente acoplados ou de funcionamento independente.

[0145] A Figura 1f também representa esquematicamente a modalidade na qual o sistema antibioincrustação 200 compreende uma pluralidade de elementos emissores de UV 210 (com uma pluralidade de fontes de luz), uma pluralidade de janelas de saída de radiação 230 e uma pluralidade das ditas partes 111, sendo que a pluralidade de fontes de luz 220 é configurada para fornecer a dita radiação UV 221 através da dita pluralidade de janelas de saída de radiação 230 à dita pluralidade de partes 111, e sendo que a dita pluralidade de partes 111 é configurada em diferentes alturas do objeto 10, e sendo que o sistema de controle 300 é configurado para controlar individualmente as fontes de luz 220, como uma função das ditas informações de entrada. Por exemplo, em uma modalidade, o sistema de controle 300 pode ser configurado para controlar individualmente as fontes de luz 220 como uma função das posições das partes 111 da superfície externa 11 em relação à água.

[0146] A Figura 1g mostra esquematicamente uma modalidade em que uma embarcação 1, como a modalidade do objeto 10, compreende uma pluralidade de sistemas antibioincrustação 200 e/ou um ou mais desses sistemas antibioincrustação 200 compreendem uma pluralidade de elementos emissores de UV 210. Dependendo da altura do sistema específico antibioincrustação 200 e/ou da altura dos elementos emissores de UV 210, como em relação a uma (linha de) água, os respectivos elementos emissores de UV 210 podem ser ligados.

[0147] A Figura 1 h mostra uma modalidade de tela de arame em que as fontes de luz 210, como os LEDs UV, são dispostas em uma grade e conectadas em uma série de conexões paralelas. Os LEDs podem ser montados nos nós, seja por meio de soldagem, colagem ou qualquer outra técnica conhecida de conexão elétrica para conectar os LEDs às estruturas do tipo tela de arame. Um ou mais LEDs podem ser colocados em cada nó. Pode ser implementado acionamento por CC ou CA. Caso se use CA, então pode-se usar um par de LEDs em configuração antiparalela. O versado na técnica sabe que, em cada nó, mais de um par de LEDs na configuração antiparalela pode ser usado. O tamanho real da grade com estrutura de tela de arame e a distância entre os LEDs de UV na grade podem ser ajustados esticando-se a estrutura de fole. A grade com estrutura em tela de arame pode ser incorporada a um meio óptico. Acima, são descritas aplicações de prevenção especialmente ativas, sendo que o sistema antibioincrustação 200 desliga, ou desliga elementos emissores de UV 210 específicos ou fontes de luz 220 específicas, dependendo do contato com a água, um sinal de um sensor etc. Entretanto, alternativa ou adicionalmente, mensagens ou sinais de alerta também podem ser usados para avisar um indivíduo de perigo.

[0148] A Figura 2a representa esquematicamente uma modalidade em que a camada óptica 310 é uma camada óptica dotada de um padrão 310. Uma ou mais primeiras regiões 311 podem compreender o dito material de camada óptica 315 com uma espessura da primeira camada h1. Uma ou mais segundas regiões 312 podem compreender o dito material de camada óptica 315 com uma espessura da segunda camada h2 na faixa de 0 < h2< hl. Aqui, h2 / 0. Deve-se notar que as diferentes regiões podem compreender diferentes materiais de camada óptica 315 ou os mesmos materiais da camada óptica. Especialmente, quando toda a primeira face do guia de luz está em contato físico com a camada óptica 310, a camada óptica 310 compreende material de camada óptica transmissivo de radiação UV 315. A espessura da camada (h1 ou h1 e h2) pode depender da distância até a fonte de luz mais próxima; especificamente, mais próxima a uma fonte de luz hl / 0 e mais longe da fonte de luz nas modalidades h2 = 0. A transmissão da radiação UV através da camada óptica (isto é, através da altura h1 (e/ou h2) é especificamente de pelo menos 10%, como ainda mais especificamente de pelo menos 20%, como de pelo menos 40%, como na faixa de 40 a 95% ou mesmo maior (isto é, para radiação UV que não é direcionada de volta para o guia de luz 300). Isso é especialmente aplicado à radiação UV que se propaga em uma direção substancialmente perpendicular à primeira face do guia de luz 301 (em uma direção contrária ao guia de luz e, dessa forma, através da camada óptica com a altura de camada h1 indicada (ou h2; se houver)).

[0149] Adicionalmente, aqui a título de exemplo, uma primeira região e uma segunda região são indicadas. Podem ser aplicadas, também, mais de duas regiões diferentes.

[0150] A Figura 2b ilustra esquematicamente uma modalidade adicional. Entre outros, esse desenho ilustra esquematicamente uma camada óptica porosa 310. A camada óptica inclui poros ou cavidades, indicados com a referência 313. Estes podem ser preenchidos com um gás, como um gás nobre ou ar. Adicionalmente, o primeiro elemento de camada 30 compreende uma pilha de camadas 3 que compreende a dita camada óptica 310 e compreende adicionalmente uma segunda camada 320 em contato com pelo menos parte da dita camada óptica 310. Em modalidades, a segunda camada 320 é impermeável à água. Especialmente, quando a segunda camada cobre substancialmente toda a primeira face do guia de luz, a segunda camada 320 compreende um material de camada óptica transmissivo de radiação UV 325. Conforme indicado acima, a camada óptica pode ser configurada ao longo de toda a primeira face do guia de luz, como na Figura 2b, mas pode, em outras modalidades, também estar disponível em apenas parte da primeira face do guia de luz, como na Figura 1a.

[0151] A Figura 2c ilustra esquematicamente variantes em que a fonte de luz 220 é configurada externamente ao guia de luz 300 (esquerda) e configurada pelo menos parcialmente dentro do guia de luz 300. A fonte de luz 220 compreende uma face emissora de luz 227. Na última variante, a face emissora de luz 227 é configurada dentro do guia de luz 300.

[0152] A Figura 2d mostra esquematicamente uma modalidade em que o guia de luz 300 compreende uma cavidade fechada 350 preenchida com um líquido transmissivo de radiação UV 305a. O guia de luz 300 pode, nessa modalidade, compreender um primeiro material 305b, que compreende, especialmente, silicone. O primeiro material 305b pode definir a cavidade 350. Aqui, de fato, a camada óptica 310 pode definir a cavidade 350. O líquido transmissivo de radiação UV pode, por exemplo, compreender água desmineralizada. Se tal elemento de guia de luz 1300 for usado no sistema antibioincrustação, o sistema pode incluir uma bomba para mover, como circular, o líquido 305a. Tal bomba pode ser controlada pelo sistema de controle mencionado na presente invenção.

[0153] As Figuras 2e e 2f representam, muito esquematicamente, duas variantes do guia de luz 300, com uma placa alongada, como uma placa de silicone (que pode ser efetivamente um revestimento sobre um objeto), um canal ou sistema similar. O diâmetro deste último é definido como d1. A dimensão do diâmetro pode ser substancialmente igual àquelas aqui definidas para a altura h3 do guia de luz 300. No que diz respeito à primeira variante, o guia de luz pode ter uma altura substancialmente menor do que um comprimento ou uma largura, como pelo menos 5 vezes menor. Na Figura 2e, o comprimento da placa é indicado com a referência l1, e a largura é indicada com a referência w1. Especificamente, w1/h3 > 5 e l1/h3 > 5. A face de topo, aqui a primeira face do guia de luz 301 (camada óptica não indicada) pode ser usada como face de saída. A face oposta à primeira face do guia de luz 301 é indicada com a referência 302 e, aqui, é a face de fundo. Essa face pode incluir um refletor. A(s) borda(s) 303 pode(m) ser usada(s) para acoplar a radiação UV de luz ao guia de luz 300, presumindo-se fontes de luz externas ao guia de luz 300. Bordas não usadas, e/ou em modalidades nas quais as fontes de luz têm faces emissoras de luz dentro do guia de luz 300, a(s) borda(s) 303 pode(m) incluir material reflexivo. O comprimento do guia de luz 300 na Figura 2f é perpendicular ao diâmetro e ao longo de um eixo de alongamento do guia de luz. Portanto, o guia de luz pode, em modalidades, ser uma fibra.

[0154] A Figura 3 ilustra esquematicamente uma modalidade adicional do elemento de guia de luz 1300 e do sistema antibioincrustação 200, sendo que uma pluralidade de variantes é incluída, que podem ser independentemente usadas ou que podem ser aplicadas em combinação.

[0155] Por exemplo, nessa modalidade ilustrada esquematicamente, a fonte de luz 220 é ao menos parcialmente, aqui essencialmente totalmente, embutida no guia de luz 300. Portanto, a(s) fonte(s) de luz compreende(m) uma face emissora de luz 227, sendo que a face emissora de luz 227 é configurada dentro do guia de luz 300. Especificamente, a face emissora de luz é a matriz de uma fonte de luz de estado sólido (220).

[0156] Adicionalmente, o elemento de guia de luz 1300 compreende uma primeira pilha 30, que compreende pelo menos uma camada, aqui a título de exemplo duas camadas, sendo que uma primeira camada é a camada óptica 310, e sendo que uma segunda camada 320 pode, por exemplo, ser usada como camada protetora. A camada óptica 310 está em contato com a primeira superfície do guia de luz 301. O material da camada óptica 315 e o material da segunda camada, indicados com a referência 325, são especialmente transmissivos de radiação UV.

[0157] Alternativa ou adicionalmente, uma segunda pilha 130, que compreende pelo menos uma camada, aqui a título de exemplo, uma camada única, indicada como terceira camada 330, está disponível. A pilha de camadas, aqui a terceira camada 130, está em contato com a segunda superfície do guia de luz 301. A terceira camada pode compreender material da terceira camada 335, que pode, em modalidades, ser idêntico ao material da camada óptica 315, mas que, em outras modalidades, pode ser essencialmente reflexivo e/ou que pode, em outras modalidades, ser adesivo. Por exemplo, a terceira camada 330 pode ser aplicada para dispor o elemento de guia de luz 1300, mais precisamente, a camada de guia de luz 300 para uma superfície externa 11 de um objeto.

[0158] O guia de luz 300 tem uma primeira superfície do guia de luz 301. Quando o primeiro elemento da camada 30 está disponível, a superfície externa do elemento de guia de luz 1300 é agora efetivamente uma superfície de uma camada externa, aqui indicada como 1301. Portanto, a referência 1301 indica uma camada externa do elemento de guia de luz 1300. A janela de saída de radiação pode ser considerada como a camada (pilha) entre a primeira superfície do guia de luz 301 e a camada externa 1301.

[0159] Portanto, pode haver uma camada superior ou uma folha metálica superior e/ou pode haver uma camada inferior ou uma folha metálica superior. A primeira pode ser indicada, de modo mais geral, como uma camada óptica ou pode ser compreendida, de modo mais geral, por uma pilha de camadas. Essa última pode ser indicada, de modo mais geral, como uma terceira camada ou pode ser compreendida, de modo mais geral, por uma segunda pilha de camadas.

[0160] A folha metálica/camada superior pode ser especialmente aplicada para proteger o veículo de luz contra danos mecânicos. Além disso, pode ser suficientemente transparente à UVC.

[0161] A camada óptica, ou a (primeira) pilha de camadas pode fornecer proteção contra a intrusão química de moléculas indesejadas que podem destruir a transparência do veículo de luz.

[0162] A segunda camada pode ter especialmente uma boa resistência contra ruptura. A segunda camada pode ter um índice de refração mais baixo em comparação com o silicone para propagar a luz UVC mais além através do silicone antes de ser emitida para a superfície. Isso se torna mais importante se a camada de silicone for muito delgada (< 2 mm) ou se o silicone for altamente transparente. Esse efeito também pode ser obtido pela adição de uma camada de sol-gel, conforme a modalidade da camada óptica, entre o veículo de luz e a folha metálica superior (vide também acima).

[0163] A folha inferior pode ser especialmente aplicada para refletir luz de volta para a superfície, no guia de luz. A terceira camada pode ser uma interface química que possibilita a fixação de outras camadas à mesma no lado inferior, como estruturas de chumbo que transportam os fios e componentes eletrônicos.

[0164] A terceira camada pode ter um índice de refração mais baixo em comparação com o silicone para propagar a luz UVC mais além através do silicone antes de ser emitida para a superfície. Esse efeito também pode ser obtido pela adição de uma camada de sol-gel (veja também acima), conforme a modalidade da camada óptica, entre o veículo de luz e a terceira camada.

[0165] Os materiais adequados para a segunda camada ou para a terceira camada ou para ambas a segunda camada e a terceira camada podem ser selecionados dentre o grupo de PET (tereftalato de polietileno) e FEP (etileno- propileno fluorado). Outros materiais também podem ser possíveis, como um ou mais dentre etileno fluorado, propileno fluorado, etileno-propileno fluorado e acetato de propileno fluorado. Alternativa ou adicionalmente, materiais adequados para a segunda camada ou para a terceira camada ou para ambas a segunda camada e a terceira camada podem ser selecionados a partir de materiais de silicone (mas diferentes do material de guia de luz nas modalidades em que o material de guia de luz também compreende um silicone). Os materiais da segunda camada e da terceira camada podem ser diferentes.

[0166] O termo “pluralidade” se refere especificamente a dois ou mais.

[0167] O termo “substancialmente” usado na presente invenção, como em “substancialmente toda a luz ” ou em “consiste substancialmente”, será entendido pelo versado na técnica. O termo “substancialmente” pode incluir também modalidades com “totalmente”, “completamente”, “todo” etc. Por esse motivo, em algumas modalidades, o advérbio “substancialmente” pode também ser removido. Onde for aplicável, o termo “substancialmente” pode se referir também a 90% ou mais, como 95% ou mais, especialmente, 99% ou mais, até mesmo mais especialmente, 99,5% ou mais, inclusive 100%. O termo “que compreende” inclui, também, modalidades em que o termo “que compreende” significa “consiste em”. O termo “e/ou” se refere especificamente a um ou mais dos itens mencionados antes e depois de “e/ou”. Por exemplo, uma frase “item 1 e/ou item 2” e frases similares podem estar relacionadas a um ou mais dentre o item 1 e o item 2. O termo “que compreende” pode, em uma modalidade, referir-se a “que consiste em”, mas em uma outra modalidade pode se referir também a “que contém ao menos as espécies definidas e opcionalmente uma ou mais outras espécies”.

[0168] Além disso, os termos “primeiro”, “segundo”, “terceiro” e similares, na descrição e nas reivindicações, são usados para distinguir elementos similares e não necessariamente para descrever uma ordem sequencial ou cronológica. Deve-se entender que os termos assim usados são intercambiáveis sob circunstâncias adequadas, e que as modalidades da invenção descritas neste documento podem ser praticadas em outras sequências, diferentes das descritas ou ilustradas neste documento.

[0169] Os dispositivos neste documento são, dentre outros, descritos durante a operação. Conforme ficará evidente para o versado na técnica, a invenção não se limita a métodos de operação ou dispositivos em operação.

[0170] Deve-se notar que as modalidades mencionadas acima ilustram a invenção ao invés de limitá-la, e que os versados na técnica serão capazes de projetar muitas modalidades alternativas, sem se afastarem do escopo das reivindicações anexas. Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não devem ser interpretados como limitadores da reivindicação. O uso do verbo “compreender” e suas conjugações não excluem a presença de elementos ou etapas além dos mencionados em uma reivindicação. O artigo indefinido “um” ou “uma” que precede um elemento não exclui a presença de uma pluralidade desses elementos. A invenção pode ser implementada por meio de hardware que compreende vários elementos distintos, e por meio de um computador programado adequadamente. Na reivindicação de dispositivo que enumera vários meios, vários desses meios podem ser incorporados por um único item de hardware. 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.

[0171] A invenção se aplica, adicionalmente, a um dispositivo que compreende um ou mais dos recursos caracterizadores descritos na descrição e/ou mostrados nos desenhos anexos. A invenção se refere adicionalmente a um método ou processo que compreende um ou mais dos recursos caracterizantes descritos na descrição e/ou mostrados nos desenhos anexos.

[0172] Os vários aspectos discutidos nesta patente podem ser combinados a fim de fornecer vantagens adicionais. Além disso, alguns dos recursos podem formar a base para um ou mais pedidos divisionais.

Claims

1. ELEMENTO DE GUIA DE LUZ (1300), que compreende um guia de luz (300), caracterizado pelo guia de luz (300) compreender uma primeira face do guia de luz (301) e uma segunda face do guia de luz (302) com material de guia de luz transmissivo de radiação UV (305) entre a primeira face do guia de luz (301) e a segunda face do guia de luz (302), sendo que o guia de luz (300) compreende um silicone, sendo que o elemento de guia de luz (1300) compreende adicionalmente um ou mais dentre: (i) um primeiro elemento de camada (30) em contato com a primeira face do guia de luz (301), sendo que o primeiro elemento de camada (30) é transmissivo de radiação UV; em que o primeiro elemento de camada (30) compreende uma camada óptica (310), em que um índice de refração da camada óptica é pelo menos 2% menor do que um índice de refração da água do mar; e (ii) um segundo elemento de camada (130) em contato com a segunda face do guia de luz (301), sendo que o segundo elemento de camada (130) é protetora do guia de luz (300).

2. ELEMENTO (1300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo elemento de guia de luz (1300) compreender pelo menos o primeiro elemento de camada (30), sendo que o primeiro elemento de camada (30) compreende uma primeira camada que compreende um ou mais dentre (a) um silicone e (b) um fluoropolímero, sendo que a primeira camada e o guia de luz (300) têm uma composição diferente.

3. ELEMENTO (1300), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela primeira camada compreender um ou mais dentre etileno fluorado, propileno fluorado, etileno-propileno fluorado e acetato de propileno fluorado.

4. ELEMENTO (1300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela primeira camada compreender um silicone que tem uma resistência mecânica maior que a do guia de luz (300).

5. ELEMENTO (1300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo primeiro elemento de camada (30) ter uma ou mais funcionalidades selecionadas do grupo que consiste em (a) parcialmente reflexiva de radiação UV, (b) de reforço do elemento de guia de luz (1300) e (c) protetora do guia de luz (300); em que o segundo elemento de camada (130) tem uma ou mais funcionalidades selecionadas do grupo que consiste em (a) reflexivo para radiação UV, (b) adesivo para aderir o guia de luz (300) a um objeto, e (c) reforçar o elemento de guia de luz (1300).

6. ELEMENTO (1300), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo primeiro elemento de camada (30) ser configurado para impedir a entrada de moléculas orgânicas absorventes de luz UV no guia de luz (300) e pelo primeiro elemento de camada (30) ter um ou mais dentre (i) uma força de compressão maior, (ii) um módulo tangencial maior e (iii) uma robustez maior que os do guia de luz (300).

7. ELEMENTO (1300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela dita camada óptica (310) estar em contato com pelo menos uma parte da primeira face do guia de luz (301), sendo que a camada óptica (310) compreende material de camada óptica (315), sendo que a camada óptica (310) tem um primeiro índice de refração (n1) menor do que 1,36 a 280 nm, sendo que a camada óptica (310) é uma camada óptica porosa (310) que tem uma porosidade na faixa de 5 a 70% e sendo que o material da camada óptica (315) compreende um material de sol-gel.

8. ELEMENTO (1300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por compreender pelo menos o segundo elemento de camada (130), sendo que o segundo elemento de camada (130) compreende uma ou mais camadas do segundo elemento de camada (330) tendo uma ou mais funcionalidades selecionadas do grupo que consiste em (a) reflexiva de radiação UV e (b) adesiva para aderir o guia de luz (300) a um objeto.

9. ELEMENTO (1300), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por ambos os elementos de camada (30,130) compreenderem uma camada que tem um índice de refração menor que o do guia de luz (300).

10. SISTEMA ANTIBIOINCRUSTAÇÃO (200), que compreende o elemento de guia de luz (1300) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9 e uma fonte de luz (220), caracterizado pelo sistema antibioincrustação (200) compreender uma janela de saída de radiação (230) que compreende a dita primeira face do guia de luz (301), sendo que a fonte de luz (220) é configurada para fornecer a dita radiação UV (221) para o guia de luz (300), e sendo que a janela de saída de radiação (230) é configurada para transmitir ao menos parte da dita radiação UV (221).

11. SISTEMA (200), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela fonte de luz (227) compreender uma face emissora de luz (227), sendo que a face emissora de luz (227) é configurada dentro do guia de luz (300), sendo que uma distância (h3) entre a primeira face do guia de luz (301) e a segunda face do guia de luz (302) define uma espessura do guia de luz (300), sendo que a espessura (h3) tem no máximo 5 mm, sendo que o elemento de guia de luz (1300) compreende o primeiro elemento de camada (30) e o segundo elemento de camada (130), e sendo que um ou mais dentre o primeiro elemento de camada (30) e o segundo elemento de camada (130) compreendem uma camada que compreende um ou mais dentre etileno fluorado, propileno fluorado, etileno-propileno fluorado e acetato de propileno fluorado.

12. OBJETO (10), caracterizado por compreender uma superfície externa (11) e o sistema antibioincrustação (200) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 10 e 11, associados à superfície externa (11).

13. OBJETO (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo elemento de guia de luz (1300) compreender o segundo elemento de camada em contato com a segunda face do guia de luz (301), sendo que o segundo elemento de camada (130) compreende uma primeira camada adesiva (332) em contato com a superfície externa (11).

14. MÉTODO PARA PREVENIR E/OU REDUZIR A BIOINCRUSTAÇÃO, em uma superfície (1301) de um elemento de guia de luz (1300) associado à superfície externa (11) do objeto (10) conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores 12 ou 13, sendo que o método é caracterizado por compreender gerar radiação UV (221) e fornecer dita radiação UV (221) à superfície (1301) enquanto pelo menos parte da radiação UV (221) escapa do elemento de guia de luz (1300) através da superfície (1301).