BR112019008042B1

BR112019008042B1 - Estrutura flutuante de amarração

Info

Publication number: BR112019008042B1
Application number: BR112019008042-2A
Authority: BR
Inventors: Andrés Quinta Cortinas
Original assignee: Espanola De Plataformas Marinas, S. L.
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2023-01-31
Also published as: US20200055568A1; ES2932605T3; AU2017351887B2; DK3530112T3; EP3530112A1; AR109874A1; MX2019004587A; PE20190872A1; CA3041180A1; CO2019004917A2; BR112019008042A2; WO2018078210A1; ES2665306A1; CL2019001109A1; EP3530112A4; ZA201903088B; EP3530112B1; US10981630B2; ES2665306B1; AU2017351887A1

Abstract

A invenção refere-se a uma estrutura flutuante de amarração e inclui uma rede integrada através de uma primeira pluralidade de tubos (1), paralelos equidistantes, atravessados em cima por tubos (2) da segunda pluralidade de tubos (2) e atravessados embaixo pelos tubos (3) da terceira pluralidade de tubos (3). Também inclui vigas perimetrais de atracamento (7), (7?) e tanques de flutuação (9) e (10) adicionais com defensas de amortecimento (13) e com tubos de respiro (11), que contribuem para estabilizar a estrutura e o uso como postes de amarração (12) e (12?) para as embarcações.

Description

ESCOPO TÉCNICO

[0001] A invenção refere-se a uma estrutura flutuante de amarração de uso em ambiente aquático. Mais particularmente, a estrutura será utilizada como elemento único ou modular na formação de estruturas flutuantes que facilitem o atracamento e amarração de embarcações. A invenção admite aperfeiçoamento com complementos e acessórios adequados, por exemplo, para a formação de plataformas marítimas de apoio, ou armazenamento, ou transporte de pessoas ou coisas, ou como uma balsa de cultivo submersível ou que possa ser submersa para preservar o cultivo e elevada à superfície para coletar o cultivo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] São conhecidas estruturas flutuantes usadas como docas flutuantes na atracação de embarcações, que podem ser ancoradas ao fundo do mar. Algumas delas são usadas no suporte e transporte de mercadorias ou são complementadas com redes ou gaiolas nas quais espécies marinhas são confinadas para seu crescimento. Outras estruturas incorporam vigas com cordas perpendiculares que afundam na água e nas quais aderem para seu crescimento determinadas espécies marinhas, normalmente moluscos bivalves, mexilhões ou ostras. Em ambas, as tensões de tração e compressão que as ondas exercem sobre elas causam esforços cortantes em seus componentes e esforços de torção, originando problemas de flutuação e estabilidade, juntamente com trincas e rupturas, frequentes no caso de vigas, normalmente originados pela fadiga dos materiais que as formam e das ligações que as relacionam.

[0003] O documento ES 2387769 divulga uma estrutura flutuante fabricada com uma rede de tubos de diferentes diâmetros, na qual os tubos de menor diâmetro estendem-se longitudinalmente na estrutura e atravessam a porção semicilíndrica superior dos tubos de diâmetro maior que se estendem transversalmente na estrutura. Com tal concepção, a linha de flutuação da estrutura é descendente e os movimentos de torção que os tubos tendem a sofrer são compensados pelo empuxo descendente vertical procurado pela carga. Além disso, melhora-se a estabilidade da estrutura, evita-se a inclinação e as uniões entre os tubos oferecem maior resistência à ruptura ou laceração.

[0004] Neste tipo de estruturas flutuantes, particularmente nas estruturas usadas como balsas de cultivo, o atracamento das embarcações é realizado trazendo a embarcação para as laterais que são usadas como vigas de atracamento. Na ancoragem e contato das embarcações com a estrutura, além de existir um desnível nas proximidades do encontro entre ambas, que se torna extremo quando há tempestades, são produzidos repetidos contatos que provocam o desprendimento de grande parte da carga do cultivo e isso exige uma solução que absorva a energia provocada no momento do encontro, para manter o cultivo.

[0005] Os riscos de deformação ou rupturas na absorção da energia cinética das embarcações são frequentes e graves, de modo que é necessário prevenir tais riscos com a incorporação de sistemas de deformação elástica, evidentemente limitada, por exemplo, amortecedores, pneus ou coxins elásticos, ou outros amortecedores de construção sólida, mais volumosos, pesados e custosos.

OBJETO DA INVENÇÃO

[0006] Esse tipo de estrutura exige melhorias em sua estabilidade contra o movimento marítimo e em relação ao atracamento e amarração das embarcações, quando são usadas em águas abertas. Portanto, um dos objetos da invenção é aperfeiçoar o atracamento e a amarração de embarcações em uma estrutura flutuante, que possa ser ampliada, por exemplo, como uma plataforma de suporte e transporte de pessoas ou mercadorias ou para criação e cultivo de espécies marinhas. Também é objeto da invenção melhorar ainda mais a navegabilidade e estabilidade de uma estrutura flutuante contra a oscilação das ondas e assegurar sua melhor flutuabilidade, com ou sem carga.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0007] Estes e outros objetivos são cumpridos com a estrutura flutuante de amarração proposta, que pode ser submersa e elevada para facilitar o atracamento e a amarração de embarcações em seu perímetro, ancoradas ou em movimento, e que também possa, por exemplo, ser aperfeiçoada como uma plataforma de suporte e transporte de pessoas e/ou produtos ou como uma plataforma ou balsa para criação e cultivo de espécies marinhas.Tal plataforma poderá ser rebocada ou completada com motores náuticos para seu deslocamento e, além disso, deverá ter alta resistência ao ataque marítimo e manter sua flutuabilidade, com ou sem carga, evitando tombamentos.

[0008] Consequentemente, foi projetada uma estrutura flutuante convencionalmente formada por uma rede de tubos de polímeros plásticos ou ligas metálicas estáveis em intempéries. A rede está integrada em uma primeira pluralidade de tubos de flutuação de um mesmo diâmetro, dispostos longitudinalmente paralelos, preferencialmente equidistantes, e usinados com alinhamentos dos furos que se estendem longitudinais na porção semicilíndrica superior de sua periferia. Os alinhamentos longitudinais dos furos nos tubos da tal primeira pluralidade de tubos respectivamente opostos uns aos outros, de modo que os pares de furos em cada alinhamento fiquem alinhados aos pares de furos correspondentes dos alinhamentos restantes e portanto, todos os pares de furos correspondentes opostos aos tubos da primeira pluralidade de tubos são atravessados pelos tubos correspondentes de uma segunda pluralidade de tubos de igual diâmetro entre si, embora de diâmetro menor que o diâmetro dos tubos principais. A conexão entre os tubos contribui para enrijecer a rede e para dissipar as vibrações que o movimento ondulatório das águas transmite à estrutura, evitando também a concentração de tensões de ruptura nos pontos de conexão entre os tubos. Com tal disposição, a linha de flutuação da estrutura encontra-se na altura do meio de sua espessura e os movimentos de torção que os tubos tendem a sofrer são compensados pelo empuxo vertical descendente procurado pela carga do cultivo.

[0009] Se obtém mais estabilidade para a estrutura, de acordo com a invenção, incorporando na zona inferior da estrutura uma terceira pluralidade de tubos para lastro. Para isso, os tubos da primeira pluralidade de tubos são instalados com alinhamento de pares de furos estendidos longitudinalmente nas zonas opostas de sua periferia. Os tubos da terceira pluralidade de tubos são instalados espaçados verticalmente, estendidos longitudinalmente paralelos abaixo dos tubos da segunda pluralidade de tubos, conectados entre si por distanciadores tubulares, que permitem a comunicação interna entre os tubos que integram a segunda e a terceira pluralidade de tubos. Cada tubo da terceira pluralidade de tubos passa transversalmente nos pares de furos correspondentes opostos em ambas as extremidades da linha imaginária que se estende transversal ao eixo longitudinal dos tubos da primeira pluralidade de tubos na zona inferior da estrutura, ou seja, por debaixo do plano horizontal que o divide em duas porções semicilíndricas.

[0010] A rede de tubos de flutuação inclui uma cerca perimetral cujas laterais funcionam como vigas de atracamento, preferencialmente tubulares e de diâmetro e espessura de parede suficiente para suportar os esforços mecânicos a que serão submetidas. Pelo menos as vigas de atracamento nas duas laterais opostas da cerca perimetral são formadas com um alinhamento de furos para a conexão das bocas das extremidades dos tubos da segunda e da terceira pluralidade de tubos, a fim de obter sua comunicação interna.

[0011] A estrutura flutuante de amarração inclui tanques de flutuação que são inseridos, distanciados longitudinalmente em vigas unitárias de atracamento ou em pares de vigas unitárias de atracamento dispostas em pelos menos duas laterais opostas da estrutura. Preferencialmente, os tais tanques de flutuação são inseridos verticalmente nas vigas de atracamento e uma região de sua parede periférica é usada como fechamento das bocas dos tubos da primeira pluralidade de tubos que se estende entre as laterais opostas na estrutura, conferindo maior resistência à estrutura.

[0012] Os segundos tanques de flutuação são instalados nos cantos da estrutura. Neles são inseridas as extremidades das vigas de atracamento adjacentes, mantendo-as seguras. Estes segundos tanques de flutuação, preferencialmente verticais em sua disposição nos cantos da estrutura, são conectados aos tubos da extremidade da primeira pluralidade de tubos através de extensões, contribuindo as conexões para enrijecer a estrutura.

[0013] Com o objetivo de facilitar reparos da estrutura, no caso de rupturas previsíveis, os cantos da estrutura também podem ser instalados como porções de canto independentes, que compreendam os tais segundos tanques de flutuação, e extensões tubulares que serão usadas para sua conexão posterior, com flange ou solda, às extremidades das vigas de atracamento adjacentes aos tubos da primeira pluralidade de tubos situados nas extremidades da estrutura.

[0014] Os tais primeiros e segundos tanques de flutuação e sua disposição na estrutura evitam desníveis no atracamento das embarcações, neutralizam o rebote das embarcações em frente à estrutura, melhorando o encontro e estabilizando o atracamento. Incorporam defensas amortecedoras de impactos, tais como perfis de borracha, bandas de pneu etc., que envolvam parcial ou totalmente a periferia dos tanques de flutuação em frente ao atracamento das embarcações. Adicionalmente, incorporam tubos de diâmetro menor para uso como sifões ou respiradouros, que colaboram para estabilizar a estrutura contra correntes marinhas, ondas agitadas e nos movimentos ascendentes ou descendentes da estrutura em relação à superfície do mar. Tais tubos se estendem verticalmente sobre os tanques para que seu prolongamento facilite o uso como postes de amarração.

[0015] Os tubos respiradores também colaboram na estabilização da estrutura flutuante em sua emersão ou imersão e frente às correntes marinhas e ondas agitadas ao serem dispostos, embora com extensão longitudinal menor do que os tubos para uso como postes de amarração, atravessando zonas periféricas verticalmente opostas dos tubos da primeira pluralidade de tubos e centralizados verticalmente em relação às partes de conexão dos tubos da segunda e terceira pluralidade de tubos, dentro dos tubos da primeira pluralidade de tubos, contribuindo também para minimizar a fadiga das conexões frente ao ataque marinho, evitando o giro e o deslocamento entre os tubos e reduzindo a criação de trincas e rupturas nas soldas das uniões.

[0016] É evidente, conforme já mencionado, complementar a estrutura para seu uso, por exemplo, como plataforma de cultivo fechando uma parte dos tubos, ou todos os tubos que integram as vigas da estrutura, mediante o fechamento em suas extremidades, que pode ser hidrodinâmica ou não, e/ou compartimentar com divisórias todos ou parte dos tubos da estrutura e até equipar uma estrutura com um sistema de válvulas que permita a drenagem e inundação seletiva dos compartimentos, de modo que ela possa ser usada como uma plataforma submersível. Também é evidente completar a estrutura para seu uso posterior com barras ou outros suportes para as cordas de cultivo, ou com âncoras ou suportes para as jaulas e redes de criação serem carregadas, ou passadiços para os operadores, reforços laterais de amarração, meios de controle, direcionais, estabilizantes, niveladores e/ou sinalizadores ou outros elementos característicos deste tipo de plataformas. Em determinados casos e para reduzir ao mínimo possíveis efeitos da exposição ambiental, pode ser conveniente equipar as superfícies da estrutura com um revestimento protetor, como uma pintura resistente ou similar.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] Um exemplo de realização, não limitante, de uma estrutura flutuante de amarração a ser aprimorada como uma balsa de cultivo, é mostrado nos desenhos anexos, nos quais:

[0018] a Figura 1 é uma vista de cima da estrutura flutuante de amarração;

[0019] a Figura 2 é uma vista em perspectiva da estrutura flutuante em correspondência com a Figura 1;

[0020] a Figura 3 mostra, em escala ampliada, um detalhe da rede de tubos na estrutura flutuante de amarração;

[0021] a Figura 4 ilustra, em correspondência com a Figura 1, um exemplo adicional do desenho em perspectiva da estrutura flutuante com pares de vigas de amarração;

[0022] a Figura 5 ilustra um exemplo adicional que mostra um detalhe parcial de uma porção de canto e sua conexão à estrutura flutuante de amarração.

REALIZAÇÃO PREFERENCIAL DA INVENÇÃO

[0023] Em uma realização preferencial da invenção, é proporcionada uma estrutura flutuante de amarração essencialmente formada com materiais plásticos de alta resistência à degradação marinha e baixa densidade, polietileno no exemplo proposto.

[0024] Com referência à Figura 1, a estrutura flutuante de amarração se observa em plano retangular no exemplo e proporcional com a primeira pluralidade de tubos (1), de diâmetro compreendido entre 800 e 1200 milímetros, atravessada pela segunda pluralidade de tubos (2) e, como ilustra a Figura 4, também atravessada inferiormente pela terceira pluralidade de tubos (3), que dota a estrutura de maior estabilidade após ser lastreada. Ambas as pluralidades de tubos (2) e (3) com um diâmetro sensivelmente inferior compreendido entre 100 e 350 milímetros.

[0025] Como também mostra a Figura 3, cada tubo (1) da primeira pluralidade de tubos (1) inclui alinhamentos de pares de furos (4, 4’) e (5, 5’) estendidos longitudinalmente entre zonas opostas, superior e inferior, da periferia de cada tubo (1) e em oposição verticalmente aos pares de furos (4, 4’) e (5, 5), de modo que os furos 4 e 5, assim como os furos 4’ e 5’ também resultam-se recíproca e verticalmente em oposição. Os furos são equidistantes em cada par de furos (4, 4’) e (5, 5’). Cada par de furos equidistantes (4, 4’) no alinhamento de pares de furos (4, 4’) presente na zona superior de cada tubo (1) será atravessado por um tubo (2) da segunda pluralidade de tubos (2) e cada par de furos equidistantes (5, 5’) no alinhamento dos pares de furos (5, 5’) presente na zona inferior de cada tubo (1) será atravessado por um tubo (3) da terceira pluralidade de tubos (3), proporcionando as respectivas partes de conexão (2’) e (3’) dos tubos (2) e (3) dentro do tubo (1). As respectivas extremidades das partes de conexão (2’) e (3’) estão soldadas às periferias dos furos (4, 4’) e (5, 5’) que respectivamente atravessam por cima e por baixo o tubo (1), formando um único e sólido bloco no qual os tubos (1) da primeira pluralidade de tubos (1) são mantidos longitudinalmente equidistantes e paralelos entre si pelos tubos da segunda (2) e da terceira (3) pluralidade de tubos.

[0026] Cada tubo (3) da terceira pluralidade de tubos (3) passa transversalmente nos pares de furos correspondentes (5, 5’) opostos em ambas as extremidades da linha imaginária que se estende transversalmente ao eixo longitudinal dos tubos (1) da primeira pluralidade de tubos (1) na zona inferior da estrutura, ou seja, por debaixo do plano horizontal que divide o tubo (1) em duas porções semicilíndricas. Além disso, cada tubo da terceira pluralidade de tubos (3) fica estendido longitudinalmente em paralelo e abaixo de um tubo correspondente (2) da segunda pluralidade de tubos (2) e os tubos (2) e (3) conectados por espaçadores (6) tubulares como no exemplo, para permitir a comunicação interna entre os tubos (2) e (3), se for o caso.

[0027] A estrutura flutuante inclui, flanqueando a rede formada pelos tubos (1), (2) e (3), uma cerca, cujo perímetro é formado com vigas de atracamento (7) e (7') que, como mostram respectivamente as Figuras 2 e 4, são exemplificadas como vigas de atracamento unitárias (7) ou pares de vigas de atracamento unitárias (7, 7'), superior (7) e inferior (7'), ambas providas com alinhamentos de furos (8) nos quais são conectados os tubos (2) e (3) correspondentes.

[0028] As bocas das extremidades dos tubos (2) conectadas nos furos (8) alinhadas nas vigas de atracamento unitárias (7) ou nos furos (8) nas vigas de atracamento (7) superiores nos pares de vigas de atracamento (7, 7') opostas na cerca perimetral de atracamento e de modo que exista comunicação interna entre todos. As bocas das extremidades dos tubos (3) se conectam nos furos (8) alinhados nas vigas (7'), instaladas abaixo dos pares de vigas de atracamento (7, 7') na cerca perimetral de atracamento.

[0029] Os primeiros tanques de flutuação (9) ficam instalados nas laterais opostas da estrutura, inseridos em disposição vertical e fixados equidistantes em vigas de atracamento (7) como mostra a Figura 2, ou em pares de vigas de atracamento (7, 7') como é observado na Figura 4 e dispostos contra as bocas dos tubos (1) para sua conexão e fechamento. Os segundos tanques de flutuação (10), de volume maior do que os tanques de flutuação (9), podem ser vistos verticalmente nos cantos da estrutura, conectando as extremidades das vigas de atracamento (7), (Figura 2), ou as extremidades dos pares adjacentes de vigas de atracamento (7, 7'), (Figura 4), inseridas em seu interior.

[0030] Como mostra melhor a Figura 3, os tubos de respiro (11) atravessam centralmente as respectivas partes de conexão (2’) e (3’) dos tubos (2) e (3) dentro dos tubos (1) e zonas periféricas opostas dos tubos (1), fortalecendo a união. Os tubos respiradores (11) se prolongam verticalmente sobre os tanques de flutuação (9) e (10) e sua prolongação será usada como postes de amarração (12) e (12’). Os postes de amarração e respiros (12) estão conectados verticalmente na periferia dos tanques (9), na medida em que os postes de amarração e os respiros (12’) atravessam os tanques de flutuação (10) através de suas bases superiores e inferiores.

[0031] Os tais primeiros (9) e segundos (10) tanques de flutuação são equipados com defensas (13) de amortecimento, formadas no exemplo com perfis de borracha que envolvem parte de sua periferia.

[0032] Em uma realização adicional ilustrada de modo esquemático na Figura 5, a estrutura flutuante de amarração mostra porções de canto que incluem tanques de flutuação (10) com extensões tubulares (14) formadas com peças de conexão (15) para união posterior, com flange ou solda, às vigas de atracamento (7, 7') e aos tubos (1) da primeira pluralidade de tubos próximos na estrutura.

[0033] A estrutura flutuante de amarração a ser aprimorada como balsa de cultivo deverá ser completada conforme as técnicas em uso, por exemplo, com a incorporação de meios direcionais e de controle, além de estabilizadores e niveladores, tais como compartimentação com divisórias em todos ou em parte dos tubos, sistema de válvulas de drenagem e inundação ou outros, como boias de sinalização, âncoras e suportes para redes e gaiolas ou qualquer outro elemento característico deste tipo de plataforma.

Claims

1. Estrutura flutuante de amarração, compreendendo: uma estrutura composta de uma primeira pluralidade de tubos (1) paralelos entre si e de uma segunda pluralidade de tubos (2) paralelos entre si, em que cada tubo da primeira pluralidade de tubos (1) é fornecido com um par de orifícios (4, 4 ') que se estendem longitudinalmente em sua periferia, em que os respectivos pares de orifícios (4, 4 ') opostos uns aos outros nos tubos da primeira pluralidade de tubos (1) são cruzados por tubos correspondentes da segunda pluralidade de tubos (2) para formar uma estrutura; a referida estrutura compreendendo ainda o primeiro (9) e o segundo (10) tanques de flutuação e vigas de amarração de perímetro (7), caracterizadas por: compreender uma terceira pluralidade de tubos (3) paralelos entre si que se estendem em uma maneira correspondente sob a segunda pluralidade de tubos (2), os tubos na segunda pluralidade de tubos (2) e os tubos na terceira pluralidade de tubos (3) sendo paralelos e sendo longitudinalmente mantidos separados por espaçadores (6) que os conectam, sendo que os tubos da terceira pluralidade de tubos (3) passa através dos respectivos pares de orifícios (5, 5 ') fornecidos nas extremidades de uma linha que se estende transversalmente ao eixo longitudinal de cada tubo na primeira pluralidade de tubos (1) sob o plano horizontal que o divide em duas porções semicilíndricas, e em que os pares de orifícios voltados um para o outro (5, 5 ') na pluralidade de tubos (1) são respectivamente atravessados por tubos correspondentes (3) da referida terceira pluralidade de tubos (3); e em que os primeiros tanques de flutuação (9) são fornecidos nas vigas de amarração (7, 7 ') em pelo menos duas laterais opostas no perímetro da estrutura, e são longitudinalmente espaçados, dispostos verticalmente e conectados aos tubos da primeira pluralidade de tubos (1), em cada um destes, pelo menos dois lados de modo a vedar os tubos da primeira pluralidade de tubos (1); e em que os segundos tanques de flutuação (10) estão conectados com os tubos na primeira pluralidade de tubos (1) através de extensões tubulares (14) de modo a garantir a conexão das extremidades das vigas de amarração adjacentes (7, 7 ').

2. Estrutura flutuante de amarração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as bocas nas extremidades dos tubos da segunda pluralidade de tubos (2) estão conectadas nos furos (8) alinhados nas vigas de amarração (7, 7 ') voltados um para o outro no perímetro de amarração.

3. Estrutura flutuante de amarração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os tais primeiro (9) e segundo (10) tanques de flutuação compõem as defensas de absorção de choque (13) que circundam a periferia, ou pelo menos parte da periferia da estrutura de amarração.

4. Estrutura flutuante de amarração, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende ainda: tubos de respiro (11) que cruzam as respectivas peças de conexão (2') e (3') de cada tubo na segunda pluralidade de tubos (2) e de cada tubo na terceira pluralidade de tubos (3) e de zonas periféricas verticalmente opostas de cada tubo na primeira pluralidade de tubos (1).

5. Estrutura flutuante de amarração, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que tubos de respiro (11) estendem-se verticalmente sobre o topo dos tais primeiro (9) e segundo (10) tanques de flutuação para atuar como postes de amarração (12, 12').