BRPI0801947B1

BRPI0801947B1 - Sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d' água

Info

Publication number: BRPI0801947B1
Application number: BRPI0801947-9A
Authority: BR
Inventors: João Carlos Gomes de Oliveira; Procópio Gomes De Oliveira Netto; Felipe GOMES DE OLIVEIRA
Original assignee: Dt Engenharia De Empreendimentos Ltda.
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2019-02-26
Also published as: BRPI0801947A2; BRPI0801947A8

Abstract

sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d'água. compreendendo duas ou mais vigas rígidas (1) paralelas entre si, dispostas transversalmente em relação ao curso d'água (ca) e acopladas a margem (ml) do curso d'água (ca) por meio de duas rótulas mestras (2), sendo cada uma disposta para cada viga; ditas rótulas mestras (2) deslocam-se em torno do ponto onde foram instaladas e permitem a movimentação do conjunto flutuante modular (3) tanto no plano vertical como através de rotação no plano horizontal; sendo que entre as vigas rígidas (1) são fixados os flutuantes modulares (3a) dos conjuntos flutuantes modulares (3) através de articulações (4) que permitem que as vigas rígidas fiquem sempre paralelas permitindo o movimento pantográfico. entre os ditos flutuantes modulares (3a) pode ser instalado um fechamento flexivel (5) para evitar a passagem do lixo flutuante e do lodo flotado do sistema de tratamento permitindo inclusive que sejam removidos, sendo que devido ao fato dos conjuntos flutuantes (3) serem modulares e as vigas (1) trabalharem aos pares, é possível fazer diversas associações em termos de dimensões e quantidades de módulos e vigas, dependendo das características hidráulicas, de cargas poluidoras, físicas, entre outras do curso d'água, que permitem a definição das dimenções das bacias de coagulação, floculação, flotação, e por sua vez da cobertura das ditas dimensões pelos conjuntos flutuantes modulares.

Description

“SISTEMA PANTOGRÁFICO PARA CONJUNTOS FLUTUANTES MODULARES APLICADOS EM INSTALAÇÕES DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE CURSOS D’ÁGUA”.

[001 ]-0 presente pedido de patente trata de um sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água e, mais particularmente, o presente pedido versa sobre um dispositivo articulável instalado junto a conjuntos flutuantes, conectado a margem do canal, rio, ou outro curso d’água por meio de articulações que atuam em dois graus de liberdade: translação na vertical e rotação no plano horizontal.

[002]-Como é de conhecimento, atualmente existem no mercado diversos meios para tratamento de água, que visam à melhoria das condições sanitárias, econômicas e sociais das populações de regiões urbanas.

[003]-0corre que, a maioria dos tratamentos de água, quando aplicados em cursos d’água, não possibilitam a navegabilidade.

[004]-Tal como é sabida, a navegação fluvial é a navegação praticada em rios, onde pode haver transporte de qualquer carga, com embarcações de todos os tipos e tamanhos, desde que a via navegável os comporte.

[005]-Atualmente, o Brasil conta com sistema hidroviário distribuído por oito bacias, que somam 48 mil km de rios navegáveis, envolvendo, pelo menos, 16 hidrovias e 20 portos fluviais.

[006]-Desde tempos muito antigos, o homem utiliza a água como estrada. Nos dias atuais, mares, lagos e rios são constantemente cortados por embarcações dos mais diferentes tipos, desde os imponentes navios até as humildes barcaças. Cada um desses veículos foi planejado e construído de forma a preencher certos requisitos que lhe dêem o máximo de eficiência na tarefa que lhe cabe.

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2/10 [007]-As hidrovias são importantes para o transporte de grandes volumes de cargas a grandes distâncias, e constituem ferramenta para o comércio interno e externo, pois propiciam a oferta de produtos a preços competitivos.

[008]-Em termos de custo e capacidade de carga, o transporte hidroviário chega a ser cerca de oito vezes mais barato do que o rodoviário e cerca de três vezes do que o ferroviário.

[009]-Após vários planos de navegação, elaborados nos últimos anos, alguns rios passaram a ser navegáveis em toda a sua extensão, graças às eclusas construídas nos locais dos antigos obstáculos.

[010]-Eclusa é uma obra de engenharia hidráulica que consiste numa construção que permite que barcos subam ou desçam os rios ou mares em locais onde há desníveis (barragem, quedas de água ou corredeiras).

[011]-Eclusas funcionam como degraus ou elevadores para navios: há duas comportas separando os dois níveis do rio. Quando a embarcação precisa subir o rio ela entra pela comporta da eclusa à jusante e fica no reservatório que é, então, enchido com água elevando a embarcação para que possa atingir o nível mais alto, à montante. Quando a embarcação precisa descer o rio ela entra pela comporta da eclusa à montante e permanece no reservatório enquanto ele é esvaziado, descendo a embarcação até o nível mais baixo do rio. As comportas se abrem para a entrada do navio de forma que a água está ao mesmo nível do navio. Após a entrada, a câmara da eclusa será esvaziada e o navio estará ao nível das águas da comporta ao fundo. Seu objetivo é, portanto, permitir a navegação. Um dos processos de enchimento do reservatório pode ser gravitacional, de modo que não é necessário o uso bombas d'água e motores.

[O12]-Ocorre que, as eclusas tradicionais, devido a incompatibilidade estrutural, não podem ser aplicadas junto com os

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3/10 convencionais equipamentos de tratamentos de águas, e assim, impossibilitando a navegação junto a estes cursos d’água.

[013]-Pensando em superar os problemas convencionais, os inventores desenvolveram um sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água, através do qual é realizado tratamento do curso d’água, possibilitando o aproveitamento dos recursos hídricos para navegabilidade.

[O14]-Outro objetivo da presente invenção é prover sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água que apresente um baixo custo de implantação, sendo viável sua adaptação a qualquer tipo de curso d’água.

[O15]-Outro objetivo da presente invenção é prover um sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água, cuja implantação seja fácil e rápida.

[016]-Esses e outros objetivos e vantagens da presente invenção são alcançados através de um sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água compreendendo duas ou mais vigas rígidas paralelas entre si, dispostas transversal mente em relação ao curso d’água e acopladas a margem do curso d’água por meio de duas ou mais rótulas mestras, sendo cada uma disposta para cada viga; ditas rótulas mestras deslocam-se em torno dos pontos onde foram instaladas e permitem a movimentação do conjunto flutuante modular tanto no plano vertical, em um grau de liberdade, como através de rotação no plano horizontal em um grau de liberdade; sendo que entre as vigas rígidas são fixados os módulos dos conjuntos flutuantes modulares através de articulações que permitem que as vigas rígidas fiquem sempre paralelas, permitindo o movimento pantográfico; sendo que entre os ditos conjuntos

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4/10 flutuantes modulares pode ser instalado um fechamento flexível para evitar a passagem do lixo flutuante e do lodo flotado do sistema de tratamento, permitindo inclusive que sejam removidos.

[017]-O sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água pode inclusive ser instalado com um sistema direcionador de fluxo para que no momento da passagem da embarcação o tratamento do curso d’água tenha maior eficiência. O dito sistema direcinador de fluxo é composto por uma manta impermeável de vinil, vinil com fibras, borracha lonada, entre outros materiais dimensionados para resistirem aos esforços aplicados; a dita manta impermeável possui um flutuante superior para garantir seu posicionamento vertical, além de uma ou mais ligações à margem do canal através de um trilho guia, permitindo que no momento da abertura do sistema pantográfico, sua extremidade possa se deslocar para a posição de direcionamento do fluxo com a atuação de guinchos, pistões hidráulicos ou pneumáticos, entre outros; junto ao fundo do curso d’água a manta pode possuir também uma saia lastreada para garantir a vedação; no momento da passagem da embarcação a manta impermeável é desconectada do trilho guia e aberta com o auxílio de um braço telescópico, ou outro dispositivo, até a coluna de fixação; com a passagem da embarcação a manta impermeável é desconectada da coluna de fixação e reconectada no trilho guia, para que possa retornar a sua possição inicial, junto a margem, com o fechamento da abertura pelo sistema pantográfico.

[018]-A seguir, para melhor entendimento e compreensão de como se constitui o sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água, serão apresentados os seguintes desenhos ilustrativos:

a figura 1 - ilustra uma vista superior do sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares do tipo aeração ou microaeração, aplicados

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5/10 em instalações de estações de tratamento de cursos d’água em sua posição fechada e com a embarcação (E) a montante;

a figura 2 - ilustra uma vista superior do sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares do tipo aeração ou microaeração, aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água em sua posição aberta e com a embarcação (E) no curso d’água transpondo o dito sistema;

a figura 3 - ilustra uma vista superior do sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares (3) do tipo aeração ou microaeração, aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água em sua posição fechada e com a embarcação (E) a jusante;

a figura 4 - ilustra uma vista frontal tomada segundo a linha AA da figura 3, ilustrando parte do equipamento do tipo aeração com flutuantes modulares (3a) fixados às vigas rígidas (1) através de articulações (4) que permitem que as ditas vigas fiquem sempre paralelas permitindo o movimento pantográfico, e ainda ilustra de forma ampliada o detalhe A da própria figura 4, ilustrando a montagem das articulações (4) nas vigas (1) do sistema pantográfico para conjuntos flutuantes de instalações de estações de tratamento de cursos d’água;

a figura 5 - ilustra uma vista superior dos conjuntos flutuantes modulares (3) do tipo cerca de lixo, aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água em sua posição fechada e com a embarcação (E) a montante;

a figura 6 - ilustra uma vista superior dos conjuntos flutuantes modulares (3) do tipo cerca de lixo, aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água em sua posição aberta e com a embarcação (E) no curso d’água transpondo o dito sistema;

a figura 7 - ilustra uma vista frontal segundo a linha B-B da figura 5, com detalhe para os fechamentos flexíveis (5) dos conjuntos flutuantes

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6/10 modulares (3) do tipo cerca de lixo aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água;

a figura 8 - ilustra uma vista superior sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicado em equipamento do tipo roda de dragagem para a remoção de lodo flotado em instalações de estações de tratamento de cursos d’água em sua posição fechada e com a embarcação (E) a montante;

a figura 9 - ilustra uma vista superior sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicado em equipamento do tipo roda de dragagem para a remoção de lodo flotado em instalações de estações de tratamento de cursos d’água em sua posição aberta e com a embarcação (E) no curso d’água transpondo o dito sistema;

a figura 10 - ilustra uma vista frontal tomada segundo a linha C-C da figura 8, ilustrando parte do equipamento do tipo roda de dragagem fixado às vigas rígidas (1) através de articulações (4) do sistema pantográfico para conjuntos flutuantes de instalações de estações de tratamento de cursos d’água;

a figura 11 - ilustra o sistema direcionador de fluxo (6) na posição junto à margem com o sistema pantográfico para instalações de estações de tratamento de cursos d’água em sua posição fechada.

a figura 12 - ilustra o sistema direcionador de fluxo (6) na posição aberta junto à coluna de fixação (C) com o sistema pantográfico em sua posição aberta e com a embarcação (E) a montante;

a figura 13 - ilustra o sistema direcionador de fluxo (6) na posição fechada de direcionamento de fluxo com o sistema pantográfico em sua posição aberta e com a embarcação (E) no curso d’água transpondo o dito sistema;

a figura 14 - ilustra o sistema direcionador de fluxo (6) na

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7/10 posição junto a margem (M2) com o sistema pantográfico em sua posição fechada e com a embarcação (E) a jusante; e a figura 15 - ilustra uma perspectiva do sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água com a complementação do sistema direcionador de fluxo (6).

[019]-De acordo com as figuras 1 a 10, o sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água compreende duas ou mais vigas rígidas (1) paralelas entre si, dispostas transversal mente em relação ao curso d’água (CA) e acopladas a margem (M1) do curso d’água (CA) por meio de duas rótulas mestras (2), sendo cada uma disposta para cada viga; ditas rótulas mestras (2) deslocam-se em torno do ponto onde foram instaladas e permitem a movimentação do conjunto flutuante modular (3) tanto no plano vertical como através de rotação no plano horizontal; sendo que entre as vigas rígidas (1) são fixados os módulos dos conjuntos flutuantes modulares (3) através de articulações (4) que permitem que as vigas rígidas fiquem sempre paralelas permitindo o movimento pantográfico; entre os ditos conjuntos flutuantes modulares (3) pode ser instalado um fechamento flexível (5) para evitar a passagem do lixo flutuante e do lodo flotado do sistema de tratamento, permitindo inclusive que sejam removidos.

[020]-Pelo fato dos conjuntos flutuantes (3) serem modulares e as vigas (1) trabalharem aos pares, é possível fazer diversas associações em termos de dimensões e quantidades de módulos e vigas, dependendo das características hidráulicas, de cargas poluidoras, físicas, entre outras do curso d’água, que permitem a definição das dimenções das bacias de coagulação, floculação, flotação, e por sua vez da cobertura das ditas dimensões pelos conjuntos flutuantes modulares. Por exemplo, um canal com 60 metros de

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8/10 largura com uma bacia de coagulação de 1800 metros quadrados de área, deve ser coberta por conjuntos flutuantes modulares que permitam a aeração de toda a região.

[021]-Cabe ressaltar que ditas rótulas mestras (2) podem ser fabricadas de diversas formas, através de amarrações com cabos de aço, coluna vertical com roletes ou rolamentos, entre alternativas, contanto que cada rótula permita a movimentação das vigas rígidas (1) paralelas. Além disso, a movimentação das rótulas mestras (2) pode ser executada por um sistema hidráulico, pneumático ou por conjuntos de guinchos com cabos de aço; sendo que se optado por guinchos, estes podem ser instalados nas duas margens do curso d’água (CA), permitindo que a operação de abertura se torne rápida e segura .

[022]-Os sistemas de tratamento acoplados aos flutuantes frequentemente necessitam de instalações elétricas, mecânicas e hidráulicas, de forma que as ditas instalações podem ser fixadas às vigas rígidas (1) e acopladas à margem (M) do curso d’água (CA) por estruturas flexíveis, para que se permita executar os movimentos pantográficos sem danos às instalações, principal mente nas regiões próximas às rótulas mestras (2).

[023]-De acordo com as figuras de 4 a 10 nota-se que cada módulo (3a) do conjunto flutuante modular (3) são interligados às vigas rígidas (1) através de articulações (4) que permitem que as vigas rígidas fiquem sempre paralelas permitindo o movimento pantográfico.

[024]-De acordo com as figuras de 11 a 15, o sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água pode inclusive ser instalado com um sistema direcionador de fluxo (6) para que no momento da passagem da embarcação o tratamento do curso d’água tenha maior eficiência. O dito sistema direcinador de fluxo é composto por uma manta impermeável (Mi) de vinil, vinil

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9/10 com fibras, borracha lonada, entre outros materiais dimensionados para resistirem aos esforços aplicados; a dita manta impermeável possui um flutuante superior (F) para garantir seu posicionamento vertical, além de uma ou mais ligações à margem do canal através de um trilho guia (T), permitindo que no momento da abertura do sistema pantográfico, sua extremidade possa se deslocar para a posição de direcionamento do fluxo com a atuação de guinchos (G), pistões hidráulicos ou pneumáticos, entre outros; junto ao fundo do curso d’água a manta pode possuir também uma saia lastreada (S) para garantir a vedação; no momento da passagem da embarcação (E) a manta impermeável é desconectada do trilho guia (T) e aberta com o auxílio de um braço telescópico, ou outro dispositivo, até a coluna de fixação (C); com a passagem da embarcação (E) a manta impermeável é desconectada da coluna de fixação (C) e reconectada no trilho guia, para que possa retornar a sua possição inicial, junto a margem (M), com o fechamento da abertura pelo sistema pantográfico.

[025]-De acordo com todas as ilustrações, ainda observa-se que o sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água, através da movimentação das rótulas mestras (2) e também devido a construtividade conjunto flutuante modular (3) e suas articulações (4), quando alguma embarcação (B) deve passar por algum curso d’água que possua instalações de estações de tratamento de cursos d’água, as rótulas rotacionam de tal forma que possibilite a aproximação entre si dos módulos (3a) do conjunto flutuante modular (3), formando uma abertura (V) na margem (M) oposta ao acoplamento entre as vigas (1) e as rótulas mestras (2), sendo que dita abertura permite a passagem de embarcações (B) durante a operação do tratamento do curso d’água.

[026]-É importante salientar que os conjuntos flutuantes permitem a instalação de diversos sistemas de tratamento de acordo com o

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10/10 estágio em que estão instalados, assim, por exemplo, o sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água pode ser aplicado na etapa de aeração e microaeração ou nanoaeração e para tal os conjuntos flutuantes modulares são do tipo de aeração e microeração ou nanoaeração, também pode ser aplicado na etapa de recolhimento do lixo flutante e para tal os conjuntos fultuatens modulares são do tipo cerca de lixo, entre outros.

[027]-Ademais, sistemas automatizados podem ser utilizados para a abertura e fechamento dos conjuntos flutuantes.

[028]-Apesar de ter sido descrito a aplicação do sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares do tipo cerca de lixo, cabe ressaltar que os conjuntos flutuantes podem ser de diversos tipos, tais como: cerca de lixo, aeração, microaeração ou nanoaeração, roda de dragagem, entre outros. Ademais a construtividade do sistema pantográfico para conjuntos flutuantes modulares aplicados em instalações de estações de tratamento de cursos d’água bem como os tipos de articulações são passíveis de alterações sem que se fuja do escopo da presente invenção.

Claims

Reivindicações

1- “SISTEMA PANTOGRÁFICO PARA CONJUNTOS FLUTUANTES MODULARES APLICADOS EM INSTALAÇÕES DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE CURSOS D’ÁGUA”, caracterizado pelo fato de compreender duas ou mais vigas rígidas (1) paralelas entre si, dispostas transversal mente em relação ao curso d’água (CA) e acopladas a margem (M1) do curso d’água (CA) por meio de duas rótulas mestras (2), sendo cada uma disposta para cada viga; ditas rótulas mestras (2) deslocam-se em torno do ponto onde foram instaladas e permitem a movimentação do conjunto flutuante modular (3) tanto no plano vertical como através de rotação no plano horizontal; sendo que entre as vigas rígidas (1) são fixados os módulos dos conjuntos flutuantes modulares (3) através de articulações (4) que permitem que as vigas rígidas fiquem sempre paralelas permitindo o movimento pantográfico; entre os ditos conjuntos flutuantes modulares (3) pode ser instalado um fechamento flexível (5) para evitar a passagem do lixo flutuante e do lodo flotado do sistema de tratamento, permitindo inclusive que sejam removidos.
2- “SISTEMA PANTOGRÁFICO PARA CONJUNTOS FLUTUANTES MODULARES APLICADOS EM INSTALAÇÕES DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE CURSOS D’ÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das rótulas mestras (2) serem fabricadas através de amarrações com cabos de aço, ou através de coluna vertical com roletes ou rolamentos, sendo que cada rótula permite a movimentação das vigas rígidas (1) paralelas; a movimentação das rótulas mestras (2) pode ser executada por um sistema hidráulico, pneumático ou por conjuntos de guinchos com cabos de aço; sendo que se optado por guinchos, estes podem ser instalados nas duas margens do curso d’água (CA).
3- “SISTEMA PANTOGRÁFICO PARA CONJUNTOS FLUTUANTES MODULARES APLICADOS EM INSTALAÇÕES DE ESTAÇÕES

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DE TRATAMENTO DE CURSOS D’ÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato das instalações elétricas, mecânicas e hidráulicas serem fixadas às vigas rígidas (1) e acopladas à margem (M) do curso d’água (CA) por estruturas flexíveis, permitindo a executar dos movimentos pantográficos sem danos às instalações, principalmente nas regiões próximas às rótulas mestras (2).
4- “SISTEMA PANTOGRÁFICO PARA CONJUNTOS FLUTUANTES MODULARES APLICADOS EM INSTALAÇÕES DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE CURSOS D’ÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada módulo (3a) do conjunto flutuante modular (3) ser interligado às vigas rígidas (1) através de articulações (4).
5- “SISTEMA PANTOGRÁFICO PARA CONJUNTOS FLUTUANTES MODULARES APLICADOS EM INSTALAÇÕES DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE CURSOS D’ÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser instalado com um sistema direcionador de fluxo (6) para que no momento da passagem da embarcação o tratamento do curso d’água tenha maior eficiência; sendo sistema direcinador de fluxo composto por uma manta impermeável (Mi) de vinil, vinil com fibras, borracha lonada, entre outros materiais dimensionados para resistirem aos esforços aplicados; sendo que a dita manta impermeável possui um flutuante superior (F) para garantir seu posicionamento vertical, além de uma ou mais ligações à margem do canal através de um trilho guia (T), permitindo que no momento da abertura do sistema pantográfico, sua extremidade possa se deslocar para a posição de direcionamento do fluxo com a atuação de guinchos (G), pistões hidráulicos ou pneumáticos, entre outros; sendo que junto ao fundo do curso d’água a manta pode possuir também uma saia lastreada (S) para garantir a vedação; no momento da passagem da embarcação (E), sendo a manta impermeável ainda desconectada do trilho guia (T) e aberta com o auxílio de um braço telescópico,

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3/3 ou outro dispositivo, até a coluna de fixação (C); com a passagem da embarcação (E), onde a manta impermeável é desconectada da coluna de fixação (C) e reconectada no trilho guia, para que possa retornar a sua possição inicial, junto a margem (M), com o fechamento da abertura pelo sistema pantográfico.
6- “SISTEMA PANTOGRÁFICO PARA CONJUNTOS FLUTUANTES MODULARES APLICADOS EM INSTALAÇÕES DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE CURSOS DÁGUA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que através da movimentação das rótulas mestras (2) e também devido a construtividade do conjunto flutuante modular (3) e suas articulações (4), quando alguma embarcação (B) deve passar por algum curso d’água que possua instalações de estações de tratamento de cursos d’água, as rótulas rotacionam de tal forma que possibilite a aproximação entre si dos módulos (3a) do conjunto flutuante modular (3), formando uma abertura (V) na margem (M) oposta ao acoplamento entre as vigas (1) e as rótulas mestras (2), sendo que dita abertura permite a passagem de embarcações (B) durante a operação do tratamento do curso d’água.