ES2210856T3 - Sistema para la recogida de petroleo en el agua. - Google Patents
Sistema para la recogida de petroleo en el agua.Info
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Abstract
Sistema para la recogida de petróleo en el agua, que comprende una barrera flotante (1) para petróleo y un depósito de recogida flotante (2) el cual, en el uso del sistema, está dispuesto detrás de la barrera flotante y por medio del miembro genéricamente tubular (3) está conectado a una abertura (4) de la barrera flotante, estando el miembro genéricamente tubular (3) provisto de unos medios para el bombeo de líquido desde la barrera flotante hasta el depósito (2), caracterizado porque el miembro genéricamente tubular comprende una manguera flexible flotante (3) provista de un medio (17) que hace que el flujo (18) dentro de éste sea sustancialmente unidireccional, y porque unos medios tensores (8, 16) están dispuestos para mantener el depósito de recogida (2) a una distancia predeterminada respecto de la abertura (4) de la barrera flotante (1) para permitir que el miembro tubular (3) siga de forma sustancialmente libre los movimientos ondulantes del agua.
Description
Sistema para la recogida de petróleo en el
agua.
En conexión con las operaciones de protección de
vertidos de petróleo en las que se ha intentado utilizar las
tradicionales barreras flotantes y succionadores para recoger el
petróleo de la superficie del mar, se ha comprobado la dificultad
de mantener el petróleo dentro de la barrera flotante el tiempo
suficiente para que el succionador lo transfiera a un buque cisterna
o similar. La razón es que si la velocidad relativa entre la barrera
flotante y el agua excede aproximadamente de un nudo, el petróleo
tiene tendencia a escapar por debajo de la barrera flotante. Esta
situación se agrava en situaciones de oleaje, e incluso las mejores
barreras flotantes para petróleo existentes tienen siempre
problemas para mantener el petróleo contenido en presencia de olas
con una altura por encima de los 3 metros.
Para mitigar estos problemas, el documento
anterior DE-A-2936151 ha sugerido un
sistema de recogida de petróleo en el que se puede transferir el
petróleo continuamente desde la barrera flotante hasta un depósito
de separación flotante, genéricamente cerrado, el cual es remolcado
detrás de la barrera flotante y se conecta a una abertura existente
en la boca de la barrera flotante por medio de un miembro tubular.
El depósito de separación tiene en el fondo provistas una o más
aberturas para que el agua pueda escapar y el depósito es lo
suficientemente grande para que cualquier mezcla de petróleo y agua
pueda experimentar una separación por gravedad. Cuando el depósito
está lleno de petróleo puede ser vaciado en un depósito de recogida
trasero.
Una desventaja del sistema con arreglo al
documento DE-A-2936151 es que las
fuerzas de remolcaje de los depósitos de separación y recogida se
transmiten directamente a la barrera flotante a través del miembro
tubular. Estas fuerzas tienen un efecto impediente sobre la aptitud
de la barrera flotante para seguir los movimientos del mar. Además,
existen unos propulsores accionados por motor en el miembro tubular
y en la conexión entre los depósitos de separación y recogida, para
suministrar el transporte del agua y el petróleo. Estos propulsores
provocarán una fuerte turbulencia y la mezcla de petróleo y agua que
complicará la separación deseada de estos líquidos.
Para evitar o reducir estos problemas, se ha
sugerido de acuerdo con la invención modificar el sistema
anteriormente sugerido de forma que el miembro tubular funcione
como una bomba bajo la influencia del movimiento ondulante del
agua.
Esto se obtiene de acuerdo con la invención
conformando el miembro tubular de manera flexible, de forma que
pueda ser capaz de seguir el movimiento ondulante del agua y por
consiguiente actuar como una bomba, por ejemplo dotándolo
internamente de unos medios que restrinjan el flujo dentro del mismo
desde la barrera flotante hacia el depósito de recogida. Dichos
medios pueden ser válvulas de retenida de diferentes formas, de
manera que se obtenga una especie de efecto peristáltico.
Para que el miembro tubular, en adelante llamado
también manga de bombeo, pueda seguir los movimientos del mar de la
forma más eficiente posible, se ha sugerido de acuerdo con la
invención transmitir las fuerzas de remolcaje necesarias hasta el
depósito de recogida por medio de unos miembros tensores separados.
Los miembros tensores pueden discurrir desde el depósito de
recogida hasta, por ejemplo, un punto situado en la barrera flotante
separado de su abertura, o directamente hasta un buque
remolcador.
La longitud de los miembros tensores es
preferentemente ajustable, entre otras cosas para acomodar el
exceso de longitud u holgura de la manguera de bombeo a las
condiciones imperantes del oleaje, esto es, a la longitud y altura
de las olas.
La longitud esperada de las olas influirá también
en la longitud de la manguera de bombeo, siendo esta longitud
preferentemente, al menos, la mitad de la longitud de ola de las
olas más largas que pueden razonablemente esperarse.
La invención se define asimismo en las
reivindicaciones adjuntas.
Para una mejor comprensión de la invención se
describirá más detalladamente con referencia a las formas de
realización ejemplificadas y que se representan esquemáticamente en
los dibujos adjuntos, en los que
la Fig. 1 es una vista en perspectiva que muestra
esquemáticamente las partes de los elementos principales que
componen el sistema de acuerdo con la invención en situación
flotante,
la Fig. 2 muestra esquemáticamente una vista en
planta de una primera forma de realización de la invención mientras
está en uso,
la Fig. 3 muestra una vista similar a la de la
Fig. 2 de una segunda forma de realización de la invención,
la Fig. 4 muestra una vista similar a la Fig. 2
de una tercera forma de realización de la invención, y
la Fig. 5 muestra esquemáticamente, parcialmente
en corte, una porción de una manguera de bombeo de acuerdo con la
invención.
El sistema de acuerdo con la invención mostrado
en la Fig. 1 comprende una barrera flotante 1 para petróleo, un
depósito de recogida flotante 2 y un miembro genéricamente tubular
3 que conecta la barrera flotante 1 para petróleo y el depósito de
recogida 2. La barrera flotante para petróleo tiene una abertura 4
(no visible) donde se conecta el miembro tubular 3, de manera que se
forma una comunicación de fluido entre la boca de la barrera
flotante y el depósito de recogida.
Tanto el depósito de recogida 2 como el miembro
tubular 3 están provistos de unos miembros rigidizadores 5 y 6,
respectivamente, que pueden, por ejemplo, tener la forma de anillos
hinchables que sirvan al tiempo como cuerpos de flotabilidad. El
miembro tubular 3, que puede también llamarse manguera de bombeo,
está conectado al depósito de recogida 2 por medio de un
acoplamiento de suelta rápida 7, por ejemplo en forma de
acoplamiento de manguito, en el que uno de los dos elementos
mutuamente solapados es genéricamente rígido y el otro es flexible,
estando el elemento flexible sujeto al elemento rígido por medio de
un dispositivo de apriete, por ejemplo en forma de un anillo
hinchable.
Los elementos tensores, por ejemplo, en forma de
sogas o cables, se extenderán entre el acoplamiento 7 la barrera
flotante 1 y/o un buque remolcador. Estos miembros no se muestran en
la Fig. 1, pero se ejemplifican en las Figs. 2 a 4. Tanto el
depósito de recogida 2 como la manguera de bombeo 3 pueden estar
hechos de material flexible, por ejemplo un material textil cubierto
de plástico, manteniéndose su forma por medio de los nervios 5, 6.
El fondo del depósito de recogida puede estar provisto de una o más
aberturas cerrables para el escape del agua durante la operación de
recogida, y el depósito puede asimismo estar provisto de una
conexión de manguera (no representada) situada en el extremo, para
permitir la succión de petróleo desde el envase mientras está en
uso.
Con referencia también a las Figs. 2 a 4, en
ellas se ilustran tres diferentes configuraciones de remolcaje con
destino al sistema de acuerdo con la invención. Aquí, los mismos
elementos se designan mediante las mismas referencias
numerales.
La Fig. 2 muestra la barrera flotante 1 para
petróleo, el depósito de recogida 2 y la manguera de bombeo 3,
genéricamente de acuerdo con la Fig. 1. Además, la figura muestra un
miembro tensor 8 que va desde el acoplamiento, pasando por dos
puntos de unión 9 situados en la barrera flotante, y nuevamente
hasta el acoplamiento 7. Los puntos de unión pueden consistir en
poleas pastecas mediante las cuales puede discurrir el miembro
tensor para proporcionar un cierto control de la geometría de la
barrera flotante. Sin embargo, el miembro tensor 8 puede estar
provisto de unos topes que se apoyarán contra las poleas pastecas si
la barrera flotante asumiera una geometría indeseable. Las poleas
pastecas 9 pueden estar unidas al miembro de alivio de la tensión
de la barrera flotante, siendo normalmente una cadena.
La Fig. 2 muestra además un buque remolcador 10
que remolca la parte izquierda de la barrera flotante 1. La parte
derecha de la barrera flotante está también conectada a un buque (no
representado) de una forma conocida per se. Desde un
cabrestante 11 situado en el buque remolcador 10, una soga 12 se
extiende transversalmente sobre la parte derecha de la barrera
flotante 1, estando la soga unida a la barrera flotante por medio
de un cordaje de sujeción 13 que distribuye la tensión desde la
soga 12 hasta una porción más grande de la barrera flotante. Por
medio del cabrestante 11 la boca de la barrera flotante puede
variarse, por ejemplo con relación a la velocidad de remolcaje.
Debe señalarse que la manguera de bombeo 3 tiene
una longitud sobrante, de forma que puede asumir una forma
ondulante y, de esta forma, adaptarse a los movimientos de las olas,
sin que se produzca en aquélla una tensión apreciable.
La Fig. 3 muestra una forma de realización en la
que el miembro tensor 8 está unido en un extremo a la parte derecha
de la barrera flotante al nivel del cordaje de sujeción 13. El
miembro tensor discurre sobre una polea, por ejemplo en forma de
una polea pasteca 14, y desde allí hasta un cabrestante 15 situado
en el buque remolcador 10. Por medio del cabrestante 15 la longitud
del miembro tensor 8 puede variarse, variando con ello la holgura o
la longitud sobrante de la manguera de bombeo 3. Esto posibilita el
ajuste de la longitud de la manguera de bombeo para acomodarla a
las condiciones del oleaje imperantes, esto es, la altura y la
longitud de las olas.
En la forma de realización de la Fig. 3 pueden
estar también dispuestos unos conductos de seguridad (no
representados) entre el acoplamiento 7 y la barrera flotante, cerca
de la barrera 4. Dichos conductos de seguridad pueden ser más
cortos que la manguera de bombeo 3 y entrarán en funcionamiento si,
extendiendo el miembro tensor 8, se deseara que la boca de la
barrera flotante fuera más en punta, por ejemplo acelerando el flujo
de aceite hacia la abertura 4.
La Fig. 4 muestra una forma de realización en la
que la fuerza de remolcaje con destino al depósito de recogida 2 es
transmitida directamente al buque de remolque 10. En este caso se
emplea un conducto de seguridad 16 para evitar que la boca de la
barrera flotante sea traccionada tan lejos respecto del depósito 2
de manera que la manguera de bombeo 3 no mantenga la necesaria
libertad de movimiento.
Como se indicó anteriormente, la manguera de
bombeo 3 puede tener diferentes diseños y, por ejemplo, estar
provista de unas válvulas de retenida interiores. Un posible diseño
de una válvula de retenida del tipo indicado se sugiere
esquemáticamente en la Fig. 5. Aquí, la válvula 17 tiene forma de un
embudo de material flexible, por ejemplo un material de tela, que
permita el flujo en la dirección de la flecha 18, pero que se abate
y cierra si el flujo tratara de desplazarse en la dirección
opuesta. Para evitar que el embudo se repliegue sobre sí mismo
durante el flujo en la dirección equivocada, el extremo apuntado
del embudo se conecta a un miembro tensor 19 acoplado a un punto
pertinente situado en el interior de la manguera de bombeo.
Pueden también adoptarse ventajosamente otras
formas de válvulas de retenida de la manguera de bombeo 3 de
acuerdo con la invención.
Por ejemplo, pueden emplearse válvulas de
mariposa dobles, preferentemente aquellas que tienen unas aletas
semicirculares fundidas de manera integral y articuladas a lo largo
de un diámetro común por medio de unas articulaciones de membrana
fundidas en una sola pieza con las aletas de la válvula. Dichas
válvulas pueden abrirse y cerrarse a diferencias de presión muy
bajas, y pueden, debido a su estructura simple, ser fiables y
esencialmente exentas de mantenimiento. Debe entenderse que la
manguera de bombeo 3 no tiene que consistir en una longitud continua
única, sino que puede incorporar diversos segmentos, conteniendo
cada uno, por ejemplo, una válvula de retenida, de forma que la
manguera de bombeo pueda fácilmente tener la longitud deseada y
separarse para su reparación, mantenimiento o limpieza.
Aún cuando la invención ha sido descrita
anteriormente con referencia a las formas de realización
ejemplificadas específicas, debe resultar evidente para la persona
experta en la materia que pueden incluirse variaciones y
modificaciones de distintas formas dentro del ámbito de las
reivindicaciones adjuntas a la patente. Por ejemplo, la manguera de
bombeo 3 puede tener una cierta rigidez axial para evitar que,
debido a su longitud sobrante, pueda adoptar un pliegue o doblez
que dificulte el flujo a través de la misma. Dicha rigidez axial
limitada, junto con la necesaria flexibilidad, puede obtenerse, por
ejemplo, por medio de unos canales llenos de aire longitudinales
divididos en secciones y dispuestos al nivel de la línea deseada
del agua. Otra alternativa es utilizar una manguera corrugada hecha
de un adecuado material plástico. Para facilitar la limpieza de la
manguera después de su uso, puede estar provista de un
revestimiento interno, por ejemplo material de lámina que pueda
retirarse y destruirse después de su uso final.
Claims (8)
1. Sistema para la recogida de petróleo en el
agua, que comprende una barrera flotante (1) para petróleo y un
depósito de recogida flotante (2) el cual, en el uso del sistema,
está dispuesto detrás de la barrera flotante y por medio del
miembro genéricamente tubular (3) está conectado a una abertura (4)
de la barrera flotante, estando el miembro genéricamente tubular (3)
provisto de unos medios para el bombeo de líquido desde la barrera
flotante hasta el depósito (2),
caracterizado porque el miembro
genéricamente tubular comprende una manguera flexible flotante (3)
provista de un medio (17) que hace que el flujo (18) dentro de éste
sea sustancialmente unidireccional, y porque unos medios tensores
(8, 16) están dispuestos para mantener el depósito de recogida (2) a
una distancia predeterminada respecto de la abertura (4) de la
barrera flotante (1) para permitir que el miembro tubular (3) siga
de forma sustancialmente libre los movimientos ondulantes del
agua.
2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque dichos medios (17) están compuestos
por, al menos, una válvula de retenida.
3. Sistema de acuerdo con las reivindicaciones 1
ó 2, caracterizado porque el miembro tubular flexible está
compuesto sustancialmente por una manguera (3) de material tejido y
está provisto de unos anillos rigidizadores (6) que sirven al
tiempo como cuerpos de flotabilidad.
4. Sistema de acuerdo con las reivindicaciones 1
a 3, caracterizado porque el miembro tubular flexible (3)
tiene una longitud correspondiente al menos a la mitad de la
longitud de las olas más largas dentro de las que funciona el
sistema.
5. Sistema de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
longitud de los miembros tensores (8) es ajustable.
6. Sistema de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
miembros tensores (8) están conectados a la barrera flotante (1) a
una determinada distancia de su abertura (4).
7. Sistema de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos
uno de los miembros tensores (8) está conectado directamente a un
buque remolcador (10).
8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque dicho miembro tensor (8) está conectado
a un cabrestante (15) situado en el buque remolcador (10) y discurre
sobre una polea (14) dispuesta en o cerca del depósito de recogida
(2) y también a un punto situado en la barrera flotante (1) en el
lado opuesto de la boca de la barrera flotante con respecto al buque
remolcador (10).
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