ES2325709B1 - Aparato generador de olas. - Google Patents
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Abstract
Aparato generador de olas.
Aparato (1) para generar olas (2) que se instala
en un medio acuático (3) y que comprende, como elementos
principales, al menos un perfil (5) alargado que se mueve
tangencialmente con respecto a un fondo (4) de profundidad
constante por acción de un mecanismo de accionamiento (6). En
consecuencia, sobre el perfil (5) se forma una ola (2) que se
desplaza junto con el perfil (2). El perfil (5) se dispone formando
un ángulo (8) con la dirección de desplazamiento (7) distinto de
90º, con objeto de generar una ola (2) con zona de escape, y por lo
tanto surfeable. Ciertos parámetros del aparato (1) son regulables
con el fin de poder configurar la dificultad de la ola (2)
generada.
Description
Aparato generador de olas.
La invención se refiere a un aparato generador
de olas válidas para practicar el surf.
Para que unas olas generadas artificialmente en
un medio acuático se consideren válidas para practicar el surf, es
decir, para que pueda practicarse el surf sobre ellas con la misma
técnica y con las mismas tablas de surf que sobre olas naturales,
dichas olas generadas artificialmente deben cumplir una serie de
requisitos: en primer lugar, han de presentar un tamaño
relativamente grande (una altura mínima de 0,5 m, y preferentemente
superior a 1 m); en segundo lugar, han de desplazarse con respecto
a un punto fijo y que dicho desplazamiento se produzca a una
velocidad similar a la que se desplazan las olas naturales en la
costa del mar (donde la corriente en la ola se encuentra entre -2 y
2 m/s y la velocidad de la ola es proporcional a la altura de la
ola, siendo aproximadamente de 6 m/s para una ola de 1,5 m de
altura); en tercer lugar, es necesario que las olas generadas
presenten el efecto denominado "escape", es decir, que
presenten en un mismo instante una zona rompiente y una zona a
punto de romper, de manera que el surfista pueda practicar el surf
"escapando" de la zona rompiente hacia la zona a punto de
romper; en cuarto lugar, es importante que la zona del medio
acuático por la que pasan las olas generadas esté en calma, es
decir, que la superficie del agua no esté ondulada y que por lo
tanto no exista ningún otro oleaje o rebote generado por la ola
artificial; en quinto lugar, el periodo entre ola y ola debe ser de
al menos 10-12 s aproximadamente (obteniéndose una
ola conocida como "ola solitaria" porque apenas tiene
influencia de su ola anterior y posterior, ya que las partículas de
agua entre olas llegan al reposo), ya que éste es el tiempo
adecuado para que el surfista se prepare y coja la ola sin esperar
más de lo debido; por último las olas deben tener una pendiente
mínima para que un surfista pueda viajar sobre ella, pudiendo a
partir de dicha pendiente mínima generarse olas con una pendiente
más suave destinadas a surfistas principiantes u olas con una
pendiente más elevada (incluso superando la vertical y rompiendo
con forma de tubo) destinadas a surfistas expertos.
Los generadores de olas válidas para practicar
el surf han de ser capaces de generar olas con las caracteristicas
descritas y al mismo tiempo cumplir una serie de requisitos
adicionales como son presentar un consumo de energía razonable, ser
capaces de generar distintos tipos de olas según las necesidades
del surfista (pudiendo realizarse el cambio entre distintos tipos de
olas con relativa facilidad y rapidez), y garantizar en todo
momento la seguridad de los surfistas, asegurando entre otros
aspectos que cuando el surfista se cae de la ola no existe ninguna
posibilidad de que pueda sufrir daños con algún elemento del
generador de olas.
De entre los generadores de olas existentes se
conocen los sistemas generadores de olas neumáticos, en los que
inyectando gran cantidad de aire a baja presión en cámaras de agua
sumergidas en una piscina se fuerza a salir a este agua a la
piscina creándose un frente de onda, los sistemas generadores de
olas por vacío, en los que se absorbe agua de una piscina en
cámaras, las cuales se elevan y después abren dejando caer el agua
sobre la piscina, los sistemas hidráulicos, en los que el agua se
eleva por bombas hasta llenar unos depósitos que posteriormente se
vacían del golpe, y ciertos sistemas mecánicos en los que el frente
de onda se crea abatiendo el agua mediante el movimiento de una de
las paredes laterales de la piscina (un ejemplo de sistema mecánico
puede encontrarse en el documento US 20040248780 A1). Todos estos
sistemas tienen en común que, cuando son aplicados a la generación
de olas válidas para practicar el surf, no son eficientes
energéticamente, los periodos de tiempo entre olas son excesivos o
demasiado cortos (si se quiere aprovechar la frecuencia natural de
los sistemas para reducir su consumo energético), y requieren una
inversión económica inicial muy elevada entre otros aspectos debido
a que la piscina debe tener una topografia en sus fondos de tipo
orilla, adecuada para hacer romper la ola debidamente además de
para disipar los rebotes.
Se conocen también sistemas generadores de olas
mecánicos que generan olas estáticas mediante el lanzamiento de
agua sobre un perfil. En estos sistemas, dado que el surfista y su
tabla no presentan cantidad de movimiento, la técnica requerida
nada tiene que ver con la técnica del surf real, realizado sobre
olas naturales en movimiento (estableciendo un paralelismo,
practicar el surf sobre olas estáticas puede equivaler a intentar
mantenerse en equilibrio pedaleando sobre una bicicleta a velocidad
cero montada sobre una cinta transportadora). Esta técnica es tan
diferente que puede considerarse incluso como un deporte diferente.
Ejemplos de estos generadores de olas pueden encontrarse en US
6716107, US 5564859 y US 5171101.
Por otra parte, se conocen los sistemas
generadores de olas mecánicos por perfil móvil, en los que un
perfil o elemento abatidor móvil empuja el agua en una determinada
dirección para crear la ola. Dentro de los sistemas generadores de
olas por perfil se conocen los sistemas generadores con punto de
rotura alejado del perfil y los sistemas generadores con punto de
rotura sobre el perfil.
En los sistemas generadores con punto de rotura
alejado del perfil, el perfil empuja el agua hacia delante para
iniciar un frente de onda que posteriormente se aleja del perfil y,
a una cierta distancia, termina rompiendo debido a la forma de
orilla (profundidad decreciente) del fondo de la piscina o lugar
donde se encuentra instalado el sistema. La práctica del surf no se
realiza en el inicio de la ola, próximo al perfil, sino que se
realiza donde rompe la ola, a una cierta distancia del perfil,
siendo por lo tanto este sistema seguro para el surfista ya que se
puede delimitar fisicamente la zona en la que se mueve el perfil de
la zona destinada a usuarios. Estos sistemas han de ser capaces de
generar olas que, aún perdiendo altura al separarse del perfil
durante su desplazamiento, sigan siendo válidas para practicar el
surf a una distancia relativamente elevada del perfil que las
genera. Por ello, al igual que en otros sistemas mencionados
anteriormente, cuando estos sistemas son aplicados a la generación
de olas válidas para practicar el surf no resultan eficientes
energéticamente. Además, estos sistemas requieren una inversión
inicial muy elevada, entre otras razones porque la piscina debe
tener una topografia en sus fondos adecuada para hacer romper la
ola debidamente y disipar los rebotes. Un ejemplo de este tipo de
sistemas puede encontrarse en WO 0005464 y en US 3913332.
Los sistemas generadores con punto de rotura
sobre el perfil se basan en que el perfil empuja el agua de manera
que se crea una ola sobre el perfil o justo delante del perfil,
avanzando dicha ola a la misma velocidad que el perfil y sin
separarse de él. En estos sistemas el perfil ocupa parte del volumen
de la ola, lo cual permite poner una menor cantidad de agua en
movimiento para generar unas olas válidas para practicar el surf.
En consecuencia, estos sistemas presentan un consumo energético
aceptable que permite una explotación económica rentable de la
instalación de dichos sistemas destinados a la práctica del
surf.
Dentro de los sistemas generadores con punto de
rotura sobre el perfil se conocen los sistemas de perfil
superficial y de perfil profundo. En los sistemas de perfil
superficial, el perfil se encuentra tan solo ligeramente sumergido,
de forma que la película de agua que queda por encima de dicho
perfil es muy fina y la forma de la superficie de agua es
prácticamente igual a la forma del perfil. Así, para obtener una
ola con concavidad, tipo tubo, habrá que utilizar un perfil con
dicha concavidad. Un ejemplo de este tipo de sistemas puede
encontrarse en los documentos US 20030119592 A1, WO 03051479 A2 y
US 4792260, en los cuales se obtiene mediante un mínimo consumo
energético y mediante unos perfiles superficiales diseñados con una
forma muy específica que determina la forma de la ola, unas olas
resultantes cuya forma es perfecta para practicar el surf. Sin
embargo, los distintos perfiles propuestos presentan en su zona
inferior (y algunos de ellos, los destinados a generar olas con
tubo, también en su zona superior) superficies perpendiculares a la
dirección de avance del perfil, y además están realizados en un
material rígido o semirrígido y se desplazan a gran velocidad, por
lo que podrían provocar daños graves a un surfista que cayese e
impactase contra el perfil. Otro problema es que la película de
agua que se forma por encima del perfil es tan fina que las quillas
de las tablas de surf convencionales pueden pegar contra el perfil,
por lo que es necesario utilizar tablas especiales sin quillas o
con quillas muy pequeñas. Estas tablas especiales requieren una
técnica distinta para ser manejadas, lo cual va en contra de uno de
los principales objetivos de los generadores de olas válidas para
practicar el surf, que es proporcionar olas que puedan ser
surfeadas utilizando la misma técnica que las olas naturales.
Los sistemas de perfil profundo son aquellos
capaces de generar olas con concavidad (con tubo) a partir de
perfiles que carecen de formas cóncavas. En otras palabras, en los
sistemas de perfil profundo, a diferencia de en los sistemas de
perfil superficial, la forma de la ola no viene determinada por la
tanto por la forma del perfil sino más bien por el diseño y
localización del fondo o superficie que queda por debajo del
perfil.
Ejemplos de sistemas de perfil profundo son los
expuestos en WO 8200771, WO 8404695, JP8-126732,
JP62-204772, JP52-41392,
JP52-30531, JP3-173586 y FR2848120,
donde el sistema generador de olas utiliza un perfil dispuesto
sobre un fondo flexible que se deforma para generar la ola. Aunque
son sistemas conceptualmente muy sencillos, resultan difíciles de
llevar a cabo en la realidad debido a lo complicado que resulta
encontrar un materiales y mecanismos para la realización del fondo
flexible que permita que dicho fondo flexible soporte el peso de
una ola (recuérdese que cada metro de frente de ola de un metro de
profundidad pesa una tonelada) y al mismo tiempo sea capaz de
deformarse para adquirir la forma de la ola, todo ello sin que
suponga un riesgo para el usuario.
Se conoce por otra parte la patente US 3802697,
también referida a un sistema generador de perfil profundo. Este
sistema generador no utiliza un fondo flexible sino un fondo fijo,
concretamente realizado en forma de un canal fijo que contiene el
fluido y por cuyo interior se desplaza el perfil. Se prevé que este
sistema presente ciertos inconvenientes: que no pueda generar olas
con escape ya que, dada la presencia del canal, el agua turbulenta
de la zona rota de la ola no tenga por dónde escapar y termine
rellenado toda la anchura del canal; que las paredes del canal
alarguen en exceso la disipación de los rebotes de las olas; que el
surfista pueda ser lanzado contra las paredes del canal al caer de
la ola.
La presente invención tiene como objetivo
conseguir un aparato para generar olas del tipo de los aparatos
generadores de olas con perfil, con punto de rotura sobre el perfil,
y con perfil profundo, en el cual se cumplan al menos los
siguientes requisitos: que las olas generadas sean válidas para
practicar el surf, siendo el aparato capaz de generar olas que
presenten la misma calidad que las olas naturales de manera que el
usuario surfista no tenga que modificar su técnica ni su equipo;
que el aparato presente un bajo consumo de energía; que el aparato
garantice la máxima seguridad del usuario surfista.
Es objeto de la invención un aparato para
generar olas que se instala en un medio acuático y que comprende,
como elementos principales, al menos un perfil alargado que se
mueve tangencialmente con respecto a un fondo de profundidad
constante (es decir, sustancialmente horizontal), y un mecanismo de
accionamiento destinado a provocar el movimiento del perfil. Como
consecuencia del movimiento del perfil con respecto al medio
acuático y al fondo, sobre el perfil se forma una ola que se
desplaza junto con el perfil. El perfil es sustancialmente alargado
y se dispone formando un ángulo con la dirección de desplazamiento
distinto de 90º, con objeto de generar una ola con zona de escape,
y por lo tanto surfeable.
El perfil empuja la mayor parte de la sección de
agua que está delante del perfil, empujándola desde el fondo hasta
la superficie. Para ello, el perfil preferentemente se dispone
desde el fondo o casi desde el fondo y al menos hasta la superficie
o muy cerca de ella (incluso por encima de la superficie del agua).
Entonces, la forma en que se acumula el agua (la ola) no depende de
la forma del perfil sino de la relación entre la profundidad del
fondo con respecto a la superficie de agua en calma y la altura del
agua que es capaz de acumular (es decir, la altura de la ola). Esta
altura a su vez depende de la altura, anchura, ángulo y velocidad
del perfil, como se detallará más adelante. En otras palabras, la
forma del perfil puede ser cualquiera que tenga la capacidad de
empujar agua hacia delante y de abajo a arriba, sin que de la forma
del perfil dependa la forma de la ola.
A pesar de que el perfil puede presentar
cualquier geometría, como solución especialmente ventajosa se
contempla un perfil desprovisto de espacios o concavidades dirigidas
hacia el surfista cuando el aparato generador de olas se encuentra
en funcionamiento (es decir, el perfil se está desplazando), con el
fin de aumentar la seguridad del surfista. El modo de realización
concreto del perfil puede ser tal que presente una forma fija,
independientemente de si el perfil se encuentra en movimiento o
parado (por ejemplo, siendo un perfil semirrígido). Sin embargo, en
el modo de realización preferente el perfil es hinchable, sin forma
definida y flexible de forma que durante y debido a su movimiento
con respecto al fondo, adopta una forma hidrodinámica y libre de
concavidades dirigidas hacia el surfista. Dentro de este modo de
realización preferente, el caso particular más sencillo y económico
de fabricar es un perfil hinchable cilíndrico.
La forma de la ola viene dada por la adecuada
combinación de los factores anteriormente mencionados: primero, la
profundidad del fondo con respecto a la superficie del agua en
calma; segundo, la altura total del perfil con respecto al fondo
cuando el perfil se encuentra en movimiento; tercero, la anchura
del perfil; cuarto, el ángulo del perfil con respecto a la dirección
de desplazamiento; quinto, la velocidad de desplazamiento del
perfil. El aparato según la invención podrá estar diseñado para
proporcionar una combinación fija de estos factores (proporcionando
por lo tanto una ola de forma fija), aunque preferentemente estará
realizado de forma que pueda proporcionar más de una combinación de
valores (más de un tipo de ola). En cuanto a este último modo de
realización, el aparato permitirá la configuración de al menos
alguno de los citados factores para la selección de una ola de
mayor o menor complejidad. Por otra parte, el aparato según la
invención presenta también la posibilidad de cambiar el sentido de
movimiento del perfil, de forma que en un sentido de movimiento la
ola resultante es del tipo de las denominadas "olas de
derechas" (el surfista que se encuentre sobre ella avanzará hacia
su derecha) y en el sentido contrario de movimiento la ola
resultante es del tipo de las denominadas "olas de izquierdas"
(el surfista que se encuentre sobre ella avanzará hacia su
izquierda). Para todo ello y para otras funciones, el aparato según
la invención presenta una serie de elementos auxiliares que son
descritos en profundidad en la descripción detallada de las figuras
que acompañan a la presente descripción.
Es además objeto de la invención un aparato para
generar olas válidas para practicar el surf que presenta un
funcionamiento configurable, de manera que el aparato puede
ajustarse para generar olas de diferente tipo y tamaño, es decir,
olas apropiadas para surfistas con distintos niveles de experiencia.
Por ejemplo, el ángulo que forma el perfil con la dirección de
desplazamiento es preferentemente configurable, para variar la
dificultad de la ola (a menor ángulo, mayor dificultad).
El aparato según la invención presenta una serie
de ventajas sobre los diseños conocidos de aparatos generadores de
olas con perfil y con punto de rotura sobre el perfil o con punto
de rotura alejado del perfil.
Con respecto a los aparatos con punto de rotura
alejado del perfil, el aparato según la invención, al igual que
otros aparatos con punto de rotura sobre el perfil, no requiere que
el fondo del medio acuático presente una forma específica para
conseguir determinar dónde y cómo rompe la ola, sino que la ola
rompe encima del perfil y lo hace con una forma controlada por los
parámetros del perfil mencionados anteriormente.
Además, con respecto a otros aparatos conocidos
que funcionan por perfil y con punto de rotura sobre el perfil, el
aparato para generar olas válidas para practicar el surf según la
invención es capaz de garantizar la máxima seguridad del usuario
surfista a la vez que genera olas de la misma calidad que las olas
naturales. Así, como se ha explicado, el uso de un perfil libre de
concavidades y preferentemente hinchable minimiza los riesgos. Con
respecto a los sistemas de perfil superficial se eliminan los
elementos del aparato (perfil o base) que sean rígidos o
semirrígidos y estén provistos de convexidades, superficies
perpendiculares al desplazamiento o cantos que puedan impactar con
el surfista que se encuentra en el entorno de la ola.
Además, con respecto a ciertos sistemas de
perfil profundo la invención presenta la ventaja de que el perfil
no ha de desplazarse en el interior de un canal construido a tales
efectos. Unicamente es necesario que se desplace con respecto a un
fondo, el cual puede localizarse en una piscina, un lago, etc.
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Los detalles de la invención se aprecian en las
figuras que se acompañan, no pretendiendo éstas ser limitativas del
alcance de la invención:
- La Figura 1 muestra una perspectiva de un modo
de realización de la invención.
- La Figura 2 muestra una vista lateral de un
modo de realización de la invención provisto de un perfil
autohinchable de agua.
- Las Figuras 3 y 4 muestran una vista en planta
y una vista lateral del modo de realización de la invención
representado en la Figura 1.
- La Figura 5 muestra una vista lateral de un
perfil hinchable con barra rígida y cinchas menos apretadas.
- La Figura 6 muestra una vista lateral de un
perfil hinchable con barra rígida y cinchas más apretadas.
- La Figura 7 muestra una vista en planta de un
modo de realización de la invención provisto de perfil doble.
- La Figura 8 muestra una vista en planta de un
modo de realización de la invención con recorrido en bucle y con
dos perfiles dobles.
- La Figura 9 muestra una vista en planta de un
modo de realización de la invención con recorrido lineal y con un
perfil simple.
- La Figura 10 muestra el perfil de la Figura 9
invirtiendo el sentido de su desplazamiento.
- Las Figuras 11 y 12 muestran los parámetros
configurables de un aparato según la invención.
- La Figura 13 muestra cuatro tipos de ola
obtenida en función del ajuste de los parámetros regulables.
La Figura 1 muestra un modo de realización de un
aparato (1) para generar olas (2) en un medio acuático (3). El
aparato (1) comprende un fondo (4) sustancialmente horizontal, es
decir, de profundidad constante con respecto a la superficie del
medio acuático (3). El fondo (4) está realizado por ejemplo como
una placa de hormigón fundamentalmente plana construida sobre el
fondo de un lago o una piscina, como tierra compactada en el fondo
de un lago o una piscina, o como un fondo realizado con placas
metálicas en el interior de una piscina desmontable. Sobre el fondo
(4), el aparato (1) comprende un perfil (5) sustancialmente
alargado, el cual se desplaza con respecto al fondo (4) en una
dirección de desplazamiento (7) gracias a la acción de un mecanismo
de accionamiento (6). Como consecuencia del desplazamiento del
perfil (5), sobre el mismo se forma una ola (2) surfeable.
Como puede verse en la figura, el perfil (5)
sustancialmente alargado forma un ángulo (8) con la dirección de
desplazamiento (7) distinto de 90º. De este modo se consigue que el
frente de la ola (2) generado sobre el perfil (5), que será
paralelo al perfil (5), tenga un extremo adelantado y otro retrasado
respecto a la dirección de desplazamiento (7). Si el resto de la
configuración (profundidad del fondo, altura, anchura y velocidad
del perfil) es tal que produce que dicho frente de ola rompa en
algún punto del perfil (5) (preferentemente retrasado), se consigue
una parte del frente de ola sin romper y limpia de espuma (en la
parte adelantada del frente de ola) y otra parte del frente de ola
rota y cubierta de espuma (en la parte retrasada del frente de ola).
Un frente de ola de este tipo coincide notablemente con una ola
surfeable natural. La magnitud del ángulo (8) influye en la
dificultad de la ola (2), encontrándose que cuanto más cercano sea
dicho ángulo a 90º, más fácil de surfear es la ola resultante. Así,
un ángulo (8) de 60º se corresponde con una ola fácil, un ángulo
(8) de 45º genera una ola (2) de dificultad media y un ángulo (8)
de 35º genera una ola (2) de dificultad elevada. En el aparato (1)
según la invención, el ángulo (8) es regulable para poder obtener
olas de diferente dificultad en un mismo aparato.
El fondo (4) es abierto, es decir, no dispone de
paredes laterales cercanas al perfil en su extremo retrasado que le
otorguen una forma de canal. En consecuencia, la espuma generada en
la rotura puede salirse del perfil por el extremo retrasado, no
rellenando el frente de ola y dejando una cara limpia de espuma en
el frente de ola por el extremo adelantado. Esta cara limpia de
espuma, conocida como escape, permite que la ola sea surfeable.
El perfil (5) presenta una geometría tal que,
cuando el perfil (5) se desplaza con respecto al fondo (4), está
desprovista de espacios o concavidades dirigidas en la dirección de
desplazamiento (7). Esto puede conseguirse mediante un perfil (5)
rígido que nunca presente dichos espacios y concavidades, o
mediante un perfil (5) flexible de cualquier forma, el cual al
desplazarse se deforme para no presentar dichos espacios o
concavidades.
Así, en el modo de realización preferente del
perfil (5), éste es hinchable en su mayoría o totalidad. Un modo de
realización de sencilla fabricación y óptimo funcionamiento es
aquel representado en esta Figura 1, donde el perfil (5) está
relleno de aire. Así, inicialmente el perfil (5) presenta una forma
cilíndrica, y al ser puesto en movimiento se deforma hasta adquirir
una forma aproximada de gota de agua. Esta solución es ventajosa ya
que el perfil (5) es ligero, lo cual permite reducir el consumo
energético del aparato (1). En esta figura puede verse además como
el perfil (5) es complementado con una forma trasera hidrodinámica
(18), para mejorar la salida de aguas, reducir el consumo del
aparato (1) y reducir el tiempo que tarda el agua en volver a la
calma antes de la siguiente ola. Otro modo de realización puede
verse en la Figura 2, donde se ha representado un perfil (5) que se
hincha de agua, produciéndose el hinchado cuando por causa del
desplazamiento del perfil (5) en la dirección de desplazamiento (7)
se produce una entrada de agua al interior del perfil (5) a través
de una zona de entrada de agua (10). El perfil (5) en este caso
estará preferentemente diseñado para que al hincharse tome la forma
de ala de avión o parapente. La zona de entrada de agua (10) puede
estar realizada en forma de una red, etc. La solución de la Figura
7 es ventajosa ya que permite el autollenado del perfil (5),
simplificándose la instalación y mantenimiento del aparato (1).
Como se observa en la Figura 1, el perfil (5) se
encuentra conectado a una lona (13) triangular, donde a los tres
vértices de dicha lona (13) se conectan un patín de arrastre (14) y
dos patines de guiado (15) para el arrastre guiado del perfil (5)
con respecto al fondo (4). Los patines (14, 15) forman parte del
mecanismo de accionamiento (6), el cual comprende otros elementos
como los cables (19) que tiran del patín de arrastre (14). Los
patines de guiado (15) laterales van preferentemente ocultos debajo
del fondo (4), y absorben las fuerzas laterales que aparecen debido
a que el perfil (5) forma un ángulo distinto de 90º con respecto a
la dirección de desplazamiento (7). El patín de arrastre (14)
también va preferentemente oculto, y constituye el sistema tractor
del perfil (5). La presencia de la lona (13) hace que la fuerza
sobre el patín de arrastre (14) sea sólo longitudinal. Además, la
lona (13) presenta un grado de elasticidad que permite su
alargamiento para amortiguar la gran tensión generada en la
arrancada o inicio del movimiento del perfil (5).
En las Figuras 3 y 4 se muestran dos vistas del
modo de realización de la invención de la Figura 1. En estas
figuras se aprecia que el perfil (5) es capaz de bascular
verticalmente según indican las flechas (22). Gracias a esta
capacidad de basculamiento, el perfil (5) llega a su propio
equilibrio vertical sin que apenas se trasladen esfuerzos
verticales sobre los patines (15). Cuando el perfil (5) está
parado, se sale del agua en función de su flotabilidad. Cuando el
perfil (5) está en movimiento, llega a su posición de equilibrio
dada por tres fuerzas: el peso del agua sobre el perfil (5), el
empuje vertical debido a la flotabilidad del perfil (5) y la
presión del agua que pasa por debajo de la lengüeta (11) y del
perfil (5). De esta forma el peso de la ola es soportado por el
fondo (4) en lugar de por los patines (15). En consecuencia, al
permitir el basculamiento del perfil (5) se consiguen dos ventajas
fundamentales: por un lado, no han de fabricarse unos patines (15)
tan resistentes como para ser capaces de soportar el peso de la ola
(téngase en cuenta que una ola de 1,5 metros puede pesar unas 5
toneladas por cada metro de anchura); por otro lado, no es
necesario construir una estructura por encima de los patines (15)
que sea capaz de soportar el perfil (5).
En el modo de realización de las figuras, el
aparato (1) incorpora una lengüeta (11) que permite que el perfil
(5) pueda bascular verticalmente con más libertad (amplitud) tanto
cuando se encuentra en movimiento como cuando se encuentra parado.
Concretamente, como puede observarse el perfil (5) se encuentra
conectado a un lado (12) de la lengüeta (11), la cual es
sustancialmente rectangular, mientras que sobre el lado opuesto (9)
de dicha lengüeta (11) actúa el medio de accionamiento (6), es
decir, tiran los patines de guiado (15) y el patín de arrastre (14)
- éste último por medio de la lona (13)-. Además, la lengüeta (11)
permite que los patines de guiado (15) no tengan que soportar
fuerzas verticales. También constituye una zona sobre la que puede
caer el surfista cuando pierde el equilibrio, amortiguando dicha
caída gracias a la propia tensión de la lengüeta (11) y evitando
que el surfista impacte contra el fondo (4).
Como se muestra en las Figuras 3 a 6, el perfil
(5) puede incluir en su interior una barra rígida (16) para evitar
que el perfil (5) se combe. Además, la barra rígida (16) se
localiza en una posición regulable, lo cual permite variar la forma
del perfil (5). La posición de la barra rígida (16) puede ser
regulada por ejemplo por medio de unas cinchas (17). Como se
observa en las Figuras 4 y 5, en caso de que las cinchas (17) se
ajusten más holgadamente, se obtiene un perfil (5) que en
movimiento presenta una forma más tumbada, y por lo tanto menos
alta, con lo que se consigue una ola menos inclinada. En cambio, si
las cinchas (17) se aprietan, el perfil (5) en movimiento se
deforma con mayor altura, consiguiéndose una ola más inclinada.
En la Figura 4 se observa que, opcionalmente, el
perfil (5) y demás elementos que se desplazan sobre el fondo (4)
van cubiertos de una capa de seguridad (20) cuyo fin es evitar el
riesgo de pellizcamiento para el surfista.
La Figura 7 muestra otro modo de realización de
la invención, en la cual el aparato (1) comprende un perfil doble,
es decir, un perfil formado por dos perfiles (5', 5'') de los
descritos anteriormente, dispuestos en ángulos diferentes con
respecto a la dirección de desplazamiento (7), con el fin de
generar a la vez una ola de derechas y otra ola de izquierdas.
En cuanto al mecanismo de accionamiento (6), la
invención no se limita a un mecanismo en concreto sino que
contempla el uso de cualquier tipo de mecanismo capaz de provocar
el desplazamiento del perfil (5) con respecto al fondo (4). En un
modo de realización, representado en la Figura 8, el circuito que
sigue el perfil (5) es un bucle cerrado, por lo que basta con que el
mecanismo de accionamiento (6) sea capaz de provocar el
desplazamiento del perfil (5) en una única dirección, aunque
opcionalmente pudiese funcionar en ambas. En otro modo de
realización, representado en la Figura 9, el mecanismo de
accionamiento (6) puede provocar el movimiento del perfil (5) en dos
sentidos de desplazamiento: un primer sentido (7') de
desplazamiento y un segundo sentido (7'') contrario al primer
sentido (7'). En este caso, el perfil (5) realiza un recorrido
lineal y presenta la capacidad de desacoplarse de un gancho u otro
elemento similar solidario al cable (19) cuando llega al final del
recorrido, y de volver a acoplarse a dicho gancho para iniciar el
recorrido en sentido contrario. En este caso el perfil (5) pivota
de la forma explicada anteriormente cada vez que cambie el sentido
de su desplazamiento. La Figura 9 también sería factible si en
lugar de esta solución, se contase con un motor o sistema de
transmisión capaz de invertir la dirección de giro cuando el perfil
(5) llega al final del recorrido.
En caso de que el mecanismo de accionamiento (6)
sea capaz de cambiar el sentido (7', 7'') de desplazamiento del
perfil (5), en una solución especialmente ventajosa representada en
la Figura 10, el perfil (5) está diseñado para pivotar y adoptar la
posición simétricamente contraria, para que pueda continuar
generándose una ola (2) sobre él. Así, como puede verse en la
figura, si partiendo de una situación inicial en la cual el perfil
(5) se desplaza en una primera dirección de desplazamiento (7), se
pasa a la dirección de desplazamiento contraria (7'), el perfil (5)
pivota sobre el lado (9) de la lengüeta (11) y queda adecuadamente
dispuesto para generar la ola en sentido contrario.
En el aparato (1) según la invención se puede
permitir regular al menos una de las siguientes características,
representadas en las Figuras 11 y 12, con el fin de variar la forma
de la ola (2) generada:
- a)
- la altura (B) del perfil (5) cuando el perfil (5) se encuentra en movimiento (debe recordarse que el perfil puede ser hinchable o similar, variando su forma en función de si se encuentra en movimiento o no, siendo relevante su dimensión en movimiento), debiendo hacerse notar que la altura (B) del perfil (5) prácticamente coincide con la altura (B') del perfil (5) con respecto al fondo (4), ya que el perfil (5) se eleva del fondo (4) una distancia muy reducida cuando se encuentra en movimiento,
- b)
- la relación entre la altura (B) del perfil (5) y la profundidad (A) del fondo (4) con respecto a la superficie del medio acuático (3) en calma (dicha relación se ajustará normalmente variando el parámetro B ya que el parámetro A puede no ser variable),
- c)
- la anchura (D) del perfil (5),
- d)
- la velocidad de desplazamiento del perfil (5),
- e)
- el ángulo (8) que forma el perfil (5) con la dirección de desplazamiento (7).
\vskip1.000000\baselineskip
Preferentemente, el aparato (1) según la
invención se configura o construye de tal forma que:
- -
- la anchura (D) del perfil (5) es al menos cuatro veces la altura (B) del perfil (5),
- -
- el cociente entre la altura (B) del perfil (5) y la profundidad (A) del fondo (4) está comprendida entre 1/2 y 3,
- -
- la velocidad del perfil (5) es aproximadamente igual a la velocidad de una ola natural de altura igual a la altura (B) del perfil (5), y
- -
- el ángulo (8) está comprendido entre 90 y 35º.
\vskip1.000000\baselineskip
Entonces, se obtiene un aparato (1) en el cual
la altura (C) de la ola (2) obtenida es aproximadamente igual a la
altura (B) del perfil (5), cumpliéndose la tabla siguiente de tipos
de ola (2) conseguidos en función de la relación entre la altura
(B) del perfil (5) y la profundidad (A) del fondo (4):
\newpage
Como puede verse en la Figura 12, la lengüeta
(11) puede disponer de una franja permeable (21), por ejemplo tipo
red, capaz de ser abierta o cerrada para variar su superficie. En
caso de estar abierta, cuando el perfil (5) se desplaza dicha
franja permeable (21) deja entrar parte de agua por debajo del
perfil (5), empujándose menos agua hacia arriba. La mayor apertura o
cierre de la franja permeable (21) permite modificar la forma de la
ola (2) y hacerla de pendiente más suave o más fuerte, según las
necesidades del surfista. De este modo, el hecho de variar el grado
de apertura de la franja permeable (21) puede producir unos efectos
parecidos a variar el cociente B/A explicado anteriormente
(pudiendo ser una alternativa más sencilla de ejecutar).
La invención contempla modos de realización
diferentes de los representados en las figuras. Así, en uno de
ellos, el perfil (5) puede pivotar alrededor de un eje vertical en
lugar de alrededor del eje horizontal representado en las figuras.
En otro modo de realización, el perfil (5) se encuentra dispuesto
sobre un disco que puede girar con respecto al fondo (4), de forma
que el ángulo (8) puede regularse sin necesidad de variar la
construcción del aparato (1).
Además, al perfil (5) representado en las
figuras se le pueden añadir otros elementos no representados para
mejorar su rendimiento hidrodinámico u otras características, en
caso de que fuera necesario.
Claims (15)
1. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), que se caracteriza por que comprende:
- -
- un fondo (4) abierto y de profundidad sustancialmente constante con respecto a la superficie del medio acuático (3),
- -
- al menos un perfil (5) sustancialmente alargado encima del fondo (4) y a una distancia de éste, sustancialmente adosado al fondo y de una altura sustancialmente igual o superior a la profundidad del fondo (4)
- -
- un mecanismo de accionamiento (6), por cuya acción el perfil (5) se desplaza con respecto a dicho fondo (4) en una dirección de desplazamiento (7) sustancialmente horizontal, formándose una ola (2) encima del perfil (5), donde
- -
- el perfil (5) forma un ángulo (8) con la dirección de desplazamiento (7) distinto de 90º.
2. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), según la reivindicación 1, que se caracteriza
por que el perfil (5) presenta una geometría tal que, cuando el
perfil (5) se desplaza con respecto al fondo (4), está desprovista
de espacios o concavidades dirigidas en la dirección de
desplazamiento (7).
3. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), según la reivindicación 1, que se caracteriza
por que el perfil (5) es sustancialmente flexible y puede
deformarse cuando el aparato (1) se encuentra en movimiento.
4. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), según la reivindicación 3, que se caracteriza
por que el perfil (5) es sustancialmente hinchable.
5. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), según la reivindicación 4, que se caracteriza
por que el perfil (5) está hinchado de aire.
6. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), según la reivindicación 4, que se caracteriza
por que el perfil (5) se hincha de agua cuando se desplaza con
respecto al fondo (4), comprendiendo una zona de entrada de agua
(10).
7. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), según la reivindicación 3, que se caracteriza
por que el perfil (5) comprende en su interior una barra rígida
(16) en una posición regulable para variar la forma del perfil
(5).
8. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), según la reivindicación 1, que se caracteriza
por que el perfil (5) se encuentra conectado a una lona (13)
triangular, donde a los tres vértices de dicha lona (13) se
conectan un patín de arrastre (14) y dos patines de guiado (15) para
el arrastre guiado del perfil (5) con respecto al fondo
(4).
(4).
9. Aparato (1) para generar olas (2) en un medio
acuático (3), según la reivindicación 1, que se caracteriza
por que el perfil (5) está unido al mecanismo de accionamiento (6)
de forma que el perfil (5) puede bascular verticalmente.
10. Aparato (1) para generar olas (2) en un
medio acuático (3), según la reivindicación 9, que se
caracteriza por que el perfil (5) se encuentra conectado a
un lado (12) de una lengüeta (11) sustancialmente rectangular, sobre
el lado opuesto (9) de dicha lengüeta (11) actúa el medio de
accionamiento (6), de forma que el perfil (5) puede bascular
verticalmente.
11. Aparato (1) para generar olas (2) en un
medio acuático (3), según la reivindicación 10, que se
caracteriza por que la lengüeta (11) comprende una franja
permeable (21) de superficie regulable.
12. Aparato (1) para generar olas (2) en un
medio acuático (3), según la reivindicación 1, que se
caracteriza por que el perfil (5) comprende una forma
trasera hidrodinámica (18).
13. Aparato (1) para generar olas (2) en un
medio acuático (3), según la reivindicación 1, que se
caracteriza por que el mecanismo de accionamiento (7) puede
provocar el movimiento del perfil (5) en dos direcciones de
desplazamiento: una primera dirección de desplazamiento (7) y una
segunda dirección contraria a la primera dirección de
desplazamiento (7).
14. Aparato (1) para generar olas (2) en un
medio acuático (3), según la reivindicación 13, que se
caracteriza por que comprende medios de pivotación, de
manera que cuando el mecanismo de accionamiento (7) provoca el
cambio de movimiento del perfil (5) de la primera dirección de
desplazamiento (7) a la segunda dirección, o viceversa, el perfil
(5) pivota para que continúe generándose una ola (2) sobre él.
15. Aparato (1) para generar olas (2) en un
medio acuático (3), según la reivindicación 1, que se
caracteriza por que permite regular al menos una de las
siguientes características: la altura (B) del perfil (5) cuando el
perfil (5) se encuentra en movimiento, la relación entre la altura
(B) del perfil (5) y la profundidad (A) del fondo (4) con respecto
a la superficie del medio acuático (3) en calma, la anchura (D) del
perfil (5), la velocidad de desplazamiento del perfil (5), y el
ángulo (8) que forma el perfil (5) con la dirección de
desplazamiento (7).
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