ES2377896B1 - Dispositivo detector de vida. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo detector de vida del tipo utilizado para la identificación personal, que utiliza el campo evanescente de la luz guiada (5) en una guía de ondas que conserva la polarización en donde dicha guía de ondas (8) está configurada para que la interacción de la luz con el elemento biométrico provoque un cambio de polarización de la luz a la salida de la fibra respecto a la que tiene en la entrada y que es detectado por un fotodetector conectado con fibra (10, 15), siendo dicho cambio de polarización de la luz guiada característico del usuario que se identifica.

Description

DISPOSITIVO DE ELEVACION DE AGUA
La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un dispositivo de elevación de agua, del tipo de los utilizados en el 5 mar, en un lago o en un río para transportar el agua a una altura superior a su nivel para posteriormente utilizarla en diversas aplicaciones, caracterizado porque su funcionamiento está basado en el principio de oponer dos presiones, y que la diferencia fluya por una abertura, utilizando para ello un depósito sumergido, con un tubo de entrada de agua a nivel del
10 fondo, y un tubo de salida situado a un nivel superior que emerge verticalmente, para a continuación continuar con una inclinación hasta desembocar en el nivel de destino.
En la actualidad son ampliamente conocidos múltiples y
15 variados tipos de instalaciones para la elevación de agua utilizando medios naturales, como por ejemplo podemos encontrar recogido en la Patente ES 231308 “Una instalación hidro-mecánica de configuración variable para elevación de agua del mar a una altura superior a su nivel” o en la Patente ES 265476 “Un dispositivo de elevación de agua a una altura superior a su
20 nivel por medio de una instalación hidromecánica especialmente perfeccionada”. Este tipo de dispositivos de elevación comparten una estructura similar a base de unos flotadores asociados a unos vástagos que convierten el movimiento de las olas o del agua de la superficie en la fuerza necesaria para la elevación del agua. Presentan el inconveniente del bajo
25 rendimiento y de requerir una instalación relativamente compleja, con múltiples piezas en movimiento susceptibles de averías y que necesitan de un periódico mantenimiento.
Asimismo son utilizadas instalaciones específicas de generación eléctrica a base de la presión del agua, tal y como podemos encontrar 30 reivindicado en la Patente ES 200702764 “Instalación para la generación de
energía eléctrica mediante empuje hidrostático”, que utiliza un émbolo flotador en un depósito para generar un movimiento, o bien en la Patente ES 200801216 “Funcionamiento de una central hidroeléctrica por la fuerza de las olas del mar”, que utiliza directamente el movimiento de las olas del mar. Estas instalaciones no realizan una elevación previa del agua para posteriormente generar electricidad a partir de su caída.
También se conocen algunos dispositivos de bajo consumo energético, como por ejemplo el descrito en la Patente ES 9401129 “Dispositivo para elevación de agua sin consumo energético y producción de energía en circuito cerrado”, que utiliza un cilindro provisto de embolo accionado a través de medios mecánicos, con lo cual presenta los anteriormente citados problemas de averías y mantenimiento inherentes a cualquier dispositivo con partes móviles.
Para solventar la problemática existente en la actualidad en acerca de la elevación de agua a una altura por encima de su nivel habitual se ha ideado el dispositivo de elevación de agua objeto de la presente invención, cuyo funcionamiento está basado en el principio de oponer dos presiones, y que la diferencia fluya por una abertura, utilizando para ello un depósito sumergido, con un tubo de entrada de agua a nivel del fondo, y un tubo de salida situado a un nivel superior que emerge verticalmente, a modo de chimenea, para a continuación continuar con una inclinación hasta desembocar en el nivel de destino.
El funcionamiento de la presente invención se basa en que, ejerciendo una presión inicial desde arriba hacia abajo en el depósito sumergido en el agua, por medio de la inyección de aire u otro gas a través de una válvula, se consigue que parte de dicha agua suba una cierta altura por encima del depósito, a través del tramo vertical del tubo de salida, la cual, al alcanzar el tramo inclinado de descenso cae por efecto de la gravedad, arrastrando de un modo continuo el agua del depósito por efecto sifón.
Para ello las proporciones del dispositivo están calculadas de tal forma que la volumen de agua existente en el tramo inclinado de descenso es superior al doble de la existente en el tramo vertical, lo cual produce una fuerza de arrastre. El volumen de agua existente en el tramo vertical es igual al volumen ocupado por el aire o gas inyectado en la parte superior del depósito.
Esto genera un flujo continuo de agua desde nivel inferior del fondo del agua hasta el nivel superior correspondiente a la salida del tramo inclinado del tubo de salida, de forma autosuficiente sin necesidad de otro aporte energético que el inicial.
Este dispositivo de elevación de agua que se presenta aporta múltiples ventajas sobre los dispositivos disponibles en la actualidad siendo la más importante que su consumo energético es mínimo permitiendo un funcionamiento continuo de manera autosuficiente.
Una importante ventaja a destacar es la sencillez de su constitución, sin apenas partes móviles, lo cual redunda tanto en la disminución de costes de fabricación como en la reducción de averías y gastos de mantenimiento, con la consiguiente mejora en el rendimiento económico.
Es destacable que este dispositivo de elevación puede admite una gran pluralidad de usos, como por ejemplo para producir electricidad, transportar el agua a largas distancias, extracción de agua para consumo o riego, plantas desalinizadoras, etc…
Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado un ejemplo de realización práctica preferencial de un dispositivo de elevación de agua. En dicho plano la figura –1- muestra una vista lateral esquemática de la invención.
El dispositivo de elevación de agua objeto de la presente invención, esta formado básicamente, como puede apreciarse en el plano anexo, por un depósito (1) sumergido, anclado al fondo del mar, lago o acuífero, con un tubo de entrada (2) de agua a nivel del fondo, y un tubo de salida (3) situado a un nivel superior al tubo de entrada (2) y que consta de un tramo vertical (4) que emerge verticalmente por encima del nivel de las aguas, a modo de chimenea, para a continuación continuar con un tramo inclinado (5) que desemboca en el nivel de destino a través de su boca de salida (6).
En la parte superior del depósito (1) se encuentra una válvula para inyección (7) de gas o aire (8) en el interior del depósito (1). Asimismo en la parte de mayor altura del tubo de salida (3), donde cambia del tramo vertical (4) al tramo inclinado (5), se haya dispuesta una válvula de extracción de aire (9) para permitir la salida del aire en el interior del depósito (1) y del tubo de salida (3) en el momento de la instalación del dispositivo en el fondo del mar, propiciando la entrada de agua.
También se han previsto unas válvulas anti retroceso (10) situadas, como mínimo, en la entrada al depósito (1) desde el tubo de entrada (2), en la salida del depósito (1) al tubo de salida (3), y en la boca de salida (6) del tramo inclinado (5) del tubo de salida (3).
Asimismo, de manera opcional, se ha previsto la existencia de una turbina generadora (12) intercalada en el tubo de entrada (2), que sirva para la generación de energía eléctrica, tanto para el uso necesario para la inyección de aire, como para usos externos.
El funcionamiento de la presente invención se basa en que, ejerciendo una presión inicial desde arriba hacia abajo en el depósito (1) sumergido a elevada profundidad en el agua (11), por medio de la inyección de aire (8) u otro gas a través de la válvula para inyección (7), mediante un compresor (13) con una toma de aire (14) por encima del nivel del agua, se consigue que parte de dicha agua (11) suba una cierta altura por encima del depósito (1), a través del tramo vertical (4) del tubo de salida (3), la cual, al alcanzar el tramo inclinado (5) de descenso cae por efecto de la gravedad, arrastrando de un modo continuo el agua (11) del depósito (1) por efecto sifón, la cual a su vez es aspirada a través del tubo de entrada (2), generando con su flujo energía eléctrica mediante una turbina generadora (12)
Para ello las proporciones del dispositivo están calculadas de tal forma que la volumen de agua existente en el tramo inclinado (5) de descenso es superior al doble de la existente en el tramo vertical (4), lo cual produce una fuerza de arrastre. El volumen de agua existente en el tramo vertical (4) es igual al volumen ocupado por el aire (8) o gas inyectado en la parte superior del depósito (1). Para cumplir estas condiciones, por ejemplo, suponiendo que el tubo de salida (3) sea de sección circular constante tanto en el tramo vertical (4) como en el inclinado (5), la longitud del tramo inclinado (5) debe de ser del doble que la del tramo vertical (4). Asimismo, si por ejemplo en el depósito (1) inyectamos aire (8) en una altura de 5 metros, y suponiendo una sección circular de radio 1 m., obtenemos un volumen de aire de:
V1 = 5 x n x 12
Si el tubo de salida (3) tiene una sección circular de 0,25 m de radio, y una altura H, su volumen será:
V2 = H x n x 0,252
Y si, como preconizamos, V1=V2, ello nos permite deducir una altura H= 20m. para el tramo vertical (4), con lo cual el tramo inclinado (5) deberá tener 40m. de longitud.
Este dispositivo propicia una gran pluralidad de usos, como por ejemplo para producir electricidad mediante turbinas a su salida, transportar el agua a largas distancias, extracción de agua para consumo o riego, plantas desalinizadoras, etc…

Claims (2)

  1. REIVINDICACIONES
    1 – Dispositivo de elevación de agua, del tipo de los utilizados para transportar el agua a una altura superior a su nivel original, caracterizado porque comprende un depósito (1) sumergido, anclado al fondo del mar, lago o acuífero, con un tubo de entrada (2) de agua a nivel del fondo, una válvula para inyección (7) de gas o aire (8) situada en la parte superior del depósito (1), y un tubo de salida (3) situado a un nivel superior al tubo de entrada (2) y que consta de un tramo vertical (4) que emerge verticalmente por encima del nivel de las aguas, a modo de chimenea, para a continuación continuar con un tramo inclinado (5) que desemboca en el nivel de destino a través de su boca de salida (6).
    2 – Dispositivo de elevación de agua, según la anterior reivindicación, caracterizado las proporciones del dispositivo son tales que que el volumen de agua existente en el tramo inclinado (5) de descenso es superior al doble de la existente en el tramo vertical (4), lo cual produce una fuerza de arrastre, y el volumen de agua existente en el tramo vertical
    (4) es similar al volumen ocupado por el aire (8) o gas inyectado en la parte superior del depósito (1).
    3 – Dispositivo de elevación de agua, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la válvula para inyección (7) de gas o aire (8) situada en la parte superior del depósito (1) se encuentra conectada con un compresor (13) dotado de una toma de aire (14) por encima del nivel del agua.
    4 – Dispositivo de elevación de agua, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque en la parte de mayor altura del tubo de salida (3), donde cambia del tramo vertical (4) al tramo inclinado (5), se haya dispuesta una válvula de extracción de aire (9).
    5 – Dispositivo de elevación de agua, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque se hayan dispuesto unas válvulas anti retroceso (10) situadas en la entrada al depósito (1) desde el tubo de entrada (2), en la salida del depósito (1) al tubo de salida (3), y en la boca de salida (6) del tramo inclinado (5) del tubo de salida (3).
    6 – Dispositivo de elevación de agua, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado por la existencia de una turbina generadora
    (12) de energía eléctrica, intercalada en el tubo de entrada (2).
    7 – Procedimiento de elevación de agua con un dispositivo según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque primero se ejerce una presión inicial desde arriba hacia abajo en el depósito (1), sumergido a elevada profundidad en el agua (11), por medio de la inyección de aire (8) u otro gas a través de la válvula para inyección (7), consiguiendo que parte de dicha agua (11) suba una cierta altura por encima del depósito (1), a través del tramo vertical (4) del tubo de salida (3), la cual, al alcanzar el tramo inclinado (5) de descenso cae por efecto de la gravedad, arrastrando de un modo continuo el agua (11) del depósito (1) por efecto sifón, la cual a su vez es aspirada a través del tubo de entrada (2), generando con su flujo energía eléctrica mediante una turbina generadora (12).
    8 – Uso de un dispositivo de elevación de agua, según las reivindicaciones 1 a la 6, para aplicaciones en las que se necesite un flujo de agua con una altura superior a su nivel habitual, para aprovechar su energía potencial.
    9 – Uso de un dispositivo de elevación de agua, según la reivindicación 8, caracterizado porque la aplicación es la producción de electricidad mediante turbinas a su salida.
    10 – Uso de un dispositivo de elevación de agua, según la reivindicación 8, caracterizado porque la aplicación es el transporte del agua a largas distancias por gravedad para consumo o riego.
    10 11 – Uso de un dispositivo de elevación de agua, según la reivindicación 8, caracterizado porque la aplicación son plantas desalinizadoras mediante paso por filtros de osmosis a presión.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 200930007
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 24.03.2009
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    JP 2007313286 A (MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD.) 06.12.2007, todo el documento. 1-3,5,6,8,12-15
    A
    US 6301375 B1 (CHOI, H.) 09.10.2001, todo el documento. 1-3,5,6,8,12-15
    A
    US 2008/0211628 A1 (HASHIMOTO, G. et al.) 04.09.2008, todo el documento. 1-3,5,6,8,12-15
    A
    JP 2006068328 A (SONY CORP.) 16.03.2006
    A
    JP 2006288872 A (CANON KK) 26.10.2006
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 20.03.2012
    Examinador Ó. González Peñalba Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 200930007
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD G01N21/21 (2006.01)
    G01N21/45 (2006.01) A61B5/117 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) G01N, A61B, G01J Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, INSPEC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930007
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 20.03.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones 1-15 Reivindicaciones SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones 1-15 Reivindicaciones SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Consideraciones:
    La presente invención se define en su primera reivindicación genéricamente como un dispositivo detector de parámetros biométricos para la identificación personal, basado en la interacción del campo evanescente de la luz que se propaga por una guía de ondas, con un elemento biométrico del usuario que se desea identificar, la cual puede medirse a la salida de la guía de ondas como cambio de polarización con respecto a la de la entrada de esta, siendo dicho cambio característico del usuario que se identifica.
    Este concepto inventivo se desarrolla en diversas realizaciones recogidas en reivindicaciones sucesivas. Así, la reivindicación 3 y sus reivindicaciones dependientes recogen la interacción del elemento biométrico con una zona de medida practicada en una fibra óptica monomodo, a cuya salida se mide dicha interacción por la intensidad que provoca dicho cambio de polarización en un fotodetector; en tanto que, en la reivindicación 5 y sucesivas, dicha interacción se mide por el desfase producido en las dos ramas producidas en un interferómetro Mach-Zehnder, en una de las cuales se encuentra dicha zona de medida y a cuya salida hay, igualmente, un fotodetector.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 200930007
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    JP 2007313286 A (MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD.) 06.12.2007
    D02
    US 6301375 B1 (CHOI, H.) 09.10.2001
  2. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    Se considera que la invención definida en las reivindicaciones 1-15 de la presente Solicitud tiene novedad y actividad inventiva por no estar comprendida en el estado de la técnica ni poder deducirse de este de forma evidente por un experto en la materia.
    Se han encontrado en el estado de la técnica documentos que recogen diversos métodos encaminados a la identificación y autentificación personal mediante la medida o estudio de diferentes parámetros biométricos asociados a elementos fisiológicos y que se consideran exclusivos de cada persona. Así, por ejemplo, el documento D01, citado en el Informe sobre el Estado de la Técnica (IET) con la categoría A, describe un método y su aparato asociado para recoger información fisiológica precisa de una parte del tejido dérmico de un individuo, para su identificación. Para ello, la superficie en estudio de la piel es irradiada con luz polarizada, y la luz recibida se hace pasar por una placa de polarización de ángulo variable para obtener su distribución espectral en función de dicho ángulo, en correlación con la profundidad alcanzada en el tejido. Se miden así, al igual que en la presente invención, cambios en la polarización originados por la piel, pero no se utiliza para ello la radiación evanescente que circunda una guía de ondas, sino iluminación directa de esta que se recoge de vuelta.
    Otros documentos, como el D02, también citado en el IET con la categoría A, describen el uso de luz polarizada para identificación personal, la cual, en este documento, se hace incidir, en parte, sobre una zona de la piel de la persona que se desea identificar y, en parte, se reserva para hacerla contrastar con la luz recibida de vuelta, para así obtener una imagen de alto contraste que refleja la estructura vascular de la piel y que se computa y analiza por medios electro-ópticos adecuados, para su almacenamiento y comparación con un banco de imágenes preestablecido. Se realiza, por tanto, un contraste entre la luz polarizada que incide en el elemento biométrico y la que no, que es análogo a la interferencia que se produce en el interferómetro de una de las realizaciones de la presente invención, pero, de nuevo, no se utiliza para ello la interacción con el campo evanescente de luz guiada, sino que se emplea luz directamente reflejada.
    Estas diferencias, en suma, son sustanciales y confieren a la invención novedad y actividad inventiva según los Artículos 6 y 8 LP, con respecto al estado de la técnica, representado, en su ámbito más cercano al definido por las presentes reivindicaciones, por los documentos D01 y D02.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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