ES2684359B1 - SUBMERGED AUTONOMOUS DRAGING EQUIPMENT - Google Patents

SUBMERGED AUTONOMOUS DRAGING EQUIPMENT Download PDF

Info

Publication number
ES2684359B1
ES2684359B1 ES201730594A ES201730594A ES2684359B1 ES 2684359 B1 ES2684359 B1 ES 2684359B1 ES 201730594 A ES201730594 A ES 201730594A ES 201730594 A ES201730594 A ES 201730594A ES 2684359 B1 ES2684359 B1 ES 2684359B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
dredging
equipment
autonomous
unit
bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES201730594A
Other languages
Spanish (es)
Other versions
ES2684359A1 (en
Inventor
Rosales Juan José Novas
Martínez Alberto Dopico
Neira Carlos Durán
López Miguel Durán
Romero Aaron Martinez
Cabrera Darío Sosa
Crespo Luis Alberto Sánchez
Vilán José Antonio Vilán
Belmonte Pablo Izquierdo
Alfonso Pablo Yáñez
Hermida Xulio Fernández
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centro De Investig Submarinas S L
Nodosa S L
Subsea Mechatronics S L
Centro de Investigaciones Submarinas SL
Nodosafer SL
Original Assignee
Centro De Investig Submarinas S L
Nodosa S L
Subsea Mechatronics S L
Centro de Investigaciones Submarinas SL
Nodosafer SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centro De Investig Submarinas S L, Nodosa S L, Subsea Mechatronics S L, Centro de Investigaciones Submarinas SL, Nodosafer SL filed Critical Centro De Investig Submarinas S L
Priority to ES201730594A priority Critical patent/ES2684359B1/en
Priority to PCT/EP2018/057800 priority patent/WO2018178088A1/en
Publication of ES2684359A1 publication Critical patent/ES2684359A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2684359B1 publication Critical patent/ES2684359B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/8858Submerged units
    • E02F3/8866Submerged units self propelled
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/92Digging elements, e.g. suction heads
    • E02F3/9212Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel
    • E02F3/9225Mechanical digging means, e.g. suction wheels, i.e. wheel with a suction inlet attached behind the wheel with rotating cutting elements
    • E02F3/9237Suction wheels with axis of rotation in transverse direction of the longitudinal axis of the suction pipe
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2045Guiding machines along a predetermined path

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

EQUIPO SUMERGIDO DE DRAGADO AUTÓNOMOSUBMERGED AUTONOMOUS DRAGING EQUIPMENT

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Campo de la invenciónField of the Invention

La presente invención se relaciona con la industria del dragado de lechos marinos, lacustres o sedimentarios y con la mitigación del impacto ambiental de dicha actividad. En particular, la presente invención se relaciona con un equipo y un procedimiento de dragado, en donde el equipo se desplaza de manera autónoma sobre el fondo realizando un dragado por succión, a la vez que recoge y transmite información continua del medio.The present invention relates to the dredging industry of sea beds, lakes or sediments and to the mitigation of the environmental impact of said activity. In particular, the present invention relates to a device and a dredging procedure, wherein the equipment travels autonomously on the bottom by dredging by suction, while collecting and transmitting continuous information from the medium.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Un dragado consiste en la retirada, mediante diversas técnicas, de partículas de arena, arcilla, limos y otras substancias arrastradas por corrientes de agua (sedimentos), que se depositan en los fondos de zonas costeras, puertos y estuarios, lagos, embalses y fondos de ríos navegables.A dredging consists of the removal, by various techniques, of particles of sand, clay, silt and other substances carried by water currents (sediments), which are deposited in the bottoms of coastal areas, ports and estuaries, lakes, reservoirs and bottoms of navigable rivers.

Las operaciones de dragado se llevan haciendo desde el siglo XIX, siendo un tipo de actividad en el cual se han producido innumerables avances, existiendo en el presente diversos sistemas condicionados por el tipo de material a dragar, la ubicación del punto de dragado, etc. En la actualidad, las actividades de dragado están siendo reorientadas debido al impacto ambiental que se produce durante las mismas, impacto que debe ser evaluado con anterioridad y mitigado durante la operación, tomando para ello las medidas oportunas.Dredging operations have been carried out since the 19th century, being a type of activity in which innumerable advances have taken place, there are currently various systems conditioned by the type of material to be dredged, the location of the dredging point, etc. Currently, dredging activities are being reoriented due to the environmental impact that occurs during them, an impact that must be evaluated beforehand and mitigated during the operation, taking appropriate measures.

El proceso de dragado actual se lleva a cabo principalmente empleando dragas de succión o hidráulicas y dragas mecánicas, que pasamos a revisar a continuación y para las que se han identificado diversas deficiencias técnicas.The current dredging process is mainly carried out using suction or hydraulic dredgers and mechanical dredgers, which we review below and for which various technical deficiencies have been identified.

Las dragas mecánicas son aquellas que utilizan equipos o medios exclusivamente mecánicos para la excavación y extracción del material. Es el tipo de dragas más antiguo y ha evolucionado mucho a lo largo de la historia gracias al avance de la tecnología industrial y de las obras marítimas. En general, el uso de estas dragas está recomendado para trabajos en zonas confinadas y pueden operar fácilmente con materiales sueltos y pesados, aunque también son empleadas para todo tipo de suelos. El material excavado suele tener un bajo contenido en agua, puesto que no es precisa la dilución del material. El rendimiento suele ser inferior al de las dragas hidráulicas dado que el tipo de trabajo es discontinuo, y el acabado es menos uniforme. Entre ellas se distinguen varios tipos en función del medio mecánico con que se realiza la extracción del material.Mechanical dredgers are those that use exclusively mechanical equipment or means for digging and extracting the material. It is the oldest type of dredger and has evolved a lot throughout history thanks to the advancement of industrial technology and maritime works. In general, the use of these dredgers is recommended for work in confined areas and can easily operate with loose and heavy materials, although they are also used for all types of floors. The excavated material usually has a low water content, since it is not necessary to dilute the material. The performance is usually lower than that of hydraulic dredgers since the type of work is discontinuous, and the finish is less uniform. Among them, several types are distinguished depending on the mechanical means with which the material is extracted.

Actualmente se siguen empleando con gran frecuencia las dragas de retro excavación. En ellas la cuchara de la retroexcavadora muestra su cara cóncava hacia detrás, por lo que durante la excavación el cucharón se acerca a la zona de vertido. La cuchara penetra de arriba hacia abajo en la capa de material a dragar. Este tipo de dragas se ha desarrollado mucho en los últimos años y actualmente, todas las flotas de dragado disponen de dragas retroexcavadoras.Currently, retro excavation dredgers are still used very frequently. In them the backhoe bucket shows its concave face back, so that during the excavation the bucket approaches the pouring area. The spoon penetrates from top to bottom in the layer of material to be dredged. This type of dredger has developed a lot in recent years and currently, all dredging fleets have backhoe dredgers.

En el dragado mecánico las cucharas o retroexcavadoras empleadas no son totalmente estancas, generando suspensión de material y turbidez en toda la columna de agua. La solución técnica actual es utilizar cortinas de dragado que buscan contener la turbidez y dispersión en el área de trabajo, pero que en ningún caso reducen este impacto. A partir del siglo XIX comenzaron a utilizarse las bombas de succión en las operaciones de dragado.In mechanical dredging, the buckets or backhoes used are not completely watertight, generating material suspension and turbidity throughout the water column. The current technical solution is to use dredging curtains that seek to contain turbidity and dispersion in the work area, but that in no case reduce this impact. As of the 19th century, suction pumps began to be used in dredging operations.

La característica fundamental del dragado hidráulico es el empleo de la bomba de succión, y todas las variantes de estos equipos derivan en la forma de transportar el producto, el empleo de equipos complementarios para la disgregación del terreno y la forma de facilitar la absorción de los productos por la corriente producida por las bombas.The fundamental characteristic of hydraulic dredging is the use of the suction pump, and all the variants of these equipments derive in the way of transporting the product, the use of complementary equipment for the disintegration of the land and the way of facilitating the absorption of the products by the current produced by the pumps.

Una draga de succión en marcha es una embarcación auto portante y autopropulsada, de dimensiones variables, diseñada para dragar de forma continua elevados volúmenes de material de una forma sencilla y económica, y admitiendo condiciones marítimas adversas.A suction dredger in progress is a self-propelled and self-propelled vessel, of variable dimensions, designed to dredge continuously high volumes of material in a simple and economical way, and admitting adverse maritime conditions.

El material es aspirado por un tubo dotado en su extremo de un cabezal de succión. A bordo de la embarcación se instala una bomba que crea el vacío necesario en el cabezal para poner en suspensión los materiales sueltos en el agua, y se aspira la mezcla agua-material que se almacena en la cántara de la propia draga. The material is aspirated by a tube provided at its end with a suction head. A pump is installed on board the boat that creates the necessary vacuum in the head to suspend the loose materials in the water, and the water-material mixture that is stored in the dredge's own tank is sucked.

Durante el proceso de dragado, el barco sigue en movimiento, aunque a una velocidad muy inferior a la de crucero. El material aspirado se vierte en una cántara, donde los sólidos decantan hacia el fondo y el agua que queda por encima se va evacuando a través de un dispositivo de rebose. Lo que se draga es una mezcla de agua y sólidos, como arena.During the dredging process, the ship is still moving, although at a much lower speed than the cruise. The aspirated material is poured into a pitcher, where the solids decant towards the bottom and the water that remains above is evacuated through an overflow device. What is dredged is a mixture of water and solids, such as sand.

Dado que el principal objetivo del dragado es recoger la mayor cantidad de sólidos para la reutilización o deposición en otro punto, la draga debe disponer de un sistema que maximice la retención de estos materiales sólidos dragados y minimizar la cantidad de agua que se quede en la cántara. El exceso de agua debe separarse y devolverse al mar. La parte sólida o el sedimento que queda, se depositará en el fondo de la cántara, pero este proceso requiere tiempo. Un sistema de rebose ofrece los medios para separar los sólidos del agua reduciendo la turbulencia de la mezcla y permitiendo el tiempo suficiente para que la parte sólida (arena, gravilla) se depositen al fondo. A continuación, se separa el agua y este exceso se devuelve al mar.Since the main objective of dredging is to collect the greatest amount of solids for reuse or deposition at another point, the dredger must have a system that maximizes the retention of these dredged solid materials and minimizes the amount of water left in the sing. Excess water must be separated and returned to the sea. The solid part or the remaining sediment will be deposited at the bottom of the pitcher, but this process takes time. An overflow system offers the means to separate solids from water by reducing the turbulence of the mixture and allowing sufficient time for the solid part (sand, gravel) to settle to the bottom. Then, the water is separated and this excess is returned to the sea.

Por su parte, la elección del cabezal de dragado dependerá del tipo de material a dragar, existiendo un gran abanico de posibilidades que van desde la simple extensión de la tubería hasta elementos más complejos a los que se les incorpora elementos auxiliares para favorecer la suspensión o disgregación del sedimento en el fondo y aumentar la densidad de la pulpa. El cabezal tiene cierta libertad de movimiento en el plano vertical, de forma que puede adaptarse a la capa de terreno a dragar.For its part, the choice of the dredging head will depend on the type of material to be dredged, there is a wide range of possibilities that range from simple extension of the pipe to more complex elements to which auxiliary elements are incorporated to favor suspension or Disintegration of sediment at the bottom and increase pulp density. The head has some freedom of movement in the vertical plane, so that it can adapt to the layer of ground to be dredged.

La principal deficiencia de las dragas de succión es que el cabezal de dragado está unido a la embarcación por medio de un brazo, que en operación transmite al cabezal los movimientos del barco debidos al oleaje. Debido a ello, el cabezal puede sufrir oscilaciones que producen que pierda contacto con el lecho, aumentando la proporción de agua en el material aspirado y reduciendo la eficiencia del dragado; o que se “entierre” en el lecho, de manera que no solo pierde eficiencia, sino que además genera turbidez adicional y puede incluso derivar en una avería mecánica por los esfuerzos que se generan sobre el brazo.The main deficiency of suction dredgers is that the dredging head is attached to the vessel by means of an arm, which in operation transmits to the head the movements of the ship due to the waves. Due to this, the head can suffer oscillations that cause it to lose contact with the bed, increasing the proportion of water in the aspirated material and reducing the dredging efficiency; or that it is "buried" in the bed, so that it not only loses efficiency, but also generates additional turbidity and can even lead to a mechanical breakdown due to the efforts generated on the arm.

En un intento por evitar que los movimientos debidos al oleaje se transmitan al cabezal los brazos de las dragas cuentan con articulaciones. Las dragas más modernas incluso cuentan con sistemas más complejos. Uno de ellos es el conocido como “compensador de ola”, que mediante equipos motorizados automáticos tratan de compensar dichos movimientos. Dicho sistema en concreto es un equipo que tiene un coste considerablemente elevado y cuya eficiencia, según la experiencia de los propios operadores de draga, es bastante limitada.In an attempt to prevent the movements due to waves from being transmitted to the head, the arms of the dredgers have joints. The most modern dredgers even have more complex systems. One of them is known as "wave compensator", which by means of automatic motorized equipment tries to compensate for such movements. Said system in particular is a team that has a considerably high cost and whose efficiency, according to the experience of the dredge operators themselves, is quite limited.

Por otro lado, existen también dragas de succión estacionarias, las cuales realizan el dragado ancladas en un punto, sin desplazarse mientras se produce la succión. Este tipo de draga presenta una gran similitud con las dragas de succión en marcha, aunque la principal diferencia reside en el proceso de carga del material. En general, las dragas de succión estacionarias no incorporan cántara, y el transporte se realiza mediante gánguiles auxiliares o a través de tuberías si la zona de vertido está próxima a la de extracción.On the other hand, there are also stationary suction dredgers, which dredge anchored at one point, without moving while the suction occurs. This type of dredge has a great similarity with the dredging dredgers in progress, although the main difference lies in the process of loading the material. In general, stationary suction dredges do not incorporate a pitcher, and transport is carried out by auxiliary gangsters or through pipes if the discharge zone is close to the extraction zone.

Las dragas cortadoras o “ cutter” son una mejora directa de la draga de succión estacionaria, que incorpora además un dispositivo disgregador del terreno montado en el extremo del tubo de succión. El cabezal cortador permite trabajar sobre materiales más cohesivos y con una resistencia al corte superior que los permitidos con el resto de dragas hidráulicas. El sistema está colocado sobre una pontona sin capacidad de propulsión que dispone de una escala de dragado en uno de sus extremos. El cabezal cortador es sin duda el elemento singular de este tipo de dragas, llegando a crear en algunos casos nuevos tipos de dragas cortadoras, con nombres específicos, que se utilizan en trabajos singulares.The cutter dredgers or “ cutter” are a direct improvement of the stationary suction dredger, which also incorporates a ground-breaking device mounted at the end of the suction tube. The cutting head allows to work on more cohesive materials and with a superior resistance to cutting than those allowed with the rest of hydraulic dredgers. The system is placed on a pontoon without propulsion capacity that has a dredging scale at one of its ends. The cutting head is undoubtedly the singular element of this type of dredgers, in some cases creating new types of cutting dredgers, with specific names, which are used in singular works.

La patente ES2161326(T3), refiere al dragado con un cabezal de succión asistido por un buque que incluye medios de propulsión para desplazarse en una dirección transversal a su eje longitudinal. Se propone el uso de cabrestantes para suspender cabezal y tubo de descarga, para descenderlos, elevarlos e incluso desplazarlos en paralelo al eje longitudinal del buque. Sin embargo, no hay ninguna enseñanza que permita o sugiera evitar transmitir el efecto del oleaje al cabezal.Patent ES2161326 (T3), refers to dredging with a suction head assisted by a ship that includes propulsion means to move in a direction transverse to its longitudinal axis. The use of winches is proposed to suspend the discharge head and tube, to lower, raise and even move them parallel to the longitudinal axis of the ship. However, there is no teaching that allows or suggests avoiding transmitting the effect of the swell to the head.

En ES2337897, se divulga un buque de dragado conectado por un tubo a un cabezal de arrastre. El cabezal posee medios para cortar el fondo de un cuerpo de agua, que permiten dirigir al menos un chorro de agua hacia el fondo. Por lo tanto, se enseña mejoras a un cabezal de succión común, sin embargo, no hay enseñanza o sugerencia relativa a la pérdida de eficiencia por efecto del oleaje trasmitido al cabezal.In ES2337897, a dredging vessel connected by a tube to a drag head is disclosed. The head has means for cutting the bottom of a body of water, which allow at least one stream of water to be directed towards the bottom. Therefore, improvements to a common suction head are taught, however, there is no teaching or suggestion regarding the loss of efficiency due to the effect of the waves transmitted to the head.

En el documento WO/2002/057551A1 se divulga aspiración del material del lecho empleando diferencia de presión hidrostática entre una estación flotante intermedia y el fondo marino, sin abordar el problema de la pérdida de eficiencia debida al oleaje o corrientes superficiales.In WO / 2002 / 057551A1 aspiration of the bed material is disclosed using hydrostatic pressure difference between an intermediate floating station and the seabed, without addressing the problem of loss of efficiency due to waves or surface currents.

Mediante el empleo de las dragas de succión y dragas mecánicas el dragado no genera un fondo homogéneo, siendo frecuente la aparición de lomas y valles, es decir, zonas por encima o por debajo de la cota marcada. Esto puede ser debido, bien por efecto del oleaje en el caso del dragado por succión o bien por el efecto golpeo y geometría de cucharas o retroexcavadoras en el dragado mecánico. Todo esto conlleva la necesidad de repaso del trabajo y poca eficiencia en el proceso de dragado.Through the use of suction dredgers and mechanical dredgers, dredging does not generate a homogeneous bottom, the appearance of hills and valleys being frequent, that is, areas above or below the marked elevation. This may be due, either by the effect of the swell in the case of suction dredging or by the bumping and geometry effect of buckets or backhoes in mechanical dredging. All this entails the need to review the work and poor efficiency in the dredging process.

Respecto a las operaciones de dragado mediante equipos sumergidos, este es, un campo en el que apenas se cuenta con experiencia, limitándose por el momento a equipos de dragado hidráulico de desarrollo experimental y escaso volumen de succión.Regarding dredging operations using submerged equipment, this is a field where there is hardly any experience, being limited at the moment to hydraulic dredging equipment for experimental development and low suction volume.

Como se ha comentado anteriormente las principales carencias de los sistemas de dragado actuales son:As previously mentioned, the main shortcomings of current dredging systems are:

- estar sometidos al efecto del oleaje que afecta a los barcos, de los que dependen, generando ineficiencias en el sistema de dragado;- be subject to the effect of the waves that affect the boats, on which they depend, generating inefficiencies in the dredging system;

- no estar diseñados teniendo en cuenta el factor medioambiental por lo que no incorporan sistemas que reduzcan la turbidez;- not be designed taking into account the environmental factor, so they do not incorporate systems that reduce turbidity;

- no tienen capacidad para realizar las tareas de dragado de manera autónoma; - no disponer de sistemas que permitan el análisis continuo de la tarea de dragado.- they have no capacity to perform dredging tasks autonomously; - not having systems that allow continuous analysis of the dredging task.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

La presente invención resuelve los problemas existentes en el estado de la técnica mediante un equipo submarino de dragado autónomo (ESDA) que cuenta con capacidad para desplazarse por el fondo y para la retirada por aspiración de materiales del fondo marino, bien controlado por un operario o mediante funcionamiento autónomo y procedimiento de dragado.The present invention solves the problems existing in the state of the art by means of an autonomous dredging underwater equipment (ESDA) that has the capacity to move along the bottom and for the withdrawal by aspiration of materials from the seabed, well controlled by an operator or by autonomous operation and dredging procedure.

Además, el ESDA está dotado de diferentes sensores, para captura de datos que permiten conocer su posición y analizar el entorno, gracias a esta información es posible predefinir rutas, potencia de succión y cualquier otro parámetro necesario para que el ESDA proceda a llevar a cabo el dragado en modo automático.In addition, the ESDA is equipped with different sensors, to capture data that allow to know its position and analyze the environment, thanks to this information it is It is possible to predefine routes, suction power and any other parameters necessary for the ESDA to proceed to carry out dredging in automatic mode.

No existe unión rígida con otro equipo o embarcación que se desplaza por la superficie, eliminando el efecto del oleaje, por tanto, el sistema de succión no se separa del fondo evitando succión excesiva de agua. Además del propio lastrado del equipo, un husillo o tornillo sin fin frontal actúa como seguidor permitiendo que el equipo se adapte al fondo.There is no rigid connection with other equipment or vessel that moves along the surface, eliminating the effect of the waves, therefore, the suction system does not separate from the bottom avoiding excessive water suction. In addition to the ballast of the equipment itself, a spindle or front end screw acts as a follower allowing the equipment to adapt to the bottom.

Los efectos que se alcanzan con el presente equipo incluyen, además:The effects achieved with this equipment also include:

- alcanzar una anchura mayor de barrido, que la de la propia boca de aspiración del cabezal, por medio del husillo delantero, independientemente del tipo de dragado que se lleve a cabo;- reach a greater sweeping width, than that of the head's own suction mouth, by means of the front spindle, regardless of the type of dredging carried out;

- eliminar el efecto de golpeo en el fondo, evitando sobredragados;- eliminate the hitting effect on the bottom, avoiding overdrafts;

- limitar la turbidez en la capa inferior de la columna de agua minimizando su impacto y la dispersión de contaminantes, gracias a la propia succión del equipo y la "campana” que forman bastidor y sistema motriz;- limit turbidity in the lower layer of the water column minimizing its impact and dispersion of pollutants, thanks to the suction of the equipment itself and the "bell" that form the frame and drive system;

- permitir el seguimiento del dragado de forma continua, mediante el uso de equipos de captura de imagen, posicionamiento dinámico y transmisión de datos.- allow continuous dredging monitoring, through the use of image capture, dynamic positioning and data transmission equipment.

El presente vehículo o Equipo Sumergido de Dragado Autónomo (ESDA) consiste en un sistema con capacidad para desplazarse por el lecho y dragarlo por succión. Para su funcionamiento necesita el apoyo de una unidad en superficie, bien flotante (pontona, barco dragador u otro similar) o dispuesta en tierra, que realice funciones tales como recoger el material dragado y alimentar eléctrica e hidráulicamente los sistemas que incluye.The present vehicle or Submerged Autonomous Dredging Equipment (ESDA) consists of a system with capacity to move along the bed and dredge it by suction. For its operation, it needs the support of a surface unit, either floating (pontoon, dredger or other similar) or arranged on land, that performs functions such as collecting dredged material and powering the systems it includes electrically and hydraulically.

El equipo está formado por un bastidor que da soporte a los diferentes subsistemas que forman el conjunto.The team is formed by a rack that supports the different subsystems that make up the assembly.

Dada la irregularidad de los fondos, y puesto que el ESDA está diseñado para dragado de distintos tipos de materiales, este incorpora un sistema motriz con ruedas sobre las que se pueden montar orugas y permitir su desplazamiento por el lecho en condiciones adversas y en diversas superficies. Given the irregularity of the funds, and since the ESDA is designed for dredging of different types of materials, it incorporates a driving system with wheels on which caterpillars can be mounted and allow its movement through the bed in adverse conditions and on various surfaces .

Para dragar, cuenta con una unidad de dragado que replica una draga de arrastre. El sistema de bombeo de este equipo puede estar instalado bien sobre la unidad de apoyo en superficie o directamente en el cabezal o unidad de dragado que porta el ESDA.To dredge, it has a dredging unit that replicates a drag dredge. The pumping system of this equipment can be installed either on the surface support unit or directly on the head or dredging unit carried by the ESDA.

La unidad de dragado se conecta al bastidor mediante un brazo que permite los grados de libertad necesarios para que la misma se mantenga en todo momento en contacto con el lecho, maximizando la eficiencia en la aspiración. Precisamente, esta es una de las mayores ventajas del sistema propuesto frente a los sistemas de dragado convencional. El equipo propuesto se desplaza en contacto con el lecho, de manera que mantener el cabezal sobre el fondo resulta mucho más sencillo y en consecuencia eficiente.The dredging unit is connected to the frame by means of an arm that allows the necessary degrees of freedom so that it remains at all times in contact with the bed, maximizing the efficiency in aspiration. Precisely, this is one of the biggest advantages of the proposed system over conventional dredging systems. The proposed equipment moves in contact with the bed, so keeping the head on the bottom is much simpler and therefore efficient.

El equipo cuenta con un tornillo sin fin, montado en su parte frontal, que remueve el material del lecho y lo conduce a la zona central de aspiración. De este modo se consigue una mayor compactación del material dragado y una menor cantidad de aspiración de agua de arrastre. Con esta función se mejora la eficiencia del dragado al aumentar la proporción de material sólido frente a agua, disminuyendo los tiempos de operación. Opcionalmente, la unidad de dragado puede incorporar un equipo mecánico para remover el material del lecho previo al dragado. Otra alternativa, de medios para remover material, comprende un sistema de inyección de líquido a presión proyectado desde una cañería dispuesta en la periferia del cabezal con una pluralidad de boquillas orientadas hacia el lecho.The equipment has an endless screw, mounted on its front part, which removes the material from the bed and leads it to the central suction area. In this way a greater compaction of the dredged material and a smaller amount of suction of drag water is achieved. With this function, dredging efficiency is improved by increasing the proportion of solid material against water, reducing operating times. Optionally, the dredging unit may incorporate mechanical equipment to remove the material from the bed prior to dredging. Another alternative, of means for removing material, comprises a system of injection of liquid under pressure projected from a pipe arranged at the periphery of the head with a plurality of nozzles oriented towards the bed.

El cabezal de dragado se montará en la zona central del ESDA, de manera que el conjunto formado por las orugas y el bastidor constituyen una especie de campana que ayuda a contener la turbidez que se genere durante el desplazamiento y el dragado. En cualquier caso, todo el conjunto se diseñará teniendo en cuenta esta premisa, incorporando por ejemplo otros elementos de cierre perimetral, de manera que en la medida de lo posible se contenga la turbidez generada.The dredging head will be mounted in the central area of the ESDA, so that the set formed by the caterpillars and the frame constitute a kind of bell that helps contain the turbidity that is generated during displacement and dredging. In any case, the whole set will be designed taking into account this premise, incorporating, for example, other perimeter closure elements, so that the turbidity generated is contained as far as possible.

El ESDA cuenta con una tubería mediante la cual se conecta con la unidad de apoyo en superficie para subir a la misma el material procedente del dragado. La longitud de la tubería en combinación con la profundidad de dragado condicionará el radio de acción del ESDA con respecto a la unidad de apoyo en superficie. Esta tubería está dotada de flotación, de manera que la longitud sobrante se mantiene en superficie alrededor de la unidad de apoyo y no se arrastra por el lecho, ya que de ser así se provocaría turbidez, se modificaría el lecho ya dragado y podría llegar a interferir con el ESDA en su trayectoria de trabajo. La alimentación de los equipos que integre el ESDA, hidráulicos, eléctricos y neumáticos según proceda, se hará desde la unidad de apoyo en superficie, de manera que junto con la tubería se bajarán las mangueras que sean necesarias para alimentarlos. Por su parte, en el bastidor se incluirán los dispositivos necesarios para poder ser izado a la unidad de apoyo o sacado del agua por medio de una grúa (o pórtico).The ESDA has a pipe through which it connects with the surface support unit to raise the material from the dredging. The length of the pipe in combination with the dredging depth will condition the radius of action of the ESDA with respect to the surface support unit. This pipe is equipped with flotation, so that the remaining length remains on the surface around the support unit and does not drag along the bed, since if so It would cause turbidity, the already dredged bed would be modified and could interfere with the ESDA in its work trajectory. The equipment that integrates the ESDA, hydraulic, electrical and pneumatic, as appropriate, will be fed from the surface support unit, so that along with the pipe the necessary hoses will be lowered to feed them. For its part, the necessary devices will be included in the frame to be able to be lifted to the support unit or taken out of the water by means of a crane (or gantry).

El ESDA cuenta con un sistema que permite su desplazamiento tanto guiado en todo momento por un operario, como en modo autónomo según una ruta predefinida durante las operaciones de planificación del dragado, tal que el operario de dragado solo tendrá que hacer la supervisión y pasar a modo manual en caso de alguna incidencia. Así, se incluirá un modo piloto automático sobre cartografía y guiado y posicionamiento mediante sistemas acústicos o similares.The ESDA has a system that allows its movement both guided at all times by an operator, and in autonomous mode according to a predefined route during dredging planning operations, such that the dredging operator will only have to do the supervision and move on to manual mode in case of any incident. Thus, an automatic pilot mode on cartography and guidance and positioning by acoustic or similar systems will be included.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras.Next, to facilitate the understanding of the invention, an illustrative but non-limiting way will describe an embodiment of the invention that refers to a series of figures.

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva del Equipo Submarino de Dragado Autónomo ESDA con los sistemas necesarios para el funcionamiento del mismo.Figure 1 shows a perspective view of the ESDA Autonomous Dredging Submarine Equipment with the necessary systems for its operation.

La Figura 2 (A) muestra una vista lateral del equipo de dragado antes de comenzar a bombear sedimento en que el cabezal está separado del lecho marino; y la Figura 2 (B) muestra el cabezal de dragado en la profundidad máxima de dragado tras una aproximación continua. En ambas representaciones, aparece el sistema concentrador en su posición más baja, que coincide con la profundidad máxima de dragado. Además, en la parte superior se representa una unidad de apoyo flotante, particularmente una pontona, que es parte integral de las tareas de dragado.Figure 2 (A) shows a side view of the dredging equipment before starting to pump sediment in which the head is separated from the seabed; and Figure 2 (B) shows the dredging head at the maximum dredging depth after a continuous approach. In both representations, the concentrator system appears in its lowest position, which coincides with the maximum dredging depth. In addition, a floating support unit, particularly a pontoon, is represented at the top, which is an integral part of dredging tasks.

La Figura 3 muestra vistas en perspectiva de dos realizaciones de la unidad de dragado, en (A) se presenta con un cabezal desprovisto de impulsión y en (B) incorporando el sistema de bombeo con una bomba, en ambos casos se muestra la protección de la unidad de dragado, formando todo ello un único conjunto. Figure 3 shows perspective views of two embodiments of the dredging unit, in (A) it is presented with a head devoid of drive and in (B) incorporating the pumping system with a pump, in both cases the protection of the dredging unit, all forming a single set.

Las Figuras 4 (A) y (B) muestran dos vistas en perspectiva desde el frente o la aspiración de la unidad de dragado en correspondencia con las realizaciones de las figuras 3 (A) y (B).Figures 4 (A) and (B) show two perspective views from the front or the aspiration of the dredging unit in correspondence with the embodiments of Figures 3 (A) and (B).

La Figura 5 muestra otra modalidad de la unidad de dragado, que permite variar el ángulo de bombeo: (A) vista isométrica, (B) vista lateral con boca de aspiración de la bomba inclinada, y (C) vista lateral con boca de aspiración horizontal.Figure 5 shows another modality of the dredging unit, which allows varying the pumping angle: (A) isometric view, (B) side view with the suction nozzle of the inclined pump, and (C) side view with the suction nozzle horizontal.

Las Figuras 6 (A), (B) y (C), muestran distintas etapas del sorteo de un obstáculo que realizan el concentrador y la unidad de dragado.Figures 6 (A), (B) and (C), show different stages of the draw of an obstacle made by the concentrator and the dredging unit.

En dichas figuras se representan los elementos funcionales del equipo submarino de dragado autónomo y el procedimiento de dragado, identificado la siguiente numeración:These figures represent the functional elements of the autonomous dredging underwater equipment and the dredging procedure, identifying the following numbering:

1. Bastidor1. Frame

2. Sistema motriz2. Drive system

3. Unidad de dragado/ cabezal de dragado3. Dredging unit / dredging head

4. Concentrador4. Concentrator

5. Lecho marino5. Seabed

6. Profundidad máxima de dragado6. Maximum dredging depth

7. Protección de la bomba7. Pump protection

8. Unidad de apoyo en superficie8. Surface support unit

9. Medios de regulación del ángulo de bombeo9. Means for adjusting the pumping angle

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

El desplazamiento del equipo de la figura 1 por el fondo marino (5) se realiza mediante un sistema motriz (2) que consiste de orugas montadas sobre cuatro ruedas motrices fijadas al bastidor (1). De este modo se incrementa la superficie de contacto, lo que garantiza el correcto desplazamiento del conjunto sobre el lecho sedimentario. El funcionamiento independiente de cada grupo de ruedas permite realizar giros con un radio reducido.The movement of the equipment of figure 1 along the seabed (5) is carried out by means of a drive system (2) consisting of tracks mounted on four driving wheels fixed to the frame (1). In this way the contact surface is increased, which guarantees the correct displacement of the assembly on the sedimentary bed. The independent operation of each group of wheels allows turning with a small radius.

Una vez que el vehículo está ubicado en la zona a dragar (figura 2A), el concentrador (4) desciende hasta la profundidad máxima de dragado (6) y el tornillo sin fin comienza a rotar en sentido favorable al avance del conjunto removiendo y amontonado o reuniendo el material del lecho en la zona central, entre las orugas y próximo a la boca de aspiración de la bomba. Como el tornillo sin fin barre un ancho mayor que el de la boca de aspiración se logra incrementar la superficie dragada en cada pasada.Once the vehicle is located in the area to be dredged (figure 2A), the concentrator (4) descends to the maximum dredging depth (6) and the worm begins to rotate in a favorable direction to the progress of the assembly by removing and stacking or gathering the bed material in the central area, between the caterpillars and near the mouth pump suction. As the worm sweeps a width greater than that of the suction nozzle, it is possible to increase the surface dredged in each pass.

En las figuras 2A y 2B se ilustra la operación de la unidad de dragado (3), el cual se encuentra inicialmente a una altura por encima del lecho marino (5) y a continuación se realiza una aproximación progresiva y controlada hasta alcanzar la profundidad máxima de dragado (6). Esta operación garantiza el cebado correcto del proceso de succión y evita la obstrucción de la unidad de dragado por exceso de densidad de material. Igualmente, durante el régimen de trabajo, se puede disminuir la densidad de material dragado aumentando la citada altura, bombeando un porcentaje mayor de agua. En cualquier caso, obstrucciones por materiales sólidos de mayor diámetro que el admitido no son posibles, ya que a la entrada de la unidad de dragado hay un filtro de partículas que evita que entren sólidos no admitidos por la unidad de dragado. Durante el desplazamiento de la unidad de dragado (3) se mantiene el ángulo que forma la boca de aspiración de la unidad de dragado con el lecho (5) de manera que se garantiza la eficiencia del proceso.Figures 2A and 2B illustrate the operation of the dredging unit (3), which is initially at a height above the seabed (5) and then a progressive and controlled approach is made until reaching the maximum depth of dredged (6). This operation guarantees the correct priming of the suction process and prevents the obstruction of the dredging unit due to excess material density. Likewise, during the work regime, the density of dredged material can be decreased by increasing said height, pumping a greater percentage of water. In any case, obstructions by solid materials of a larger diameter than the one admitted are not possible, since at the entrance of the dredging unit there is a particle filter that prevents solids from entering the dredging unit from entering. During the movement of the dredging unit (3) the angle between the suction mouth of the dredging unit and the bed (5) is maintained so that the process efficiency is guaranteed.

Dado que en el lecho rara vez existe homogeneidad de materiales, con mezcla de fangos, arenas de distintos granos, piedras, etc.; y que el equipo se utilizará en zonas con distinto material predominante (zonas donde predomine la arena o zonas donde predomine el fango), el equipo debe ser versátil en cuanto a capacidad de dragado. Materiales más compactos requerirán un tiempo de aspiración mayor en cada punto, por lo que la velocidad de avance del vehículo será menor, y se puede mantener el ángulo de bombeo más próximo a la horizontalidad; en cambio, cuando se avance a mayor velocidad, la inclinación de la boca de aspiración del equipo de dragado mejora la entrada de material.Since in the bed there is rarely homogeneity of materials, with a mixture of sludge, sand of different grains, stones, etc .; and that the equipment will be used in areas with different predominant material (areas where sand predominates or areas where mud predominates), the equipment must be versatile in terms of dredging capacity. More compact materials will require a longer suction time at each point, so the vehicle's forward speed will be lower, and the pumping angle closest to horizontality can be maintained; on the other hand, when the speed is advanced, the inclination of the dredge of the dredging equipment improves the material input.

Tal como se propuso anteriormente un ángulo de dragado fijo permite buscar la eficiencia controlando el desplazamiento del equipo. Opcionalmente, puede incorporarse el control del ángulo de bombeo, por ejemplo, por medios de regulación hidráulico controlados de forma integrada con el desplazamiento. Una realización ejemplar se presenta en las figuras 5A-5C, donde los medios de regulación del ángulo de bombeo (9) permiten variar el ángulo de bombeo desde una posición inclinada, figura 5B, a una posición horizontal de la boca de aspiración, figura 5C. Lo anterior no excluye el empleo de métodos alternativos del estado del arte para variar de forma controlada dicho ángulo.As previously proposed, a fixed dredging angle allows to search for efficiency by controlling the movement of the equipment. Optionally, the control of the pumping angle can be incorporated, for example, by means of hydraulic regulation controlled in an integrated manner with the displacement. An exemplary embodiment is presented in Figures 5A-5C, where the means for adjusting the pumping angle (9) allow the pumping angle to be varied from an inclined position, Figure 5B, at a horizontal position of the suction mouth, Figure 5C. The foregoing does not exclude the use of alternative methods of the state of the art to vary this angle in a controlled manner.

Los elementos necesarios para evitar la dispersión de la turbidez más allá de la zona de operación del ESDA, son la estructura del sistema motriz (2) y el bastidor (1), que confinan a la unidad de dragado (3) a una zona central o interior del equipo, además de la propia succión de la bomba de dragado.The elements necessary to avoid dispersion of turbidity beyond the ESDA operating area are the structure of the drive system (2) and the frame (1), which confine the dredging unit (3) to a central area or inside the equipment, in addition to the dredge pump itself.

La unidad de dragado (3), como se muestra en detalle en la figura 3 y en operación en las figuras 6A-6C, dispone de una protección (7) ante posibles obstáculos que pueda encontrar durante el avance, una protección similar está incorporada al concentrador (4). Ambos conjuntos están dispuestos para articular, adaptando su geometría al obstáculo de manera que se protegen sus partes principales de posibles golpes. Como se ilustra en las figuras 6A y 6B al contacto con un obstáculo el bastidor en forma de reja articula hacia arriba al concentrador (4) protegiendo el giro del tornillo sin fin; similarmente, en la figura 6C la protección (7) facilita la elevación de la unidad de dragado (3), protegiendo su integridad.The dredging unit (3), as shown in detail in Figure 3 and in operation in Figures 6A-6C, has a protection (7) against possible obstacles that may be encountered during the advance, a similar protection is incorporated into the concentrator (4). Both sets are arranged to articulate, adapting their geometry to the obstacle so that their main parts are protected from possible blows. As illustrated in Figures 6A and 6B on contact with an obstacle, the grid-shaped frame articulates the concentrator (4) upwards, protecting the rotation of the worm; similarly, in figure 6C the protection (7) facilitates the lifting of the dredging unit (3), protecting its integrity.

El Equipo Submarino de Dragado Autónomo presenta en todo momento la asistencia una unidad de apoyo en superficie (8) bien flotante (pontona o draga) o bien instalada en tierra que recibe el material sedimentario bombeado desde el fondo a través de la tubería conectada en la descarga del sistema de bombeo.The Autonomous Dredging Submarine Team presents at all times the assistance a surface support unit (8) either floating (pontoon or dredge) or installed on land that receives the sedimentary material pumped from the bottom through the pipe connected in the discharge of the pumping system.

El levantamiento de la información del entorno y el plan de ruta del vehículo autónomo son tareas realizadas por el Equipo de Supervisión y Control de Dragado (ESCD); este equipo de supervisión está formado por:The gathering of the environment information and the autonomous vehicle route plan are tasks performed by the Dredging Supervision and Control Team (ESCD); This supervisory team consists of:

a) Equipos de captura de imagen, posicionamiento dinámico y transmisión/recepción de datos, instalados sobre el propio ESDA.a) Image capture equipment, dynamic positioning and data transmission / reception, installed on ESDA itself.

b) Software para el análisis y cálculo de rutas, sistemas de posicionamiento y de transmisión/recepción de datos instalado en el centro de control en superficie.b) Software for the analysis and calculation of routes, positioning systems and data transmission / reception installed in the surface control center.

Para mayor ilustración de la invención, a fin de solucionar el problema técnico planteado, una realización preferente presenta un equipo sumergido de dragado autónomo (ESDA) para desplazarse por el lecho y dragar por succión el mismo, mitigando el impacto ambiental de su operación, que funciona en cooperación con una unidad de apoyo en superficie , ya sea flotante o en tierra, que realiza funciones tales como recoger un material dragado, alimentar eléctrica e hidráulicamente al equipo y proveer unos medios de comunicación para supervisión y/o control.For further illustration of the invention, in order to solve the technical problem raised, a preferred embodiment presents a submerged autonomous dredging equipment (ESDA) to move along the bed and dredge it, mitigating the environmental impact of its operation, which works in cooperation with a surface support unit, either floating or on land, that performs functions such as collecting a dredged material, powering the equipment electrically and hydraulically and providing a means of communication to supervision and / or control.

El equipo comprende:The team includes:

a) un bastidor (1) estructural;a) a structural frame (1);

b) un sistema motriz (2) con cuatro ruedas motrices ancladas al bastidor (1);b) a drive system (2) with four drive wheels anchored to the frame (1);

c) una unidad de dragado (3) que está montada al bastidor (1) por un brazo con grados de libertad suficientes para permitir mantener en todo momento la unidad de dragado en contacto con el lecho (5), en donde la unidad de dragado está ubicada en una zona central del equipo de manera que el conjunto formado por el bastidor (1) y el sistema motriz (2) constituyen una campana en torno al mismo para contener la turbidez que se genere durante el desplazamiento y el dragado;c) a dredging unit (3) that is mounted to the frame (1) by an arm with sufficient degrees of freedom to allow the dredging unit to be kept in contact with the bed (5) at all times, where the dredging unit it is located in a central area of the equipment so that the assembly formed by the frame (1) and the drive system (2) constitute a bell around it to contain the turbidity generated during displacement and dredging;

d) un concentrador (4) montado de manera basculante en la parte delantera del bastidor (1), que consiste en un tornillo sin fin y una estructura de soporte y protección para dicho tornillo sin fin dispuesto para remover y reunir material del lecho en la zona central;d) a concentrator (4) pivotally mounted on the front part of the frame (1), consisting of an endless screw and a support and protection structure for said endless screw arranged to remove and gather material from the bed in the central zone;

e) un sistema de guiado que permite desplazamiento tanto controlado a distancia por un operario, como en modo autónomo según una ruta predefinida; ye) a guidance system that allows both remote controlled travel by an operator, and in autonomous mode according to a predefined route; Y

f) una tubería flexible para hacer subir el material dragado hasta la unidad de apoyo en superficie, y para guiar unos conductores y mangueras para alimentar el equipo.f) a flexible pipe to raise the dredged material to the surface support unit, and to guide conductors and hoses to feed the equipment.

El equipo comprende además un límite para el descenso del concentrador (4) estableciendo la capacidad de penetración en el material a dragar.The equipment also includes a limit for the descent of the concentrator (4) establishing the penetration capacity in the material to be dredged.

En una realización particular la unidad de dragado (3) incluye una bomba, sobre el ESDA y el tornillo sin fin del concentrador (4) barre un ancho mayor que el de la boca de aspiración de la bomba. En otra realización comprende un sistema de bombeo que está instalado sobre la unidad de apoyo en superficie para proporcionar capacidad de succión a la unidad de dragado (3).In a particular embodiment the dredging unit (3) includes a pump, on the ESDA and the worm of the concentrator (4) sweeps a width greater than that of the suction nozzle of the pump. In another embodiment it comprises a system of Pumping that is installed on the surface support unit to provide suction capacity to the dredging unit (3).

En otros aspectos de la invención la tubería está dotada de flotación y el bastidor (1) incluye dispositivos para el izado del equipo a la unidad de apoyo.In other aspects of the invention the pipe is provided with flotation and the frame (1) includes devices for lifting the equipment to the support unit.

Además, el modo autónomo del sistema de guiado comprende el levantamiento de la información del entorno y el plan de ruta del vehículo autónomo que son tareas realizadas por un equipo de supervisión que está formado por:In addition, the autonomous mode of the guidance system includes the collection of environmental information and the route plan of the autonomous vehicle that are tasks performed by a supervisory team consisting of:

a) equipos de captura de imagen, posicionamiento dinámico y transmisión/recepción de datos, instalados sobre el equipo; ya) image capture, dynamic positioning and data transmission / reception equipment installed on the equipment; Y

b) software para el análisis y cálculo de rutas, sistemas de posicionamiento y de transmisión/recepción de datos instalado en el centro de control en superficie.b) software for the analysis and calculation of routes, positioning systems and data transmission / reception installed in the surface control center.

De forma opcional el equipo comprende unas orugas montadas sobre las cuatro ruedas motrices.The equipment optionally includes tracks mounted on the four driving wheels.

Opcionalmente, el equipo comprende medios de regulación del ángulo de bombeo (9) de accionamiento hidráulico dispuestos en la unidad de dragado (3).Optionally, the equipment comprises means for regulating the hydraulic drive pumping angle (9) arranged in the dredging unit (3).

Similarmente, el procedimiento de dragado mediante un equipo sumergido de dragado autónomo aquí presentado comprende los pasos de:Similarly, the dredging procedure by a submerged autonomous dredging equipment presented here comprises the steps of:

a) descender el equipo desde la unidad de apoyo en superficie hasta un lecho (5);a) lower the equipment from the surface support unit to a bed (5);

b) liberar un concentrador (4) para que bascule descendiendo hasta su posición más baja en contacto con el lecho (5);b) release a concentrator (4) to swing down to its lowest position in contact with the bed (5);

c) dar partida a la bomba del sistema de bombeo (3);c) starting the pump of the pumping system (3);

d) iniciar el desplazamiento del equipo por el lecho (5) ya sea en modo autónomo o controlado por operador;d) initiate the movement of the equipment through the bed (5) either in autonomous mode or controlled by operator;

e) iniciar una aproximación continua de la unidad de dragado (3) hasta alcanzar la profundidad máxima de dragado definida por la posición del concentrador (4); ye) initiate a continuous approximation of the dredging unit (3) until reaching the maximum dredging depth defined by the position of the concentrator (4); Y

f) subir el material dragado mediante una tubería flexible hasta la unidad de apoyo en superficie. f) raise the dredged material through a flexible pipe to the surface support unit.

Opcionalmente, durante el paso e) se varía de forma controlada el ángulo de bombeo. Optionally, during step e) the pumping angle is varied in a controlled manner.

Ejemplos de aplicaciónApplication examples

Ejemplo 1.Example 1.

En un caso particular del equipo que trabaja asistido por una pontona en superficie, e incorpora una unidad de dragado con impulsión propia (figuras 3B y 4B), la bomba de la unidad de dragado dispone de una boca de aspiración de diámetro 400 mm y el husillo del concentrador barre un ancho de un metro. Pero estas medidas son las de un caso concreto; a medida que las exigencias sobre el equipo crezcan, las dimensiones lo hacen también.In a particular case of the equipment that works assisted by a pontoon on the surface, and incorporates a dredging unit with its own drive (figures 3B and 4B), the dredging unit pump has a suction nozzle of 400 mm diameter and the Hub spindle sweeps a width of one meter. But these measures are those of a specific case; As the demands on the equipment grow, the dimensions do too.

Tal como se mencionó anteriormente, a mayor velocidad de desplazamiento del equipo la inclinación de la boca de aspiración de la bomba respecto al lecho mejora la entrada de material. Las posibilidades de combinación actuando sobre los distintos parámetros, permitirán hallar los óptimos para los distintos tipos de materiales y lechos. A modo de ejemplo el rango de diseño planteado es 0-25°; para efectos de esta solicitud no se establece límite superior para dicha inclinación.As mentioned earlier, the higher the speed of movement of the equipment, the inclination of the suction nozzle of the pump with respect to the bed improves the entry of material. The combination possibilities acting on the different parameters, will allow to find the optimal ones for the different types of materials and beds. As an example, the proposed design range is 0-25 °; For the purposes of this request, no upper limit is established for this inclination.

El cabezal de aspiración está montado al bastidor (1) mediante un brazo que permite principalmente desplazamientos en la vertical, con mínimas variaciones de la inclinación de la bomba respecto al lecho, por ejemplo, un mecanismo de cuatro barras.The suction head is mounted to the frame (1) by means of an arm that allows mainly vertical displacements, with minimal variations in the inclination of the pump with respect to the bed, for example, a four-bar mechanism.

La profundidad máxima estimada para el dragado es de 30 metros, sin que ello sea una limitación para otras profundidades mayores.The maximum estimated depth for dredging is 30 meters, without this being a limitation for other greater depths.

Ejemplo 2Example 2

Para este segundo ejemplo se presenta el ESDA con cabezal de dragado y bombas en superficie, a bordo de una embarcación del tipo draga de succión. Las medidas están sometidas al mismo criterio del ejemplo anterior, las medidas pueden variar según se requiera. El sistema motriz está constituido por cuatro ruedas y se dispone de planchas que cubren los costados entre las ruedas, para proveer el efecto de campana de control de la turbidez. For this second example, the ESDA with dredging head and surface pumps is presented on board a dredge type suction boat. The measurements are subject to the same criteria of the previous example, the measurements may vary as required. The drive system consists of four wheels and plates are provided that cover the sides between the wheels, to provide the effect of a turbidity control bell.

Para eliminar la necesidad de que se baje un buzo a hacer el amarre del ESDA a la pluma de la grúa es posible incorporar sistemas de flotación positiva como tanques de lastre y globos To eliminate the need for a diver to lower the ESDA mooring to the crane boom, it is possible to incorporate positive flotation systems such as ballast tanks and balloons

Claims (11)

REIVINDICACIONES 1. Un equipo sumergido de dragado autónomo (ESDA) para desplazarse por el lecho y dragarlo por succión, mitigando el impacto ambiental de su operación, que funciona en cooperación con una unidad de apoyo en superficie, ya sea flotante o en tierra, que realiza funciones tales como recoger un material dragado, alimentar eléctrica e hidráulicamente al equipo y proveer unos medios de comunicación para supervisión y/o control, caracterizado porque comprende:1. A submerged autonomous dredging equipment (ESDA) to move along the bed and dredge it by suction, mitigating the environmental impact of its operation, which works in cooperation with a surface support unit, either floating or on land, which performs functions such as collecting a dredged material, powering the equipment electrically and hydraulically and providing communication means for supervision and / or control, characterized in that it comprises: a) un bastidor (1) estructural;a) a structural frame (1); b) un sistema motriz (2) con cuatro ruedas motrices ancladas al bastidor; b) a drive system (2) with four drive wheels anchored to the frame; c) una unidad de dragado (3) que está montada al bastidor (1) por un brazo que permite principalmente desplazamientos en la vertical , en donde la unidad de dragado está ubicada en una zona central del equipo de manera que el conjunto formado por el bastidor (1) y el sistema motriz (2) constituyen una campana en torno al mismo para contener la turbidez que se genere durante el desplazamiento y el dragado;c) a dredging unit (3) that is mounted to the frame (1) by an arm that mainly allows vertical displacements, where the dredging unit is located in a central area of the equipment so that the assembly formed by the frame (1) and the drive system (2) constitute a bell around it to contain the turbidity generated during displacement and dredging; d) un concentrador (4) montado de manera basculante en la parte delantera del bastidor (1), que consiste en un tornillo sin fin y una estructura de soporte y protección para dicho tornillo sin fin dispuesto para remover y reunir material del lecho en la zona central;d) a concentrator (4) pivotally mounted on the front part of the frame (1), consisting of an endless screw and a support and protection structure for said endless screw arranged to remove and gather material from the bed in the central zone; e) un sistema de guiado que permite desplazamiento tanto controlado a distancia por un operario, como en modo autónomo según una ruta predefinida; ye) a guidance system that allows both remote controlled travel by an operator, and in autonomous mode according to a predefined route; Y f) una tubería flexible para hacer subir el material dragado hasta la unidad de apoyo en superficie, y unos conductores y mangueras para alimentar eléctrica e hidráulicamente el equipo.f) a flexible pipe to raise the dredged material to the surface support unit, and conductors and hoses to power the equipment electrically and hydraulically. 2. El equipo sumergido de dragado autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un límite para el descenso del concentrador (4) estableciendo la capacidad de penetración en el material a dragar. 2. The submerged autonomous dredging equipment according to claim 1, characterized in that it further comprises a limit for the descent of the concentrator (4) by establishing the penetration capacity in the material to be dredged. 3. El equipo sumergido de dragado autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de dragado (3) incluye una bomba, sobre el ESDA y el tornillo sin fin del concentrador (4) barre un ancho mayor que el de la boca de aspiración de la bomba.The submerged autonomous dredging equipment according to claim 1, characterized in that the dredging unit (3) includes a pump, on the ESDA and the worm of the concentrator (4) sweeps a width greater than that of the suction nozzle of the bomb. 4. El equipo sumergido de dragado autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un sistema de bombeo que está instalado sobre la unidad de apoyo en superficie para proporcionar capacidad de succión a la unidad de dragado (3).The submerged autonomous dredging equipment according to claim 1, characterized in that it comprises a pumping system that is installed on the surface support unit to provide suction capacity to the dredging unit (3). 5. El equipo sumergido de dragado autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque la tubería flexible está dotada de flotación.5. The submerged autonomous dredging equipment according to claim 1, characterized in that the flexible pipe is provided with flotation. 6 El equipo sumergido de dragado autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque el bastidor (1) incluye dispositivos para el izado del equipo a la unidad de apoyo.The submerged autonomous dredging equipment according to claim 1, characterized in that the frame (1) includes devices for lifting the equipment to the support unit. 7. El equipo sumergido de dragado autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque el modo autónomo del sistema de guiado comprende el levantamiento de la información del entorno y el plan de ruta del vehículo autónomo que son tareas realizadas por un equipo de supervisión que está formado por:7. The submerged autonomous dredging equipment according to claim 1, characterized in that the autonomous mode of the guidance system comprises the gathering of the environment information and the route plan of the autonomous vehicle which are tasks performed by a supervisory team that is formed by: a) equipos de captura de imagen, posicionamiento dinámico y transmisión/recepción de datos, instalados sobre el equipo; ya) image capture, dynamic positioning and data transmission / reception equipment installed on the equipment; Y b) software para el análisis y cálculo de rutas, sistemas de posicionamiento y de transmisión/recepción de datos instalado en el centro de control en superficie.b) software for the analysis and calculation of routes, positioning systems and data transmission / reception installed in the surface control center. 8. El equipo sumergido de dragado autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende unas orugas montadas sobre las cuatro ruedas motrices.8. The submerged autonomous dredging equipment according to claim 1, characterized in that it comprises tracks mounted on the four driving wheels. 9. El equipo sumergido de dragado autónomo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende medios de regulación del ángulo de bombeo (9) de accionamiento hidráulico dispuestos en la unidad de dragado (3).9. The submerged autonomous dredging equipment according to claim 1, characterized in that it comprises means for regulating the hydraulic actuating pumping angle (9) arranged in the dredging unit (3). 10. Procedimiento de dragado mediante un equipo sumergido de dragado autónomo dispuesto para desplazarse por el lecho y dragarlo por succión, mitigando el impacto ambiental de su operación, que funciona en cooperación con una unidad de apoyo en superficie que realiza funciones tales como recoger un material dragado, alimentar eléctrica e hidráulicamente al equipo, y proveer unos medios de comunicación para supervisión y/o control, caracterizado porque comprende los pasos de:10. Dredging procedure by submerged autonomous dredging equipment arranged to move along the bed and dredge by suction, mitigating the environmental impact of its operation, which works in cooperation with a surface support unit that performs functions such as collecting a dredged material, powering the equipment electrically and hydraulically, and providing communication means for supervision and / or control, characterized in that it comprises The steps of: a) descender el equipo desde la unidad de apoyo en superficie hasta un lecho (5);a) lower the equipment from the surface support unit to a bed (5); b) liberar un concentrador (4) para que bascule descendiendo hasta su posición más baja en contacto con el lecho (5);b) release a concentrator (4) to swing down to its lowest position in contact with the bed (5); c) dar partida a la bomba del sistema de bombeo (3);c) starting the pump of the pumping system (3); d) iniciar el desplazamiento del equipo por el lecho (5) ya sea en modo autónomo o controlado por operador;d) initiate the movement of the equipment through the bed (5) either in autonomous mode or controlled by operator; e) iniciar una aproximación continua de la unidad de dragado (3) hasta alcanzar la profundidad máxima de dragado definida por la posición del concentrador (4); ye) initiate a continuous approximation of the dredging unit (3) until reaching the maximum dredging depth defined by the position of the concentrator (4); Y f) subir el material dragado mediante una tubería flexible hasta la unidad de apoyo en superficie.f) raise the dredged material through a flexible pipe to the surface support unit. 11. Procedimiento de dragado según la reivindicación 10, caracterizado porque durante el paso e) se varía de forma controlada el ángulo de bombeo 11. Dredging method according to claim 10, characterized in that during the step e) the pumping angle is varied in a controlled manner
ES201730594A 2017-03-31 2017-03-31 SUBMERGED AUTONOMOUS DRAGING EQUIPMENT Active ES2684359B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201730594A ES2684359B1 (en) 2017-03-31 2017-03-31 SUBMERGED AUTONOMOUS DRAGING EQUIPMENT
PCT/EP2018/057800 WO2018178088A1 (en) 2017-03-31 2018-03-27 Autonomus dredging underwater device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201730594A ES2684359B1 (en) 2017-03-31 2017-03-31 SUBMERGED AUTONOMOUS DRAGING EQUIPMENT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2684359A1 ES2684359A1 (en) 2018-10-02
ES2684359B1 true ES2684359B1 (en) 2019-07-09

Family

ID=61801971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201730594A Active ES2684359B1 (en) 2017-03-31 2017-03-31 SUBMERGED AUTONOMOUS DRAGING EQUIPMENT

Country Status (2)

Country Link
ES (1) ES2684359B1 (en)
WO (1) WO2018178088A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021248738A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-16 长沙矿冶研究院有限责任公司 Underwater sandstone cleaning device

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110593341B (en) * 2019-08-30 2021-07-16 昆明理工大学 River sediment excavation device and excavation method thereof
FR3101896A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-16 Watertracks Robot, cleaning system and process
CN112937811B (en) * 2021-04-06 2023-02-03 上海交通大学 Crawler-type cleans intelligent robot of discarded object under water
CN113665770A (en) * 2021-09-14 2021-11-19 深圳市海动力科技有限公司 Prevent submarine resource development of marine organism hindrance and use exploration device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3412862A (en) * 1967-09-07 1968-11-26 Merle P. Chaplin Method and apparatus for cleaning areas overlain by a water body
JPS5288501A (en) * 1976-01-20 1977-07-25 Saito Chiyuuji Device for pulling up submarine ore by circulating water due to level difference
NL1000518C1 (en) 1995-06-08 1996-12-10 Oord Acz B V Van Method of dredging.
NO313596B1 (en) 2000-12-27 2002-10-28 Gto Subsea As Procedure for hydraulic dredging of pulp from seabed
DE602004024685D1 (en) 2004-10-26 2010-01-28 Ihc Holland Ie Bv Underwater suction dredger method and apparatus therefor
CN201183967Y (en) * 2008-02-18 2009-01-21 陈明金 Full-automatic amphibious dredging vehicle
KR20110070045A (en) * 2009-12-18 2011-06-24 (주)한국원자력 엔지니어링 Mobile robot for removing radioactive sludge
KR101133091B1 (en) * 2010-08-20 2012-04-04 재단법인 포항지능로봇연구소 Cleaning robot, method and apparatus for underwater sediment cleaning
KR101200465B1 (en) * 2011-09-21 2012-11-12 한국로봇융합연구원 Method for underwater sediment cleaning
KR20150038017A (en) * 2012-07-27 2015-04-08 노틸러스 미네랄즈 퍼시픽 피티 리미티드 A self cleaning collection apparatus and method
ITRN20130019A1 (en) * 2013-05-30 2014-12-01 Paolo Giglioli EQUIPMENT AND DRAWING METHOD FOR BACKGROUNDS ON WHICH THERE ARE POLLUTANT AND / OR TOXIC SUBSTANCES
DE102014005737B3 (en) * 2014-04-16 2015-09-17 Georg Linner Device for picking up and removing plastic, sludge-like substances deposited on water bottoms
KR101696030B1 (en) * 2014-09-15 2017-01-13 주식회사 포스코 Cleaning robot for underwater use

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021248738A1 (en) * 2020-06-12 2021-12-16 长沙矿冶研究院有限责任公司 Underwater sandstone cleaning device

Also Published As

Publication number Publication date
ES2684359A1 (en) 2018-10-02
WO2018178088A1 (en) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2684359B1 (en) SUBMERGED AUTONOMOUS DRAGING EQUIPMENT
KR101339890B1 (en) Complex dredger and dredging method using the same
US3248812A (en) Collector and hoist for aggregates
JP6646694B2 (en) Dredging system and dredger for crushed stone foundation laid deep in the open sea
ES2592282T3 (en) Pumping means to be dragged by a drag suction hopper dredger and drag suction hopper dredger equipped with such pumping means
CN109235523A (en) A kind of underwater self-balancing dredging robot
WO2014003551A1 (en) Vessel for forming a trench in a water bottom
GB2497505A (en) Suction mouth for a subsea mining tool
CN110629823A (en) Deep water desilting operation system
WO2015051477A1 (en) Dredger actuated from land
JP4938045B2 (en) Acupuncture method and apparatus
ES2907774T3 (en) Cleaning system for heterogeneous sludge deposited in hydraulic installations
US20140338233A1 (en) Methods, apparatus and systems for pond remediation
US3238734A (en) Apparatus for burying and recovering pipe in underwater locations
US10519625B2 (en) Dredger actuated from land
JPH08302730A (en) Dredger
CN108915010B (en) Creeping type mud suction equipment
CN113431118A (en) Underwater walking dredging device and method for landscape water body
CN217480282U (en) Underwater dredging robot
JP6095148B1 (en) Bottom sediment removal system, bottom sediment removal apparatus, and bottom sediment removal method
KR102519147B1 (en) Subsea sediment collection device for suctioning and collecting sediment in the sea
US396112A (en) Hydrausjc excavator
ES2828849B2 (en) AMPHIBIA DREDGING MACHINE
US4319414A (en) Dredgehead having forward water-deflecting means comprising two transverse elements
RU2123599C1 (en) Silt recovering unit

Legal Events

Date Code Title Description
BA2A Patent application published

Ref document number: 2684359

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: A1

Effective date: 20181002

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2684359

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20190709