ES2957222A1 - Sistema generador de olas - Google Patents
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Abstract
Sistema (1) generador de olas de forma artificial en un medio acuático (2) delimitado por un perímetro (2a), donde las olas se generan mediante al menos grupo principal (1a) formado por al menos un depósito (3) invertido y móvil en una dirección vertical (V) mediante un sistema activador (7) generando de forma natural un vacío y una depresión (D) en el medio acuático, que posteriormente genera una ola. El depósito (3) invertido y móvil comprende al menos unas caras laterales (3a) unidas entre sí, una cara superior (3b) y un hueco (3c) en la parte inferior del depósito (3) por donde entra agua, además, la cara superior (3b) comprende una válvula (5) de liberación de vacío. El depósito (3) se caracteriza por qué es extensible en volumen en la dirección vertical (v) por el desplazamiento de un depósito interior (3') unido a la cara superior (3b) del depósito (3).
Description
DESCRIPCIÓN
SISTEMA GENERADOR DE OLAS
Sector de la técnica
La invención se refiere a un sistema generador de olas en un medio acuático, y en particular a un sistema generador de olas mediante unos depósitos invertidos dinámicos que actúan en secuencia y que generan una ola mediante vacío.
Estado de la técnica
En la actualidad son conocidos diferentes aparatos y sistemas capaces de generar olas de forma artificial en un medio acuático. La generación de olas suele ser con fines de investigación científica para la simulación de oleaje, estudios de impactos y erosión en la costa y en las embarcaciones, estudios de navegación en buques mercantes y embarcaciones de recreo o para el disfrute humano, como la actividad recreativa o incluso la práctica y competición de deportes como el surf.
Para la generación de olas se usan diferentes sistemas, donde uno de los más conocidos es el empuje de la masa de agua por medio de uno o varios pistones sincronizados. Tal como describe la solicitud de patente W02009058031A1, donde en particular, esta invención está dirigida a un medio para producir olas de surf de alta calidad para una piscina de surf. Esto se efectúa a través de un cajón generador de olas mejorado donde los medios de presión adaptados para aplicar fuerza periódicamente contra la superficie del agua contenida en el cajón, para desplazar dicha agua de la cámara del cajón, se logra a través de medios de émbolo mecánico hidráulico. La invención se utiliza junto con tecnología informática y software para permitir que se especifiquen con precisión los perfiles de onda.
Otros sistemas conocidos se basan en la generación de olas mediante la utilización de grandes ventiladores centrífugos dentro de cámaras o mediante la liberación de una masa de agua dentro de una cámara que previamente ha sido llenada por medio de grandes bombas y descarga al accionarse una válvula inferior. Por ejemplo, la solicitud de patente US2018209159A1 comprende un sistema formado por varios canales que generan un circuito hidráulico bajo una masa de agua por los que se hace circular una cantidad de agua generando una onda estacionaria en la superficie al devolver el agua recogida al medio acuático general.
Otros sistemas conocidos son los que utilizan perfiles dinámicos que se mueven horizontalmente sobre una masa de agua como si fuese el casco de un barco, generando una ola. Como el descrito en la patente ES2611764B1 donde se describe un sistema generador de olas, que comprende una barrera continua y alargada, que presenta una cara frontal enfrentada a una primera masa de agua provista de un primer arrecife y una cara trasera enfrentada a una segunda masa de agua provista de un segundo arrecife. La barrera es móvil en toda dicha longitud con un movimiento serpenteante, y las caras frontal y trasera empujan agua de dichas masas de agua hacia los respectivos arrecifes para la formación de olas en dicha primera masa de agua y en dicha segunda masa de agua.
Sin embargo, cabe señalar que la generación de olas en un medio acuático por los diferentes métodos descritos comprende la desventaja de ser muy intensivos en los consumos energéticos, dada la potencia que necesitan los sistemas para superar la fuerza de resistencia del agua.
Por ello, la presente invención tiene como objetivo un sistema mejorado de generación de olas aptas para la práctica del surf basado en la generación de vacío en el interior de unos depósitos dinámicos invertidos, de forma que se generan olas con fuerza por el arrastre y liberación de una determinada cantidad de agua sin necesitar un consumo energético elevado para hacer funcionar el sistema.
Descripción breve de la invención
Es objeto de la invención un sistema generador de olas artificiales en un medio acuático delimitado por un perímetro, como por ejemplo un estanque o una piscina. Donde el sistema comprende un grupo principal que comprende al menos un depósito invertido y móvil en una dirección vertical mediante un sistema activador, donde el depósito se mueve de forma ascendente y descendente generando de forma natural un vacío y una depresión en el medio acuático por la elevación de una masa de agua, que posteriormente tras la liberación genera una ola. Esto se debe a que dicho depósito invertido comprende al menos unas caras laterales unidas entre sí, una cara superior y un hueco en la parte inferior del depósito por donde se introduce el agua del medio acuático al depósito, cuando el depósito se encuentra en contacto o sumergido en el medio acuático. Cuando el depósito se encuentra sumergido y lleno de agua, comienza el movimiento ascendente del depósito y se genera de manera natural un vacío en el interior del depósito dada la diferencia de presiones atmosférica e hidrostática, es decir que la presión atmosférica que actúa hacia arriba es mayor que la presión hidrostática que actúa hacia abajo, elevando un volumen de agua igual al volumen de la parte del depósito elevado y generando una depresión en el resto de la piscina.
Para liberar la masa de agua arrastrada por el depósito invertido, la cara superior del depósito comprende una válvula de liberación de vacío y entrada de aire del exterior, que cuando es activada iguala las presiones atmosférica e hidrostática y el agua comienza a descender por gravedad. El depósito de la invención se caracteriza por qué es extensible en volumen, siendo capaz de aumentar su volumen mediante el movimiento de un depósito interioren el interior del depósito. Donde el depósito interior móvil se encuentra en íntimo contacto con el depósito principal. Por lo tanto, gracias a que el depósito es extensible, se consigue elevar mayor cantidad de masa de agua sin la necesidad de un depósito de dimensiones superiores para la generación de una ola con mayor energía.
Por un lado, que el depósito dinámico invertido del sistema generador de olas sea extensible, permite elevar mayor columna de agua que un depósito simple ocupando el mismo espacio en el medio acuático, por lo que, se consiguen olas con mayor altura y o a l menos regulables en altura y con mayor energía.
Por otro lado, el conjunto de varios depósitos invertidos y extensibles junto a varios sistemas generadores permite controlar la forma, dirección, tamaño y frecuencia de las olas mediante la sincronización del movimiento de los diferentes depósitos.
Gracias a la mayor cantidad de agua, la fuerza y energía potencial de la misma para generar la ola, se necesita menos consumo energético para la activación del sistema activador. Por todo ello, el consumo energético del sistema generador de olas de la invención es extremadamente bajo haciendo que la instalación tenga una buena viabilidad económica en comparación con los consumos de los sistemas actuales.
Además, el bajo consumo permite emplear sistemas más eficientes y hacer uso de energías renovables haciendo el sistema generador de olas más sostenible.
Descripción breve de las figuras
Los detalles de la invención se aprecian en las figuras que se acompañan, no pretendiendo éstas ser limitativas del alcance de la invención:
- La Figura 1 muestra una perspectiva del sistema generador de olas de la invención.
- La Figura 2 muestra una perspectiva del depósito dinámico invertido y extensible del sistema de la Figura 1.
- La Figura 3 muestra una perspectiva del grupo principal, en 3 posiciones diferentes de la secuencia de movimiento del depósito y un sistema activador del sistema generador de olas de la Figura 1.
- Las Figuras 4A, 4B, 4C y 4D muestran una secuencia de la generación de una ola mediante el sistema generador de olas de la Figura 1.
- Las Figuras 5A, 5B, 5C,5D y 5E muestran una secuencia de actuación del conjunto de resortes de la Figura 2.
- La Figura 6 muestra una vista en planta del sistema de la Figura 1.
- La Figura 7 muestra una vista de perfil del desnivel del fondo del sistema generador de olas de la Figura 1.
- La Figura 8A y 8B muestra una secuencia del funcionamiento de un tanque de trasvase de un modo de realización del sistema de la Figura 1. - La Figura 9 muestra una vista en perspectiva de un modo de realización del sistema de la Figura 1 generando una ola que rompe de derecha a izquierda.
- La Figura 10 muestra una vista en perspectiva de un modo de realización del sistema de la Figura 1 generando una ola que rompe de izquierda a derecha.
- La Figura 11 muestra una vista en perspectiva de un modo de realización del sistema de la Figura 1 generando una ola que rompen de izquierda y de derecha.
- La Figura 12 muestra una vista en perspectiva de un modo de realización del sistema de la Figura 1 generando dos olas que rompen enfrentadas entre sí.
- La Figura 13 muestra una vista en perspectiva de un modo de realización del sistema de la Figura 1 generando una ola que rompe en forma de barra con espuma, dejando dos olas en los extremos que rompen de izquierda y de derecha.
- La Figura 14 muestra una vista en perspectiva de un modo de realización del sistema de la Figura 1 generando una ola de avance frontal y baja intensidad para el aprendizaje.
- Las Figuras 15 y 16 muestran una secuencia de un modo de realización preferente del sistema de la Figura 1 generando olas de intersección.
Descripción detallada de la invención
La Figura 1 muestra una perspectiva del sistema (1) generador de olas de la invención, donde se observa que comprende un medio acuático (2) delimitado por un perímetro (2a), donde las olas se generan de forma artificial mediante al menos un grupo principal (1a) mostrado también en la Figura 3, donde el grupo principal (1a) comprende al menos un depósito (3) dinámico invertido con un movimiento realizado por al menos un sistema activador (7) que mueve el depósito (3) en una dirección vertical (v). Como se muestra en las Figuras 2 y 3, el depósito (3) comprende al menos unas caras laterales (3a) unidas entre sí, una cara superior (3b) y un hueco (3c) en la parte inferior del depósito (3) por donde el depósito (3) es llenado con la masa de agua del medio acuático (2) como se muestra en las Figuras 4A a 4D. En la cara superior (3b), el depósito (3) comprende una válvula (5) de entrada y salida de aire al depósito (3) como se puede observar en la Figura 2, de manera que se pueda liberar el vacío generado al elevar el depósito (3) mediante el sistema activador (7) cuando el depósito se encuentra sumergido en el medio acuático (2) con la válvula (5) cerrada. Este vacío se genera de forma natural, dado que la presión atmosférica que actúa hacia arriba es mayor que la presión hidrostática que actúa hacia abajo en el momento de elevación. La generación de vacío permite que el depósito (3) pueda arrastrar un volumen de agua igual al volumen del depósito (3) con el movimiento ascendente y descendente generado por el sistema activador (7). El depósito (3) de la invención se caracteriza por que es extensible en volumen en la dirección vertical (V) por el desplazamiento de un depósito interior (3’) unido a la cara superior (3b) del depósito (3) generando un depósito extendido (3+3’). Por lo que, el depósito extendido (3+3’) de la invención es capaz de elevar un mayor volumen de agua para generar una ola como muestran las Figuras 4A a 4D.
En la Figura 1, también se observa que el sistema (1) comprende al menos unos canales laterales (2b) en el perímetro (2a), un fondo (6) que comprende al menos dos zonas (6a y 6b) diferenciadas en el medio acuático (2), un canal (14) y un tanque de trasvase (15), características del sistema (1) que se explicaran con más detalle más adelante.
Preferentemente, el tipo de depósito (3) dinámico invertido y extensible utilizado en el sistema (1) de la invención, se muestra en la Figura 2, donde se muestra el depósito (3) en forma de depósito extendido (3+3’) y se observa que el depósito interior (3’) comprende al menos unas caras laterales (3a’) unidas entre sí y desplazables en la dirección (v) en íntimo contacto con las caras laterales (3a) del depósito (3), unas esquinas (3b’) fijas unidas al depósito interior (3’) y la cara superior (3b) que además es móvil en la dirección vertical (v) por el interior del depósito interior (3’) mediante un conjunto de resortes (4).
Opcionalmente, en la Figura 2 se observa que la cara superior (3b) comprende una cruceta (3d) a modo de refuerzo para dotar de estructura a la cara superior (3b) durante la generación del movimiento mediante el sistema activador (7) y servir de asiento a la válvula (5).
En la figura 3 se muestra una perspectiva del grupo formado por al menos un sistema activador (7) y al menos un depósito (3) dinámicos, invertidos y extensibles del sistema (1) generador de olas de la invención en tres posiciones diferentes de la secuencia de movimiento durante la generación de la ola.
Se observa que el sistema activador (7) comprende al menos una estructura escalonada (9), una estructura soporte (8) y un mecanismo elevador con al menos una polea (10), un cilindro hidráulico (13) y un contrapeso (12). La estructura escalonada (9) se encuentra sobre el fondo (6) del medio acuático (2) y comprende una zona elevada (9a) y una zona inferior (9b) sobre el fondo (6) que comprende forma de cajón con paredes para alojar al menos un depósito (3) como muestra la Figura 3. Sobre la zona elevada (9a) se encuentra la estructura soporte (8) que establece el recorrido vertical del depósito (3) y un cilindro hidráulico (13). La estructura soporte (8) comprende dos líneas de estructura, donde una se encuentra sobre la zona inferior (9b) sobre los depósitos (3) y la otra en la zona elevada (9a) de la estructura escalonada (9), tal como muestra la Figura 3. Sobre la estructura soporte (8), el sistema activador (7) comprende al menos una polea (10) por las que circulan al menos un cable (11) que une el depósito (3) que se encuentra en la zona inferior (9b) con un contrapeso (12) que se encuentra sobre la zona elevada (9a), donde el contrapeso (12) también se encuentra unido al cilindro hidráulico (13) mediante un cable principal (11a) que circula por una polea principal (10a) unida al extremo superior del cilindro hidráulico (13).
De forma preferente, el sistema activador (7) comprende cuatro poleas (10) y una polea principal (10a) por cada conjunto de depósito (3), contrapeso (12) y cilindro hidráulico (13). Por un lado, la polea principal (10a) se encuentra unida al extremo móvil del cilindro hidráulico (13) y une mediante un cable principal (11a) que pasa por la polea principal (10a) el extremo fijo del cilindro hidráulico (13) con el centro del contrapeso (12). De manera que cuando el cilindro hidráulico (13) se extiende el contrapeso (12) se eleva en una dirección vertical (V). Por otro lado, las poleas (10) se encuentran sobre la estructura soporte (8) y unen mediante al menos un cable (11) el contrapeso (12) y el depósito (3). Concretamente, el contrapeso (12) se encuentra unido por los extremos a dos cables (11) que pasan por dos poleas (10) cada uno hasta unir el contrapeso (12) con los amarres (3c’) del depósito interior (3’) del depósito (3). De manera que cuando el contrapeso (12) sube, el depósito (3) baja y se sumerge en el medio acuático (2) y cuando el contrapeso (12) baja, el depósito (3) se extiende hasta el depósito extendido (3+3’) y sube generando el vacío en el interior del depósito extendido (3+3’) y elevando una columna de agua al tiempo que se genera una depresión (D) en el medio acuático (2). Este movimiento se refleja correctamente en la Figura 3 y las Figuras 4A a 4D que muestran la secuencia de movimiento del sistema (1) de la invención para la generación de la ola.
Siguiendo en la Figura 3, se observa que el cilindro hidráulico (13) se extiende en la dirección vertical (v) desde la zona elevada (9a) hacia pasada la zona más alta de la estructura soporte (8). Siendo el cilindro hidráulico (13) activado por un grupo hidráulico (13a) el que pone en marcha el sistema activador (7) y hace funcionar el sistema (1) de la invención. Entendiendo por grupo hidráulico (13a), lo conocido en hidromecánica, es decir, es un conjunto de componentes hidráulicos que permiten alimentar un sistema hidráulico con aceite o fluido a un caudal determinado. Estos conjuntos están compuestos principalmente por un motor, un depósito de fluido y una bomba hidráulica, y son capaces de generar grandes cantidades de potencia para accionar casi cualquier tipo de cilindro o motor hidráulico.
Tal como se anticipa en la Figura 3 y se observa posteriormente en la Figura 4A a 4D, la secuencia de generación de olas comprende los siguientes pasos. Inicialmente, se activa el grupo hidráulico (13a) para poner en marcha el cilindro hidráulico (13) que se extiende hasta el máximo recorrido, es decir, con la polea principal (10a) por encima de la estructura soporte (8) elevando así el contrapeso (12) de manera paulatina. A medida que el contrapeso (12) es elevado, el conjunto de resortes (4) entra en fase de compresión, desplazando la cara superior (3b) hacia arriba y espera como se observa en la Figuras 5A a 5C. Al mismo tiempo, el depósito (3) desciende hasta sumergirse parcialmente o hasta la cara superior (3b) que se encuentra con la válvula (5) abierta para la salida del aire.
Concretamente, el conjunto de resortes (4) comprende una fase de compresión y una de liberación o empuje, mostradas en detalle en las Figuras 5A a 5E, donde se observa que el conjunto de resortes (4) comprende un cilindro (4a) de doble efecto sobre al menos una esquina fija (3b’) que se encuentra unida por la parte inferior a una carcasa (4d) extensible y unida con la cara superior (3b). El cilindro (4a) comprende en el interior un vástago (4b) con un anclaje (4f) en el extremo inferior y un resorte (4c) que se encuentra en el interior de la carcasa (4d), que se mueven en la dirección vertical (v) empujando la cara superior (3b) hacía el fondo (6) del medio acuático (2), generando que la cara superior (3b) realice un recorrido limitado por un final de carrera (4j) bajo las esquinas fijas (3b’) del depósito interior (3’) hacia el fondo (6) del medio acuático (2) tanta distancia como largo sea el vástago (4b) del conjunto de resortes (4). Además, el conjunto de resortes (4) comprende en una zona inferior de la carcasa (4d) conectada a la cara superior (3b), un gatillo de anclaje (4h) destinado a bloquear temporalmente el anclaje (4f) del vástago (4b), donde el gatillo de anclaje (4h) se encuentra conectado a un resorte de gatillo (4g) unido a un accionador (4e) del conjunto de resortes (4). El accionador (4e) esta destinado a accionarse mediante un tope motorizado (4i) unido a la estructura soporte (8).
La secuencia completa de movimiento del conjunto de resortes (4) empieza cuando el contrapeso (12) se eleva, entrado en fase de compresión como se muestra en las Figuras 5A a 5C. Es decir que, el vástago (4b) se extiende hasta fijar el anclaje (4f) con los gatillos de anclaje (4h) y después el vástago (4b) comienza a retraerse desplazando la cara móvil superior (3b) hacia la parte más alta del depósito (3) donde se encuentra un final de carrera (4j) y comprimiendo el resorte (4c) como se observa en las Figuras 5C y 4A. Una vez sumergido por completo el depósito (3) que se encuentra retraído en el fondo (6) del medio acuático (2), se cierra la válvula (5) para no dejar entrar aire y el contrapeso (12) se encuentra en el final del recorrido ascendente. A continuación, en una secuencia muy rápida se deja caer por gravedad el contrapeso (12) por lo que los cables (11) se tensan y tiran del depósito (3) que se encuentra sumergido para la extensión, de forma que se genera un vacío de manera natural al ser mayor la presión atmosférica que actúa hacia arriba que la presión hidrostática que actúa hacia abajo, elevando un volumen de agua igual al volumen de la parte del depósito extendido (3+3’) y generando una depresión (D) en el medio acuático (2) como se observa en la Figura 4B. Una vez el depósito extendido (3+3’) se encuentra en el final de la elevación programada comienza la secuencia de dos pasos de la descarga del agua elevada como muestran las Figuras 4C y 4D. Primero, como se muestra en las Figuras 5D y 5E, al llegar el depósito extendido (3+3’) a un tope motorizado (4i) unido a la estructura soporte (8), éste acciona el accionador (4e) comprimiendo los resortes de gatillo (4g) y liberando el anclaje (4f) de los gatillos de anclaje (4h), de modo que se libera la energía del resorte (4c) como se muestra en la Figura 4C, donde se observa que los conjunto de resortes (4) desplazan hacia abajo a gran velocidad la cara superior (3b) del depósito (3) creando un empuje inicial del agua superior al que se generaría por la fuerza de la gravedad en caída libre. Simultáneamente como muestran las Figuran 4D y 5E, al llegar la cara superior (3b) al final del recorrido de la carcasa (4d) se acciona la válvula (5) que abre el disco obturador (5a) dejando entrar aire y liberando el vacío y la masa de agua restante, de manera que se completa la descarga total de la masa de agua por gravedad, generando una ola de mayor altura y energía idónea para la práctica del surf.
Concretamente, el depósito interior (3’) del sistema (1) de la invención comprende cuatro esquinas fijas (3b’) con cuatro conjuntos de resortes (4) dejando espacio en el centro para la válvula (5). Tal como muestra la Figura 2 la válvula (5) de la cara superior (3b) de la invención comprende un disco obturador (5a) desplazable por donde se permite la entrada y salida de aire para accionar y liberar el vacío.
Gracias al conjunto de resortes (4) durante la descarga de agua para generar la ola, se consigue liberar y traspasar la energía acumulada en los resortes a la masa de agua, creando un empuje inicial de mayor velocidad que únicamente el que generaría la fuerza de gravedad de la masa de agua en caída libre.
En el procedimiento de generación de la ola, también son necesarias las características del medio acuático (2), como son el perímetro (2a), el fondo (6) y al menos un canal (14) como se puede observar en las Figuras 1y6.
En otro modo de realización preferente, el perímetro (2a) comprende una forma como la mostrada en las Figuras 1 y 6, donde el medio acuático (2) comprende al menos dos canales laterales (2b), donde en un perímetro (2a) externo del canal lateral (2b) se encuentra un grupo secundario (1b) con un menor número de depósitos (3) y sistemas activadores (7) formando al menos un grupo secundario (1b). Los depósitos (3) de los canales laterales (2b) se posicionan en una parte del perímetro (2a) del medio acuático (2), de manera que las olas que genera el grupo secundario (1b) pueden ser de trayectoria libre o de intersección con las generadas por el grupo principal (1a). Como se observa en la Figura 6, esta configuración del medio acuático (2) permite generar olas en dos direcciones (x, y) perpendiculares entre sí y donde las olas intersecan entre sí en un punto del medio acuático (2), donde en algunos casos las olas generadas por el grupo secundario (1b) se utilizan para la puesta en pie del surfista ya que son de fácil remada para después unirse o pasarse a la ola generada por el grupo principal (1a) tal como se muestran en las Figuras 15 y 16. Es decir, que la principal ventaja de este grupo secundario (1b) de los canales laterales (2b) reside en la posibilidad de que un surfista de nivel principiante pueda coger una ola de alta energía con forma de tubo generada por el grupo principal (1a), sin tener que enfrentarse a la complejidad de la puesta en pie y sin tener que realizar de manera muy rápida la maniobra conocida en el surf como “take off y bottom turn”. Con este modo de realización, el surfista principiante coge una ola de muy fácil puesta en pie en la zona del canal lateral (2b) y entra directamente al tubo o la pared de la ola generada por el grupo principal (1a). De la misma manera un surfista experto que cogiese la ola en el canal lateral (2b) al encontrarse con la ola principal podría hacer maniobras de alto nivel como son aéreos 360o.
Tras la descarga de agua del depósito extendido (3+3’) de la Figura 4D, la ola se genera debido a que la masa de agua rompe de manera progresiva al encontrarse con un desnivel en el fondo (6) del medio acuático (2). Tal como se observa en las Figuras 4A a 4D y en detalle en la Figura 7 el fondo (6) comprende al menos dos zonas (6a, 6b) de diferente profundidad, donde la zona profunda (6a) es la zona de mayor profundidad y donde se encuentra el grupo principal (1a) del sistema (1) y la zona de orilla (6b) la zona de menos profundidad que es la más alejada del grupo principal (1a). Este desnivel a diferencia de en los sistemas generadores de olas conocidos comprende una batimetría en forma de “S” tumbada es decir con curvatura radial lo que permite generar olas con una mayor suavidad. En la Figura 7, también se muestra una sección de rompiente (B), que es donde se genera la ola tras la descarga total de agua del depósito extendido (3+3’) tal como se observa en la Figura 4D, sección donde se encuentra el cambio de nivel del fondo (6). Además, en la zona (6b) de orilla del fondo (6) se encuentra un canal (14) por donde la espuma de la ola rota pierde intensidad y regresa hacia los depósitos (3) dinámicos invertidos.
Tras romper la ola se genera una espuma en la ola hasta llegar a chocar con un plano inclinado (14a) del perímetro (2a) para evitar que las caras interiores y las frontales del medio acuático (2) sean paralelas, permitiendo contener la masa de agua dentro del medio acuático (2) y reducir el efecto rebote de la ola en las paredes. Tras chocar con el plano inclinado (14a) la masa de agua de la ola vuelve por el canal (14) paralelo al perímetro (2a) hasta llevar la masa de agua de vuelta a los grupos principal y secundario (1a, 1b) depósitos (3) como muestra la Figura 1 y 6. De forma opcional el medio acuático (2) puede comprender cualquier forma deseada
En modos de realización alternativos, el sistema (1) de generación de olas puede comprender un tanque de trasvase (15) tras el conjunto de depósitos (3) y los sistemas activadores (7) y conectado a la zona profunda (6a) del medio acuático (2) como se muestra en las Figuras 1 y 6. Gracias al tanque de trasvase (15) es posible variar la profundidad del medio acuático (2) en la zona de rompiente como se muestra en las Figuras 8A y 8B simulando la marea natural de la playa. El tanque de trasvase (15) se encuentra conectado a unas tuberías (17a,17b) por donde circula el agua impulsada por una bomba (16) desde el tanque (15) al medio acuático (2) y viceversa. De esta forma, es posible modificar la profundidad o el nivel (18) de agua en al menos un 25% del volumen total del agua del medio acuático (2). Este cambio de nivel de agua (18) se requiere concretamente en la sección de rompiente (B), para conseguir modificar la forma e intensidad de la ola generada.
Por un lado, en el modo de realización de la Figura 8A, donde el nivel de agua del tanque de trasvase (15) disminuye para aumentar el nivel (18) de la profundidad de la sección de rompiente (B), de manera que se genera una ola menos vertical, con menos energía al romper y que comprende menos tubo, siendo las olas idóneas para el aprendizaje de los deportes de agua como el surf.
Por otro lado, en el modo de realización de la Figura 8B, se introduce agua desde el medio acuático (2) hacia el tanque de trasvase (15) aumentando el nivel de llenado y disminuyendo el nivel (18) de agua de la sección de rompiente (B), lo que genera una ola más vertical con tubo y más energía rompiente, siendo una ola idónea para realizar maniobras por los surfistas expertos.
Gracias a todo lo anterior, se consiguen diferentes olas y de diferentes características, como las mostradas en las Figuras 9 a 16. Esto se debe a que la sincronización de ascendencia de los depósitos (3) marca la dirección de la ola, al mismo tiempo según la cantidad de agua que arrastre el depósito (3), es decir lo que se extienda el depósito extendido (3+3’) marca el tamaño de la ola y por último la profundidad del medio acuático (2) y concretamente el nivel de agua (18) de sección de rompiente (B) marca la forma de la ola, permitiendo generar diferentes olas según la combinación elegida.
Las Figuras 9 a 16 muestran ejemplos de las posibles olas que se generan con el sistema (1) de la invención. La Figura 9 muestra una ola que rompe de derecha a izquierda, mientras que la Figura 10 muestra ola que rompe de izquierda a derecha, es decir en estos casos se ha alterado la sincronización de los depósitos (3). La Figura 11 sin embargo, muestra una ola que rompe de izquierda y de derecha y la Figura 12 muestra dos olas que rompen enfrentadas entre sí.
Otro ejemplo es el de la Figura 13, que muestra una ola que rompe en forma de barra con espuma, dejando dos olas en los extremos que rompen de izquierda y de derecha.
Por último, la Figura 14 muestra una ola de avance frontal y baja intensidad para el aprendizaje, como la descrita anteriormente cuando se aumenta el nivel de agua (18) de la sección de rompiente (B).
Adicionalmente, la eficiencia energética del mecanismo generador de olas se consigue optimizando la frecuencia entre ola y ola, es decir, optimizando o configurando el tiempo que tarda en extenderse por completo el cilindro hidráulico (13) para elevar el contrapeso (12) y la espera óptima entre ola y ola, de manera que se puede activar el grupo hidráulico (13a) con una potencia baja al no necesitar el cilindro hidráulico (13) una alta velocidad de expansión para elevar el contrapeso (12) De la misma manera, el sistema (1) es capaz de mantener paradas y tiempos de espera prolongados con el contrapeso (12) en la posición elevada sin tener consumo energético. De esta forma, el sistema (1) puede funcionar con un bajo voltaje de 12v o 24v en corriente continua almacenada en baterías que pueden ser recargadas por paneles fotovoltaicos, lo que hace que la instalación de la piscina pueda estar desconectada de la red eléctrica. De la misma manera, en otros modos de realización también el mecanismo generador de olas puede funcionar alimentado por corriente alterna tanto en trifásico como en monofásico con tensiones de 220v o 380v.
Gracias a todas las características descritas, el sistema (1) generador de olas de la invención genera olas de mayor energía y configurables en todos los aspectos además de comprender un consumo energético especialmente bajo si se compara con otros sistemas existentes en el mercado que requieren de una gran cantidad de energía para generar olas con menor energía o fuerza.
Claims (16)
1. Sistema (1) generador de olas en un medio acuático (2) delimitado por un perímetro (2a), donde las olas se generan mediante al menos un grupo principal (1a) que comprende al menos un depósito (3) invertido y móvil en una dirección vertical (V) mediante un sistema activador (7), donde el depósito (3) comprende al menos unas caras laterales (3a) unidas entre sí, una cara superior (3b) y un hueco (3c) en la parte inferior del depósito (3), donde la cara superior (3b) comprende una válvula (5) de liberación de vacío y donde el depósito (3) se caracteriza por qué es extensible en volumen en la dirección vertical (v) por el desplazamiento de un depósito interior (3’) unido a la cara superior (3b) del depósito (3).
2. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 1, donde el depósito interior (3’) comprende al menos unas caras laterales (3a’) unidas entre sí y desplazables en la dirección (v) en íntimo contacto con las caras laterales (3a) del depósito (3), unas esquinas (3b’) fijas y la cara superior (3b) donde la cara superior (3b) es móvil en la dirección vertical (v) por el interior del depósito interior (3’) mediante un conjunto de resortes (4).
3. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 2, donde el conjunto de resortes (4) comprende un cilindro (4a) de resorte sobre al menos una esquina fija (3b’), una carcasa (4d) bajo al menos una esquina fija (3b’) donde en el interior comprende al menos un resorte (4c), un vástago (4b) que se mueven en la dirección (v), un gatillo de anclaje (4h) donde se engancha un anclaje (4f) extremo del vástago (4b), donde el vástago (4b) y la carcasa (4d) establecen un recorrido desde un tope (4j) bajo las esquinas fijas (3b’) del depósito interior (3’) hacia el fondo (6) del medio acuático (2).
4. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 2, donde el depósito interior (3’) comprende cuatro esquinas fijas (3b’) sobre la cara superior (3b) con cuatro conjuntos de resortes (4) dejando espacio en el centro de la cara superior (3b) para la válvula (5).
5. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 1, donde la válvula (5) de la cara superior (3b) comprende un disco obturador (5a) desplazable por donde se introduce aire y se libera el vació.
6. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 1, donde el sistema activador (7) comprende al menos una estructura escalonada (9), una estructura soporte (8) y un mecanismo elevador con al menos una polea (10), un cilindro hidráulico (13) y un contrapeso (12).
7. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 6, donde la estructura escalonada (9) comprende una zona elevada (9a) y una zona inferior (9b) tipo cajón donde se aloja al menos un depósito (3) y la estructura soporte (8) se encuentra sobre las zonas elevada (9a) e inferior (9b) que establece el recorrido vertical del depósito (3), donde sobre la estructura soporte (8) se encuentran al menos una polea (10) por donde circula un cable (11) que une el depósito (3) con un contrapeso (12) que se encuentra conectado a un cilindro hidráulico (13) que se extiende en la dirección vertical (v) desde la zona elevada (9a) hacia la zona más alta de la estructura soporte (8).
8. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 6, donde el sistema activador (7) comprende cuatro poleas (10) y una polea principal (10a) por cada conjunto de depósito (3), contrapeso (12) y cilindro hidráulico (13), donde la polea principal (10a) se encuentra en el extremo móvil del cilindro hidráulico (13) y une mediante un cable principal (11a) la base del cilindro hidráulico (13) con el centro del contrapeso (12) y donde el contrapeso (12) se encuentra unido por los extremos a otros dos cables (11) que pasan por dos poleas (10) cada uno hasta unir el contrapeso (12) con los amarres (3c’) del depósito interior (3’) del depósito (3).
9. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 6, donde el sistema activador (7) está configurado para ser activado por un grupo hidráulico (13a).
10. Sistema (1) generador de olas según la reivindicación 1, donde el perímetro (2a) comprende al menos un canal lateral (2b), donde en el extremo del perímetro (2a) del canal lateral (2b) se encuentra al menos un grupo secundario (1b) que comprende un número menor de depósitos (3) y sistemas activadores (7) que el grupo principal (1a).
11. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 1, donde el medio acuático (2) comprende un fondo (6) con al menos un desnivel con una curvatura radial, donde se definen al menos dos zonas (6a, 6b), donde la zona profunda (6a) es la zona de mayor profundidad y la zona de orilla (6b) la zona de menos profundidad u orilla.
12. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 1, donde el medio acuático (2) comprende al menos un canal (14) paralelo al perímetro (2a) con un plano inclinado (14a) donde choca y regresa la ola hacia al menos un depósito (3).
13. Sistema (1) generador de olas, según la reivindicación 1, donde el medio acuático (2) se encuentra conectado con al menos un tanque de trasvase (15) mediante un conjunto de bomba (16) y tuberías (17a, 17b) configurados para introducir o sacar agua del medio acuático (2).
14. Método de generación de olas mediante el sistema (1) que comprende los siguientes pasos;
- Activar el grupo hidráulico (13a) del sistema activador (7) para que se extienda el cilindro hidráulico (13) y elevar el contrapeso (12),
- Sumergir el depósito (3) en el medio acuático (2) con la válvula (5) abierta, - Cerrar la válvula (5),
- Soltar el contrapeso (12) para que descienda por gravedad, elevando mediante la tensión de los cables (11) el depósito (3) y extendiéndolo hasta el depósito extendido (3+3’),
- Elevar un volumen de agua igual al volumen del depósito extendido (3+3’)
y generando una depresión (D) en el medio acuático (2),
- Abrir la válvula (5) para generar la descarga de la masa de agua restante por gravedad que al chocar con un desnivel del fondo (6) genera una ola.
15. Método de generación de olas mediante el sistema (1), según la reivindicación 14, donde el paso de elevación del contrapeso (12) comprende la activación de la fase de compresión del conjunto de resortes (4), donde el vástago (4b) se extiende hasta fijar el anclaje (4f) con los gatillos de anclaje (4h) y después el vástago (4b) comienza a retraerse desplazando la cara móvil superior (3b) hacia la parte más alta del depósito (3) donde se encuentra un final de carrera (4j) y comprimiendo el resorte (4c).
16. Método de generación de olas mediante el sistema (1), según l reivindicación 14, donde el paso de elevación del depósito extendido (3+3’) comprende
la activación de un tope motorizado (4i) unido a la estructura soporte (8) que activa el accionador (4e) comprimiendo los resortes de gatillo (4g), liberando el anclaje (4f) del
vástago (4b) del gatillo de anclaje (4h) y generando un empuje en la cara superior (3b) mediante la fuerza del resorte (4c) que es trasmitida a la masa de agua elevada mediante el depósito extendido (3+3’).
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