PT107881A - Dispositivo mecânico para conversão da energia cinética das correntes marinhas ou fluviais em energia potencial para posterior conversão em energia elétrica - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO MECÂNICO PARA CONVERSÃO DA ENERGIA CINÉTICA DAS CORRENTES MARINHAS OU FLUVIAIS EM ENERGIA POTENCIAL PARA POSTERIOR CONVERSÃO EM ENERGIA ELÉTRICA. DISPOSITIVO MECÂNICO QUE ARMAZENA ENERGIA POTENCIAL GRAVÍTICA OBTIDA A PARTIR DA SINERGIA CRIADA ENTRE A ENERGIA CINÉTICA DAS CORRENTES MARINHAS-FLUVIAIS COM A ENERGIA GRAVÍTICA, PARA POSTERIOR CONVERSÃO EM ENERGIA ELÉTRICA. É COMPOSTO POR VÁRIAS UNIDADES MÓVEIS ENERGIA POTENCIAL (1), VAGÕES COM MOVIMENTO (51M) SOBRE CARRIS (17), NUM CIRCUITO FECHADO REALIZADO EM E ENTRE DOIS PISOS: O INFERIOR, UNIDADE ARMAZENAMENTO ENERGIA POTENCIAL ZERO (2), O SUPERIOR, UNIDADE ARMAZENAMENTO ENERGIA POTENCIAL UM (6), CONECTADOS POR: UMA CAMARA PRESSÃO-VÁCUO (30) ESTRUTURA ONDE OS VAGÕES ADQUIREM FUNÇÃO DE ÊMBOLOS COM MOVIMENTO DESCENDENTE, PRODUZINDO FLUXO DE AR (51A) QUE ALIMENTA UMA TURBINA (34); UM MONTA-CARGAS (15) CONECTADO POR UM CABO DE TRAÇÃO (16) À UNIDADE CAPTAÇÃO ENERGIA CINÉTICA (11) MERGULHADA NO FLUIDO (50) QUE, SUJEITA A UMA FORÇA DE ARRASTO, PERMITE ELEVAR OS VAGÕES QUANDO, CICLICAMENTE, ESTA FORÇA É SUPERIOR À FORÇA GRAVÍTICA DO MONTA-CARGAS (15) CONJUNTAMENTE COM O VAGÃO E FORÇAS DE ATRITO GERADAS.

Description

Descrição das figuras utilizadas A representação esquemática das figuras não se encontra realizada à escala.

01 Vista em corte lateral, das várias unidades quecompõem o dispositivo, neste caso, uma versão com umMC (15) de deslocação vertical e uma CPV (30) quepermite um movimento da UMEP-v (lv) também vertical. AUAEP-0 (2) encontra-se instalada no subsolo e a USEM (12) possui um braço móvel (59) que permite regular adistância de trabalho da UCEC (11). 1.1 Vista completa do dispositivo 1.2 Ampliação do circuito fechado, por onde circulam eestacionam as várias UMEP (1) . 02 Aproveitamento de correntes de maré, em zonas de costacom relevo acentuado ou não. A arquitetura dodispositivo pode ser adaptada a cada situaçãogeográfica. Duas vistas superiores do dispositivo: 2.1 Com ECM (23) do MC (15) vertical e CPV (30) tambémvertical com disposição perpendicular à costa. No casodo relevo junto à costa ser pouco acentuado, épossível que a UAEP-0 (2) seja uma estruturasubterrânea, com galeria ou galerias dispostas àprofundidade mais desejável, sendo para isso tambémnecessário que a ECM (23) e a CPV (30) sejamsubterrâneas. 2.2 Com ECM (23) do MC (15) e CPV (30) de inclinaçãooblíqua. A UAEP-0 (2) e a UAEP-1 (6) encontram-separalelas à costa e, aproveitando o declive acentuado,encontram-se situadas à superfície a diferentes cotas. A UCEC (11) mergulhada no fluido (50) estácondicionada no seu movimento (51b) cíclico de vaivémpor cabos-guia (70). 03 UMEP-v (lv) adaptada para deslocação vertical em CPV(30), assim como para deslocação por gravidade atravésde carris (17) com declive, colocados nas UAEP (2) e (6) : 3.1 Vista frontal do vagão (41) e do contentor-êmbolo(40) . 3.2 Vista lateral, assente em carril (17). Porque seráaconselhável que a relação entre a altura e a área dasuperfície paralela ao solo seja elevada, são deesperar problemas de estabilidade na UMEP-v (lv) . Umsistema de ligação basculante (42) entre o vagão (41)e o contentor-Embolo (40) composto por um Eixo derotação (42r) e Mancais (42e), pode manter o centro degravidade da UMEP-v (lv). Isto seria necessário nocaso de se optar por aproveitar a força da gravidadepara a fazer movimentar nas UAEP (2) (6) em carris(17) com declive. 3.3 Vista lateral do vagão suspenso em carril do GP (1 ).

Descrição

Dispositivo Mecânico para Conversão da Energia Cinéticadas Correntes Marinhas ou Fluviais em Energia Potencialpara Posterior Conversão em Energia Elétrica Área Técnica da Invenção A eletricidade, para além de ser uma energia limpa e segura, é oexpoente máximo de versatilidade no que diz respeito ao tipo deaplicações que suporta, encontrando-se a sociedade mundialinteiramente dependente da sua existência. São muitas e variadas as fontes de energia disponibilizadas pelanatureza passíveis de ser convertidas em eletricidade, nãodevendo ser vistas como concorrentes entre si, mas sim comocomplementares, e merecedoras de um grande esforço para tornarcada vez mais atrativa e sustentada a relação eficiência/custototal a obter através dos seus processos de conversão.

Dois problemas com que se deparam a generalidade destas fontesde energia quanto à sua utilização, prendem-se com ainconstância da sua disponibilidade pela natureza, de modo que asua conversão em eletricidade aconteça exatamente no momento emque esta é necessária e isto porque, nos dias de hoje, não épossível conservar a eletricidade em grande escala, para suautilização nos períodos de maior procura.

Uma forma possível de ultrapassar estes problemas pode passarpela "produção" e conservação de energia potencial (gravítica,elástica, etc) . Para que isto seja possível é necessário umafonte de energia que possua determinadas características, entreelas: ser renovável, não poluente e não perigosa; possuir uma grande densidade energética; ter um comportamento o maisprevisível possível; permitir que uma determinada tecnologiaobtenha ciclos de funcionamento com períodos suficientementelongos para, por exemplo, elevar uma estrutura de grande massa auma altura considerável.

Uma fonte de energia que pode reunir todos estes requisitosencontra-se na cinética previsível presente nas correntesmarinhas, em particular nas correntes de maré. É nesta áreatécnica em que se enquadra a tecnologia aqui proposta, quepretende realizar um processo de obtenção e conservação deenergia potencial a partir da captação da energia cinéticapresente nas correntes de maré, para uma posterior conversão emenergia elétrica.

Estado da Técnica

Desde a antiguidade que são utilizadas tecnologias que permitema exploração da energia cinética existente nas correntesfluviais para conversão em energia mecânica com aplicação emvárias atividades humanas. Neste propósito, também a energiacinética presente nas correntes de maré veio a ser utilizada.

Posteriormente e até aos dias de hoje, estas mesmas fontes de energia continuaram a ser utilizadas para conversão em energiaelétrica sendo, para isso, retido o fluido na máxima altitudepossivel, de modo a tornar mais eficiente a gestão do recurso.

Mais recentemente, nos períodos mais propícios, parte dessaenergia elétrica é direcionada para a bombagem elevatória dorecurso hídrico para sua reutilização.

Por outro lado, existem várias tecnologias já patenteadas quepretendem tornar mais eficiente e economicamente interessante aconversão da energia cinética presente em fluidos marinhos ou fluviais em energia elétrica. Para além dos vários tipos de turbinas já aplicadas ou em estudo, outras tecnologias são possíveis, fundamentadas nas forças de arrasto criadas sobre umcorpo mergulhado num fluido em movimento. Por exemplo, a patentePT105459 publicada em 2012/07/02, apresenta um processo de conversão de energia cinética de um fluido em energia elétrica,utilizando a sinergia entre esta com a energia potencial gravítica para conversão em energia elétrica, através de umaturbina alimentada por um fluxo de ar criado numa camara de pressão e/ou vácuo.

Problema que o dispositivo pretende ultrapassar O dispositivo mecânico aqui proposto, pretende armazenar energiapotencial produzida a partir da sinergia existente entre a energia cinética dos fluidos marinhos ou fluviais com a energiapotencial gravítica, para uma posterior conversão em energiaelétrica. Deste modo julga-se ser possível contribuir paraultrapassar o problema de desfasamento entre a procura e a oferta de energia elétrica produzida a partir das energiasrenováveis.

Sumário da Invenção A tecnologia aqui proposta, refere-se a um processo mecânico,ativado a partir da captação da energia cinética presente nascorrentes marinhas e fluviais que, em sinergia com a energiapotencial gravítica presente em qualquer ponto do planeta, permite a obtenção e conservação de energia potencial gravítica para posterior conversão em energia elétrica ou mecânica.

Excluindo a unidade de captação de energia cinética que se encontra mergulhado no fluido, todas as outras unidadesmecânicas podem estar situadas em solo firme, dispostas num circuito distribuído por dois pisos, por onde circulam vagõessobre carris, preferencialmente pela ação da força da gravidade.

Estes dois pisos encontram-se conectados nas suas duasextremidades através de: um monta-cargas de movimento verticalou oblíquo que, funcionando em sinergia com a unidade decaptação de energia cinética, eleva os vagões do piso inferiorpara o piso superior; uma camara de pressão e/ou vácuo por ondecirculam os vagões que adquirem a função de êmbolos em movimentodescendente, vertical ou obliquo, ação capaz de alimentar uma oumais turbinas através do fluxo de ar criado.

Deste modo, o piso superior comporta-se como um espaço reservadopara a conservação de energia potencial, materializada pelaacumulação de vagões-embolo de massa elevada estacionados sobrecarris, e o piso inferior, como um espaço reservado aoarmazenamento de vagões disponíveis para serem elevados para opiso superior, logo que possível.

Este circuito de vagões-êmbolo apresenta quatro pontos detransição, dois colocados no piso superior e dois colocados nopiso inferior.

Na zona mais elevada do piso superior, local de chegada domonta-cargas carregado com o vagão, existe um mecanismo quedescarrega os vagões-embolo "carregados" de energia potencial.

Na zona menos elevada do piso superior, reservada à transiçãoentre o espaço de armazenamento de energia potencial e a camarade pressão e/ou vácuo é carregada a referida camara com o vagão-êmbolo .

Na zona mais elevada do piso inferior, reservada à transiçãoentre a camara de pressão e vácuo para a zona de armazenamentode vagões "descarregados" de energia potencial, são retirados osreferidos vagões.

Na zona menos elevada do piso inferior, reservada à transiçãoentre o espaço de armazenamento e o poço elevatório, é carregadoo monta-cargas com os vagões para início de um novo ciclo.

Este monta-cargas desloca-se no sentido ascendente quando aforça de arrasto da estrutura mergulhada no fluido é superior àforça gravítica do monta-cargas conjuntamente com o vagão nelecolocado e as forças de atrito. Por sua vez, quando a força dearrasto da estrutura mergulhada no fluido é inferior à forçagravítica do monta-cargas conjuntamente com as forças de atrito,o monta-cargas desloca-se no sentido descendente. Um modelopossível para aplicação na estrutura mergulhada no fluido,encontra-se registado na patente nacional PT105459 publicada em2012/07/02 .

Quando o vagão-êmbolo é colocado na camara de pressão e/ou vácuoeste espaço torna-se hermético com o encerramento das comportas.Com a descida do êmbolo gera-se um fluxo de ar que se escapa poruma válvula, movimentando uma ou mais turbinas capazes dealimentar um ou mais geradores de energia elétrica.

Listagem de Acrónimos CI 25 atente Comutador de Inclinação CHI 32 Comporta Hermética Inferior CHS 31 Comporta Hermética Superior CPV 30 Camara Pressão Vácuo CT 16 Cabo de Tração ECM 23 Estrutura Condicionadora de Movimento GP 20 Guindaste de Precisão MC 15 Monta-cargas MIC 17i Mecanismo Inclinação de Carris MRC 17r Mecanismo Rotação de Carris MT 19 Mecanismo de Imobilização SAC 47 Sistema Amortecedor por Cabo SAI 22i Sistema Sensor Amortecedor Inferior SAS 22s Sistema Sensor Amortecedor Superior SIP 24 Sistema Imobilização de Precisão SSA 22 Sistema Sensor Amortecedor UAEP-0 2 Unidade Armazenamento Energia Potencial - Zero UAEP-1 6 Unidade Armazenamento Energia Potencial - Um UCAA 14 Unidade Comando Automático Assistido UCEC 11 Unidade Captação Energia Cinética UCEP-0 3 Unidade Carga Energia Potencial - Zero UCEP-1 7 Unidade Carga Energia Potencial - Um UDEP-0 9 Unidade Descarga Energia Potencial - Zero UDEP-1 5 Unidade Descarga Energia Potencial - Um UGEE 13 Unidade Gerador Energia Elétrica UGEP 4 Unidade Gerador Energia Potencial UGPV Unidade Gerador Pressão Vácuo UMEP 1 Unidade Móvel Energia Potencial UMEP-e le Unidade Móvel Energia Potencial-Função êmbolo UMEP-i li Unidade Móvel Energia Potencial-Deslocação obliqua UMEP-v lv Unidade Móvel Energia Potencial-Deslocação vertical UREG 10 Unidade Recuperação Energia Gravítica USEM 12 Unidade Suporte e Manobra VCE 39 Vagão Contentor-êmbolo VIE 36 Válvula Inferior de Escoamento VSA 35 Válvula Superior de Admissão 3.4 Vista superior do chassis do vagão (41) assente em carril (17) inferior. 3.5 Vista superior do contentor-êmbolo (40). 3.6 Vista inferior da UMEP-v (lv). Nesta zona de contacto com o ar sobre grande pressão, será aconselhável pelo menos a existência de dois planos de simetria entretodas as componentes expostas. 3.7 Vista em Corte frontal de uma UMEP-v (lv). O centro degravidade da UMEP-v (lv) deve ser o mais baixopossível e estar disposto no centro do plano desimetria paralelo ao solo. 3. Algumas formas possíveis da superfície superior ou inferior do contentor-êmbolo (40). Como se trata de umêmbolo de grandes dimensões de deslocação vertical, arelação entre a altura do vagão com a área destasuperfície deve ser a mais indicada para uma descidaequilibrada ao longo da CPV (30). 3.9 Perspetiva de um exemplo circular da UMEP-e (le)inserida na CPV (30) . Tanto a parede interna da CPV(30), como a parede externa da UMEP-e (le) , podem serrevestidas por aço inox ou por outro material maisadequado e, se necessário, a UMEP-e (le) pode ter umacinta hermética (46) em borracha ou noutro materialmais adequado para vedar melhor a passagem de ar eevitar contato direto entre as paredes. Esta cintadeve ser de fácil substituição. 04 MC (15) de deslocação vertical. Vista lateral dasfases do processo de transferência da UMEP-v (lv) naUCEP-0 (3). Durante esta fase de transferência, aimobilização do MC (15) é estabelecida pelo SIP (24): 4.1 Chegada em movimento descendente do MC (15) vazio àUCEP-0 (3). 4.2 Carregamento do MC (15) com a UMEP-v (lv) suspensapelo GP (20) , após inversão da inclinação do vagão(41) induzida pelo Cl (25). 4.3 Partida em movimento ascendente do MC (15) carregadocom uma UMEP-v (lv) , travada com MT (19) assente emcarris (17) com inclinação, durante a fase em que aUCEC (11) com a conformação que lhe confere a maiorforça de arrasto, exerce tração sobre o MC (15). 05 MC (15) de deslocação vertical. Vista lateral dasfases de transferência da UMEP-v (lv) na UDEP-1 (5): 5.1 Chegada em movimento ascendente do MC (15) carregadocom uma UMEP-v (lv) durante a fase em que a UCEC (11)exerce tração sobre o MC (15). 5.2 Amortecimento da deslocação do MC (15) através do SAS(22s) . 5.3 Imobilização do MC (15) com o SIP (24) e o MCC (26)ativos. 5.4 Saída da UMEP-v (lv) por gravidade, do MC (15) paraUAEP-1 (6), após desativação do MT (19). 06 CPV (30) de deslocação vertical. Vista lateral dasfases do processo de transferência da UMEP-v (lv) naUCEP-1 (7): 6.1 Através do GP (20), a UMEP-v (lv) toma a posição paraentrada na CPV (30), com mudança de inclinação dovagão (41) para horizontal induzida pelo Cl (25c), demodo a conferir um eixo de simetria perfeito nasuperfície inferior do êmbolo. 6.2 O GP (20) coloca a UMEP-v (lv) com precisão na entradada CPV (30).

6.3 Quando a UMEP-v (lv) já se encontra no interior da CPV (30) com poder de sustentação criado pela pressão, para que não haja um movimento descendente brusco, oGP (20) liberta a UMEP-e (le) , recolhe o Guincho(20s), a que se segue o fecho da CHS (31) e a aberturadas VSA (35) do fluxo de ar (51a) proveniente daturbina. 07 CPV (30) de deslocação vertical. Vista lateral das fases do processo de transferência da UMEP-v (lv) na UDEP-0 (9): 7.1 A UMEP-v (lv) chega à UDEP-0, após criar um fluxo de ar (51a) capaz de alimentar uma ou mais turbinas durante o seu movimento descendente. 7.2 Um Cl (25) comuta a inclinação do vagão (41) para umaposição obliqua, ajustada à inclinação dos carrisinferiores (17) . 7.3 A UMEP-v (lv) pousa suavemente sobre os carris (17) inferiores após amortecimento pelo SSA de Descarga(22v), aproveitando-se a energia conferida aohidráulico amortecedor para abertura da ComportaHermética Inferior (32) e encerramento da válvulaInferior de escoamento (36) do fluxo de ar (51a) paraa turbina. 7.4 Saída da UMEP-v (lv) por gravidade, da UDEP-0 (9) paraa UAEP-0 (2) . 0 Vista lateral da UMEP-v (lv). Sistema de Ligação asculante (42) que estabelece a conexão e mudança deposição entre o Contentor-embolo (40) e o Vagão (41)quando induzida pelo Cl (25), durante as diferentesfases do processo. .1 Exemplo para uma versão com deslocação por gravidadesobre carris (17) de inclinação fixa e deslocaçãovertical na CPV (30). Para não haver sobrecarga nasengrenagens, esta mudança de posição ocorre quando aUMEP-v (lv) se encontra suspensa pelos GP (20) ou,quando a UMEP-e (le) ainda com força de sustentação,chega à UDEP-0 (9). .2 Um exemplo esquemático do sistema basculante induzidopor batentes, com três posições do Vagão (41) emrelação ao Contentor-embolo (40) que permaneceestabilizado verticalmente. 09 MC (15) de deslocação vertical. Vista frontal das fases do processo de transferência da UMEP-v (lv) naUDEP-1 (5): 9.1 MC (15) com e sem UMEP-v (lv). 9.2 Chegada do MC (15) com movimento (51g) ascendente à UDEP-1 (5), carregado com a UMEP-v (lv). 9.3 Amortecimento da deslocação do MC (15) com o SAS(22s) . 9.4 Imobilização (51e) do MC (15) com o SIP (24). 9.5 Após saida da UMEP-v (lv) do MC (15) por gravidade

para UAEP-1 (6), o SIP (24) liberta o MC (15) queadquire um movimento (51g) descendente. O peso do MC(15) pode ser regulado em função da velocidade dacorrente do fluido a que se encontra sujeita a UCEC (11), adicionando ou retirando Unidades de Contra Peso(3 ) . 10 MC (15) de deslocação vertical. Vista frontal das fases do processo de transferência da UMEP-v (lv) naUCEP-0 (3): 10.1 Chegada do MC (15) à UCEP-0 (3). 10.2 O movimento é amortecido pelo SAI (22i) que através deum sensor de posição faz acionar o SIP (24). 10.3 O SIP (24) imobiliza (51e) o MC (15), não permitindoqualquer tipo de movimento. 10.4 Nesta posição os carris do GP (1 ) do MC (15) ficam emlinha com os carris do GP (1 ) do Pórtico de Carga(21). O GP (20) transportando a UMEP-v (lv) desloca-separa o interior do MC (15) , depositando a sua cargacom precisão sobre os carris (17) inferiores do MC(15) que já se encontram com o MT (19) ativado. 10.5 O GP (20) sai do MC (15) e através de um sensor oubatente, desativa o Mecanismo Conexão Carris Superior(26g), logo seguido da desativação do SIP (24). 10.6 A UCEC (11) posicionada no fluido recebe um sinal de comando e adquire uma conformação que lhe garante o máximo de força de arrasto. Esta força é superior ao somatório das forças da gravidade do MC (15) conjuntamente com a UMEP-v (lv) mais as forças de atrito o que confere um movimento (51g) ascendente doMC (15) com a sua carga. 11 CPV (30) de deslocação vertical. Vista frontal dasfases do processo de transferência da UMEP-v (lv) naUCEP-1 (7): 11.1 Pórtico de Carga (21) com uma UMEP-v (lv) suspensa noGP (20) . 11.2 Um Sistema de Precisão de Posição (2 ) situado naCamara de Receção (29) da UCEP-1 (7), pode ajudar a colocar a UMEP-v (lv) com a exatidão necessária, naentrada da CPV (30). 11.3 O GP (20) entra com a UMEP-v (lv) na Camara de Receção(29) alinhando-a com a entrada da CPV (30) que se encontra com a Comporta Hermética Superior (31)aberta. 11.4 0 GP (20) desce a UMEP-v (lv) pela entrada da CPV(30) . 11.5 Quando um sensor de pressão colocado no GP (20) detetasustentação da UMEP-v (lv) provocada pela pressão dogás existente na CPV (30), a UMEP-v (lv) adquirefunção de êmbolo, UMEP-e (le), sendo libertada erecolhido o Guincho (20s) . 11.6 A CHS (31) é encerrada logo em seguida, e a VSA (35)conjuntamente com a VIE (36) são abertas. A força degravidade exercida sobre a UMEP-v (lv) faz com queadquira um movimento (51m) descendente, o que originaum fluxo de ar (51a) , provocado pela pressão na zonainferior da UMEP-v (lv) e de vácuo na sua zonasuperior, capaz de alimentar rotação de uma turbina. 12 CPV (30) de deslocação vertical. Vista lateral dasfases do processo de transferência da UMEP-v (lv) naUDEP-0 (9): 12.1 Descida da UMEP-e (le) com conversão de energia apartir do fluxo de ar (51a) criado pela pressão evácuo resultante do movimento (51m) da UMEP-e (le) emcircuito fechado. 12.2 Chegada da UMEP-e (le) à UDEP-0 (9). 12.3 Contato da UMEP-e (le) com Cl de Descarga (25d). 12.4 A inclinação do Vagão (41) fica obliqua, paralela àinclinação dos carris (17) inferiores, enquanto oContentor-embolo (40) se mantém horizontal. 12.5 O SSA de Descarga (22v) amortece o movimento da UMEP-v(lv), que pousa sobre os carris (17) Inferiores de ummodo suave, enquanto a pressão criada sobre o seuhidráulico pode ser aproveitada para a abertura dasComportas Herméticas inferior (32) e superior (31). 12.6 A UMEP-v (lv) termina a função de êmbolo e sai daUDEP-0 (9) passando por um batente ou sensor (17b) quevolta a encerrar a Comporta Hermética Inferior (32). 13 Exemplo de processo de amortecimento e travagem quepode ser utilizado nas Unidades Armazenamento EnergiaPotencial (2) e (6) com inclinação de carris fixa: 13.1

Vista lateral das zonas de Deslocação (2d) (6d) com

Sistema de Amortecimento por Cabo (47) e Zonas deEstacionamento (2e) (6e) onde podem ser aplicados MT (19) com ativação manual ou automática. 13.2 Vista superior das Zonas de Deslocação (2d) (6d) e

Zonas de Estacionamento (2e) (6e). 14 Vista panorâmica frontal, composta pela sequência dasFig.14.1 e 14.2, de uma instalação industrial com doisMC (15) e uma CPV (30) . Deslocação do MC (15) e daUMEP (1) em posição vertical ou obliqua com UAEP-0 (2)subterrânea ou à superfície. No circuito da direita,

Fig.14.2, o Contentor Embolo (40) da UMEP (1) écarregado na UAEP-1 (6) e descarregado na UAEP-0 (2) .Também no circuito da Fig.14.2, a UCEC (11) foiretirada do fluido para manutenção ou por condiçõesmeteorológicas adversas. 15 UMEP-i (li) adaptada para CPV (30) com carris (17c) deinclinação obliqua: 15.1 Composição da UMEP-i (li). Vista lateral. 15.2 Composição da UMEP-i (li). Vista frontal. 15.3 Forma da UMEP-i (li) ajustada à CPV (30) o que lhe confere caracteristicas de um êmbolo. 15.4 Arquitetura aerodinâmica da UMEP-i (li) em planoinclinado. Se necessário, a sua zona frontal pode terdefletores (39s) e (39i) para melhor estabilização doVCE (39) durante a descida. 15.5 Estrutura de Proteção (75) antichoque da UMEP-i (li) durante a operação carga/descarga da UMEP-i (li) . Nocaso do transporte de brita a mesma proteção deveestar assegurada. No caso da carga utilizada ser água,o contentor (76) ou tremonha, é substituído por uma cisterna com válvulas de descarga.

16 Vista superior de um dispositivo composto por uma UGPV ( ) alimentada por duas UCEC (11). Todo este processoindustrial de produção de energia elétrica pode sercontrolado através de uma UCAA (14). Esta unidade podecompreender uma Central de Comando Automático

Assistido (14a) que coordena Subunidades de ComandoAutomático Assistido (14b a 14h). 17

Vista lateral do MC (15) adaptado para deslocaçãosobre carris (17m) em inclinação obliqua. raço Móvel(59) da USEM (12) pode regular a distância de trabalhoda UCEC (11) em relação à costa e permite a manobradesta mesma UCEC (11) em caso de necessidade demanutenção.

No canto superior esquerdo, uma vista frontal da UCEP-0 (3) na fase final de carga, a que se seguirá o movimento (51g) ascendente tracionado pela UCEC (11). 1 Vista lateral das fases de atividade do MC (15),

adaptado para deslocação oblíqua sobre carris do MC (17m): 1 .1 Chegada do MC (15) à UCEP-0 (3), local em que o seu movimento é amortecido pelo SAI (22i) . Quando oscarris (17) do MC (15) se encontram alinhados com oscarris (17) do Cais de Carga (64), dá-se aimobilização do MC (15) pelo SIP (24), seguida daativação do MCC (26). 1 .2 Estando reunidas as condições necessárias, a UMEP-i(li) proveniente da UAEP-0 (2) entra no MC (15). 1 .3 Após ser desativado o SIP (24) o MC (15) carregado com a UMEP-i (li) inicia o movimento (51g) ascendente,tracionado pela UCEC (11) através do CT (16). 1 .4 Chegada do MC (15) à UDEP-1 (5), com o seuamortecimento pelo SAS (22s) . Quando os carris (17) doMC (15) se encontram alinhados com os carris (17) doCais de Descarga (65), dá-se a imobilização do MC (15)pelo SIP (24), seguido da ativação do MCC (26). 1.5 Na sequência deste processo, o MIC (17 i) posicionadono MC (15) é ativado ficando obliquo, descarregando aUMEP-i (li) para a UAEP-1 (6) por efeito da gravidade. 1 .6 A UMEP-i (li) ao sair do MC (15), por ação de umbatente ou sensor, restabelece a posição horizontal aoMIC (17i), desativa o MCC (26) e o SIP (24), a que sesegue o movimento (51g) descendente do MC (15) vazio.Esta descida é proporcionada pelo peso da suaestrutura associado a unidades de contrapeso (3 )ajustáveis, que conferem uma força da gravidadesuperior à força de arrasto presente na UCEC (11). 19 Vista lateral da UGPV ( ) adaptada para deslocação dasUMEP-i (li) com a função de êmbolo (le), em posiçãoobliqua sobre carris (17c). Esta deslocação da UMEP-e(le) pelo interior da CPV (30), associada a umaconduta de circulação de ar (37), origina um fluxo dear (51a) que pode fazer mover uma ou mais turbinas(3 41) capazes de alimentar outros tantos Geradores(34g) pertencentes à UGEE (13). 20 Vista lateral das fases processadas ma UGPV ( ) paracriação de um fluxo de ar (51a) capaz de alimentar umaou mais turbinas para produção de energia elétrica: 20.1 Proveniente da UAEP-1 (6), a UMEP-i (li) posiciona-sesobre o MRC (17r) pertencente à UCEP-1 (7). 20.2 Rotação de 90° do MRC (17r) , ficando os seus carrisalinhados com os carris (17c) à entrada da CPV (30). 20.3 Inclinação do MIC (17i), originando o movimento daUMEP-i (li) por gravidade. Um batente (47b) ativa ogancho (47g) que, na sua passagem se engatará no cabode amortecimento e retenção (47e) controlado pelomotor amortecedor recuperador (47m), através de umprocesso semelhante ao utilizado na aterragem deaeronaves nos porta-aviões. 20.4 A deslocação da UMEP-i (li) na entrada da CPV (30) éamortecida e controlada pelo motor amortecedorrecuperador (47m). Um sensor ou batente (47b) libertao gancho (47g) do cabo de amortecimento e retenção(47e) quando, criada pela pressão no interior da CPV(30), a UMEP-i (li) apresenta sustentação suficientepara não criar um movimento descendente brusco.Através de um sistema condutor (47c) do cabo (47e),este volta a ser recolhido pelo motor amortecedorrecuperador (47m). 20.5 Imediatamente a seguir, a CHS (31) da CPV (30) é encerrada, enquanto a VSA (35) e a VIE (36) que conduzà turbina (34t) se abrem. 20.6 Na zona inferior da CPV (30) e, antes da CHI (32) seabrir, um sensor ou batente (47b) ativa o gancho (47g)da UMEP-e (le). Este engata-se no cabo deamortecimento e retenção (47e) que, controlado pelomotor amortecedor recuperador (47m) , permite umadescida suave da UMEP-i (li) quando a CHI (32) se abreem sintonia com o fecho das VIE (36) e VSA (35). 20.7 A UMEP-i (li), já fora da CPV (30), numa zona em queos carris inferiores (17) já se encontram com poucainclinação, passa por um sensor ou batente (47b)libertando-se do cabo de amortecimento e retenção(47e), sendo o seu movimento finalmente imobilizado naUDEP-0 (9) pelo Sistema Sensor Amortecedor Descarga(22v). 20. A UMEP-i (li), estacionada sobre o MRC (17r), roda90°, ficando alinhado com os carris inferiores (17) daUAEP-0 (2). 20.9 Logo em seguida o MIC (17i) é ativado inclinando oscarris, o que origina o movimento da UMEP-i (li) porgravidade para a UAEP-0 (2). 21 Vista lateral de alguns processos possíveis de deslocação, estacionamento, carga e descarga da UMEP-i(li) na UAEP-0 (2) e UAEP-1 (6): 21.1 A UMEP-i (li) desloca-se por gravidade sobre carris (17). Podem existir dispositivos que absorvam aenergia cinética das UMEP-i (li) em locaisapropriados. Neste caso, o modelo apresentado écomposto por um gancho (47g) colocado na UMEP-i (li)ativado ou desativado através de sensores ou batentesde comutação (47b). Estando ativados, engatam num cabode amortecimento e retenção (47e) controlado por ummotor amortecedor recuperador (47m). O avanço dasUMEP-i (li) nas zonas de estacionamento, pode serrealizado através de um MIC (17i) cujo funcionamentopode ser realizado através do peso que a UMEP-i (li)exerce sobre o MIC (17i) e de um mecanismo recuperadorde posição ( 1) que pode ser de mola, hidráulico ou dear comprimido, com um mecanismo de fixação de posição( 2) . O MIC (17i) pode ter um MT (19) para imobilização (51e) das UMEP-i (li). 21.2 A UMEP-i (li) para além de se encontrar dirigida paraa produção de energia elétrica, pode estar adaptadapara o transporte descendente de carga (77) sólida oulíquida. Como se trata de uma unidade que se comportacomo um êmbolo, deve ver acautelada a sua integridade.Para isso, tanto na operação de descarga ou cargasólida, para além do guindaste (74) com sistemainteligente de controlo de carga, também deve serconstituído por uma Estrutura de Proteção (75) queevite danos na UMEP-i (li).

Descrição geral da tecnologia proposta

Fazendo referência às figuras, descreve-se em seguida acomposição, a arquitetura e o funcionamento do processotecnológico preferido, assim como se apresentam alguns processosalternativos ou complementares.

Conforme representado nas (Fig. 1 e 2) , o processo industrialproposto é suportado por uma sequência de unidades mecânicascapazes de criar uma sinergia entre a energia cinética dascorrentes marinhas-fluviais com a energia gravitica, paraprodução de energia potencial gravitica e seu armazenamento, como objetivo de vir a ser posteriormente convertida em energiaelétrica ou mecânica. À exceção da UCEC (11) que se encontra mergulhada no fluido (50)e da USEM (12), que se pode encontrar fixa em solo firme, todasas restantes unidades estão posicionadas ao longo de um circuitofechado, por onde circulam várias UMEP (1) compostas por VCE(39) de massa elevada, animados por um movimento (51m) . Estecircuito, também posicionado em solo firme, é realizado sobrecarris (17) dispostos sobre dois pisos: o inferior, designado por UAEP-0 (2) e o superior, designado por UAEP-1 (6).

Estas duas unidades de armazenamento encontram-se conectadasnuma das suas extremidades através de uma CPV (30) , estruturaonde os VCE (39) com movimento (51m) descendente vertical ouobliquo, adquirem função de êmbolos (le) produzindo um fluxo dear (51a) capaz de alimentar uma ou mais turbinas (34t).

Na extremidade oposta, a ligação faz-se através de um MC (15)que se movimenta (51g) ao longo de uma ECM (23) vertical ouobliqua. Este MC (15) encontra-se conectado por um CT (16) àUCEC (11) sujeita à força de arrasto do fluido e desempenha duasfunções distintas: gera energia potencial quando eleva as UMEP

(1) da UAEP-0 (2) para a UAEP-1 (6), o que acontece quando aforça de arrasto da UCEC (11) é superior à força gravitica do MC(15) conjuntamente com o VCE (39) e forças de atrito geradas;recupera a posição da UCEC (11) após o seu afastamento da USEM (12) provocado pela força de arrasto, quando a força graviticado MC (15) sem carga, é superior à força de arrasto da UCEC (11)conjuntamente com as forças de atrito. Apenas por uma questão desistematização da nomenclatura, a primeira função é processadaatravés da designada UGEP (4) e a segunda função, através daUREG (10).

Para que tal sinergia seja possivel, a UCEC (11) deve apresentara capacidade de, ciclicamente, poder alterar a sua conformação,de modo a estabelecer um diferencial entre dois coeficientes dearrasto, um minimo e um máximo, proporcionados pela correntemarinha-fluvial (51c). Deste modo, pode ser possivel estabelecerum movimento (51g) (51b) ciclico e sincronizado com o MC (15)através do seu movimento ascendente e descendente. Um exemplo deuma estrutura que pode permitir este processo encontra-seregistado na patente nacional PT105459 publicada em 2012/07/02. A USEM (12), estrutura por onde passa o CT (16) que estabelece aligação entre a UCEC (11) com o MC (15) pode apresentar váriosformatos e funções. Estrutura sujeita a grandes forças detensão, deve ser robusta com um braço (59) fixo, telescópico oumóvel. Esta unidade deve colocar a UCEC (11) no local detrabalho mais apropriado, assim como permitir a sua retirada oucolocação do fluido (50) . Pode ter um sistema de segurança (6 )contra excessos de tensão e motor de recuperação do CT (16) e daUCEC (11).

Esta tecnologia (Fig. 16) deve conter uma UCAA (14) capaz de, apartir da informação fornecida por sensores colocados ao longodas suas várias unidades ou, se necessário, através de comandosestabelecidos por um operador, controlar o seu funcionamento,ativando e desativando de um modo sequencial e sincronizado cadafase do processo através dos respetivos atuadores.

Para muitas destas operações, que requerem a aplicação deenergia para movimentação de mecanismos e engrenagens, os váriossistema de amortecimento e travagem das UMEP (1), que sepretende, sejam de massa elevada, podem conter um sistema deretenção de energia potencial criada pela pressão ou vácuo quepodem originar sobre um fluido ou material elástico. Assim, estaenergia pode ser posteriormente utilizada na movimentação decarris móveis, MRC (17r), MIC (17i) ou Mecanismos reposição deposição ( 1) de carris, na abertura ou fecho das ComportasHerméticas (31) e (32), na abertura ou fecho das válvulas deadmissão (35) ou escoamento (36), na ativação ou desativação dosMT (19) . Para além dos sensores e atuadores eletrónicos, aemissão do sinal de comando pode ser efetuado por batentes àpassagem da UMEP (1) ou através de radares de localização dasUMEP (1).

Tratando-se de equipamento pesado com uma unidade mergulhada numfluido sujeito a imprevistos de comportamento, todo o sistema,para além da eficiência de trabalho que lhe é exigida, requer umsistema de segurança compatível que evite movimentos bruscos ouchoque violentos entre os seus componentes, situações quefacilmente podem acelerar o desgaste dos materiais ou mesmodanificá-los. O objetivo que se pretende atingir através da tecnologiaproposta, pode ser conseguido a partir de diferentes processos.Apresentam-se em seguida a descrição e funcionamento de doisdesses processos.

Descrição de vim modelo adaptado para UMEP-i (li)

Conforme representado na (Fig. 15.4), a UMEP-i (li) é compostapor um Vagão Contentor-êmbolo (39) adaptado para, a partir daforça da gravidade, se poder mover (51m) sobre carris (17c) pelointerior de uma CPV (30) de inclinação obliqua. Na sua zonafrontal (Fig. 15.2, 15.3 e 15.4), apresenta uma superfícieajustada ao tipo de secção da CPV (30), que pode ter a formaquadrada, retangular, semicircular ou outra, conferindo-lhe umafunção de êmbolo, ao vedar a passagem de ar sobre pressão entre as paredes do VCE (39) e as paredes da CPV (30) . Esta superfícieapresenta uma arquitetura aerodinâmica (Fig. 15.4), se necessário, com superfícies defletoras, superior (39s) einferior (39i) , que permitam que o VCE (39) se desloque na CPV(30) sem perigo de descarrilamento ao longo dos carris (17c) quedevem possuir o máximo de inclinação possível. 0 movimento (51m) da UMEP-i (li) ao longo da UAEP-0 (2) e UAEP-1(6) pode ser realizada (Fig. 16 e 21.1) através da ação de umalocomotiva de manobra (63) ou por gravidade sobre carris (17)com inclinação fixa e/ou MIC (17i).

Um dos principais problemas destes movimentos (51m), consiste emimprimir a velocidade mais desejada às UMEP-i (li) assim comogarantir a sua imobilização (51e) em cada fase do seu trajeto.

Para isso, cada UMEP-i (li) pode ter um sistema de travagem eimobilização próprio, acionado manualmente ou através debatentes ou sensores colocados ao longo do trajeto e que podemestar conectados a um sistema informático que recebe ainformação sobre o peso e velocidade dos vagões, extensão apercorrer e condições meteorológicas entre outras. Outros MT(19) são possíveis, tais como a utilização de sapatas ou calçosde comutação manual ou automática, semelhantes aos já utilizadosnos transportes ferroviários.

Também como nos vagões ferroviários tradicionais (Fig. 15.1 e15.2), a UMEP-i (li) pode ter para-choques amortecedores (44) eum mecanismo de engate (45) entre vagões na sua zona frontal e traseira. É possível que cada UMEP-i (li) possua na sua zona inferior, umsistema de engate (Fig. 15.1, 19, 20, 21.1), composto por um gancho (4 7 g) móvel ou outro sistema de engate, que pode serativado e desativado a partir de batentes ou sensores, de modoque se possa engatar ou desengatar de um SAC (47) , composto porum cabo de amortecimento e retenção (47e) acoplado a um motoramortecedor recuperador (47m) semelhante ao utilizado naaterragem de aeronaves em porta-aviões.

Estas UAEP-0 (2) e UAEP-1 (6) constituídas por carris (17) (Fig. 1 e 2), encontram-se situadas, respetivamente, num piso inferiore superior, sendo que o piso superior se encontra posicionado àsuperfície do solo (53) e o inferior, se pode encontrar àsuperfície (Fig. 2.2) ou no subsolo (54) em galeriassubterrâneas (Fig. 1 e 2.1) podendo ter, tanto num caso como nooutro, extensão e inclinação, rampas de aceleração e contra-rampas de desaceleração das UMEP-i (li), túneis ou pontes,adaptadas às condições geológicas e topográficas do espaço autilizar.

Estas UAEP (2) (6) podem encontrar-se divididas em zonas preparadas para a realização de diferentes atividades (Fig.14),tais como zonas de deslocação e manobra (2d) (6d), zonas de estacionamento (2e) (6e), zonas de vistoria e aferição (73),zonas de carga (6c), zonas de descarga (2c), oficinas de manutenção (72) e outras. 0 MC (15) de movimento (51g) oblíquo (Fig. 17), é uma estruturacom rodado que se desloca ciclicamente, para cima e para baixo,ao longo de carris (17m) dispostos numa ECM (23), estabelecendoa ligação entre a UAEP-0 (2) e a UAEP-1 (6) . É composta por umasecção de carris (17) com um MT (19), para receção eimobilização da UMEP-i (li) no seu interior. Estes carris podemestar assente sobre um MIC (17i) que permite que a UMEP-i (li)saia do MC (15) por gravidade.

Para que a entrada e saída da UMEP-i (li) se proceda com toda asegurança (Fig. 1 .1 e 1 .4), é necessário que, associado a umSSA (22), exista um SIP (24) do MC (15) para um perfeitoalinhamento entre os carris (17) das UAEP (2) e (6) com oscarris do MC (17m). Para facilitar este processo, pode existirum mecanismo de conexão entre carris (26c).

Encontrando-se o MC (15) conectado por um ou mais CT (16) à UCEC(11) e podendo esta estar sujeita a diferentes velocidades decorrente, este MC (15) pode ter um espaço reservado à regulaçãomanual ou automática do seu peso (Fig. 17), através da carga oudescarga de unidades de contrapeso (3 ) de modo a ajustar o pesoideal para a velocidade da corrente.

No que diz respeito à CPV (30) de inclinação obliqua (Fig. 19),é composta por uma conduta tubular estanque, cujas paredes terãode ser robustas e não deformáveis para aguentar grandespressões. Esta conduta tubular que pode apresentar vários tiposde secção, pode encontrar-se total ou parcialmente enterrada nosubsolo (54) e possui no seu interior, a todo o seu comprimento,carris (17c) de bitola igual aos existentes nas UAEP (2) e (6),por onde circulam as UMEP-e (le). Nas entradas superior einferior estão colocadas respetivamente uma CHS (31) por ondeentram as UMEP-i (li) e uma CHI (32) por onde saem estas mesmasunidades. Uma VIE (36) permite que o fluxo de ar (51a) criado ajusante pelo movimento (51m) descendente da UMEP-e (le), sedirija sobre pressão através de uma conduta (37) para uma oumais turbinas (34t) que alimentam a UGEE (13) . Este mesmo fluxode ar (51a) pode ser encaminhado por uma conduta (37) para a VSA(35) onde também acaba por ser sugado para a CPV (30) pelo vácuocriado a montante pela descida do êmbolo. Perto da saída da CPV (30) , um SAC (47) ou um outro qualquer sistema de travagem daUMEP-i (li), permite que a deslocação desta Unidade se continuea processar de um modo suave e controlado, quando as CHS (31) eCHI (32) se abrem. A UCEP-0 (3) encontra-se situada (Fig.17, 1.1, 1 .2) entre ofinal da UAEP-0 (2) e o início da ECM (23) do MC (15) e tem comoobjetivo, processar a passagem da UMEP-i (li) entre estas duasestruturas. Esta Unidade de transferência é composta por um caisde carga (64) com carris (17) assentes num MIC (17i) que recebea UMEP-i (li) vinda da UAEP-0 (2), antes de esta entrar no MC(15) .

Um SAI (22i) amortece e posiciona o MC (15), na sua fase finalde deslocação descendente, com os seus carris (17) alinhados com os carris do cais de carga (64), sendo esta posição mantidaatravés de um SIP (24) do MC (15) . Quando estas condições seencontram reunidas, o MIC (17 i) é ativado em simultâneo com adesativação do MT (19) e, por gravidade, a UMEP-i (li) movimenta-se do cais de carga (64) para os carris do MC (15) sendo o seu posicionamento condicionado por um SSA de Carga (22c). Já no interior do MC (15), a UMEP-i (li) pode ser travadapela ativação de um MT (19) . A UDEP-1 (5) encontra-se situada entre o final da ECM (23) do MC(15) e o inicio da UAEP-1 (6) e tem como objetivo, processar apassagem da UMEP-i (li) entre estas duas estruturas. Esta

Unidade de transferência é composta (Fig. 17, 1 .4, 1 .5) por um cais de descarga (65) com carris (17) que recebe a UMEP-i (li)transportada pelo MC (15) durante o seu movimento ascendenteatravés da ECM (23). A UDEP-1 (5) possui um SSA (22s) amortece eposiciona o MC (15) na sua fase final de movimento (51g) ascendente, com os seus carris alinhados com os carris do caisde descarga (65) . Esta posição do MC (15) é mantida através deum SIP (24). Junto à zona mais elevada desta UDEP-1 (5), existeum sistema de roldanas (27) por onde passa o CT (16). A UCEP-1 (7) encontra-se situada entre o final da UAEP-1 (6) e oinicio da UGEP ( ), a que corresponde a entrada da CPV (30), etem como objetivo, processar a passagem da UMEP-i (li) entreestas duas unidades. Esta unidade de transferência (Fig.19, 20.1a 20.4) é constituída por um Cais de Carga (64) com carris (17)que podem estar conectados a um MIC (17i) que por sua vez podeassentar sobre um MRC (17r) . Para controlar a velocidade daUMEP-i (li) quando esta entra na zona de declive que dá acesso àCPV (30) , possui um SAC (47) que pode ser constituído por umCabo de Amortecimento (47e) ligado a um Motor AmortecedorRecuperador (47m) . Este cabo, que se desloca através de umMecanismo Condutor (47) pode ser ativado e desativado através deatentes de Comutação (47b) do gancho (47g) existente na UMEP-i(li) .

Na UAEP-1 (6), antes do Cais de Carga (64) (Fig. 16), paragarantir que as UMEP-i (li) não apresentam qualquer tipo deproblema técnico, pode existir uma zona para uma última Vistoriae Aferição (73), com ramal alternativo de encaminhamento àOficina de Manutenção (72). A UDEP-0 (9) encontra-se situada entre o zona final da UGEP ( ),a que corresponde a saída da CPV (30), e o início da UAEP-0 (2),e tem como objetivo, processar a passagem da UMEP-i (li) entreestas duas unidades. Esta unidade de transferência (Fig.19, 20.6a 20.9) é constituída por um Cais de Descarga (65) com carris(17) que podem estar conectados a um MIC (17i) , que por sua vezpode assentar sobre um MRC (17r). Para controlar a velocidade daUMEP-i (li) quando as CHS (31) e CHI (32) se abrem, possui umSAC (47) que pode ser constituído por um Cabo de Amortecimento(47e) ligado a um Motor Amortecedor Recuperador (47m). Estecabo, que se desloca através de um Mecanismo Condutor (47c),pode ser conectado ou desconectado, através de atentes de

Comutação (47b) do gancho (47g) existente na UMEP-i (li). UmSistema Sensor Amortecedor de Descarga (22v) pode ajudar aamortecer a deslocação da UMEP-i (li) e a posicioná-la sobre oCais de Descarga (65). UMEP-i (li): Ciclo de funcionamento

Unidade Armazenamento Energia Potencial Zero (2) UAEP-0

As UMEP-i (li) encontram-se imobilizadas (51e) (Fig. 16 e 21),dispostas sobre carris (17) com o MT (19) ativado, aguardandoordem de utilização para produção de energia potencial.

Unidade Captação Energia Cinética (11) UCEC

Mergulhada no leito marinho ou fluvial (50) (Fig. 17) e, quandosujeita a uma corrente (51c) com energia suficiente para criaruma força de arrasto superior ao somatório da força da gravidadeexercida sobre o MC (15) com a UMEP-i (li) conjuntamente comtodas as forças de atrito existentes nas componentes incluídasno processo, a UCEC (11) encontra-se com a configuração que lheconfere a menor força de arrasto, posicionada no ponto maispróximo da USEM (12).

Unidade Carga Energia Potencial Zero (3) UCEP-0

Conectada à UCEC (11) através de um CT (16) (Fig. 17, 1.1 e1 .2), a sua posição corresponde ao posicionamento do MC (15) naUCEP-0 (3) . Automaticamente ou por ordem de um operador, o MIC(17i) é ativado e, por gravidade, a UMEP-i (li) desloca-se parao interior do MC (15), sendo o seu movimento amortecido pelo SAM(22c) e sua imobilização garantida pela ativação do MT (19) emsincronismo com a recolha do Sistema Conexão de carris (26) e adesativação do SIP (24) do MC (15) . Imediatamente após esteprocesso, a UCEC (11) adquire a configuração que lhe garante omáximo coeficiente de arrasto.

Unidade Gerador Energia Potencial (4) UGEP O MC (15) carregado com a UMEP-i (li) (Fig. 1 .3), adquire ummovimento (51g) ascendente tracionado pela UCEC (11), unidadeesta, que se afasta da USEM (12)

Unidade Descarga Energia Potencial Um (5) UDEP-1

Na zona final da rampa (5 ) (Fig. 1 .4 e 1 .5), quando o MC (15)atinge o SAS (22s) , A UCEC (11) adquire a conformação que lhegarante a minima força de arrasto e o MC (15) é imobilizado(51e) pelo SIP (24). Logo em seguida e em simultâneo, o MT (19)é desativado, o Sistema de Conexão Entre Carris (26) estabelecea ligação e o MIC (17 i) é ativado, o que provoca a saída daUMEP-i (li) do MC (15) por gravidade para a UAEP-1 (6) . Logoapós a saída da UMEP-1 (6), um batente faz acionar a recolha doSistema de Conexão Entre Carris (26) logo seguido da desativaçãodo SIP (24) do MC (15) .

Unidade Recuperação Energia Gravitica (10) UREG

Embora esteja descarregado (Fig. 1.6), a própria estrutura doMC (15) conjuntamente com Unidades de Contrapeso (3 ), que podemser colocadas ou retiradas para uma melhor adaptação domecanismo à velocidade da corrente, garantem uma força de gravidade superior à força de arrasto da UCEC (11) o que provocaum movimento (51g) descendente do MC (15) que, através do CT(16) exerce tração sobre a UCEC (11), que adquire um movimentocontrário ao sentido da corrente, aproximando-se da USEM (12).

Unidade Carga Energia Potencial Zero (3) UCEP-0

Na zona final desta deslocação (Fig. 1 .1 e 1 .2), o MC (15)atinge o SAI (22i) , sendo o hidráulico do MIC (17i) ou umcompressor, carregado com a pressão criada, o que lhe confereuma posição horizontal, posição esta que é mantida com um sistema de travagem. Em simultâneo e logo que o MC (15) seencontra na posição exata, é imobilizado pelo SIP (24) enquanto 0 Sistema Conexão de Carris (26) é ativado.

De um modo automático ou por ordem de um operador, o MIC (17i) é

ativado, dando inicio a um novo ciclo de funcionamento do MC (15) com o transporte de uma nova UMEP-i (li) para a UAEP-1 (6).

Unidade Armazenamento Energia Potencial Um (6) UAEP-1

Independentemente do processo anterior (Fig. 16 e 21), a UMEP-i(li) pode deslocar-se (51m) por gravidade na UAEP-1 (6) atravésde carris (17) com inclinação até uma zona de estacionamento(6e) onde se imobiliza (51e) , local onde se poderá formar umareserva de energia potencial enquanto a velocidade de correntedo fluido (50) o permitir para, posteriormente e na altura maisconveniente, ser convertida em energia elétrica.

Sendo as UMEP (1) unidades que se tem de encontrar nas melhorescondições de operacionalidade, são sujeitas a um exame na zonade Vistoria e Aferição (73), seguindo para a Oficina deManutenção (72), se necessário.

Unidade Carga Energia Potencial Um (7) UCEP-1

Na zona de receção da UCEP-1 (7) (Fig. 19, 20.1 a 20.4), a UMEP- 1 (li) encontra-se imobilizada pelo MT (19) posicionada sobre umMIC (17i) . De um modo semelhante à UCEP-0 (3), por ordem de umoperador, é ativada a inclinação do MIC (17i) que em simultâneodesativa o MT (19) . A UMEP-i (li) desloca-se (51m) por gravidade(Fig. 20.1) para o MRC (17r) sendo o seu movimento absorvidopelo sistema sensor amortecedor (22) e imobilizado (51e) pelaativação do MT (19), a que se segue (Fig. 20.2) a rotação em 90°do MRC (17r) conjuntamente com a UMEP-i (li), o que permite quefiquem alinhadas com os carris (17) de entrada na CPV (30).

Quando a CPV (30) se encontra preparada para receber a UMEP-i(li) (Fig. 20.3 e 20.4), o que implica estar livre de outraUMEP-i (li) no seu interior e apresentar a CHS (31) aberta, aCHI (32) encerrada e as VSA (35) e VIE (36) encerradas,automaticamente ou através do comando de um operador, o MIC (17i) é ativado em simultâneo com a desativação do MT (19) . AUMEP-i (li) desloca-se (51m) por gravidade (Fig. 20.3) e atravésde um batente (47b) , o gancho (47g) engata num cabo (47e) que,através de um motor amortecedor recuperador (47m) o vai soltando(Fig. 20.4) permitindo uma descida suave à entrada da CPV (30).Já no interior da CPV (30) (Fig.20.5), quando o poder desustentação, criado pela pressão entre a UMEP-i (li) e acomporta inferior (32) é suficiente para manter um movimentosuave da UMEP-i (li), um batente (47b) solta o cabo (47e) que serecolhe, enquanto a CHS (31) se fecha e as VSA (35) e VIE (36)se abrem.

Unidade Gerador Pressão Vácuo ( ) UGPV

A UMEP-i (li) durante o seu movimento (51m) descendente (Fig. 19e 20.5), origina um aumento de pressão do ar entre si e a CHI(32) e uma descompressão entre a sua superfície superior a CHS (31) , formando um fluxo de ar (51a) que se movimenta através dasVSA (35) e VIE (36) alimentando uma ou mais turbinas (34t).

Unidade Descarga Energia Potencial Zero (9) UDEP-0

Na zona final da UGEP ( ) (Fig. 19, 20.6 a 20. ), um batente (47b) ativa o gancho (47g) que se engata no cabo (47e) (Fig.20.6) enquanto a CHI (32) se abre e as VSA (35) e VIE (36)se fecham. O Motor (47m) liberta gradualmente o cabo (47e) fazendo com que a UMEP-i (li) saia da CPV (30) de um modo suave.Numa zona em que os carris (17) já se encontram praticamentehorizontais, um batente (47b) liberta o cabo (47e) do gancho

(47g) (Fig. 20.7), sendo o movimento da UMEP-i (li) absorvido etravado pelo Sistema Sensor Amortecedor (22v), sobre o MRC(17r). Este, logo em seguida (Fig. 20. ), roda 90° para alinhara UMEP-i (li) com os carris (17) da UAEP-0 (2), enquanto a CHI (32) se fecha. O MIC (17i) é ativado (Fig.20.9) e a UMEP-i (li) desloca-se por gravidade saindo da UDEP-0 (9) para a UAEP-0 (2), enquanto na UCEP-1 (7), uma nova UMEP-i (li) se prepara paraentrar na CPV (30).

Unidade Armazenamento Energia Potencial Zero (2) UAEP-0

As UMEP-i (li) descarregadas na UAEP-0 (2) (Fig. 20.9 e 21.1)deslocam-se por gravidade sobre carris (17) até à zona deestacionamento (2e) onde são imobilizadas (51e) por um MT (19),prontas para a entrada num novo ciclo de conversão de energia.

Descrição de iam modelo adaptado para UMEP-v (lv) : A UMEP-v (lv), está adaptada para se poder deslocar pelo efeitoda gravidade (Fig.l), através do interior de uma CPV (30) deinclinação vertical, assim como, também sob o efeito da gravidade, se deslocar através de carris (17) com inclinação(Fig. 13), colocados na UAEP-0 (2) e na UAEP-1 (6) . Para que adeslocação pelo interior da CPV (30) seja mais eficiente (Fig. 3.1 a 3.6), cada uma destas UMEP-v (lv) é constituída porum Vagão (41) conectado por um Sistema de Ligação (42) basculante a um Contentor-êmbolo (40). Este mecanismo basculante, para além de possuir um eixo de rotação (42r) , éconstituído por um ou mais Hidráulicos Regulação de Inclinação(42g) do vagão (41), com Cl (25v) e fixadores de posição (42f),que permitem que o vagão (41) e o contentor (40) mantenham entresi uma posição paralela ou oblíqua, adaptando-se à inclinaçãodos carris (17) inferiores sem que o centro de gravidade sealtere, numa UMEP-v (lv) que se pretende, seja de grande massacom uma relação altura/base superior a um.

Para que estas alterações de inclinação sejam possíveis derealizar de um modo autónomo (Fig. ), podem existir um ou maisCl (25v) no vagão que, através de uma engrenagem, desbloqueiamos pontos de fixação de posição (42f) e acionam os HidráulicosRegulação Inclinação (42g). Esta atividade é realizada quando aUMEP-v (lv) se encontra suspensa num GP (20), o que diminui oesforço realizado por estes Hidráulicos Regulação Inclinação(42g) . A conexão existente entre o GP (20) e a UMEP-v (lv) (Fig.3.3) érealizada através de um Guincho (20s) adaptado para os pontos deengate (43) situados na zona superior do Contentor-êmbolo (40).

Cada UMEP-v (lv) pode possuir um sistema de travagem do rodadopróprio, ou adaptações que se fixam a um MT (19) existente navia quando este se encontra ativado. Tal como na UMEP-i (li),também podem conter Ganchos (47g) (Fig.3.6 e 13) que interagemcom cabos de amortecimento (47e) de movimento, que podem serativados e desativados a partir de batentes ou sensores, de modoa permitir o seu engate ou desengate.

Sendo a UMEP-v (lv) uma unidade que tem como principal objetivoadquirir a função de um êmbolo (Fig.3.9), que se movimenta (51m)verticalmente por gravidade numa CPV (30), podem existirfricções indesejadas entre as paredes desta com a estrutura emmovimento. Deste modo, a UMEP-v (lv) pode ter uma cintahermética (46) em seu redor, para que seja possível vedar melhora passagem do ar e proteger as paredes da CPV (30) . Esta cinta,que pode estar sujeita a forte abrasão, pode ser fabricada emborracha ou noutro material similar e deve ser de fácilsubstituição, reciclável e pouco onerosa. A UMEP-v (lv) pode ter um peso fixo, ou um espaço reservado paracarga fixa (4 f) e um espaço reservado para carga regulável(4 r) (Fig. 3.5 a 3.7), necessitando para isso de uma porta decarga (4 e) e de uma porta de descarga (4 s). A UMEP-v (lv) pode apresentar várias formas (Fig.3. e 3.9)sendo que, quando cilíndricas ou cónicas necessitam de uma oumais calhas (49) que se movimentem ao longo de guias demanutenção de alinhamento (33) instaladas ao longo da CPV (30). O MC (15) (Fig.9.1) comporta um espaço reservado à receção dasUMEP-v (lv), com uma secção de carris (17) inferiores comdeclive semelhante aos carris das UAEP (2) e (6), e um MT (19)da carga. Na zona superior possui um espaço com carris GP (1 )para receção do GP (20) que transporta a UMEP-v (lv) suspensa. Azona inferior pode comportar um espaço reservado ao ajustamento de carga do contrapeso regulável (3 ) consoante a velocidade dacorrente.

Um ou mais pontos de conexão a um ou mais CT (16) (Fig.l)asseguram a sua ligação à UCEC (11), sendo que este MC (15) sedesloca verticalmente ao longo de uma ECM (23), desempenhandoduas funções: durante o trajeto ascendente, tracionado pela UCEC(11), assegura o transporte elevatório das UMEP-v (lv) desde aUAEP-0 (2) até à UAEP-1 (6); durante o trajeto descendente semcarga, movimentando-se desde a UAEP-1 (6) até à UAEP-0 (2)realizando a tração da UCEP (11). A CPV (30) de deslocação da UMEP-v (lv) vertical, deve possuiruma estrutura preparada para aguentar grandes pressões ediferenças de temperatura. O revestimento interno das paredes daconduta pode ser fabricado em folhas de aço inoxidável que, senecessário, podem ser substituídas. Na sua zona superior, localpor onde se dá a entrada da UMEP-v (lv), possui uma CHS (31) ena sua zona inferior, local por onde se dá a saída desta mesmaunidade com função de êmbolo (le), possui uma CHI (32) . Tambémnesta zona inferior, existe uma VIE (36) de ar sobre pressão,criado a jusante pela descida do êmbolo. Este fluxo de ar (51a)é conduzido por uma conduta (37) para a turbina (341) que acionao Gerador (34g) da UGEE (13) . Uma nova conduta pode conduziresse mesmo ar da turbina à VSA (35) que dá acesso à zonasuperior da CPV (30) . Neste local, o fluxo de ar (51a) também éalimentado pelo vácuo criado a montante do êmbolo que seencontra em movimento descendente. A UCEP-0 (3) encontra-se situada entre o final da UAEP-0 (2) e oinício da ECM (23) do MC (15) e tem como objetivo, processar apassagem da UMEP-v (lv) entre estas duas estruturas. EstaUnidade de transferência é composta por (Fig.4 e 10): um SistemaSensor Amortecedor Inferior (22i) e um SIP (24) que imobiliza oMC (15) ; um Pórtico de carga (21) com Carris (1 ) superiores,por onde se desloca um Guindaste de Precisão (20) ; um mecanismode conexão de carris (26g) superior; um Sistema Sensor

Amortecedor Carga (22c); um atente Comutador Inclinação carga(25c) . A UDEP-1 (5) encontra-se situada entre o final da ECM (23) do MC(15) e o início da UAEP-1 (6) e tem como objetivo, processar apassagem da UMEP-v (lv) entre estas duas estruturas. EstaUnidade de transferência é composta (Fig. 5 e 9) por: um SistemaSensor Amortecedor Superior (22s) e um SIP (24) que limita,amortece e imobiliza o MC (15); um mecanismo de conexão decarris (26c) inferior.

A UCEP-1 (7) encontra-se situada entre o final da UAEP-1 (6) e oinício da UGEP ( ) , a que corresponde a entrada da CPV (30) , etem como objetivo, processar a passagem da UMEP-v (lv) entreestas duas unidades. Esta unidade de transferência (Fig.6 e 11)é constituída por: um Pórtico de carga (21) com Carris do GP (1 ) por onde se desloca um GP (20); um Sistema Sensor

Amortecedor Carga (22d); um atente Comutador Inclinação Carga(25c). A UDEP-0 (9) encontra-se situada entre o zona final da UGEP ( ),a que corresponde a saida da CPV (30), e o inicio da UAEP-0 (2),e tem como objetivo, processar a passagem da UMEP-v (lv) entreestas duas unidades. Esta unidade de transferência (Fig.7 e 12)é constituída por: um Sistema Sensor Amortecedor Descarga (22v);carris (17) de receção inferiores; um atente Comutador

Inclinação Descarga (25d). UMEP-v (lv): Ciclo de funcionamento

Unidade Armazenamento Energia Potencial Zero (2) UAEP-0

As UMEP-v (lv) (Fig. 4.1), encontram-se posicionadas na UAEP-0(2), travadas, em fila de espera sobre os carris (17) dispostosem plano inclinado.

Unidade Captação Energia Cinética (11) UCEC

Mergulhada no fluido (50), a UCEC (11) encontra-se com aconfiguração que lhe confere a menor força de arrasto (Fig.2.2), movendo-se (51b) no sentido contrário ao movimento dacorrente e aproximando-se da USEM (12) . Este movimento (51b) éoriginado pelo movimento (51g) descendente do MC (15) (Fig. 4.1e 10.1) que, vazio mas com uma força da gravidade superior àforça de arrasto da UCEC (11) exerce tração sobre a UCEC (11) . OMC (30) aproxima-se da UCEP-0 (3) (fig. 4.1 e 10.1) e termina oseu movimento (51g) descendente amortecido pelo Sistema SensorAmortecedor Inferior (22i) (Fig. 10.2) ficando imobilizado (51e)pelo SIP (24) (Fig. 10.3).

Unidade Carga Energia Potencial Zero (3) UCEP-0 A primeira UMEP-v (lv) da fila de espera (Fig. 4 e 10) édestravada e entra no Pórtico de carga (21) da (UCEP-0) (3) .Neste espaço (Fig. 4.1), um GP (20) engata a UMEP-v (lv) que,através do seu movimento no sentido da ECM (23) , começa a ficarsuspensa. Nesta deslocação, um batente (25c) destrava omecanismo de fixação de posição (42f) do vagão (41), aocontentor (40) o que provoca uma inversão de inclinação do vagão(41) sendo esta posição mantida através do mecanismo de fixaçãode posição (42f) . O MC (15) que já se encontra posicionado naUCEP-0 (3) (Fig. 4.2), recebe a UMEP-v (lv) transportada pelo GP(20) , sendo este movimento amortecido e estabilizado por umsistema sensor amortecedor carga (22c). O GP (20) desce a UMEP-v(lv) que assenta sobre os carris (17) situados no interior do MC(15) que estão com o MT (19) ativado. O GP (20) sai do interiordo MC (15) . Esta operação deve ser rápida e faz-se com a UCEC(11) na sua conformação de menor força de arrasto. Malterminada, o SIP (24) é desativado e, logo em seguida, a UCEC(11) mergulhada no fluido (50) adquire a sua conformação demaior força de arrasto.

Unidade Gerador Energia Potencial (4) UGEP 0 MC (15) carregado com a UMEP-v (lv) (Fig. 2.2, 4.3, 5.1 e10.6) adquire um movimento (51g) ascendente tracionado pela UCEC(11) que, mergulhada no fluido (50) se afasta da USEM (12) nomesmo sentido do movimento (51b) da corrente.

Unidade Descarga Energia Potencial Um (5) UDEP-1

Quando o MC (15) atinge a UDEP-1 (5) (Fig. 5.2 a 5.4 e 9.2 a9.4) o seu movimento é amortecido pelo sistema sensor amortecedor superior de descarga (22s) e travado pelo SIP (24) ,enquanto a UCEC (11) adquire a conformação que lhe confere amenor força de arrasto. Com os carris (17) inferiores do MC (15)nivelados com os carris (17) da UAEP-1 (6) (Fig. 5.4 e 9.4), aUMEP-v (lv), o MT (19) é destravada e por gravidade, sai do MC(15) .

Unidade Recuperação Energia Gravítica (10) UREG O SIP (24) destrava o MC (15) (Fig. 4.1 e 9.5) iniciando o seumovimento (51g) descendente, uma vez que, embora vazio, tem pesosuficiente para exercer tração sobre a UCEC (11), uma vez queesta se encontra na conformação que lhe confere uma menor forçade arrasto.

Unidade Carga Energia Potencial Zero (3) UCEP-0

Na UCEP-0 (3) (Fig. 4.1 e 10.2 a 10.5), uma nova UMEP-v (1) jáse encontra suspensa no GP (20), posicionada para entrar no MC(15) para dar inicio a um novo ciclo.

Unidade Armazenamento Energia Potencial Um (6) UAEP-1

Quanto à UMEP-v (lv) (Fig. 13), estando posicionada sobre carris(17) colocados no plano inclinado da UAEP-1 (6), desloca-se(51m) por gravidade podendo passar por uma zona de triagem e, senecessário, ser desviada para um ramal de manutenção.

Encontrando-se em perfeitas condições de funcionamento, éposicionada em fila de espera no ramal correspondente, devidamente imobilizada (51e) por um MT (19), até havernecessidade de fornecimento de energia elétrica à rede.

Unidade Carga Energia Potencial Um (7) UCEP-1

Quando este fornecimento é necessário, a reserva de energiapotencial anteriormente criado começa a ser utilizado. A UMEP-v(lv) é destravada (Fig. 6.1) e, por gravidade, entra no Pórticode carga (21) (Fig. 11.1) da UCEP-1 (7) através de um processoidêntico ao realizado na UCEP-0 (3) . Durante o transporte suspenso da UMEP-v (lv) pelo GP (20), um Cl (25) destrava osistema de fixação de posição entre o vagão (41) e o ContentorEmbolo (40), fazendo com que o vagão (41) adquira uma posiçãohorizontal estável e fixa, de modo a garantir uma simetria nazona inferior da UMEP-v (lv).

O GP (20) posiciona a UMEP-v (lv) com precisão sobre a entradada CPV (30) (Fig. 6.2, 11.2 e 11.3), que se encontra com a CHS (31) aberta, podendo ter como sistema colaborador, sensores amortecedores de posição (22d). Durante este processo a CHI (32)situada na UDEP-0 (9) encontra-se encerrada assim como asválvulas de admissão e escoamento (35) e (36), que estabelecem acomunicação com as turbinas, também se encontram encerradas. 0GP (20) começa a descer o Guincho (20s) que suporta a UMEP-v(lv) (Fig. 11.4) até esta se encontrar com uma sustentação suficiente para que seja solta (Fig. 11.5) sem grande perigo oudesgaste do material. Logo de seguida o Guincho (20s) érecolhido e a CHS (31) encerrada (Fig. 6.3 e 11.6), criando uma camara hermética. Neste momento as VIE (36) e as VSA (35) também são abertas.

Unidade Gerador Pressão Vácuo ( ) UGPV A UMEP-v (lv) começa a descer (Fig. 6.3, 7.1, 11.6, 12.1, 12.2)ao longo da CPV (30), criando pressão na sua zona inferior e descompressão na sua zona superior. Nestas condições é criado umfluxo de ar (51a) que pode fazer movimentar uma ou mais turbinas(341) para conversão em energia elétrica.

Unidade Descarga Energia Potencial Zero (9) UDEP-0

Quando a UMEP-v (lv) se aproxima da zona final da CPV (30) (Fig.7.2 a 7.4 e 12.3 a 12.5), um atente comutador de inclinaçãodescarga (25d) destrava o sistema de fixação de posição (4 2 f)existente entre o vagão (41) e o contentor êmbolo (40), fazendocom que o rodado do vagão (41) fique com uma inclinação ajustadaaos carris (17) colocados na zona final da CPV (30) . Um SistemaSensor amortecedor Descarga (22v) amortece o choque entre aUMEP-v (lv) e os carris (17), podendo a energia criada pelapressão no hidráulico, contribuir para a abertura da CHI (32) ese possível, também para a abertura da CHS (31) e fecho das VSA(35) e VIE (36). Quando a UMEP-v (lv) fica completamente assentesobre os carris (17) (Fig. 12.6) é destravada e, por gravidadesai da CPV (30) . Nesta deslocação um batente ou sensor (17b)provoca o fecho da CHI (32), encontrando-se a CPV (30) preparadapara receber uma nova UMEP-v (lv).

Unidade Armazenamento Energia Potencial Zero (2) UAEP-0

As UMEP-v (lv) descarregadas na UAEP-0 (2) (Fig.13) deslocam-sepor gravidade sobre carris (17) até à zona de estacionamentoonde são imobilizadas por um MT (19), prontas para a entrada numnovo ciclo.

Outros modelos possíveis

Os dois processos industriais anteriormente descritos podemapresentar inúmeras variantes. Deste modo é possível conjugar MC (15) de deslocação obliqua com CPV (30) vertical ou MC (15) dedeslocação vertical com CPV (30) de deslocação obliqua.

No caso do modelo que utiliza a UMEP-v (lv) com carris (17) comdeclive, apenas foi descrito por se tratar de um dos processosmais complexos, a utilizar no caso de haver vantagens na utilização de VCE (39) com uma relação entre a altura e a áreada base, grande.

Uma alternativa possível ao sistema ligação basculante (42)existente entre o vagão (41) e o contentor êmbolo (40), poderiaser uma ligação fixa e permanente a deslocar-se sobre carris seminclinação utilizando a tração de uma locomotiva ou de outroqualquer equipamento de tração. Outra alternativa seria a utilização de vagões (41) que apenas seriam utilizados pararealizar o transporte dos Contentor embolo (40) nas UAEP (2) e(6) . Vagões que seriam carregados à saída do MC (15) e da CPV(30) e descarregados à sua entrada. A utilização de carris (17) com declive no modelo UMEP-v (lv) eUMEP-i (li) deve-se ao facto de aproveitar a força da gravidadepara a sua deslocação, o que evita gastos de energia. Se foremmaiores as desvantagens do que as vantagens na sua aplicaçãodevido a problemas de amortecimento e imobilização, também asUMEP-i (li) podem circular em carris (17) horizontais com a utilização de um equipamento de tração que pode ser umalocomotiva ou um outro processo que desempenhe as mesmasfunções. A utilização de plataformas de carril giratório MRC(17r), podem ser evitadas através de carris (17) curvos.

Também é possível utilizar duas ou mais UCEC (11), cada uma conectada ao seu MC (15), para alimentar apenas uma CPV (30)(Fig.14 e 16).

Os VCE (39) podem ser um equipamento de peso fixo e permanenteou (fig. 15.5 e 14) ser adaptadas para transportar carga na suafase descendente através da CPV (30) e circularem vazias na suafase ascendente através do MC (15) . Neste caso, estas VCE (39)teriam um Espaço Carga (7 ) com proteção da estrutura (79) contra impactos na operação de carga e descarga. Na UAEP-1 (6)(Fig.14 e 21.2), uma zona de carga (6c), constituída por umPórtico Guindaste Precisão de carga (74c) com estrutura de proteção (75), carrega as UMEP sem carga (Id) e, na UAEP-0 (2),uma zona de descarga (2c), constituída por um Pórtico GuindastePrecisão de Descarga (74d) com estrutura de proteção (75) ,descarrega as UMEP com carga (lc).

No caso do material a transportar ser brita, areia ou outromaterial não agregado, o contentor (76) ou tremonha colocados nointerior da UMEP (1) pode ser complementado com comportas parafacilitar a operação de descarga. No caso de a carga serlíquida, o contentor (7 6) ou tremonha é substituído por umacisterna com sistema de estabilização do líquido no seu interiore válvulas de carga e descarga por gravidade.

Entrando no campo da ficção, uma aplicação, entre outraspossível, para um modelo deste género seria, na eventualidade deserem necessárias doses massivas de material geológicoproveniente de pedreiras situadas em altitude para proteçãocosteira, carregar, transportar com produção de energia edescarregar blocos já processados com forma, dimensão e pesonormalizados. No caso de existir uma grande distância entre o local de aproveitamento da corrente marinha ou fluvial, e oponto de extração do material geológico, pode ser possível criarUAEP (2) e (6) mais longas em circuito ferroviário, se necessário, com a UGPV ( ) e a UGEE (13) afastadas da costa ou do curso fluvial. Este processo de obtenção de energia elétricaconjugado com o transporte descendente de carga sólida oulíquida em zonas de declive acentuado, também pode ser realizadocom uma força de corrente marinha ou fluvial insuficiente ou mesmo inexistente, através da conjugação de dois Monta-cargasunidos por um ou mais cabos de tração. Estes Monta-cargas em sistema de contrapeso, alternadamente carregados numa cotasuperior e descarregados numa cota inferior, adquirem a funçãode êmbolos quando se deslocam ao longo de uma Camara PressãoVácuo, criando um fluxo de ar dirigido para uma turbina. Aexistência de dois pares de Monta-cargas pode rentabilizar oprocesso ao permitir que em simultâneo, um esteja em movimentogerando energia enquanto o outro, imobilizado, é carregado edescarregado.

Claims (19)

1. Reivindicações 1. Dispositivo mecânico que armazena energia potencial gravitica obtida a partir da sinergia criada entre a energiacinética das correntes marinhas-fluviais com a energiagravitica, para posterior conversão em energia elétrica,sendo este dispositivo caraterizado por: ser composto por várias Unidades Móveis Energia Potencial (1), designaçãodada a vagões com movimento (51m) sobre carris (17), atravésde um circuito fechado realizado entre dois pisos: o inferior, Unidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2), osuperior, Unidade Armazenamento Energia Potencial-1 (6),conectados por: uma Unidade Geradora Pressão Vácuo ( ) composta por uma Camara Pressão Vácuo (30), estrutura ondeos vagões adquirem função de êmbolos (le) com movimento(51m) descendente, produzindo fluxo de ar (51a) que alimentauma Turbina-Gerador (34) pertencente à Unidade GeradorEnergia Elétrica (13); um Monta-cargas (15) conectado por umCabo de Tração (16) à Unidade Captação Energia Cinética (11)mergulhada no fluido (50) que, sujeita a uma força dearrasto, volta a elevar os vagões quando, ciclicamente, estaforça é superior à força gravitica do Monta-cargas (15)conjuntamente com a Unidade Móvel Energia Potencial (1) e asforças de atrito geradas.
2. 2. De acordo com a reivindicação 1, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade Móvel Energia Potencial-i (li) ser um Vagão Contentor-êmbolo (39) que, a partir da força dagravidade, se desloca sobre carris (17) pelo interior de umaCamara Pressão Vácuo (30) de inclinação obliqua, assim como,na Unidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2) e naUnidade Armazenamento Energia Potencial-1 (6), se desloca ouimobiliza sobre carris (17) com inclinação sob o efeito dagravidade ou, se horizontal, através da ação de umalocomotiva de manobra (63) ou outro equipamento que cumpra afunção de tração, sendo cada uma destas Unidade MóvelEnergia Potencial-i (li) constituída por: um sistema de travagem e imobilização acionado através de batentes ousensores colocados ao longo do trajeto; para-choquesamortecedores (44) e um mecanismo de engate (45) entrevagões na sua zona frontal e traseira; um sistema de engatena sua zona inferior, composto por um gancho (47g) móvel ououtro sistema de engate que, ativado e desativado a partirde batentes ou sensores, se engata ou desengata de um cabode amortecimento (47e); na zona frontal do vagão, umasuperfície ajustada ao tipo de secção da Camara Pressão-Vácuo (30) , com forma quadrada, retangular, semicircular ououtra, que lhe confira a função de um êmbolo, ao vedar apassagem de ar sobre pressão entre as paredes do Vagão Contentor-êmbolo (39) e as paredes da Camara Pressão-Vácuo(30), sendo que esta superfície apresenta uma arquiteturaaerodinâmica com ou sem zonas defletoras, para que o vagãose desloque ao longo dos carris (17c) com grande inclinação,colocados na Camara Pressão-vácuo (30).
3. 3. De acordo com as reivindicações 1 e 2, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade Armazenamento EnergiaPotencial-0 (2) e a Unidade Armazenamento Energia Potencial-1 (6) serem constituídas por: carris (17) com ou sem inclinação, que apresentam características semelhantes àsutilizadas nos transportes ferroviários e se encontraremposicionadas em dois níveis de altitude distintos, sendo queo piso superior se encontra elevado ou à superfície do solo (53) e o inferior, posicionado à superfície ou no subsolo (54) em galerias subterrâneas; possuírem uma zona dedeslocação (2d) e (6d), uma zona de estacionamento (2e) e(6e), uma zona de inspeção e aferição (73) com zona decarga-descarga e uma oficina de manutenção (72); ter umSistema Amortecedor por Cabo (47) de amortecimento daenergia cinética das Unidade Móvel Energia Potencial-i (li)composto por um cabo de amortecimento e retenção (47e) e ummotor amortecedor recuperador (47m) semelhante ao utilizadona aterragem de aeronaves em porta-aviões e/ou, possuir umoutro sistema Mecânico de Imobilização (19) dos vagões,automático ou manual.
4. 4. De acordo com reivindicação 1 e 2, o dispositivo mecânico é caraterizado por: possuir um Monta-cargas (15) constituído por: um espaço para receção da Unidade Móvel Energia Potencial (li) com uma secção de carris (17) assente numMecanismo Inclinação de Carris (17i) com um Mecanismo deImobilização (19) da carga; um espaço reservado à regulaçãodo seu peso, através de carga ou descarga de unidades decontrapeso (3 ) ; uma conexão a um ou mais Cabos de Tração (16) que estabelece a sua ligação à Unidade de Captação deEnergia Cinética (11), sendo que este Monta-cargas (15) comrodado, se movimenta (51g) cíclica e obliquamente, para cimae para baixo, ao longo de Carris do Monta-cargas (17m)dispostos numa rampa com Estrutura Condicionadora deMovimento (23); um Sistema Imobilização de Precisão (24) doMonta-cargas (15) posicionado na Unidade Carga EnergiaPotencial-0 (3) e na Unidade Descarga Energia Potencial-1(5) .
5. 5. De acordo com as reivindicações 1 e 2, o dispositivomecânico é caraterizado por: a Camara Pressão Vácuo (30) seruma conduta estanque com paredes e estrutura de suportepreparadas para aguentar altas pressões e diferenças detemperatura, adaptada para receber a Unidade Móvel EnergiaPotencial (li) com função de êmbolo (le) e possuir: umaComporta Hermética superior (31) por onde se dá a entrada daUnidade Móvel Energia Potencial em função êmbolo (le) e uma Comporta Hermética inferior (32) por onde se dá a saida damesma unidade; uma Válvula inferior de escoamento (36) dofluxo ar (51a) sobre pressão, criado a jusante pela descidado vagão contentor-embolo (39); uma conduta de circulação dear (37) que encaminha esse mesmo fluxo de ar (51a) sobrepressão para uma ou mais turbinas (34t) que alimentam aUnidade Gerador Energia Elétrica (13); uma conduta decirculação de ar (37) que conduz esse mesmo fluxo de ar(51a) da turbina (34t) à válvula superior de admissão (35)de ar da zona da camara de pressão vácuo (30) a montante daUnidade Móvel Energia Potencial em função êmbolo (le).
6. 6. De acordo com as reivindicações 1, 2, 3 e 4, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade Carga Energia Potencial-0 (3) se encontrar situada entre o final daUnidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2) e o inicio daEstrutura Condicionadora de Movimento (23) do Monta-cargas(15) com deslocação de inclinação obliqua; possuir um caisde carga (64) que recebe a Unidade Móvel Energia Potencial-i(li) vinda da Unidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2)sendo constituído por: uma secção de carris (17) assente numMecanismo Inclinação de Carris (17 i); um Sistema SensorAmortecedor Carga (22c) que amortece e posiciona a UnidadeMóvel Energia Potencial-i (li) no interior do Monta-cargas(15), unidade esta que é travada por um Mecanismo deImobilização (19); um Sistema Sensor Amortecedor Inferior(22i) que amortece e posiciona o Monta-cargas (15) na suafase final de deslocação descendente, com os seus carris (17) alinhados com os carris (17) do cais de carga (64),sendo esta posição mantida através de um SistemaImobilização de Precisão (24) do Monta-cargas (15).
7. 7. De acordo com as reivindicações 1, 2, 4 e 6, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade Descarga Energia Potencial-1 (5) se encontrar situada entre o final daEstrutura Condicionadora de Movimento (23) do Monta-cargas(15) com deslocação de inclinação obliqua e o inicio daUnidade Armazenamento Energia Potencial-1 (6); possuir umcais de descarga (65) com carris (17) que recebe a UnidadeMóvel Energia Potencial-i (li) transportada pelo Monta-cargas (15) durante o seu movimento ascendente através dasua Estrutura Condicionadora de Movimento (23); possuir umSistema Sensor Amortecedor Superior (22s) que amortece eposiciona o Monta-cargas (15), na sua fase final dedeslocação ascendente, com os seus carris alinhados com oscarris do cais de descarga (65), sendo esta posição mantidaatravés de um Sistema Imobilização de Precisão (24) doMonta-cargas (15); possuir um sistema de roldanas (27) poronde passa o Cabo de Tração (16), colocado na zona maiselevada desta Unidade Descarga Energia Potencial-1 (5). De acordo com as reivindicações 1, 2 e 5, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade Carga Energia Potencial-1 (7) se encontrar situada entre o final daUnidade Armazenamento Energia Potencial-1 (6) e a entrada daCamara Pressão Vácuo (30) com inclinação obliqua; possuir umCais de Carga (64) com carris (17) conectados a um MecanismoInclinação de Carris (17i) por sua vez assente num MecanismoRotação de Carris (17r); possuir um Sistema Amortecedor porCabo (47) constituído por um Cabo de amortecimento (47e) quese desloca através de um mecanismo condutor (47c), cabo esteque se encontra ligado a um motor amortecedor recuperador(47m) e que é ativado e desativado através de batentes decomutação (47b) do gancho (47g) existente na Unidade MóvelEnergia Potencial-i (li); ter situado antes do Cais de Carga(64) uma zona de Vistoria e Aferição (73) da Unidade MóvelEnergia potencial-i (li).
8. 9. De acordo com as reivindicações 1, 2, 5 e , o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade Descarga Energia Potencial-0 (9) se encontrar situada entre a saida da CamaraPressão Vácuo (30) com inclinação obliqua e o inicio daUnidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2); possuir umCais de Descarga (65) com carris (17) conectados a umMecanismo Inclinação de Carris (17i) por sua vez assente numMecanismo Rotação de Carris (17r); possuir um SistemaAmortecedor por Cabo (47) constituído por um Cabo deamortecimento (47e) que se desloca através de um mecanismocondutor (47c) , cabo este que se encontra ligado a um motoramortecedor recuperador (47m) e que é ativado e desativadoatravés de batentes de comutação (47b) do gancho (47g)existente na Unidade Móvel Energia Potencial-i (li); possuirum Sistema sensor amortecedor de descarga (22v).
9. 10. De acordo com as reivindicações 1, 2, 4, 6 e 7, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade CaptaçãoEnergia Cinética (11) ser a única componente do sistema quese encontra submersa e sujeita a uma força de arrastoprovocada pela deslocação do fluido (50) ; possuir uma estrutura que, ciclicamente, adquire duas configurações distintas que lhe conferem um diferencial entre duas forçasde arrasto; estar conectada ao Monta-cargas (15) através deum ou mais Cabos de Tração (16), sendo que, entre estas duascomponentes, o cabo passa pela Unidade Suporte e Manobra(12) constituída por um braço (59) fixo, telescópico oumanobrável e um sistema de segurança (6 ) de travagem,tração ou, em ultimo caso, de desconexão ou corte do Cabo deTração (16) .
10. 11. De acordo com as reivindicações 1, 2 e 3, o dispositivomecânico é caraterizado por: a Unidade Móvel EnergiaPotencial-i (li), apresenta uma conformação alternativa,Unidade Móvel Energia Potencial-v (lv), adaptada para sedeslocar verticalmente pelo efeito da gravidade, pelointerior de uma Camara Pressão Vácuo (30) de inclinaçãovertical, assim como, também sob o efeito da gravidade, se deslocar através de carris (17) com inclinação colocados naUnidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2) e na UnidadeArmazenamento Energia Potencial-1 (6), sendo cada uma destasunidades constituída por: um Vagão (41) conectado por um sistema basculante (42) a um contentor-êmbolo (40); estesistema, para além de possuir um eixo de rotação (42r) commancais (42e), é constituído por um ou mais hidráulicosregulação de inclinação (42g) do vagão (41), com batentescomutadores de inclinação (25v) e fixadores de posição(42f); pontos de engate (43) a um Guindaste de Precisão(20); sistema de travagem do rodado ou ganchos (47g) móveis,ativados e desativados a partir de batentes ou sensores,para engate ou desengate de um cabo de amortecimento (47e);se necessário, uma cinta hermética (46) colocada em todo operímetro do contentor-embolo; friso de encaixe (49) nacalha guia de alinhamento (33) da Camara Pressão Vácuo (30),no caso de o contentor-embolo (40) ser uma estruturacilíndrica.
11. 12. De acordo com as reivindicações 1, 10 e 11, o dispositivo mecânico é caraterizado por: possuir um Monta-cargas (15) que comporta um espaço para receção da Unidade Móvel EnergiaPotencial-v (lv) assente sobre uma secção de carris inferiores (17) com inclinação e um Mecanismo deImobilização (19) de carga; um espaço para receção doGuindaste de Precisão (20) com uma secção de Carris Guindaste Precisão (1 ) para sua deslocação; um espaçoreservado à regulação de carga do contrapeso regulável (3 ) ;um ponto de conexão a um Cabo de Tração (16) que assegura asua ligação à Unidade de Captação de Energia Cinética (11),sendo que este Monta-cargas (15) se desloca verticalmente aolongo de uma Estrutura Condicionadora de Movimento (23).
12. 13. De acordo com as reivindicações 1 e 11, o dispositivo mecânico é caraterizado por: possuir uma Camara Pressão Vácuo (30) com uma Comporta Hermética superior (31) por ondese dá a entrada da Unidade Móvel Energia Potencial-v (lv)com a função de êmbolo (le) e uma Comporta Hermética inferior (32) por onde se dá a saída da mesma unidade; umaVálvula inferior de escoamento (36) do fluxo de ar (51a)sobre pressão, criada a jusante pela descida do êmbolo; umaconduta (37) que conduz esse mesmo ar sobre pressão a uma oumais turbinas (34t) que alimentam a Unidade Gerador EnergiaElétrica (13); uma conduta que conduz esse mesmo ar daturbina à Válvula superior de admissão (35) de ar para azona da Camara Pressão vácuo (30) a montante do êmbolo,sujeito a deslocação provocada pela baixa pressão a montantedo êmbolo.
13. 14. De acordo com as reivindicações 1, 11 e 12, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade Carga Energia Potencial-0 (3) se encontrar situada entre o final daUnidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2) e o início da Estrutura Condicionadora de Movimento (23) do Monta-cargas(15) de deslocação vertical e ser constituída por: um Sistema Sensor Amortecedor Inferior (22i) e um SistemaImobilização de Precisão (24) que imobiliza o Monta-cargas(15); Pórtico de carga (21) com Carris do Guindaste Precisão(1 ), por onde se desloca um Guindaste de Precisão (20); ummecanismo de conexão de carris (26g) superior; um SistemaSensor Amortecedor Carga (22c); um atente ComutadorInclinação carga (25c).
14. 15. De acordo com as reivindicações 1, 11, 12 e 14, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade DescargaEnergia Potencial-1 (5) se encontrar situada entre o finalda Estrutura Condicionadora de Movimento (23) do Monta-cargas (15) com deslocação vertical e o inicio da UnidadeArmazenamento Energia Potencial-1 (6) e ser constituída por:um Sistema Sensor Amortecedor Superior (22s) e um SistemaImobilização de Precisão (24) que limita, amortece e imobiliza o Monta-cargas (15); um mecanismo de conexão decarris inferior (26c).
15. 16. De acordo com as reivindicações 1, 3, 11 e 13, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade Carga EnergiaPotencial-1 (7) se encontrar situada entre o final da Unidade Armazenamento Energia Potencial-1 (6) e a entrada da Camara Pressão Vácuo (30) com inclinação vertical e serconstituída por: Pórtico de carga (21) com Carris do Guindaste de Precisão (1 ) por onde se desloca um Guindastede Precisão (20); um Sistema Sensor Amortecedor Carga (22d);um atente Comutador Inclinação Carga (25c).
16. 17. De acordo com as reivindicações 1, 3, 11, 13 e 16, o dispositivo mecânico é caraterizado por: a Unidade DescargaEnergia Potencial-0 (9) se encontrar situada entre a saídada Camara Pressão Vácuo (30) com inclinação vertical e o início da Unidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2) eser constituída por: Sistema Sensor Amortecedor Descarga (22v); carris (17) de receção inferiores; atente ComutadorInclinação Descarga (25d). 1 . De acordo com as reivindicações 1 a 9 e 11 a 17, o dispositivo mecânico é caraterizado por: o movimento dos Mecanismos Rotação de Carris (17r), dos MecanismosInclinação de Carris (17i), dos Mecanismos reposição de posição (1) de carris, dos mecanismos de abertura e fechodas Comportas herméticas (31) e (32), dos mecanismos deabertura ou fecho das Válvulas de admissão (35) e escoamento(36) , dos Mecanismos Imobilização (19) , dos Sistemas deImobilização de Precisão (24), dos Guindastes de Precisão(20) ou de outros mecanismos, utilizar, ou não, energia potencial de compressão, vácuo, gravidade ou elástica,anteriormente criada a partir dos vários sistemasamortecedores que compõem a tecnologia.
17. 19. De acordo com as reivindicações 1 a 1 , o dispositivo mecânico é caraterizado por: cada um dos mecanismos que compõem as unidades mecânicas serem ativadas e desativadassequencialmente a partir da ordem estabelecida pelo contactoentre batentes com a passagem da Unidade Móvel EnergiaPotencial (1) ou, complementarmente, possuir uma UnidadeComando Automático Assistido (14) que controla e coordena ofuncionamento e a segurança de todo o dispositivo, a partirda informação fornecida por sensores ou radares colocados aolongo do dispositivo, incluindo a Unidade Captação EnergiaCinética (11) mergulhada no fluido (50).
18. 20. De acordo com as reivindicações 1 a 19, o dispositivomecânico é caraterizado por: como alternativa, tanto a Unidade Móvel Energia Potencial-i (li) como a Unidade MóvelEnergia Potencial-v (lv) estarem adaptadas para transportarcarga na sua fase descendente e circularem vazias na suafase ascendente, possuindo para isso: na Unidade Armazenamento Energia Potencial-1 (6), uma zona de carga(6c), constituída por um Pórtico Guindaste Precisão de carga(74c) com estrutura de proteção (75), onde as UnidadesMoveis de Energia Potencial sem carga (ld) são carregadas e,na Unidade Armazenamento Energia Potencial-0 (2), uma zonade descarga (2c), constituída por um Pórtico GuindastePrecisão de Descarga (74d) com estrutura de proteção (75) ,onde as Unidades Moveis de Energia Potencial com carga (lc)são descarregadas.
19. 21. De acordo com as reivindicações 1 a 20, o dispositivo mecânico é caraterizado por: apresentar como arquiteturas alternativas: a conjugação de um Monta-cargas (15) de deslocação obliqua com uma Camara Pressão Vácuo (30)vertical; a conjugação de um Monta-cargas (15) de deslocaçãovertical com uma Camara Pressão Vácuo (30) obliqua; umaCamara Pressão Vácuo (30) alimentada por mais do que umaUnidade Captação Energia Cinética (11) ; a Unidade GeradorEnergia Elétrica (13) fazer apenas o aproveitamento do fluxode ar (51a) proveniente da Válvula Inferior de Escoamento(36), sendo excluídas neste caso, a Comporta HerméticaSuperior (31) e a Válvula Superior de Admissão (35); emsubstituição da Unidade Captação Energia Cinética (1), porinexistência ou força de corrente marinha ou fluvialinsuficiente, pela conjugação de dois Monta-cargas unidospor um cabo de tração que adquirem a função de êmbolosquando, alternadamente carregados e descarregados, sedeslocam ao longo de Camaras Pressão Vácuo criando fluxo dear que alimenta um ou mais geradores de energia elétrica, emsimultâneo com o transporte descendente de mercadoria.