PT1227970E - Método e aparelho para evitar derrames de carga - Google Patents

Description

ΕΡ 1 227 970 /PT DESCRIÇÃO "Método e aparelho para evitar derrames de carga"

ANTECEDENTES DO INVENTO A história do transporte petroquímico

Devido à grande diversidade de locais onde o petróleo é extraído das reservas subterrâneas da terra, é necessário transportar o petróleo bruto de um local em terra ou no mar para muitos sítios através do globo para refinação. Os livros de história registam derrames de petróleo bruto em grande escala e danos ecológicos catastróficos durante esta fase de transporte devido à ruptura do casco do navio que transporta o petróleo bruto. Embora evitar derrames de petróleo seja a finalidade primária deste invento, o invento contempla evitar derrames de vários tipos de líquidos e gases, principalmente na indústria petroquímica.

Tecnologia utilizada actualmente

Actualmente, apenas um processo de transporte está a ser considerado para reduzir de forma significativa o risco de danos ecológicos resultantes de uma ruptura na integridade do casco de veículos de transporte petroquímico: O casco duplo. É exigido aos petroleiros construídos agora e no futuro, pela lei da poluição por petróleo de 1990 (OPA '90), a utilização da construção de casco duplo para reduzir o risco de derrames de petróleo devidos a encalhe e colisão e o resultante impacto adverso sobre o ambiente. Apesar da utilização de cascos duplos ser um passo na direcção correcta, a mesma não elimina completamente a probabilidade de derrames de petróleo, uma vez que o casco interior pode, ainda, ser penetrado em grandes acidentes. Grandes derrames de petróleo, como por exemplo o derrame do petroleiro Exxon Valdez em 1989, em Bligh Reef, Prince William Sound, Alasca, podem ter impactos devastadores sobre o ambiente e o custo da recuperação do petróleo e da renovação do ambiente pode ser extremamente elevado. Apesar do casco duplo ser, actualmente, percepcionado pelas figuras públicas e políticas como a solução mais "politicamente correcta" para o problema, depois 2

ΕΡ 1 227 970 /PT de um longo exame às opções disponíveis, o conceito de casco duplo é imperfeito e ainda pode falhar pelas mesmas razões do casco simples. Mesmo com a destruição de toda a frota ainda existente de petroleiros, balsas e embarcações intermédias e o consumo de biliões de dólares para a construção das embarcações de casco duplo, é um facto que a embarcação de casco duplo pode ainda ser perfurada ou esmagada por um objecto quando a força daquele objecto exceder a resistência dos cascos. Os proponentes do casco duplo esperam simplesmente que dois cascos sejam suficientes. A história recente reafirma que mesmo dois cascos não são suficientes. Mesmo com este conhecimento, a indústria petroquímica, conduzida pelo momento legislativo, por uma organização para fazer pressão, em larga escala, poderosa e financeiramente bem dotada e pela implementação voluntária, em curso, das embarcações de casco duplo no transporte actual, parece existir um sentimento entre os principais interesses petroquímicos que o custo de corrigir o defeito no problema da construção de embarcações não encontraria um mercado receptivo. Uma vez mais, a indústria parece aceitar derrames de carga petroquímica como "outro risco do negócio".

As patentes anteriores têm lutado, de forma notória, apenas para minimizar o risco de rupturas no casco com a utilização de várias formas de bolsas e reforços. Contudo, cada uma destas patentes admite que a perda de carga ocorreria se a bolsa e o seu reforço fossem perfurados durante uma ruptura no casco. A US-A-5 349 914 apresenta um dispositivo para impedir o derrame de uma carga líquida a partir de um casco danificado de uma embarcação em deslocação sobre água que consiste de uma camada protectora colocada contra uma superfície interior do casco e uma camisa flexível colocada entre a camada protectora e a carga líquida, de modo que se o casco for perfurado, a camada protectora irá manter a camisa flexível e a carga líquida no lugar. No entanto, quando a ruptura do casco ocorre, a deformação do casco obriga a camada protectora e a camisa a se afastarem do casco mais próximo do convés com o consequente perigo de derrame. 3

ΕΡ 1 227 970 /PT A US-A-3 844 239 apresenta um navio cisterna que transporta líquidos, que compreende uma pluralidade de reservatórios individuais fechados para receberem um líquido, um sistema de tubagem de descarga para ligar o veio superior de cada reservatório a um espaço vazio e um revestimento feito à medida, impermeável, elastomérico, fixo, de forma separável, às paredes interiores dos ditos reservatórios. Não existe, no entanto, estrutura de suporte e de protecção entre o casco e a bolsa que transmita a deformação do casco para a bolsa enquanto proteja, ao mesmo tempo, a bolsa de sofrer rupturas.

Este presente invento permite que a frota existente de embarcações pequenas, médias e grandes, de casco simples e duplo, que funcionam como embarcações de transporte petroquímico em várias escalas de amplitude, e de VLCC (petroleiros de muito grande dimensão) com cascos simples seja convertida e readaptada para se tornar ecologicamente mais segura e fisicamente previsível a pressões não esperadas sobre o casco. Devido à natureza personalizada deste invento, o mesmo é aplicável a várias dimensões de embarcações.

Alguns dos benefícios esperados pela utilização de embarcações existentes readaptadas

Através da utilização de embarcações existentes readaptadas com este invento: 1) Literalmente, biliões de dólares serão economizados, que teriam sido utilizados na construção de novas e muito mais caras embarcações de substituição. O dinheiro economizado pode ser investido a uma taxa de retorno muito maior proporcionando maiores lucros do que se tivesse sido perdido na compra de novas embarcações antes das actualmente existentes necessitarem de substituição devido a desaparecimento ou falhas mecânicas. 2) O combustível adicional necessário para deslocar a massa mais pesada de navios cisterna de casco duplo será conservado enquanto o volume de carga útil de petróleo bruto transportado será mantido. Quando estas 4

ΕΡ 1 227 970 /PT economias forem consideradas para todas as viagens de todas as embarcações durante o tempo de vida da embarcação até à substituição obrigatória, isto é, as principais economias ambientais e financeiras a tornarem a utilização, em todo o mundo, deste invento ainda mais exequível. 3) Os detritos de sucata de navios provenientes da destruição desnecessária (que habitualmente se afundam para o fundo do oceano) da frota de navios cisterna de todo o mundo irá reduzir o impacto ambiental sobre o problema do refugo no mundo e a presença de lixo no mar com a sua oxidação e libertação iónica para o mar. 4) E, a indústria terá, finalmente, lidado com as questões reais de contenção do transporte petroquímico, em vez de apenas minimizar o risco, não obstante, admitindo o potencial de falha dos outros inventos de contenção. O dano potencial para o ambiente, bem como, o dispêndio financeiro para limpar ou para tratar biologicamente os produtos derramados é simplesmente demasiado grande para arriscar não lidar com o problema real em mãos.

Aspectos positivos da utilização deste invento

Existem muitas razões positivas para a utilização deste invento na frota existente de navios cisterna de casco simples que têm sido readaptados com este presente invento; 1) Melhoria das embarcações existentes para lidar com problemas inesperados de integridade do casco; 2) Prevenção de tragédias ecológicas que acompanham os derrames petroquímicos; 3) Reintegração da integridade da célula de transporte da embarcação a seguir a uma ruptura no casco por onde a água do mar se introduz na embarcação; 4) Pré-contenção de petróleo bruto descarregado; 5

ΕΡ 1 227 970 /PT 5) Sistema de salvaguarda múltipla para a descarga de conteúdos de compartimentos sobre pressurizados; 6) Instalação do invento com tempo mínimo de indisponibilidade da embarcação; 7) Custos inferiores de manutenção da embarcação; 8) Capacidade para mudar o tipo de carga de forma mais fácil e segura para contaminação cruzada; 9) Maior segurança para o pessoal de limpeza de células de transporte; e 10) Capacidade para proteger os produtos descarregados de percursos não seguros.

SUMÁRIO DO INVENTO

Um objecto do presente invento é proporcionar uma arquitectura para melhorar um navio de carga.

De acordo com uma concretização do invento, proporciona-se um aparelho para contenção de carga durante uma ruptura no casco de um navio, que compreende: uma bolsa flexível, impermeável, que inclui uma abertura em gola acessível a partir de um convés do navio, onde a bolsa está montada no interior de um porão de carga do navio e pode reter carga no seu interior; uma estrutura que compreende uma pluralidade de elementos relativamente móveis, uma primeira extremidade montada sobre o convés do navio próxima de uma interface convés-casco, a estibordo, do porão, e uma segunda extremidade montada sobre o convés do navio próxima de uma interface convés-casco, a bombordo, do porão, onde a estrutura se conforma e se apoia num lado a estibordo, num lado a bombordo e no fundo da bolsa flexível, de modo que, quando o casco do navio é deformado ou sujeito a ruptura, a estrutura deforma transmitindo a 6

ΕΡ 1 227 970 /PT deformação para a bolsa, ao mesmo tempo que protege a bolsa de ruptura e qualquer redução resultante num volume da bolsa obriga a carga a ser comprimida para o exterior da abertura da bolsa.

De acordo com outra concretização do invento é proporcionado uma embarcação, que compreende: uma pluralidade de porões de carga; e uma pluralidade de aparelhos de contenção de carga do invento, uma modificação do aparelho como reivindicado em qualquer uma das reivindicações anteriores em que o dito aparelho se destina a conter carga durante a ruptura de uma parede exterior de um recipiente de carga de um meio de transporte diferente de um navio.

De acordo com uma concretização adicional do invento proporciona-se um método para proteger uma carga num navio e a carga durante a ruptura do casco num navio, que compreende as etapas de: instalação de um aparelho do invento em cada porão do navio; e enchimento de cada bolsa em cada porão do navio com uma carga liquida, libertando carga de uma ou mais bolsas em resposta a uma ruptura no casco.

Do invento podem resultar ainda mais as seguintes vantagens: (i) um meio para conter uma carga de hidrocarboneto, ou outro tipo de carga, mesmo depois da ruptura do casco ou casco duplo de um navio. (ii) prevenção de derrames de hidrocarboneto, ou derrames de outros tipos de carga, no caso de uma ruptura no casco de um navio.

Na concretização preferida do invento, proporciona-se um método e um aparelho para conter carga transportada a bordo 7

ΕΡ 1 227 970 /PT de um cargueiro que compreende uma bolsa flexível, impermeável, montada no interior do cargueiro onde a carga está colocada e com uma abertura de saída que contém uma ou mais válvulas de não retorno que permitem que a carga transportada saia através de uma ou mais destas válvulas de não retorno no caso da bolsa ser contactada por um ou mais objectos que de outro modo obrigariam a bolsa a rebentar e derramar o conteúdo. A pluralidade de elementos relativamente móveis que formam a estrutura, numa concretização, pode compreender ligações metálicas e/ou placas metálicas. Podem existir ligações metálicas de interligação montadas nas placas metálicas.

Deverá ser notado que foram descritos e ilustrados aqui métodos novos e melhorados e aparelhos para evitar o derrame de carga transportada abordo de um petroleiro. No entanto, o invento contempla a utilização de métodos e aparelhos deste tipo para evitar os derrames de vários materiais de carga noutros meios de transporte, por exemplo, em balsas, aviões que sejam utilizados como cisternas para reabastecer outro avião em voo, camiões cisterna que são utilizados para transportar petróleo ou outras cargas líquidas através do sistema de vias principais e semelhantes. O invento pode incluir meios para permitir caudal a partir da bolsa para compensar um súbito aumento na pressão na bolsa provocado por uma ruptura do casco. Numa concretização, uma válvula sensível à pressão está fixa à bolsa flexível impermeável. Uma ou mais válvulas sensíveis à pressão pode ser actuada para abrir para libertação da carga em resposta a um aumento súbito na pressão na bolsa impermeável devido à ruptura no casco. A válvula pode fechar logo que a pressão seja reduzida para um valor normal para vedar a carga restante no interior da bolsa flexível.

Numa concretização presentemente preferida, considera-se uma pluralidade de tanques em que cada tanque pode ser muito menor do que a bolsa flexível. A válvula sensível à pressão pode, então, libertar a carga para uma pluralidade de tanques para encarregar-se do excesso de caudal devido à ruptura no 8

ΕΡ 1 227 970 /PT casco. De preferência, cada um da pluralidade de tanques pode ser expansível de modo a que o armazenamento seja compacto. Um colector pode ser considerado para receber a carga proveniente da válvula sensível à pressão em resposta à ruptura no casco. À medida que o colector vai enchendo, os tanques expansíveis vão enchendo com o excesso.

Em operação, o presente invento proporciona métodos para conter carga durante uma ruptura no casco de um navio. O método pode compreender etapas, tais como, libertação da carga proveniente de um recipiente flexível através de uma válvula em resposta ao aumento de pressão no recipiente flexível produzido pela ruptura no casco e dirigir a carga libertada para o colector no navio. O método pode compreender outras etapas, tais como, encher, pelo menos, um tanque expansível, de preferência, com a carga libertada no colector e pode compreender a libertação de, pelo menos, um tanque expansível para o exterior da borda depois de estar cheio com a carga libertada. O método, de preferência, inclui suspender o recipiente flexível com uma pluralidade de elementos de suspensão interligados em conjunto, de forma flexível.

Por outras palavras, considera-se um aparelho para conter carga durante uma ruptura do casco num navio, que, de preferência, compreende elementos, tais como, uma bolsa impermeável montada no interior do navio onde é colocada a carga, uma estrutura de suspensão flexível circundante à bolsa impermeável e uma válvula fixa à bolsa. A válvula pode ser, de preferência, actuada para abrir para libertação da carga através da válvula sensível a uma ruptura no casco. A estrutura de suspensão flexível pode assumir muitas formas, tais como, uma pluralidade de elementos ligados em conjunto, de forma móvel. Numa concretização preferida, pelo menos, um tanque expansível pode ser considerado, o qual está colocado em comunicação com a válvula para enchimento em resposta à ruptura no casco. Numa concretização do invento, a válvula é aberta em resposta a um aumento na pressão provocado pela ruptura no casco. Um tubo colector está fixo à válvula para receber a carga e dirigir a carga, se necessário, para uma pluralidade de tanques expansíveis que estão fixos ao colector para receber a carga proveniente do mesmo. 9

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 uma vista em corte de um casco de navio que contém o aparelho de acordo com o presente invento; a Fig. 2 é uma vista em planta de um navio sem o convés que mostra o dispositivo de suporte do casco do convés e a meso-estrutura de acordo com o presente invento; a Fig. 3 é uma vista da meso-estrutura do presente invento instalada num navio e vista a partir de uma extremidade (vista de popa) do navio; a Fig. 4 é uma vista em perspectiva da meso-estrutura de acordo com o presente invento instalada no casco de um navio; a Fig. 5 é uma vista lateral de um navio que mostra a bolsa de acordo com o presente invento no navio; a Fig. 6 é uma vista em perspectiva do sistema de contenção no casco de um navio com a bolsa e a meso-estrutura instaladas; a Fig. 7 é uma vista de extremidade de um navio que mostra a bolsa e a meso-estrutura instaladas no navio com o produto transportado na bolsa; a Fig. 8 é uma vista lateral de uma concretização de um sistema de descarga de acordo com o presente invento; a Fig. 9 é uma vista em planta de uma concretização de acordo com o presente invento de um sistema de descarga sobre um porão de navio particular; a Fig. 10 é outra concretização de acordo com o presente invento de um sistema de descarga; a Fig. 11 é uma vista de extremidade do navio com uma concretização de acordo com o presente invento do sistema de descarga instalado no navio; 10

ΕΡ 1 227 970 /PT a Fig. IA é uma vista lateral da unidade de meso-estrutura básica de acordo com o presente invento; a Fig. 1B contém duas vistas do dispositivo de articulação de acordo com o presente invento que une a meso-estrutura; a Fig. 12A é um navio cisterna de duplo casco convencional que pode ser equipado com um aparelho de acordo com o presente invento; a Fig. 12B é uma vista em planta do navio cisterna ilustrado na Fig. 12A; as Figs. 13, 14 e 15 ilustram uma vista em planta, da secção transversal e uma vista do interior do navio cisterna ilustrado nas Figs. 12A e 12B, respectivamente, com o aparelho de acordo com o presente invento instalado no interior dos tanques de carga ilustrados nas Figs. 12A e 12B; a Fig. 16 ilustra um reforço utilizado para formar a estrutura no interior do aparelho de acordo com o presente invento; a Fig. 17 (A)-(E) ilustra uma configuração da meso-estrutura de placas de aço e ligações em cadeia de aço que proporcionam uma porção da concretização preferida do presente invento; as Figs. 18(a) e (b) mostram também o navio ilustrado nas Figs. 12A e 12B e com o aparelho de acordo com o presente invento instalado no mesmo; a Fig. 19 ilustra numa forma diagramática o efeito do encalhe de um navio sobre o fundo da água através da qual o navio se estava a deslocar; e a Fig. 20 ilustra o efeito de uma colisão lateral entre o navio cisterna ilustrado nas Figs. 12(A) e (B) e outra embarcação em deslocação no mar. 11

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DESCRIÇÃO DETALHADA DO INVENTO

As definições seguintes são utilizadas na descrição deste invento A meso-estrutura é a infra-estrutura de protecção, intencionalmente deformável, que foi desenvolvida para contornar, de forma passiva, o casco dos navios no porão. A meso-estrutura, que ocupa um espaço mínimo no porão, ainda proporciona uma função de protecção de distribuição de força importante no momento da ruptura do casco.

Os elementos da meso-estrutura (adicionam como na Fig. IA o triângulo com as juntas de articulação) possuem órgãos tubulares 200 com juntas de elementos da meso-estrutura, elemento côndilo de articulação 201 e também juntas de articulação 202. Além disso, os elementos tubulares possuem mangas 204 sobre os elementos tubulares.

As juntas de elementos da meso-estrutura 202 estão conformadas como uma articulação que irá permitir que os três elementos esféricos em contacto se liguem a elementos da meso-estrutura para possuírem grande alcance de movimentos em eixos múltiplos.

Faixas de estrutura (não mostradas) são criadas através da utilização de uma manga de ligação (não mostrada) que numa concretização preferida possa ser trancada sobre elementos tubulares 200 para ligar dois elementos tubulares em conjunto para criar a meso-estrutura 100 através da utilização de ligações de manga 205, caso contrário, as juntas de elementos de articulação/meso-estrutura unem os elementos básicos. A Fig. 2 mostra o dispositivo de suporte do casco do convés 103 com uma haste 105, pelo menos uma placa 104, mas, de preferência, uma pluralidade de placas. Existem rebites intermédios 106 que ligam a placa ao casco do convés e a estrutura de suporte.

As anteparas 101 de navios servem como interruptores de células para unidades em serviço. 12

ΕΡ 1 227 970 /PT A Fig. 3 mostra o dispositivo de suporte do casco do convés 103 com, pelo menos, duas suspensões de suporte 132 e 134. A Fig. 4 mostra a abertura de entrada 102 para a bolsa ligada ao casco do convés.

As Fig. 5 e 6 mostram a bolsa 136 contida no porão de um navio. A gola da bolsa 138 está colocada para se estender para a abertura 102. A Fig. 7 mostra o meio de suspensão da bolsa 140. A válvula sensível à pressão 142 também é mostrada. A Fig. IA mostra os triângulos equiláteros utilizados para criar a meso-estrutura. Os mesmos contêm órgãos tubulares 200, uma manga tubular 204 e meios de ligação deslizantes 200, 201 e 202. 0 dispositivo de descarga é mostrado nas Figs. 8 a 11. De modo particular, na Fig. 8, são mostradas as cápsulas comprimidas 144 para receber produto. Um dispositivo de descarga de cinco vias está representado na Fig. 9 e um dispositivo de descarga paralelo está representado na Fig. 8 e na Fig. 10. As calhas de descarga 110 que transportam as cápsulas carregadas 144 para armazenamento ou para utilização adicional são mostradas nas Figs. 8 e 10. O presente invento refere-se a um método e aparelho para um sistema de contenção de rupturas de casco. O seguinte é a descrição detalhada do invento.

Elementos da meso-estrutura

Com referência, agora, para a Fig. IA, em maior detalhe, os elementos da meso-estrutura são aparelhos de acordo com uma concretização do invento, que são triângulos equiláteros, de preferência, construídos a partir de três órgãos tubulares 200 com um côndilo de articulação 201 em cada extremidade dos 13 ΕΡ 1 227 970 /PT órgãos tubulares 200. Nesta concretização cada órgão tubular teria um diâmetro exterior no intervalo de 0,5 a 1,5 polegadas (12,7 a 38,1 mm) e, de preferência, diâmetro exterior de 0,75 polegadas (19,05 mm). Na concretização com preferência máxima, os órgãos tubulares poderiam ser sólidos. Cada órgão tubular teria uma junta ou articulação 202 (observada na Fig. 1B) apta a ligar-se, pelo menos, a um ou mais elementos tubulares para proporcionar movimento em três planos; sobre três eixos com movimento possível até 180 graus é o elemento chave da concretização preferida.

Os triângulos equiláteros são, de preferência, de aço inoxidável e, de preferência, sólidos, no entanto, órgãos ocos fortes ou reforçados podem ser utilizados no âmbito deste invento. Os triângulos poderiam ser fabricados com lados que fossem em formato tubular, rectangular ou octogonal. Outros formatos podem ser utilizados no âmbito do presente invento, desde que os mesmos possam ser unidos com as juntas tubulares únicas. A dimensão preferida do elemento da meso-estrutura é 1 pé de comprimento por lado na concretização preferida, mas a dimensão poderia variar, sendo tão curta quanto 6 polegadas (15,24 cm) a tão longa quanto 18 polegadas (45, 72 cm) ou podem ser utilizados lados mais curtos. No entanto, lados deste tipo de comprimento mais longo necessitariam de ser fabricados em compósitos de grafite ou materiais ultra resistentes de modo a que o elemento da meso-estrutura (Fig. 1B) não deforme sobre si próprio quando for aplicada pressão ao mesmo enquanto uma unidade em serviço.

Os órgãos tubulares da meso-estrutura podem também ser cobertos com uma manga tubular 204, de preferência, proveniente de uma folha de metal enrolada, de preferência, do mesmo material que os órgãos tubulares, no entanto, uma manga revestida, tal como material revestido polimérico, ou elastomérico, ou silício, ou revestido por pó de aço, que evitaria a corrosão dos órgãos tubulares e permitiria o rolamento adicional dos órgãos tubulares contra a combinação de bolsa única sem rasgar o órgão tubular e aliviando a possibilidade de qualquer adesão do órgão tubular contra a bolsa. 14

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Por opção, os elementos da meso-estrutura poderiam ser construídos de materiais triangulares sólidos ou, de qualquer outro modo, que possuam lados de apoio resistentes. O elemento sólido poderia ser um tecido, que cobriria os elementos estruturais laterais e proporcionaria acolchoamento adicional contra a bolsa. A cobertura para a bolsa poderia ser, por exemplo, fabricada em couro, tecido, plástico ou outros materiais flexíveis. Como um exemplo específico, a cobertura poderia ser fabricada em produto KEVLAR fabricado por, ou em representação de, I.E. DuPont de Nemours e Companhia de Wilmington, Delaware. KEVLAR é a marca de Dupont. O material KEVLAR é uma fibra sintética, flexível, de elevada resistência tênsil que tem sido utilizado para fabricar coletes à prova de bala, entre outras coisas. Basta dizer neste ponto que a função prestada pela coberta que é formada pelos elementos da meso-estrutura deste presente invento poderia também ser realizada por vários outros materiais para permitir a introdução de objectos, tais como, outro casco de navio para empurrar contra a cobertura e, deste modo, contra a bolsa para realizar os vários objectos deste presente invento.

Juntas de elementos da meso-estrutura

Os lados dos triângulos são unidos com as juntas rotativas 202, semelhantes a uma junta tipo articulação, que permite a rotação de eixo múltiplos de três ligações, bem como, a translação de força de cada lado através da junta.

Faixas de estrutura

Os elementos da meso-estrutura são pré-reunidos em faixas de estrutura. Na concretização preferida, as faixas são criadas para serem quer um, dois, três ou mais elementos em largura (como na Fig. 4) faixas que podem estar em qualquer parte de 5 elementos até 150 elementos ou mais em comprimento. As faixas são ligadas numa extremidade a um dispositivo de suspensão do casco do convés (Figs. 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 e 11) e, então, as faixas são unidas por com soldadura por solda 134 e ajustadas contra o lado do interior do casco. 15

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As faixas da meso-estrutura podem ser unidas através da colocação de uma manga de ligação 205 Fig. 1B à volta do órgão tubular com manga de ligação das faixas de estrutura, de modo a conter dois órgãos tubulares com mangas numa manga de ligação. A manga de ligação poderia ser um dispositivo articulado apto a apertar através das mangas para ser fácil de instalar no terreno.

Dispositivo de suspensão do casco do convés O dispositivo de suspensão do casco do convés compreende uma série de placas rectangulares planas 104 que se estendem da proa do navio à popa e cada placa, especif icamente, estende-se desde a orla de uma antepara no porão do navio até à orla da antepara seguinte no porão do navio. As placas são colocadas tão próximo quanto possível da orla da interface casco-convés do navio. As placas estendem-se da proa à popa em cada lado do navio, do lado de estibordo e do lado de bombordo. Está até planeado que este dispositivo possa ser utilizado para se estender, do mesmo modo, através da popa do navio e proporcionar protecção em todos os lados expostos da embarcação. É possível que as placas pudessem terminar antes de se encontrarem na proa, na medida em que o compartimento da proa, tipicamente, não contém carga do tipo de petróleo ou materiais semelhantes.

As placas são apertadas, rebitadas ou soldadas à super estrutura do convés, de modo que o dispositivo casco do convés-fixação maximize o suporte das placas enquanto ligadas à meso-estrutura. Uma haste do suporte de fixação principal 105 está colocada sob o convés no porão e em linha com as placas que estão sobre o convés. A haste está ligada a cada placa através de um parafuso que se estende desde a haste até ao convés, através da placa e está apertada, soldada ou rebitada às placas. Se as placas não se estenderem a todo o comprimento do navio, está planeado que duas hastes seriam utilizadas no âmbito do presente invento em cada compartimento de carga do porão. As placas do convés que suportam a haste do suporte de fixação destinam-se a proporcionar transferência de peso ou transferência de carga no plano vertical. 16

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Uma suspensão de suporte 134 (Fig. 2, 3, 4 e 11) para ligar a haste ao casco interior do navio é utilizada na concretização preferida de modo a proporcionar transferência de peso ou transferência de carga lateralmente, o que se repercute na haste devido ao esforço sobre a meso-estrutura. Em função do peso da meso-estrutura, pode ser possível não utilizar a suspensão de suporte e utilizar apenas as placas do convés para suportar a haste que segura a meso-estrutura. Estão planeadas, pelo menos, duas suspensões de suporte por haste, mas suspensões de suporte adicionais podem ser utilizadas em função da dimensão do porão do navio. De preferência, de cada vez que a haste é ligada ao convés, uma suspensão de suporte deveria ser utilizada contra o casco interior da embarcação. A suspensão de suporte pode ser soldada ao casco, rebitada, ou de qualquer outro modo, ligada ao casco interior do navio.

Os meios de ligação deslizantes 205 Fig. 1B, tais como aros de aço inoxidável ou aros de metal revestido, ou mecanismos deslizantes semelhantes podem ser utilizados para segurar a meso-estrutura sobre a haste. O meio de ligação deslizante liga-se à meso-estrutura através do ajuste sobre a manga tubular do elemento da meso-estrutura que é paralelo à haste.

Bolsa 136

Uma bolsa (Fig. 5) com uma gola e, pelo menos, um meio de suporte da bolsa é utilizada com este invento. A bolsa é, de preferência, fabricada em material resistente, tal como, borracha, KEVLAR, PEEK, PFTE ou um material semelhante do tipo tecido, flexível, super resistente. Nilões revestidos a teflon ou outros materiais poliméricos revestidos podem ser utilizados no âmbito do presente invento se os mesmos forem fortes, resistentes à água salgada e à degradação dos hidrocarbonetos e outra corrosão química. Materiais tecidos e não-tecidos podem ser utilizados no âmbito do presente invento. 17

ΕΡ 1 227 970 /PT A bolsa é, de preferência, de concepção personalizada em dimensão para corresponder exactamente às dimensões do porão do navio onde irá ser colocada. A bolsa é concebida de modo a ser contida lateralmente e interiormente pela meso-estrutura. A bolsa é descida através de uma abertura do convés para o porão e, então, parcialmente insuflada de modo a que a bolsa se acomode contra a meso-estrutura que já foi inserida no casco do navio. Carga, como por exemplo, petróleo, água, fertilizantes, grão, ou outros fluidos, que incluem vinho ou cerveja, poderia ser, então, conduzida para a bolsa através de uma abertura convencional de enchimento e descarga, de preferência, localizada na superfície de topo da bolsa. O ar remanescente é, então, evacuado do interior da bolsa para que a bolsa contenha, apenas, carga. A bolsa é, então, vedada de modo a que uma válvula sensível à pressão 142 possa monitorizar e manter a pressão sobre a carga na referência predeterminada. A bolsa é, de preferência, conformada muito como um balão. A espessura do material da bolsa, de preferência, situa-se entre 0,25 polegadas (6,35 mm) em espessura a aproximadamente 1 polegada (25,4 mm) em espessura. A bolsa pode ser fabricada num único material ou poderia ser uma estrutura laminada. Os materiais da bolsa necessitam de ser flexíveis e capazes de suportar elevadas resistências tênseis expectáveis numa condição de ruptura do casco.

De preferência, o material da bolsa é não inflamável ou, pelo menos, resistente ao fogo. A bolsa é, de preferência, concebida com um meio de suporte 140 que pode ser utilizado para levantar a bolsa para o interior e para o exterior do porão do navio. O meio de suporte está, de preferência, ligado a, pelo menos, um lado da bolsa e é suficientemente forte para suportar a bolsa vazia durante a instalação ou a remoção.

Uma válvula sensível à pressão 142, de preferência convencional, uma válvula de não retorno de via única que permite que o fluido flua apenas para o exterior da bolsa localizada na abertura que permite que a carga saia da bolsa através da gola da bolsa. Esta válvula sensível à pressão 18

ΕΡ 1 227 970 /PT está planeada para ser um dispositivo de monitorização e sensível à pressão para monitorizar a pressão sobre a carga na bolsa, bem como, uma válvula que pode ser aberta de modo automático se a pressão da carga atingir um certo valor definido ou possa ser actuada de modo manual, em função das necessidades da tripulação do navio. Esta válvula sensível à pressão está ligada directamente ao dispositivo de descarga.

Na concretização de preferência máxima, está planeado que a válvula sensível à pressão seja concebida para actuar num modo de "segurança em caso de falha" e que a mesma possa abrir para descarregar a carga para o dispositivo de descarga se a tripulação não for capaz ou não estiver disponível para abrir a válvula quando a pressão sobre a carga na bolsa atingir certos limites críticos.

Dispositivo de descarga

Neste invento, se a meso-estrutura estiver instalada, a bolsa está no lugar e a carga ou produto estão colocados na bolsa e se o casco do navio tiver uma ruptura, as etapas seguintes de acordo com o presente invento ocorrem para evitar contaminação pela carga do mar que rodeia o navio. Primeiro, uma deformação do casco ocorre para o interior devido à ruptura do casco. A meso-estrutura é deslocada, aplicando pressão de forma uniforme sobre a bolsa. O sensor na gola da bolsa detecta uma mudança na pressão sobre o conteúdo da bolsa e abre a válvula. A carga desloca-se através da válvula e é distribuída para, pelo menos, um tubo de descarga. Na concretização preferida, cinco tubos de descarga estão planeados para utilização com cada porão de navio que está contido pelas anteparas.

Em cada tubo de descarga, estão cápsulas comprimidas que possuem numa extremidade, uma válvula de lingueta para receber carga. A carga é deslocada para as cápsulas, as cápsulas expandem para preencher a capacidade e são, então, armazenadas quer sobre o convés do navio quer lançadas à água num dispositivo de contenção preso, tal como uma rede de pescador suportada por bóias ou outros dispositivos de flutuação que manteriam a carga a flutuar. Assumindo que o petróleo ou outra carga transportada possui uma gravidade 19

ΕΡ 1 227 970 /PT específica inferior à da água, a carga irá flutuar ao cimo da água nas suas cápsulas. O dispositivo de contenção atado pode estar preso ao navio ou atado a um veículo actuado de forma remota para afastar a carga nas cápsulas, agora expandidas, do navio de modo a evitar danificar os dispositivos de contenção do próprio navio ou do perigo causado pela ruptura do casco.

Numa concretização, o sistema de descarga pode compreender uma ou mais calhas concebidas para receber e transportar as cápsulas comprimidas. As cápsulas agora preenchidas continuariam através do sistema de calhas para uma plataforma que seria lançada sobre a superfície da água. O lançamento poderia ser quer atado ao navio, quer afastado, por operação remota, do navio ou área de perigo potencial para o material contido. Logo que tenha sido removida carga suficiente para equilibrar a pressão no porão, a válvula sensível à pressão fecha e, deste modo, restabelece a contenção da carga restante na bolsa no porão. Se fluir água para o porão devido à ruptura, aquela água pode entrar no porão sem contaminar a carga na bolsa para permitir que o navio estabilize um pouco naquele compartimento. O invento é ilustrado com referência a uma concretização especifica; no entanto, modificações da concretização estão planeadas, por exemplo, de acordo com a seguinte concretização ainda com maior preferência. A concretização das Figs. 12-20 compreende os componentes seguintes: (a) Bolsas personalizadas que serão instaladas em cada tanque de petróleo. As mesmas serão formadas para se adaptarem à estrutura interna do tanque e serem suficientemente flexíveis para deformar sem ruptura no caso de um encalhe ou colisão. (b) Sistema de meso-estrutura que irá circundar e suportar de forma passiva as bolsas em cada tanque de carga de forma independente, protege as bolsas de ruptura, e deforma superficialmente com as bolsas. A meso-estrutura irá envolver-se à volta da 20

ΕΡ 1 227 970 /PT estrutura interna do tanque conforme necessário, mas não está ligada para além do convés principal. (c) Sistema de contenção de excesso de caudal de petróleo expandido sobre o convés do navio cisterna que irá conter o petróleo que flúi para o exterior das bolsas em caso de deformação do perímetro do tanque de carga devido a encalhe ou colisão. O sistema de acordo com o invento destina-se, de um modo geral, a funcionar no caso de um acidente como se segue: Durante uma colisão ou encalhe de amplitude suficiente, em que se regista a ruptura do casco duplo ou fundo duplo do navio cisterna. Em consequência desta penetração completa, a bolsa e a meso-estrutura deformam conforme necessário, com a meso-estrutura a proporcionar uma barreira de protecção ainda flexível que evita danificar a própria bolsa. O volume de petróleo deslocado por esta penetração não flúi, por conseguinte, para o exterior da ruptura do casco, mas é, pelo contrário, comprimido para o exterior da bolsa através de uma gola no topo do tanque e para um tubo colector de grande diâmetro por cima do convés principal. Se ocorrerem danos semelhantes noutros tanques de carga, petróleo adicional é forçado das bolsas respectivas para o tubo colector. Se o volume resultante de petróleo deslocado exceder o volume do próprio tubo colector, então uma série de sacos extensíveis que estão ligados ao tubo colector serão cheios conforme necessário. Uma vez cheios, estes sacos podem, então, ser lançados para o exterior da borda até que os mesmos possam ser recuperados em segurança. A descrição de cada componente do sistema é fornecida nos parágrafos seguintes. O navio de referência 300 utilizado para descrever o sistema é um navio cisterna de casco duplo, típico, 125.000 DWT. Um esboço deste navio cisterna é mostrado nas Figs. 12 (A) e (B) . O navio 300 possui dois tanques de carga 302 e 304 de través e possui uma estrutura de casco duplo de acordo com a OPA '90. A largura entre cascos é de 6'-8" (2 m) , enquanto o fundo duplo 306 é de 9'-10" (3 m) em altura. Este navio 300 foi seleccionado para esta instalação do sistema de 21 ΕΡ 1 227 970 /PT acordo com este invento devido a ser representativo de navios cisterna no comércio do Alasca para a Califórnia. Esta rota comercial situa-se ao longo de uma das áreas costeiras de maior sensibilidade ambiental dos Estados Unidos. O navio cisterna 300 utilizado para a descrição do sistema é um navio cisterna convencional de quadro longitudinal. Os tanques de carga estão delimitados à proa e à popa por anteparas transversais 308 e 310 e sobre os lados pela antepara longitudinal central 312 (interior) e o casco duplo do navio 314 (exterior) . Os quadros em banda transversais 316 estão afastados 15'. A antepara exterior, a antepara posterior e o fundo do tanque são essencialmente placas lisas (reforço exterior) para cada tanque. As Figs. 13, 14 e 15 proporcionam uma vista em planta, uma secção transversal e uma vista interior do navio cisterna, respectivamente, com a bolsa e a meso-estrutura dentro de cada tanque de carga representadas pelas linhas a cheio em cada esboço. O sistema de bolsa e meso-estrutura envolve os reforços grandes (i.e., quadros em banda e as vigas horizontais 138) como mostrado nas Figs. 13, 14 e 15, mas não envolve os numerosos reforços mais pequenos - como mostrado na Fig. 16 -para considerações práticas. Na Fig. 16, o reforço de antepara em forma de L 500 é utilizado em conjunto com o fundo interior 502 e a antepara central 312 para proporcionar estabilidade à meso-estrutura 137 e à bolsa 136. A Fig. 18 mostra a arquitectura do sistema de contenção do excesso de caudal de petróleo de acordo com o presente invento.

Componentes do sistema O objectivo do sistema de bolsa é conter o petróleo de cada tanque no caso do perímetro do tanque ser perfurado quer por encalhe quer por colisão. Cada bolsa será fabricada num material flexível, de preferência, fabricada em borracha ou outro material elastomérico, ou plástico ou fibra, ou combinações dos mesmos, que possam ser concebidos à medida para se adaptarem e conformarem aos contornos internos de 22

ΕΡ 1 227 970 /PT cada tanque. A intermutabilidade de bolsas permitiria a substituição de acordo com as mudanças nos tipos de carga. Cada bolsa terá uma ou mais golas no topo do tanque para permitir que o petróleo saia da bolsa e entre no tubo colector rapidamente no caso de um acidente. A água do mar que entra no tanque através de uma ruptura no casco irá, na maior parte dos casos, permanecer isolada do restante petróleo pela bolsa. À bolsa é exigido que seja: 1. Deformável 2. Muito grande (com capacidade aproximadamente igual à do próprio tanque) e capaz de se conformar aos limites do tanque 3. Ajustada à abertura(s) em gola no topo 4. Resistente à água do mar, à degradação do hidrocarboneto e outra corrosão química 5. Capaz de suportar uma dada pressão manométrica, por exemplo, pressão manométrica de 30 psi 6. Instalável e amovível através de um acesso articulado no convés principal 7. De longa duração

Me so-estrutura O objectivo da meso-estrutura 137, ilustrada em detalhe na Fig. 17, é munir as bolsas de um tanque com a protecção necessária no caso de vários tipos de colisões potenciais. Para qualquer dado tanque, a meso-estrutura irá proporcionar protecção ao longo do perímetro de quatro anteparas do tanque, bem como, ao longo do fundo interior do tanque. As porções da meso-estrutura ao longo de cada antepara serão suportadas a partir de suportes estruturais instalados próximo do nível do convés principal. 23

ΕΡ 1 227 970 /PT À meso-estrutura é exigido que seja 8 . Deformável 9. Capaz de evitar danos à bolsa 10. Capaz de suportar a pressão proveniente da bolsa em condições normais e no caso de uma colisão 11. Capaz de resistir à água salgada e outra corrosão química 12. Tão leve quanto possível 13. Capaz de ser suportada ao longo dos lados do convés principal. Suportes semelhantes deveriam existir de cada lado das anteparas transversais. Várias configurações de meso-estrutura foram investigadas através da utilização de ligações em cadeia e uma combinação de ligações em cadeia e pequenas placas redondas. As ligações em cadeia foram investigadas devido às mesmas permitirem a rotação nas três direcções, o que é necessário para ajudar a meso-estrutura a deformar facilmente e a evitar a ruptura da bolsa. A configuração preferida é discutida aqui abaixo.

Sistema de contenção de excesso de caudal de petróleo O objectivo do sistema de contenção de excesso de caudal de petróleo é recolher o petróleo que foi evacuado do sistema de bolsa depois do casco interior do navio cisterna ter sido deformado para o interior por encalhe ou por uma colisão. Os componentes principais deste sistema incluem: 1) Tubos de descarga do excesso de caudal ligados às golas das bolsas 140 sobre uma extremidade e ao tubo colector na outra extremidade. 2) Um tubo colector de grande diâmetro 330 estendido sobre o convés principal do navio cisterna. 24

ΕΡ 1 227 970 /PT 3) Múltiplos sacos iridescentes, expansíveis 332 colocados ao longo do tubo colector 330 com uma baliza/marca de referência rádio convencional (não ilustrada) ligada a cada um para facilidade de localização. O petróleo evacuado da bolsa(s) no caso de um acidente será contido no interior dos sacos 332, os quais podem ser, por sua vez, mantidos no interior do navio cisterna ou desdobrados e lançados à água para posterior recuperação.

Um esboço do sistema de contenção de excesso de caudal é apresentado na Fig. 18. Serão instalados 1, 2 ou 3 tubos de descarga do excesso de caudal por tanque, em função da dimensão do tanque e da taxa de evacuação de petróleo expectável. Os tubos de descarga do excesso de caudal serão munidos com válvulas de não retorno para evitar deslocação de carga entre tanques em mar irregular. Os sacos expansíveis 332 serão munidos com válvulas de corrediça 334 e com dispositivos de desengate rápido para que os mesmos possam se auto desligar quando cheios. Um saco deste tipo 333 está ilustrado na Fig. 18B no estado cheio.

OPERAÇÃO DO SISTEMA E CÁLCULOS DE CONCEITO

Em caso de infortúnio de um navio cisterna encalhar ou colidir com outro navio, o sistema destina-se a evitar uma fuga de petróleo para a água mesmo se os limites do tanque de casco duplo sofrer uma ruptura. Durante um caso deste tipo, assume-se que quer o fundo interior do tanque, quer uma antepara do tanque deformam para o interior e comprimem a meso-estrutura e a bolsa do tanque. A meso-estrutura destina-se a proporcionar um efeito de escudo para a bolsa que irá evitar que a mesma sofra uma ruptura mesmo quando é comprimida. Esta compressão na altura do acidente força um volume de petróleo a sair da bolsa afectada através de aberturas no topo do tanque. O volume deste petróleo deslocado é proporcional à extensão da penetração no casco interior. O petróleo removido do sistema de bolsa é, então, recolhido pelo sistema de contenção de excesso de petróleo. 25

ΕΡ 1 227 970 /PT Cálculos do conceito da meso-estrutura A configuração de meso-estrutura mais promissora daquelas que foram investigadas está mostrada na Fig. 17. A mesma foi a mais leve em peso enquanto ainda proporciona a resistência necessária para suportar as pressões manométricas de concepção. A mesma consiste numa série de placas de aço redondas 400 que são unidas através de ligações em cadeia de aço amovíveis 402. Esta configuração permite que a meso-estrutura deforme quando necessário durante uma colisão, bem como, conformar-se de forma conveniente à volta dos principais órgãos de reforço estrutural do tanque (i.e., quadros em banda e vigas de anteparas horizontais 138). Cálculos preliminares foram realizados para dimensionar os componentes do sistema de meso-estrutura para proporcionar análise do sistema. Dois casos básicos foram considerados na análise: • Determinação da capacidade da meso-estrutura para suportar a pressão hidrostática de funcionamento normal da bolsa para impelir contra a meso-estrutura entre os reforços da antepara no fundo de um tanque. • Determinação da capacidade da meso-estrutura para suportar a bolsa no caso de uma colisão de encalhe que deixe uma abertura grande na estrutura do fundo interior que tenha de ser abarcada pela meso-estrutura .

Assumindo a utilização de aço inoxidável (liga CRES 316) para resistência à corrosão (aço macio galvanizado pode também ser utilizado desde que a sua resistência iguale ou exceda 32 ksi de CRES 316), foi determinado que são necessárias ligações em cadeia 402 de, pelo menos, W (0,52" de diâmetro) [pelo menos 12,07 m (13,2 m de diâmetro)] para satisfazer os dois cenários. Ver Fig. 17 para detalhes das placas e ligações. 26

ΕΡ 1 227 970 /PT Cálculos do conceito de recolha de excesso de caudal de petróleo

As respostas do sistema de contenção de excesso de caudal de petróleo foram investigadas para dois tipos diferentes de acidentes: (1) encalhe; e (2) colisão lateral. Estes dois tipos diferentes de acidentes com navios cisterna estão ilustrados nas Figs. 19 e 20, respectivamente. As respostas do sistema de contenção de excesso de caudal de petróleo para estes acidentes são discutidas aqui abaixo.

Resposta do sistema ao encalhe do navio cisterna

Assumiu-se que todos os tanques num lado do navio cisterna, quer a bombordo, quer a estibordo, são sujeitos a danos por arranque violento devido ao cume de uma rocha 600 que penetra 20' para o interior do navio a partir do fundo do patilhão. À medida que o navio avança, esta rocha rasga sucessivos tanques. Isto representa o pior caso de encalhe que, sem recuperação proporcionada pelo sistema, poderia resultar potencialmente num derrame substancial de petróleo. Foram efectuadas as seguintes assumpções: • 5 por cento do volume de todos os tanques num lado do navio é forçado para o exterior do sistema de meso-estrutura e bolsa. Este petróleo será deslocado para cima e flúi através dos tubos de descarga do excesso de caudal para o tubo colector e, depois, para os sacos expansíveis ilustrados na Fig. 18. • A velocidade inicial do navio era de 15 nós (27,78 km/h). • O navio está completamente carregado com ajuste zero. • O navio irá parar a aproximadamente 1500 pés (aprox. 451,8 metro) depois de atingir inicialmente a rocha. • Como a velocidade do navio diminui de forma sustentada durante o impacto, o tempo de impacto 27

ΕΡ 1 227 970 /PT para cada tanque afectado foi calculado. O cume da rocha choca com cada tanque sucessivo durante períodos de tempo mais longos à medida que o navio reduz a velocidade. 0 seguinte é um resumo da análise: 1) O diâmetro do tubo colector será de cerca de 9 pés (cerca de 2,74 metro). 2) O diâmetro do tubo de descarga do excesso de caudal será de cerca de 6 pés (cerca de 1,83 metro). 3) A maior parte dos tanques necessita de múltiplos tubos de descarga do excesso de caudal devido ao curto tempo de impacto. 4) Uma centena de sacos expansíveis, cada um com cerca de 17 pés (cerca de 5,18 metro) de comprimento e pesando cerca de 8 toneladas (cerca de 8128,38 kg) quando cheio, será necessária, ou 5) Vinte e oito sacos expansíveis, cada um com cerca de 73 pés (cerca de 22,25 metro) de comprimento e pesando cerca de 30 toneladas quando cheio, serão necessários para recuperar o petróleo que sai das bolsas. 6) Cada saco expansível será cheio através de um tubo com 1 pé (304,8 mm) de diâmetro.

Os sacos expansíveis podem ser libertados para o exterior da borda depois de estarem cheios. Estes sacos irão flutuar devido à gravidade específica do petróleo ser inferior à da água do mar. Os mesmos serão recuperados do mar por um navio mais ligeiro por meio de uma grua ou apanhados por rede e rebocados por um rebocador para a costa. 28

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Resposta do sistema a uma colisão lateral do navio cisterna

Este tipo de acidente é o mais exigente sobre o sistema de contenção de excesso de caudal de petróleo. A Fig. 20 mostra o tipo de colisão lateral que foi investigado. A mesma mostra um navio 700 com cerca da mesma dimensão que o navio cisterna de referência que atinge e penetra o casco interior de um tanque 302. Esta representa o tipo mais severo de colisão lateral em termos da taxa de saida de petróleo do tanque. Devido à velocidade do impacto para o tanque afectado, uma grande quantidade de petróleo tem de ser transferida do tanque para o sistema de contenção de excesso de caudal de petróleo numa quantidade de tempo muito pequena. Na tentativa de considerar a mais grave das colisões potenciais, o caudal de petróleo para fora da bolsa torna-se algo elevado para objectivos de contenção. Por conseguinte, foi calculada a gravidade máxima aceitável de uma colisão de impacto lateral, dado que o sistema resiste a um acidente de encalhe. Os cálculos de suporte indicam que o sistema pode assumir uma colisão lateral que resulte em 7 por cento de excesso de caudal num tanque, como mostrado na Fig. 20, com um tempo de impacto de 6 segundos. Colisões laterais que resultem em excessos de caudal maiores, ou menores tempos de impacto, necessitam que a bolsa tenha mais tubos de descarga do excesso de caudal para receberem o elevado caudal de petróleo que sai da bolsa. A colisão lateral que o sistema de excesso de caudal de petróleo pode suportar (7% de excesso de caudal em 6 segundos) é, todavia, uma colisão grave. Se mais do que um tanque for penetrado devido ao navio que bate colidir com o navio cisterna num ângulo diferente, em vez da perpendicular ao navio ou se o mesmo colidir com o navio cisterna numa posição longitudinal diferente, então o caudal de saida de petróleo por tanque seria inferior e o sistema seria capaz de lidar com o excesso de caudal.

IMPACTOS NA CONCEPÇÃO DE NAVIOS CISTERNA EXISTENTES A incorporação do sistema de acordo com o invento sobre os navios cisterna de casco duplo existentes irá repercutir-se na concepção e na operação destes navios em vários modos. Os maiores impactos do sistema são descritos abaixo. 29

ΕΡ 1 227 970 /PT • Sistema de oleoduto da carga - Sistemas de enchimento, drenagem e descarga da carga necessitam de ser modificados para que a rotina de enchimento e remoção da carga possa ser realizada com o sistema de bolsa instalado. Para ser compatível com o conceito de flutuação livre da bolsa/estrutura, estes sistemas não deverão, de preferência, penetrar a bolsa à excepção do acima. Elementos rígidos que conduzam ao fundo do tanque também invalidam o sistema pela possível perfuração da bolsa num acidente. • Custo - O fabrico e a instalação dos vários componentes do sistema são provavelmente muito dispendiosos. Em particular, a montagem da meso-estrutura será de trabalho muito intenso e provavelmente será dispendiosa. Impactos de custos adicionais resultarão das modificações estruturais ao convés principal para instalação das aberturas de acesso articuladas, provenientes do período de paragem adicional necessário para instalação do sistema e provenientes de quaisquer outras modificações ou remoções da estrutura dos navios existente, equipamento de tubagem que possa ser também necessário para facilitar a instalação do sistema. • Capacidade de transporte de carga reduzida - Devido ao facto do sistema de bolsa e meso-estrutura não envolver as anteparas inferiores e os reforços do convés e devido ao volume real das próprias bolsa e meso-estrutura, uma percentagem do volume do tanque de carga pode, muito provavelmente, não ser utilizada para petróleo. Para o navio cisterna de referência considerado neste relatório, a capacidade do tanque global será reduzida de aproximadamente 6%. Este número irá variar para navios cisterna de dimensões ou configurações diferentes. o

Perda de espaço disponível sobre o convés - O espaço disponível sobre o convés principal será 30

ΕΡ 1 227 970 /PT significativamente reduzido pela presença do tubo colector do sistema de contenção de excesso de caudal de petróleo e pelo necessário espaço livre necessário para os sacos de contenção ligados para expandirem e serem transferidos sobre o lado do navio. • Preservação do tanque - Com o sistema de bolsa no sitio, a estrutura do tanque interior deixará de estar em contacto directo com o petróleo, mas em vez disso estará exposta a uma atmosfera húmida, salgada e corrosiva. Revestimentos de preservação serão necessários para serem aplicados nos espaços do tanque. Estes revestimentos irão necessitar de serem frequentemente renovados em consequência do contacto metal-metal entre a meso-estrutura e a estrutura do tanque que provavelmente será nociva para os revestimentos. • Acesso ao convés - Serão necessárias vigias grandes para munirem o convés principal, por cima de cada tanque de carga, para facilitar a instalação inicial da meso-estrutura e a instalação e remoção das bolsas do sistema de contenção. • Sistema de gás inerte - O sistema de gás inerte existente para os tanques teria de ser modificado para proporcionar gás inerte para o interior e exterior das bolsas. Apesar do sistema de bolsa normalmente isolar a carga da estrutura de tanque interna e, deste modo, reduzir a possibilidade de uma explosão durante um acidente, é provável que ao longo do tempo, pequenas quantidades de combustível ou vapor, com origem na área de ligação bolsa/tubo de descarga do excesso de caudal, se acumulem na atmosfera exterior do saco mas no interior do tanque. Vapores deste tipo poderiam ser sujeitos a ignição a partir de uma faísca gerada pelo contacto metal-metal da meso-estrutura contra a estrutura do tanque. 31

ΕΡ 1 227 970 /PT • Sistema de limpeza dos tanques - Pode ser possível remover o sistema de limpeza dos tanques se o mesmo for exequível para mudar as bolsas de forma fácil e económica. • Segurança da inspecção - A capacidade de remover as bolsas no porto reduziria o perigo actual a que está sujeito o pessoal de inspecção exposto a solventes perigosos no interior de uma área fechada. No entanto, a duração de tempo necessária para realizar inspecções irá aumentar devido à presença da meso-estrutura tornar a inspecção da estrutura do tanque mais difícil de concretizar (impossível sem deslocar para o lado a meso-estrutura). • Tonelagem do navio reduzida a plena carga - Apesar da adição de peso ao navio pela bolsa e pela meso-estrutura, esta adição é mais do que compensada pela redução no peso resultante da menor quantidade de petróleo que é transportada. A tonelagem do navio a plena carga resultante será cerca de 4400 1 inferior do que num navio cisterna semelhante que não esteja equipado com o sistema. Esta quantidade irá também variar para navios cisterna de diferentes dimensões ou configurações. Esta tonelagem do navio reduzida a plena carga pode dar origem a um ligeiro aumento na economia de combustível para o navio cisterna. • Um sistema de aquecimento de carga convencional deverá ser considerado para a bolsa para facilitar a remoção do petróleo.

Lisboa,

Claims (17)

1. ΕΡ 1 227 970 /PT 1/4 REIVINDICAÇÕES 1 - Aparelho para conter carga durante uma ruptura do casco de um navio, que compreende: uma bolsa flexível impermeável (136), que inclui uma abertura em gola (102), acessível a partir de um convés do navio, em que a bolsa (136) está montada no interior de um porão de carga do navio e pode conter carga no seu interior, caracterizado por o aparelho possuir uma estrutura (100), que compreende uma pluralidade de elementos relativamente móveis (200, 201, 202; 401, 402), uma primeira extremidade (104, 105, 106, 134) montada sobre o convés do navio próximo de uma interface convés-casco a estibordo do porão e uma segunda extremidade (104, 105, 106, 134) montada sobre o convés do navio próxima de uma interface convés-casco a bombordo do porão, em que a estrutura (100) conforma e suporta um lado de estibordo, um lado de bombordo e um fundo da bolsa flexível (136) , de modo que, quando o casco do navio é deformado ou sujeito a ruptura, a estrutura (100) deforma-se transmitindo a deformação para a bolsa (136), ao mesmo tempo que protege a bolsa (136) contra rupturas e qualquer redução resultante num volume da bolsa (136) obriga a carga a ser comprimida para fora da abertura na bolsa (102).
2. 2 - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que a dita pluralidade de elementos relativamente móveis compreende ligações metálicas (201, 202, 203, 204).
3. 3 - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que a dita pluralidade de elementos relativamente móveis compreende placas metálicas (400).
4. 4 - Aparelho de acordo com a reivindicação 3, que compreende também ligações de interligação (402), montadas nas ditas placas metálicas (400) e que interligam as ditas placas (400) .
5. 5 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, que compreende ainda: uma válvula ΕΡ 1 227 970 /PT 2/4 sensível à pressão (142) fixa à abertura (102) da bolsa (136), podendo a dita válvula sensível à pressão (142) ser actuada para abrir para libertação da carga contida na bolsa (136) em resposta a uma redução suficiente no volume da bolsa (136) devido à dita ruptura.
6. 6 - Aparelho de acordo com a reivindicação 5, que compreende ainda: uma pluralidade de tanques (144; 332) ligados à bolsa (136) para receberem carga deslocada, libertada da bolsa (136) através da válvula (142) .
7. 7 - Aparelho de acordo com a reivindicação 6, em que cada um da dita pluralidade de tanques (144; 332) é expansível.
8. 8 - Aparelho de acordo com a reivindicação 5, que compreende ainda: um colector (330), montado sobre o convés do navio e ligado à abertura da bolsa (102) para receber a dita carga da bolsa (136), através da válvula (142), em resposta à dita ruptura no casco.
9. 9 - Aparelho de acordo com a reivindicação 8, que compreende ainda: pelo menos um tanque expansível (144; 332) ligado ao colector (330) e concebido para receber a carga do colector (330), libertada para o colector (330) a partir da bolsa (136) através da válvula (142).
10. 10 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o dito aparelho se destina a conter a carga durante a ruptura de uma parede exterior de um recipiente de carga de um meio de transporte diferente de um navio.
11. 11 - Embarcação com a forma de um navio, que compreende: uma pluralidade de porões de carga; e uma pluralidade de aparelhos de contenção de carga de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, um montado em cada porão, de modo que, quando o casco do navio é deformado ou sujeito a ruptura, a estrutura (100) deforma-se transmitindo a deformação para a bolsa (136), ao mesmo tempo ΕΡ 1 227 970 /PT 3/4 que protege a bolsa (136) de ruptura e qualquer redução resultante num volume da bolsa (136) obriga a carga a ser comprimida para fora da abertura da bolsa (102) .
12. 12 - Embarcação de acordo com a reivindicação 11, em que a embarcação é um meio de transporte diferente de um navio e o dito aparelho de contenção de carga está de acordo com a reivindicação 10.
13. 13 - Método para proteger uma carga num navio e a carga durante a ruptura no casco de um navio, que compreende os passos de: instalação de um aparelho como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em cada porão do navio; e enchimento de cada bolsa (136) em cada porão do navio com uma carga liquida, sendo a carga de uma ou mais bolsas (136) libertada em resposta a uma ruptura no casco.
14. 14 - Método de acordo com a reivindicação 13, que compreende ainda os passos de: direcção da carga libertada para um colector (330), sobre o convés do navio; e enchimento de, pelo menos, um tanque expansível (144; 332) em comunicação de fluidos com o colector (330) com uma porção da carga libertada.
15. 15 - Método de acordo com a reivindicação 13, que compreende ainda o passo de: direcção da carga libertada para, pelo menos, um tanque expansível (144; 332) em comunicação de fluidos com as bolsas (136) .
16. 16 - Método como reivindicado na reivindicação 14 ou 15, que compreende ainda o passo de: libertação de, pelo menos, um tanque expansível (144; 332) para fora de borda depois de estar cheio com um volume desejado com a dita carga libertada. ΕΡ 1 227 970 /PT 4/4
17. 17 - Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, em que o método se destina a proteger uma carga como um meio de transporte diferente de um navio e o dito aparelho está de acordo com a reivindicação 10. Lisboa,