PT1670676E

PT1670676E - Aparelho e método para reduzir o movimento de uma embarcação flutuante

Info

Publication number: PT1670676E
Application number: PT04768800T
Authority: PT
Inventors: Vincent George Mccarthy; Christopher John Dunlop
Original assignee: Saipem Uk Ltd
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2010-11-03
Also published as: US20070175373A1; AU2004280289A1; EG24419A; CA2538492C; BRPI0415128A; NO20062055L; EP1670676A1; EP1670676B1; NO336635B1; CA2538492A1; WO2005035355A1; DK1670676T3; RU2433937C2; CN1856427A; CN100584692C; DE602004028499D1; ES2349538T3; RU2006115837A; GB0323698D0; US8136465B2

Description

ΕΡ 1 670 676/PT

DESCRIÇÃO "Aparelho e método para reduzir o movimento de uma embarcação flutuante" O presente invento refere-se a um aparelho e método para reduzir o movimento de uma embarcação flutuante. Em particular, mas não em exclusivo, o invento refere-se a um aparelho e método para reduzir o balanço de uma grande embarcação flutuante. É bem conhecido que navios, balsas e outras plataformas flutuantes balançam, inclinam-se e elevam-se no mar e que este movimento é indesejável em muitos campos. Por exemplo, este movimento pode ser particularmente indesejável quando se carrega a embarcação e quando se descarrega a embarcação. Este é, em particular, o caso de embarcações utilizadas em indústrias de gás e petróleo ao largo da costa. Naquela aplicação é comum descarregar e carregar, de e para uma estrutura estacionária, por exemplo, um convés apoiado numa plataforma fixa no fundo do mar ou de ou para outra embarcação.

Além disso, no campo do petróleo e gás ao largo da costa, as embarcações podem ser extremamente grandes de modo que, apesar do movimento da embarcação não ser muito grande quando expresso em graus de inclinação, o movimento em altura do convés é considerável, o que provoca dificuldades mesmo em condições relativamente calmas.

Existem muitos sistemas conhecidos que visam a redução do movimento de balanço e/ou da inclinação de embarcações flutuantes. Existem alguns sistemas que foram concebidos para embarcações relativamente pequenas. Por exemplo, a GB 2219973 descreve uma embarcação no casco da qual existe uma passagem que permite o escoamento livre de água através da mesma. Como a passagem enche e drena, o periodo natural do movimento de inclinação/balanço é aumentado e o movimento de resposta da embarcação é reduzido. Numa melhoria desta disposição, um tanque deste tipo pode ser ligado a uma bomba de modo que o enchimento e esvaziamento do tanque possam ser controlados 2

ΕΡ 1 670 6 76/PT pelo menos parcialmente. No entanto, estes sistemas são parte integrante da própria embarcação e são difíceis de instalar e dispendiosos e não podem ser facilmente transferidos de uma embarcação para outra.

Outro sistema que visa reduzir a instabilidade de uma grande embarcação está descrito em US 5787832. Naquele sistema, montagens de estabilização estão ligadas ao casco da embarcação. Cada montagem inclui um braço de guiga e um braço flutuante que tem um flutuador ligado a uma extremidade. Os flutuadores estão sempre em contacto com a superfície da água e o sistema funciona por aumento da largura efectiva da embarcação de modo a aumentar o período natural do seu movimento de balanço/inclinação. Cada montagem de estabilização tem de estar fixa à embarcação através de uma prisão muito forte que tem de suportar cargas muito grandes. A US 3407766 descreve outro sistema que visa reduzir a instabilidade de uma grande embarcação ao proporcionar um corpo de estabilização por baixo da embarcação e ao ligar o mesmo por escoras rígidas tais como vigas de aço em I que podem transmitir um momento de força de retorno à embarcação. Um inconveniente principal para uma disposição deste tipo é a resistência muito considerável necessária das escoras a fim de transmitirem momento de força desde o corpo de estabilização até à embarcação. A NL 1020053 descreve uma embarcação que inclui um aparelho de estabilização disposto para estabilizar a embarcação enquanto a mesma está a ser afundada no fundo do mar. Dois tanques com capacidade de flutuação estão ligados a uma parte central do fundo da embarcação. Quando a embarcação é afundada os tanques são inundados de modo que os mesmos fiquem suspensos por baixo da embarcação e reduzam o movimento indesejável à medida que a embarcação se afunda. É um objecto do invento proporcionar um aparelho e método que evite ou mitigue os problemas dos sistemas de estabilização conhecidos acima descritos.

De acordo com um primeiro aspecto do invento, é proporcionada uma embarcação que compreende uma primeira 3

ΕΡ 1 670 676/PT montagem de estabilização e uma segunda montagem de estabilização, compreendendo cada montagem de estabilização: pelo menos um corpo submergível pelo menos parcialmente oco que compreende pelo menos um tanque de lastro; e meios de suspensão para suspender o, ou cada, corpo por baixo da embarcação de modo que o, ou cada, corpo fique completamente submerso por baixo da linha de água da embarcação; estando a primeira e a segunda montagem de estabilização suspensas dos lados substancialmente opostos da embarcação, em que os meios de suspensão da primeira montagem de estabilização estão ligados aos meios de suspensão da segunda montagem de estabilização.

Cada uma das montagens de estabilização pode ser instalada no porto ou no mar e podem ser adaptadas para serem utilizadas com qualquer embarcação adequada. Devido às mesmas serem, pelo menos parcialmente, ocas, as mesmas podem ser relativamente grandes para uma dada massa e a suspensão das montagens a partir da embarcação pode ser realizada de forma relativamente fácil. Cada montagem de estabilização está disposta para aplicar através dos meios de suspensão uma força dirigida para baixo no lado da embarcação de que a mesma está suspensa quando aquele lado da embarcação se desloca para cima.

Tip icamente, uma montagem de estabilização está suspensa a partir do bombordo da embarcação e uma montagem de estabilização está suspensa a partir do estibordo da embarcação. Isto reduz o balanço da embarcação. O invento é, no entanto, aplicável a qualquer espécie de embarcação, algumas das quais podem não ter bombordo e estibordo (ou extremidades de proa ou popa) claramente definidos. Deverá ser entendido, no entanto, que o que é referido aqui como os lados da embarcação são aquelas partes da embarcação que sobem e descem quando a embarcação está sujeita a um movimento de oscilação. O termo não se refere necessariamente ao bombordo e estibordo da embarcação. 4

ΕΡ 1 670 6 76/PT

Com frequência, a primeira montagem de estabilização compreende um único corpo submergível mas pode compreender: um primeiro corpo submergível pelo menos parcialmente oco e um segundo corpo submergível pelo menos parcialmente oco; primeiros meios de suspensão para suspenderem o primeiro corpo da embarcação; e segundos meios de suspensão para suspenderem o segundo corpo do primeiro corpo.

Do mesmo modo, a segunda montagem de estabilização, com frequência, compreende um único corpo submergível mas pode compreender: um primeiro corpo submergível pelo menos parcialmente oco e um segundo corpo submergível pelo menos parcialmente oco; primeiros meios de suspensão para suspenderem o primeiro corpo da embarcação; e segundos meios de suspensão para suspenderem o segundo corpo do primeiro corpo. A embarcação também pode compreender uma terceira montagem de estabilização, compreendendo a terceira montagem de estabilização: pelo menos um corpo submergível pelo menos parcialmente oco; e meios de suspensão para suspenderem o, ou cada, corpo da embarcação.

Numa concretização, a primeira montagem de estabilização está suspensa próximo da proa da embarcação num lado, a terceira montagem de estabilização está suspensa próximo da popa da embarcação no dito um lado e a segunda montagem de estabilização está suspensa no meio da embarcação no outro lado da embarcação.

As concretizações acima que utilizam três montagens de estabilização são conhecidas como disposições assimétricas. 5

ΕΡ 1 670 676/PT

Tal como a primeira e a segunda montagem de estabilização, a terceira montagem de estabilização pode compreender: um primeiro corpo submergível pelo menos parcialmente oco e um segundo corpo submergível oco; primeiros meios de suspensão para suspenderem o primeiro corpo da embarcação; e segundos meios de suspensão para suspenderem o segundo corpo do primeiro corpo. A embarcação também pode compreender uma quarta montagem de estabilização, compreendendo a quarta montagem de estabilização: pelo menos um corpo submergível pelo menos parcialmente oco; e meios de suspensão para suspenderem o, ou cada, corpo da embarcação. A quarta montagem de estabilização pode ser suspensa de bombordo ou de estibordo da embarcação.

Numa concretização, a primeira montagem de estabilização está suspensa próximo da proa da embarcação num lado, a segunda montagem de estabilização está suspensa próximo da proa da embarcação no outro lado, a terceira montagem de estabilização está suspensa próximo da popa da embarcação no dito um lado e a quarta montagem de estabilização está suspensa próximo da popa da embarcação no outro lado.

Numa outra concretização, a primeira montagem de estabilização está suspensa próximo da proa da embarcação num lado, a segunda montagem de estabilização está suspensa próximo da popa da embarcação no dito um lado e as terceira e quarta montagens de estabilização estão suspensas no meio da embarcação no outro lado da embarcação.

Entender-se-á que as montagens podem ser dispostas em qualquer de uma ampla variedade de configurações. Se os corpos submergíveis das montagens forem todos 6

ΕΡ 1 670 6 76/PT substancialmente do mesmo tamanho, então pode ser vantajoso que o mesmo número de corpos seja proporcionado em cada lado da embarcação. A redução de movimento da embarcação baseia-se em meios de suspensão capazes de aplicarem cargas dirigidas para baixo que resistem ao movimento para cima e os meios de suspensão são, por conseguinte de forma vantajosa, capazes de suportar cargas de alta tracção. Apesar dos meios de suspensão poderem suportar cargas de elevada compressão, isso não é necessário e pode ser mais económico e simples não o garantir. Deste modo, os meios de suspensão podem ser capazes de suportar cargas de tracção de mais do que uma centena de vezes as cargas que os mesmos são capazes de suportar em compressão. Os meios de suspensão podem compreender órgãos flexíveis alongados, por exemplo, correntes, cordas ou cabos. O ou cada corpo está, de preferência, ligado aos meios de suspensão numa pluralidade de locais; por exemplo, um corpo alongado pode estar fixo a um respectivo órgão flexível alongado na região de cada uma das extremidades opostas do corpo.

Cada corpo é, de preferência, grande e é também de preferência alongado. Deste modo num caso em que cada corpo é alongado, o mesmo pode ter uma área de secção transversal maior do que 4 m2 e, de preferência, maior do que 10 m2. Cada corpo pode compreender um ou mais espaços fechados ou que se podem fechar com um volume combinado de mais do que 50 m3 e, de preferência, mais do que 300 m3. O espaço ou espaços fechados são, de preferência, selados ou podem ser selados, mas os mesmos podem, em alternativa, permitir que algum fluido se transfira para dentro e/ou para fora do espaço ou espaços. Num caso onde o corpo é alongado, o mesmo está, de preferência, suspenso com o eixo longitudinal do corpo substancialmente horizontal.

Cada corpo compreende, pelo menos, um tanque de lastro. De preferência, cada corpo compreende uma pluralidade de tanques de lastro, cada um lastrável de forma separada. Se os corpos são lastráveis, os corpos podem ser lastrados de forma adequada de modo que o balanço possa ser controlado para ser função da força e do período das ondas. Deste modo, a quantidade de amortecimento do movimento de balanço pode ser 7

ΕΡ 1 670 6 76/PT ajustada de acordo com as condições. Além disso, se for necessário descarregar ou carregar a partir da embarcação ou para a mesma para ou a partir de outra embarcação, a quantidade de amortecimento pode ser ajustada para manter a embarcação em linha com a outra embarcação, de modo que a descarga e a carga sejam facilitadas.

De preferência, cada montagem de estabilização também compreende, pelo menos, uma alheta que projecta do corpo ou de cada corpo. As alhetas aumentam o arrasto nos corpos à medida que os mesmos se movem através da água. O tamanho e forma das alhetas variam. Por exemplo, as alhetas podem ser direitas ou curvas. Numa concretização, a pelo menos uma alheta pode articular em relação ao, ou a cada, corpo para restringir o movimento do corpo num sentido (para cima através da água) mais do que noutro sentido (para baixo). Isto é útil devido a ser muitas vezes necessário que exista mais arrastamento nos corpos quando os mesmos se estão a deslocar na vertical para cima do que quando os mesmos se estão a deslocar na vertical para baixo e as alhetas podem ser articuladas em conformidade. Em alternativa, as alhetas podem ser conformadas para existir ali mais arrastamento num sentido do que noutro sentido.

De preferência, cada corpo é substancialmente cilíndrico e/ou na forma de prisma. Numa concretização, o corpo está na forma de um tubo. O corpo pode ter uma secção transversal redonda e, de preferência, circular. Em alternativa, o corpo pode ter uma secção transversal rectangular, por exemplo, uma secção transversal quadrada. Em alternativa, o corpo pode ter uma secção transversal triangular.

Numa concretização, uma ou ambas as extremidades do corpo são substancialmente cónicas. Isto é vantajoso devido a facilitar o transporte. Os corpos podem, por exemplo, estar fixos à embarcação a ser rebocada por baixo da linha de água para a localização desejada, em cujo ponto se podem fixar à embarcação nos pontos adequados. Ter extremidades cónicas 8

ΕΡ 1 670 6 76/PT facilita o reboque. Os corpos podem, em alternativa, ter extremidades hemisféricas ou arredondadas ou qualquer outra forma que facilite o reboque. É necessário ter em consideração a transferência de cargas dos meios de suspensão para a estrutura de embarcação. Em conformidade, é de preferência proporcionada uma estrutura de transferência de carga ligada entre a estrutura de embarcação e os meios de suspensão para transferência de cargas dos meios de suspensão para a estrutura de embarcação. Numa concretização preferida do invento, a estrutura de transferência de carga é proporcionada por uma ou mais zonas de assentamento para fixar à embarcação, para suportar os meios de suspensão. As zonas de assentamento podem estar fixas à orla do convés da embarcação no bombordo ou no estibordo. As zonas de assentamento podem estar fixas quando a embarcação está no porto ou quando a embarcação está no mar. As zonas de assentamento prolongam a largura da embarcação de modo que os corpos estejam suspensos a partir de pontos que estão ligeiramente mais afastados do que a largura da própria embarcação.

Na concretização preferida do invento são apenas as cargas verticais dos meios de suspensão que são transferidas e é, por conseguinte, preferido que apenas as cargas verticais sejam dispostas para serem transferidas dos meios de suspensão para a embarcação. Isto pode resultar da natureza dos meios de suspensão (por exemplo, se os meios de suspensão forem um órgão flexível alongado) ou da natureza de um acoplamento.

Os meios de suspensão da primeira montagem de estabilização estão ligados aos meios de suspensão da segunda montagem de estabilização. Esta ligação é, de preferência, uma ligação estrutural feita directamente ou indirectamente. Se for feita indirectamente a mesma é de preferência feita através de uma estrutura adicional separada da estrutura de embarcação.

De acordo com um segundo aspecto do invento, existe um aparelho para reduzir o movimento da embarcação que compreende uma primeira montagem de estabilização e uma 9

ΕΡ 1 670 676/PT segunda montagem de estabilização, compreendendo cada montagem de estabilização: pelo menos um corpo submergível pelo menos parcialmente oco que inclui pelo menos um tanque de lastro; e meios de suspensão para suspender o, ou cada, corpo da embarcação; sendo a primeira e a segunda montagem de estabilização adequadas para se localizarem em porções substancialmente opostas da embarcação, em que os meios de suspensão da primeira montagem de estabilização estão ligados aos meios de suspensão da segunda montagem de estabilização.

Cada corpo compreende pelo menos um tanque de lastro. De preferência, cada corpo compreende uma pluralidade de tanques de lastro, cada qual lastrável de forma separada.

De preferência, cada montagem de estabilização também compreende pelo menos uma alheta que se projecta a partir de cada corpo. Ainda com mais preferência, a pelo menos uma alheta pode ser articulada em relação a cada corpo para restringir o movimento do corpo mais num sentido do que noutro sentido.

De modo vantajoso, cada corpo é conformado de modo substancialmente cilíndrico e/ou em prisma. Numa concretização, o corpo tem uma secção transversal redonda e de preferência circular. Numa outra concretização, o corpo tem uma secção transversal rectangular, por exemplo, uma secção transversal quadrada. Numa outra concretização, o corpo tem uma secção transversal triangular.

Uma ou ambas as extremidades do corpo podem ser substancialmente cónicas, hemisféricas ou redondas, isto facilita o transporte por reboque. O aparelho pode ainda compreender zonas de assentamento para fixação à embarcação, para suportar os meios de suspensão. As zonas de assentamento podem ser fixas à orla do convés da embarcação a bombordo ou estibordo. As zonas de assentamento podem ser fixas quando a embarcação está no 10

ΕΡ 1 670 6 76/PT porto ou quando a embarcação está no mar. As zonas de assentamento prolongam a largura da embarcação de modo que os corpos ficam suspensos a partir de pontos que estão ligeiramente mais afastados do que a largura da própria embarcação. Isto estabiliza mais a embarcação.

Os meios de suspensão da primeira montagem de estabilização estão ligados aos meios de suspensão da segunda montagem de estabilização. Esta ligação é, de preferência, uma ligação estrutural feita directamente ou indirectamente. Se for feita indirectamente a mesma é, de preferência, feita através de um estrutura adicional separada da estrutura de embarcação.

Deverá ser entendido que na descrição acima, onde uma caracteristica é descrita em relação a um aspecto do invento, que a mesma também pode, onde for apropriado, ser empregue em relação a outro aspecto do invento. Deste modo, por exemplo, o método do quarto aspecto do invento pode ser empregue com uma embarcação de qualquer das formas definidas de acordo com um primeiro aspecto do invento.

Uma concretização do invento será agora descrita com referência aos desenhos em anexo dos quais: a Fig. 1 é uma vista em planta de uma embarcação que inclui um aparelho de estabilização de acordo com o invento; a Fig. 2 é uma vista em alçado lateral da embarcação da Fig. 1; a Fig. 3 é uma vista em alçado frontal da embarcação das Figs. 1 e 2; a Fig. 4 é uma vista em planta de uma embarcação que tem uma primeira disposição de estabilização alternativa; a Fig. 5 é uma vista em alçado lateral da embarcação da Fig. 4; 11

ΕΡ 1 670 676/PT a Fig. 6 é uma vista em planta de uma embarcação que tem uma segunda disposição de estabilização alternativa; a Fig. 7 é uma vista em alçado lateral da embarcação da Fig. 6; é uma vista em planta de um tubo de uma vista em alçado lateral do tubo da Fig. a Fig. 8 estabilização; a Fig. 9 é a Fig. 10 é uma vista em secção transversal de um tubo de estabilização que tem uma construção alternativa; a Fig. 11 é uma vista em secção transversal de um tubo de estabilização que tem uma segunda construção alternativa; a Fig. 12 é uma vista em secção transversal de um tubo de estabilização que tem uma terceira construção alternativa; e a Fig. 13 é um gráfico que mostra o efeito da disposição de estabilização no grau e no período do movimento de balanço.

As Figs. 1, 2 e 3 mostram uma embarcação 2 que tem uma popa 4, uma proa 6, um bombordo 8, um estibordo 10 e um convés 12. Encontram-se suspensos a partir da embarcação quatro tubos 14, dois tubos próximos do bombordo 8 e dois tubos próximos do estibordo 10. Um tubo 14a de bombordo está localizado próximo da proa da embarcação. Um tubo 14b de bombordo está localizado próximo da popa da embarcação. Um tubo 14c de estibordo está localizado próximo da proa da embarcação. Um tubo 14d de estibordo está localizado próximo da popa da embarcação. Cada tubo 14 está suspenso a partir da embarcação por duas correntes 16. As correntes 16 dos tubos opostos 14a, 14c e 14b, 14d estão ligadas próximo do centro do convés 12. Tal como mostrado nos desenhos os tubos estão dispostos com os seus eixos longitudinais na horizontal. 12

ΕΡ 1 670 6 76/PT

Zonas de assentamento 18 localizadas na orla entre o convés 12 e o bombordo 8 e o convés 12 e o estibordo 10 suportam as correntes 16. Isto garante que as correntes 16 permanecem afastadas dos lados da embarcação mesmo quando a embarcação balança uma determinada quantidade.

Cada tubo 14 é substancialmente cilíndrico. Cada tubo inclui um número de tanques de lastro (não mostrados) que podem ser lastrados e deslastrados de forma separada, o que, deste modo, permite que a massa dos tubos 14 na água seja controlada. Cada tubo 14 também inclui duas alhetas horizontais 22. As alhetas horizontais 22 impedem o movimento à velocidade dos tubos 14 no sentido vertical. À medida que a embarcação balança, o bombordo 8 e o estibordo 10 levantam e baixam alternadamente. À medida que o bombordo 8 se levanta, é necessário que os tubos 14a e 14b de bombordo se desloquem para cima e que a massa dos tubos e as alhetas salientes impeçam aquele movimento ascendente. Mais em particular, a necessária aceleração ascendente dos tubos está limitada pela inércia dos tubos, apesar dos tubos e das alhetas também serem resistentes à deslocação através da água a alta velocidade. Do mesmo modo, à medida que o estibordo 10 se levanta, é necessário que os tubos 14c e 14d de estibordo se desloquem para cima e que a massa dos tubos e das alhetas salientes impeçam aquele movimento para cima. Deste modo, o movimento de balanço da embarcação 2 é reduzido; o grau de balanço é reduzido e o período do movimento é aumentado, isto é, a frequência é reduzida.

Os tubos, correntes e zonas de assentamento podem ser ligados à embarcação no porto ou no mar. O diâmetro e comprimento de cada tubo são variáveis para se adequarem à aplicação. O material utilizado para construir o tubo é variável e irá depender da massa desejada de cada tubo. A massa de cada tubo afecta a aceleração dos tubos através da água. O número de tanques de lastro em cada tubo é variável e os tubos são concebidos para serem lastráveis no convés para que os tubos possam ser facilmente rebocados na água para facilitarem o transporte. A secção transversal dos tubos também é variável (ver Figs. 10 a 12). Os tubos podem 13

ΕΡ 1 670 676/PT ter extremidades cónicas a fim de facilitarem o transporte. O comprimento das correntes também é variável. A dimensão e a forma das alhetas são variáveis e as alhetas podem ser articuladas em relação ao tubo para que, à medida que o tubo se desloque para cima na vertical as alhetas se projectem na horizontal para impedirem o movimento para cima, mas à medida que o tubo se desloca na vertical para baixo as alhetas articulam para dentro de modo a não impedirem o movimento descendente. A dimensão e a forma das alhetas afecta a velocidade dos tubos através da água.

Numa concretização, os tubos têm 40 m de comprimento, com extremidades cónicas e 5 m de diâmetro. Cada tubo pesa 200 toneladas e compreende dez tanques de lastro separados. Cada tubo tem duas alhetas salientes de 75 cm, as quais se prolongam ao longo de todo o tubo e cones. Os tubos podem ser suspensos 25 m abaixo da linha de água.

As Figs. 4 e 5 mostram uma disposição alternativa para os tubos na embarcação. Isto é conhecido como a disposição assimétrica. Neste caso dois tubos 14 são suspensos próximo do bombordo 8 e um tubo é suspenso próximo do estibordo 10. Um tubo de bombordo 14a está localizado próximo da proa da embarcação e um tubo de bombordo 14b está localizado próximo da popa da embarcação. O tubo de estibordo 14c está localizado a meio da embarcação. Com certeza, poderiam existir em alternativa dois tubos a estibordo e apenas um tubo a bombordo.

As Figs. 6 e 7 mostram outra disposição alternativa para os tubos na embarcação. Esta é conhecida como a disposição em escada. Neste caso dois tubos 14 estão suspensos próximo do bombordo 8 e dois tubos estão suspensos próximo do estibordo 10. Um tubo de bombordo 14a está localizado próximo da proa da embarcação e um tubo de bombordo 14b está localizado próximo da popa da embarcação. Ambos os tubos de estibordo estão localizados a meio da embarcação, estando o segundo tubo de estibordo 14d suspenso por baixo do primeiro tubo de estibordo 14c. Com certeza, poderia existir, em alternativa, dois tubos a meio da embarcação no bombordo, um tubo na popa no estibordo e um tubo na proa no estibordo. 14

ΕΡ 1 670 6 76/PT

Também são consideradas disposições alternativas, as quais não estão ilustradas explicitamente, por exemplo uma disposição em escada dupla com dois tubos a meio da embarcação no bombordo e dois tubos a meio da embarcação no estibordo.

As Figs. 8 e 9 mostram os tubos 14 com maior detalhe. Cada tubo 14 tem duas alhetas horizontais 22 que se projectam a partir do tubo 14. Cada tubo 14 também tem pontos de levantamento 24 mostrados de forma esquemática nas Figs. 8 e 9. No tubo 14 mostrado na Fig. 9 existem quatro pontos de levantamento 24, dois no lado superior do tubo e dois no lado inferior. Os dois pontos de levantamento 24 no lado superior permitem que as correntes 16 sejam fixas para suspenderem os tubos da embarcação. Os dois pontos de levantamento 24 no lado inferior são apenas úteis quando o tubo é utilizado na disposição em escada mostrada nas Figs. 6 e 7. No entanto, em muitos casos, é vantajoso que todos os tubos tenham quatro pontos de levantamento 24 para que a construção de cada tubo seja a mesma e qualquer tubo possa ser utilizado em qualquer aplicação.

As Figs. 10 e 11 mostram um tubo 14 que tem uma secção transversal quadrada. Uma secção transversal destas dá ao tubo uma maior arrasto através da água. Na Fig. 10, as alhetas horizontais projectam-se a partir do lado dos tubos quadrados. Na Fig. 11, as alhetas horizontais projectam-se a partir da base dos tubos quadrados. A Fig. 12 mostra um tubo 14 com uma secção transversal triangular. Uma secção transversal destas dá ao tubo maior arrasto quando se move verticalmente para cima mas arrasto reduzido quando se move verticalmente para baixo. À medida que a embarcação balança, o bombordo e o estibordo sobem e descem de forma alternada. À medida que o bombordo desce, é necessário que os tubos de bombordo se desloquem para baixo através da água. É, por conseguinte, vantajoso se existir um arrasto tão pequeno quanto possível no sentido descendente. Ao contrário, quando o bombordo sobe, é necessário que os tubos de bombordo resistam ao movimento ascendente através da água. É, por conseguinte, vantajoso se existir um arrasto tão grande quanto possível no sentido ascendente. 15

ΕΡ 1 670 676/PT

Outras formas de secção transversal também podem ser consideradas e estas formas têm diferentes efeitos na velocidade e na aceleração dos tubos na água, enquanto a embarcação balança. É particularmente vantajoso que o tamanho e a forma dos tubos tenham em conta a utilização dos tubos em outras aplicações. Além disso, deverá ser considerada a armazenagem dos tubos. Por exemplo, no campo do gás e petróleo ao largo da costa, os tubos podem ser armazenados na horizontal no convés de uma estrutura estacionária, numa embarcação ou em terra. Em alternativa, os tubos podem ser armazenados no mar quando os mesmos não estão a ser utilizados. Os mesmos podem, por exemplo, estar armazenados na horizontal no fundo do mar, de preferência com uma bóia flutuante de aviso no mar acima dos mesmos, ou um grupo de tubos pode ser rodado para posições verticais, unidos em conjunto e ancorados no mar numa disposição flutuante com partes dos tubos a projectarem-se para cima acima da superfície e partes submersas abaixo da superfície.

Quando se considera o efeito do aparelho de estabilização no movimento de balanço da embarcação, existem dois factores a considerar: a frequência do movimento de balanço e a amplitude do movimento de balanço. A frequência natural do balanço depende da massa do sistema, uma vez que, à medida que a massa dos tubos aumenta, o período natural do movimento de balanço da embarcação aumenta. A amplitude do balanço está dependente das forças de amortecimento aplicadas ao sistema e à medida que a força de amortecimento aumenta, a amplitude diminui, isto é, a amplitude depende da geometria dos tubos. Deste modo, à medida que o diâmetro dos tubos e a dimensão das alhetas aumenta, a amplitude do movimento de balanço da embarcação diminui.

Com referência à Fig. 13, o efeito do aparelho de estabilização pode ser visto de forma muito clara. A Fig. 13 mostra a amplitude de balanço como uma função do período do movimento de onda aplicado. O eixo dos x mostra o período em segundos e o eixo dos y o balanço RAO em grau/m. O gráfico de cima é o caso base, isto é, a embarcação sem qualquer aparelho de estabilização. Pode ser visto que o período 16

ΕΡ 1 670 676/PT natural da embarcação está próximo de 10 s. O gráfico do meio é um caso médio onde a embarcação está equipada com o aparelho de estabilização no qual os tubos têm um diâmetro de 3 m e as alhetas se projectam 500 mm. Pode ser visto que o período natural da embarcação está próximo de 11 s. O gráfico de baixo é mais um caso onde a embarcação está equipada com o aparelho de estabilização no qual os tubos têm um diâmetro de 5 m e as alhetas se projectam 500 mm. Pode ser visto que o período natural da embarcação está próximo de 12 s.

Deste modo, pode ser visto de forma clara da Fig. 13 que o efeito do aparelho de estabilização é para reduzir a amplitude do movimento de balanço da embarcação (isto é, o pico das curvas decresce) e para aumentar o período do movimento de balanço da embarcação (isto é, o pico das curvas desloca-se para a direita na direcção do x). A descrição acima está algo simplificada e, como referido anteriormente, existem muitas outras variáveis que afectam a amplitude e o período do movimento de balanço, por exemplo, a forma de secção transversal dos tubos e a dimensão e forma das alhetas.

Apesar de certas concretizações específicas do invento terem sido descritas, deverá ser entendido que muitas variações são possíveis. Em particular, se os tubos 14 não estão a ser utilizados na estabilização de uma embarcação, os mesmos podem ser propostos para uma variedade de outras utilizações. Por exemplo, um tubo pode ser colocado a flutuar com o seu eixo longitudinal na horizontal e utilizado como uma bóia de amarração. Em alternativa, o mesmo pode ser utilizado como um tanque de flutuação para transportar uma estrutura e pode também ser utilizado, depois de lastro adequado, para levantar uma estrutura do fundo do mar ou baixar uma estrutura para o fundo do mar.

Lisboa, 2010-10-26

Claims

ΕΡ 1 670 6 76/PT 1/3 REIVINDICAÇÕES 1 - Embarcação (2) que compreende uma primeira montagem de estabilização e uma segunda montagem de estabilização, compreendendo cada montagem de estabilização: pelo menos um corpo submergível pelo menos parcialmente oco (14) que compreende pelo menos um tanque de lastro; e meios de suspensão (16) para suspender o, ou cada, corpo por baixo da embarcação de modo que o, ou cada, corpo fique completamente submerso por baixo da linha de água da embarcação; estando a primeira e segunda montagem de estabilização suspensas a partir de lados substancialmente opostos da embarcação (2), em que os meios de suspensão da primeira montagem de estabilização estão ligados aos meios de suspensão da segunda montagem de estabilização.
2 - Embarcação (2) de acordo com a reivindicação 1, em que a primeira montagem de estabilização compreende: um primeiro corpo submergível pelo menos parcialmente oco e um segundo corpo submergível pelo menos parcialmente oco; primeiros meios de suspensão para suspender o primeiro corpo da embarcação; e segundos meios de suspensão para suspender o segundo corpo do primeiro corpo.
3 - Embarcação (2) de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, em que a segunda montagem de estabilização compreende: um primeiro corpo submergível pelo menos parcialmente oco (14) e um segundo corpo submergível pelo menos parcialmente oco (14); primeiros meios de suspensão para suspender o primeiro corpo da embarcação; e segundos meios de suspensão para suspender o segundo corpo do primeiro corpo. ΕΡ 1 670 676/PT 2/3
4 - Embarcação (2) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que os meios de suspensão (16) podem suportar cargas de tracção maiores do que 100 vezes as cargas que os mesmos podem suportar em compressão.
5 - Embarcação de acordo com a reivindicação 4, em que os meios de suspensão (16) compreendem órgãos flexíveis alongados.
6 - Embarcação (2) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que cada montagem de estabilização compreende ainda pelo menos uma alheta que se projecta a partir do ou de cada corpo.
7 - Embarcação (2) de acordo com a reivindicação 6, em que a pelo menos uma alheta pode articular em relação ao, ou a cada, corpo para restringir o movimento ascendente do corpo através da água mais do que no movimento descendente.
8 - Embarcação (2) de acordo com qualquer reivindicação precedente, que também compreende uma ou mais zonas de assentamento (18) para fixar à embarcação, para suportar os meios de suspensão (16).
9 - Embarcação (2) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que a embarcação compreende um convés e os meios de suspensão da primeira montagem de estabilização estão ligados aos meios de suspensão da segunda montagem de estabilização próximo do centro do convés.
10 - Embarcação (2) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que apenas cargas verticais estão dispostas para serem transferidas dos meios de suspensão (16) para a embarcação.
11 - Aparelho para reduzir o movimento da embarcação que compreende uma primeira montagem de estabilização e uma segunda montagem de estabilização, compreendendo cada montagem de estabilização: ΕΡ 1 670 6 76/PT 3/3 pelo menos um corpo submergível pelo menos parcialmente oco (14) que inclui pelo menos um tanque de lastro; e meios de suspensão (16) para suspender o, ou cada, corpo da embarcação, de modo que o, ou cada, corpo fique completamente submerso abaixo da linha de água da embarcação; sendo a primeira e a segunda montagem de estabilização adequadas para se localizarem em porções substancialmente opostas da embarcação, em que os meios de suspensão da primeira montagem de estabilização estão ligados aos meios de suspensão da segunda montagem de estabilização.
12 - Aparelho de acordo com a reivindicação 11, em que cada montagem de estabilização também compreende pelo menos uma alheta que se projecta a partir do ou de cada corpo.
13 - Aparelho de acordo com a reivindicação 12, em que a pelo menos uma alheta pode articular em relação ao, ou a cada, corpo para restringir o movimento do corpo através da água num sentido mais do que noutro sentido. Lisboa, 2010-10-26