PT1771359E - Controle da evaporação no armazenamento de água - Google Patents

Description

ΡΕ1771359 1 DESCRIÇÃO "CONTROLE DA EVAPORAÇÃO NO ARMAZENAMENTO DE ÁGUA"

Esta invenção refere-se a um módulo para uma cobertura flutuante para reduzir a perda de água por evaporação particularmente em grandes armazenamentos de água.

Antecedentes da invenção

Em regiões de alta evaporação e chuvas sazonais a perda de água em grandes armazenamentos abertos devido à evaporação é elevada e é dificil de controlar. 0 controle da evaporação em áreas relativamente pequenas de alguns hectares ou menos é geralmente obtido com uma cobertura sobre a superfície total e ancorada nas extremidades. 0 Pedido de Patente Australiana N° 198429445 divulga um cobertor de supressão da evaporação da água constituído por segmentos flutuantes interligados a partir do corte de pneus cortados ortogonalmente ao eixo do pneu e montados em matriz paralela ou alternada. 0 Pedido de Patente Australiana N° 199964460 2 ΡΕ1771359 divulga uma cobertura modular flutuante para evitar a perda de água em grandes armazenamentos de água através do processo natural de evaporação. Composta por unidades modulares unidas por correias ou laços, fabricadas a partir de polipropileno impermeável de multi-filamentos, materiais soldados em conjunto para formar uma placa com mangas. As mangas são cheias com dispositivos de flutuação de poliestireno ou de poliuretano para proporcionar flutuação e rigidez às coberturas. 0 Pedido de Patente Australiana N° 200131305 divulga uma cobertura flutuante com uma grelha flutuante ancorada nas paredes do perímetro do reservatório, e que flutua sobre o nível do líquido no interior do reservatório. Uma membrana impermeável flexível está fixada às paredes do perímetro e é colocada de forma folgada sobre a grelha flutuante. O Pedido de Patente Internacional WO 02/086258 divulga uma cobertura laminada para a redução da taxa de evaporação de uma massa de água, a cobertura compreende, pelo menos, uma camada de material que reflecte relativamente o calor, e uma segunda camada de um material que absorve relativamente a luz.

Estes dispositivos da técnica anterior estão restritos à cobertura de áreas limitadas pela sua inerente: • rigidez dinâmica na superfície da água • necessidade de um mecanismo de fixação entre os módulos e/ou fixação ao perímetro do armazenamento da 3 ΡΕ1771359 água • necessidade de serem ancorados e mantidos pressionados durante ventos fortes. A Patente Internacional WO 98/12392 divulga uma cobertura modular para grandes áreas constituída por um corpo flutuante poligonal plano em que as faces do corpo flutuante têm paredes verticais parcialmente submersas com bordos laterais. 0 dispositivo tem uma cobertura arqueada com um furo na cobertura superior para a troca de ar. Embora a profundidade da parede seja grande em condições de ondas altas e ventos locais de superfície elevados as coberturas podem ser arrancadas da superfície da água e viradas. A Publicação da Patente Espanhola N° . 2189894 e a Publicação da Patente Britânica 1008495 divulgam corpos flutuantes para cobrir superfícies de água para evitar a evaporação da água. A Publicação da Patente Alemã N° 19960001 divulga um corpo flutuante para cobrir uma piscina e aquecer a água da piscina utilizando a radiação do sol.

Breve descrição da invenção A presente invenção proporciona um módulo para uma cobertura flutuante de água que compreende a) uma secção superior que define uma superfície superior; b) uma secção inferior que define uma 4 ΡΕ1771359 superfície inferior; c) uma câmara definida pela superfície superior e pela superfície inferior; d) aberturas na dita superfície inferior para permitir a entrada de água para dentro da dita câmara para proporcionar lastro para cada módulo; e) aberturas na dita superfície superior para permitir que o ar flua para dentro e para fora da dita câmara, dependendo do nível da água no interior da dita câmara; e f) meios de flutuação localizados na periferia do dito módulo, em que a secção superior e a secção inferior são configuradas para serem seladas uma à outra e assim formarem a câmara e os meios de flutuação. A presente invenção também proporciona um processo de fabrico de um módulo para uma cobertura flutuante de água que compreende: a) proporcionar uma secção superior que define uma superfície superior; b) proporcionar uma secção inferior que define uma superfície inferior; c) selar a secção superior e a secção inferior uma à outra de modo a formar uma câmara e meios de flutuação, pelo que a câmara é definida pela superfície superior e pela superfície inferior, estando os ditos meios de flutuação localizados na periferia do dito módulo; d) proporcionar aberturas na superfície inferior para permitir a entrada de água para dentro da câmara para proporcionar lastro; e) proporcionar aberturas na superfície superior para permitir que o ar flua para dentro e para fora da 5 ΡΕ1771359 câmara, dependendo do nível da água no interior da câmara. A presente invenção também proporciona um kit para o fabrico de um módulo para uma cobertura flutuante de água que compreende: uma secção superior que define uma superfície superior com aberturas para permitir o fluxo de ar; uma secção inferior que define uma superfície inferior com aberturas para permitir a entrada de água; em que a secção superior e a secção inferior estão configuradas para serem seladas uma à outra e em que, quando seladas uma à outra, a secção superior e a secção inferior estão configuradas para formarem uma câmara e meios de flutuação, sendo a câmara definida pela superfície superior e pela superfície inferior, estando os ditos meios de flutuação localizados na periferia do dito módulo; a superfície inferior compreende aberturas para permitir a entrada de água para dentro da câmara para proporcionar lastro; e a superfície superior compreende aberturas para permitir que o ar flua para dentro e para fora da câmara, dependendo do nível de água no interior da câmara. A provisão de uma câmara fechada garante que a água dentro da câmara funciona como lastro de modo a evitar que o módulo seja facilmente soprado ao redor ou virado. 0 módulo pode também incluir paredes laterais dispostas entre as superfícies superior e inferior. As aberturas na superfície inferior são suficientemente grandes para permitir que a água rapidamente flua para dentro da câmara quando o módulo é colocado no armazenamento de água, mas 6 ΡΕ1771359 suficientemente pequenas para permitir que a drenaqem ocorra lentamente. Esta é uma diferença fundamental entre a presente invenção e o dispositivo divulqado no documento WO 98/12392. A forma do módulo é escolhida para proporcionar uma grande superfície de cobertura e a periferia é poligonal, sendo o número de lados determinado pela aplicação para permitir a arrumação dos módulos na superfície da água. a) A periferia em forma hexagonal permitirá uma disposição em forma de xadrez com um arranjo de arrumo mais próximo e dará uma cobertura de mais de 90% sobre a massa de água. b) A periferia em forma octogonal permitirá uma disposição em forma de xadrez com espaços retangulares entre os módulos e dará uma cobertura de cerca de 82% sobre a massa de água c) Em todos os casos, a dimensão da secção de corda do módulo é de preferência de 1,2 metros. Embora seja possível ligar os módulos entre si, é preferível não ter nenhuma interligação entre os módulos para tornar simples a fabricação e a instalação. Em utilização, os módulos tenderão a acumularem-se numa área ditada pelos ventos predominantes e a área coberta vai depender do número de módulos usados. A forma dos módulos individuais e o movimento entre eles irão conservar o armazenamento de água ao limitar a evaporação da água sem interferir com a 7 ΡΕ1771359 aquacultura porque uma área suficiente será exposta de forma a permitir a oxigenação da água. É possivel usar cordas ou cabos para restringir um grupo de módulos a um determinado local.

Num modelo de realização preferido, as superfícies superior e inferior são idênticas com idênticas aberturas para a entrada e a saida da água e do ar. Isto torna a instalação mais fácil uma vez que os módulos não têm de ser colocados com uma determinada superfície para cima. Idealmente, os módulos podem ser empurrados lateralmente para a água para acelerar o enchimento com água de lastro.

As superfícies superior e inferior podem ser caneladas para fortalecer o corpo e facilitar o fluxo de fluido sobre a superfície. De preferência, as cristãs e vales da superfície canelada formam um padrão de estrela multipontas na superfície que é eficaz como um aerofólio omnidireccional elevador do vento.

As secções superior e inferior complementares permitem que os módulos sejam fabricados no local, para evitar a necessidade de transporte desde o local de fabrico. A moldagem por sopro ou a termoformação são processos de fabrico preferidos porque o equipamento de moldagem por sopro ou de termoformação é capaz de ser transferido e montado em instalações temporárias no local. 8 ΡΕ1771359 0 fabrico no local do módulo minimiza os custos de instalação.

Num modelo de realização preferido, o módulo: a) é construído por um processo Standard de moldagem por sopro ou por termoformação; b) incorpora um estabilizador de UV misturado com o material plástico de moldagem. A formulação determina a vida de exposição do módulo; c) é, de preferência, de cor branca para reflectir o máximo possível de luz e calor para manter a água fresca e a pressão de vapor de água tão baixa quanto possível.

Descrição detalhada da invenção

Diversos modelos de realização da invenção serão descritos com referência aos desenhos nos quais: A figura 1 é uma vista em perspectiva de um primeiro modelo de realização que não faz parte da invenção; a figura 2 é uma perspectiva de topo de uma vista explodida do modelo de realização da figura 1; a figura 3 é uma vista lateral e vista lateral esquemática do modelo de realização da figura 1; a figura 4 é uma vista de topo em perspectiva de um segundo modelo de realização de acordo com ΡΕ1771359 9 esta invenção; a figura 5 é uma vista isométrica de topo de um segundo modelo de realização de acordo com esta invenção; a figura 6 é uma perspectiva de topo de uma vista explodida do modelo de realização da figura 5; a figura 7 é uma vista lateral e vista lateral esquemática do modelo de realização da figura 5; a figura 8 é uma vista em plano de topo de um terceiro modelo de realização que não faz parte da presente invenção; a figura 9 é uma vista lateral esquemática do modelo de realização da figura 8; a figura 10 é uma vista lateral do modelo de realização da figura 8. a figura 11 é uma perspectiva de topo de uma vista explodida do modelo de realização da figura 8; a figura 12 é uma vista em corte do interior do modelo de realização da figura 8; a figura 13 é uma vista isométrica de topo do modelo de realização da figura 8, com os dedos de flutuação cobertos; a figura 14 é uma vista explodida de topo do modelo de realização da figura 8, com o deflector inserido; a figura 15 é uma vista isométrica de quatro módulos octogonais dispostos com um arranjo de arrumo mais próximos uns dos outros do modelo de 10 ΡΕ1771359 realização da figura 8; a figura 16 é uma vista isométrica de topo de um quarto modelo de realização hexagonal de acordo com esta invenção; a figura 17 é uma vista lateral direita do modelo de realização da figura 16; a figura 18 é uma vista em secção lateral frontal do modelo de realização da figura 16 com bolsas de flutuação alargadas; a figura 19 é uma vista isométrica explodida do modelo de realização da figura 16; a figura 20 é uma vista isométrica de topo de um quinto modelo de realização de acordo com a invenção; a figura 21 é uma vista lateral do modelo de realização da figura 20.

Num primeiro modelo de realização, como mostrado na figura 1 e 2, o módulo é formado de 3 componentes presos

uns aos outros com grampos. 0 módulo é uma pirâmide em forma octogonal, com duas câmaras. A secção superior 11 forma uma câmara de flutuação selada com o separador 12 . A câmara de flutuação 18 pode ser cheia com uma espuma para aumentar a resistência do módulo e garantir a flutuação em caso de perfuração. A secção inferior 13 tem orifícios de acesso 14 para a água nos seus lados e o orifício de fundo 17, de modo que a câmara da água de lastro formada pelo separador 12 e pela secção inferior 13 pode ser cheia de água quando o módulo é colocado na água. Os orifícios de 11 ΡΕ1771359 acesso 14 e 17 são suficientemente grandes para permitir que a água flua para a câmara e para permitir a passagem limitada de água mantendo-o fresco, e ao mesmo tempo suficientemente pequenos para restringir a drenagem. A inclinação longitudinal da superfície superior é desenhada de forma a permitir que a chuva e os detritos caiam. As 3 secções podem ser ligadas umas às outras utilizando grampos 15 ou, alternativamente, elas podem ser soldadas para formar vedações estanques.

Num segundo modelo de realização mostrado nas figuras 4 a 7, o módulo tem uma câmara central de lastro com entrada para o ar e para a água de lastro e um anel de flutuação periférico. A superfície superior 21 e a superfície inferior 22 são seladas uma à outra pela flange periférica ou colar 24 ao qual o anel de flutuação 25 está ligado. Orifícios de acesso à água 23 são proporcionados na secção inferior 22, de modo que a câmara formada pelas secções 21 e 22 enche-se de água e permite a passagem limitada da água mantendo-a fresca, enquanto proporciona também água de lastro para o módulo. Os orifícios de acesso à água 23 são suficientemente grandes para permitir que a água flua para dentro da câmara, mas suficientemente pequenos para restringir a drenagem. Orifícios para o ar 26 são proporcionados no colar 24 para proporcionar ventilação aos orifícios de acesso à água 23, e equalizar a pressão, durante as rajadas de vento, entre a câmara superior e a câmara inferior. As secções 21 e 22 são formadas de materiais estáveis Ultra Violeta (UV) que podem ser 12 ΡΕ1771359 moldados por sopro, termoformados ou moldados por injecção. 0 interior da pirâmide octogonal submersa formada pela secção 22 quando inundada tem um orifício de drenagem restrito 28 que mantêm a água como lastro e um volume interior maior do que o da pirâmide octogonal superior para evitar o levantamento do módulo em áreas do ventos fortes. 0 toro octogonal exterior 25 tem uma inclinação longitudinal externa de 30°, o que inibe os módulos de se empilharem uns em cima dos outros durante a exposição às intempéries e situações de ventos fortes. Ambas as pirâmides octogonais interiores têm uma inclinação longitudinal externa desenhada de forma a permitir que a chuva e os detritos deslizem para fora do módulo. O terceiro modelo de realização mostrado nas figuras 8 a 15 propociona um módulo com as secções superior e inferior idênticas de modo que ambas as superfícies podem ser submersas. O módulo é moldado por sopro ou termoformado com as superfícies 31 e os bordos laterais 32. Para ajudar na formação de uma câmara de lastro as duas superfícies estão afastadas e reforçadas pelos dedos ou câmaras de flutuação 33, que podem ser formadas durante moldagem e depois seladas para proporcionar flutuabilidade suficiente aos módulos. As câmaras de flutuação 33 são desenhadas para proporcionar ao módulo flutuação horizontal na superfície da massa de água. Os bordos laterais 32 podem incorporar orifícios de ventilação 35 para a entrada e saída de ar e água. Os bordos laterais 32 são desenhados de forma a 13 ΡΕ1771359 reduzir o desgaste dos módulos ao vento e às pancadas da água ao serem 90% submersos e, por conseguinte, servirem de amortecedores da água. As superfícies dos módulos são caneladas, com cristãs 34 e vales 35 para reduzir o levantamento em condições de ventos fortes. As cristãs 34 podem ser lineares ou de secção curva, dependendo das condições de vento. Os vales 35 têm um secção curva exponencial ou parabólica. A combinação das cristãs e vales forma um padrão do tipo estrela na superfície sendo eficaz como um aerofólio omnidireccional elevador do vento. O controle do lastro em condições meteorológicas extremas pode ser efectuado colocando um deflector 36 dentro do módulo. 0 deflector tem orifícios 37 através dele, que fornecem acesso limitado às partes agora superior e inferior do módulo. O deflector reduz ainda mais o levantamento do módulo ao restringir a distribuição do lastro horizontal do módulo.

Os módulos são geralmente de 1,2 metros e a flutuação e forma da câmara interior permite ao lastro ser da ordem dos 150 kg. O quarto modelo de realização de acordo com a invenção mostrado nas figuras 16 a 19 proporciona um módulo com secções superior e inferior idênticas de modo que qualquer superfície pode ser submersa como com o anterior terceiro modelo de realização. A forma hexagonal permite que os módulos sejam arrumados mais próximos uns dos outros 14 ΡΕ1771359 sobre uma superfície de barragem do que com os módulos octogonais. Estes são particularmente úteis onde a qualidade da água e arejamento não é tão importante. 0 módulo é especificamente desenhado para ser termoformado no local por um processo simples usando uma instalação de termoformação de dupla face, transportável e propositadamente concebida para o efeito. As placas de polímero podem ser de camada simples ou de preferência de camada dupla. A camada superior com uma mistura base ("masterbatched") de óxido de titânio para produzir uma camada branca (e daí reflectora da luz), a camada inferior com uma mistura base de carbono para melhorar a opacidade UV do polímero. Ambas as misturas base do polímero também são misturadas com estabilizadores UV para prolongar a vida de exposição do polímero. 0 desenho deste modelo de realização é semelhante ao do terceiro modelo de realização, excepto que os dedos ou câmaras de flutuação 33 foram transferidas do interior do módulo para o perímetro como bolsas 40. As câmaras piramidais superior e inferior deste modelo de realização têm mais dobras (ou ondulados), mostradas como cristãs 37 e vales 38, para aumentar a resistência do módulo. O gradiente dos vales 43 aumenta à medida que o vale se aproxima do vértice 42 do dispositivo, especificamente desenhado para reduzir o levantamento durante condições de ventos fortes. A combinação das cristãs e vales forma um padrão do tipo estrela multipontas na superfície, sendo eficaz como um aerofólio omnidirecional elevador do vento. O perímetro 46, circundante do casco de flutuação 45 da bolsa superior e da 15 ΡΕ1771359 bolsa inferior do módulo, é selado por calor e compressão no processo de termoformação para produzir a bolsa de flutuação 40. O vértice do perímetro do cordão da parede 49 pode incorporar orifícios de ventilação para a entrada e a saída de ar e água. Os bordos 47 das partes superior e inferior do módulo são selados uns aos outros no processo de termoformação criando a cavidade interior 48 do módulo. O modelo de realização das figuras 20 e 21 é um outro módulo hexagonal adaptado para ser termoformado a partir de grandes placas de polietileno de alta densidade (HDPE) . As duas porções dos módulos são idênticas. As placas podem ser tão finas como 0,5 mm e formadas em duas metades idênticas numa unidade de dois moldes e, em seguida, prensadas e soldadas por calor na periferia. Cada um dos lados do módulo tem uma bolsa de flutuação 52. A bolsa de flutuação garante que os módulos ficam salientes da superfície da água quando a parte inferior do módulo é cheia com água de lastro. As superfícies do módulo são reforçadas por uma série de nervuras em relevo 53 de aproximadamente 5 mm quadrados. Estas nervuras 53 irradiam a partir dos lados em direcção ao núcleo central 55. Os dois núcleos 55 incorporam orifícios para a entrada de água ou ar. Em outros aspectos os módulos mostrados nas figuras 20 e 21 funcionam de forma semelhante aos modelos de realização descritos anteriormente.

Para grandes e remotos armazenamentos de água os módulos de cada um dos modelos de realização podem ser 16 ΡΕ1771359 fabricados no local utilizando uma instalação transportável de moldagem por sopro, e/ou de termoformação que pode ser montada num edifício temporário. Por exemplo, o modelo de realização das figuras 20 e 21 pode ser feito por uma máquina de termoformação, que tem duas cavidades de molde, montada num reboque baixo que pode ser transportado para o armazenamento de água. Os módulos moldados podem então ser colocados na água e serão cheios com lastro para proporcionar a cobertura da água e reduzir a evaporação. Uma vez que uma proporção significativa da superfície da água é coberta as poupanças de evaporação são significativas. Os módulos são feitos de materiais poliméricos resistentes ao clima e terão uma vida útil de pelo menos 10 anos.

Do acima exposto, pode ser visto que a presente invenção proporciona uma solução única para o controle da evaporação da água. Os peritos na técnica também vão perceber que esta invenção pode assumir muitas formas para além daquelas descritas sem se afastarem dos ensinamentos essenciais este invenção, tal como definido nas reivindicações anexas

Lisboa, 20 de Fevereiro de 2013

Claims (13)

1. ΡΕ1771359 1 REIVINDICAÇÕES 1. Um módulo para uma cobertura flutuante de água que compreende a) uma secção superior que define uma superfície superior; b) uma secção inferior que define uma superfície inferior; c) uma câmara (18,48) definida pela superfície superior e pela superfície inferior; d) as aberturas (14,17,23,38) na dita superfície inferior para permitir a entrada de água para dentro da dita câmara para proporcionar lastro para cada módulo; e) as aberturas (26,38) na dita superfície superior para permitir que o ar flua para dentro e para fora da dita câmara (18) dependendo do nível de água no interior da dita câmara; e f) meios de flutuação (25,33) localizados na periferia do dito módulo, em que a secção superior e a secção inferior estão configuradas para serem seladas uma à outra e assim formarem a câmara e os meios de flutuação.
2. 2. Um módulo para uma cobertura modular flutuante de água como reivindicado na reivindicação 1, no qual as 2 ΡΕ1771359 superfícies superior e inferior são funcionalmente idênticas.
3. 3. Um módulo para uma cobertura modular flutuante de água como reivindicado na reivindicação 1, no qual o meio de flutuação (25) é um anel flutuante localizado no perímetro do módulo.
4. 4. Um módulo como reivindicado na reivindicação 2, no qual o módulo tem uma pluralidade de lados e uma célula de flutuação (40) está localizada em cada lado.
5. 5. Um módulo como reivindicado na reivindicação 2, no qual o módulo tem uma pluralidade de lados e uma célula de flutuação (40) está localizada em cada canto entre os lados.
6. 6. Um módulo para uma cobertura modular flutuante de água como reivindicado na reivindicação 1, no qual a superfície superior é inclinada de modo a que a chuva ou detritos não permanecem sobre a superfície.
7. 7. Um módulo como reivindicado na reivindicação 2, no qual as superfícies superior e inferior são caneladas (35) ou têm nervuras (34) para reforçar as superfícies do módulo.
8. 8. Um módulo como reivindicado na reivindicação 2, no qual as superfícies superior e inferior definem uma 3 ΡΕ1771359 pirâmide hexagonal ou octogonal.
9. 9. Um módulo como reivindicado na reivindicação 2, que é feito por moldagem por sopro ou por termoformação.
10. 10. Uma cobertura modular flutuante para um armazenamento de água que consiste de uma pluralidade de módulos que compreende um módulo como definido em qualquer das reivindicações 1 a 9.
11. 11. Um processo de fabrico de um módulo para uma cobertura flutuante de água que compreende: a) proporcionar uma secção superior que define uma superfície superior; b) proporcionar uma secção inferior que define uma superfície inferior; c) selar a secção superior e a secção inferior uma à outra de modo a formar uma câmara (18,48) e meios de flutuação (25,33), pelo que a câmara (18,48) é definida pela superfície superior e pela superfície inferior, os ditos meios de flutuação (25,33) estão localizados na periferia do dito módulo; d) proporcionar aberturas (14,17,23,38) na superfície inferior para permitir a entrada de água para dentro da câmara (18,48) para proporcionar lastro; e) proporcionar aberturas (26,38) na superfície ΡΕ1771359 4 superior para permitir que o ar flua para dentro e para fora da câmara (18,43) dependendo do nivel da água dentro da câmara (18,43)
12. 12 . Um processo como reivindicado na reivindicação 11, em que a secção superior e a secção inferior são seladas uma à outra usando um processo de termoformação.
13. 13. Um kit para o fabrico de um módulo para uma cobertura flutuante de água que compreende: uma secção superior que define uma superfície superior com aberturas para permitir o fluxo de ar; uma secção inferior que define uma superfície inferior com aberturas para permitir a entrada de água; em que a secção superior e a secção inferior são configurados para serem seladas uma à outra e em que, quando seladas uma à outra, a secção superior e a secção inferior são configuradas de modo a formar uma câmara (18,43) e meios de flutuação (25,33), sendo a câmara (18,48) definida pela superfície superior e pela superfície inferior, estando os ditos meios de flutuação (25,33) localizados na periferia do dito módulo; a superfície inferior compreende aberturas (14,17,23,38) 5 ΡΕ1771359 para permitir a entrada de água na câmara (18,48) para proporcionar lastro; e a superfície superior compreende aberturas (26,38) para permitir que o ar flua para dentro e para fora da câmara (18.48) dependendo do nível de água no interior da câmara (18.48) . Lisboa, 20 de Fevereiro de 2013