WO1994009462A1 - Sistema de alarma de gas submarina - Google Patents

Abstract

Sistema de alarma de gas submarina, conformado por barrera (101, 201, 301) de protección de instalaciones marinas o submarinas, que genera señales de alerta cuando la barrera es franqueada. El sistema consta del básicamente de una o más unidades de mallas constituidas por conductos tubulares flexibles que admiten un fluido en su interior. Estas unidades de mallas están conectadas a medios de impulsión de fluidos (102, 202, 302), que mantienen una presión o un flujo en el fluido. Adicionalmente, el sistema está provisto de medios transductores (105) de presión o de flujo, los que emiten una señal a medios de control (106) cuando el parámetro de presión o de flujo varia más allá de los rangos preestablecidos el el sistema, en cuyo evento, los medios transductores activan medios de alarma.

Description

SISTEMA DE ALARMA DE GAS SUBMARINA

Se presenta un sistema de barrera de protección de instalaciones

marinas o submarinas, tales como centros de cultivo o de crianza de especies marinas, instalaciones industriales sumergidas, o lo similar. El sistema genera

señales de alerta cuando la barrera es franqueada.

En centros de cultivo de especies marinas, por ejemplo en criaderos de salmones, se producen grandes pérdidas por ataques de depredadores (especialmente por lobos marinos), hurtos y robos perpetrados por personas,

etc. A nivel nacional, la producción de truchas y salmones está alcanzando

las 60.000 toneladas al año y se producen pérdidas del orden del 10%, causadas principalmente por ataques de depredadores a los centros de crianza. En el caso del mercado de truchas y salmones para consumo humano, su valor es de unos 4,5 US$/Kg., es decir, las pérdidas en este mercado alcanzan los 27 millones de dólares anuales. Un ataque típico se produce cuando los lobos marinos destruyen las redes de las jaulas, satisfacen su apetito comiendo una pequeña cantidad de especímenes y el resto de los peces se escapa por el perforado de la malla. Hay dos tipos de cultivos marinos que han alcanzado cierta magnitud y que se encuentran expuestos a robos, hurtos y ataques por parte de depredadores.

Un primer tipo de cultivo, apropiado para peces, se realiza en jaulas formadas por redes que se disponen en torno a un marco flotante y están asociadas a puntos de anclaje. Estas jaulas son apropiadas para la crianza de peces. Un segundo tipo de cultivo, apropiado para moluscos, consiste

HOJA SUSTITUIDA simplemente en colgar sumergido una plurilidad de cuerdas a lo largo de las cuales se adhieren los moluscos. Este tipo de cultivo, que es el más rudimen¬ tario, se llama simplemente < < cultivo en líneas > > .

Un tercer tipo de cultivo, también apropiado para moluscos, se realiza

en redes tubulares sumergidas verticalmente, provistas de una pluralidad de separadores discoidales o pisos distribuidos verticalmente a lo largo de dicha malla tubular, formando celdas que contienen un cierto número de moluscos. Esta disposición de malla y separadores es conocida con el nombre de

< < linternas > > . Una variante de las < < linternas > > son los < < pemets > > , integrados por una serie de discos o pisos. Cada uno de estos discos poseen una envoltura cónica de malla, definiendo unidades cónicas de cultivo, las que se agrupan unas bajo las otras.

Tanto las jaulas como las < < linternas > > y los < < pernets > > están expuestos a los robos y hurtos por parte de buzos furtivos. El ataque de depredadores, en cambio, se focaliza principalmente en las jaulas, debido a que los depredadores usuales prefieren a los peces más que a los moluscos.

Las soluciones técnicas disponibles hasta ahora apuntan a proveer de medios persuasivos y/o de alarma frente a la ruptura de las mallas de las jaulas de cultivo. No se conocen medios de protección eficaces contra los robos o hurtos, a los que se encuentran expuestas principalmente las < < las líneas > > , < < linternas > > y < < pernets> > .

Un tipo de solución persuasiva del estado de la técnica consiste en instalar emisores de ultrasonido cubriendo el radio de las jaulas de cultivo. Estos emisores están constantemente emitiendo su señal, la que ahuyenta

H OJ A SU STI TU I DA a los depredadores naturales. Sin embargo, el ultrasonido afecta la conducta de las especies que se están cultivando, lo que se traduce en pérdida de peso

e incluso su muerte. Por otra parte, después de un tiempo, el permanente ultra sonido daña el oído de los depredadores produciéndoles sordera, de modo que el sistema no logra ahuyentarlos. Adicionalmente a estas

desventajas, el costo de estos sistemas es alto, del orden de los US$ 3.300 (FOB). Estos sistemas no surten efecto frente a la depredación humana

(robos y hurtos) debido a que nuestro oído no es sensible a los ultra sonidos.

Otro tipo de solución consiste en un sistema de mallas surcadas por fibras ópticas, provisto con respectivos fotosensores y medios de alarma.

Este tipo de sistemas se activan cuando, por ruptura de una o más fibras ópticas, ios foto sensores habilitan a los medios de alarma. Si bien estos sistemas son eficientes, tanto frente a intervenciones humanas (hurtos o robos) como frente a ataques de depredadores naturales, el costo es extremadamente alto ( US$ 5.000 FOB), además del alto costo de reparación una vez que se han cortado algunas fibras. Por otra parte, la mantención de este tipo de sistemas es difícil y complicada (remoción de algas y moluscos adheridos).

La invención, por el contrario, ofrece un sistema de barrera de protección que genera señales de alerta cuando la barrera es franqueada, resultando sencillo, fácil de mantener y de reducido costo. La invención resulta eficaz tanto para sistemas de cultivos en jaulas como para los sistemas de cultivo de moluscos, siendo eficaz también en otro tipo de instalaciones marinas. Básicamente, la invención consiste en formar una barrera constituida

| HO J A SU ?T IT U | _DA j por una malla o red hecha a partir de una o más tuberías flexibles, las que transportan o contiene un fluido, preferentemente agua o aire. Esta malla de

tuberías flexibles está conectada a medios impulsores de fluido, a medios

transductores de ciertos parámetros del fluido, tales como velocidad o

presión, los que comandan a medios de señales de alerta y/o a medios de registro de información para recopilar datos estadísticos respecto a la

ocurrencia de los ataques.

Para comprender mejor la invención, así como sus alcances y variantes obvias, se la describirá en base a los esquemas siguientes, los cuales tienen solamente un carácter ilustrativo y no limitativo.

La figura 1 representa un esquema general de una primera modalidad del sistema de la invención.

La figura 2 muestra un esquema general de una segunda modalidad del sistema de la invención. La figura 3 ilustra un esquema general de una tercera modalidad del sistema de la invención.

La invención se presenta según tres modalidades básicas, las que dependen del tipo de circuito fluido que integra el sistema. La primera modalidad considera un circuito del tipo abierto en un solo extremo del sistema, en el de entrada de fluido. La segunda modalidad contempla un circuito abierto en ambos extremos del sistema, para la entrada y la salida del fluido, respectivamente. La tercera modalidad del invento utiliza un circuito sustancialmente cerrado, el que contiene fluido.

En cualquiera de las tres modalidades, el sistema considera una red o malla formada a partir de uno o más tramos de tubería flexible por donde se

HOJA SUSTITUIDA inyecta un fluido el que, o bien permanece estático a una determinada presión, o bien circula por el circuito fluido, dependiendo de la modalidad de que se trate. El sistema cuenta también con medios transductores de

parámetros de presión del fluido, sean su presión dinámica o su parámetro,

según corresponda. Estos transductores detectan cualquier variación del parámetro de presión en el circuito (debido principalmente a alguna intromi¬

sión) y sus señales activan medios de alarma y/o de registro de información. La figura 1 corresponde a un esquema del sistema según la primera

modalidad de la invención, donde la barrera de protección está formada por una o más mallas 101 constituidas por el recorrido de uno o más tramos independientes de tubería flexible en las que se mantiene un fluido a presión. Cada uno de los eventuales tramos independientes de tubería están obturados en uno de sus extremos 1 10 y están conectados al resto del circuito fluido en su otro extremo 11 1. Medios impulsores de fluido 102, tales como un compresor o una bomba, se encargan de inyectar el fluido al circuito, succionándolo desde un medio de reservorio 103. El fluido puede ser agua, aire u otros.

El sistema puede sensar los cambios de presión producidos por ruptura de las tuberías, mediante uno o más transductores de presión 105 dispuestos en uno o más puntos del circuito fluido.

Si la instalación es pequeña y, por lo tanto la extensión de tubería que forma el circuito, incluidas la o las redes 101 , es pequeña, entonces será suficiente un solo transductor 105, dispuesto de preferencia a la salida de la bomba 102. Por el contrario, si la instalación es de cierta extensión, significativa

HOJA SUSTITUIDA para los efectos de pérdida de carga -en especial cuando se trata de un gas como el aire-, entonces resulta conveniente emplear varios transductores

105, dispuestos a lo largo del circuito.

En cualquier caso, el o los transductores 105 envían sus señales a una

unidad de control convencional 106 que compara las señales recibida y, si

alguna de ellas se encuentra por debajo o sobre un valor predeterminado, entonces genera una señal de salida que activa medios de alerta 107 y/o medios de registro de información 108 convencionales.

Cuando el sistema se encuentra en una situación estable, la unidad de control 106 no genera señales de salida, de modo que los medios de alerta 107 y medios de registro de información 108 se encuentran inactivos.

Cuando se produce un ataque ai sistema, reflejado en una ruptura de alguna de las tuberías, entonces la presión disminuye, siendo detectada por el o por los transductores 105 y la unidad de control 106 detectará una diferencia respecto de su valor de presión de referencia, activando a los medios de alerta 107 y, eventualmente, a los medios de registro de información 108.

Esta modalidad de la invención no causa anormalidad eficazmente cuando el sistema es violado mediante una obstrucción o estranguiamiento en algún tramo de la tubería, de manera que, si bien resulta eficaz contra el ataque de depredadores que rompen las tuberías, no constituye una protección segura contra la intervención humana cuando alguien estrangula la tubería en dos puntos y luego corta el tramo de tubería comprendido entre dichos puntos, manteniendo la estrangulación. La Fig. 2 esquematiza la segunda modalidad del sistema de la

HOJA SUSTITUIDA invención, correspondiente a un circuito abierto en ambos extremos.

En esta modalidad, la barrera de protección está también formada por

una o más mallas 201 constituidas por el recorrido de uno o más tramos independientes de tubería flexible en las que se mantiene un fluido circulan-

do. Cada uno de los eventuales tramos independientes de tubería están abiertos hacia una descarga de fluido en sus extremos 210 y están conectados al resto del circuito fluido en su otro extremo 21 1. Los extremos de descarga 210 están abiertos a un ambiente que se encuentra a una

presión sustancialmente diferente que la presión reinante en el entorno de las

mallas 210.

Similarmente que en el caso de la primera modalidad, este sistema cuenta con medios impulsores de fluido 202, que se encargan de hacer circular el fluido al circuito, succionándolo desde un medio de reservorio 203. El fluido puede ser agua, aire y otros. El sistema puede sensar los cambios de flujo producidos por ruptura o estrangulamiento de las tuberías, mediante uno o más transductores de flujo 205 dispuestos en uno o más puntos del circuito fluido.

La interconexión entre varias mallas 201 o entre diferentes elementos de tubería que forman estas mallas puede ser del tipo en serie o en paralelo. Por cada interconexión en paralelo -lo que implica una derivación del flujo- es necesario instalar un transductor 205.

Análogamente al caso de la primera modalidad, en esta segunda modalidad los transductores 205 envían sus señales a una unidad de control convencional 206 que compara las señales recibidas y, si alguna de ellas se encuentra por debajo q sobre un valor predeterminado, entonces genera una

HOJA SUSTITUIDA señal de salida que activa medios de alerta 207 y/o medios de registro de información 208 convencionales.

En operación, la unidad de control 206 de esta modalidad no genera

señales de salida cuando el sistema se encuentra estable, de modo que los

medios de alerta 207 y los medios de registro de información 208 se encuentran inactivos. Por el contrario, cuando se produce un ataque al sistema, ya sea en forma de una ruptura o de un estrangulamiento de alguna de loas tuberías, entonces la distribución de flujos de fluidos en los estrangu-

lamientos de alguna de las tuberías, entonces la distribución de flujos de fluidos en los diferentes tramos del sistema varía, siendo detectada esta variación por los diferentes transductores 205 y la unidad de control 206 detectará una diferencia respecto de sus valores de flujo de referencia para cada uno de los tramos, activando a los medios de alerta 207 y, eventual- mente, a los medios de registro de información 208. A diferencia de la primera modalidad de la invención, esta segunda modalidad resulta eficaz incluso cuando el sistema es violado mediante una obstrucción o estrangulamiento en algún tramo de la tubería puesto que, en estos casos, el flujo es suspendido en el tramo que está siendo manipulado.

La Fig. 3 esquematiza la tercera modalidad del sistema de la invención, correspondiente a un circuito fluido sustancialmente cerrado.

La diferencia principalmente entre la modalidad anterior y ésta radica en que, al ser el circuito fluido sustancialmente cerrado, las salidas 310 de las mallas 301 convergen a una entrada de retroalimentación 312 del circuito, donde se encuentra una válvula múltiple 314, de tres posiciones, la que se encarga de alimentar a un impulsor o bombo 302, sea desde un

HOJA SUSTITUIDA reservorio 303 o desde la entrada de retroalimentación 312.

Cuando el sistema se encuentra con las tuberías inicialmente vacías,

por ejemplo después de una mantención, es necesario que el impulsor 302 se alimente desde el reservorio 303 hasta que el circuito se encuentre

cebado.

La unidad de control 306 comanda a la válvula múltiple 314 para que el sistema funcione en circuito cerrado propiamente tal, cuando la presión detectada por el transductor de presión 316, ubicado entre dicha válvula y

el impulsor 302, alcance los niveles de operación. También es la unidad de control 306 la encargada de activar a los medios de alerta 307 y a los medios

de registro de información 308, cuando los transductores 305 acusan una diferencia en el flujo o en la presión del circuito.

Cualquiera de las tres modalidades, cuando emplean un gas como fluido (por ejemplo aire), ofrecen una característica adicional interesante, la que consiste en un efecto visual frente rupturas en algún punto del circuito fluido. Cuando se rompe la tubería en algún punto, el gas escapa en forma de burbujas las que, además de espantar a los intrusos, llegan a la superficie delatando visiblemente la zona afectada.

Por otra parte, las modalidades segunda y tercera tienen otra importante característica adicional, sea que utilicen un fluido liquido o gaseoso, la que consiste en un efecto de violento movimiento oscilante del cabo de tubería que ha sido cortada. Este efecto se puede asociar a golpes de látigo (o < < chicoteo > > ), golpeando dolorosamente a los intrusos. El violento movimiento de látigo se produce cuando la presión del fluido en el circuito del sistema es sensiblemente superior a la presión de su entorno, de

HOJA SUSTITUIDA manera que cuando se corta la tubería, se produce una propulsión a chorro del cabo cortando que tiende a alejarlo de su punto virtual de corte, hasta

que es frenado en su movimiento cuando alcanza una posición de máxima

tensión, invirtiéndose su movimiento por la misma propulsión a chorro.

Ciertas variaciones, simplificaciones y generalizaciones del sistema de la invención deberán ser consideradas obvias y, por tanto, incluidas en la

presente protección.

Resultan evidentes ciertas adecuaciones al sistema dependiendo de su particular aplicación, tales como flotadores, lastres, y todo lo necesario para mantener los diversos componentes en su posición de flotabilidad apropiada a su función. Así mismo, resultan triviales ciertas disposiciones de control, tales como válvulas de accionamiento manual o remoto, dispuestas en diferentes tramos del sistema, para facilitar las desconexión parcial de éste, por ejemplo para fines de mantención. Un tipo de variaciones obvias consiste en simplificar la o las mallas

101 , o 201 , o 301 , sustituyéndolas por simples tuberías, por ejemplo para formar las líneas colgantes para el cultivo de moluscos, o para formar barreras simples mantenidas en la superficie o a baja profundidad., para detectar la intromisión de embarcaciones en áreas de cultivo. Otro tipo de variante obvia puede consistir en activar de forma intermitente los medios de impulsión de fluido, con el objeto de ahorrar energía.

HOJA SUSTITUIDA

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de barrera de protección de instalaciones marinas o submarinas, tales como centros de cultivo o de crianza de especies marinas, instalaciones industriales sumergidas, o lo similar, el que genera señales de

alerta cuando dicho sistema de barrera es franqueado, CARACTERIZADO porque dicho sistema incluye, a lo menos, una unidad de malla constituida por uno o más conductos tubulares flexibles que admiten un fluido en su interior; estando conectadas dichas unidades de malla a medios de impulsión

de fluidos, convencionales, que mantienen una presión o un flujo en el fluido; contando dichas unidades de malla con medios transductores tradicionales de un parámetro del fluido, tal como presión o flujo, los que emiten una señas

a medios de control cuando dichos parámetro del fluido varía más allá de los rangos de calibración preestablecido; activando dicho medio de control a medios de alerta, tales como alarmas sonoras, o alarmas luminosas, o lo similar, o una combinación de ellas y, opcionalmente, activando a medios de registro de información.

2. Sistema de barrera de protección de instalaciones marinas o submarinas, tales como centros de cultivo o de crianza de especies marinas, instalaciones industriales sumergidas, o lo similar, el que genera señales de alerta cuando dicho sistema de barrera es franqueado, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el circuito fluido que forma dicho sistema es abierto en el extremo desde donde se impulsa el fluido, y es cerrado en el extremo opuesto, siendo el parámetro del fluido, a sensar por dicho transductores, la presión del fluido.

3. Sistema de barrera de protección de instalaciones marinas o

HOJA SUSTITUIDA submarinas, tales como centros de cultivo o de crianza de especies marinas, instalaciones industriales sumergidas, o lo similar, el que genera señales de alerta cuando dicho sistema de barrera es franqueado, según la reivindicación

1 , CARACTERIZADO porque el circuito fluido que forma dicho sistema es

abierto tanto en el extremo desde donde se impulsa el fluido, como en el

extremo opuesto, siendo el parámetro del fluido, a sensar por dichos transductores, el flujo del fluido.

4. Sistema de barrera de protección de instalaciones marinas o

submarinas, tales como centros de cultivo o de crianza de especies marinas, instalaciones industriales sumergidas, o lo similar, el que genera señales de alerta cuando dicho sistema de barrera es franqueado, según la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el circuito fluido que forma dicho sistema es sustancialmente cerrado, de modo que, antepuesta al medio impulsor de fluido, se encuentra una válvula de tres posiciones que inicialmente abre el circuito para alimentarlo desde un reservorio y cuando se alcanzan las condiciones de operación, la válvula, comandada por los medios de control, cierra el circuito.

5. Sistema de barrera de protección de instalaciones marinas o submarinas, tales como centros de cultivo o de crianza de especies marinas, instalaciones industriales sumergidas, o lo similar, el que genera señales de alerta cuando dicho sistema de barrera es franqueado, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el fluido que se encuentra dentro de los conductos tubulares flexibles que forman la o las unidades de malla es un gas, de preferencia aire.

6. Sistema de barrera de protección de instalaciones marinas o

HOJA SUSTITUIDA submarinas, tales como centros de cultivo o de crianza de especies marinas, instalaciones industriales sumergidas, o lo similar, el que genera señales de

alerta cuando dicho sistema de barrera es franqueado, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, CARACTERIZADO porque el fluido que se

encuentra dentro de los conductos tubulares flexibles que forman la o las unidades de malla es un líquido, de preferencia agua.

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