WO2019222863A1 - Jaula multicámara sumergible para acuicultura - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a multi-chamber system or cage with a novel flotation mechanism, of rapid sinking and refloating, which almost does not suffer deformations when sinking or refloating, which does not require a special type of mooring or anchoring, whose network better resists deformations due to water currents, and is designed to be used both floating and submerged underwater in aquaculture crops.
- Commercial aquaculture represents a productive activity that generates tons of farmed species that include different types of fish such as salmon, trout, medregal, sea bream, sea bass, sea bass, sea bream, cobia, carp, tilapia or catfish, as well as prominent species of mollusks such as oysters, abalone, mussels, other shellfish, and also seaweed.
- cage aquaculture represents an important part of production, however, it is susceptible to a number of problems that put farming operations at risk. Strong waves, swells, weather conditions, algal outcrops, red tide, proliferation of infections, reduced dissolved oxygen, the presence of natural predators and collision with drifting objects are recurring problems. faced by those who practice this activity.
- the solutions currently used by the industry fail to solve these problems effectively and new innovations in design and functionality are required.
- a particular problem is related to buoyancy and the ability to submerge or refloat cages quickly, without causing great deformation in their structure.
- a cage capable of being submerged quickly is more likely to avoid or resist waves or hostile climates.
- Figure 1 shows a general diagram of the distribution of cage components, which indicates the location of the water and air ducts or pipes, the distribution of the chambers and the position of the pumps. Having multiple cameras gives the ability to sink or float the cage without deformation. The number of cameras will depend on the size of the cage and its characteristics.
- Figure 2 shows a three-dimensional representation of the cages indicating their cylindrical shape, which allows the network to deform less with the current.
- FIG. 3 shows the stages of the water filling and emptying process, where (1) and (2) indicate the filling process, leaving a variable amount of residual air; and where (3) and (4) indicate the emptying process, leaving a variable amount of wastewater.
- the flotation control system is based on water pumping and not air supply as in other models, thus achieving effective flotation control in each chamber.
- the present invention consists of a cage for aquaculture cultivation.
- the cage is made up of multiple chambers, from 6 to 30, that allow for a uniform sinking and refloating; pipes or ducts of variable length distributed in a diameter of up to 20 to 90 meters; pumps that fill the chambers with the same amount of seawater each; with rapid filling due to the smallness of each chamber, the amount of pumps and the counterweights; and with a manual or automatic control system located next to the pumps, which controls buoyancy, overweight once underwater, as well as excessive lifting force when floating.
- it has a filter for seawater that enters the pumps.
- the cage has a slightly conical shape, rather cylindrical, consisting of a net of polyamide, polyester or polyethylene of ultra-heavy molecular weight or other high-strength thermoplastic connected to a sinking tube attached to the bottom bottom.
- the dimensions of the cage are in the range of 22 to 90 meters in diameter, with a height or depth of 10 to 60 meters.
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Abstract
Jaula sumergible para cultivo acuícola, multicámara, con un sistema de flotación novedoso que permite un hundimiento y una reflotación uniformes y rápidos, el cual utiliza bombas que llenan las cámaras con la misma cantidad de agua de mar cada una. El llenado se realiza rápidamente debido a lo pequeño de cada cámara, a la cantidad de bombas y a los contrapesos.
Description
JAULA MULTJCAMARA SUMERGIBLE PARA ACUICULTURA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
[1] La presente invención se relaciona con un sistema o jaula de múltiples cámaras con un mecanismo de flotación novedoso, de rápido hundimiento y reflotación, que casi no sufre deformaciones al hundirse ni al reflotar, que no requiere de un tipo especial de amarre o fondeo, cuya red resiste mejor las deformaciones debidas a corrientes de agua, y que está diseñado para usarse tanto flotando como sumergido bajo el agua en cultivos acuícolas.
ANTECEDENTES Y ESTADO DE LA TÉCNICA
[2] La acuicultura comercial representa una actividad productiva que genera toneladas de especies cultivadas que incluyen distintos tipos de peces como los salmones, la trucha, el medregal, la dorada, la corvina, la lubina, el besugo, la cobia, las carpas, la tilapia o los peces gato, así como especies destacadas de moluscos como los ostiones, los abalones, los mejillones, otros mariscos, y también algas de mar.
[3] Dentro de esta actividad, la acuicultura de jaulas representa una parte importante de la producción, sin embargo, esta es susceptible a una serie de problemas que ponen en riesgo a las operaciones de cultivo. El oleaje fuerte, las marejadas, las condiciones climáticas, los afloramientos de algas, la marea roja, la proliferación de infecciones, la reducción del oxígeno disuelto, la presencia de depredadores naturales y la colisión con objetos que flotan a la deriva, son problemas recurrentes que enfrentan quienes practican esta actividad. Las soluciones actualmente utilizadas por la industria no logran resolver estas problemáticas de manera efectiva y se requieren nuevas innovaciones en diseño y funcionalidad.
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[4] Un problema particular tiene relación con la flotabilidad y la capacidad de sumergir o reflotar las jaulas de manera rápida, sin causar una gran deformación en la estructura de estas. Una jaula capáz de ser sumergida rápidamente tiene mayor probabilidad de evitar o resistir un oleaje o climas hostiles.
[5] En esta línea, investigadores e inventores han desarrollado diversos enfoques. Un ejemplo de ello es una jaula sumergible capaz de resistir condiciones climáticas adversas, la cual posee un sistema de flotación por medio de tanques (Kim et al., 2012).
[6] Así también, existen jaulas sumergibles de forma cilindrica resistentes a oleaje y viento (WO/2018/009085), algunas de las cuales poseen zonas móviles (WO/2015/099540), algunas con estructura bicónica con mecanismo de flotación controlado (ES/2294940), u otras cuyo mecanismo de flotación se basa en bombeo de agua y aire a través de tuberías (US/8371245).
[7] Cabe destacar que se han desarrollado diversos mecanismos de flotación, como la utilización de un compresor y bombas de achique para sostener el casco de una estructura (WO/2015/055867), el uso de tubos flexibles conectados a una bomba de inflación donde circula aire (CN/1623378), una estructura poligonal de tuberías donde circula aire o agua (CN/103430888) o el uso de un tanque de aire dentro de la jaula (KR/2017/0092417). La mayoría de estos enfoques incluyen diversos diseños y formas, y la movilización de aire a través de tuberías dentro de las estructuras.
[8] Para esta divulgación, se propone un sistema o jaula de múltiples cámaras con un mecanismo de flotación novedoso, precio similar a las jaulas actualmente disponibles en el mercado, de rápido hundimiento y reflotación, que no sufre grandes deformaciones al hundirse ni al reflotar, que no requiere de un tipo especial de amarre o fondeo, cuya red resiste mejor las deformaciones debido a corrientes de agua, y que está diseñado para usarse tanto flotando como bajo el agua.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
[9] La Figura 1 muestra un diagrama general de la distribución de componentes de la jaula, la cual indica la ubicación de los conductos o tubos de agua y aire, la distribución de las cámaras y la posición de las bombas. El contar con múltiples cámaras otorga la capacidad de hundir o flotar la jaula sin deformación. La cantidad de cámaras dependerá del tamaño de la jaula y sus características.
[10] La Figura 2 muestra una representación tridimensional de las jaulas señalando su forma cilindrada, la que permite que la red se deforme menos con la corriente.
[11] La Figura 3 muestra las etapas del proceso de llenado y vaciado de agua, donde (1) y (2) indican el proceso de llenado, dejando una cantidad variable de aire residual; y donde (3) y (4) indican el proceso de vaciado, dejando una cantidad variable de agua residual. El sistema de control de flotación es en base al bombeo de agua y no de provisión de aire como en otros modelos, logrando de este modo control efectivo de la flotación en cada cámara.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
[12] La presente invención consiste en una jaula para cultivo acuícola. La jaula se compone por múltiples cámaras, de 6 a 30, que permiten un hundimiento y una reflotación uniformes; tuberías o conductos de largo variable distribuidos en un diámetro de hasta 20 a 90 metros; bombas que llenan las cámaras con la misma cantidad de agua de mar cada una; con un llenado rápido debido a lo pequeño de cada cámara, a la cantidad de bombas y a los contrapesos; y con un sistema de control manual o automático ubicado junto a las bombas, que controla la flotabilidad, el sobrepeso una vez bajo el agua, así como del exceso de fuerza de sustentación cuando está flotando. Además, cuenta con un filtro para el agua de mar que ingresa a las bombas.
[13] La jaula presenta una forma ligeramente cónica, más bien cilindrada, consistente en una red de poliamida, poliéster o polietileno de peso molecular ultrapesado u otro termoplástico de alta resistencia conectada a un tubo de hundimiento unido al fondo inferior. Las dimensiones de la jaula se ubican en el rango de 22 a 90 metros de diámetro, con un alto o profundidad de 10 a 60 metros.
[14] El hundimiento y la reflotación tardan un periodo corto de tiempo en lograrse. Este tiempo se ubica dentro del rango de 2 a 10 minutos.
[15] No requiere de un tipo especial de amarre o fondeo y soporta olas de hasta once metros de altura.
[16] El llenado y vaciado de las cámaras se realiza al mismo tiempo, de todas las cámaras a la vez, bajo un sistema de control. Dicho proceso no es completo, permitiendo controlar la flotabilidad. Las bombas poseen desplazamiento positivo y movilizan siempre la misma cantidad de agua, sin importar cuál sea la presión. Las bombas son herméticas, por lo tanto, si se detienen, el agua no fluye. Las bombas manejan impurezas de hasta 18 milímetros de diámetro. El sistema de control permite el llenado individual de los tubos con ajuste de precisión. Además, el sistema de control permite seleccionar el peso de la jaula en las boyas y controlar flotación extra.
[17] Presenta un costo energético bajo, con una potencia total requerida de menos de 50 kVA,
BIBLIOGRAFÍA
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Claims
1. Jaula sumergible para cultivo acuícola CARACTERIZADA porque se compone, según la Figura 1, por 6 a 30 cámaras que permiten un hundimiento y una reflotación uniformes; tuberías o mangueras de largo variable distribuidos en un diámetro de hasta 20 a 90 metros; bombas que llenan las cámaras con la misma cantidad de agua de mar cada una; con un llenado rápido debido a lo pequeño de cada cámara, a la cantidad de bombas y a los contrapesos; y con un control del sobrepeso una vez bajo el agua, así como del exceso de fuerza de sustentación cuando está flotando.
2. Jaula sumergible según la reivindicación 1 CARACTERIZADA porque presenta una forma ligeramente cónica, más bien cilindrada, como se describe en la Figura 2, conectada a un tubo de hundimiento unido al fondo inferior.
3. Jaula sumergible según las reivindicaciones 1 y 2 CARACTERIZADA porque sus dimensiones se ubican en el rango de 20 a 90 metros de diámetro, con un alto o profundidad de 10 a 60 metros.
4. Jaula sumergible según la reivindicación 1 CARACTERIZADA porque el hundimiento y la reflotación tardan un periodo del rango de 2 a 10 minutos.
5. Jaula sumergible según la reivindicación 1 a 4 CARACTERIZADA porque la deformación durante el hundimiento y la reflotación alcanza hasta un 5% si no existe corriente, y la deformación máxima que alcanza es de 20% cuando la corriente es de 1 nudo.
6. Jaula sumergible según las reivindicaciones 1 y 2 CARACTERIZADA porque no requiere de un tipo especial de amarre o embarcadero.
7. Jaula sumergible según las reivindicaciones 1, 2, 4 y 6 CARACTERIZADA porque soporta olas de hasta once metros de altura.
8. Jaula sumergible según la reivindicación 1 CARACTERIZADA porque posee un sistema de control.
9. Jaula sumergible según la reivindicación 1 y 9 CARACTERIZADA porque el llenado y vaciado de las cámaras con agua se realiza al mismo tiempo, de todas las cámaras a la vez, según lo indicado en la Figura 3, bajo el sistema de control.
10. Jaula sumergible según la reivindicación 1, 9 y 10 CARACTERIZADA porque el sistema de control permite el llenado individual de los tubos con ajuste de precisión, según lo indicado en la Figura 3.
11. Jaula sumergible según la reivindicación 1 y 9 CARACTERIZADA porque el sistema de control permite seleccionar el peso de la jaula en las boyas y controlar flotación extra.
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