WO2020102864A1

WO2020102864A1 - Método para coibição de bioincrustação em ambientes marinhos

Info

Publication number: WO2020102864A1
Application number: PCT/BR2018/050431
Authority: WO
Inventors: Roberto KESSEL; Carlos CARLONI; Ricardo COUTINHO; Luciana MESSANO
Original assignee: Kessel Roberto; Carloni Carlos
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-05-28
Also published as: CN113631476A; KR20210093981A; BR112020016210A2; US20210395900A1; JP2022509165A; EP3889033A1

Abstract

A presente invenção se insere no campo das tecnologias de prevenção da bioincrustação de equipamentos flutuantes em ambiente marinho e outras estruturas, especialmente considerando o uso de dispositivos eletrônicos que auxiliam no processo de limpeza. Compreendendo as etapas de: Etapa 1) Identificação; Subetapa 1a) Localização; Subetapa 1b) Dimensionamento; Etapa 2) Limpeza; Etapa 3) Medição; Etapa 4) Compartimentação; Etapa 5) Acoplamento; Etapa 6) Inspeção, e Etapa 7) Redimensionamento Por meio das referidas etapas, o processo revelado na presente invenção possibilita a criação de campos elétricos criadores de perturbações ambientais, capazes de inibir incrustações de organismos sésseis no interior de porções de águas marítimas em condições dinâmicas e/ou estáticas, de navios, plataformas de exploração de petróleo, molhes, etc.

Description

MÉTODO PARA COIBIÇÃO DE BIOINCRUSTAÇÃO EM AMBIENTES

MARINHOS

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se insere no campo das tecnologias de prevenção da bioincrustação de equipamentos flutuantes em ambiente marinho e outras estruturas, especialmente considerando o uso de dispositivos eletrónicos que auxiliam no processo de limpeza.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Incrustações biológicas por organismos sésseis (Bioincrustação) - tais como cracas, briozoários, bivalves e o coral-sol, espécie invasora problemática para a indústria off shore - demandam uma atividade frequente no setor naval, que é a limpeza dos cascos de navios e embarcações de maneira geral, além de outras estruturas sujeitas ao trânsito ou fundeio em águas marítimas costeiras. Além das embarcações, as tubulações de circulação de água do mar também estão sujeitas às incrustações biológicas semelhante.

[003] A limpeza necessária para os cascos de embarcações e outras estruturas é usualmente feita por mergulhadores ou em diques, apresentando-se muito custosa e submetida a forte controle ambiental.

[004] O estado da técnica apresenta meios para controlar ou mitigar a bioincrustação, que envolvem o uso de tintas tóxicas, que além da eficiência questionável ainda podem colaborar para degradação do meio ambiente.

[005] A importância da realização dos procedimentos corretos de limpeza pode ser ressaltada observando o fato de que, uma vez iniciado o processo de bioincrustação, os organismos se multiplicam e chegam a deformar o perfil hidrodinâmico das embarcações e estruturas e, até mesmo, influir no seu peso. Em vista dessa observação, é nítido que as incrustações biológicas da superfície em contato com o meio marinho reduzem a performance do equipamento, implicando em aumento de consumo de combustíveis e consequente agressão ao meio ambiente, perda de produtividade industrial, além de forçadas paradas para raspagem dos organismos incrustantes .

[006] Estão disponíveis no estado da técnica tecnologias de geração de campo elétrico contínuo, não tendo sido observadas tecnologias de geração de campo elétrico aleatório variável, tal como propõe a presente invenção. As publicações que melhor representam o campo da presente invenção são detalhadas a seguir.

[007] O documento US20110100804, "ELECTROCHEMICAL ANTIFOULING SYSTEM FOR SEAWATER-WETTED STRUCTURES", descreve um sistema anti-incrustação eletroquímico para prevenir que organismos incrustantes se fixem às estruturas mergulhadas em águas do mar. O sistema inclui um circuito de corrente continua para criar um ambiente eletrolitico em água do mar; o dito circuito incluindo uma fonte de corrente ajustável, um eletrodo de rede possuindo um componente metálico único de modo a proporcionar uma estrutura de rede dimensionalmente estável - sendo o eletrodo de rede isolado eletricamente de uma superfície de uma estrutura mergulhada em água do mar, pelo menos um contra eletrodo resistente à corrosão possuindo polaridade oposta ao eletrodo de rede e disposto distante do mesmo, e um dispositivo de comutação configurado para alternar o eletrodo de rede para (a) modo de operação contínua, e (b) modo de depleção temporária, em que o eletrodo de rede está disposto a uma distância da superfície da estrutura mergulhada em água do mar de modo que a superfície esteja dentro de uma área de influência para aumento de valor de pH da água do mar consequente de eletrólise. Entretanto, de maneira diferencial, a presente invenção não retrata um eletroquímico .

[008] No documento JP2007055568, "LOW-FREQUENCY CURRENT TYPE SHIP BOTTOM ANTI-FOULING SYSTEM", é proporcionado um sistema anti-incrustante de corrente de baixa frequência capaz de efetivamente prevenir a aderência de organismos como crustáceos, cracas, mariscos e algas no fundo de navios. São descritos eletrodos dispostos em bordas externas subaquáticas e a corrente fornecida é convertida em corrente de baixa frequência. A corrente de baixa frequência é conduzida entre os eletrodos com a água em volta do navio agindo como um condutor para que haja a prevenção da fixação de organismos no casco. Em particular, a corrente é conduzida simultaneamente, de forma cíclica ou randômica, a partir de um eletrodo anódico selecionado, para uma variedade de eletrodos catódicos e a direção e intensidade da corrente de baixa frequência subaquática são controladas para alcançar o efeito anti-incrustante . Entretanto, de maneira diferencial e vantajosa, a presente invenção, utiliza tanto a estrutura mergulhada, quando condutora, como da lâmina d' água a ela adjacente como meio para conter campos elétricos aleatoriamente variáveis, introduzindo no ambiente perturbações desfavoráveis, como tal, ao desenvolvimento de organismos incrustantes .

[009] O documento JP2021888, "ANTI FOULING METHOD" , descreve uma invenção que objetiva manter o efeito anti-incrustação através da aplicação de uma pequena corrente entre uma camada de revestimento condutora, aplicada em um corpo em contato com a água do mar e um eletrodo, colocado perto da camada de revestimento, de modo que o potencial da camada de revestimento varia em um período especificado. É prevista uma camada de revestimento condutora, proporcionada na superfície interna de um tubo de aço, e um eletrodo de referência é inserido e fixado em um furo feito no tubo de aço, de modo que a ponta do eletrodo avança ligeiramente no tubo de aço. Os tubos de aço adjacentes são unidos com uma flange com um eletrodo colocado entre eles. O eletrodo e o eletrodo de referência estão ligados a um gerador de função através de um potenciostato . A água de mar é fluida a uma vazão de 0,5 m/ s através do tubo e uma corrente continua de 40-100 mA é aplicada, sendo a diferença de potencial entre a camada de revestimento e o eletrodo de referência controlada de modo a variar periodicamente em um intervalo de 1,2 a 0,6 V. Entretanto, de maneira diferencial, na presente invenção não há a necessidade de um eletrodo de referência para aplicação dos campos. Sua eficiência decorre de os campos serem, em amplitude e frequência, aleatórios.

[010] No documento US5143011, "METHOD AND APPARATUS FOR INHIBITING BARNACLE GROWTH ON BOATS", é revelado um sistema para inibição do crescimento de cracas e outros organismos marinhos em cascos de navios. O sistema inclui uma pluralidade de transdutores ou vibradores acoplados ao casco e alternadamente energizados a uma frequência de 25Hz através de uma fonte de energia, preferencialmente a bateria do navio, e um sistema de controle. O sistema possui dois modos operacionais, sendo um continuo e outro periódico. Mesmo quando a voltagem da bateria fica abaixo do nivel predeterminado, os transdutores são automaticamente desenergizados para permitir que a bateria seja recarregada e os transdutores sejam energizados subsequentemente. Entretanto, de maneira diferencial, a presente invenção reafirma-se, trabalha-se com campos elétricos e não mecânicos que, mesmo em baixas frequências pode vir a contribuir para propagação de micro trincas na estrutura submetidas a essas vibrações.

[011] Buscando solucionar as deficiências do estado da técnica, a presente invenção revela um processo com o objetivo de inibir o inicio da atividade biológica que resulta na aderência indesejada de organismos. O processo aqui revelado é capaz de criar perturbações ambientais, decorrentes de campos elétricos de valores variáveis gerados por equipamentos eletrónicos, e que são, comprovadamente, desfavoráveis ao desenvolvimento dos seres vivos, inclusive de microrganismos.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[012] A presente invenção refere-se a um processo para coibição de bioincrustação em ambientes marinhos, compreendendo as etapas de:

Etapa 1) Identificação;

Subetapa la) Localização;

Subetapa lb) Dimensionamento;

Etapa 2) Limpeza;

Etapa 3) Medição;

Etapa 4) Compartimentação ;

Etapa 5) Acoplamento;

Etapa 6) Inspeção, e

Etapa 7) Redimensionamento [013] Por meio das referidas etapas, o processo revelado na presente invenção possibilita a criação de campos elétricos criadores de perturbações ambientais, capazes de inibir incrustações de organismos sésseis no interior de porções de águas marítimas em condições dinâmicas e/ou estáticas, de navios, plataformas de exploração de petróleo, molhes, etc.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[014] A figura 1 é uma representação esquemática da presente invenção, em que se apresenta um fluxograma ilustrativo das etapas seguidas no processo aqui revelado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[015] A presente invenção refere-se a processo para coibição de bioincrustação por organismos sésseis em ambientes marinhos, compreendendo as etapas de:

Etapa 1) Identificação;

Subetapa la) Localização;

Subetapa lb) Dimensionamento;

Etapa 2) Limpeza;

Etapa 3) Medição;

Etapa 4) Compartimentação ;

Etapa 5) Acoplamento;

Etapa 6) Inspeção, e

Etapa 7) Redimensionamento.

[016] Por meio das referidas etapas, o processo revelado na presente invenção possibilita a criação de campos elétricos criadores de perturbações ambientais, capazes de inibir incrustações de organismos sésseis no interior de porções de águas marítimas em condições dinâmicas e/ou estáticas, de navios, plataformas de exploração de petróleo, molhes, etc.

[017] Para perfeito entendimento da invenção, as etapas acima mencionadas serão descritas em detalhes:

Etapa 1) Identificação

[018] A etapa 1) de identificação compreende selecionar as superfícies ou corpos alvo.

[019] Esta etapa decorre da escolha, de forma pragmática pelos responsáveis pela estrutura (mole, navio, plataforma, etc.) de que áreas, setores, ou tubulações dessa estrutura deverão ser alvo da técnica.

[020] Ainda, segmenta-se a etapa 1) em duas subetapas, que são :

Subetapa la) Localização

[021] Em que a estrutura a ser coberta pela técnica é analisada conjuntamente com o seu operador responsável, a fim de identificar a localização e cobertura da técnica.

Subetapa lb) Dimensionamento

[022] Em que esse dimensionamento dependerá da estrutura localizada na etapa la, sendo verificadas medidas em 3 dimensões .

Etapa 2) Limpeza

[023] Compreende a limpeza dos corpos ou superfícies, excluindo a bioincrustação anteriormente aderida.

[024] A aplicação da técnica exige a superfície isenta de sésseis. Como exemplo, no caso de navios e outras embarcações, o casco deve ser limpo na condição flutuando ou em seco (docagens), seguindo as boas técnicas usuais praticadas pelos operadores das estruturas.

Etapa 3) Medição

[025] Na referida etapa 3), é realizada a medição da impedância dos volumes continentes das superfícies limpas entre a localização pretendida para equipamentos geradores dos campos elétricos e os pontos de acoplamento, indutivos ou capacitivos.

[026] A medição da impedância é realizada entre os pontos de acoplamento por meio de multímetros por ocasião do planejamento da instalação. Ela é necessária para determinar a potência que os equipamentos devem disponibilizar . Esta medição não precisa ser constante, em tempo real, mas o poderá ser, objeto de posterior sofisticação de futuros equipamentos . [027] Por localização pretendida para os equipamentos deve ser entendido que é conforme arbítrio dos operadores, se in situ ou remoto.

[028] Os equipamentos geradores dos campos elétricos devem dispor de pontos para tomada de força, de acordo com a disponibilidade do operador.

[029] Por pontos de acoplamento, deve ser entendido que são os locais identificados conforme as caracteristicas da estrutura, compatíveis com acesso para inspeção, nível de mais alta infestação de organismos sésseis em que a estrutura possa operar e potência dos equipamentos necessários.

Etapa 4) Compartimentação

[030] Em que se compartimenta a superfície dos corpos mergulhados em função da potência dos equipamentos disponíveis e as impedâncias encontradas na etapa 3) .

[031] A compartimentação é entendida como a divisão da estrutura a proteger em blocos a serem cobertos por equipamentos de forma individual, como uma segmentação de áreas e/ou volumes a serem cobertos por um equipamento, dependendo da estrutura a ser trabalhada.

Etapa 5) Acoplamento [032] Na etapa 5) é realizado o acoplamento (indutivos ou capacitivos) dos equipamentos disponíveis em função da compartimentação, da potência destes e das impedâncias encontradas de forma a obter campos elétricos da ordem de +0,7 a -0,7 Volt/metro, podendo variar dependendo das dimensões da estrutura a ser trabalhada.

Etapa 6) Inspeção

[033] Em que se realiza a inspeção das superfícies alvo do processo a cada 30 meses +/- 6 meses. As inspeções a serem realizadas dependem do tipo de estrutura a ser trabalhada, acessibilidade, performance operacional e agressividade do meio, devendo ser definida dependendo do caso.

[034] As superfícies alvo são definidas conforme a característica da estrutura a ser trabalhada

Etapa 7) Redimensionamento

[035] Em que se realiza o redimensionamento da compartimentação ou potência de equipamentos em função dos resultados .

[036] Testes e Resultados que decorrem da verificação de aparecimento de incrustações dentro do período definido no parágrafo [033] . Caso tal ocorra deverá ser refeita a compartimentação ou o incremento da potência dos equipamentos, ou mesmo substituições. [037] A presente invenção é aqui descrita nos termos da sua modalidade preferencial, devendo ser observado que alterações realizadas ainda estarão inseridas no mesmo escopo de proteção.

Claims

RE IVINDICAÇÕES

1. Processo para coibição de bioincrustação em ambientes marinhos, caracterizado pelo fato de criar campos elétricos geradores de perturbações ambientais, capazes de inibir incrustações de organismos sésseis no interior de porções de águas marítimas em condições dinâmicas e/ou estáticas, compreendendo as etapas de:

Etapa 1) Identificação;

Etapa 2) Limpeza;

Etapa 3) Medição;

Etapa 4) Compartimentação ;

Etapa 5) Acoplamento;

Etapa 6) Inspeção, e

Etapa 7) Redimensionamento

em que a etapa 1) compreende as subetapas de:

Subetapa la) Localização, e

Subetapa lb) Dimensionamento.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de na etapa 1) serem selecionadas as superfícies ou corpos alvo.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de na subetapa la) a estrutura a ser coberta ser analisada conjuntamente com um operador responsável, a fim de identificar a localização e a cobertura .

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de na subetapa lb) serem verificadas medidas em 3 dimensões.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de na etapa 2) ocorrer a exclusão de organismos anteriormente aderidos.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de na etapa 3) ser realizada a medição da impedância dos volumes continentes das superfícies limpas, entre a localização pretendida para equipamentos geradores dos campos elétricos e os pontos de acoplamento, indutivos ou capacitivos; em que a referida medição ocorre por meio de multímetros por ocasião do planejamento da instalação, sendo a localização pretendida definida entre ín sítu ou remoto, enquanto os pontos de acoplamento compreendem locais identificados conforme as características da estrutura, compatíveis com acesso para inspeção, o nível de mais alta infestação de organismos sésseis em que a estrutura possa operar e a potência dos equipamentos necessários.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de na etapa 4) ocorrer a divisão da estrutura a proteger em blocos a serem cobertos por equipamentos de forma individual, segmentando áreas ou volumes a serem cobertos por um equipamento, em acordo com a estrutura a ser trabalhada.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de na etapa 5) ser realizado o acoplamento, indutivo ou capacitivo, dos equipamentos disponíveis em função da compartimentação, da potência destes e das impedâncias encontradas, obtendo campos elétricos da ordem de +0,7 a -0,7 Volt/metro, opcionalmente variando em função das dimensões da estrutura a ser trabalhada .

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de na etapa 6) ser realizada a inspeção das superfícies alvo do processo a cada 30 meses

+/- 6 meses, sendo as superfícies alvo definidas conforme a característica da estrutura a ser trabalhada.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de na etapa 7) ser realizado o redimensionamento da compartimentação ou potência de equipamentos em função dos resultados.