WO2023131931A1 - Sistema autónomo de generación y suministro de oxígeno, método y uso asociados - Google Patents

Sistema autónomo de generación y suministro de oxígeno, método y uso asociados Download PDF

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WO2023131931A1
WO2023131931A1 PCT/IB2023/050223 IB2023050223W WO2023131931A1 WO 2023131931 A1 WO2023131931 A1 WO 2023131931A1 IB 2023050223 W IB2023050223 W IB 2023050223W WO 2023131931 A1 WO2023131931 A1 WO 2023131931A1
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gas
water
oxygen
operatively connected
supply
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PCT/IB2023/050223
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John Robert MARCUS DEL CAMPO
Original Assignee
Oxzo S.A.
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    • A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish

Definitions

  • the present technology relates to the aquaculture industry, specifically to the technologies associated with oxygenation systems and methods, and in particular provides for a self-contained oxygen generation and supply system, method, and use of the system.
  • Document CL 202100448 discloses a system and method for the injection of controlled flows of gases, such as oxygen and air, in swimming pools and fish farming centers.
  • the solution proposed there allows to measure and control the flow of oxygen that is provided in the aquaculture system.
  • the technology described therein only allows control of oxygenation in response to an oxygen measurement in the aquaculture system, but does not allow control in response to a stream of water.
  • the system described there only allows the provision of oxygen in swimming pools or aquaculture centers, which are not found in bodies of water.
  • document CL 202100912 discloses a method for injecting nanobubbles into the lower layer of a water column. Said document, additionally, discloses the consideration of the currents present in the body of water.
  • the technology described there does not allow a dynamic control of oxygenation in an aquaculture system, since the disposition and operation of the diffusers are fixed and are established after a mathematical modeling of the body of water, as well as its currents.
  • Patent CL 48712 discloses a portable system for the generation of oxygen in situ and oxygen injection at industrial levels for fish cages in the sea that comprises a floating platform, pontoon type, where in the The interior of said pontoon has: a system that generates oxygen at 93-95% purity; and an electricity generating and distribution system, which provides electrical power to the components of said oxygen generating system.
  • the oxygen generating system comprises pressurized air generators, pressurized oxygen generating means, compression and high pressure oxygen accumulation, as well as control means of the oxygen generation system.
  • an autonomous oxygen generation and supply system in at least one layer of a body of water, in remote places and that prevents the resuspension of sediment from a bottom of the body of water, comprising : a floating platform, wherein said floating platform contains: a subsystem for generating an oxygen-containing gas; an autonomous electricity supply subsystem operatively connected to the gas generation subsystem; and control means operatively connected to the gas generation subsystem and to the autonomous electricity supply subsystem, characterized in that the floating platform additionally contains: means for mixing and dissolving the oxygen-containing gas in water, which has a gas inlet operatively connected with a gas outlet of the gas generation subsystem, a water inlet operatively connected with a water source, and a gas-mixed water outlet; wherein the control means, additionally, are operatively connected to the gas mixing and dissolving means; wherein the system further comprises: a gas-mixed water feed line, operatively connected to the gas-mixed water outlet of the
  • a method is provided to generate and supply oxygen autonomously in a lower layer of a body of water, in remote places and avoiding the resuspension of sediment from a bottom of the body of water that it is characterized in that it comprises the steps of: providing an autonomous oxygen generation and supply system comprising: a floating platform, wherein said floating platform contains: an oxygen-containing gas generation subsystem; an autonomous electricity supply subsystem operatively connected to the gas generation subsystem; and control means operatively connected to the gas generation subsystem and to the autonomous electricity supply subsystem, means for mixing and dissolving the oxygen-containing gas in water, which has a gas inlet operatively connected to a gas outlet of the subsystem of gas generation, a water inlet operatively connected to a water source, and a gas-mixed water outlet; wherein the control means, additionally, are operatively connected to the gas mixing and dissolving means; a gas-mixed water feed line operatively connected with the gas-mixed water outlet of the
  • a use of an autonomous oxygen generation and supply system which is characterized in that it serves to supply oxygen and/or air at different depths of the body of water.
  • Fig. 1 schematically illustrates a first embodiment of the system that is the object of the present invention.
  • Fig. 2 schematically illustrates a block diagram of a first portion of a first embodiment of the system that is the object of the present invention.
  • Fig. 3 illustrates a first schematic plan view of a first embodiment of the floating platform that forms part of the system that is the object of the present invention.
  • Fig. 4 illustrates a second schematic plan view of a first embodiment of the floating platform that forms part of the system that is the object of the present invention.
  • Fig. 5 illustrates a schematic diagram of a first embodiment of the mixing and dissolving means that are part of the system that is the object of the present invention.
  • Fig. 6 illustrates a perspective view of a first embodiment of a diffuser that is part of the supply means that are part of the system that is the object of the present invention.
  • Fig. 7 illustrates a schematic diagram of a second portion of a first embodiment of the system that is the object of the present invention.
  • Fig. 8 illustrates a first isometric schematic view of an embodiment of the floating platform that forms part of the system that is the object of the present invention.
  • an autonomous system (1) for the generation and supply of oxygen is provided in at least one layer (21, 22, 23) of a body of water (2), in remote places and that avoids the resuspension of sediment from a bottom (24) of the body of water (2), comprising:
  • floating platform (3) contains:
  • Means for mixing and dissolving (7) the gas that contains oxygen in water which has a gas inlet (71) operatively connected to a gas outlet (41) of the gas generation subsystem (4), a water inlet (72) operatively connected to a water source, and a gas-mixed water outlet (73);
  • control means (6) additionally, are operatively connected to the gas mixing and dissolution means (7); where the system (1) additionally comprises:
  • a gas-mixed water feed line (8) operatively connected to the gas-mixed water outlet (73) of the mixing and dissolving means (7), said feed line (8) extending from the floating platform (3) to a lower layer (21) of the body of water (2);
  • the expression "at least one” should be understood as one or more of the elements to which reference is made.
  • the number of elements does not limit the scope of the present invention and will depend on the specific application of the system (1) that is the object of the present invention.
  • said referred elements may or may not be identical to each other without this limiting the scope of the present invention.
  • the term plurality should be understood as two or more of the elements to which reference is made.
  • the number of elements that form part of said plurality does not limit the scope of the present invention and will depend on the specific application of the system that is the object of the present invention.
  • the elements that form part of the plurality may or may not be identical to each other without this limiting the scope of the present invention.
  • relative directions such as up, down, left, right, forward, backward and the like will be understood as referring to the system (1) when it is located normally in use.
  • the vertical line, the directions up and down, or the depths within the body of water (2) will be defined by the direction of the acceleration of gravity, while the horizontal, or substantially horizontal, directions will be defined by a plane perpendicular to said vertical direction.
  • the inward and outward orientations will be defined, without this limiting the scope of the present invention, by a set or subset of edges of the body of water (2) in which the system (1) is used, which is object of the present invention.
  • an operative connection between two elements and/or subsystems shall be understood as a connection that allows an interaction, or an exchange of energy and/or matter, for example one or more fluids, between said elements and/or subsystems.
  • the autonomous electricity supply subsystem (5) is operatively connected to other elements of the system (1) when said autonomous electricity supply subsystem (5) can provide electricity to these other elements.
  • the mixing and dissolving means (7), or parts thereof are operatively connected to other elements of the system (1) when allowed, at least partially.
  • a body of water shall be understood as an extension of water that is found on the Earth's surface and whose area and/or volume is greater than a certain threshold.
  • said body of water has an area greater than 10,000 square meters, more preferably greater than 500,000 square meters and even more preferably greater than 1 square kilometer, or a volume greater than 100,000 cubic meters, more preferably greater than 5,000,000 cubic meters and even more preferably greater than 1 cubic kilometer.
  • Examples of bodies of water may be, without being limited to, parts or all of lakes, lagoons, bays, seas, oceans, rivers, estuaries, straits, or gulfs. Commonly, bodies of water have currents inside them that promote exchanges of both temperature and matter inside the body of water.
  • the lower layer (21) of said body of water (2) will be understood as a layer of water whose distance from the bottom (24) of said body of water (2) is less than a certain threshold value.
  • said lower layer (21) can have a distance from the bottom of said body of water (2) less than 12 meters, more preferably less than 10 meters and even more. preferably less than 8 meters.
  • the surface layer (23) of said body of water (2) shall be understood as a layer of water whose distance from the surface of said body of water (2) is less than a certain threshold value.
  • said surface layer (23) can have a distance from the surface of said body of water (2) less than 10 meters, more preferably less than 8 meters and even more. preferably less than 5 meters.
  • the intermediate layer (21) of said body of water (2) will be understood as a layer of water that is located between the surface layer (23) of the body of water and the lower layer (21) of the body of water.
  • a remote place shall be understood as a place, within the body of water, whose shortest distance from one edge of the body of water (2) is greater than a certain threshold value.
  • said secluded place may have a shorter distance from an edge of the body of water (2) greater than 500 meters, more preferably greater than 1 kilometer and even more preferably greater than 5 kilometers.
  • the body of water (2) may have oxygen requirements and that the oxygen requirements of the body of water (2) may comprise, without be limited to these, biological requirements of species under cultivation, operating parameters of culture media present in the body of water, or regulatory or regulatory requirements of an authority, as well as a combination between them.
  • Said oxygen requirements can be measured in any suitable unit of measure, such as, for example and without this limiting the scope of the present invention, kilograms of oxygen per cubic meter of water, kilograms of oxygen per square meter of water surface , kilograms of oxygen per individual, kilograms of oxygen per hour, or a combination of these.
  • culture media (14) shall be understood as a closed or semi-closed space that allows the cultivation of aquatic species, which can be vegetables, animals or another type.
  • Examples of culture media may be, but are not limited to, cages, lanterns, or hangers.
  • Said culture media (14) can be presented as independent elements or as subdivisions of a larger element without this limiting the scope of the present invention.
  • a fluid flow is laminar when the flow has a Reynolds number less than 4000, more preferably less than 3000 and even more preferably less than 2300.
  • two elements are in fluid communication when they are connected to each other in such a way that a fluid can flow from one element to the other without interruptions and without be exposed to the outside.
  • Said fluid communication can occur, for example and without this limiting the scope of the present invention, through direct communication between said elements or through the proportion of intermediate elements that provide said fluid communication.
  • dynamic control of a variable will be understood as the control in real time or in short time intervals of a particular variable.
  • the control is carried out in real time if the time difference between the acquisition of a feedback measurement for the control of the variable and the effective control of the variable is less than 5 seconds, more preferably less than 1 second and even more preferably less than 100 ms.
  • the control is carried out in short time intervals if the time difference between the acquisition of a feedback measurement for the control of the variable and the effective control of the variable is less than 10 minutes, more preferably less than 1 minute and even more preferably less than 10 seconds.
  • the neighborhood shall be understood as the area within a radius around a specific point or region.
  • the magnitude of said radius does not limit the scope of the present invention and may depend, for example, on the dimensions of the system (1), the area occupied by the floating platform (3), the nature and dimensions of the body of water ( 2), as well as combinations between them.
  • a fluid containing oxygen shall be understood as a liquid or gas whose composition comprises molecular oxygen (O2), either in solution, dispersion or mixture.
  • the proportion of molecular oxygen that is present in said fluid does not limit the scope of the present invention and can be, for example, greater than 10% by weight, more preferably greater than 30% by weight and even more preferably greater than a 50% by weight.
  • said oxygen-containing fluid may be selected from the group consisting of oxygen gas, air, oxygen-dissolved water, air-dissolved water, oxygen-enriched water, air-enriched water, as well as a combination of themselves.
  • the oxygen-containing fluid can be a gas whose composition comprises molecular oxygen (O2).
  • the proportion of molecular oxygen that is present in said gas does not limit the scope of the present invention and can be, for example, greater than 30% by weight, more preferably greater than 50% by weight and even more preferably greater than a 80% by weight.
  • said oxygen-containing gas may be oxygen gas, or oxygen-enriched air gas.
  • the system that is the object of the present invention comprises a floating platform (3).
  • Said floating platform (3) allows the autonomous system (1) that is the object of the present invention to be installed in a place away from the body of water (2).
  • the floating platform (3) can comprise side walls and a roof, in order to define a closed or semi-closed interior space that houses part of the system components ( 1) which is the object of the present invention.
  • the floating platform (3) can have one or more levels or floors.
  • a first level can house the generation subsystem (4) gas, which can comprise, in turn, at least one compressed air generation subsystem (43) and at least one gaseous oxygen generation subsystem (42); the autonomous electricity supply subsystem (5); the control means (6) and the mixing and dissolving means (7) of the oxygen-containing gas in water.
  • a second level can house, without this limiting the scope of the present invention, at least one compressed air storage tank (31), at least one fuel storage tank (32 ), at least one storage means (15) for the oxygen-containing gas and at least one dryer (33).
  • the shape, materials and dimensions of the floating platform (3) do not limit the scope of the present invention and may depend, for example, on the oxygen requirements of the body of water (2), on operational considerations of the system (1), the weight and size of the components that are housed in said floating platform (3), among other aspects.
  • the platform floating (3) may have a buoyancy of at least 50 metric tons and may be configured to be towed in open water, for example, in the open sea.
  • the floating platform (3) may additionally comprise one or more anchoring means (not shown in the figures) to the bottom (24) of the body of water (2).
  • the one or more anchoring means may comprise ropes, anchors, buoys, weights, as well as a combination thereof.
  • the system (1) that is the object of the present invention further comprises a subsystem (4) for generating a gas that contains oxygen.
  • a subsystem (4) for generating a gas that contains oxygen Any equipment or combination of equipment known in the state of the art that can be housed in the floating platform (3) can be used as a subsystem for the generation (4) of the oxygen-containing gas without this limiting the scope of the present invention.
  • the oxygen-containing gas can be compressed air.
  • the gas generation subsystem (4) comprising oxygen may comprise one or more air compressors configured to compress air taken from the atmosphere, one or more more dryers (33) configured to extract moisture from the air, one or more air filters configured to filter suspended particles, oil drops from one or more compressors and water drops, and one or more air storage tanks Compressed (31) configured to accumulate air and can serve as a buffer against pressure fluctuations due to the activation of one or more compressors.
  • the oxygen-containing gas may be gaseous oxygen.
  • the gas generation subsystem (4) that includes oxygen can comprise one or more air sources, for example compressed air, one or more beds of molecular sieve containing a specific adsorbent for nitrogen, one or more venting means for adsorbed gaseous nitrogen, and one or more gaseous oxygen storage means (15) configured to accumulate oxygen from the molecular sieve.
  • the oxygen-comprising gas generation subsystem (4) may additionally comprise an oxygen piston compressor and the storage means (15) may comprise a high-pressure oxygen storage tank.
  • the system (1) can comprise an oxygen-containing gas outlet operatively connected to the gas outlet (41) of the gas generation subsystem (4); a second feed line (10, 1 1 ) for the oxygen-containing gas operatively connected to the oxygen-containing gas outlet and extending towards the body of water (2); and supply means (12, 13) for the oxygen-containing gas operatively connected to the second supply line (10, 11).
  • the oxygen-containing gas when the oxygen-containing gas is gaseous oxygen, the oxygen-containing gas supply means (12) can be positioned on a surface layer (23) of the body of water. (2), in the vicinity of culture media (14) present in said surface layer (23) of the body of water (2).
  • the oxygen-containing gas supply means (13) can be positioned in a layer (22) of the body of water (2) that is located between a superficial layer (23) and the lower layer (21).
  • the system (1) can comprise a first gas generation subsystem (42) that generates a first gas that is gaseous oxygen; and a second subsystem (43) for generating a second gas that is compressed air.
  • the second compressed air generation subsystem (43) can feed compressed air to the first gaseous oxygen subsystem (42).
  • the system (1) that is the object of the present invention may additionally comprise a gaseous oxygen outlet operatively connected to the first generation subsystem (42).
  • an oxygen gas feed line (10) operatively connected to the oxygen gas outlet; oxygen gas supply means (12) operatively connected with the oxygen gas feed line (10); a compressed air outlet operatively connected to the second gas generation subsystem (43); a compressed air supply line (11) operatively connected to the compressed air outlet; and compressed air supply means (13) operatively connected to the compressed air supply line (1 1 ).
  • the oxygen supply means (12) can be positioned in a first depth of the body of water (2); and the compressed air supply means (13) can be positioned in a second depth of the body of water (2).
  • This preferred configuration has the advantage, without this limiting the scope of the present invention, that it allows the provision, independently, of compressed air, gaseous oxygen, and a mixture of water and oxygen, each at a corresponding depth in the body of water (2).
  • the oxygen supply means (12) can be positioned on a surface layer (23) of the body of water (2), in the vicinity of culture media (14) present in said surface layer (23) of the body of water (2).
  • the system (1) can provide compressed air, gaseous oxygen and a mixture of oxygen and water
  • the system (1) can comprise a plurality of oxygen supply means (12), each one which is operatively connected to the gaseous oxygen supply line (10) and which is positioned at a corresponding depth in the body of water (2).
  • the system (1) can comprise a plurality of compressed air supply means (13), each of which is operatively connected to the supply line (11). ) of compressed air and which is positioned at a corresponding depth in the body of water (2).
  • the system (1) that is the object of the present invention can comprise both a plurality of oxygen supply means (12), each of which is operatively connected to the gaseous oxygen supply line (10) and which is positioned at a corresponding depth in the water body (2), as a plurality of compressed air supply means (13), each one being operatively connected to the supply line.
  • supply (1 1 ) of compressed air and which is positioned at a corresponding depth in the body of water (2).
  • the gas generation subsystem (4) can be configured to generate the oxygen-containing gas with any oxygen concentration, without this limiting the scope of the present invention.
  • the oxygen content in the oxygen-containing gas may depend on the oxygen requirements of the water body (2), as well as on system operating parameters (1). which is the object of the present invention.
  • the gas generation subsystem (4) can be configured to generate the oxygen-containing gas with an oxygen concentration greater than 80% by weight, more preferably greater 90% by weight and even more preferably greater than 93% by weight.
  • the gas generation subsystem (4) can be configured to generate the oxygen-containing gas with an oxygen concentration of between 90% and 93% by weight.
  • the system (1) that is the object of the present invention also comprises an autonomous electricity supply subsystem (5).
  • an autonomous electricity supply subsystem (5) In the context of the present invention, and without this limiting its scope, it must be understood that the autonomy of the autonomous electricity supply subsystem (5) is given by a minimum time in which the autonomous electricity supply subsystem (5) It can work without requiring the intervention of one or more operators.
  • the autonomous electricity supply subsystem (5) In the context of the present invention, and without this limiting its scope, it must be understood that the autonomy of the autonomous electricity supply subsystem (5) is given by a minimum time in which the autonomous electricity supply subsystem (5) It can work without requiring the intervention of one or more operators.
  • the autonomous electricity supply subsystem (5) may comprise one or more power sources configured to provide power to part or all of the remaining components housed in the floating platform (3).
  • the autonomous electricity supply subsystem (5) may additionally comprise, additionally and without this limiting the scope of the present invention, electricity generation means, electricity storage means, voltage rectifiers, alternators, voltage regulators, current, interrupting means, electrical protection means, as well as a combination thereof.
  • the autonomous electricity supply subsystem (5) can comprise an electricity source that is selected from the group consisting of generators, solar panels and/or batteries, as well as a combination of them.
  • said generators can be selected, for example and without this limiting the scope of the present invention, from the group formed by fuel generators, wind generators, hydrogen fuel cells, tidal generators, as well as a combination between the same.
  • the system (1) that is the object of the present invention also includes control means
  • control means (6) operationally connected to the gas generation subsystem (4) and to the autonomous electricity supply subsystem (5).
  • the control means (6) additionally, are operatively connected to the gas mixing and dissolving means (7).
  • control means (6) must be understood as one or more processors that can be configured and interconnected with each other.
  • each of said processors can be configured to perform a part of an operation, the all of an operation, a subset of operations or all of the operations for which said control means (6) are configured.
  • the position of said control means (6) on the floating platform (3) does not limit the scope of this invention.
  • said control means (6) comprise a plurality of interconnected processors, said plurality of processors can be provided integrated into a single unit or distributed in different positions on the floating platform (3), without this limiting the scope of the present invention.
  • control means (6) can be configured to obtain measurements from said element and to adjust or modify the operation of said element, or of another element, in response to those measurements.
  • control means (6) The specific way in which the configuration of the control means (6) is obtained does not limit the scope of the present invention and any option known to a person normally versed in the matter can be used.
  • means by which the operative connection between the control means (6) and the remaining elements of the system (1) that is the object of the present invention are provided do not limit the scope of the present invention and any known alternative can be used. in the state of the art.
  • the system (1) that is the object of the present invention additionally comprises means for mixing and dissolving (7) the gas that contains oxygen in water, which has a gas inlet (71) operatively connected to a gas outlet (41 ) of the gas generation subsystem (4), a water inlet (72) operatively connected to a water source, and a gas-mixed water outlet (73).
  • the mixing and dissolving means (7) produce the mixture of water and gas does not limit the scope of the present invention and any apparatus, equipment or combinations thereof known in the state of the art can be used.
  • the mixing and dissolving means may comprise a nanobubble generator of the oxygen-containing gas and one or more nanobubble and water mixing equipment.
  • the mixing and dissolving means (7) may comprise a Venturi tube (74) having a corresponding water inlet operatively connected to the water inlet (72). of the mixing and dissolving means (7), a corresponding gas inlet operatively connected to the gas inlet (71) of the mixing and dissolving means (7) and a corresponding output of water mixed with gas.
  • the mixing and dissolving means (7) may additionally comprise a dilution cone (75) operatively connected downstream of the corresponding gas-mixed water outlet of the Venturi tube (74).
  • the mixing and dissolving means (7) may additionally comprise a water diversion line (76) that directly connects the corresponding water inlet of the Venturi tube (74) with the corresponding mixed water outlet. with gas from the Venturi tube (74).
  • the mixing and dissolving means (7) may additionally comprise a regulating valve (77) configured to control a flow rate of water flowing through the water diversion line (76).
  • the mixing and dissolving means (7) may additionally comprise one or more interruption and/or flow regulation valves.
  • the system may comprise storage means (15) for the oxygen-containing gas operatively connected between the gas outlet (41) of the gas generation subsystem (4) and the gas inlet (71) of the mixing and dissolution means (7).
  • the system (1) that is the object of the present invention also comprises a feed line (8) for water mixed with gas, operatively connected to the outlet for water mixed with gas (73) of the mixing and dissolution means ( 7), said power line (8) that extends from the floating platform (3) to a lower layer (21) of the body of water (2).
  • Said feeding line allows the mixture of water and gas to be carried to the lower layer (21) of the body of water for its subsequent supply.
  • the shape, materials and dimensions, particularly the length, of said supply line (8) do not limit the scope of the present invention and any alternative known in the state of the art can be used.
  • the system (1) comprises a gaseous oxygen supply line (10) and/or a compressed air supply line (11)
  • the shape, materials and dimensions, particularly the length, of Said gaseous oxygen supply line (10) and/or said compressed air supply line (11) do not limit the scope of the present invention and any alternative known in the state of the art can be used.
  • the system (1) that is the object of the present invention also comprises supply means (9) of water mixed with gas operatively connected to the supply line (8), wherein said supply means (9) provide a flow laminar water mixed with gas in the lower layer (21) of the body of water (2), avoiding the resuspension of sediment from the bottom (24) of the body of water (2).
  • said supply means (9) do not limit the scope of the present invention and may depend, for example, on the nature of the oxygen-containing gas, on the requirements of the body of water (2), on the periodicity with which the mixture of water and gas is provided to the body of water (2), as well as a combination thereof.
  • the supply means (9) can comprise at least one diffuser (91) that is positioned in the lower layer (21) of the body of water, as described Illustrated schematically in Figure 1.
  • the shape, dimensions and materials of said diffuser (91) do not limit the scope of the present invention as long as it allows the laminar flow of water mixed with gas in the lower layer (21) of the body of water.
  • the diffuser (91) can comprise a central body (92) that has an inlet for water mixed with gas (93) and a plurality of gas-mixed water outlets (94a, 94b) in fluid communication with said gas-mixed water inlet (93); a plurality of radial lines (95a, 95b), wherein each of said radial lines (95a, 95b) is connected in fluid communication with a corresponding gas-mixed water outlet (94a, 94b) of said central body (92) ; an outer ring (96) that connects in fluid communication with said plurality of radial lines (95a, 95b); a plurality of perforations (97) distributed longitudinally along said radial lines (95a, 95b) and along said outer ring (96), said plurality of perforations oriented towards an exterior direction with respect to said central body ( 92); and a plurality of anchor supports (98a, 98b) distributed along said outer
  • each of said anchor supports (98a, 98b) can assume at least two positions, one deployed and one retracted.
  • said supply means (12, 13) may comprise one or more devices that allow the injection or diffusion of oxygen and/or compressed air into the body of water (2), for example, in the vicinity of a culture medium (14) present in a superficial layer (23) of the body of water (2) or in an intermediate layer (22) of the body of water (2) .
  • each of said gaseous oxygen supply means (12) and/or compressed air supply means (13) can comprise a gas outlet selected from the group consisting of diffusers, eductors, injectors, sprinklers , as well as a combination between them.
  • system (1) that is the object of the present invention may additionally comprise at least one safety valve for emergency shutdown of the gas that contains oxygen and/or or from the mixture of water and gas.
  • the system may comprise at least one current meter (16) positioned within a vicinity of the floating platform (3) and operatively connected to the control means (6) .
  • the extension of said vicinity does not limit the scope of the present invention and will depend on the extension of the floating platform (3), the extension of the body of water (2), or other operational aspects of the system (1) that is the object. of the present invention.
  • said neighborhood can be defined by a radius of 100 m, more preferably 50 m and even more preferably 10 m around the area occupied by the floating platform (3 ).
  • the at least one current meter (16) is operatively connected to the control means (6) if the control means (6) can receiving current direction and velocity measurements from said at least one current meter (16).
  • said operative connection may additionally comprise that the control means (6) are configured to control the operation of said at least one current meter (16).
  • the at least one current meter (16) can be configured to obtain at least one measurement of the speed and direction of the water current in the body of water (2) and to communicate said measurement to the means of checking (6).
  • the control means (6) can control the supply of gas-mixed water in response to said at least one measurement of speed and direction of water current.
  • the at least one current meter (16) can be configured to obtain a plurality of measurements of direction and speed of water currents, said plurality of measurements obtained at a plurality of depths of said body of water (2), and to communicate said plurality of measurements to the control means (6).
  • the system can comprise a plurality of current meters (16), each one configured to obtain at least one measurement of the speed and direction of the corresponding water current in the body of water (2) and to communicate said corresponding measurement to the control means (6).
  • the way in which said plurality of current meters (16) is distributed in the body of water (2) does not limit the scope of the present invention.
  • said plurality of current meters (16) can be distributed at different depths of the body of water (2), at different horizontal positions in the body of water (2) or at a combination thereof.
  • control means may be configured to predict or forecast the behavior of water currents in the water body from historical water current measurements.
  • the system can comprise at least one storage memory (not shown in the figures) operatively connected to the control means and configured to store the at least one measurement of the direction and speed of the water current received in said memory, said at least one stored measurement having associated a timestamp.
  • control means can be configured to access said stored measurement and to forecast a behavior of the water currents in the body of water based on said at least one stored measurement.
  • control means can be configured to obtain at least one interpolation curve of direction and/or speed of the water current as a function of time based on the at least one stored measurement, preferably in a plurality of stored measurements. Said plurality may comprise all or a subset of the stored measurements.
  • control means can obtain said interpolation curve from a number of last stored measurements. For example, and without limiting the scope of the present invention, control means can obtain an interpolation curve from between 10 and 100 last stored measurements. The specific way in which the control means obtain said interpolation curve does not limit the scope of the present invention and any method known in the state of the art can be used.
  • the temporal extension that the control means consider to obtain said interpolation curve does not limit the scope of the present invention.
  • the temporal extension can be greater than or equal to a lunar cycle, typically between 28 and 30 days. Said preferred embodiment has the advantage that it allows obtaining an interpolation curve that incorporates all tidal variations in the body of water where the plurality of culture media is located, due to the lunar cycle.
  • control means can extrapolate said at least one curve obtained to forecast a direction and/or speed of a water current at a future time.
  • the system can additionally comprise means for measuring at least one environmental variable operatively connected to the control means.
  • Said environmental variable can be, for example and without this limiting the scope of the present invention, temperature, environmental humidity, direction and speed of the wind or amount of rain fall.
  • the control means can be configured to obtain and store at least one measurement of said at least one environmental variable, said at least one measurement of at least one stored environmental variable having a timestamp associated with it.
  • the control means can be configured to predict a behavior of the water currents in the body of water based on said at least one measurement of direction and speed of stored water currents and on said at least one measurement of at least a stored environmental variable.
  • control means can be configured to implement a machine learning model that relates a plurality of measurements of direction and speed of stored water currents with a plurality of measurements of the at least one environmental variable. stored. Said plurality may comprise all or a subset of the stored measurements. Any machine learning model can be used to implement the machine learning model without this limiting the scope of the present invention. Once the machine learning model has been obtained, the control means can use said model to predict a direction and/or speed of the water current at a future time.
  • control means can obtain or determine a hydrodynamic model of the body of water and predict the direction and/or speed of the water currents in said body of water by means of a fluid dynamics model, for example, using computational fluid dynamics (CFD).
  • a fluid dynamics model for example, using computational fluid dynamics (CFD).
  • control means may be additionally configured to update said interpolation curve, said machine learning model, or said hydrodynamic model, from future measurements of direction and/or velocity of water currents. , by comparing said measurements with the forecasts and/or predictions made.
  • the system (1) may additionally comprise at least one oxygen sensor (17) operatively connected to the control means (6) and positioned within a vicinity of the floating platform (3).
  • the extent of said second neighborhood does not limit the scope of the present invention and will depend on the extent of the floating platform (3), the extent of the body of water (2), or other operational aspects of the system (1) that is object of the present invention.
  • said second neighborhood can be defined by a radius of 500 m, more preferably 200 m and even more preferably 100 m around the area occupied by the floating platform ( 3).
  • control means (6) can be additionally configured to receive at least one oxygen measurement from said at least one oxygen sensor (17).
  • control means (6) may be configured to control the supply of gas-mixed water in response to the at least one received oxygen measurement.
  • the system (1) can comprise a plurality of oxygen sensors (17), each one configured to obtain at least one corresponding oxygen measurement in the body of water. (2) and to communicate said corresponding measurement to the control means (6).
  • the way in which said plurality of oxygen sensors is distributed in the body of water (2) does not limit the scope of the present invention.
  • an oxygen sensor (17) associated with a corresponding culture medium (14) can be provided, such that the oxygen measurement performed by an oxygen sensor ( 17) can be associated with the amount of oxygen present in its corresponding culture medium (14).
  • the present invention also provides a method for generating and supplying oxygen autonomously in a lower layer (21) of a body of water (2), in remote places and avoiding the resuspension of sediment from a bottom (24) of the body. of water (2), which includes the steps of:
  • an autonomous oxygen generation and supply system (1) comprising: a floating platform (3), wherein said floating platform (3) contains: a subsystem for generating a gas (4) that contains oxygen; an autonomous electricity supply subsystem (5) operatively connected to the gas generation subsystem (4); and control means (6) operatively connected to the gas generation subsystem (4) and to the autonomous electricity supply subsystem (5), mixing and dissolution means (7) of the gas that contains oxygen in water, which has an inlet gas (71) operatively connected to a gas outlet (41) of the gas generation subsystem (4), a water inlet (72) operatively connected to a water source, and a gas-mixed water outlet (73 ); wherein the control means (6), additionally, are operatively connected to the gas mixing and dissolution means (7); a gas-mixed water feed line (8), operatively connected to the gas-mixed water outlet (72) of the mixing and dissolving means (7), said feed line (8) extending from the platform floating (3) to the lower layer (21) of the body
  • the method may further comprise: providing the system with the oxygen-containing gas generation subsystem being a first gas generation subsystem generating a first gas, the first gas which is gaseous oxygen; further providing the system with: a second subsystem for generating a second oxygen-containing gas, wherein said second gas is compressed air; a gaseous oxygen outlet operatively connected to the first gas generation subsystem; an oxygen gas feed line operatively connected to the oxygen gas outlet; a plurality of oxygen supply means, each operatively connected to the gaseous oxygen feed line and positioned at a corresponding depth in the body of water; a compressed air outlet operatively connected to the second gas generation subsystem; a compressed air supply line operatively connected to the compressed air outlet; and a plurality of compressed air supply means, each one operatively connected to the compressed air supply line and positioned at a corresponding depth in the body of water; supplying gaseous oxygen at different depths in the water body by said plurality of oxygen supply means
  • Example 1 Implementation of an autonomous system
  • an autonomous pontoon-type system (3) was built with a generation of up to 1 1 Nm 3 /min of compressed air and 0.6 Nm 3 /min of gaseous oxygen at 90% purity, with a subsystem for mixing and dissolving up to 0.2 Nm 3 /min of oxygen in a flow of water.
  • the system incorporates diesel electric generators (5), air compressors (43) and refrigerated air dryers (33), as well as oxygen generators (42) with PSA technology.
  • the mixing and dissolution subsystem (7) comprises centrifugal pumps for seawater, Venturis and a dissolution cone (75).
  • the system has 2 compressed air outlets, 4 gaseous oxygen outlets and 4 water mixed with oxygen outlets (73), for the supply of each fluid in layers at different depths within a body of water.
  • the system also has a control means that automatically commands the operation of electric generators (5), compressors (43), dryers (33), oxygen generators (42), water pumps and a set of automated valves. for flow control within the system and to the outlets.
  • Example 2 Using the autonomous system
  • the system of the previous example was implemented in a fish farming center in the sea, 2 km from the nearest port, for the incorporation of oxygen in the culture cages in a superficial layer of the water column and for the incorporation of water mixed with oxygen in a lower layer of the water column, adjacent to the seafloor sediment.
  • the installation included 4 independent lines for the distribution and diffusion of gaseous oxygen in the culture cages and 4 independent lines for the distribution and spraying of water mixed with oxygen in a layer adjacent to the seabed.
  • 5 dissolved oxygen sensors installed in a lower layer of the water column were incorporated.
  • the system operated autonomously for a period of 4 months. During this period, admissions to the farm were only required to perform maintenance and to refuel the system.

Landscapes

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Abstract

Se proporciona un sistema autónomo que comprende una plataforma flotante que contiene un subsistema de generación de un gas que contiene oxígeno; un subsistema autónomo de alimentación de electricidad; medios de control; y medios de mezcla y disolución del gas que contiene oxígeno en agua; el sistema adicionalmente comprende: una línea de alimentación de agua mezclada con gas; y medios de suministro de agua mezclada con gas que proporcionan un flujo laminar en la capa inferior de un cuerpo de agua, evitando la resuspensión de sedimento.

Description

SISTEMA AUTÓNOMO DE GENERACIÓN Y SUMINISTRO DE OXÍGENO, MÉTODO Y USO ASOCIADOS
MEMORIA DESCRIPTIVA
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente tecnología se relaciona con la industria de la acuicultura, específicamente en las tecnologías asociadas a sistemas y métodos de oxigenación y en particular proporciona un sistema autónomo de generación y suministro de oxígeno, un método y un uso del sistema.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En el campo de la acuicultura es cada vez más común la existencia de sistemas y métodos para proporcionar oxígeno en distintas capas de un cuerpo de agua. La provisión de oxígeno presenta efectos beneficiosos tanto para las especies bajo cultivo como para el entorno en el cual se emplaza una instalación de acuicultura.
El documento CL 202100448 divulga un sistema y método para la inyección de flujos controlados de gases, como oxígeno y aire, en piscinas y centros de cultivo de peces. La solución allí propuesta permite medir y controlar el flujo de oxígeno que se proporciona en el sistema de acuicultura. Sin embargo, la tecnología allí descrita solo permite controlar la oxigenación en respuesta a una medición de oxígeno en el sistema de acuicultura, pero no permite el control en respuesta a una corriente de agua. Adicionalmente, el sistema allí descrito solo permite la provisión de oxígeno en piscinas o centros de acuicultura, que no se encuentran en cuerpos de agua.
Por su parte, el documento CL 202100912 divulga un método para la inyección de nanoburbujas en la capa inferior de una columna de agua. Dicho documento, adicionalmente, divulga la consideración de las corrientes presentes en el cuerpo de agua. Sin embargo, la tecnología allí descrita no permite un control dinámico de la oxigenación en un sistema de acuicultura, pues la disposición y funcionamiento de los difusores son fijos y se establecen luego de un modelamiento matemático del cuerpo de agua, así como de sus corrientes.
La patente CL 48712, del mismo solicitante que la presente solicitud, divulga un sistema portátil para la generación de oxígeno in situ e inyección de oxígeno en niveles industriales para jaulas de peces en el mar que comprende una plataforma flotante, tipo pontón, donde en el interior de dicho pontón posee: un sistema que genera oxígeno al 93-95% de pureza; y un sistema generador y de distribución de electricidad, el cual provee energía eléctrica a los componentes de dicho sistema generador de oxígeno. El sistema generador de oxígeno comprende generadores de aire a presión, medios generadores de oxígeno a presión, medios de compresión y acumulación de oxígeno de alta presión, así como medios de control del sistema de generación de oxígeno.
Sin embargo, ninguno de los documentos del estado de la técnica proporciona un sistema o método que permita la provisión de grandes cantidades de oxígeno en una capa inferior de un cuerpo de agua en lugares apartados, de manera autónoma y sin generar resuspensión de sedimento.
En consecuencia, se requiere un sistema, método y uso que permitan superar las deficiencias del estado de la técnica.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
En un primer objeto de la presente invención se proporciona un sistema autónomo de generación y suministro de oxígeno en al menos una capa de un cuerpo de agua, en lugares apartados y que evita la resuspensión de sedimento desde un fondo del cuerpo de agua, que comprende: una plataforma flotante, en donde dicha plataforma flotante contiene: un subsistema de generación de un gas que contiene oxígeno; un subsistema autónomo de alimentación de electricidad conectado operativamente al subsistema de generación de gas; y medios de control conectados operativamente al subsistema de generación de gas y al subsistema autónomo de alimentación de electricidad, que se caracteriza porque la plataforma flotante adicionalmente contiene: medios de mezcla y disolución del gas que contiene oxígeno en agua, que posee una entrada de gas conectada operativamente con una salida de gas del subsistema de generación de gas, una entrada de agua conectada operativamente con una fuente de agua, y una salida de agua mezclada con gas; en donde los medios de control, adicionalmente, se encuentran conectados operativamente a los medios de mezcla y disolución de gas; en donde el sistema adicionalmente comprende: una línea de alimentación de agua mezclada con gas, conectada operativamente con la salida de agua mezclada con gas de los medios de mezcla y disolución, dicha línea de alimentación que se extiende desde la plataforma flotante hasta una capa inferior del cuerpo de agua; y medios de suministro de agua mezclada con gas conectados operativamente con la línea de alimentación, en donde dichos medios de suministro proporcionan un flujo laminar de agua mezclada con gas en la capa inferior del cuerpo de agua, evitando la resuspensión de sedimento desde el fondo del cuerpo de agua.
En un segundo objeto de la presente invención se proporciona un método para generar y suministrar oxígeno de forma autónoma en una capa inferior de un cuerpo de agua, en lugares apartados y evitando la resuspensión de sedimento desde un fondo del cuerpo de agua que se caracteriza porque comprende los pasos de: proporcionar un sistema autónomo de generación y suministro de oxígeno que comprende: una plataforma flotante, en donde dicha plataforma flotante contiene: un subsistema de generación de un gas que contiene oxígeno; un subsistema autónomo de alimentación de electricidad conectado operativamente al subsistema de generación de gas; y medios de control conectados operativamente al subsistema de generación de gas y al subsistema autónomo de alimentación de electricidad, medios de mezcla y disolución del gas que contiene oxígeno en agua, que posee una entrada de gas conectada operativamente con una salida de gas del subsistema de generación de gas, una entrada de agua conectada operativamente con una fuente de agua, y una salida de agua mezclada con gas; en donde los medios de control, adicionalmente, se encuentran conectados operativamente a los medios de mezcla y disolución de gas; una línea de alimentación de agua mezclada con gas, conectada operativamente con la salida de agua mezclada con gas de los medios de mezcla y disolución, dicha línea de alimentación que se extiende desde la plataforma flotante hasta la capa inferior del cuerpo de agua; y medios de suministro de agua mezclada con gas conectados operativamente con la línea de alimentación; generar el gas que contiene oxígeno mediante el subsistema de generación de gas; generar una mezcla de agua con el gas que contiene oxígeno mediante los medios de mezcla y disolución; y suministrar agua mezclada con gas mediante los medios de suministro, en donde dichos medios de suministro proporcionan un flujo laminar de agua mezclada con gas en la capa inferior del cuerpo de agua, evitando la resuspensión de sedimento desde el fondo del cuerpo de agua.
En un tercer objeto de la presente invención, se proporciona un uso de un sistema autónomo de generación y suministro de oxígeno, que se caracteriza porque sirve para suministrar oxígeno y/o aire a diferentes profundidades del cuerpo de agua.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Fig. 1 ¡lustra esquemáticamente una primera realización del sistema que es objeto de la presente invención.
La Fig. 2 ¡lustra esquemáticamente un diagrama de bloques de una primera porción de una primera realización del sistema que es objeto de la presente invención.
La Fig. 3 ¡lustra una primera vista esquemática de planta de una primera realización de la plataforma flotante que forma parte del sistema que es objeto de la presente invención.
La Fig. 4 ¡lustra una segunda vista esquemática de planta de una primera realización de la plataforma flotante que forma parte del sistema que es objeto de la presente invención. La Fig. 5 ¡lustra un diagrama esquemático de una primera realización de los medios de mezcla y disolución que forman parte del sistema que es objeto de la presente invención.
La Fig. 6 ¡lustra una vista en perspectiva de una primera realización de un difusor que forma parte de los medios de suministro que son parte del sistema que es objeto de la presente invención.
La Fig. 7 ¡lustra un diagrama esquemático de una segunda porción de una primera realización del sistema que es objeto de la presente invención.
La Fig. 8 ¡lustra una primera vista esquemática isométrica de un ejemplo de realización de la plataforma flotante que forma parte del sistema que es objeto de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
A continuación, se describirá de manera detallada la presente invención, haciendo referencia para esto a las figuras que acompañan a la presente solicitud.
En un primer objeto de la presente invención, se proporciona un sistema autónomo (1 ) de generación y suministro de oxígeno en al menos una capa (21 , 22, 23) de un cuerpo de agua (2), en lugares apartados y que evita la resuspensión de sedimento desde un fondo (24) del cuerpo de agua (2), que comprende:
- una plataforma flotante (3), en donde dicha plataforma flotante (3) contiene:
- un subsistema de generación (4) de un gas que contiene oxígeno;
- un subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) conectado operativamente al subsistema de generación de gas (4); y
- medios de control (6) conectados operativamente al subsistema de generación de gas (4) y al subsistema autónomo de alimentación de electricidad, en donde la plataforma flotante (3) adicionalmente contiene:
- medios de mezcla y disolución (7) del gas que contiene oxígeno en agua, que posee una entrada de gas (71 ) conectada operativamente con una salida de gas (41 ) del subsistema de generación de gas (4), una entrada de agua (72) conectada operativamente con una fuente de agua, y una salida de agua mezclada con gas (73);
- en donde los medios de control (6), adicionalmente, se encuentran conectados operativamente a los medios de mezcla y disolución (7) de gas; en donde el sistema (1 ) adicionalmente comprende:
- una línea de alimentación (8) de agua mezclada con gas, conectada operativamente con la salida de agua mezclada con gas (73) de los medios de mezcla y disolución (7), dicha línea de alimentación (8) que se extiende desde la plataforma flotante (3) hasta una capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2); y
- medios de suministro (9) de agua mezclada con gas conectados operativamente con la línea de alimentación (8), en donde dichos medios de suministro (9) proporcionan un flujo laminar de agua mezclada con gas en la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2), evitando la resuspensión de sedimento desde el fondo (24) del cuerpo de agua (2).
En el contexto de la presente invención, debe entenderse la expresión “al menos un” como uno o más de los elementos a los que se hace referencia. El número de elementos no limita el alcance de la presente invención y dependerá de la aplicación específica del sistema (1 ) que es objeto de la presente invención. Además, en caso de proporcionarse más de un elemento, dichos elementos referidos pueden o no ser idénticos entre sí sin que esto limite el alcance de la presente invención.
En el contexto de la presente invención, debe entenderse el término pluralidad como dos o más de los elementos a los que se hace referencia. El número de elementos que formen parte de dicha pluralidad no limita el alcance de la presente invención y dependerá de la aplicación específica del sistema que es objeto de la presente invención. Además, los elementos que forman parte de la pluralidad pueden o no ser idénticos entre sí sin que esto limite el alcance de la presente invención.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderán las direcciones relativas tales como arriba, abajo, izquierda, derecha, adelante, atrás y similares como referidas al sistema (1 ) cuando el mismo se encuentra normalmente en uso. En este sentido, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, la línea vertical, las direcciones arriba y abajo, o las profundidades dentro del cuerpo de agua (2) estarán definidas por la dirección de la aceleración de gravedad, mientras que las direcciones horizontales, o sustancialmente horizontales, estarán definidas por un plano perpendicular a dicha dirección vertical. Además, las orientaciones hacia el interior y hacia exterior estarán definidas, sin que esto limite el alcance de la presente invención, por un conjunto o subconjunto de bordes del cuerpo de agua (2) en el cual se utiliza el sistema (1 ) que es objeto de la presente invención. En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como conexión operativa entre dos elementos y/o subsistemas a una conexión que permite una interacción, o un intercambio de energía y/o materia, por ejemplo uno o más fluidos, entre dichos elementos y/o subsistemas. Por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) se encuentra conectado operativamente a otros elementos del sistema (1 ) cuando dicho subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) puede proporcionar electricidad a dichos otros elementos. En otro ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de mezcla y disolución (7), o partes de los mismos, se conectan operativamente con otros elementos del sistema (1 ) cuando se permite, al menos parcialmente, el flujo de fluido entre los medios de mezcla y disolución (7), o partes de los mismos, y dichos otros elementos del sistema (1 ). Los medios mediante los cuales se proporcione dicha conexión operativa entre dos elementos y/o subsistemas no limitan el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier opción conocida para una persona normalmente versada en la materia.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como cuerpo de agua a una extensión de agua que se encuentra por la superficie terrestre y cuya área y/o volumen es mayor que un cierto umbral. Por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, se entenderá que dicho cuerpo de agua posee un área mayor que 10.000 metros cuadrados, más preferentemente mayor que 500.000 metros cuadrados y aún más preferentemente mayor que 1 kilómetro cuadrado, o un volumen mayor que 100.000 metros cúbicos, más preferentemente mayor que 5.000.000 metros cúbicos y aún más preferentemente mayor que 1 kilómetro cúbico. Ejemplos de cuerpos de agua pueden ser, sin limitarse a estos, partes o la totalidad de lagos, lagunas, bahías, mares, océanos, ríos, estuarios, estrechos o golfos. Comúnmente, los cuerpos de agua presentan corrientes en el interior de las mismas que propician intercambios tanto de temperatura como de materia en el interior del cuerpo de agua.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como la capa inferior (21 ) de dicho cuerpo de agua (2) a una capa de agua cuya distancia desde el fondo (24) de dicho cuerpo de agua (2) es menor que un cierto valor umbral. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha capa inferior (21 ) puede poseer una distancia desde el fondo de dicho cuerpo de agua (2) menor que 12 metros, más preferentemente menor que 10 metros y aún más preferentemente menor que 8 metros. En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como la capa superficial (23) de dicho cuerpo de agua (2) a una capa de agua cuya distancia desde la superficie de dicho cuerpo de agua (2) es menor que un cierto valor umbral. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha capa superficial (23) puede poseer una distancia desde la superficie de dicho cuerpo de agua (2) menor que 10 metros, más preferentemente menor que 8 metros y aún más preferentemente menor que 5 metros.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como capa intermedia (21 ) de dicho cuerpo de agua (2) a una capa de agua que se encuentra entre la capa superficial (23) del cuerpo de agua y la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como lugar apartado a un lugar, dentro del cuerpo de agua, cuya menor distancia a un borde del cuerpo de agua (2) es mayor que un cierto valor umbral. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho lugar apartado puede poseer una menor distancia a un borde del cuerpo de agua (2) mayor que 500 metros, más preferentemente mayor que 1 kilómetros y aún más preferentemente mayor que 5 kilómetros.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá que el cuerpo de agua (2) puede poseer requerimientos de oxígeno y que los requerimientos de oxígeno del cuerpo de agua (2) pueden comprender, sin limitarse a estos, requerimientos biológicos de especies bajo cultivo, parámetros de operación de medios de cultivo presentes en el cuerpo de agua, o requerimientos normativos o regúlatenos de una autoridad, así como una combinación entre los mismos. Dichos requerimientos de oxígeno pueden medirse en cualquier unidad de medida adecuada, como pueden ser, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, kilogramos de oxígeno por metro cúbico de agua, kilogramos de oxígeno por metro cuadrado de superficie de agua, kilogramos de oxígeno por individuo, kilogramos de oxígeno por hora, o una combinación entre ellas.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como medios de cultivo (14) a un espacio cerrado o semicerrado que permite el cultivo de especies acuáticas, las que pueden ser vegetales, animales o de otro tipo. Ejemplos de medios de cultivo pueden ser, sin limitarse a estos, jaulas, linternas o cuelgas. Dichos medios de cultivo (14) pueden presentarse como elementos independientes o como subdivisiones de un elemento de mayor tamaño sin que esto limite el alcance de la presente invención. En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá que un flujo de fluido es laminar cuando el flujo presenta un número de Reynolds menor que 4000, más preferentemente menor que 3000 y aun más preferentemente menor que 2300.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá que dos elementos se encuentran en comunicación fluida cuando se conectan entre sí de forma tal que un fluido puede circular desde un elemento al otro sin interrupciones y sin ser expuesto al exterior. Dicha comunicación fluida puede darse, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, mediante la comunicación directa entre dichos elementos o mediante la proporción de elementos intermedios que proporcionen dicha comunicación fluida.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como control dinámico de una variable al control en tiempo real o en intervalos de tiempo cortos de una variable particular. En una realización preferida, se entenderá que el control se realiza en tiempo real si la diferencia temporal entre la adquisición de una medición de retroalimentación para el control de la variable y el control efectivo de la variable es menor que 5 segundos, más preferentemente menor que 1 segundo y aún más preferentemente menor que 100 ms. Por otra parte, en una realización preferida, se entenderá que el control se realiza en intervalos de tiempo cortos si la diferencia temporal entre la adquisición de una medición de retroalimentación para el control de la variable y el control efectivo de la variable es menor que 10 minutos, más preferentemente menor que 1 minuto y aún más preferentemente menor que 10 segundos.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como vecindad al área comprendida dentro de un radio en torno de un punto o región en específico. La magnitud de dicho radio no limita el alcance de la presente invención y puede depender, por ejemplo, de las dimensiones del sistema (1 ), del área ocupada por la plataforma flotante (3), de la naturaleza y dimensiones del cuerpo de agua (2), así como de combinaciones entre las mismas.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como fluido que contiene oxígeno a un líquido o gas cuya composición comprende oxígeno molecular (O2), bien en solución, dispersión o mezcla. La proporción de oxígeno molecular que esté presente en dicho fluido no limita el alcance de la presente invención y puede ser, por ejemplo, mayor que un 10% en peso, más preferentemente mayor que un 30% en peso y aún más preferentemente mayor que un 50% en peso. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho fluido que contiene oxígeno puede seleccionarse del grupo formado por oxígeno gaseoso, aire, agua con oxígeno disuelto, agua con aire disuelto, agua enriquecida con oxígeno, agua enriquecida con aire, así como una combinación entre los mismos.
De manera ventajosa, sin que esto limite el alcance de la misma, el fluido que contiene oxígeno puede ser un gas cuya composición comprende oxígeno molecular (O2). La proporción de oxígeno molecular que esté presente en dicho gas no limita el alcance de la presente invención y puede ser, por ejemplo, mayor que un 30% en peso, más preferentemente mayor que un 50% en peso y aún más preferentemente mayor que un 80% en peso. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho gas que contiene oxígeno puede ser oxígeno gaseoso, o aire enriquecido con oxígeno gaseoso.
El sistema que es objeto de la presente invención comprende una plataforma flotante (3). Dicha plataforma flotante (3) permite que el sistema autónomo (1 ) que es objeto de la presente invención sea instalado en un lugar apartado del cuerpo de agua (2). En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, la plataforma flotante (3) puede comprender paredes laterales y un techo, con el fin de definir un espacio interior cerrado o semicerrado que albergue parte de los componentes del sistema (1 ) que es objeto de la presente invención. Adicionalmente, sin que esto limite el alcance de la presente invención, la plataforma flotante (3) puede poseer uno o más niveles o pisos. Por ejemplo, tal como se ¡lustra esquemáticamente en las figuras 3 y 4, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, un primer nivel (que se ¡lustra en la figura 3) puede albergar el subsistema de generación (4) de gas, que puede comprender, a su vez, al menos un subsistema de generación de aire comprimido (43) y al menos un subsistema de generación de oxígeno gaseoso (42); el subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5); los medios de control (6) y los medios de mezcla y disolución (7) del gas que contiene oxígeno en agua. Un segundo nivel (que se ¡lustra en la figura 4) puede albergar, sin que esto limite el alcance de la presente invención, al menos un tanque de almacenamiento de aire comprimido (31 ), al menos un tanque de almacenamiento de combustible (32), al menos un medio de almacenamiento (15) del gas que contiene oxígeno y al menos un secador (33).
La forma, materiales y dimensiones de la plataforma flotante (3) no limitan el alcance de la presente invención y pueden depender, por ejemplo, de los requerimientos de oxígeno del cuerpo de agua (2), de consideraciones operativas del sistema (1 ), del peso y tamaño de los componentes que se albergan en dicha plataforma flotante (3), entre otros aspectos. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, la plataforma flotante (3) puede tener una flotabilidad de al menos 50 toneladas métricas y puede estar configurado para ser remolcado en aguas abiertas, por ejemplo, en mar abierto.
En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, la plataforma flotante (3) puede comprender, adicionalmente, uno o más medios de anclaje (que no se ¡lustran en las figuras) al fondo (24) del cuerpo de agua (2). Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el uno o más medios de anclaje puede comprender cuerdas, anclas, boyas, lastres, así como una combinación entre los mismos.
El sistema (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, adicionalmente, un subsistema de generación (4) de un gas que contiene oxígeno. Cualquier equipo o combinación de equipos conocidos en el estado de la técnica, que puedan ser albergados en la plataforma flotante (3) puede utilizarse como subsistema de generación (4) del gas que contiene oxígeno sin que esto limite el alcance de la presente invención.
Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el gas que contiene oxígeno puede ser aire comprimido. En esta realización preferida, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el subsistema de generación (4) del gas que comprende oxígeno puede comprender uno o más compresores de aire configurados para comprimir aire tomado de la atmósfera, uno o más secadores (33) configurados para extraer la humedad desde el aire, uno o más filtros de aire configurados para filtrar partículas en suspensión, gotas de aceite provenientes del uno o más compresores y gotas de agua, y uno o más tanques de almacenamiento de aire comprimido (31 ) configurados para acumular el aire y que pueden servir como amortiguador de las fluctuaciones de presión debido al accionamiento del uno o más compresores.
En otro ejemplo de realización, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el gas que contiene oxígeno puede ser oxígeno gaseoso. En esta realización preferida, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el subsistema de generación (4) del gas que comprende oxígeno puede comprender una o más fuentes de aire, por ejemplo de aire comprimido, una o más cama de tamiz molecular que contiene un adsorbente específico para nitrógeno, uno o más medios de ventilación del nitrógeno gaseoso adsorbido, y uno o más medios de almacenamiento (15) de oxígeno gaseoso configurados para acumular el oxígeno proveniente del tamiz molecular. En una realización más preferida, el subsistema de generación (4) del gas que comprende oxígeno puede comprender, adicionalmente, un compresor de pistón de oxígeno y los medios de almacenamiento (15) pueden comprender un tanque de almacenamiento de oxígeno a alta presión. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema (1 ) puede comprender una salida del gas que contiene oxígeno conectada operativamente con la salida de gas (41 ) del subsistema de generación de gas (4); una segunda línea de alimentación (10, 1 1 ) del gas que contiene oxígeno conectada operativamente con la salida del gas que contiene oxígeno y que se extiende hacia el cuerpo de agua (2); y medios de suministro (12, 13) del gas que contiene oxígeno conectados operativamente con la segunda línea de alimentación (10, 1 1 ). Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, cuando el gas que contiene oxígeno es oxígeno gaseoso, los medios de suministro (12) del gas que contiene oxígeno pueden posicionarse en una capa superficial (23) del cuerpo de agua (2), en una vecindad de unos medios de cultivo (14) presentes en dicha capa superficial (23) del cuerpo de agua (2). En otro ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, cuando el gas que contiene oxígeno es aire comprimido, los medios de suministro (13) del gas que contiene oxígeno pueden posicionarse en una capa (22) del cuerpo de agua (2) que se encuentra entre una capa superficial (23) y la capa inferior (21 ).
En una realización preferida, el sistema (1 ) puede comprender un primer subsistema (42) de generación de gas que genera un primer gas que es oxígeno gaseoso; y un segundo subsistema (43) de generación de un segundo gas que es aire comprimido. En esta realización preferida, tal como se ¡lustra en las figuras y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el segundo subsistema (43) de generación de aire comprimido puede alimentar de aire comprimido al primer subsistema (42) de oxígeno gaseoso. En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema (1 ) que es objeto de la presente invención puede comprender, adicionalmente, una salida de oxígeno gaseoso conectada operativamente con el primer subsistema (42) de generación de gas; una línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso conectada operativamente con la salida de oxígeno gaseoso; medios de suministro (12) de oxígeno gaseoso conectados operativamente con la línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso; una salida de aire comprimido conectada operativamente con el segundo subsistema de generación (43) de gas; una línea de alimentación (11 ) de aire comprimido conectada operativamente con la salida de aire comprimido; y medios de suministro (13) de aire comprimido conectados operativamente con la línea de alimentación (1 1 ) de aire comprimido. En esta realización preferida, además y sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de suministro (12) de oxígeno pueden posicionarse en una primera profundidad del cuerpo de agua (2); y los medios de suministro (13) de aire comprimido pueden posicionarse en una segunda profundidad del cuerpo de agua (2). Esta configuración preferida presenta la ventaja, sin que esto limite el alcance de la presente invención, de que permite la provisión, de manera independiente, de aire comprimido, oxígeno gaseoso y una mezcla de agua y oxígeno, cada una a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2).
En una realización más preferida, en la cual el sistema (1 ) puede proporcionar aire comprimido, oxígeno gaseoso y una mezcla de oxígeno y agua, los medios de suministro (12) de oxígeno pueden posicionarse en una capa superficial (23) del cuerpo de agua (2), en una vecindad de unos medios de cultivo (14) presentes en dicha capa superficial (23) del cuerpo de agua (2).
En otra realización más preferida, en la cual el sistema (1 ) puede proporcionar aire comprimido, oxígeno gaseoso y una mezcla de oxígeno y agua, el sistema (1 ) puede comprender una pluralidad de medios de suministro (12) de oxígeno, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2). De manera adicional o alternativa, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema (1 ) puede comprender una pluralidad de medios de suministro (13) de aire comprimido, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (11 ) de aire comprimido y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2). De manera ventajosa, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema (1 ) que es objeto de la presente invención puede comprender tanto una pluralidad de medios de suministro (12) de oxígeno, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2), como una pluralidad de medios de suministro (13) de aire comprimido, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (1 1 ) de aire comprimido y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2).
El subsistema de generación de gas (4) puede estar configurado para generar el gas que contiene oxígeno con cualquier concentración de oxígeno, sin que esto limite el alcance de la presente invención. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el contenido de oxígeno en el gas que contiene oxígeno puede depender de los requerimientos de oxígeno del cuerpo de agua (2), así como de parámetros operativos del sistema (1 ) que es objeto de la presente invención. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el subsistema de generación de gas (4) puede estar configurado para generar el gas que contiene oxígeno con una concentración de oxígeno mayor al 80% en peso, más preferentemente mayor al 90% en peso y aun más preferentemente mayor al 93% en peso. En un ejemplo de realización, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el subsistema de generación de gas (4) puede estar configurado para generar el gas que contiene oxígeno con una concentración de oxígeno de entre un 90% y un 93% en peso.
El sistema (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, además, un subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5). En el contexto de la presente invención, y sin que esto limite el alcance de la misma, debe entenderse que la autonomía del subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) está dada por un tiempo mínimo en el cual el subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) puede funcionar sin requerir intervención de uno o más operarios. El subsistema autónomo de alimentación de electricidad
(5) puede comprender una o más fuentes de electricidad configuradas para proporcionar energía a una parte o la totalidad de los restantes componentes alojados en la plataforma flotante (3). El subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) puede comprender, adicionalmente y sin que esto limite el alcance de la presente invención, medios de generación de electricidad, medios de almacenamiento de electricidad, rectificadores de voltaje, alternadores, reguladores de voltaje, reguladores de corriente, medios de interrupción, medios de protección eléctrica, así como una combinación entre los mismos. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) puede comprender una fuente de electricidad que se selecciona del grupo formado por generadores, paneles solares y/o baterías, así como una combinación entre los mismos. En caso de comprender generadores, dichos generadores pueden seleccionarse, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, del grupo formado por generadores a combustible, generadores eólicos, pilas de combustible de hidrógeno, generadores mareomotrices, así como una combinación entre los mismos.
El sistema (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, además, medios de control
(6) conectados operativamente al subsistema de generación de gas (4) y al subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5). Los medios de control (6), adicionalmente, se encuentran conectados operativamente a los medios de mezcla y disolución (7) de gas.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, debe entenderse como medios de control (6) a uno o más procesadores configurables e interconectados entre sí. En este sentido, cuando se proporciona más de un procesador como parte de dichos medios de control (6), sin que esto limite el alcance de la presente invención, cada uno de dichos procesadores puede estar configurado para realizar una parte de una operación, la totalidad de una operación, un subconjunto de operaciones o la totalidad de las operaciones para las cuales están configurados dichos medios de control (6). La posición de dichos medios de control (6) en la plataforma flotante (3) no limita el alcance de la presente invención. Cuando dichos medios de control (6) comprenden una pluralidad de procesadores interconectados entre sí, dicha pluralidad de procesadores puede proporcionarse integrados en una única unidad o distribuidos en diferentes posiciones en la plataforma flotante (3), sin que esto limite el alcance de la presente invención.
En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, debe entenderse que un elemento se encuentra conectado operativamente con los medios de control (6) si los medios de control (6) pueden controlar la operación de parte o la totalidad de dicho elemento. Adicionalmente, en ciertas realizaciones preferidas y sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de control (6) pueden estar configurados para obtener mediciones desde dicho elemento y para ajustar o modificar la operación de dicho elemento, o de otro elemento, en respuesta a dichas mediciones.
La manera específica en la cual se obtenga la configuración de los medios de control (6) no limita el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier opción conocida por una persona normalmente versada en la materia. Además, los medios mediante los cuales se proporcione la conexión operativa entre los medios de control (6) y los restantes elementos del sistema (1 ) que es objeto de la presente invención no limitan el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier alternativa conocida en el estado de la técnica.
El sistema (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, adicionalmente, medios de mezcla y disolución (7) del gas que contiene oxígeno en agua, que posee una entrada de gas (71 ) conectada operativamente con una salida de gas (41 ) del subsistema de generación de gas (4), una entrada de agua (72) conectada operativamente con una fuente de agua, y una salida de agua mezclada con gas (73).
La forma mediante la cual los medios de mezcla y disolución (7) produzcan la mezcla de agua y gas no limita el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier aparato, equipo o combinaciones de los mismos conocidos en el estado de la técnica. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de mezcla y disolución pueden comprender un generador de nanoburbujas del gas que contiene oxígeno y uno o más equipos de mezcla de nanoburbujas y agua.
En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de mezcla y disolución (7) pueden comprender un tubo Venturi (74) que posee una correspondiente entrada de agua conectada operativamente con la entrada de agua (72) de los medios de mezcla y disolución (7), una correspondiente entrada de gas conectada operativamente con la entrada de gas (71 ) de los medios de mezcla y disolución (7) y una correspondiente salida de agua mezclada con gas. En una realización más preferida, los medios de mezcla y disolución (7) pueden comprender, adicionalmente, un cono de dilución (75) conectado operativamente a continuación de la correspondiente salida de agua mezclada con gas del tubo Venturi (74). En otra realización más preferida, los medios de mezcla y disolución (7) pueden comprender, adicionalmente, una línea de desviación de agua (76) que conecta directamente la correspondiente entrada de agua del tubo Venturi (74) con la correspondiente salida de agua mezclada con gas del tubo Venturi (74). En una realización aun más preferida, los medios de mezcla y disolución (7) pueden comprender, adicionalmente, una válvula de regulación (77) configurada para controlar un caudal de agua que fluye por la línea de desviación de agua (76).
Tal como se ¡lustra esquemáticamente en las figuras, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de mezcla y disolución (7) pueden comprender, adicionalmente, una o más válvulas de interrupción y/o de regulación de flujo.
En otra realización preferida, tal como se ¡lustra en las figuras y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender medios de almacenamiento (15) del gas que contiene oxígeno conectados operativamente entre la salida de gas (41 ) del subsistema de generación de gas (4) y la entrada de gas (71 ) de los medios de mezcla y disolución (7).
El sistema (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, además, una línea de alimentación (8) de agua mezclada con gas, conectada operativamente con la salida de agua mezclada con gas (73) de los medios de mezcla y disolución (7), dicha línea de alimentación (8) que se extiende desde la plataforma flotante (3) hasta una capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2). Dicha línea de alimentación permite llevar la mezcla de agua y gas hasta la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua para su posterior suministro. En este sentido, la forma, materiales y dimensiones, particularmente la longitud, de dicha línea de alimentación (8) no limita el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier alternativa conocida en el estado de la técnica.
En aquellas realizaciones preferidas en las cuales el sistema (1 ) comprende una línea de alimentación de oxígeno gaseoso (10) y/o una línea de alimentación de aire comprimido (1 1 ), la forma, materiales y dimensiones, particularmente la longitud, de dicha línea de alimentación de oxígeno gaseoso (10) y/o de dicha línea de alimentación de aire comprimido (1 1 ) no limitan el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier alternativa conocida en el estado de la técnica. El sistema (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, además, medios de suministro (9) de agua mezclada con gas conectados operativamente con la línea de alimentación (8), en donde dichos medios de suministro (9) proporcionan un flujo laminar de agua mezclada con gas en la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2), evitando la resuspensión de sedimento desde el fondo (24) del cuerpo de agua (2). La forma, dimensiones y materiales de dichos medios de suministro (9) no limitan el alcance de la presente invención y pueden depender, por ejemplo, de la naturaleza del gas que contiene oxígeno, de los requerimientos del cuerpo de agua (2), de la periodicidad con la que se proporcione la mezcla de agua y gas al cuerpo de agua (2), así como una combinación de las mismas.
En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de suministro (9) pueden comprender al menos un difusor (91 ) que se posiciona en la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua, tal como se ¡lustra esquemáticamente en la Figura 1 . La forma, dimensiones y materiales de dicho difusor (91 ) no limita el alcance de la presente invención en tanto permita el flujo laminar de agua mezclada con gas en la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua.
Por ejemplo, tal como se ¡lustra en la figura 6 y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el difusor (91 ) puede comprender un cuerpo central (92) que posee una entrada de agua mezclada con gas (93) y una pluralidad de salidas de agua mezclada con gas (94a, 94b) en comunicación fluida con dicha entrada de agua mezclada con gas (93); una pluralidad de líneas radiales (95a, 95b), en donde cada una de dichas líneas radiales (95a, 95b) se conecta en comunicación fluida con una correspondiente salida de agua mezclada con gas (94a, 94b) de dicho cuerpo central (92); un anillo exterior (96) que se conecta en comunicación fluida con dicha pluralidad de líneas radiales (95a, 95b); una pluralidad de perforaciones (97) distribuidas longitudinalmente a lo largo de dichas líneas radiales (95a, 95b) y a lo largo de dicho anillo exterior (96), dicha pluralidad de perforaciones que se orienta hacia una dirección exterior con respecto de dicho cuerpo central (92); y una pluralidad de soportes de anclaje (98a, 98b) distribuidos a lo largo de dicho anillo exterior (96).
En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, cada uno de dichos soportes de anclaje (98a, 98b) puede adquirir a lo menos dos posiciones, una desplegada y una replegada.
En aquellas realizaciones en las cuales el sistema (1) que es objeto de la presente invención comprende medios de suministro de oxígeno gaseoso (12) y/o medios de suministro de aire comprimido (13), dichos medios de suministro (12, 13) pueden comprender uno o más dispositivos que permitan la inyección o difusión de oxígeno y/o aire comprimido en el cuerpo de agua (2), por ejemplo, en la vecindad de un medio de cultivo (14) presente en una capa superficial (23) del cuerpo de agua (2) o en una capa intermedia (22) del cuerpo de agua (2). La forma, dimensiones y materiales de dichos medios de suministro de oxígeno gaseoso (12) y/o medios de suministro de aire comprimido (13) no limitan el alcance de la presente invención y pueden depender, por ejemplo, de la naturaleza del gas que contiene oxígeno, de los requerimientos del cuerpo de agua (2), de la periodicidad con la que se proporcione oxígeno gaseoso y/o aire comprimido al cuerpo de agua (2), así como una combinación de las mismas. En una realización preferida, cada uno de dichos medios de suministro de oxígeno gaseoso (12) y/o medios de suministro de aire comprimido (13) puede comprender una salida de gas que se selecciona del grupo formado por difusores, eductores, inyectores, aspersores, así como una combinación entre los mismos.
En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema (1 ) que es objeto de la presente invención puede comprender, adicionalmente, al menos una válvula de seguridad para cortes de emergencia del gas que contiene oxígeno y/o de la mezcla de agua y gas.
En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender al menos un correntómetro (16) posicionado dentro de una vecindad de la plataforma flotante (3) y conectado operativamente con los medios de control (6). La extensión de dicha vecindad no limita el alcance de la presente invención y dependerá de la extensión de la plataforma flotante (3), de la extensión del cuerpo de agua (2), o de otros aspectos operacionales del sistema (1 ) que es objeto de la presente invención. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha vecindad puede estar definida por un radio de 100 m, más preferentemente de 50 m y aún más preferentemente de 10 m en torno del área ocupada por la plataforma flotante (3). En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, debe entenderse que el al menos un correntómetro (16) se encuentra conectado operativamente con los medios de control (6) si los medios de control (6) pueden recibir mediciones de dirección y velocidad de corriente desde dicho al menos un correntómetro (16). En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha conexión operativa puede comprender, adicionalmente, que los medios de control (6) estén configurados para controlar la operación de dicho al menos un correntómetro (16).
En aquellas realizaciones preferidas que lo comprenden, el al menos un correntómetro (16) puede estar configurado para obtener al menos una medición de velocidad y dirección de corriente de agua en el cuerpo de agua (2) y para comunicar dicha medición a los medios de control (6). De esta manera, los medios de control (6) pueden controlar el suministro de de agua mezclada con gas en respuesta a dicha al menos una medición de velocidad y dirección de corriente de agua. En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el al menos un correntómetro (16) puede estar configurado para obtener una pluralidad de mediciones de dirección y velocidad de corrientes de agua, dicha pluralidad de mediciones que se obtiene a una pluralidad de profundidades de dicho cuerpo de agua (2), y para comunicar dicha pluralidad de mediciones a los medios de control (6).
En otras realizaciones preferidas, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema puede comprender una pluralidad de correntómetros (16), cada uno configurado para obtener al menos una medición de velocidad y dirección de corriente de agua correspondiente en el cuerpo de agua (2) y para comunicar dicha medición correspondiente a los medios de control (6). La forma en la cual se distribuya dicha pluralidad de correntómetros (16) en el cuerpo de agua (2) no limita el alcance de la presente invención. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha pluralidad de correntómetros (16) puede estar distribuida a diferentes profundidades del cuerpo de agua (2), a diferentes posiciones horizontales en el cuerpo de agua (2) o a una combinación de los mismos.
En una realización preferida, los medios de control pueden estar configurados para predecir o pronosticar el comportamiento de las corrientes de agua en el cuerpo de agua a partir de mediciones históricas de corrientes de agua. Para esto, el sistema puede comprender al menos una memoria de almacenamiento (que no se ¡lustra en las figuras) conectada operativamente con los medios de control y configurada para almacenar la al menos una medición de dirección y velocidad de corriente de agua recibida en dicha memoria, dicha al menos una medición almacenada que tiene asociada una marca de tiempo. Adicionalmente, los medios de control pueden estar configurados para acceder a dicha medición almacenada y para pronosticar un comportamiento de las corrientes de agua en el cuerpo de agua con base en dicha al menos una medición almacenada.
Para esto, en una realización preferida, los medios de control pueden estar configurados para obtener al menos una curva de interpolación de dirección y/o de velocidad de corriente de agua como función del tiempo con base en la al menos una medición almacenada, preferentemente en una pluralidad de mediciones almacenadas. Dicha pluralidad puede comprender todas o un subconjunto de las mediciones almacenadas. En una realización más preferida, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de control pueden obtener dicha curva de interpolación a partir de un número de últimas mediciones almacenadas. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de control pueden obtener una curva de interpolación a partir de entre 10 y 100 últimas mediciones almacenadas. El modo específico mediante el cual los medios de control obtengan dicha curva de interpolación no limita el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier método conocido en el estado de la técnica. Adicionalmente, sin que esto limite el alcance de la presente invención, la extensión temporal que los medios de control consideren para obtener dicha curva de interpolación no limita el alcance de la presente invención. En un ejemplo de realización, de manera ventajosa y sin que esto limite el alcance de la presente invención, la extensión temporal puede ser mayor o igual que un ciclo lunar, típicamente de entre 28 y 30 días. Dicha realización preferida presenta la ventaja de que permite obtener una curva de interpolación que incorpora todas las variaciones de marea en el cuerpo de agua donde se encuentra ubicada la pluralidad de medios de cultivo, debido al ciclo lunar.
Una vez obtenida la al menos una curva de interpolación de velocidad y/o corriente como función del tiempo, los medios de control pueden extrapolar dicha al menos una curva obtenida para pronosticar una dirección y/o velocidad de corriente de agua en un tiempo futuro.
En otra realización preferida, el sistema puede comprender, adicionalmente, medios de medición de al menos una variable ambiental conectados operativamente con los medios de control. Dicha variable ambiental puede ser, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, temperatura, humedad ambiental, dirección y velocidad del viento o cantidad de agua caída. En esta realización preferida, los medios de control pueden estar configurados para obtener y almacenar al menos una medición de dicha al menos una variable ambiental, dicha al menos una medición de al menos una variable ambiental almacenada que tiene asociada una marca de tiempo. Adicionalmente, los medios de control pueden estar configurados para predecir un comportamiento de las corrientes de agua en el cuerpo de agua con base en dicha al menos una medición de dirección y velocidad de corrientes de agua almacenada y en dicha al menos una medición de al menos una variable ambiental almacenada.
Para esto, en una realización preferida, los medios de control pueden estar configurados para implementar un modelo de aprendizaje por máquina que relacione una pluralidad de mediciones de dirección y velocidad de corrientes de agua almacenadas con una pluralidad de mediciones de la al menos una variable ambiental almacenadas. Dicha pluralidad puede comprender todas o un subconjunto de las mediciones almacenadas. Cualquier modelo de aprendizaje por máquina puede ser utilizado para implementar el modelo de aprendizaje por máquina sin que esto limite el alcance de la presente invención. Una vez obtenido el modelo de aprendizaje por máquina, los medios de control pueden utilizar dicho modelo para predecir una dirección y/o velocidad de corriente de agua en un tiempo futuro.
En otra realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, los medios de control pueden obtener o determinar un modelo hidrodinámico del cuerpo de agua y predecir la dirección y/o velocidad de las corrientes de agua en dicho cuerpo de agua mediante un modelo fluidodinámico, por ejemplo, utilizando fluidodinámica computacional (CFD por sus siglas en inglés).
En cualquiera de los casos previamente descritos, los medios de control pueden estar configurados adicionalmente para actualizar dicha curva de interpolación, dicho modelo de aprendizaje por máquina, o dicho modelo hidrodinámico, a partir de mediciones futuras de dirección y/o velocidad de corrientes de agua, mediante la comparación de dichas mediciones con los pronósticos y/o predicciones realizadas.
En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema (1 ) puede comprender, adicionalmente, al menos un sensor de oxígeno (17) conectado operativamente con los medios de control (6) y posicionado dentro de una vecindad de la plataforma flotante (3). La extensión de dicha segunda vecindad no limita el alcance de la presente invención y dependerá de la extensión de la plataforma flotante (3), de la extensión del cuerpo de agua (2), o de otros aspectos operacionales del sistema (1 ) que es objeto de la presente invención. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha segunda vecindad puede estar definida por un radio de 500 m, más preferentemente de 200 m y aún más preferentemente de 100 m en torno del área ocupada por la plataforma flotante (3).
En la realización preferida en la cual el sistema (1 ) comprende, adicionalmente, al menos un sensor de oxígeno (17), los medios de control (6) pueden estar configurados adicionalmente para recibir al menos una medición de oxígeno desde dicho al menos un sensor de oxígeno (17). Además, los medios de control (6) pueden estar configurados para controlar el suministro de agua mezclada con gas en respuesta a la al menos una medición de oxígeno recibida.
En otra realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el sistema (1 ) puede comprender una pluralidad de sensores de oxígeno (17), cada uno configurado para obtener al menos una medición de oxígeno correspondiente en el cuerpo de agua (2) y para comunicar dicha medición correspondiente a los medios de control (6). La forma en la cual se distribuya dicha pluralidad de sensores de oxígeno en el cuerpo de agua (2) no limita el alcance de la presente invención. Por ejemplo, tal como se ¡lustra esquemáticamente en la Fig. 7, puede proporcionarse un sensor de oxígeno (17) asociado con un correspondiente medio de cultivo (14), de forma tal que la medición de oxígeno que realiza un sensor de oxígeno (17) particular puede asociarse con la cantidad de oxígeno presente en su medio de cultivo (14) correspondiente.
La presente invención proporciona, además, un método para generar y suministrar oxígeno de forma autónoma en una capa inferior (21 ) de un cuerpo de agua (2), en lugares apartados y evitando la resuspensión de sedimento desde un fondo (24) del cuerpo de agua (2), que comprende los pasos de:
- proporcionar un sistema autónomo (1 ) de generación y suministro de oxígeno que comprende: una plataforma flotante (3), en donde dicha plataforma flotante (3) contiene: un subsistema de generación de un gas (4) que contiene oxígeno; un subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) conectado operativamente al subsistema de generación de gas (4); y medios de control (6) conectados operativamente al subsistema de generación de gas (4) y al subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5), medios de mezcla y disolución (7) del gas que contiene oxígeno en agua, que posee una entrada de gas (71 ) conectada operativamente con una salida de gas (41) del subsistema de generación de gas (4), una entrada de agua (72) conectada operativamente con una fuente de agua, y una salida de agua mezclada con gas (73); en donde los medios de control (6), adicionalmente, se encuentran conectados operativamente a los medios de mezcla y disolución de gas (7); una línea de alimentación (8) de agua mezclada con gas, conectada operativamente con la salida de agua mezclada con gas (72) de los medios de mezcla y disolución (7), dicha línea de alimentación (8) que se extiende desde la plataforma flotante (3) hasta la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2); y medios de suministro (9) de agua mezclada con gas conectados operativamente con la línea de alimentación (8); generar el gas que contiene oxígeno mediante el subsistema de generación de gas (4); generar una mezcla de agua con el gas que contiene oxígeno mediante los medios de mezcla y disolución (7); y suministrar agua mezclada con gas mediante los medios de suministro (9), en donde dichos medios de suministro (9) proporcionan un flujo laminar de agua mezclada con gas en la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2), evitando la resuspensión de sedimento desde el fondo (24) del cuerpo de agua (2). En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el método puede comprender, adicionalmente: proporcionar el sistema con el subsistema de generación del gas que contiene oxígeno siendo un primer subsistema de generación de gas que genera un primer gas, el primer gas que es oxígeno gaseoso; proporcionar el sistema adicionalmente con: un segundo subsistema de generación de un segundo gas que contiene oxígeno, en donde dicho segundo gas es aire comprimido; una salida de oxígeno gaseoso conectada operativamente con el primer subsistema de generación de gas; una línea de alimentación de oxígeno gaseoso conectada operativamente con la salida de oxígeno gaseoso; una pluralidad de medios de suministro de oxígeno, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación de oxígeno gaseoso y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua; una salida de aire comprimido conectada operativamente con el segundo subsistema de generación de gas; una línea de alimentación de aire comprimido conectada operativamente con la salida de aire comprimido; y una pluralidad de medios de suministro de aire comprimido, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación de aire comprimido y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua; suministrar oxígeno gaseoso a diferentes profundidades en el cuerpo de agua mediante dicha pluralidad de medios de suministro de oxígeno; y suministrar aire comprimido a diferentes profundidades en el cuerpo de agua mediante dicha pluralidad de medios de suministro de aire comprimido.
La presente invención proporciona, además, un uso del sistema autónomo (1 ) de generación y suministro de oxígeno, en donde el sistema (1 ) comprende un primer subsistema (42) de generación de oxígeno gaseoso y un segundo subsistema (43) de generación de aire comprimido, así como una pluralidad de medios de suministro (12) de oxígeno, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2); y una pluralidad de medios de suministro (13) de aire comprimido, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (11 ) de aire comprimido y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2). En este caso, el uso sirve para suministrar oxígeno y/o aire a diferentes profundidades del cuerpo de agua (2).
Todas las opciones de características técnicas previamente descritas del sistema (1 ) que es objeto de la presente invención pueden aplicarse, mediante sus configuraciones correspondientes, respecto del método y del uso que son objeto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la presente solicitud.
De acuerdo con la descripción previamente detallada es posible obtener un sistema autónomo (1 ), método de generación y suministro de oxígeno y uso del sistema que permiten superar las deficiencias del estado de la técnica.
Debe entenderse que las diferentes opciones previamente descritas para características técnicas diferentes del sistema (1 ), método y/o uso de la presente invención pueden combinarse entre sí, o con otras opciones conocidas para una persona normalmente versada en la materia, de cualquier manera prevista sin que esto limite el alcance de la presente solicitud.
En lo sucesivo, se describirán ejemplos de realización de la presente invención. Debe entenderse que dichos ejemplos se describen con el fin de proporcionar un mejor entendimiento de la presente invención, pero de ninguna manera limitan el alcance de la protección solicitada. Adicionalmente, detalles de características técnicas especificadas en ejemplos diferentes pueden combinarse entre sí, o con otras realizaciones preferidas previamente descritas, de cualquier manera prevista sin que esto limite el alcance de la presente invención.
Ejemplo 1 : Implementación de un sistema autónomo
Como se ¡lustra esquemáticamente en la Figura 8, se construyó un sistema autónomo tipo pontón (3) con generación de hasta 1 1 Nm3/min de aire comprimido y 0,6 Nm3/min de oxígeno gaseoso al 90% de pureza, con un subsistema de mezcla y disolución de hasta 0,2 Nm3/min de oxígeno en un flujo de agua. El sistema incorpora generadores eléctricos diésel (5), compresores de aire (43) y secadores de aire (33) refrigerativos, además de generadores de oxígeno (42) con tecnología PSA. El subsistema de mezcla y disolución (7) comprende bombas centrífugas para agua de mar, Venturis y un cono de disolución (75). El sistema cuenta con 2 salidas de aire comprimido, 4 salidas de oxígeno gaseoso y 4 salidas de agua mezclada con oxígeno (73), para el suministro de cada fluido en capas a profundidades distintas dentro de un cuerpo de agua. El sistema además cuenta con un medio de control que comanda de forma automática la operación de los generadores eléctricos (5), compresores (43), secadores (33), generadores de oxígeno (42), bombas de agua y un conjunto de válvulas automatizadas para el control de flujo dentro del sistema y hacia las salidas. Ejemplo 2: Uso del sistema autónomo
El sistema del ejemplo anterior fue implementado en un centro de cultivo de peces en el mar, a 2 km del puerto más cercano, para la incorporación de oxígeno en las jaulas de cultivo en una capa superficial de la columna de agua y para la incorporación de agua mezclada con oxígeno en una capa inferior de la columna de agua, adyacente al sedimento del fondo marino. La instalación comprendió 4 líneas independientes para la distribución y difusión de oxígeno gaseoso en las jaulas de cultivo y 4 líneas independientes para la distribución y aspersión de agua mezclada con oxígeno en una capa adyacente al fondo marino. Se incorporaron además 5 sensores de oxígeno disuelto instalados en una capa inferior de la columna de agua. El sistema operó de forma autónoma durante un periodo de 4 meses. Durante este periodo los ingresos al centro de cultivo fueron requeridos únicamente para realizar mantenimiento y para realizar recargas de combustible en el sistema.
LISTADO DE REFERENCIAS
1 : Sistema autónomo
2: Cuerpo de agua
21 : Capa inferior del cuerpo de agua
22: Capa intermedia del cuerpo de agua
23: Capa superficial del cuerpo de agua
24: Fondo del cuerpo de agua
3: Plataforma flotante
31 : Tanques de almacenamiento de aire comprimido
32: Tanques de almacenamiento de combustible
33: Secadores
4: Subsistema de generación de gas
41 : Salida de gas del subsistema de generación de gas
42: Primer subsistema de generación de gas
43: Segundo subsistema de generación de gas
5: Subsistema autónomo de alimentación de electricidad
6: Medios de control
7: Medios de mezcla y disolución 1 : Entrada de gas de los medios de mezcla y disolución 2: Entrada de agua de los medios de mezcla y disolución 3: Salida de mezcla de agua y gas de los medios de mezcla y disolución 4: Tubo Venturi de los medios de mezcla y disolución 5: Cono de dilución de los medios de mezcla y disolución 6: Línea de desviación de agua de los medios de mezcla y disolución 7: Válvula de regulación de los medios de mezcla y disolución : Línea de alimentación de agua mezclada con gas : Medios de suministro de agua mezclada con gas 1 : Difusor 2: Cuerpo central del difusor 3: Entrada de agua mezclada con gas del difusor 4a, 94b: Pluralidad de salidas de agua mezclada con gas del cuerpo central del difusor5a, 95b: Pluralidad de líneas radiales del difusor 6: Anillo exterior del difusor 7: Pluralidad de perforaciones del difusor 8a, 98b: Pluralidad de soportes de anclaje del difusor 0: Línea de alimentación de oxígeno gaseoso 1 : Línea de alimentación de aire comprimido 2: Medios de suministro de oxígeno gaseoso 3: Medios de suministro de aire comprimido 4: Medios de cultivo 5: Medios de almacenamiento de gas 6: Correntómetro 7: Sensor de oxígeno

Claims

26 REIVINDICACIONES
1. Un sistema autónomo (1 ) de generación y suministro de oxígeno en al menos una capa (21 , 22, 23) de un cuerpo de agua (2), en lugares apartados y que evita la resuspensión de sedimento desde un fondo (24) del cuerpo de agua (2), que comprende:
- una plataforma flotante (3), en donde dicha plataforma flotante (3) contiene:
- un subsistema de generación (4) de un gas que contiene oxígeno;
- un subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) conectado operativamente al subsistema de generación de gas (4); y
- medios de control (6) conectados operativamente al subsistema de generación de gas (4) y al subsistema autónomo de alimentación de electricidad,
CARACTERIZADO porque la plataforma flotante (3) adicionalmente contiene:
- medios de mezcla y disolución (7) del gas que contiene oxígeno en agua, que posee una entrada de gas (71 ) conectada operativamente con una salida de gas (41 ) del subsistema de generación de gas (4), una entrada de agua (72) conectada operativamente con una fuente de agua, y una salida de agua mezclada con gas (73);
- en donde los medios de control (6), adicionalmente, se encuentran conectados operativamente a los medios de mezcla y disolución (7) de gas; en donde el sistema (1 ) adicionalmente comprende:
- una línea de alimentación (8) de agua mezclada con gas, conectada operativamente con la salida de agua mezclada con gas (73) de los medios de mezcla y disolución (7), dicha línea de alimentación (8) que se extiende desde la plataforma flotante (3) hasta una capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2); y
- medios de suministro (9) de agua mezclada con gas conectados operativamente con la línea de alimentación (8), en donde dichos medios de suministro (9) proporcionan un flujo laminar de agua mezclada con gas en la capa inferior (21) del cuerpo de agua (2), evitando la resuspensión de sedimento desde el fondo (24) del cuerpo de agua (2).
2. El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende: una salida del gas que contiene oxígeno conectada operativamente con la salida de gas (41 ) del subsistema de generación de gas (4); una segunda línea de alimentación (10, 1 1 ) del gas que contiene oxígeno conectada operativamente con la salida del gas que contiene oxígeno y que se extiende hacia el cuerpo de agua (2); y medios de suministro (12, 13) del gas que contiene oxígeno conectados operativamente con la segunda línea de alimentación (10, 1 1 ).
3. El sistema (1 ) de la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque el gas que contiene oxígeno es oxígeno gaseoso y porque los medios de suministro (12) del gas que contiene oxígeno se posicionan en una capa superficial (23) del cuerpo de agua (2), en una vecindad de unos medios de cultivo (14) presentes en dicha capa superficial (23) del cuerpo de agua (2).
4. El sistema (1 ) de la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque el gas que contiene oxígeno es aire comprimido y porque los medios de suministro (13) del gas que contiene oxígeno se posicionan en una capa (22) del cuerpo de agua (2) que se encuentra entre una capa superficial (23) y la capa inferior (21 ).
5. El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el subsistema de generación (4) del gas que contiene oxígeno es un primer subsistema (42) de generación de gas que genera un primer gas, el primer gas que es oxígeno gaseoso; en donde el sistema (1 ) adicionalmente comprende: una salida de oxígeno gaseoso conectada operativamente con el primer subsistema (42) de generación de gas; una línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso conectada operativamente con la salida de oxígeno gaseoso; medios de suministro (12) de oxígeno gaseoso conectados operativamente con la línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso;
- un segundo subsistema (43) de generación de un segundo gas que contiene oxígeno, en donde dicho segundo gas es aire comprimido; una salida de aire comprimido conectada operativamente con el segundo subsistema de generación (43) de gas; una línea de alimentación (1 1 ) de aire comprimido conectada operativamente con la salida de aire comprimido; y medios de suministro (13) de aire comprimido conectados operativamente con la línea de alimentación (11 ) de aire comprimido; en donde los medios de suministro (12) de oxígeno se posicionan en una primera profundidad del cuerpo de agua (2); y en donde los medios de suministro (13) de aire comprimido se posicionan en una segunda profundidad del cuerpo de agua (2).
6. El sistema (1 ) de la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque los medios de suministro (12) de oxígeno se posicionan en una capa superficial (23) del cuerpo de agua (2), en una vecindad de unos medios de cultivo (14) presentes en dicha capa superficial (23) del cuerpo de agua (2).
7. El sistema (1 ) de la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque comprende una pluralidad de medios de suministro (12) de oxígeno, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2).
8. El sistema (1 ) de la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque comprende una pluralidad de medios de suministro (13) de aire comprimido, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (1 1 ) de aire comprimido y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2).
9. El sistema (1 ) de la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque comprende:
- una pluralidad de medios de suministro (12) de oxígeno, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (10) de oxígeno gaseoso y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2); y una pluralidad de medios de suministro (13) de aire comprimido, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación (11 ) de aire comprimido y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua (2).
10. El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el subsistema de generación de gas (4) está configurado para generar el gas que contiene oxígeno con una concentración de oxígeno mayor al 80% en peso.
11 . El sistema de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de mezcla y disolución (7) comprenden un tubo Venturi (74) que posee una correspondiente entrada de agua conectada operativamente con la entrada de agua (72) de los medios de mezcla y 29 disolución (7), una correspondiente entrada de gas conectada operativamente con la entrada de gas (71 ) de los medios de mezcla y disolución (7) y una correspondiente salida de agua mezclada con gas.
12. El sistema (1 ) de la reivindicación 11 , CARACTERIZADO porque los medios de mezcla y disolución (7) comprenden adicionalmente un cono de dilución (75) conectado operativamente a continuación de la correspondiente salida de agua mezclada con gas del tubo Venturi (74).
13. El sistema (1 ) de la reivindicación 11 , CARACTERIZADO porque los medios de mezcla y disolución (7) comprenden, adicionalmente, una línea de desviación de agua (76) que conecta directamente la correspondiente entrada de agua del tubo Venturi (74) con la correspondiente salida de agua mezclada con gas del tubo Venturi (74).
14. El sistema (1 ) de la reivindicación 13, CARACTERIZADO porque los medios de mezcla y disolución (7) adicionalmente comprenden una válvula de regulación (77) configurada para controlar un caudal de agua que fluye por la línea de desviación de agua (76).
15. El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5) posee una fuente de electricidad que se selecciona del grupo formado por generadores, paneles solares y/o baterías, así como una combinación entre los mismos.
16. El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende medios de almacenamiento (15) del gas que contiene oxígeno conectados operativamente entre la salida de gas (41 ) del subsistema de generación de gas (4) y la entrada de gas (71 ) de los medios de mezcla y disolución (7).
17. El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende al menos un correntómetro (16) conectado operativamente con los medios de control (6) y posicionado dentro de una vecindad de la plataforma flotante (3), en donde los medios de control (6) están configurados adicionalmente para recibir al menos una medición de dirección y velocidad de corriente de agua desde dicho al menos un correntómetro (16) y para controlar el suministro de oxígeno en respuesta a dicha medición de dirección y velocidad de corriente de agua.
18. El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque comprende al menos un sensor de oxígeno (17) conectado operativamente con los medios de control (6) y 30 posicionado dentro de una vecindad de la plataforma flotante (3), en donde los medios de control (6) están configurados adicionalmente para recibir al menos una medición de oxígeno desde dicho al menos un sensor de oxígeno (17) y para controlar el suministro de oxígeno en respuesta a dicha medición de oxígeno.
19. El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque los medios de suministro (9) de agua mezclada con gas comprenden al menos un difusor (91 ), en donde dicho difusor (91 ) comprende un cuerpo central (92) que posee una entrada de agua mezclada con gas (93) y una pluralidad de salidas de agua mezclada con gas (94a, 94b) en comunicación fluida con dicha entrada de agua mezclada con gas (93); una pluralidad de líneas radiales (95a, 95b), en donde cada una de dichas líneas radiales (95a, 95b) se conecta en comunicación fluida con una correspondiente salida de agua mezclada con gas (94a, 94b) de dicho cuerpo central (92); un anillo exterior (96) que se conecta en comunicación fluida con dicha pluralidad de líneas radiales (95a, 95b); una pluralidad de perforaciones (97) distribuidas longitudinalmente a lo largo de dichas líneas radiales (95a, 95b) y a lo largo de dicho anillo exterior (96), dicha pluralidad de perforaciones que se orienta hacia una dirección exterior con respecto de dicho cuerpo central (92); y una pluralidad de soportes de anclaje (98a, 98b) distribuidos a lo largo de dicho anillo exterior (96).
20. El sistema (1 ) de la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque cada uno de dichos soportes de anclaje (98a, 98b) puede adquirir a lo menos dos posiciones, una desplegada y una replegada.
21 . El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el gas que contiene oxígeno se selecciona del grupo formado por oxígeno gaseoso y aire, así como una combinación entre los mismos.
22. El sistema (1 ) de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende al menos una válvula de seguridad para cortes de emergencia del gas que contiene oxígeno y/o de la mezcla de agua y gas.
23. Un método para generar y suministrar oxígeno de forma autónoma en una capa inferior (21 ) de un cuerpo de agua (2), en lugares apartados y evitando la resuspensión de sedimento desde un fondo (24) del cuerpo de agua (2), CARACTERIZADO porque comprende los pasos de:
- proporcionar un sistema autónomo (1 ) de generación y suministro de oxígeno que comprende: una plataforma flotante (3), en donde dicha plataforma flotante (3) contiene: un subsistema de generación de un gas (4) que contiene oxígeno; un subsistema autónomo de 31 alimentación de electricidad (5) conectado operativamente al subsistema de generación de gas (4); y medios de control (6) conectados operativamente al subsistema de generación de gas (4) y al subsistema autónomo de alimentación de electricidad (5), medios de mezcla y disolución (7) del gas que contiene oxígeno en agua, que posee una entrada de gas (71 ) conectada operativamente con una salida de gas (41) del subsistema de generación de gas (4), una entrada de agua (72) conectada operativamente con una fuente de agua, y una salida de agua mezclada con gas (73); en donde los medios de control (6), adicionalmente, se encuentran conectados operativamente a los medios de mezcla y disolución de gas (7); una línea de alimentación (8) de agua mezclada con gas, conectada operativamente con la salida de agua mezclada con gas (72) de los medios de mezcla y disolución (7), dicha línea de alimentación (8) que se extiende desde la plataforma flotante (3) hasta la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2); y medios de suministro (9) de agua mezclada con gas conectados operativamente con la línea de alimentación (8); generar el gas que contiene oxígeno mediante el subsistema de generación de gas (4); generar una mezcla de agua con el gas que contiene oxígeno mediante los medios de mezcla y disolución (7); y suministrar agua mezclada con gas mediante los medios de suministro (9), en donde dichos medios de suministro (9) proporcionan un flujo laminar de agua mezclada con gas en la capa inferior (21 ) del cuerpo de agua (2), evitando la resuspensión de sedimento desde el fondo (24) del cuerpo de agua (2).
24. El método de la reivindicación 23, CARACTERIZADO porque adicionalmente comprende: proporcionar el sistema con el subsistema de generación del gas que contiene oxígeno siendo un primer subsistema de generación de gas que genera un primer gas, el primer gas que es oxígeno gaseoso; proporcionar el sistema adicionalmente con: un segundo subsistema de generación de un segundo gas que contiene oxígeno, en donde dicho segundo gas es aire comprimido; una salida de oxígeno gaseoso conectada operativamente con el primer subsistema de generación de gas; una línea de alimentación de oxígeno gaseoso conectada operativamente con la salida de oxígeno gaseoso; una pluralidad de medios de suministro de oxígeno, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación de oxígeno gaseoso y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua; una salida de aire 32 comprimido conectada operativamente con el segundo subsistema de generación de gas; una línea de alimentación de aire comprimido conectada operativamente con la salida de aire comprimido; y una pluralidad de medios de suministro de aire comprimido, cada uno que se conecta operativamente con la línea de alimentación de aire comprimido y que se posiciona a una correspondiente profundidad en el cuerpo de agua; suministrar oxígeno gaseoso a diferentes profundidades en el cuerpo de agua mediante dicha pluralidad de medios de suministro de oxígeno; y suministrar aire comprimido a diferentes profundidades en el cuerpo de agua mediante dicha pluralidad de medios de suministro de aire comprimido.
25. Uso de un sistema autónomo (1 ) de generación y suministro de oxígeno de acuerdo con la reivindicación 9, CARACTERIZADO porque sirve para suministrar oxígeno y/o aire a diferentes profundidades del cuerpo de agua (2).
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