BRPI1004767A2 - Dispositivo flutuante, sistema e um método para direcionar, elevar, conduzir e conservar, até a orla costeira, o volume de maior nível ou altura do caudal das águas das ondas do mar - Google Patents

Abstract

Dispositivo flutuante, sistema e um método para direcionar, elevar, conduzir e conservar, até a orla costeira, o volume de maior nível ou altura do caudal das águas das ondas do mar. Dispositivo flutuante, sistema e método para direcionar, elevar, conduzir e conservar o volume de maior nível ou altura do caudal das águas das ondas até a orla costeira, que compreende um corpo inferior do tipo chata protegido externamente por paredes verticais, uma parede inferior e uma parede superior que constitui o fundo do assoalho do dispositivo; um corpo superior que compreende paredes laterais montadas em ambos os lados do corpo inferior do tipo chata, para, dessa forma, formar um canal de ondas, no qual o fundo ou assoalho do dispositivo, na sua extremidade distal ou extrema de alto mar, possui um aclive ou rampa de subida que, junto com a parede vertical da extremidade distal da chata se eleva e faz subir o nível inferior das ondas captadas a partir do nível de flutuação que o dispositivoflutuante (1), enquanto na sua extremidade proximal ou extrema da orla, o fundo ou assoalho do dispositivo possui uma parede frontal de igual altura das paredes laterais montadas em ambos os lados do corpo inferior do tipo chata.

Description

DISPOSITIVO FLUTUANTE, SISTEMA E UM MÉTODO PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR, ATÉ A ORLA COSTEIRA, O VOLUME DE

MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS DO MAR

Campo de aplicação A presente invenção refere-se a uma instalação hidráulica flutuante para a utilização da energia das ondas, mais especificamente a um dispositivo flutuante, um sistema e um método para direcionar, elevar, conduzir e conservar até a orla costeira o volume de maior nível ou altura do caudal das águas das ondas para aproveitar energética e/ou hidraulicamente a altura hidráulica obtida.

Descrição prévia da arte É considerável a quantidade de energia de uma única onda. A energia potencial de um grupo de ondas é proporcional ao quadrado da altura das ondas e ao período das ondas (o tempo entre as cristas das ondas). As ondas de períodos mais extensos têm comprimento de ondas relativamente maiores e se movimentam mais rapidamente. Essa energia potencial é igual à energia cinética (que pode ser utilizada). A energia das ondas é expressa em kilowatts por hora em uma região, por exemplo, uma linha litorânea. Durante grandes tempestades, as ondas maiores medem aproximadamente 15 metros de altura e têm períodos de aproximadamente 15 segundos. Este tipo de ondas tem uma energia potencial de 1.700 kilowatts através de cada metro de frente de ondas. Uma região de muita energia de ondas podería ter um fluxo potencial de aproximadamente 50 kW/m.

Para um fluxo de ondas típico (swell) com um período de 10 segundos, o grau de fluxo de energia é de 40 [kW/m] se a amplitude de ondas é de 1 m (ondas suaves) e 100 [kW/m] se a amplitude é de [5m] (ondas longas). Nesta última situação (ondas altas com uma única frequência), a energia disponível (teoricamente) é de 1000 MW por km de litoral.

As ondas do oceano são produzidas por uma variedade de forças incluindo os fenômenos meteorológicos (como o vento e a pressão atmosférica), forças astronômicas (efeitos gravitacionais da lua e do sol), e forças geológicas (terremotos subaquáticos que podem originar tsunamis). O vento pode transferir parte da sua energia para a água por meio do atrito.

Isso é muito fácil de ser comprovado soprando sobre um copo de água e observando as "ondas” ou ondulações que se produzem. Sobre os oceanos e lagos, as ondas geradas como resultado do vento são chamadas “ondas oceânicas superficiais” (NOAA, 2006).

No entanto, próximo ao litoral, as ondas surgem mesmo sem vento, devido à elevação do escoamento ou às correntes geradas pela maré. Estudos do Journal of Coastal Reserch dos Estados Unidos, mostram que as correntes das marés podem ser chegar a ser de 0,7 [m/s]. Dependendo principalmente destas, da força do vento, do relevo e da profundidade do fundo do mar, as ondas que são formadas próximas à orla costeira podem ser grandes, mas, conforme vão se aproximando da margem, encurvam-se e quebram na praia e nas orlas costeiras. Quando isso ocorre, dissipam energia e o movimento finalmente se detém pelo desnível (e/ou pelo impacto) chegando, devido à velocidade, a uma maior altura do que aquela que o mar apresenta na margem nesse momento, sendo que esse nível é retomado quando a água retorna ao mar, fruto do desnível e do declive da praia e, assim, produzindo uma corrente contrária que freia e reduz a velocidade da corrente que vem do mar e que hidraulicamente passa a se comportar como em uma maré crescente e a corrente é desviada formando a onda seguinte, a qual por sua vez, na medida em que a sua base se detém (a sua velocidade pode chegar a mudar de sentido), adquire uma forma côncava e finalmente se encurva e quebra próximo à margem, uma vez que essa quebra vai depender da profundidade, do relevo e dos obstáculos, por exemplo, rochas, do litoral do fundo do mar. No entanto, o impacto, o choque ou a pressão produzida pela água ao chegar à margem, geralmente, é energia remanescente do escoamento. Há muitos fatores que influenciam no momento de tomar decisões relacionadas à produção de energia: impacto ambiental, manejo apropriado dos resíduos, maior segurança, entre outros. Considerando o interesse a respeito das mudanças climáticas produzidas pelas ações do homem, há uma preocupação crescente sobre a obrigação de utilizar recursos de energia sustentável. A energia das ondas é um desses recursos sustentáveis.

Devido à necessidade de incorporar energias renováveis, foram desenvolvidos dispositivos de geração de energia através das ondas que podem ser classificados em fixos ou flutuantes.

Os dispositivos de geração são os construídos na linha costeira (na linha em que as ondas quebram) ou fixados ao assoalho marinho em águas pouco profundas.

No entanto, o número de locais apropriados para este tipo de dispositivos é limitada.

Um dispositivo de geração fixo é a chamada Coluna de Água Oscilante (Oscillating Water Column ou OWC), que gera eletricidade em um processo formado por duas etapas. Quando a onda entra em uma coluna, força o ar da coluna a passar por uma turbina e aumenta a pressão dentro da coluna. Quando a onda sai, o ar volta a passar pela turbina, devido à redução da pressão do ar no lado do oceano da turbina. Independente do sentido da corrente do ar, a turbina (conhecida como turbina Wells, como o seu inventor) gira no mesmo sentido e faz que o gerador produza eletricidade.

Outro dispositivo fixo de geração é o chamado sistema TAPCHAN, o sistema de um canal que vai se estreitando, consiste em um canal que vai se estreitando, o qual alimenta um dique construído em um penhasco. O estreitamento do canal faz com que as ondas aumentem a sua amplitude (altura das ondas) quando se aproximam da parede do penhasco. Eventualmente as ondas superam as paredes do canal dentro do dique, que está localizado vários metros acima do nível do mar. A energia cinética da onda em movimento se transforma em energia potencial quando a água é conservada no dique, (http://wvwtf.osun.ora/tapchan-pdf.htmll O dispositivo WaveRoller é uma placa ancorada ao fundo do oceano pela sua parte inferior que se move para frente e para atrás. Esse movimento das ondas baixas move a placa e a energia cinética produzida é recolhida em uma bomba pistão. Essa energia pode ser transformada em eletricidade, seja por um gerador unido à unidade WaveRoller, ou por um sistema hidráulico fechado em combinação com um sistema de gerador/turbina. O WaveRoller é mais adequado para as regiões com períodos de ondas compridos e grandes distâncias. Devido à natureza das ondas do fundo, os níveis de energia obtidos ao longo do ano nestas regiões variam bem menos do que nos dispositivos de ondas de superfície ou de energia eólica. (http://www.aw-enerav.com).

Os dispositivos de geração flutuantes são sistemas que se encontram flutuando no oceano perto ou longe do litoral (offshore). Aos seguintes, são exemplos destes dispositivos de geração flutuantes. O Pelamis é uma estrutura semi-submersa e articulada composta por seções unidas por juntas de dobradiças. O movimento dessas juntas é resistido por aríetes hidráulicos que bombeiam óleo a alta pressão através dos motores hidráulicos. A estrutura é mantida na posição por um sistema de ancoragem composto por uma combinação de flutuantes e pesos, o qual garante que os cabos de ancoragem permanecerão tensos ao manter o Pelamis na sua posição, e, ao mesmo tempo, permitir um movimento de oscilação com as ondas entrantes. (http://www.pelamiswave.com')· O Salter Duck é outro dispositivo flutuante de energia das ondas, assim como o Pelamis, que gera eletricidade através do movimento harmônico da parte flutuante do dispositivo (ao contrário dos sistemas fixos, que utilizam uma turbina ativada pelo movimento da onda). Nestes sistemas, os dispositivos sobem e descem conforme o movimento da onda e a eletricidade gerada em decorrência desse movimento. O

Duck (Pato) faz um movimento de cabeceio à medida que a onda passa. Esse movimento bombeia fluído hidráulico que ativa o motor hidráulico, que, por sua vez, ativa o gerador elétrico. (The original "Salter's Duck" patent US 3,928,967, 30/12/1975). O Wave Dragon é essencialmente um dispositivo que eleva as ondas marinhas a um dique, do qual faz parte, acima do nível do mar, onde se permite que a água desça e passe por uma série de turbinas e, portanto, gere eletricidade. O

Wave Dragon é fixado nas águas relativamente profundas para aproveitar as ondas marinhas antes que estas percam energia quando chegam à margem. O dispositivo está projetado para manter-se o mais firme possível, utilizando simplesmente a energia potencial da água. A água é conservada no dique durante algum tempo, criando uma cabeça, ou seja, uma diferença entre o nível do mar e a superfície da água no dique. A água sai do dique de Wave Dragon através de várias turbinas gerando eletricidade, de forma semelhante às das usinas de energia hidrelétrica, (http://www.wavedraaon.net')· O Wave Dragon, além de não ser um canal flutuante (e não estar desenhado para produzir escoação de qualquer tipo de área litorânea), também não possui flutuação livre que possa acomodar-se às diferentes marés do momento, uma vez que, estando firmemente ancorado no fundo do mar, não pode alcançar os níveis da maré do momento, a não ser que os cabos dos seus fixadores se soltem, o qual impossibilitaria a sua fixação em três direções e, dessa forma, não seria tão fixo e se movimentaria com a oscilação da maré, o qual o tornaria muito vulnerável às condições meteorológicas extremas. O documento de patente WO 0244557, de Albert Blum, intitulado “Hidraulic Power”, descreve uma usina de energia hidráulica que compreende um corpo flutuante ancorado, o qual possui, no mínimo, um canal de fluxo com, no mínimo, um dispositivo de conversão que converte a energia mecânica em energia cinética das ondas que quebram no litoral ou na margem. Essa usina necessita contar com um cais fixo que vá desde a praia até onde o mar tenha profundidade suficiente para permitir a flutuação, para fixar um dos seus extremos, e fixar o outro mediante uma âncora fixa que, perante variações da maré, esteja impossibilitado de enfrentar ortogonalmente as ondas de forma permanente. No entanto, esta usina não possui um canal flutuante para transportar ou transferir os tipos de maior altura hidráulica da escoação das ondas do alto mar para a praia ou para a margem. O documento de patente GB 2367037, de John Michel Pemberton, intitulado “Wave energy power generating structure”, descreve um coletor de energia das ondas que compreende uma estrutura celular de cimento flutuante que se localiza na margem e é submerso em um local especial para ser fortemente fixada nesse local. A estrutura possui um aparelho para gerar energia mediante uma coluna de água oscilante ou mediante um canal que reduz gradualmente a sua largura. Essa estrutura, que é fixa e não é flutuante, construída mediante elementos flutuantes que depois são fixados no fundo do mar, portanto, falamos de uma estrutura fixada ao fundo do mar que não pode alterar a posição do seu nível inferior para captar as ondas conforme as diferentes marés.

No entanto, a invenção objeto da presente solicitação é um dispositivo flutuante ou canal flutuante para transportar ou levar à praia ou à margem os tipos superficiais de maior altura hidráulica da escoaçâo das ondas do mar que escoam sobre o nível do mar do momento. Esse canal flutuante se caracteriza por ter um fundo artificial que não conserva o desnível do assoalho natural nem arrasta a água sem movimento, nem gasta energia transportando a areia do assoalho. O principal objetivo da presente invenção é captar a energia hidráulica das ondas do mar, que são formadas próximas à orla costeira, aproveitando as de maior velocidade e altura e da corrente superficial subjacente. A invenção tem um nível variável que depende da altura da maré, e evita ou reduz as perdas de carga do trajeto até a beira da orla costeira por não ter o assoalho natural existente como fundo de escoaçâo. Além disso, o canal deve ser projetado com uma linha de flutuação adequada e de uma longitude suficiente para capturar a escoaçâo no local onde há desnível e nascem normalmente ondas litorâneas de maior altura, adaptando a sua flutuação ao nível do mar do momento, o qual é variável devido ás marés. Dessa forma, aproveita-se a maior energia disponível das camadas superiores de escoaçâo e durante o maior tempo dos ciclos das marés.

Os dispositivos ancorados ou fixados no fundo, que operam em um nível fixo, não podem acompanhar a maré e devem ser sobre dimensionados, uma vez que estão impossibilitados de alcançar este objetivo com eficiência e com obras civis de custo razoável.

Resumo da invenção A presente invenção fornece um dispositivo flutuante, um sistema e um método para direcionar, elevar, conduzir e conservar até a orla costeira o maior volume ou altura do caudal de águas das ondas para aproveitar energética e/ou hidraulicamente a altura hidráulica assim obtida; o qual consiste em um canal flutuante levemente convergente que pode ser pré-fabricado, do tipo modular, por secções ou monolítico, e repetitivo, que entra no mar e possui um nível de flutuação que permite transportar um caudal de água das ondas que chegam à praia e que pretende aproveitar eficientemente a maior parte da energia das ondas do alto mar, de tal forma que recupere essa energia antes e/ou enquanto as ondas sejam formadas antes que se encurvem ou quebrem e percam velocidade e/ou altura.

Este canal flutuante também entra terra adentro, indo além da orla costeira e da região de alto mar, para o qual deve ser feita uma escavação, onde for necessário, com profundidade suficiente para garantir que o canal sempre esteja flutuando, mesmo com o nível de maré baixa. Isso evita, exceto nas escavações necessárias, obras civis submarinas dispendiosas, permite construir praticamente em seco apoios estruturais e obras civis complementárias e de proteção em terra firme para o canal e permite que a velocidade e a altura da escoação da água das ondas seja transformada em altura hidráulica e dispor dela no setor de terra firme, para, depois de aproveitar a sua energia, devolver ao mar o caudal de água. É importante mencionar que esta invenção pode ser construída monoliticamente ou em partes, com diversos materiais e, mesmo assim, conseguir a flutuação e resistência estrutural necessária. Uma lista não detalhada inclui cimento, madeira, vidro, aço, plástico, fibra de vida, etc. Obviamente a seleção vai depender das possibilidades econômicas, de durabilidade e construtivas de cada caso. É importante ressaltar também que a presente invenção tem a vantagem de poder ser construída para qualquer condição de margem costeira que confronte as ondas (penhasco, rochas, praia de areia, etc.), sempre considerando as escavações previstas necessárias, o qual a torna mais versátil e prática do que outras invenções que tem como objetivo a obtenção de energia das ondas.

Visto isso, a presente invenção fornece um dispositivo que é flutuante, com uma linha de flutuação correspondente a um nível predeterminado e calculado em conformidade com as leis da física, composto por corpo inferior, do tipo chata protegido externamente por paredes verticais, uma parede inferior e uma cobertura superior que fazem o fundo ou o piso do dispositivo flutuante ou canal de ondas; um corpo superior que compreende paredes laterais montadas em ambos os lados do corpo inferior do tipo chata, para assim formar este canal de ondas, no qual o fundo ou o piso do canal de ondas na sua extremidade de alto mar possui um aclive ou rampa de subida que, junto com a parede vertical da chata da extremidade de alto mar, constitui uma particularidade hidráulica que desnivela a escoação e faz subir o nível inferior das ondas captadas acima do nível de flutuação que tem um canal de ondas.Além disso, a presente invenção fornece um sistema flutuante para direcionar, conduzir e conservar o volume de maior altura do caudal de águas das ondas até a beira do litoral que compreende tal dispositivo flutuante; um conjunto de pilares (e/ou colunas) com as suas fundações apoiadas em terreno firme, em ambos os lados do dispositivo flutuante na sua extremidade proximal ou extrema do litoral; e alguns fixadores ou apoios deslizantes laterais localizados nos pilares e/ou colunas no nível do assoalho do canal do dispositivo flutuante, que permitem a livre flutuação e o movimento conforme o plano vertical que contém um eixo longitudinal, mas que impedem o seu movimento longitudinal.

Por último, a presente invenção apresenta um método para direcionar, elevar, conduzir e conservar o volume de maior nível ou altura do caudal de águas das ondas até a margem costeira, o qual compreende: fornecer o dispositivo flutuante; escavar o fundo marinho natural para proporcionar um nível de fundo escavado até uma longitude, alto mar, que permita uma profundidade predeterminada para uma flutuação do dispositivo flutuante que depende do estudo costeiro a ser realizado e dos materiais empregados para a elaboração da estrutura do dispositivo flutuante; construir alguns pilares com as suas fundações apoiadas em terreno firme; dispor de alguns apoios deslizantes laterais nesses pilares, que permitam a livre flutuação do dispositivo flutuante, o que impede o movimento longitudinal do dispositivo flutuante e que permitem a rotação conforme o plano vertical que contém o seu eixo na longitudinal; e instalar o dispositivo flutuante em questão no fundo marinho por meio de uma escavação, de tal forma que a sua posição coincida com os pilares e os apoios deslizantes laterais e que tal posição seja tal que o eixo longitudinal do dispositivo flutuante fique localizado na posição mais ortogonal possível com relação às linhas das ondas do local.

Breve descrição dos desenhos A figura 1 mostra um esquema prévio à instalação do canal flutuante da presente invenção e que corresponde à preparação do terreno. A figura 2 mostra um corte longitudinal do canal de ondas da presente invenção localizado no terreno preparado. A figura 3 mostra um corte transversal do canal de ondas da presente invenção localizado no terreno preparado. Esta figura mostra a forma como é possível a repetição lateral desta invenção.

Afigura 4 mostra uma visão da usina superior do canal de ondas da presente invenção localizado no terreno preparado, para uma alternativa lateralmente não repetitiva, ou seja, mostra-se uma solução com um único canal.

Descrição detalhada da invenção Como mostra a figura 1, antes de instalar o dispositivo flutuante (1) da presente invenção, é necessário preparar o terreno conforme as considerações dos níveis de maré alta (102) e maré baixa (101) do local, que determinam uma faixa de praia afetada pela variação da maré, delimitada por um ponto de maré alta na praia (106) e um ponto de maré baixa na praia (105).

Para que o dispositivo flutuante (1) bóie devidamente, especialmente quando ocorre a maré baixa, é necessário escavar o fundo marinho natural (103), e alcançar um nível de fundo escavado (104), até uma longitude, no alto mar, até uma profundidade que permita que o dispositivo flutuante (1) bóie, a profundidade será determinada anteriormente, e dependerá do estudo costeiro realizado, dos materiais empregados para a construção da estrutura do canal e do aproveitamento do caudal de águas para outras finalidades ates da sua devolução ao mar.

De fato, a longitude do dispositivo flutuante (1) depende da magnitude e da uniformidade do declive do fundo do assoalho arenoso existente e/ou da presença de formações rochosas. Nas praias arenosas e/ou areno rochosas de baixo desnível, a exigência normal para captar a escoação do caudal de água das ondas é um canal de aproximadamente 25 metros de longitude no alto mar e que, além disso, entre na margem para ser ancorado na praia, determinado pelo ponto de maré alta na praia (106) mais uma longitude adicional conforme as necessidades ou exigências do aproveitamento hidráulico particular do projeto e/ou por condições estruturais ou de mecânica do solo. Assim, resulta uma longitude média total de aproximadamente 40 metros. Quando o aclive do nível do fundo e da região costeira é muito pronunciado e em penhascos com bordas rochosas, o canal necessário será, em geral, de uma longitude muito menor.

Para cada projeto, em particular, devem ser feitas medições em terreno dos diferentes níveis de marés e são determinados os limites da linha de flutuação e de maré baixa para a localização e dimensionamento do dispositivo flutuante (1) correspondente.

Na figura 2, mostra-se um corte esquemático longitudinal do dispositivo flutuante (1) correspondente a um desenho de cimento armado, que representa uma modalidade ideal, e que compreende um corpo inferior, do tipo chata (2), que, em uma realização ideal, no seu interior possui um recheio leve de aproximadamente 15 kg/m3 de poliestireno expandido ou de outro recheio leve impermeável, que garante a sua flutuação quando as paredes têm filtrações, (os recheios com cimentos leves ou expandidos, geralmente, têm poros e absorvem água), mas também pode ser oco como um barco se as paredes são perfeitamente impermeáveis; e um corpo superior (3) que compreende paredes laterais (303) montadas em ambos os lados do corpo inferior tipo chata (2), para, assim, formar o dispositivo flutuante (1). Estas paredes laterais (303) podem ser muros de cimento armado ou vigas pré-fabricadas, do tipo vigas em L. A chata (2) mencionada é protegida externamente por paredes verticais (202) e uma lousa inferior (203) de cimento armado. Além disso, a chata compreende uma lousa armada superior (201) que pode apresentar um recheio de nivelamento com declive e uma membrana impermeável, que constitui o fundo ou o assoalho do dispositivo flutuante (1). A lousa armada superior (201), na sua extremidade de alto mar, apresenta um desnível (207) ou rampa de subida que, junto com a parede vertical da extremidade distai da chata, eleva-se e faz subir o nível inferior das ondas captadas a partir do nível de flutuação (204) que possui o dispositivo flutuante (1).

Para evitar que o volume de água captado possa ser devolvido, podem ser especificadas válvulas e/ou comportas de retenção (209) e formar, em conjunto com as paredes laterais (303) e uma comporta (205), um dique ou câmara de carga cujo nível de fundo sempre terá uma diferença de nível (206) e está a uma altura maior que o nível do mar (204) correspondente à linha de flutuação.

Se se deseja aproveitar a energia potencial desta maior altura obtida, então é possível realizar uma descarga vertical por meio de uma parede de fundo, para o qual se faz uma abertura ou orifício (208), onde turbinas podem ser instaladas.

Também é possível fazer uma descarga vertical, mas por meio de uma parede lateral onde é colocada uma comporta (205) para operar hidraulicamente algum mecanismo que seja especificado para aproveitar a energia cinética e potencial da água.

Na figura 3 mostra-se um corte esquemático transversal do dispositivo flutuante (1). A arquitetura mostrada é esquemática e indica a possibilidade de ter canais adjacentes que se repetem. A escala dos elementos mostrados é fornecida por uma solução de paredes laterais (202) e lousa inferior (203) de concreto armado, que protegem, envolvem e estruturam o recheio leve no seu interior. Sobre a lousa superior (201) são instaladas paredes laterais (303) que também são de cimento armado e pode ser realizada no local ou ser pré-fabricadas. Além disso, o dispositivo flutuante (1) pode ser modular, de tal forma que se possa ir acrescentando partes pré-fabricadas e alcançar o comprimento pré-determinado.

Além disso, dispõe de um conjunto de pilares com fundações (302) apoiadas em terreno firme, em ambos os lados do dispositivo flutuante (1). Numa realização ideal, têm-se meios de apoio deslizantes laterais (305) em localização preferencial, por razões estruturais, no nível da lousa superior (201) e nos pilares (302) permitem a livre flutuação do dispositivo flutuante (1) da presente invenção e para a situação do canal cheio de água, este tem o nível de flutuação (307), tal qual ilustrado Na figura 3. Esse nível de flutuação (307) coincide com o nível do mar do momento, porquanto está determinado pelo equilíbrio de carga e empuxo da água.

Para impedir o movimento longitudinal do dispositivo flutuante (1) é dados meios de apoio deslizantes laterais (305) nos pilares localizados na extremidade proximal ou na extremidade a orla costeira do dispositivo flutuante (1), contíguos à comporta lateral (205), que permitem o deslizamento vertical sobre os pilares e a rotação do dispositivo flutuante (1), conforme o plano vertical que contém o seu eixo longitudinal, mas impedem que se movam lateralmente ou que se aproximem e/ou se afastem da orla costeira. Como uma realização ideal, cada meio de apoio deslizante lateral (305) nos pilares (302) mais afastados da orla costeira é constituído por um tanque que apenas pode se deslizar verticalmente e que está sujeito a trilhos fixados nesses pilares (302); este tanque tem uma rótula acoplada lateralmente ao dispositivo flutuante (1) e que permite a rotação deste no plano vertical, mas impede a sua movimentação longitudinal e lateral. No entanto, os meios de apoio deslizantes laterais (305) nos pilares (302) mais próximos à orla costeira são simples limitadores com amortecimento que apenas impedem o movimento lateral. A distância ideal entre os pilares (302) em geral será menor do que a largura do dispositivo flutuante (1), mas será determinada mediante o cálculo estrutural para cada situação particular e depende dos materiais que forem utilizados. A título de exemplo de aplicação, e para a captação de uma longitude de linha de ondas de, aproximadamente, 8 metros, o dispositivo flutuante (1) pode ter uma largura média de 10 metros. Essa medida apresenta vantagens estruturais e de eficiência no transporte, pré-fabricação e montagem dos módulos de cimento armado pré-fabricado, mas as suas medidas podem variar livremente.

Quando o dispositivo flutuante (1) é repetido, pode-se captar qualquer longitude de linha de ondas compatível com as condições do local onde ocorram. A figura 4 é a vista da usina para uma solução na qual seja feito apenas um canal de ondas (1). A localização do dispositivo flutuante (1) deve ser tal que o seu eixo longitudinal (401) seja o mais ortogonal possível à linha de ondas (402) do local.

Claims (17)

1 “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, caracterizado por compreender um corpo inferior do tipo chata protegido externamente por paredes verticais, uma parede inferior e uma parede superior que constitui o fundo do assoalho do dispositivo; um corpo superior que compreende paredes laterais montadas em ambos os lados do corpo inferior do tipo chata, para, dessa forma, formar um canal de ondas, no qual o fundo ou assoalho do dispositivo, na sua extremidade distai ou extrema de alto mar, possui um aclive ou rampa de subida que, junto com a parede vertical da extremidade distai da chata se eleva e faz subir o nível inferior das ondas captadas a partir do nível de flutuação que o dispositivo flutuante possui, enquanto na sua extremidade proximal ou extrema da orla, o fundo ou assoalho do dispositivo possui uma parede frontal de igual altura das paredes laterais montadas em ambos os lados do corpo inferior do tipo chata.

2. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela parede frontal também compreender uma comporta para uma descarga lateral.

3. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA” , de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fundo ou assoalho do dispositivo na sua extremidade próxima ou extrema da orla, também compreender uma abertura ou orifício para uma descarga vertical.

4. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender comportas e/ou válvulas de retenção, para evitar que o volume de água captado possa ser devolvido, onde estas válvulas e/ou comportas de retenção junto com as paredes laterais do corpo superior do dispositivo flutuante e a comporta para descarga lateral, formam um dique ou câmara de carga cujo nível de fundo tem uma diferença de nível e tem uma altura superior ao nível do mar correspondente à linha de flutuação do dispositivo flutuante.

5. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as paredes verticais, parede inferior e parede superior do corpo inferior do tipo chata serem preferencialmente de cimento armado.

6. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as paredes verticais, parede inferior e parede superior do corpo inferior do tipo chata serem preferencialmente de madeira e/ou plástico e/o fibra de vidro e/ou aço.

7. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o corpo inferior do tipo chata possuir no seu interior um recheio leve de poliestireno expandido.

8. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o corpo inferior do tipo chata ser oco.

9. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as paredes laterais do corpo superior, montadas em ambos os lados do corpo inferior do tipo chata serem pré-fabricadas preferencialmente tipo vigas em L de cimento armado.

10. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as paredes laterais do corpo superior, montadas em ambos os lados do corpo inferior do tipo chata serem fabricadas in situ e/ou pré-fabricadas preferencialmente tipo muros de cimento armado.

11. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as paredes laterais do corpo superior, montadas em ambos os lados do corpo inferior do tipo chata serem fabricadas in situ e/ou pré-fabricadas preferencialmente tipo muros de madeira e/ou plástico e/ou fibra de vidro e/ou aço.

12. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a parede superior do corpo inferior do tipo chata, que vem constituir o fundo ou assoalho do dispositivo flutuante, ser uma lousa de cimento armado, com recheio de nivelamento com pendente e uma membrana impermeável.

13. “DISPOSITIVO FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DAS ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a parede superior do corpo inferior do tipo chata, que vem constituir o fundo ou assoalho do dispositivo flutuante, ser preferencialmente de madeira e/ou plástico e/ou fibra de vidro e/ou aço, com recheio de nivelamento com pendente e uma membrana impermeável.

14. “UM SISTEMA FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DE ÁGUAS DAS ONDAS DA ORLA COSTEIRA”, caracterizado por compreender um dispositivo flutuante como o da reivindicação 1; um conjunto de pilares com as suas fundações apoiadas em terreno firme, em ambos os lados do dispositivo flutuante na sua extremidade proximal ou extrema da orla costeira, mas constituindo um par de pilares mais próximos à margem costeira e um par mais afastado da margem costeira; meios de apoio deslizantes laterais localizados nos pilares e ao nível do assoalho do dispositivo flutuante, que permitem a livre flutuação e impedem o movimento longitudinal e lateral do dispositivo flutuante e permitem a rotação conforme o plano vertical que contém o seu eixo longitudinal.

15. “UM SISTEMA FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DE ÁGUAS DAS ONDAS DA ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por cada meio de apoio deslizante lateral no par de pilares mais afastado da orla costeira, preferencialmente constituído por um tanque, que apenas pode se deslizar verticalmente e que está sujeito a trilhos fixados nesses pilares; este tanque tem uma rótula acoplada lateralmente ao dispositivo flutuante e que permite a rotação deste no plano vertical, mas impede a movimentação longitudinal e lateral do dispositivo flutuante.

16. “UM SISTEMA FLUTUANTE PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL OU ALTURA DO CAUDAL DE ÁGUAS DAS ONDAS DA ORLA COSTEIRA”, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por os meios de apoio deslizantes laterais nos pilares mais próximos à orla costeira preferencialmente serem limitadores com amortecimento que apenas impedem o movimento lateral do dispositivo flutuante.

17. “MÉTODO PARA DIRECIONAR, ELEVAR, CONDUZIR E CONSERVAR O VOLUME DE MAIOR NÍVEL DE ALTURA DO CAUDAL DE ÁGUAS DAS ONDAS ATÉ A MARGEM COSTEIRA”, caracterizado por: a) fornecer um dispositivo flutuante como o da reivindicação 1; b) Escavar o fundo marinho natural para permitir um nível de fundo escavado até uma longitude, no alto mar, para atingir uma profundidade que permita a flutuação pré-determinada do dispositivo flutuante, o qual dependerá do estudo costeiro a ser realizado e dos materiais a serem empregados para a construção da estrutura do dispositivo flutuante; c) construir alguns pilares com as suas fundações apoiadas no terreno firme em ambos os lados do dispositivo flutuante na sua extremidade proximal ou extrema da orla costeira, mas constituindo um par de pilares mais próximo da orla costeira e um par mais afastado da orla costeira; d) dispor de alguns apoios deslizantes laterais em tais pilares e no nível da parede superior do corpo inferior do tipo chata do dispositivo flutuante, que permitem a livre flutuação e impedem o movimento longitudinal e lateral do dispositivo flutuante e permitem a rotação conforme o plano vertical que contém o seu eixo longitudinal; e e) instalar tal dispositivo flutuante no fundo do marinho escavado, de tal forma que a sua localização seja o mais ortogonal possível com relação à linha de ondas do local e que a sua posição coincida com os pilares e os apoios deslizantes laterais. f) repetir lateralmente ou de forma adjacente desde o passo (a) a passo (e), tantas vezes quanto seja necessário para abranger uma longitude de linhas de ondas do mar compatível com as condições do local e que permita que este dispositivo flutuante seja repetitivo lateralmente, além de poder ser construído de forma modular, por secções ou ser monolítico.