ES2578429B2 - Dispositivo flotante offshore de acuicultura para el cultivo de diversas especies de peces - Google Patents
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Abstract
Dispositivo flotante de acuicultura para el cultivo de diversas especies de peces en mar abierto, que comprende:#- dos cilindros huecos (1, 2) de igual radio interior y diferente radio exterior, de tal forma que la pared interior de ambos cilindros huecos (1, 2) está contenida en el mismo plano;#- una placa de reducción y amortiguación de arfada (3) unida a lo largo de todo el perímetro exterior de la base del cilindro hueco inferior (1);#- una red de contención de especies de peces (6), que se conecta en un extremo a la parte inferior del cilindro hueco inferior (1) y en el extremo restante a un lastre (4);#- un lastre (4) con forma de toroide, cuyo radio primario es igual al radio de la red de contención de especies de peces (6);#- una pluralidad de tensores (5) situados en la parte inferior del cilindro hueco inferior (1) configurados para unir el lastre (4) y dicho cilindro hueco inferior (1).
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo flotante offshore de acuicultura para el cultivo de diversas especies de peces. Campo de la invencion/campo tecnico
La presente invention pertenece al sector de la construction y tecnologla naval relacionada con las estructuras marinas alejadas de la costa o en mar abierto, tambien denominadas estructuras offshore y, mas concretamente, al de las estructuras flotantes offshore relacionadas con recintos de contention para cultivos marinos o acuicultura.
Antecedentes de la invencion
La acuicultura consiste en el cultivo de distintas especies de peces, de moluscos, de crustaceos y de algas dentro un recinto de contencion para evitar su escape y el acceso de depredadores, bajo unas condiciones controladas. Dicha actividad se puede clasificar en: acuicultura en agua dulce y acuicultura marina.
La acuicultura representa una actividad industrial que se integra de forma sostenible en el medio, presentando una minima interaction con el entorno de forma que se puede considerar como una actividad poco contaminante (entendiendo como contaminante cualquier actividad o interaccion del ser humano en el medio en el que habita).
La production de especies marinas mediante jaulas de acuicultura es una practica relativamente reciente, ya que se inicio con el cultivo de salmon en Noruega en la decada de los 70 del siglo pasado.
En los aproximadamente 40 anos de vida de esta actividad industrial, el tamano de los dispositivos de contencion ha ido aumentando, al igual que la variedad de especies de cultivo. Sin embargo, no ha habido una evolution radical en el diseno de jaulas hasta hace pocos anos, en mayor medida por no ser necesario dicho desarrollo hasta el momento, ya que fundamentalmente su instalacion ha sido en zonas de agua dulce (lagos, rlos, pantanos) y zonas costeras resguardadas o cercanas a la costa sin estar expuestas a acciones exteriores de alta magnitud como fuertes oleajes, que exigiesen un aguante importante de la estructura sin colapsar.
El incremento de la utilization de la acuicultura en jaulas se debe a la creciente demanda de consumo y la competencia a la que se enfrenta la industria de pescado, a causa de los recursos naturales y humanos disponibles, las economlas de escala, la necesidad de obtener mayor productividad por unidad de area y la necesidad de extenderse a nuevos espacios por explotar para la crla en mares abiertos y mas alejados de la costa (offshore).
Esta expansion hacia mares abiertos de "granjas aculcolas", viene dada por el interesen reducir el efecto de la actividad pesquera sobre las especies y fondos marinos en caladeros altamente explotados (ya que ciertos metodos y artes pesqueras no son todo lo respetuosas con el medio como deberlan), asegurar el aprovisionamiento del producto e intentar mantener la calidad del mismo, siguiendo las rlgidas normativas internacionales, comunitarias y estatales en cada zona especlfica, relativas a la protection del medio ambiente y a los productos dedicados al consumo humano, en constante y ascendente demanda.
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Como se ha indicado con anterioridad, ha habido poca evolucion en el diseno de jaulas respecto a las iniciales, produciendose avances sobre todo en los materiales empleados. Las jaulas suelen ser estructuras fijas o flotantes con forma circular o poligonal (cuadrada. hexagonal, etc.) de las que se suspenden recintos de contention para las especies marinas en forma de red para permitir el paso del agua pero no el de la production o el de depredadores. Generalmente, el material empleado para las jaulas es el acero o materiales plasticos como el polietileno.
El tamano de las jaulas de acuicultura marina puede variar en funcion de las necesidades de volumen de contencion, considerandose como mlnimo volumen 6.000 m3 por unidad y pudiendo ser de hasta 30 metros de diametro, lo que equivale a un perlmetro de hasta 94 metros y una huella sobre la superficie del mar de hasta 700 m2. Ademas de este gran volumen de red, han de instalarse redes especiales para depredadores, tanto marinos como aviarios. La red para depredadores marinos es una red secundaria que se coloca alrededor de la red principal de contencion a una cierta distancia que puede rondar el metro. La red de protection frente a pajaros, se situa en la parte superior de la jaula, normalmente en la obra muerta del artefacto marino.
Son varios los desaflos que se presentan respecto a la tecnologla y su resistencia al medio en el que debe operar.
Uno de ellos, es el efecto de diferentes fuerzas ambientales, englobadas en fuerzas exteriores debidas al oleaje, a la corriente y al viento. Los sistemas sencillos de redes suspendidas son tlpicos de zonas cercanas a la costa, donde las condiciones ambientales son menos severas y es posible acceder de una forma mas sencilla, pero surgen problemas de espacio y de contamination del agua (excrementos, peces muertos, contamination debida a actividad terrestre, etc.) debido a una menor profundidad y a una menor tasa de renovation de agua respecto a zonas mas alejadas de la costa. En dichas zonas mas alejadas, mas offshore, las profundidades son mayores, permitiendo disponer de mucho mas calado, una mejor calidad y renovacion de las aguas, parametros oceanograficos mas constantes (salinidad, temperatura, etc.) y un menor impacto visual. lo que no produce desaprobacion social y/o polltica.
El aumento de peso debido a la incrustation y acumulacion de diferentes organismos marinos (tambien conocido como fouling, formado por a]gas y mejillones entre otros) es otro problema que se presenta en toda jaula de acuicultura oceanica, lo que hace necesario limpiar y reparar en muchos casos las jaulas, circunstancia que dependiendo del tipo de jaula puede ser un problema de costes y de loglstica importante para los operadores del parque o granja de acuicultura. El problema del fouling es particularmente relevante para algunos materiales como el acero. Por otro lado, esta existencia del fouling hace que se produzcan derivas, por la disminucion de la permeabilidad de la red, haciendo un efecto vela, lo que representa un aumento de las cargas a las que se ve sometido el sistema de fondeo.
Respecto a los ultimos estudios sobre enfermedades que se producen en los peces cultivados, destaca el problema con los piojos marinos en los procesos acuicultores de salmones en Noruega, circunstancia que se esta solventando bajando las redes a profundidades mayores de 8 metros o creando barreras flsicas hasta dichas profundidades para que dichos parasitos no perjudiquen a los salmones.
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La localization offshore, presenta ventajas tal y como se ha comentado con anterioridad, pero tambien inconvenientes, sobre todo relacionados con la operativa y la supervivencia de las jaulas. La tecnica esta en busca de un diseno que se ajuste de la mejor forma posible a este tipo de aguas, como se puede observar en diversas ideas patentadas.
La patente ES-1107805 de Sodac Offshore y A. Santana Ramirez, propone una plataforma offshore de grandlsimas dimensiones, cuyo casco no se sumerge pero si su parte inferior o jaula, incluyendo un aerogenerador.
La patente ES-2395165 (EP 1806964, US 671861) de Ocean Farm Technologies, conocido comercialmente como Aquapod, muestra una jaula esferica sumergible, preparada para operar offshore, es decir, alejado de la costa, para el cultivo de peces de aletas.
La patente ES-2221784, de A. Quita Cortinas y E. Diaz Arbones, propone un buque piscifactorla navegable, dotado de ocho moon pools con una red de contention cada uno para el cultivo de peces.
La patente ES-2174759, de S. Otamendi Busto, presenta un buque piscifactorla de pesca, engorde y transporte, formada por tres cilindros alineados de grandes dimensiones y de gran calado, siendo el central el de mayor altura y disponiendo de dos aerogeneradores.
La patente ES-2160238 (EP-96909839, US-414631), de Ocean Spar Technologies, propone una jaula movil, sumergible, con forma de peonza gracias a una columna SPAR interior y un anillo que dan forma a la red, cuyo nombre comercial es Aquaspar.
La patente ES-2007033 (NO-860452), de Einar Knutsen, propone una plataforma de grandes dimensiones hexagonal de hormigon, con cuatro jaulas tambien hexagonales en su interior, para reproduccion de especies de peces en el mar.
Como se ha podido observar en las patentes descritas y otras analizadas, los disenos son desde el punto de vista de diseno, constructivo y de instalacion, o muy sencillos, formados por jaulas sumergibles, o muy complejos, siendo plataformas de grandes dimensiones y calados. Los primeros son diflciles para su operation y mantenimiento (O&M), mientras que los segundos, son plataformas o plantas industriales de cultivo, de compleja construccion y financiacion, y que necesitan estar en zonas de grandes profundidades, lo que al ser normalmente zonas alejadas, tambien complicarla el O&M.
La mayorla de los posibles emplazamientos offshore, presentan condiciones ambientales que restringen el uso de diferentes jaulas de acuicultura, ya sea por la geometrla, materiales, resistencia estructural, parametros hidrodinamicos o perlodos propios. Dichos emplazamientos, pueden presentar distintas variedades de estados de mar definidos como oleajes de viento (wind sea) o desarrollados (swell), parametrizados por periodos de pico mas probables entre 4 segundos y 16 segundos, y alturas de ola significativa o significante de mas de 2 metros, junto al efecto de la corriente y del viento sobre la obra viva y la obra muerta respectivamente. Los emplazamientos se veran determinados por distintos factores, siendo la lejanla a la costa un factor definido tanto por las condiciones ambientales del sitio como por la loglstica necesaria para operar y mantener las granjas (accesibilidad a jaulas, buques de personal de O&M, buques de recoleccion de producto, etc.).
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El diseno de la jaula ha de ser tal que su comportamiento en ]a mar sea el adecuado para que pueda operar y se minimicen los riesgos de rotura por efecto de condiciones ambientales, haciendo desde el punto de vista de la supervivencia que los periodos propios de los grados de libertad se alejen de los periodos tlpicos del mar donde vaya a ser instalado, mientras que desde el punto de vista de la operatividad, sea posible el acceso y no se produzcan movimientos que estresen al cultivo de peces que contenga.
Por tanto, existe un desaflo claro en la busqueda de un diseno que aune la resistencia a condiciones ambientales, buen comportamiento en la mar y permita una buena estrategia de O&M segura y que no aumente costes, permitiendo ademas, el adecuado cultivo de las especies marinas, objetivo principal de este tipo de dispositivos.
Resumen de la invencion
La presente invencion trata de resolver los inconvenientes mencionados anteriormente mediante un dispositivo flotante de acuicultura, de geometrla cillndrica, para el cultivo de diversas especies de peces en mar abierto, que permite el adecuado cultivo de las especies marinas, con gran resistencia a las condiciones ambientales lo que hace que tenga buen comportamiento en la mar y una buena estrategia de O&M segura y de bajo coste.
Concretamente, en un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona un dispositivo flotante de acuicultura para el cultivo de diversas especies de peces en mar abierto, que comprende:
- dos cilindros huecos de igual radio interior y diferente radio exterior, tal que el cilindro hueco de mayor radio exterior se situa debajo del cilindro hueco de menor radio exterior, de tal forma que la pared interior de ambos cilindros huecos esta contenida en el mismo plano, estando ambos cilindros huecos configurados para que, durante su operation, la superficie libre del agua se situe a la altura del cilindro hueco superior de menor section, consiguiendo, al ser menor el area de flotation, un mejor comportamiento en la mar del dispositivo, ya que se produce una reduction de los movimientos y una menor interaction entre agua y dispositivo;
- una placa de reduccion y amortiguacion de arfada unida a lo largo de todo el perlmetro exterior de la base del cilindro hueco inferior, siendo el radio interior de dicha placa de reduccion y amortiguacion de arfada igual al radio exterior del cilindro hueco inferior y siendo el radio exterior de dicha placa de reduccion y amortiguacion de arfada inferior al 130% del valor del radio exterior del cilindro hueco inferior respecto al eje de revolution, tal que dicha placa de reduccion y amortiguacion de arfada esta configurada para aumentar las fuerzas viscosas y de inercia, y por tanto, el amortiguamiento y la masa anadida en los movimientos verticales del dispositivo (arfada, cabeceo y balanceo);
- una red de contention de especies de peces, que se conecta en un extremo a la parte inferior del cilindro hueco inferior y en el extremo restante a un lastre, y cuyo radio es al menos igual al radio interior del dispositivo, tal que el dispositivo presenta un volumen interior, teniendo en cuenta los dos cilindros huecos y la red de contencion de especies de peces, de al menos 10.000 m3;
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- un lastre con forma de toroide, cuyo radio primario es igual al radio de la red de contention de especies de peces, y cuyo radio secundario y peso son tal que permiten mantener en tension y sin deformar la red de contencion de especies de peces;
- una pluralidad de tensores situados en la parte inferior del cilindro hueco inferior configurados para unir el lastre y dicho cilindro hueco inferior, evitando asl la deformation de la red de contencion de especies de peces debido a los movimientos del dispositivo como consecuencia de las condiciones metoceanicas, para distintos estados de mar severos.
En una posible realization, la relation entre el radio interior de los cilindros huecos y el radio exterior del cilindro hueco inferior esta comprendida entre aproximadamente 0.65 y 0.85, y la relacion entre el radio exterior del cilindro hueco inferior y el radio exterior del cilindro hueco superior esta comprendida entre aproximadamente 0.70 y 0.90. Preferentemente, la relacion entre el radio interior de dicho dispositivo y el radio exterior del cilindro hueco inferior es aproximadamente 0.75, y la relacion entre el radio exterior del cilindro hueco inferior y el radio exterior del cilindro hueco superior es aproximadamente 0.80.
En una posible realizacion, la relacion entre la altura del cilindro hueco superior y la altura del cilindro hueco inferior esta comprendida entre aproximadamente 1.95 y 2.35, siendo mayor la altura del cilindro hueco inferior.
En una posible realizacion el material del dispositivo es hormigon y comprende ademas, en el interior de los dos cilindros huecos un material de muy baja densidad, configurado para dotar al dispositivo de la flotabilidad y estanqueidad necesaria en caso de fisuras, permitiendo un abaratamiento y rapidez en el proceso de fabrication.
En una posible realizacion, el dispositivo comprende ademas al menos dos almacenes de pienso, con sistema automatizado de alimentacion de peces, configurados para almacenar pienso durante un tiempo determinado, donde dichos almacenes de pienso se situan sobre el cilindro hueco inferior junto a la pared exterior del cilindro hueco superior, estan colocados de forma simetrica con respecto al eje de revolution del dispositivo y cuya dimension vertical es igual a la altura del cilindro hueco superior.
En una posible realizacion, la placa de reduction y amortiguacion de arfada es de un material metalico, como por ejemplo acero.
En una posible realizacion, el dispositivo comprende ademas un sistema de fondeo para el mantenimiento de la position.
En una posible realizacion, el dispositivo comprende ademas una superestructura situada encima del cilindro hueco superior configurada para facilitar el acceso y el trabajo de personal de O&M.
En una posible realizacion, el dispositivo comprende ademas una red anti-pajaros en la parte superior del cilindro hueco superior, a una distancia desde la que una persona situada sobre dicha superestructura sea capaz de tocar dicha red anti-pajaros de protection de peces contra el ataque de los pajaros marinos.
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En una posible realization, el dispositivo comprende ademas una red conica que se situa bajo el lastre, configurada para que, durante el funcionamiento del dispositivo, se depositen los peces que vayan muriendo, pasen a un colector de recogida y asl, evitar que se contamine el agua y se produzcan enfermedades que perjudiquen a la salud de la production.
Breve description de las figuras
Con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas de la invention, de acuerdo con un ejemplo preferente de realization practica del mismo, y para complementar esta description, se acompana como parte integrante de la misma, un juego de dibujos, cuyo caracter es ilustrativo y no limitativo. En estos dibujos:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva 3D del dispositivo de acuerdo con una posible realizacion de la invencion.
La figura 2 muestra ilustra una vista de perfil del dispositivo de acuerdo con una posible realizacion de la invencion, con relaciones dimensionales.
La figura 3 muestra una vista en planta del dispositivo de acuerdo con una posible realization de la invention, complementaria a la figura 2.
La figura 4 muestra una section vertical del dispositivo, con los espesores del material estructural (preferentemente hormigon) y el compartimento para el material de baja densidad (preferentemente poliestireno), de acuerdo con una posible realization de la invencion.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva 3D de la placa de reduction y amortiguacion de arfada de acuerdo con una posible realization de la invention
La figura 6 muestra una vista en perspectiva 3D del lastre y la red de acuerdo con una posible realizacion de la invencion.
La figura 7 muestra una vista de perfil y en planta del dispositivo de acuerdo con una posible realization de la invention, en donde se detalla la situation de cuatro junto a un detalle de la posible situation de cuatro almacenes de pienso y las tres vistas principales de dicho almacen de pienso.
La figura 8 muestra una vista de perfil del dispositivo con un sistema de fondeo individual para una profundidad de 100 metros, de acuerdo con una posible realization de la invention, incluyendo un detalle de como se ve en planta el dispositivo con el sistema de fondeo y resaltando con una circunferencia de llnea discontinua que marca donde se empiezan a apoyar las llneas de fondeo sobre el fondo.
Description detallada de la invention
En este texto, el termino "comprende" y sus variantes no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos terminos no pretenden excluir otras caracterlsticas tecnicas, aditivos, componentes o pasos.
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Ademas, los terminos "aproximadamente", "sustancialmente", "alrededor de", 'unos", etc. deben entenderse como indicando valores proximos a los que dichos terminos acompanen, ya que por errores de calculo o de medida, resulte imposible conseguir esos valores con total exactitud.
Ademas, se entiende por "aguas poco profundas" o "someras" aquellas areas marinas en las que el oleaje se encuentra significativamente modificado por el fondo. Estas areas, en el contexto de las plataformas offshore eolicas, suelen comprender profundidades de hasta 40-50 metros, por lo que seran consideradas "aguas profundas", "offshore" o "mar abierto" aquellas mayores a dicha profundidad y donde no hay influencia del fondo marino en el oleaje o su influencia es reducida.
Ademas, se entiende por puntal o altura del dispositivo a la suma de las dos alturas de los dos cilindros que conforman el dispositivo, y que se describiran a continuation.
Las siguientes realizaciones preferidas se proporcionan a modo de ilustracion, y no se pretende que sean limitativos de la presente invencion. Ademas, la presente invencion cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aqul indicadas. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y caracterlsticas de la invention se desprenderan en parte de la description y en parte de la practica de la invencion.
A continuacion, se describe el dispositivo de la invencion que da solution a los problemas identificados del estado actual de la tecnica, y que se trata de un dispositivo flotante de acuicultura para el cultivo de diversas especies de peces en mar abierto. El dispositivo, de geometrla cillndrica, permite el adecuado cultivo de las especies marinas, con gran resistencia a las condiciones ambientales lo que hace que tenga buen comportamiento en la mar y una buena estrategia de O&M segura y de bajo coste.
La figura 1 muestra un esquema del dispositivo, de acuerdo con una posible realization de la invencion. El dispositivo comprende dos cilindros huecos (1, 2) de igual radio interior y diferente radio exterior, tal que el cilindro hueco de mayor radio exterior se situa debajo del cilindro hueco de menor radio exterior, de tal forma que la pared interior de ambos cilindros huecos (1, 2) esta contenida en el mismo plano, habiendo por tanto continuidad estructural. y siendo el volumen interior del dispositivo de al menos 10.000 m3.
Esta union de dos cilindros huecos (1, 2) de distinto radio exterior e igual radio interior, hace que se produzca un cambio de section, lo que permite mejorar el comportamiento en la mar. Esto es, ambos cilindros huecos (1, 2) es tan configurados para que, durante su operacion, la superficie libre del agua se situe a la altura del cilindro hueco superior (2) de menor seccion, consiguiendo, al ser menor el area de dicha flotation, un mejor comportamiento en la mar del dispositivo, ya que se produce una reduccion de los movimientos y una menor interaccion entre agua y dispositivo.
El dispositivo de la invencion tambien comprende una placa (o faldon) de reduction y amortiguacion de arfada (3) unida a lo largo de todo el perlmetro exterior de la base del cilindro hueco inferior (1), y configurada para aumentar las fuerzas viscosas y de inercia. las cuales intervienen respectivamente en el amortiguamiento y la masa anadida en los movimientos verticales del dispositivo, haciendo que los grados de libertad relacionados con los planos verticales (arfada, cabeceo y balanceo) se reduzcan. Preferentemente, el
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material de la placa de reduction y amortiguacion de arfada (3) es metalico, como por ejemplo acero.
Esta placa de reduccion y amortiguacion de arfada (3), tal y como se muestra en las figuras 2, 3 y 5, se define horizontalmente por tener un radio interior igual al radio exterior del cilindro hueco inferior (1) y un radio exterior que depende de las presiones generadas por el movimiento, siendo su valor maximo hasta un 130% del radio exterior del cilindro hueco inferior (1) respecto al eje de revolution. Verticalmente se define por tener un espesor lo suficientemente pequeno para que se formen vortices, pero que a su vez no pandee la placa de reduccion y amortiguacion de arfada (3), de tal forma que dicha placa (3) soporta los esfuerzos generados por las presiones que hace el agua al moverse el dispositivo.
Los dos cilindros huecos (1, 2) y la placa de reduccion y amortiguacion de arfada (3) son los que dan lugar al volumen de carena necesario para dar empuje al dispositivo, siendo el cilindro hueco inferior (1) el que facilita practicamente la flotabilidad necesaria.
Ademas, el dispositivo de la invention comprende una red de contention de especies de peces (6) a una profundidad suficiente, que se conecta por un extremo a la parte inferior del cilindro hueco inferior (1), y por el extremo restante a un lastre (4) con forma de toroide.
Dicho lastre (4) tiene un radio primario igual al radio de la red de contencion de especies de peces (6), y un radio secundario y peso tal que permiten mantener en tension y sin deformar la red de contencion de especies de peces (6).
El dispositivo de la invencion presenta un volumen interior, teniendo en cuenta los dos cilindros descritos anteriormente y la red de contencion de especies de peces (6), de al menos 10.000 m3. Un experto en la materia entendera que, al establecerse como el objetivo de volumen para contencion de especies de mas de 10.000 m3 (es decir, el volumen encerrado en el dispositivo para los peces), la profundidad del lastre (4) como llmite inferior de la red de contencion de especies de peces (6) debe ser tal que se completen y sobrepasen dichos metros cubicos de volumen objetivo (como se ha especificado, suma de volumen interior de cilindros y de volumen de red).
El lastre (4) y el cilindro hueco inferior (1) se encuentran unidos a traves de una pluralidad de tensores (5) situados en la parte inferior de dicho cilindro hueco inferior (1), evitando asl la deformation de la red de contencion de especies de peces (6) debido a los movimientos del dispositivo como consecuencia de las condiciones metoceanicas, para distintos estados de mar severos.
La figura 6 muestra de forma mas ampliada los tensores (5) que unen el cilindro hueco inferior (1) y el lastre (4), tensando por tanto la red de contencion de especies de peces (6). Un experto en la materia entendera que el numero de tensores (5) necesarios depende de las caracterlsticas mecanicas del cable usado y del peso de lastre (4), y su longitud debe ser la necesaria para que la parte principal de la red de contencion de especies de peces (6) tenga un volumen mayor de la cifra objetivo de 10.000 m3. Ademas, un experto en la materia entendera que el peso del lastre (4) ha de ser tal que para olas de 5 metros de ola significativa o significante no se pierda la tension, disminuyendo de esta forma el movimiento relativo entre el dispositivo y el lastre (4), y evitando la deformacion de la red de contencion de especies de peces (6) en la medida
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de lo posible. Ademas, la ubicacion de un peso a esa profundidad contribuye a bajar el centro de gravedad, lo que repercute en beneficio de la estabilidad del dispositivo.
Preferentemente, la relacion entre el radio interior de los cilindros huecos (1, 2) y el radio exterior del cilindro hueco inferior (1), representada en las figuras 2, 3 y 4 como A1, esta comprendida entre aproximadamente 0.65 y 0.85, y mas preferentemente este valor es de aproximadamente 0.75. Ademas, preferentemente, la relacion entre el radio exterior del cilindro hueco inferior (1) y el radio exterior del cilindro hueco superior (2), representada en la figuras 2, 3 y 4 como A2, esta comprendida entre aproximadamente 0.70 y 0.90, y mas preferentemente este valor es de aproximadamente 0.80.
Respecto a las dimensiones verticales del dispositivo de acuicultura, la relacion entre la altura del cilindro hueco superior (2) y la altura del cilindro hueco inferior (1), representada en las figuras 2, 3 y 4 como A5, esta comprendida entre aproximadamente 1.95 y 2.35, siendo mayor la altura del cilindro hueco inferior (1). Esta geometrla permite disponer de una estructura capaz de soportar climas severos, gracias a un gran momento de inercia, robustez y rigidez, y dando lugar a un dispositivo sencillo y de barata fabrication.
Respecto a la profundidad de la red de contention de especies de peces (6), esta depende directamente del radio interior del dispositivo y del valor del puntal de la jaula, ya que el volumen de la red de contencion de especies de peces (6) debe completar el volumen necesario para superar los 1 0.000 m3 citados anteriormente. Respecto al radio del cilindro que da lugar a la red de contencion de especies de peces (6), como se ha adelantado, este debe ser como mlnimo igual al radio interior del dispositivo.
Las figuras 2 y 3 muestran una vista de perfil y en planta respectivamente del dispositivo de la invention y de sus elementos, con las relaciones dimensionales aproximadas para la posible realization del invento, donde:
- Ltensor = longitud del tensor (5).
- Rred = radio de la red de contencion de especies de peces (6).
- D = puntal total de dispositivo, correspondiente a la suma de las dos alturas de los cilindros huecos inferior y superior (1 y 2).
- Rext = radio exterior del cilindro hueco inferior (1)
- kext = ala de la placa (o faldon) de reduction y amortiguacion de arfada (3)
- t = espesor de la placa (o faldon) de reduccion y amortiguacion de arfada (3).
- A1 = relacion entre el radio interior del dispositivo y el radio exterior del cilindro hueco inferior (2);
- A2 e relacion entre el radio exterior del cilindro hueco superior (2) y el radio exterior del cilindro hueco inferior (1).
- A3 e proportion de altura de cilindro hueco inferior (1) respecto a puntal total (D) de dispositivo.
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- A4 e proportion de altura de cilindro hueco superior (2) respecto a puntal total (D) de dispositivo, siendo funcion de A3 (A4=1-A3) y ademas, siempre menor que A3 (es decir, A4<A3).
- A5 e relation entre las proporciones de altura de cilindro hueco inferior (1) y superior (2), es decir, A5=A3/A4.
Preferentemente, el material del dispositivo de la invenciones hormigon, comprendiendo ademas en el interior de los dos cilindros huecos (1, 2) un material de muy baja densidad, como por ejemplo poliestireno expandido, configurado para dotar al dispositivo de la flotabilidad y estanqueidad necesaria en caso de fisuras, y permitiendo asl un abaratamiento y rapidez en el proceso de fabrication mediante encofrados y placas prefabricadas, con unos espesores tales que la estructura aguante sin colapsar (situando los espesores mayores lo mas abajo posible para bajar el centro de gravedad) y mantenga el calado deseado.
La figura 4 muestra la section de una posible realization del dispositivo de la invention, cuyos parametros coinciden con los explicados en las figuras 2 y 3. En esta figura se muestran los espesores que deberla tener el material estructural (preferentemente hormigon), situandose el mayor espesor lo mas abajo posible para tener la componente vertical del centro de gravedad tambien lo mas bajo posible mejorando la estabilidad. El compartimento interior que se forma, se rellena con un material de baja densidad para reducir el peso de la jaula, dotar a la estructura de la flotabilidad necesaria y hacer que el dispositivo sea una estructura estanca, y a prueba de inundation por fisuras en el casco de material estructura) (preferiblemente hormigon).
En una posible realization, y como se observa en las figuras 1, 7 y 8, el dispositivo de la invention comprende al menos dos almacenes de pienso (8) en el propio dispositivo, con sistema automatizado de alimentation de especies, configurado para almacenar pienso durante un tiempo determinado, y donde dichos almacenes de pienso (8) se situan sobre el cilindro hueco inferior (1) junto a la pared exterior del cilindro hueco superior (2) y estan colocados de forma simetrica. Alternativamente, el pienso se situa en una subestacion con capacidad para poder almacenar y alimentar a todos los dispositivos que conformen el parque o granja de acuicultura, a traves de tuberlas flexibles, haciendo innecesaria en dicho caso la instalacion de almacenes de pienso (8). En cualquier caso, un experto en la materia entendera, que dicha subestacion queda fuera del alcance del dispositivo de la presente invencion.
Concretamente, en la figura 7 se muestra un ejemplo en el que el dispositivo comprende cuatro almacenes de pienso (8) simetricos respecto al eje de revolution y con la menor section posible, para que influya lo menos posible tanto en la asimetrla del momento de inercia del conjunto como en la respuesta en arfada de la estructura. La dimension vertical de cada almacen de pienso (8) es igual a la altura del cilindro hueco superior (2), siendo inversamente proporcionales el resto de dimensiones para que dicho area sea lo menor posible. Los parametros mostrados en la figura 7 y que definen el almacen (o silo) de pienso (8) son:
- a e ancho de almacen de pienso (8).
- hs e altura de almacen de pienso (8).
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- 5 = angulo formado por paredes laterales exteriores de almacen de pienso (8)
respecto al eje de revolution.
Preferentemente, y como se observa en las figuras 1 y 8, el dispositivo de la invention comprende un sistema de fondeo (7) para el mantenimiento de position.
En una posible realization, el sistema de fondeo (7) consiste en una pluralidad de llneas de fondeo, valido unicamente para un dispositivo. En este caso, y en una posible realizacion, el dispositivo comprende un sistema de fondeo (7) individual de cuatro llneas distribuidas y extendidas en cuatro sentidos distintos (spread-mooring), como se observa en la figura 8, separadas 90° para una profundidad de 100 metros en este caso, de tal forma que para una cierta cadena, la huella que forman las cuatro llneas presenta una forma de corona en el fondo oceanico, con un radio mlnimo de unos 80 metros (visto en planta, proyeccion de catenaria desde dispositivo a fondo) y un radio maximo de aproximadamente 300 metros hasta llegar a donde se situan las anclas (esta distancia dependera de la longitud que se le quiera dar a la cadena).
En otra posible realizacion, el sistema de fondeo (7) puede ser un entramado de fondeo para muchos dispositivos con multiples llneas de fondeo. util en el caso de instalar una granja de dispositivos de acuicultura. Un experto en la materia, entendera que en esta realizacion, el dispositivo es una jaula de acuicultura que junto a otras del mismo tipo, forma parte de una granja cuyo numero de dispositivos dependera de la production que se quiera alcanzar por parte de la empresa explotadora del recurso. En este caso, el sistema esta formado por cables, para unir los dispositivos unos a otros, y estos a su vez a elementos flotantes como boyas, estando todo ello conectado a un numero de anclas menor que el necesario en caso de que se fondearan todos los dispositivos de forma individual. El sistema de fondeo (7), a traves de las distintas llneas que lo conforma, se une al dispositivo a traves de unas gulas (del termino anglosajon fairleads), mecanismo que permite giros pero no movimientos de traslacion de la union, actuando como una condition de contorno de tipo rotula, situada en la base del cilindro hueco inferior (1).
Los calados para los que esta previsto el dispositivo de acuicultura tambien son beneficiosos para evitar que se perjudique la red de contention de especies de peces (6) o se formen incrustaciones de seres vivos (como microorganismos, mejillones, etc., lo que se conoce comunmente como fouling) por el efecto de la luz solar, la cual fomenta este fenomeno, que aumenta el peso de la red de contencion de especies de peces (6) y hace que el agua no fluya correctamente a traves de dicha red (6). Ademas, cuanto mayor sea el calado, menor sera la probabilidad de que aparezcan ciertas enfermedades provocadas por piojos u otros parasitos.
Las figuras 1 y 8 muestran una superestructura (9) situada encima del cilindro hueco superior (2), configurada para facilitar el acceso y el trabajo de personal de O&M. Esta superestructura (9) depende de diferentes factores relacionados con la operativa, como los sistemas y equipos que pueda necesitar el dispositivo o la estrategia de O&M de la granja respecto a los accesos y medios de paso. Ademas, el numero o situation de los accesos depende de la localization del parque de dispositivos, beneficiandose dicha maniobra de acceso de la forma geometrica axisimetrica antes descrita, ya que su comportamiento en la mar no depende de donde venga el oleaje, el viento o la corriente, teniendo tan solo influencia en esto la disposition del sistema de fondeo (7). En cualquier caso, un experto en la materia entendera, que dicha superestructura (9) queda fuera del
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alcance del dispositivo de la presente invention, ya que forma parte de la siguiente etapa de diseno.
En una posible realization, el dispositivo de la invencion comprende ademas una red anti- pajaros (10) en la parte superior del cilindro hueco superior (2), bajo la superestructura (9), a una distancia desde la que una persona situada sobre dicha superestructura (9) sea capaz de tocar dicha red anti-pajaros (10) de protection de peces contra el ataque de los pajaros marinos.
En una posible realizacion, el dispositivo de la invencion comprende una red conica (11) que se situa bajo el lastre (4), cuyo objetivo es que, durante el funcionamiento del dispositivo, se vayan depositando los peces que vayan muriendo, pasen a un colector de recogida y asl, evitar que se contamine el agua y se produzcan enfermedades.
En resumen, la obra muerta (parte de la estructura que esta fuera del agua) comprende parte del cilindro hueco superior (2), parte de los almacenes de pienso (8) y la superestructura (9), junto a la red anti-pajaros (10), mientras que la obra viva (parte de la estructura que esta en contacto con el agua) comprende la parte restante del cilindro hueco superior (2), la totalidad del cilindro hueco inferior (1), la placa de reduction y amortiguacion de arfada (3), la red de contention de peces (6), el lastre (4) para dar tension a la red de contencion de especies peces (6), los tensores (5) que sujetan el lastre (4) al cilindro hueco inferior (1) y la red conica (11).
El dispositivo permite diferentes condiciones de operation, estando la superficie de flotation sobre el cilindro hueco superior (2), de menor section respecto al cilindro hueco inferior (1), lo cual beneficia al aumento del periodo propio del artefacto marino. Esto hace tambien que el dispositivo tenga un calado considerable, teniendo en cuenta las dimensiones previstas de la invencion para que tenga un volumen interno de mas de 10.000 m3 entre la propia estructura y la red de contencion de especies de peces (6) situada bajo ella para la contencion de especies de peces. A su vez, el cilindro hueco inferior (1) da la robustez estructural y flotabilidad necesaria. Es decir, tanto el cilindro hueco inferior (1) como la placa de reduccion y amortiguacion de arfada (3) quedarlan totalmente sumergidas mientras que el cilindro hueco superior (2) queda parcialmente sumergido. El caracter axisimetrico de la geometrla del dispositivo, hace que su respuesta para las distintas fuerzas ambientales exteriores dadas por el oleaje, corriente y viento que va a tener que soportar a lo largo de su vida util, sea la misma independientemente de la direccion de aplicacion
Claims (11)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Dispositivo flotante de acuicultura para el cultivo de diversas especies de peces en mar abierto, caracterizado porque comprende:- dos cilindros huecos (1, 2) de igual radio interior y diferente radio exterior, tal que el cilindro hueco de mayor radio exterior se situa debajo del cilindro hueco de menor radio exterior, de tal forma que la pared interior de ambos cilindros huecos (1, 2) esta contenida en el mismo plano, estando ambos cilindros huecos (1, 2) configurados para que, durante su operation, la superficie libre del agua se situe a la altura del cilindro hueco superior (2) de menor section, consiguiendo, al ser menor el area de flotation, un mejor comportamiento en la mar del dispositivo, ya que se produce una reduccion de los movimientos y una menor interaction entre agua y dispositivo;- una placa de reduction y amortiguacion de arfada (3) unida a lo largo de todo el perlmetro exterior de la base del cilindro hueco inferior (1), siendo el radio interior de dicha placa de reduccion y amortiguacion de arfada (3) igual al radio exterior del cilindro hueco inferior (1) y siendo el radio exterior de dicha placa de reduccion y amortiguacion de arfada (3) inferior al 130% del valor del radio exterior del cilindro hueco inferior (1) respecto al eje de revolution, tal que dicha placa de reduccion y amortiguacion de arfada (3) esta configurada para aumentar las fuerzas viscosas y de inercia, y por tanto, el amortiguamiento y la masa anadida en los movimientos verticales del dispositivo (arfada, cabeceo y balanceo);- una red de contention de especies de peces (6), que se conecta en un extremo a la parte inferior del cilindro hueco inferior (1) y en el extremo restante a un lastre (4), y cuyo radio es al menos igual al radio interior del dispositivo, tal que el dispositivo presenta un volumen interior, teniendo en cuenta los dos cilindros huecos (1, 2) y la red de contencion de especies de peces (6), de al menos 10.000 m3;- un lastre (4) con forma de toroide, cuyo radio primario es igual al radio de la red de contencion de especies de peces (6), y cuyo radio secundario y peso son tal que permiten mantener en tension y sin deformar la red de contencion de especies de peces(6);- una pluralidad de tensores (5) situados en la parte inferior del cilindro hueco inferior (1) configurados para unir el lastre (4) y dicho cilindro hueco inferior (1), evitando asl la deformacion de la red de contencion de especies de peces (6) debido a los movimientos del dispositivo como consecuencia de las condiciones metoceanicas, para distintos estados de mar severos.
- 2. Dispositivo de la reivindicacion 1, donde la relacion entre el radio interior de los cilindros huecos (1, 2) y el radio exterior del cilindro hueco inferior (1) esta comprendida entre aproximadamente 0.65 y 0.85, y donde la relation entre el radio exterior del cilindro hueco inferior (1) y el radio exterior del cilindro hueco superior (2) esta comprendida entre aproximadamente 0.70 y 0.90.
- 3. Dispositivo de la revindication 2, donde la relacion entre el radio interior de dicho dispositivo y el radio exterior del cilindro hueco inferior (1) es aproximadamente 0.75, y donde la relacion entre el radio exterior del cilindro hueco inferior (1) y el radio exterior del cilindro hueco superior (2) es aproximadamente 0.80.510152025303540
- 4. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la relacion entre la altura del cilindro hueco superior (2) y la altura del cilindro hueco inferior (1) esta comprendida entre aproximadamente 1.95 y 2.35, siendo mayor la altura del cilindro hueco inferior (1).
- 5. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, cuyo material es hormigon y que comprende ademas, en el interior de los dos cilindros huecos (1, 2) un material de muy baja densidad, configurado para dotar al dispositivo de la flotabilidad y estanqueidad necesaria en caso de fisuras, y permitiendo un abaratamiento y rapidez en el proceso de fabricacion.
- 6. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas al menos dos almacenes de pienso (8) en el propio dispositivo, con sistema automatizado de alimentacion de peces, configurados para almacenar pienso durante un tiempo determinado, y donde dichos almacenes de pienso (8) se situan sobre el cilindro hueco inferior (1) junto a la pared exterior del cilindro hueco superior (2), estan colocados de forma simetrica con respecto al eje de revolucion del dispositivo y cuya dimension vertical es igual a la altura del cilindro hueco superior (2).
- 7. Dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la placa de reduccion y amortiguacion de arfada (3) es de un material metalico como el acero.
- 8. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas un sistema de fondeo (7) para el mantenimiento de la posicion.
- 9. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas una superestructura (9) situada encima del cilindro hueco superior (2) configurada para facilitar el acceso y el trabajo de personal de O&M.
- 10. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas una red anti-pajaros (10) en la parte superior del cilindro hueco superior (2), a una distancia desde la que una persona situada sobre dicha superestructura (9) sea capaz de tocar dicha red anti-pajaros (10) de proteccion de peces contra el ataque de los pajaros marinos.
- 11. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas una red conica (11) que se situa bajo el lastre (4), configurada para que, durante el funcionamiento del dispositivo, se depositen los peces que vayan muriendo, pasen a un colector de recogida y asl, evitar que se contamine el agua y se produzcan enfermedades que perjudiquen a la salud de la produccion.
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