PT2123850T - Aparelho gerador de ondas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "APARELHO GERADOR DE ONDAS"

Campo técnico A invenção refere-se a um aparelho gerador de ondas para gerar ondas adequadas para a prática de surf. O estado da técnica

As ondas geradas artificialmente num ambiente aquático só podem ser consideradas adequadas para surfar (ou seja, elas podem ser surfadas usando as mesmas técnicas e as mesmas pranchas de surf como as usadas para ondas naturais), caso preencham uma série de requisitos. Em primeiro lugar, devem ser relativamente grandes em tamanho (com uma altura mínima de 0,5 m e preferencialmente mais altas do que 1 m). Em segundo lugar, devem mover-se em relação a um ponto fixo e o referido deslocamento deve ocorrer a uma velocidade semelhante à velocidade com que as ondas naturais se movem na faixa costeira (onde a corrente das ondas se situa entre -2 e 2 m/s e a velocidade da onda, que é proporcional à altura da onda, é de aproximadamente 6 m/s para uma onda com 1,5 m de altura). Em terceiro lugar, as ondas geradas devem apresentar o chamado "efeito de fuga", por outras palavras, devem apresentar simultaneamente uma área de quebra e uma área prestes a quebrar-se, permitindo assim ao surfista surfar "fugindo" da área de quebra para a área prestes a quebrar-se. Em quarto lugar, é importante que a área do ambiente aquático na qual as ondas geradas se propagam seja calma, por outras palavras, que não haja ondas ou ondulações na superfície e, portanto, que não sejam geradas ondulações ou vagas pela onda artificial. Em quinto lugar, o intervalo entre ondas deve ser, pelo menos aproximadamente, de 10-12 segundos (sendo obtida uma onda conhecida como uma "onda solitária", conhecida como tal porque é pouco influenciada pelas ondas que a precedem e seguem, porque as partículas de água entre as ondas vêm para descansar) pois isso dá aos surfistas tempo suficiente para se prepararem e apanharem a próxima onda sem esperarem mais do que o tempo necessário. Finalmente, as ondas devem ter uma inclinação mínima para permitir a um surfista montá-las, as ondas com uma inclinação mais suave para surfistas principiantes ou as ondas com uma inclinação maior (mesmo excedendo a vertical e quebrando sob a forma de um tubo) para surfistas experientes.

Os geradores de ondas adequados para o surf têm de ser capazes de gerar ondas com as características acima mencionadas e ao mesmo tempo satisfazer uma série de requisitos adicionais, tais como oferecerem um consumo de energia razoável, serem capazes de gerar diferentes tipos de ondas de acordo com as necessidades do surfista (permitindo que as ondas sejam alteradas de um tipo para outro de forma relativamente fácil e rápida) e garantir a segurança dos surfistas em todos os momentos, garantindo, entre outros aspectos, que, quando o surfista cai da onda não há nenhuma possibilidade de ser ferido por qualquer parte do gerador de ondas.

Figurando entre os actuais geradores de ondas estão os sistemas geradores de ondas pneumáticos, nos quais, por injecção de uma grande quantidade de ar a baixa pressão em câmaras de água submersas numa piscina, a água nas câmaras é forçada para dentro da piscina criando um frente de onda; os sistemas geradores de ondas operados por vácuo, nos quais a água de uma piscina é absorvida em câmaras, que são levantadas e depois abertas para permitir que a água caia na piscina; os sistemas hidráulicos, nos quais a água é bombada para cima, a fim de encher tanques que são depois esvaziados imediatamente; e certos sistemas mecânicos nos quais a frente de onda é criada empurrando a água para baixo como resultado do movimento de uma das paredes laterais da piscina (um exemplo de um sistema mecânico pode ser encontrado no documento US 20040248780 Al). Um aspecto partilhado por todos estes sistemas é que quando eles são utilizados para gerar ondas para a prática de surf eles não são eficientes em termos energéticos, os intervalos de tempo entre ondas são ou muito longos ou muito curtos (se a frequência natural dos sistemas é utilizada a fim de reduzir o consumo de energia), e, entre outros aspectos, eles também requerem um grande investimento financeiro inicial, devido ao facto de que a piscina deve ter um fundo do tipo costeiro, susceptivel de permitir que a onda quebre e para dissipar o efeito de ondulação.

Outros sistemas mecânicos de geração de ondas são conhecidos onde ondas estáticas são geradas através do lançamento de água para um perfil. Nestes sistemas, tendo em conta o facto de que os surfistas e as suas pranchas não têm nenhum impulso, a técnica necessária tem muito pouco a ver com as técnicas reais de surf efectuadas em ondas naturais em movimento (fazendo um paralelismo, surfar em ondas estáticas é uma sensação semelhante à de tentar manter o equilíbrio enquanto se anda numa bicicleta estacionária numa correia transportadora). Esta técnica é tão diferente que pode até ser considerada como um desporto diferente. Exemplos destes geradores de ondas podem ser encontrados nos documentos US 6716107, US 5564859 e US 5.171.101.

Também são conhecidos sistemas mecânicos de geração de ondas com um perfil móvel. Eles compreendem um perfil móvel ou um elemento rebatível móvel que empurra a água numa determinada direcção, a fim de criar a onda. Entre os sistemas de geração de onda com perfis, são conhecidos os sistemas geradores com um ponto de quebra distante do perfil e os sistemas geradores com um ponto de quebra perto do perfil.

Nos sistemas geradores com um ponto de quebra distante do perfil, o perfil empurra a água substancialmente para a frente para gerar uma frente de onda, com a particularidade de que a onda se afasta do perfil e quebra a uma distância relativamente elevada. A quebra da onda ocorre devido à contrução em forma de costa litoral (profundidade decrescente) do fundo da piscina ou do local onde está instalado o sistema. Estes perfis empurram a água de um tal modo que a onda tem de percorrer uma determinada distância antes de ganhar uma forma surfável. Isto significa que o surfista não surfa no inicio da onda, perto do perfil, mas surfa onde a onda quebra, a uma certa distância do perfil. Portanto, estes sistemas são seguros para o surfista, e a área em que o perfil se move pode ser ainda delimitada fisicamente da área de surfar. Uma outra nota, estes sistemas devem ser capazes de gerar ondas que, mesmo perdendo altura quando se afastam do perfil durante o curso do seu movimento, ainda podem ser surfadas a uma distância relativamente grande a partir do perfil. Por esta razão, estes sistemas não são eficientes em termos energéticos quando aplicados à geração de ondas apropriadas para a prática de surf, como os outros sistemas descritos anteriormente. Além disso, estes sistemas podem requerer um investimento inicial muito elevado uma vez que, entre outras razões, a piscina tem de ser suficientemente grande e o fundo da piscina deve ser proporcionado com uma topografia que permita que a onda quebre correctamente e dissipe as ondulações. Alguns exemplos deste tipo de sistema podem ser encontrados nos documentos WO 0005464 e US 3913332. Os perfis mostrados nestas patentes não são hidrodinâmicos, isto é, proporcionam uma elevada resistência à água à medida que avançam.

Os sistemas geradores com um ponto de quebra perto do perfil são baseados no facto de o perfil empurrar a água de um tal modo que é criada uma onda de altitude definida na parte superior do perfil ou mesmo em frente do perfil, avançando a referida onda á mesma velocidade que o perfil e nunca se separando dele. Nestes sistemas, uma parte do volume da onda é proporcionada pelo próprio perfil não sendo, por conseguinte, necessário mover quantidades tão grandes de água como noutros sistemas adequados para gerar ondas para a prática de surf. Como resultado, estes sistemas consomem uma quantidade aceitável de energia, favorecendo assim a sua utilização rentável como uma instalação comercial para a prática de surf.

Os sistemas geradores com um ponto de quebra perto do perfil podem ser divididos em sistemas de perfil de superfície e sistemas de perfil de profundiadade. Nos sistemas de perfil de superfície, o perfil é apenas ligeiramente submerso, com o resultado de que a película de água sobre o referido perfil é muito fina e a forma da superfície da água é praticamente a mesma que a forma do perfil. Para obter uma onda côncava, do tipo tubo, um perfil com a referida concavidade deve, por conseguinte, ser utilizado. Um exemplo destes tipos de sistemas pode ser encontrado nos documentos US 20030119592 Al, WO 03051479 A2 e US 4792260, nos quais ondas ideais para surfar são obtidas por meio de um consumo mínimo de energia e utilizando perfis de superfície desenhados com uma forma muito específica que determina a forma da onda. Além disso, a forma e a profundidade do fundo não são relevantes. No entanto, nas suas secções inferiores (e, em alguns perfis, também nas suas secções superiores) os perfis propostos são proporcionados com superfícies que são perpendiculares à direcção de avanço do perfil, que são feitas de um material rígido ou semi-rígido e que se movem a grande velocidade. Estas superfícies podem ferir gravemente o surfista no caso em que ele cai ou bate contra o perfil.

Os sistemas de perfil de profundidade são capazes de gerar ondas côncavas (tipo tubo) utilizando perfis não côncavos. Por outras palavras, ao contrário dos sistemas de perfil de superfície, em sistemas de perfil de profundidade a forma da onda não é determinada pela forma do perfil, mas sim pelo desenho e localização do fundo ou superfície de fundo, localizada por baixo do perfil.

Exemplos de sistemas de perfis de profundidade são divulgados nos documentos WO 8200771, WO 8404695, JP8-126732, JP62-204772, JP52-41392, JP52-30531, JP3-173586 e FR2848120, nos quais o sistema para a geração de ondas utiliza um perfil disposto num fundo flexível que se deforma, a fim de gerar a onda. Embora estes sejam sistemas muito simples em termos conceptuais, eles são difíceis de criar na realidade, devido à dificuldade em encontrar materiais e mecanismos para a construção de um fundo flexível capaz de suportar o peso de uma onda (deve ser recordado que cada metro de frente de onda com uma profundidade de um metro pesa uma tonelada) e de ao mesmo tempo se deformar, a fim de adquirir a forma da onda, tudo sem representar um perigo para o utilizador. A patente US 3802697 também é conhecida e também se refere a um sistema gerador de perfil de profundidade. Este sistema gerador não utiliza um fundo flexível mas um fixo, tendo especificamente a forma de um canal fixo que contém o fluido e no interior do qual o perfil se move. Considera-se que este sistema apresenta certas desvantagens: ele não é capaz de gerar ondas com um efeito de fuga uma vez que, devido à presença do canal, a água turbulenta da parte da onda que quebrou não tem qualquer lugar para onde fugir e acaba por encher toda a largura do canal; as paredes do canal fazem com que as ondulações das ondas levem muito tempo a dissipar-se; o surfista pode ser atirado contra as paredes do canal quando cai da onda. É um objectivo da presente invenção proporcionar um aparelho gerador de ondas do tipo perfil móvel e de profundidade e com ponto de quebra perto do perfil, que tem um fundo rígido, em que, pelo menos, os seguintes requisitos são satisfeitos: as ondas geradas são adequadas para a prática de surf, sendo o aparelho capaz de gerar ondas da mesma qualidade que as ondas naturais de modo que os surfistas não têm que mudar a sua técnica ou o seu equipamento; o aparelho apresenta um baixo nível de consumo de energia; o aparelho garante a máxima segurança ao surfista.

Breve descrição da invenção É um objectivo desta invenção proporcionar um aparelho gerador de ondas que está instalado num ambiente aquático e que compreende, como seus elementos principais, pelo menos um perfil alongado horizontalmente que se move de forma tangencial em relação a um fundo com uma profundidade uniforme (isto é, substancialmente horizontal), e um mecanismo de accionamento desenhado para fazer com que o perfil se mova. Como resultado do movimento do perfil em relação ao ambiente aquático e ao fundo, forma-se uma onda sobre o perfil e que se move ao longo do perfil. 0 perfil é substancialmente alongado e forma um ângulo diferente de 90° com a direcção de deslocamento, de modo a gerar uma onda que tem uma zona de fuga e, por conseguinte, pode ser surfada. 0 perfil empurra a maior parte da água que está em frente do perfil desde o fundo para a superfície. Para este fim, o perfil é de preferência disposto a partir do fundo ou quase desde o fundo até, pelo menos, à superfície ou muito perto da mesma (ou mesmo acima da superfície da água). Como resultado, a forma como a água se acumula (isto é, a forma da onda) não depende da forma do perfil, mas da relação entre a profundidade do fundo em relação à superfície da água calma e a altura da água que é capaz de acumular (isto é, a altura da onda) . Por sua vez, a altura da onda depende da altura, comprimento, ângulo e velocidade do perfil, como será explicado em detalhe mais abaixo. Por outras palavras, o perfil pode assumir qualquer forma que lhe permita empurrar a água para a frente e para cima, sem a forma da onda depender da forma do perfil.

Embora o perfil possa assumir qualquer forma, numa solução especialmente vantajosa o perfil não compreende quaisquer espaços ou concavidades destinados a serem direccionados para o surfista quando o aparelho qerador de ondas está em funcionamento (por outras palavras, quando o perfil está em movimento), sendo o objectivo melhorar a segurança do surfista. De preferência, o perfil é parcialmente ou totalmente hidrodinâmico (tendo uma baixa resistência hidrodinâmica ao coeficiente de avanço) a fim de reduzir o consumo de energia e de minimizar a geração de turbulência. Num modelo de realização especifico, o perfil pode apresentar uma forma fixa (por exemplo, um perfil semi-rigido), independentemente do facto de ser móvel ou imóvel. Num outro modelo de realização, o perfil é insuflável, não tem uma forma definida e é flexível de modo que durante e devido ao seu movimento em relação ao fundo, ele assume uma forma hidrodinâmica que está livre de concavidades direccionadas para o surfista. Neste modelo de realização, um perfil cilíndrico insuflável é a solução mais fácil e mais barata de fabricar. A forma da onda é determinada pela combinação adequada dos factores acima mencionados: em primeiro lugar, a profundidade do fundo em relação à superfície da água calma; em segundo lugar, a altura total do perfil em relação ao fundo quando o perfil está em movimento; em terceiro lugar, o comprimento do perfil; em quarto lugar, o ângulo do perfil em relação à direcção do deslocamento; em quinto lugar, a velocidade à qual o perfil se move. 0 aparelho da invenção pode ser desenhado para proporcionar uma combinação fixa destes factores (proporcionando, como resultado, uma onda com uma forma fixa), embora possa preferencialmente ser feito de tal maneira que ele oferece mais do que uma combinação de valores (mais do que um tipo de onda). Quanto a este último modelo de realização, o aparelho permite a configuração de pelo menos um dos factores acima mencionados para a selecção de uma onda com um maior ou menor grau de dificuldade. Além disso, o aparelho da invenção também oferece a possibilidade de alterar a direcção na qual o perfil se move, de modo que numa direcção do movimento a onda resultante é do tipo conhecido como uma "onde de quebra direita" (os surfistas sobre a onda movem-se para a frente para a sua direita) e na direcção oposta do movimento a onda resultante é do tipo conhecido como uma "onda de quebra esquerda" (os surfistas sobre a onda movem-se para a frente para a sua esquerda). Para estes fins e para todas as outras funções o aparelho da invenção apresenta uma série de elementos auxiliares que são descritos em profundidade nas figuras que acompanham esta descrição.

Constitui um outro objectivo desta invenção proporcionar um aparelho gerador de ondas surfáveis que é configurável. Isto significa que o aparelho pode ser configurado para gerar ondas de diferentes tipos e tamanhos, por outras palavras, ondas que são adequadas para surfistas com diferentes níveis de experiência. Por exemplo, o ângulo que o perfil forma com a direcção de deslocamento é de preferência configurável de modo que o grau de dificuldade da onda pode ser alterado (quanto mais pequeno o ângulo mais, menos difícil a onda). 0 aparelho da invenção apresenta uma série de vantagens em relação aos aparelhos geradores de ondas convencionais proporcionados com um perfil, quer com um ponto de quebra perto do perfil quer com um ponto de quebra distante do perfil.

No que diz respeito a aparelhos com um ponto de quebra distante do perfil, o aparelho da invenção, tal como outros aparelhos com um ponto de quebra perto do perfil, não exige que o fundo do ambiente aquático tenha uma forma específica, a fim de determinar quando e como a onda quebra. Em vez disso, a onda quebra com uma forma que é controlada pelos parâmetros do perfil acima mencionados. Além disso, o aparelho da presente invenção requer, vantajosamente, menos espaço para conseguir uma onda surfável, sendo a onda já surfável na parte superior do próprio perfil, graças à sua forma alongada. Adicionalmente, o aparelho da presente invenção é mais eficiente em termos energéticos por causa da forma hidrodinâmica preferida do perfil.

Assim, em relação a outros aparelhos conhecidos que operam com um perfil e com um ponto de quebra perto do perfil, o aparelho gerador de ondas surfáveis da invenção é capaz de garantir a máxima segurança para o surfista e ao mesmo tempo gerar ondas da mesma qualidade do que as ondas naturais. Como já foi explicado, a utilização de um perfil que é livre de concavidades e é, de preferência, insuflável reduz os riscos. Em contraste com os sistemas de perfil de superfície, a presente invenção não tem um elemento ou elementos rígidos ou semi-rígidos (o perfil ou a base) que são proporcionados com concavidades, superfícies perpendiculares ao movimento ou bordos que podem ter um impacto contra o surfista localizado perto da onda. Adicionalmente, o aparelho da presente invenção é possível de realizar com um perfil hidrodinâmico a fim de reduzir o consumo de energia. Outra vantagem é que a onda gerada pelo aparelho pode ser surfada mesmo a uma determinada distância do perfil, o que melhora as condições de segurança para o surfista. A onda é surfável mesmo a uma certa distância graças ao facto de que o fundo está perto do perfil, o que favorece que a onda mantenha a sua inclinação e a sua forma óptima para surfar, uma vez que se afasta gradualmente do perfil.

Além disso, a invenção tem uma vantagem sobre certos sistemas de perfil de profundidade dado que o perfil não tem de se mover dentro de um canal construído para esse efeito. É só necessário que se mova em relação ao fundo, pelo que pode ser posicionado numa piscina, num lago, etc.

Breve descrição dos desenhos

Os detalhes da invenção podem ser vistos nas figuras não limitativas que a acompanham: - A Figura 1 mostra uma perspectiva de um modelo de realização da invenção. - A Figura 2 mostra uma vista de lado de um modelo de realização da invenção proporcionado com um perfil capaz de ser auto-insuflado com água. - As Figuras 3 e 4 mostram uma vista em planta e uma vista de lado do modelo de realização da invenção mostrado na Figura 1. - A Figura 5 mostra uma vista de lado de um perfil insuflável com uma barra rígida e cintas soltas. - A Figura 6 mostra uma vista de lado de um perfil insuflável com uma barra rígida e cintas apertadas. - A Figura 7 mostra uma vista em planta de um modelo de realização da invenção proporcionado com um perfil duplo. - A Figura 8 mostra uma vista em planta de um modelo de realização da invenção com uma trajectória em anel e com dois perfis duplos. - A Figura 9 mostra uma vista em planta de um modelo de realização da invenção com uma trajectória linear e com um único perfil. - A Figura 10 mostra o perfil da Figura 9, sendo a direcção do seu deslocamento invertida. - As Figuras 11 e 12 mostram os parâmetros configuráveis de um aparelho da invenção. - A Figura 13 mostra quatro tipos de onda obtidos como resultado do ajuste dos parâmetros. - A Figura 14 mostra um outro modelo de realização da invenção.

Descrição detalhada da invenção A Figura 1 mostra um modelo de realização de um aparelho (1) para a geração de ondas (2) num ambiente aquático (3). 0 aparelho (1) compreende um fundo (4) que é substancialmente horizontal, isto é, que tem uma profundidade uniforme em relação à superfície do ambiente aquático (3) . 0 fundo (4) é formado, por exemplo, por uma placa essencialmente plana de betão construída sobre o fundo de um lago ou de uma piscina, por terra compactada no fundo de um lago ou de uma piscina, ou por placas de metal no interior de uma piscina colapsável. Situado no fundo (4), o aparelho (1) compreende um perfil substancialmente alongado (5) , que se move em relação ao fundo (4) numa direcção de deslocamento (7), graças à acção de um mecanismo de accionamento (6) . Quando o perfil (5) se move, uma onda surfável (2) é criada na parte superior do mesmo.

Como mostrado na figura, o perfil substancialmente alongado (5) forma um ângulo (8) diferente de 90° com a direcção de deslocamento (7). Como resultado, a frente da onda (2) gerada no perfil (5), que será paralela ao perfil (5) , tem uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira em relação à direcção de deslocamento (7) . O resto da configuração (profundidade do fundo, altura, comprimento e velocidade do perfil) deve ser configurado de tal maneira que faz com que a referida frente de onda quebre num ponto do perfil (5) (de preferência na parte traseira) ou perto do perfil (5), parte da frente de onda não quebra e está livre de espuma (a parte dianteira da frente de onda), enquanto uma outra parte da frente de onda quebra e é coberta com espuma (a parte traseira da frente de onda). A frente de onda deste tipo assemelha-se em grande parte a uma onda natural surfável. 0 valor do ângulo (8) influencia o grau de dificuldade da onda (2): guanto mais perto o referido ângulo está de 90°, mais fácil é surfar a onda resultante. Um ângulo (8) de 60° gera assim uma onda fácil, um ângulo (8) de 45° gera uma onda (2) de dificuldade média e um ângulo (8) de 35° gera uma onda (2) que é difícil de surfar. Num só aparelho (1) de acordo com a invenção, o ângulo (8) pode, portanto, ser ajustado de modo a obter ondas de diferentes graus de dificuldade. O fundo (4) é aberto, isto é, não tem paredes laterais próximas da extremidade traseira do perfil, a fim de proporcionar o fundo (4) com a forma de um canal. Como resultado, a espuma gerada no ponto de guebra pode sair do perfil através da extremidade traseira, impedindo-a de encher a frente de onda e mantendo a frente da frente de onda livre de espuma. Esta parte da frente de onda que é livre de espuma, conhecida como a face de fuga, faz com que a onda seja surfável. O perfil (5) tem uma forma tal que quando o perfil (5) se move em relação ao fundo (4) fá-lo sem espaços ou concavidades de frente para a direcção de deslocamento (7). Isto pode ser conseguido por meio de um perfil rígido (5) que não apresenta os referidos espaços e concavidades, ou por meio de um perfil flexivel (5) com qualquer forma, que quando se move fica deformado de tal maneira que não apresenta os referidos espaços ou concavidades.

Num modelo de realização particular, o perfil (5) é em grande parte ou completamente insuflável. 0 modelo de realização mostrado na Figura 1, em que o perfil (5) é cheio com ar, é fácil de fabricar e funciona optimamente. Neste caso, o perfil (5) apresenta uma forma cilíndrica, para começar, e, quando se começa a mover, fica deformado até adquirir aproximadamente a mesma forma de uma gota de água. Esta solução é vantajosa uma vez que o perfil (5) é leve, o que permite uma redução do consumo de energia do aparelho (1). Esta figura também mostra como o perfil (5) é complementado por uma forma traseira hidrodinâmica (18) , para permitir que a água saia com mais facilidade, para reduzir o consumo do aparelho (1) e para reduzir o tempo que leva para que a água se torne novamente calma antes da próxima onda. Outro modelo de realização pode ser visto na Figura 2, que mostra um perfil (5) que está cheio de água. 0 perfil (5) é cheio quando, como resultado do seu movimento na direcção de deslocamento (7), a água entra no interior do perfil (5) através de uma zona de entrada de água (10). Neste caso, o perfil (5) é de preferência desenhado de modo que, quando é insuflado, assume a forma da asa de um avião ou da asa de um parapente. A zona de entrada de água (10) pode ter a forma de uma rede, etc. A solução mostrada na Figura 2 é vantajosa, uma vez que permite que o perfil (5) se encha por si só, tornando, assim, o aparelho (1) mais fácil de instalar e manter.

Como é mostrado na Figura 1, o perfil (5) está ligado a uma parte triangular (13), estando os três pontos da referida parte (13) ligados a um elemento de tracção (14) e a dois elementos guia (15) para puxar e guiar o perfil (5) em relação ao fundo (4) . Os elementos (14, 15) fazem parte do mecanismo de accionamento (6), que compreende outros elementos, tais como os cabos (19) que puxam o elemento de tracção (14). Os elementos guia laterais (15) estão de preferência escondidos debaixo do fundo (4) e absorvem as forças laterais criadas devido ao facto de o perfil (5) formar um ângulo diferente de 90° em relação à direcção de deslocamento (7). 0 elemento de tracção (14) está também de preferência escondido, e constitui o sistema de accionamento do perfil (5). A presença da parte (13) assegura que a força exercida sobre o elemento de tracção (14) é apenas longitudinal.

As Figuras 3 e 4 mostram duas vistas do modelo de realização da Figura 1. Estas figuras mostram que o perfil (5) é capaz de se inclinar verticalmente de acordo com as setas (22). Graças à sua capacidade de inclinação, o perfil (5) atinge o equilíbrio vertical sem praticamente quaisquer forças verticais serem transferidas para os elementos guia (15). Quando o perfil (5) está imóvel, ele emerge da água devido à sua capacidade de flutuar. Quando o perfil (5) está em movimento ele atinge o seu estado de equilíbrio devido a três forças separadas: o peso da água na parte superior do perfil (5), o impulso vertical provocado pela capacidade de o perfil (5) flutuar, e a pressão da água que passa por baixo da lingueta (11) e do perfil (5) . 0 peso da onda é, por conseguinte, suportado pelo fundo (4) em vez de ser suportado pelos elementos guia (15) . Como resultado, o facto de ser permitido ao perfil (5) inclinar-se resulta em duas vantagens fundamentais: em primeiro lugar, não há necessidade de fabricar elementos guia (15) que sejam suficientemente fortes para suportar o peso da onda (tendo em mente que uma onda de 1,5 metros pode pesar cinco toneladas por cada metro do seu comprimento); em segundo lugar, não há necessidade de construir uma estrutura na parte superior dos elementos guia (15) que seja capaz de suportar o perfil (5).

No modelo de realização das figuras, o aparelho (I) compreende uma lingueta (11) que permite ao perfil (5) inclinar-se verticalmente com uma maior liberdade (amplitude) tanto quando está em movimento como quando está imóvel. Especificamente, como pode ser visto, o perfil (5) está ligado a um lado (12) da lingueta substancialmente rectangular (11), enquanto o mecanismo de accionamento (6) actua no lado oposto (9) da referida lingueta (11), ou seja, puxa os elementos guia (15) e o elemento de tracção (14) -este último por meio da parte (13) -. Além disso, a lingueta (II) assegura que os elementos guia (15) não têm que suportar forças verticais. Ela também forma uma área em que os surfistas podem cair quando perdem o equilíbrio, amortecendo a referida queda graças à tensão da lingueta (11) e impedindo que o surfista bata no fundo (4).

Tal como mostrado nas Figuras 3 a 6, o perfil (5) pode compreender uma barra rígida (16) no seu interior para impedir que o perfil (5) se dobre. Além disso, a barra rígida (16) está situada numa posição ajustável, permitindo assim que a forma do perfil (5) seja alterada. A posição da barra rígida (16) pode ser ajustada por meio de cintas (17), por exemplo. Como mostrado nas Figuras 5 e 6, o afrouxamento das cintas (17) cria um perfil (5) que tem uma forma mais plana e, por conseguinte, mais baixa quando está em movimento, criando assim uma onda com uma inclinação menos acentuada. Se, no entanto, as cintas (17) são apertadas, o perfil (5) fica deformado e fica mais elevado quando se move, criando assim uma onda com uma inclinação mais acentuada. A Figura 4 mostra que o perfil (5) e outros elementos que se movem sobre o fundo (4) estão opcionalmente cobertos com uma camada de segurança (20), cuja finalidade é evitar o risco dos surfistas ficarem entalados. A Figura 7 mostra um outro modelo de realização da invenção, no qual o aparelho (1) compreende um perfil duplo, isto é, um perfil formado por dois perfis (5', 5'') do tipo acima descrito, dispostos em ângulos diferentes em relação à direcção de deslocamento (7), com o objectivo de gerar uma onda de quebra direita e uma onda de quebra esquerda ao mesmo tempo.

No que respeita ao mecanismo de accionamento (6), a invenção não está limitada a um mecanismo específico e prevê a utilização de qualquer tipo de mecanismo capaz de fazer com que o perfil (5) se mova em relação ao fundo (4). Num modelo de realização particular mostrado na Figura 8, o perfil (5) segue um percurso que é um anel fechado, o que significa que o mecanismo de accionamento (6) apenas tem que ser capaz de fazer com que o perfil (5) se mova numa única direcção, embora possa funcionar, opcionalmente, em ambas as direcções. Num outro modelo de realização, mostrado na Figura 9, o mecanismo de accionamento (6) pode fazer com que o perfil (5) se mova em duas direcções de deslocamento: uma primeira direcção (7') de deslocamento e uma segunda direcção (7") oposta à primeira direcção (7') . Neste caso particular, o perfil (5) segue uma trajectória linear e tem a capacidade de desligar-se de um gancho ou de outro elemento semelhante ligado ao cabo (19) quando atinge o fim da trajectória, e para ligar-se ao referido gancho novamente para iniciar a trajectória na outra direcção. Neste caso, o perfil (5) roda da maneira acima referida de cada vez que sua direcção de deslocamento se altera. A Figura 9 também será possível de realizar, em vez desta solução, se for proporcionado um sistema motor ou de accionamento que seja capaz de inverter a direcção de rotação quando o perfil (5) atinge o fim da trajectória.

No caso em que o mecanismo de accionamento (6) é capaz de alterar a direcção (7', 7") de deslocamento do perfil (5), numa solução especialmente vantajosa mostrada na Figura 10, o perfil (5) é desenhado para rodar e adoptar uma posição que é simetricamente oposta, permitindo, assim, que uma onda (2) continue a ser gerada no mesmo. Como resultado, como pode ser visto na figura, se, a partir de uma situação inicial, na qual o perfil (5) se move numa primeira direcção de deslocamento (7), é alterado para uma direcção oposta de deslocamento (7'), o perfil (5) roda sobre o lado (9) da lingueta (11) e é adequadamente disposto para gerar a onda na direcção oposta.

No aparelho da invenção (1) pelo menos uma das seguintes caracteristicas, mostradas nas Figuras 11 e 12, pode ser ajustada com o objectivo de alterar a forma da onda (2) que é gerada: a) A altura (B) do perfil (5) quando o perfil (5) está em movimento (deve ser recordado que o perfil pode ser insuflável ou de um tipo semelhante, variando a sua forma de acordo com o facto de estar em movimento ou não, sendo o seu tamanho durante o movimento um factor importante) . Deve notar-se que a altura (B) do perfil (5) é praticamente a mesma que a altura (B') do perfil (5) em relação ao fundo (4), dado que o perfil (5) sobe, a partir do fundo (4), uma distância muito pequena quando está em movimento. b) A relação entre a altura (B) do perfil (5) e a profundidade (A) do fundo (4) em relação à superfície do ambiente aquático (3) quando a água está calma (a referida relação é normalmente alterada através da variação do parâmetro B uma vez que o parâmetro A não pode ser variado). c) 0 comprimento (D) do perfil (5). d) A velocidade a que o perfil (5) se move. e) 0 ângulo (8) que o perfil (5) forma com a direcção de deslocamento (7) .

De preferência, o aparelho da invenção (1) está configurado ou construído de modo que: - 0 comprimento (D) do perfil (5) é pelo menos quatro vezes maior do que a altura (B) do perfil (5). - 0 quociente entre a altura (B) do perfil (5) e a profundidade (A) do fundo (4) varia entre 1/2 e 3. - A velocidade do perfil (5) é aproximadamente igual à velocidade de uma onda natural com uma altura igual à altura (B) do perfil (5). - 0 ângulo (8) está compreendido entre 90 e 35°. É assim obtido um aparelho (1) em que a altura (C) da onda (2) é aproximadamente igual à altura (B) do perfil (5). A tabela abaixo detalha os tipos de ondas (2) que podem ser conseguidos de acordo com a relação entre a altura (B) do perfil (5) e a profundidade (A) do fundo (4):

Como a Figura 12 mostra, a lingueta (11) pode ser disposta com uma tira permeável (21), formada por uma rede, por exemplo, e capaz de ser aberta ou fechada, a fim de oferecer uma área de superfície diferente. Quando aberta, a referida tira permeável (21) permite que parte da água entre por baixo do perfil (5) quando o perfil (5) se move, com menos água a ser empurrada para cima. A forma da onda (2) pode ser alterada, abrindo ou fechando a tira permeável (21), tornando, assim, o declive mais ou menos acentuado, dependendo das necessidades do surfista. Como resultado, variando o grau de abertura da tira permeável (21) pode-se provocar efeitos semelhantes aos provocados pela variação do quociente B/A acima explicado, esta alternativa talvez seja mais fácil de realizar. A invenção contempla modelos de realização diferentes dos mostrados nas figuras. Num deles o perfil (5) pode rodar em torno de um eixo vertical em vez de em torno do eixo horizontal mostrado nas figuras. Num outro modelo de realização, o perfil (5) está disposto sobre um disco que pode rodar em relação ao fundo (4), com o resultado que o ângulo (8) pode ser ajustado sem a necessidade de alterar a estrutura do aparelho (1).

Além disso, outros elementos não mostrados nas figuras podem ser adicionados ao perfil (5) mostrado nas figuras tendo em vista melhorar o seu desempenho hidrodinâmico e outras caracteristicas, se tal for necessário. A Figura 14 mostra um outro modelo de realização do aparelho de acordo com a invenção. Neste modelo de realização, o fundo aberto (4) compreende uma série de margens (23) inclinadas a menos de 20°. As margens (23) fazem com que a onda cresça mais alta e mais forte, podendo mesmo superar o perfil (5), se considerada a partir de uma vista de cima. Por esta razão, o surfista não tem necessariamente de surfar a onda (2) apenas na parte superior do perfil (5), mas em vez disso pode surfar na parte da onda (2) que está fora do perfil (5). As margens (23) podem estar submersas ou podem sair da água.

Para aumentar a segurança, o aparelho da presente invenção pode também compreender uma barreira física (não mostrada na figura) entre o perfil (5) e a parte surfável da onda (2), no caso de a referida parte surfável (2) não estar localizada mesmo na parte superior do perfil (5). A barreira física pode ser uma corrente de cortiça, uma malha ou qualquer outro elemento que impede o surfista de ficar no caminho do perfil.

Além disso, o perfil (5) mostrado no modelo de realização mostrado na Figura 14 é duplo. Em consequência, a onda (2) é dupla e apenas um elemento de tracção (14) é necessário, não sendo necessários os elementos guia (15). A lingueta (11) também não é necessária, uma vez que a parte (13) está ligada ao vértice frontal central no qual o elemento de tracção (14) puxa e a parte (13) pode rodar na vertical, sem a necessidade da lingueta (11).

Em alternativa às figuras, todo o perfil (5) pode ter uma forma hidrodinâmica, por exemplo, a de uma asa de um avião ou a da metade de uma gota de água.

De preferência, o fundo (4) é coberto com um determinado material ou construído de tal maneira que ele é deslizante e que impede o surfista de se afundar, de modo que o surfista que cai da onda não pode ser atingido pelo perfil (5).

Claims (20)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Aparelho gerador de ondas (1), para gerar ondas (2) num ambiente aguático (3), gue compreende: - um fundo aberto (4) com uma profundidade gue é substancialmente uniforme em relação à superfície do ambiente aquático (3), - pelo menos um perfil gerador de ondas substancialmente alongado (5) , em que a relação entre a altura (B) do perfil (5) e a profundidade (A) do fundo (4) está compreendida entre 1/2 e 3, - um mecanismo de accionamento (6) que faz com que o perfil (5) se mova em relação ao referido fundo (4) numa direcção de deslocamento substancialmente horizontal (7), - o perfil (5) forma um ângulo (8) diferente de 90° com a direcção de deslocamento (7), e caracterizado por - o perfil alongado (5) estar disposto no fundo e adjacente ao fundo (4) de modo que, quando o perfil (5) se move em relação ao referido fundo (4), o perfil (5) empurra a água em frente do perfil (5) para cima, a partir do fundo (4) e para a superfície, e substancialmente nenhuma água passa por baixo do perfil (5), com uma onda (2) sendo, assim, formada sobre o perfil (5).
2. 2. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que a relação entre a altura (B) do perfil (5) e a profundidade (A) do fundo (4) está compreendida entre 1/2 e 1.
3. 3. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que a relação entre a altura (B) do perfil (5) e a profundidade (A) do fundo (4) está compreendida entre 1 e 3.
4. 4. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que o perfil (5) é substancialmente flexível e pode deformar-se quando o aparelho (1) está em movimento.
5. 5. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 4, em que o perfil (5) é substancialmente insuflável.
6. 6. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 5, em que o perfil (5) é insuflado com ar.
7. 7. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 5, em que o perfil (5) é cheio com água quando se move em relação ao fundo (4), o perfil (5) compreende uma zona de entrada de água (10).
8. 8. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 4, em que o perfil (5) compreende uma barra rígida (16) no seu interior numa posição ajustável, de modo que a forma do perfil (5) pode ser alterada.
9. 9. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que o perfil (5) está ligado a uma parte (13) à qual, por sua vez, está ligado um elemento de tracção (14) que puxa o perfil (5) em relação ao fundo (4).
10. 10. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que o perfil (5) está ligado a uma parte triangular (13), em que os três vértices da referida parte (13) estão ligados a um elemento de tracção (14) e a dois elementos guia (15) para puxar e guiar o perfil (5) em relação ao fundo (4).
11. 11. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que o perfil (5) está ligado ao mecanismo de accionamento (6), de modo que o perfil (5) pode ser inclinado verticalmente.
12. 12. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 11, em que o perfil (5) está ligado a um lado (12) de uma lingueta substancialmente rectangular (11), enquanto que no lado oposto (9) da referida lingueta (11) o mecanismo de accionamento (6) actua, de modo que o perfil (5) pode ser inclinado verticalmente.
13. 13. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 12, em que a lingueta (11) compreende uma tira permeável (21) com uma superfície ajustável.
14. 14. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que o perfil (5) compreende uma forma traseira hidrodinâmica (18).
15. 15. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que todo o perfil (5) tem uma forma hidrodinâmica.
16. 16. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que o mecanismo de accionamento (6) pode fazer com que o perfil (5) se mova em duas direcções de deslocamento: uma primeira direcção (7) de deslocamento e uma segunda direcção (7) oposta à primeira direcção de deslocamento (7).
17. 17. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 16, em que quando o mecanismo de accionamento (6) provoca uma alteração no movimento do perfil (5) da primeira direcção de deslocamento (7) para a segunda direcção, ou vice-versa, o perfil (5) roda de modo que uma onda (2) continua a ser gerada nele.
18. 18. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que é permitido que pelo menos uma das seguintes características seja ajustada: a altura (B) do perfil (5) quando o perfil (5) está em movimento; a relação entre a altura (B) do perfil (5) e a profundidade (A) do fundo (4) em relação à superfície do ambiente aquático (3) quando a água está calma; o comprimento (D) do perfil (5); a velocidade à qual o perfil (5) se move; e o ângulo (8) que o perfil (5) forma com a direcção de deslocamento (7).
19. 19. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, em que o fundo aberto (4) compreende margens (23) inclinadas a menos de 20°.
20. 20. Aparelho gerador de ondas (1), de acordo com a reivindicação 1, que compreende ainda uma barreira física entre o perfil (5) e a parte surfável da onda (2).