DEL CAMPO Y RUIZ DE ALMODÓVAR, Cesar (Avenida de Eduardo y Felipe Osborne, 6Urbanización Vistahermosa, El Puerto de Santa María, E-11500, ES)
| Reivindicaciones 1. - Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes, que permite su remolcado hasta su emplazamiento final, independientemente de su tamaño, forma, peso y de las condiciones metereológicas y permite su inmersión a velocidad controlada caracterizado por comprender las siguientes unidades: -Sistema primario de estanqueidad formado por un conjunto de flotadores (1) situados en forma central y radial en la cimentación del artefacto flotante -Sistema secundario de estanqueidad formado por un conjunto de flotadores (2) situados en el perímetro de la cimentación del artefacto flotante y unidos a un tablero construido con dos láminas de acero que entre dichas láminas tiene un panel con estructura tipo sándwich (4) al que se fija un geotextil de alta resistencia (3) -Sistema terciario de estanqueidad y seguridad formado por un material geotextil (1 1 ) con una estructura tipo sándwich -Sistema de flotabilidad de las plantas de equipos y operación y mantenimiento formado por flotadores (5) que se disponen tanto de forma perimetral como radial entre los huecos de las vigas de la cubierta del artefacto flotante - Tapones que cierran los huecos de la cubierta para la inundación de los compartimentos estancos. - Un conjunto de bombas sumergibles (8) - Una consola de control y automatización de las operaciones de inmersión. - Un conjunto de válvulas (7) programables 2. - Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes, según reivindicación 1 , caracterizado porque los flotadores del sistema primario, los del secundario y los del sistema de flotabilidad de las plantas de equipos y operación y mantenimiento están a su vez compuestos por un conjunto de flotadores individuales (6) cada uno de ellos con su válvula (7) de inflado y vaciado y conectados entre sí por un dispositivo que permite el inflado y vaciado simultáneo. 3. - Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes, según reivindicación 1 , caracterizado porque los flotadores de cada uno de los sistemas están unidos entre sí por un cable de acero para facilitar su recuperación. 4. - Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes, según reivindicación 1 , caracterizado porque los flotadores del sistema primario, los del secundario y los del sistema de flotabilidad de las plantas de equipos y operación y mantenimiento están protegidos por una funda formada por un material geotextil y un material ligero e impermeable. 5.- Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes, según reivindicación 4, caracterizado porque el material ligero e impermeable que envuelve a los flotadores es arcilla expansiva, poliestireno expandido o poliuretano. 6. -Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes, según reivindicación 1 , caracterizado porque los flotadores del sistema primario y del secundario se fijan a la cimentación del artefacto flotante bien por introducción en los huecos de las vigas que la rigidizan o bien mediante huecos creados especialmente con puentes de acero empotrados en la losa de cimentación cuando ésta tenga la rigidez por canto. 7. -Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes, según reivindicación 1 caracterizado porque el geotextil (3) de alta resistencia del sistema secundario está construido con dos mantas de geotextil permeable que en su interior integran de fuera a dentro un material de protección formado por arcilla expansiva o bolitas de poliuretano o poliestireno expandido y una lámina impermeable. 8. -Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes según reivindicación 1 caracterizado porque el sistema secundario retiene en el espacio cerrado entre el panel sándwich (4) y el geotextil (3) de alta resistencia unido a los mismos, la escollera, que, una vez liberada, protege a la cimentación del artefacto flotante de la erosión cuando la cimentación está posada en el suelo marino. 9. -Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes según reivindicación 1 caracterizado porque el geotextil con estructura tipo sándwich del sistema terciario (1 1 ) está formado por una lámina de geotextil sobre la que se han encolado unas llantas (10) radiales de acero, una capa de arcilla expansiva, una lámina de material impermeable y una lámina de geotextil interior. 10. - Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes según reivindicación 1 caracterizado porque el sistema terciario está empotrado bajo la losa de cimentación y rodea en continuo todo el artefacto flotante, llegando hasta la cubierta o planta de operación y mantenimiento donde se fija dicho sistema terciario. 1 1. -Sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión para artefactos flotantes según reivindicación 1 caracterizado porque las bombas (8) se sitúan sobre unos pescantes (9) articulados provistos de actuadores de giro que permite sumergir y elevar las bombas. 12. - Procedimiento para la inmersión controlada de la cimentación de un artefacto flotante haciendo uso del sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión descrito en reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se introduce agua en los compartimentos estancos (12) mediante las bombas (8), retirando previamente los tapones, de forma que este agua va presionando los flotadores del sistema primario y secundario y éstos se van desinflando, siempre de forma controlada gracias a una consola de control y automatización de las operaciones de inmersión, así como a la presencia de válvulas (7) programables en los flotadores que permiten el control de salida de caudal de aire y, una vez que a cimentación descansa sobre el suelo marino, el geotextil del sistema terciario (11) se libera y cae extendiéndose por todo el perímetro de dicha cimentación; asimismo, la escollera, contenida entre los flotadores (2) y el material geotextil (3) del sistema secundario de flotabilidad, se libera, de forma que queda esparcida alrededor de la cimentación y sobre el geotextil extendido del sistema terciario (3), protegiendo a la cimentación de la erosión. 13. - Procedimiento para la inmersión controlada de la cimentación de un artefacto flotante según reivindicación 12, caracterizado porque los flotadores del sistema secundario y primario se recuperan en superficie una vez realizada la inmersión |
Sector técnico de la invención
La presente invención consiste en un sistema redundante para hacer flotante e insumergible cualquier plataforma o artefacto que lo requiera. El sistema permite, asimismo, el control de la inmersión de la plataforma o artefacto de que se trate a una velocidad controlada.
Antecedentes de la invención
En el estado actual de la técnica se han encontrado innumerables aplicaciones a los flotadores neumáticos.
También la industria ha desarrollado materiales específicos para cada aplicación, llegando incluso al desarrollo de materiales textiles capaces de resistir el impacto de balas de ametralladora y que se usan en lanchas militares para operaciones de desembarco.
Por tanto la industria ofrece un amplio abanico de materiales y procedimientos de fabricación que otorgan una gran capacidad de base para el diseño de aplicaciones específicas.
En la presente invención divulga un sistema de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión que hace uso de flotadores neumáticos, de forma que la plataforma que dispone de este sistema puede remolcarse fácilmente hasta su emplazamiento final en el mar, océano, lago... independientemente de su tamaño, forma o peso y de las condiciones meterológicas. Asimismo, este sistema permite la inmersión a velocidad controlada una vez que la plataforma se encuentra en su emplazamiento definitivo.
Descripción de la invención
La presente invención consta de un conjunto de flotadores para hacer insumergible a cualquier artefacto como puede ser, por ejemplo, una plataforma. El conjunto de sistemas reiterados, garantizada incluso que, en el caso de colapso de todos los flotadores de un sistema, la plataforma o el artefacto puesto a flote sea insumergible y pueda alcanzar la clasificación de buque nuevo en condición de intacto, que permite su remolque a cualquier emplazamiento. Para garantizar esta condición el conjunto de sistemas de flotabilidad consta de las unidades siguientes:
- Sistema primario de flotabilidad.
- Sistema secundario de flotabilidad. - Sistema terciario de flotabilidad y seguridad.
- Sistema de flotabilidad de las plantas de equipos y operación y mantenimiento, que han de mantenerse a flote durante la inmersión de la cimentación de la plataforma. Los sistemas primario y secundario de flotabilidad están formados por una serie de flotadores neumáticos protegidos por una funda formada por un material geotextil y un material ligero e impermeable como puede ser la arcilla expansiva, poliestireno expandido, poliuretano, etc. Cada flotador está a su vez compuesto por un conjunto, variable en número, de flotadores individuales cada uno de ellos con su válvula de inflado y vaciado y conectados entre sí por un dispositivo que permite el inflado y vaciado simultáneo.
Los flotadores están unidos entre si por un cable de acero para facilitar su recuperación.
Los flotadores se fijan a la cimentación de la plataforma bien por introducción en los huecos de las vigas que la rigidizan o bien mediante huecos creados especialmente con puentes de acero empotrados en la losa de cimentación cuando esta tenga la rigidez por canto.
El sistema primario de flotación, llamado así porque es el que se instala en primer lugar, lo forma el conjunto de flotadores situados en forma central y radial en la cimentación de la plataforma.
El sistema secundario de flotación, llamado así porque es el que se instala en segundo lugar, lo forma el conjunto de flotadores situados en el perímetro de la cimentación y unidos a un tablero construido con dos láminas de acero o de cualquier otro material resistente entre las que se dispone un panel ligero, de baja densidad y resistente al cortante, configurando el conjunto un sándwich de acero o material resistente, núcleo ligero y acero o material resistente, en la parte inferior de este panel sándwich se fija un geotextil de alta resistencia construido con dos mantas de geotextil permeable que en su interior integran de fuera a dentro un material de protección formado por arcilla expansiva o bolitas de poliuretano o poliestireno expandido, después una lámina impermeable. Este sistema secundario retiene la escollera que se ubica en el espacio cerrado entre el panel sándwich y el geotextil unido a los mismos. La función de la escollera es, una vez que se libera, la de proteger a la cimentación de la erosión cuando la cimentación está posada en el suelo marino. En la parte superior del material geotextil de alta resistencia se hacen firmes los cables de acero para la recuperación de los flotadores y otros que, pasantes por el panel sándwich, están unidos a tráctel situados en la cubierta, los cuales, en primer lugar y durante la fabricación, la botadura y la inmersión, retienen firmemente el geotextil que forma parte del sistema secundario y forma una bolsa cerrada en cuyo interior se aloja la escollera.
El sistema terciario de flotabilidad y seguridad está formado por una estructura en forma de "sandwich". El procedimiento de fabricación de este sistema el siguiente: Se extiende un lámina de geotextil, sobre ésta se encolan unas llantas radiales de acero. El espacio entre las llantas se rellena con arcillas expansivas hasta enrasar en altura con las llantas. Sobre estas se encola una lámina de material impermeable y sobre ella un geotextil interior. Al poner en flotación la plataforma o artefacto flotante, como el geotextil es permeable, las arcillas se mojan y expanden creando una capa totalmente impermeable y que además protege a la lámina impermeable de un eventual pinchado y en caso de producirse éste, los taponaría instantáneamente.
El sistema terciario está empotrado bajo la losa de cimentación y rodea en continuo toda la plataforma, llegando hasta la cubierta o planta de operación y mantenimiento donde se fija el sistema terciario.
El sistema terciario está formado por una estructura en forma de "sandwich" de material geotextil, que lleva insertadas unas llantas de forma radial. Las llantas permiten la fijación a la cubierta, para ello disponen de un taladro en su extremo superior. El material geotextil dispone de ojales reforzados con aros metálicos. Una barra redonda de acero se hace pasar por los taladros de las llantas y por los ojales, plegándolas, para ajustar su dimensión a la del lado de la cubierta. Las barras de acero se fijan a unos tráctel con cable lo que permite tensarlas sobre la cubierta. Durante la inmersión, los tractel van liberando cable a la misma velocidad que la de inmersión, una vez alcanzado el fondo se suelta la fijación de las barras para que estas se abatan sobre el fondo.
Una vez que la cimentación del artefacto en cuestión se pose en el suelo marino, el sistema terciario formado por una estructura en forma de "sandwich" se despliega y se extiende alrededor de la cimentación; asimismo, se liberan los cables que sujetan el geotextil del sistema secundario, la escollera cae por su peso y los paneles sándwich con flotabilidad positiva ascienden hacia la superficie dispersando la escollera sobre el geotextil del sistema terciario, que se habrá desplegado previamente sobre el fondo del mar. Tirando con los tractel situados en la cubierta de los cables unidos a los paneles sándwich, se mejora la dispersión de la escollera y se facilita y garantiza la recuperación de los sistemas primario y secundario. El sistema de flotabilidad de las plantas de equipos y operación y mantenimiento está formado por otros flotadores con las mismas características a los del sistema primario y secundario y se disponen tanto de forma perimetral como radial entre los huecos de las vigas de la cubierta. Su misión es la de mantener a flote las plantas de equipos y de operación y mantenimiento. Su desplazamiento, muy superior al de su peso, garantiza aun más la flotabilidad a todo el conjunto.
El procedimiento de instalación de estos y los demás tipos de flotadores es el siguiente: Los flotadores parcialmente desinflados se colocan en los huecos y se terminan de inflar lo que hace que aumente su volumen y compriman y se cierren sobre sus apoyos.
El sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión dispone, además, de las unidades complementarias, auxiliares y básicas que permiten el control de la inmersión una vez que la plataforma se encuentra en su emplazamiento definitivo. Estas unidades don las siguientes:
- Tapones que cierran los huecos de la cubierta para la inundación de los compartimentos estancos.
- Un conjunto de bombas sumergibles situadas en el perímetro de la plataforma. Las bombas, que permiten la inundación de los compartimentos estancos creados en la plataforma o artefacto flotante de que se trate, se sitúan sobre unos pescantes articulados provistos de actuadores de giro que permite sumergir y elevar las bombas.
- Una consola de control y automatización de las operaciones de inmersión.
- Un conjunto de válvulas programables en dos posiciones off/on. En off están cerradas para el transporte de la plataforma y en on se abren cuando la presión del aire interior de los flotadores alcance la predeterminada
Una vez situada en el emplazamiento final, la cimentación de la plataforma debe sumergirse de forma controlada para que no haya gran impacto contra el suelo marino. Para ello, se introduce agua en los compartimentos estancos mediante las bombas, retirando previamente los tapones, de forma que este agua va presionando los flotadores del sistema primario y secundario y éstos se van desinflando, siempre de forma controlada, pues el caudal de salida del aire está controlado por las válvulas de los flotadores. Se controla, por tanto, la disminución del volumen de desplazamiento y la velocidad de inmersión
Los sistemas secundario y primario se recuperan en superficie una vez realizada la inmersión. Descripción de las figuras:
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña un juego de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1 : Vista en alzado de una plataforma con todos los sistemas de flotabilidad instalados
Figura 2: Vista en planta del conjunto de flotadores de las planta de equipos y operación y mantenimiento en la que se ha retirado la cubierta de ésta.
Figura 3: Vista en perspectiva de flotadores recuperables de todos los sistemas de flotabilidad.
Figura 4: Vista en planta de un sistema terciario desplegado, el sistema primario y el sistema secundario
Figura 5: Detalle de los flotadores que forman los sistemas.
Figura 6: Vistas en perspectiva de un flotador del sistema secundario unido a un material geotextil de alta resistencia y al panel sándwich.
Figura 7: Detalle de los pescantes y de las bombas para la inundación de los compartimentos estancos y la inmersión controlada del conjunto.
A continuación se proporciona un listado con las referencias utilizadas en las figuras:
1 - Flotadores del sistema primario
2- Flotadores del sistema secundario
3- Material geotextil del sistema secundario
4- Panel sándwich del sistema secundario
5- Flotadores del sistema de flotabilidad de la planta de equipos y operación y mantenimiento
6- Flotadores individuales
7- Válvula
8- Bombas sumergibles
9- Pescantes
10- LLantas
1 1 - Material geotextil del sistema terciario
12- Compartimentos estancos
Descripción detallada de la invención Para lograr una mayor comprensión de la invención a continuación se va a describir, con ayuda de las figuras, el sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión de una plataforma oceánica.
El sistema redundante de estanqueidad, flotabilidad y control de la inmersión de una plataforma oceánica comprende las siguientes unidades:
-Un sistema primario de flotabilidad constituido por unos flotadores (1) de dos lóbulos entre los que existe un rebaje para poder insertarse entre las vigas rigidizadoras centrales y radiales de la losa de cimentación de la plataforma.
- Un sistema secundario formado por otros flotadores (2) de un solo lóbulo que unidos a paneles sándwich (4), se insertan perimetralmente a la losa de cimentación.
Estos flotadores están unidos a un material geotextil (3) de alta resistencia sobre el que se coloca la escollera y se pliega sobre ella cerrándose en la viga.
- Un sistema terciario formado por un material geotextil (1 1 ) con estructura de sándwich y que lleva insertadas unas llantas (10), una capa de arcilla expansiva y una capa de material impermeable. El sistema terciario está empotrado bajo la losa de cimentación y rodea en continuo toda la plataforma, llegando hasta la cubierta o planta de operación y mantenimiento donde se fija. Las llantas (10) permiten la fijación a la cubierta, para ello disponen de un taladro en su extremo superior. Las láminas de geotextil (1 1 ) disponen de ojales reforzados con aros metálicos. Una barra redonda de acero se hace pasar por los taladros de las llantas y por los ojales, plegándolas, para ajustar su dimensión a la del lado de la cubierta. Las barras de acero se fijan a unos tráctel con cable lo que permite tensarlas sobre la cubierta. Durante la inmersión, los tractel van liberando cable a la misma velocidad que la de inmersión, una vez alcanzado el fondo se suelta la fijación de las barras para que estas se abatan sobre el fondo.
- Sistema de flotabilidad de la planta de equipos y operación y mantenimiento, que esta formado por flotadores (5) dispuestos radialmente y perimetralmente en los huecos de las vigas de la cubierta de la plataforma. Este sistema es el que mantiene flotante e insumergible en todo momento a la planta de de equipos y operación y mantenimiento, desde el remolcado de la plataforma hasta su emplazamiento final y durante la inmersión de la cimentación de la plataforma.
El conjunto de flotadores del sistema primario y secundario, comprimidos entre sí o contra las vigas de la losa de cimentación de la plataforma, da lugar a una serie de compartimentos estancos (12). Los flotadores del sistema primario, secundario y del sistema de flotabilidad de la planta de equipos y operación y mantenimiento están forrados con una funda de material geotextil y bolitas de poliestireno expandido. Cada flotador está a su vez compuesto por un conjunto, variable en número, de flotadores individuales (6) cada uno de ellos con su válvula (7) de inflado y vaciado y conectados entre sí por un dispositivo que permite el inflado y vaciado simultáneo.
El sistema redundante objeto de invención presenta, además, unas bombas sumergibles (8) colocadas sobre unos pescantes (9) que permiten mover las bombas, sumergirlas o izarlas, según se requiera. Estas bombas son las encargadas de llenar de agua los compartimentos estancos creados por el conjunto de flotadores del sistema del sistema primario y secundario para producir la inmersión de la cimentación de la plataforma. A medida que las bombas llenan de agua los compartimentos, el agua presiona a los flotadores y éstos se van desinflando, disminuyendo el volumen de desplazamiento y, por tanto, provocando la inmersión de la cimentación de la plataforma. Este proceso de inmersión se realiza a velocidad controlada gracias a una consola de control y automatización de las operaciones de inmersión, así como a la presencia de válvulas programables en los flotadores que permiten el control de salida de caudal de aire.
Cuando la cimentación de la plataforma descansa sobre el suelo marino, el geotextil del sistema terciario (1 1 ) se libera y cae extendiéndose por todo el perímetro de la plataforma, la escollera contenida entre los flotadores (2) y el material geotextil del sistema secundario (3) de flotabilidad, se libera, de forma que queda esparcida alrededor de la cimentación y sobre el geotextil extendido del sistema terciario (1 1), protegiendo a la cimentación de la erosión.
El sistema redundante objeto del la presente invención hace insumergible a cualquier plataforma, ya que hace que ésta pueda alcanzar la clasificación de buque nuevo en condición de intacto que permite su remolque a cualquier emplazamiento, mediante la creación de compartimentos estancos, cerrados que impiden la entrada de agua.