Un método para reemplazar agua de lastre en al menos un tanque de lastre (2A) de un barco mientras está navegando en el mar que comprende las etapas de:

Proporcionar un puerto de entrada de agua de mar (14) en la proa (10) del barco cuando el barco está navegando a través del mar a una presión hidrodinámica que es mayor que la presión hidrostática del agua de lastre que tiene que reemplazarse; Medir la presión de agua hidrostática en una zona base de al menos un tanque de lastre (2A); Dirigir el agua de mar presurizada desde el puerto de entrada (14) hacia el tramo base de al menos un tanque de lastre (2A) cuando la presión hidrodinámica excede la presión hidrostática con un valor predeterminado; y Descargar agua en el mar desde al menos un puerto de salida (37) situado en un tramo superior del al menos un tanque de lastre (2A).

Campo de la invención

Esta invención se refiere a métodos y aparatos para controlar la entrada, intercambio y descarga de lastre de agua de mar procedente de navíos marinos tales como VLCC (gran petrolero), barcos portacontenedores, barcos con tanques de aceite y similares.

Antecedentes de la invención

Con el fin de mantener la estabilidad y funcionamiento seguro de un navío de carga vacío o cargado parcialmente, es necesario añadir agua del mar a los tanques de lastre para recortar el navío y/o lograr un proyecto predeterminado.

En muchos ejemplos, navíos de carga aceptan agua de mar como lastre en un primer puerto, transportan el agua de mar como lastre muchas miles de millas a un segundo puerto donde la carga es cargada y el lastre de agua de mar descargado en el puerto local o lugar de amarre. Se ha bien documentado que el lastre de agua de mar cargado en una embarcación puede contener una variedad de organismos vivos que van desde bacterias microscópicas a plantas marinas, peces, crustáceos y otra vida marina que pueda tener un impacto ecológico negativo cuando se descargan en las aguas locales en el puerto de escala. Aunque se han llevado a cabo algunos esfuerzos para reducir este problema mediante la aportación de al menos un sistema de filtración de crudo para evitar la entrada de roedores, peces, cangrejos y similares, estos esfuerzos no han sido particularmente efectivos.

Grandes volúmenes de agua deben habitualmente introducirse en los tanques de lastre de navíos y la carga debe realizarse tan rápidamente como sea posible debido a las grandes tasas de demora asociadas con la carga ineficiente o parada de navíos marinos comerciales. Métodos y aparatos mejorados son necesarios para eliminar o reducir sensiblemente los efectos adversos asociados con las prácticas actuales de embarcaciones marinas que transportan y descargan en puntos lejanos grandes volúmenes de agua que pueden contener vida marina y biológica que pueden tener un impacto adverso en la ecología marina en el punto o puntos de descarga.

Un método y aparato que incluye un conducto de toma de entrada de proa y que utiliza la diferencia de la presión hidrodinámica para realizar un intercambio de agua en tanques de lastre mientras el barco está navegando se describe en USP 6,053,121. Agua de mar fresca presurizada de un conducto principal que contiene agua de mar fresca se introduce en la base de un extremo de un tanque de lastre y un sumidero en la base con válvula en el extremo opuesto del tanque de lastre descarga el agua a través de la parte inferior del casco en el mar. Tal como se describe en la patente ‘121, en base a datos experimentales de laboratorio, después de seis horas de funcionamiento de un sistema a pequeña escala, una solución de agua sal en el tanque principal se diluía al 25% de su contenido original de sal. No se sugiere o se muestra en las descripciones de la patente ‘121 que el agua en el tanque de lastre se descargaría a través de un puerto o salida en la parte superior del tanque de lastre, ni describe el deseo de la extracción de vida marina biológica desde el tanque de lastre.

Es por lo tanto un objeto de esta invención proporcionar un método y un aparato para intercambiar rápidamente lastre de agua de mar de navíos marinos que elimina o reduce ampliamente el transporte del lastre original en grandes distancias desde el origen del lastre, juntamente con los organismos marinos arrastrados en éste.

Es un objeto adicional de esta invención proporcionar un aparato eficiente y económico para introducir y descargar lastre de agua de mar en los tanques de lastre de un navío marino mientras el navío está navegando.

Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un método y un aparato que permita el control a mano del volumen del lastre de agua de mar, así como su posición en uno o más tanques de lastre en el navío, a la vez que se minimiza la utilización de bombas y energía que debe proporcionarse mientras el navío está navegando.

Resumen de la invención

Los objetos anteriores y otras ventajas se consiguen a través de un aparato según la reivindicación 12 y un método de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el agua se admite de forma continua a través de al menos una obertura en la proa de un barco y se transmite a través de uno o más conductos principales con la obertura de la proa para la distribución hacia la base de un tanque de lastre para desplazar el agua de lastre existente hacia arriba a través del tanque y descargando el agua de lastre al mar a través de uno o más puertos o salidas de descarga de desagüe que están posicionados en el punto superior del tanque de lastre tan cerca de la traca de arrastre como sea posible.

A medida que el barco avanza, el agua de mar se admite a través de una o más oberturas de proa y se distribuye en las regiones inferiores de los tanques de lastre y se eleva para desaguar a través de los puertos de descarga en cada uno de los tanques de lastre en los cuales se admite. El desagüe se descarga en el mar. Cuanto mayor es la velocidad de avance del navío, mayor será el caudal volumétrico de agua a través del conducto(s) principal y después a través de los tanques de lastre y puertos de descarga.

En una realización particularmente preferida, se proporcionan dos oberturas de proa, cada obertura está provista de al menos una válvula que comunica con un conducto principal y cada conducto presenta salidas con válvulas que se extienden hacia o a través de cada pluralidad de tanques de lastre a lo largo de la longitud y en ambos lados de la quilla central. Al menos un empalme en T de entrada o ramificación se proporciona para introducir agua de mar fresca desde el conducto principal hacia la zona base o inferior de los respectivos tanques de lastre.

En otra realización preferida, una pluralidad de oberturas de entrada en cada tanque de lastre se proporcionan desde el conducto principal para maximizar el caudal y distribución entrante del agua de mar a todas las regiones inferiores del tanque de lastre con el fin de facilitar el efecto de descarga y la substitución del agua de laste existente. Las posiciones de las múltiples oberturas de entrada se seleccionan en base a mamparos, montantes, tabiques y elementos estructurales existentes dentro de cada uno de los tanques de lastre.

En otra realización preferida del aparato y método de la invención, cada uno de los empalmes en T en el tanque de lastre está provisto de al menos, aunque más preferentemente dos válvulas secuenciales que son controladas por accionadores que actúan hidráulicamente. Las válvulas están posicionadas entre el conducto principal y cualquier descarga de abocinamientos de succión. El uso de dos válvulas en serie aporta un margen añadido de seguridad en el caso de un malfuncionamiento o bloqueo en una de las válvulas. El funcionamiento de los accionadores hidráulicos está dirigido preferentemente desde un panel de control situado en la sala de control de carga, puente y/o otras áreas de operaciones del barco. Como una precaución de seguridad adicional, también pueden proporcionarse posicionadores de válvula accionables manualmente en cada válvula.

La instalación de al menos dos válvulas en una o más oberturas de entrada en proa también es preferida. Con el fin de proteger la válvula del impacto con restos sumergidos, una parrilla de entrada de alta resistencia, tal como una rejilla de acero o barras de acero inoxidable puede proporcionarse. La válvula de control principal para admitir agua de mar es preferentemente una válvula de bola con un accionador hidráulico. Detrás de la válvula de bola se instala preferentemente una válvula de doble compuerta, también colocada con un accionador hidráulico. Las oberturas de proa pueden opcionalmente ajustarse con una o más tapas o puertas accionadas hidráulicamente. En el caso de un fallo accidental del sistema de alimentación hidráulico, las puertas de proa se aseguran a la posición cerrada. Las válvulas de entrada también están construidas para volver a su posición cerrada en el caso de un fallo de alimentación.

El aparato y su método de funcionamiento se diferencian de la técnica anterior en el hecho de que los puertos de entrada para el agua de lastre están habitualmente situados en la parte posterior del barco en las proximidades de la sala de bombas. Tal como se apreciará por aquellos expertos en la materia, se requiere una cantidad considerable de energía para alimentar las bombas a la vista del gran volumen de agua... [Seguir leyendo]

1. Un método para reemplazar agua de lastre en al menos un tanque de lastre (2A) de un barco mientras está navegando en el mar que comprende las etapas de:

Proporcionar un puerto de entrada de agua de mar (14) en la proa (10) del barco cuando el barco está navegando a través del mar a una presión hidrodinámica que es mayor que la presión hidrostática del agua de lastre que tiene que reemplazarse; Medir la presión de agua hidrostática en una zona base de al menos un tanque de lastre (2A); Dirigir el agua de mar presurizada desde el puerto de entrada (14) hacia el tramo base de al menos un tanque de lastre (2A) cuando la presión hidrodinámica excede la presión hidrostática con un valor predeterminado; y Descargar agua en el mar desde al menos un puerto de salida (37) situado en un tramo superior del al menos un tanque de lastre (2A).

2. El método de la reivindicación 1, en el que el agua de lastre se descarga a través de una pluralidad de puertos de salida (37) en el tramo superior de al menos un tanque de lastre (2A).

3. El método de la reivindicación 1, en el que el agua de mar presurizada es distribuida a lo largo de la base de al menos un tanque de lastre (2A).

4. El método de la reivindicación 3, en el que el agua de mar es dirigida hacia al menos un tanque de lastre (2A) a través de una sola obertura en una pared del tanque.

5. El método de la reivindicación 3, en el que el agua de mar es dirigida hacia al menos un tanque de lastre (2A) a través de una pluralidad de oberturas en una pared del tanque.

6. El método de la reivindicación 1 que comprende las etapas adicionales de:

Medir el caudal de descarga de agua de mar procedente de al menos un puerto de salida (37); Continuar la descarga de agua de mar procedente de al menos un puerto de salida (37) durante un periodo de tiempo predeterminado que está basado en el caudal; Terminar el caudal de agua en el tramo base de al menos un tanque de lastre (2A); y Cerrar el al menos un puerto de salida (37) para sellar el tanque.

7. El método de la reivindicación 6, en el que la descarga es continúa durante un periodo de tiempo que es suficiente para realizar un intercambio mínimo efectivo predeterminado de substitución de agua de mar con agua de lastre que tiene que ser substituida.

8. El método de la reivindicación 7, en el que el intercambio efectivo es al menos el ochenta por ciento.

9. El método de la reivindicación 6 que incluye dirigir el agua a otro tanque de lastre en el mismo barco.

10. El método de la reivindicación 1, en el que al menos un tanque de lastre comprende una pluralidad de tanques de lastre (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B), comprendiendo dicho método las etapas de:

Medir la presión hidrostática del agua en la zona base de cada tanque de lastre; Dirigir el agua de mar presurizada desde el puerto de entrada (14) hacia el tramo base de cada tanque de lastre, y Descargar agua desde al menos un puerto de salida (37) situado en un tramo superior de cada tanque de lastre en el mar.

11. El método de la reivindicación 10, en el que el agua de mar presurizada se introduce en más de un tanque de lastre simultáneamente.

12. Aparato para intercambiar dinámicamente el agua de lastre en un barco que tiene una pluralidad de tanques de lastre (2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 5B, 6A, 6B), mientras el barco se está moviendo por el mar, comprendiendo el aparato:

Al menos un puerto de entrada de agua de mar sumergido en el casco del barco; Al menos un conducto principal (18, 20) en comunicación fluida con al menos un puerto de entrada; Al menos un conducto de alimentación (22) que se extiende desde un tramo inferior de cada uno de la pluralidad de tanques de lastre en los cuales se realiza un intercambio de lastre dinámico, y en comunicación fluida con al menos un conducto principal (18, 20); y Al menos un puerto de salida (37); Caracterizado por el hecho de que al menos un puerto de salida (37) se sitúa en la parte superior de cada uno de la pluralidad de tanques de lastre, estando dichos al menos puertos de salida (37) provistos para la descarga de agua desde el interior de la pluralidad de tanques de lastre hacia el mar, por lo que el agua de mar admitida en al menos un puerto de entrada fluye hacia el tramo inferior de la pluralidad de tanques de lastre, siendo el agua en los tanques de lastre descargada a través de los respectivos puertos de salida.

13. El aparato de la reivindicación 12, que comprende además al menos una puerta protectora (12) para cubrir al menos un puerto de entrada.

14. El aparato de la reivindicación 12, que comprende además al menos una válvula posicionada para interrumpir el caudal a través de al menos un conducto principal (18, 20).

15. El aparato de la reivindicación 12, que incluye además al menos una válvula en cada una de las conducciones de alimentación (22) hacia los tanques de lastre.

16. El aparato de la reivindicación 12 que incluye además al menos una válvula para interrumpir el caudal de agua a través de al menos un puerto de salida (37) en la parte superior de la pluralidad de tanques de lastre.

17. El aparato de la reivindicación 12 que comprende además un distribuidor para dirigir agua desde el conducto de alimentación (22) en todo el tramo base de cada uno de los tanques de lastre.

18. El aparato de la reivindicación 12, en el que un conducto principal atraviesa las paredes de la pluralidad de tanques de lastre.

19. El aparato de la reivindicación 12, en el que al menos un puerto de entrada (14) se sitúa en la proa (10) del barco.

20. El aparato de la reivindicación 19, en el que al menos un conducto principal (18, 20) se extiende hacia la popa desde el puerto de entrada de proa (14).

21. El aparato de la reivindicación 20, en el que dos conductos principales (18, 20) se extienden longitudinalmente desde la proa (10) en cualquiera de los lados de la línea de la quilla del barco.

22. El aparato de la reivindicación 12 en el que al menos un puerto de entrada es un achicador (50) situado en la base del casco.

23. El aparato de la reivindicación 22 que comprende además al menos una bomba de lastre auxiliar (70, 72) en comunicación fluida con al menos un conducto principal y la al menos una conducción de alimentación de lastre, por lo que la presión hidrodinámica en los tanques de lastre puede incrementarse al accionar al menos una bomba auxiliar.

24. El aparato de la reivindicación 23 que comprende además una toma de agua de mar (73) colocada en el casco del barco, la toma de agua de mar en comunicación fluida con al menos una bomba de lastre auxiliar (70, 72).

25. El aparato de la reivindicación 22, en el que dos achicadores están situadas en la posición anterior y de popa en la base del casco.