DISPOSITIVO PARA EL SEGUIMIENTO REMOTO DE MASAS DE AGUA Y PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN Y OPERACIÓN REMOTAS Y SIMULTÁNEAS DE UN CONJUNTO DE DICHOS DISPOSITIVOS.

Dispositivo para el seguimiento remoto de masas de agua y procedimiento de gestión y operación remotas y simultáneas de un conjunto de dichos dispositivos.

Dispositivo de seguimiento remoto de masas de agua mediante un dispositivo de posicionamiento GPS dotado de un módem de telecomunicaciones y una placa de control electrónico, lo que de aquí en adelante será denominado "localizador GPS", encerrado en el interior de un recipiente flotante y estanco, lo que de aquí en adelante se denominará "flotador", así como al procedimiento de gestión y operación simultánea de un conjunto de uno o varios de dichos dispositivos.

DISPOSITIVO PARA EL SEGUIMIENTO REMOTO DE MASAS DE AGUA Y

PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN Y OPERACIÓN REMOTAS Y SIMULTÁNEAS

DE UN CONJUNTO DE DICHOS DISPOSITIVOS

5 OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa en el

enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un

dispositivo de seguimiento remoto de masas de agua mediante

un dispositivo de posicionamiento GPS dotado de un módem de

1 O telecomunicaciones y una placa de control electrónico, lo

que de aqui en adelante será denominado "localizador GPS",

encerrado en el interior de un recipiente flotante y

estanco, lo que de aqui en adelante se denominará

"flotador", a si como al procedimiento de gestión y

15 operación simultánea de un conjunto de uno o varios de

dichos dispositivos.

Asi, la invención se enmarca dentro del campo del

seguimiento de vertidos, como pueden ser hidrocarburos o

contaminantes, del marcado rápido de masas de agua para el

20 seguimiento de los restos de un naufragio durante las

labores de rescate mari timo, del seguimiento de enjambres

nocivos de organismos marinos, de la caracterización

lagrangiana de corrientes y de la localización de fondeos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

25 Entre los productos que existen actualmente en el

mercado para realizar el seguimiento de masas de agua

superficiales por medio de localizadores GPS se encuentran:

boya MD02 de la empresa Albatros Marine Technologies, boya

modelos SVP y Microstar de la empresa Pacific Gyre, boyas

30 de la serie SVP de la empresa Metocean, boya TRBUOY de la

empresa Marexi, boya MLi de la empresa Marine Instruments,

boya ClearSat-1 de la empresa Clearwater y boya ArgoDrifter

de la empresa Technocean. También existen o han existido

modelos no comerciales (Austin et al., 2004; Gutiérrez et al. 2009) que han sido construidos para uso propio, sin propósitos comerciales.

Principalmente, estos dispositivos se utilizan para caracterizar la dinámica lagrangiana de una determinada masa de agua. Esto es útil para generar bancos de datos para alimentar y/o validar modelos de dinámica de fluidos computacional (Salman et al. 2006) , para realizar la calibración/validación de estaciones de radar HF para la medida de corrientes superficiales (Ohlmann et al. 2006) y para realizar el seguimiento de vertidos en el mar (Goodman et al. 1995) , entre otras aplicaciones.

También existen dispositivos flotantes con propósitos diferentes, pero cuya geometría se puede considerar el estado de la técnica más próximo en relación a la invención

que se presenta en esta memoria. Es el caso de los

flotadores de las luces de salvamento.

En cuanto al diseño, los principales requisitos son

que el dispositivo sea capaz de seguir fielmente el

movimiento de la parcela de agua en que se encuentra inmerso y que pueda enviar su posición regularmente a un servidor remoto. A este respecto, existen numerosas referencias en la literatura que permiten entender cómo debe abordarse el diseño y construcción de estos dispositivos para garantizar estos requisitos (Chereskin et al. 1989, Kirwan et al. 1975 y 1978, Niiler et al. 1987 y 1995, Ohlman et al. 2005, Sybrandy et al. 2009) y cómo estos dispositivos deben validarse y/o calibrarse en campo (Gasser et al. 2001, Geyer et al. 1989)

español, de la boya MD02, donde no se encuentra ningún elemento que ponga en entredicho la novedad del procedimiento que en esta memoria se describe.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención consiste en un dispositivo de seguimiento remoto de masas de agua, como el descrito en la sección "Objeto de la invención", cuyo flotador presenta una serie de novedades y ventajas técnicas con respecto al estado de la técnica actual, así como en un procedimiento de gestión y operación remotas y simultáneas de un conjunto de al menos uno de esos dispositivos.

En relación a la geometría para el flotador de los dispositivos de seguimiento de las masas de agua, en ella se distinguen los siguientes espacios o cavidades, descritas ordenadamente de abajo hacia arriba:

-un cilindro inferior cuya finalidad es la de alojar en su extremo inferior los elementos más pesados, principalmente los acumuladores de energía, para que el centro de masas de la boya quede por debajo de la línea de flotación y lo más separado posible de ésta; opcionalmente, incorpora en su extremo inferior un apéndice perforado para el anclaje de accesorios. El exceso de flotabilidad inducido por el espacio vacío de este cilindro se compensa con las concavidades que se describen en el segundo espacio

una segunda cavidad, esencialmente tronco-cónica invertida, para dotar a la boya de mayor estabilidad frente a desplazamientos fuera de la vertical comparado con otras geometrías (esférica, cilíndrica y elipsoidal) . El posible exceso de flotabilidad introducido por el espacio vacío en la parte superior del primer espacio y de éste segundo se compensa con la incorporación de concavidades alrededor de la superficie exterior de esta cavidad que reducen la cantidad de agua desplazada por el flotador al ser

sumergido en un fluido. En este espacio, pueden ir alojados la mayoría de los elementos electrónicos de la boya, aunque algunos de ellos, los más pesados, también pueden ir inmediatamente por encima de los elementos de acumulación de energía

-el tercer espacio, ya sobre la línea de flotación, consta esencialmente de otra plataforma tronco-cónica, de diámetro mayor superior o igual al diámetro mayor del segundo espacio. Opcionalmente, puede existir un espacio cilíndrico entre los espacios segundo y tercero cuyo diámetro es igual al diámetro mayor del tronco-cono des espacio dos. Esta parte de la geometría dificulta que la boya se hunda en caso de fuerte oleaje, actuando de freno frente a oscilaciones y/o esfuerzos verticales. También puede servir de soporte para alojar elementos de captación de energía ambiental, en caso de optar por este tipo de alimentación autónoma. Por cada una de las concavidades del espacio segundo, existe, al menos, una perforación estanca

en el flotador, que atraviesa los espacios segundo y

tercero, para facilitar el anclaje de accesorios

el cuarto espacio se dedica, principalmente, a

albergar la antenas de recepción de la señal GPS y la de

comunicaciones. Su tamaño debe ser lo más pequeño posible, compatible con el tamaño de las antenas, para evitar que el rozamiento con el viento degrade el seguimiento de la parcela de agua por parte del dispositivo de seguimiento. Finalmente, la estanqueidad del flotador se logra por medio de un tapón y una junta.

En relación al dispositivo, la propuesta de la presente invención proporciona las siguientes mejoras técnicas fundamentales con respecto a estos dispositivos:

SEGUNDA, al espacio que da flotabilidad al conjunto, que tiene una geometría esencialmente tronco-cónica invertida, se le incorporan unas concavidades que reducen el volumen de agua desalojado por este espacio y cuyas dimensiones permiten compensar el exceso de flotabilidad introducido por el espacio vacío mencionado en el párrafo anterior; de esta manera, se introduce una segunda ventaja técnica que es la mayor versatilidad de que se dispone para elegir las dimensiones...

1. Dispositivo de seguimiento remoto de masas de agua, que comprende al menos un módem GPS, una antena GPS, un módem de telecomunicaciones, una antena de telecomunicaciones, unos módulos de almacenamiento de energía y un módulo de gestión de la boya, todos ellos encerrados en un flotador estanco caracterizado porque al menos comprende:

• un cilindro inferior abierto en su borde superior, para alojar los módulos de almacenamiento de energía;

• un primer cuerpo tronco-cónico con el extremo de menor diámetro unido al borde superior del cilindro inferior, que comprende al menos tres concavidades en su cara externa;

• un segundo cuerpo tronco-cónico con el extremo de mayor diámetro unido al extremo de mayor diámetro del primer cuerpo tronco-cónico;

• un disco para unir el extremo de mayor diámetro de la primera forma tronco-cónica con el extremo libre de la porción cilíndrica; y,

elemento cilíndrico con su extremo superior

• un abombado y unido por su extremo inferior al extremo de menor diámetro de la segunda forma tronco-cónica, donde se aloja la antena de recepción GPS y la antena de telecomunicaciones; estando alojados el módem GPS, el módem de telecomunicaciones y el módulo de gestión de la boya en un espacio existente entre las antenas y los módulos de almacenamiento de energía.

2. Dispositivo de seguimiento, según la

reivindicación 1, caracterizado porque comprenden unirse los extremos de mayor diámetro del primer y segundo cuerpo troncocónico mediante la interposición de un cuerpo cilíndrico.

3. Dispositivo de seguimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo de mayor diámetro del segundo cuerpo tronco-cónico comprende ser de mayor diámetro que el extremo de mayor diámetro del primer cuerpo tronco-cónico uniéndose ambos extremos mediante un cuerpo anular.

4. Dispositivo de seguimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento cilíndrico comprende al menos un tapón y al menos una junta para asegurar la estanqueidad del flotador de boya.

5. Dispositivo de seguimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un orificio en la cara superior del segundo cuerpo tronco-cónico en correspondencia con cada una de las al menos concavidades del primer cuerpo tronco-cónico, para el anclaje de accesorios.

6. Dispositivo de seguimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende tener un apéndice perforado en la cara inferior del cilindro inferior para el anclaje de accesorios.

7. Dispositivo de seguimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque las paredes del elemento cilíndrico son al menos un 50% más largas que el diámetro mayor de la parte abombada para alejar las antenas de la línea de flotación de la boya.

8. Dispositivo de seguimiento, según la reivindicación 1, caracterizado porque la cara externa del segundo cuerpo tronco-cónico comprende integrar elementos de captación en energía ambiental conectadas a los módulos de almacenamiento de energía.

9. Procedimiento de gestión y operación remota y simultánea de un conjunto de dispositivos de seguimiento de masas de agua de los descritos en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende hacer uso de:

-al menos un dispositivo de seguimiento, un centro de gestión y operación remoto, que a su vez comprende al menos un equipo informático con acceso a Internet y medios de comunicación inalámbricas, medios de almacenamiento de la información, una interfaz de usuario para al menos un operario local y al menos un dispositivo electrónico de envío y recepción de notificaciones de al menos un operario remoto; y,

una jerarquía de prioridades y un conjunto de unidades de información básica que tienen asignadas un nivel de prioridad dentro de la jerarquía de prioridades.

10. Procedimiento, según reivindicación 9, caracterizado porque la jerarquía de prioridades comprende un máximo de tres niveles que son:

• nivel de prioridad PI, relativo a una información que

debe ser intercambiada en tiempo real;

• nivel de prioridad P2, relativo a una información

intercambiada cuya recepción debe estar garantizada,

permitiéndose un lapso de tiempo previamente definido entre el envío y la recepción de la misma; y,

• nivel de prioridad P3, relativo a la información en la que la recepción por parte de otros elementos puede no estar garantizada pero de cuya recepción o no el emisor debe tener constancia para poder decidir volver a enviarla o no con posterioridad.

II. Procedimiento, según la reivindicación caracterizado porque comprende las siguientes fases,

• enviar de una petición de accesibilidad, con un nivel de prioridad PI desde el centro de gestión y operación remoto hasta al menos un dispositivo de seguimiento para determinar si está accesible; y,

• enviar una respuesta con un nivel de prioridad PI desde el dispositivo de seguimiento confirmando la accesibilidad del dispositivo de seguimiento.

I2. Procedimiento, según la reivindicación caracterizado porque comprende las siguientes fases:

• enviar desde el centro de gestión y operación

remoto una petición de parámetros, con un nivel de

prioridad PI, a al menos un dispositivo de

seguimiento; y,

• enviar una respuesta a la petición de

parámetros, con un nivel de prioridad P2, por parte de el al menos un dispositivo que ha recibido la anterior petición al centro de gestión y operación remoto, conteniendo los valores de los parámetros solicitados.

13. Procedimiento, según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende las siguientes fases:

• enviar desde el centro de gestión y operación

remoto una petición de parámetros, con un nivel de

prioridad P2, a al menos un dispositivo de

seguimiento; y,

• enviar una respuesta a dicha petición, con un

nivel de prioridad P2, por parte del al menos un

dispositivo que ha recibido la anterior petición al

centro de gestión y operación remoto, conteniendo los valores de los parámetros solicitados.

14. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 12 y 13, caracterizado porque los parámetros solicitados por el centro de gestión operación remoto están seleccionados entre unas variables generadas por el módem GPS, una temperatura interior del dispositivo de seguimiento, un nivel de alimentación del dispositivo y una combinación de los mismos.

15. Procedimiento, según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende enviar periódicamente desde al menos un dispositivo de seguimiento unos parámetros registrados por el dispositivo, con un nivel de prioridad seleccionado entre un nivel de prioridad P2 y un nivel de prioridad P3, al centro de gestión y operación remoto.

. -Procedimiento, según la reivindicación 15, caracterizado porque los parámetros enviados periódicamente por el al menos un dispositivo están seleccionados entre unas variables generadas por el módem GPS, una temperatura interior del dispositivo de seguimiento, un nivel de alimentación del dispositivo y una combinación de los mismos.

17. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado porque comprende las siguientes fases:

• enviar desde el centro de gestión y operación remoto una petición de cambio de la configuración del dispositivo, con un nivel de prioridad P2, a al menos un dispositivo de seguimiento;

• enviar una confirmación de cambio de configuración por parte del al menos un dispositivo que ha recibido la anterior petición al centro de gestión, con un nivel de prioridad P2.

18. Procedimiento, según la reivindicación 17, caracterizado porque la petición de cambio de configuración del dispositivo comprende ser una petición seleccionada entre:

una petición de cambio de configuración de una cadencia de registro de unas variables generadas por el modem GPS;

una petición de cambio de configuración de una cadencia de registro de la temperatura interna del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de una cadencia del envío de los parámetros enviados periódicamente por el al menos un dispositivo al centro de gestión y operación remoto;

una petición de cambio de configuración de un umbral mínimo de alimentación del dispositivo; una petición de cambio de configuración de un umbral medio de alimentación del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de un umbral máximo de temperatura del interior del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de un umbral medio de temperatura del interior del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de un umbral máximo de velocidad del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de un contorno cerrado para delimitar una zona geográfica de interés cuando el dispositivo sale de la zona geográfica;

una petición de cambio de configuración de un

contorno cerrado para delimitar una zona geográfica de

interés cuando el dispositivo entra en la zona

geográfica; y,

una combinación de los anteriores.

19. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 18, caracterizado porque comprende las siguientes fases:

• enviar desde el centro de gestión y operación remoto una petición de cambio de configuración del dispositivo, con un nivel de prioridad P3, a al menos un dispositivo de seguimiento;

• enviar una confirmación de cambio de configuración por parte del al menos un dispositivo que ha recibido la anterior petición al centro de gestión, con un nivel de prioridad P3.

20. Procedimiento, según la reivindicación 19, caracterizado porque la petición de cambio de configuración del dispositivo comprende ser una petición seleccionada entre:

una petición de cambio de configuración de una cadencia de registro de unas variables generadas por el modem GPS;

una petición de cambio de configuración de una cadencia de registro de la temperatura interna del flotador

una petición de cambio de configuración de una cadencia del envío de los parámetros enviados periódicamente por el al menos un dispositivo al centro de gestión y operación remoto;

una petición de cambio de configuración de un umbral mínimo de alimentación del dispositivo; una petición de cambio de configuración de un umbral medio de alimentación del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de un umbral máximo de temperatura del interior del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de un umbral medio de temperatura del interior del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de un umbral máximo de velocidad del dispositivo;

una petición de cambio de configuración de un contorno cerrado para delimitar una zona geográfica de interés cuando el dispositivo sale de la zona geográfica;

una petición de cambio de configuración de un

contorno cerrado para delimitar una zona geográfica de

interés cuando el dispositivo entra en la zona

geográfica; y¡

una combinación de los anteriores.

2l. -Procedimiento, según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende generar eventos críticos en el al menos un dispositivo de seguimiento y enviarlos, con un nivel de prioridad PI, al centro de gestión y operación remoto.

22. Procedimiento, según la reivindicación 21, caracterizado por generar un evento crítico cuando se produce una circunstancia seleccionada entre:

el nivel de alimentación del dispositivo está por

debajo de un umbral de alimentación mínimo;

la temperatura interna del dispositivo está por

encima de un umbral de temperatura máximo;

la velocidad del dispositivo está por encima de un umbral de velocidad máxima;

el dispositivo sale de una región geográfica previamente delimitada por el usuario local;

el dispositivo se adentra de una región geográfica previamente delimitada por el operario local; y,

una combinación de los anteriores.

23. Procedimiento, según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende generar eventos críticos en el al menos un dispositivo de seguimiento y enviarlos, con un nivel de prioridad P2, al centro de gestión y operación remoto.

24. Procedimiento, según la reivindicación 23, caracterizado por generar un evento crítico cuando se produce una circunstancia seleccionada entre:

el nivel de alimentación del dispositivo está por

debajo de un umbral de alimentación mínimo; la temperatura interna del dispositivo está por encima de un umbral de temperatura máximo; la velocidad del dispositivo está por encima de un umbral de velocidad máxima; el dispositivo sale de una región geográfica previamente delimitada por el operario local;

el dispositivo se adentra de una región

geográfica previamente delimitada por el usuario

local; Yr

una combinación de los anteriores.

25. Procedimientor según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 24r caracterizado porque comprende generar eventos no críticos en el al menos un dispositivo de seguimiento y enviarlos r con un nivel de prioridad P2 r al centro de gestión y operación remoto.

26. Procedimientor según la reivindicación 25 r caracterizado por generar un evento no crítico cuando se produce una circunstancia seleccionada entre:

la temperatura interna del dispositivo pasa a estar entre los umbrales de temperatura medio y máximo; Yr el voltaje de alimentación del dispositivo pasa a estar entre los umbrales de voltaje medio y mínimo.

27. Procedimientosegún una cualquiera de las

r

reivindicaciones 9 a 26 r caracterizado porque comprende generar eventos no críticos en el al menos un dispositivo de seguimiento y enviarlos con un nivel de prioridad P3 r

r

al centro de gestión y gestión remoto.

28. Procedimiento, según la reivindicación 27, caracterizado por generar un evento no critico cuando se produce una circunstancia seleccionada entre:

la temperatura interna del flotador pasa a estar entre los umbrales de temperatura medio y máximo; y, el voltaje de alimentación del dispositivo pasa a estar entre los umbrales de voltaje medio y minimo.

29. Procedimiento, según la reivindicación 22, caracterizado porque comprende reasignar el nivel de

prioridad de PI a P2 a los eventos criticas y reenviar los

eventos criticas desde el centro de gestión y operación

remoto a los dispositivos electrónicos de los operarios

remotos.

30. Procedimiento, según la reivindicación 24, caracterizado porque comprende reasignar el nivel de prioridad de P2 a P3 a los eventos criticas y reenviar los eventos criticas desde el centro de gestión y operación remoto a los dispositivos electrónicos de los operarios remotos.

31. -Procedimiento, según la reivindicación 26, caracterizado porque comprende reasignar el nivel de prioridad de P2 a P3 a los eventos no criticas y reenviar los eventos no criticas desde el centro de gestión y operación remoto a los dispositivos electrónicos de los operarios remotos.

32. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 22 Y 24, caracterizado porque comprende reenviar los eventos criticas desde el centro de gestión y

operación remoto a los dispositivos electrónicos de los operarios remotos .

33. Procedimiento, según la reivindicación 28, caracterizado porque comprende porque comprende reenviar los eventos no críticos desde el centro de gestión y operación remoto a los dispositivos electrónicos de los operarios remotos.