Generador de olas de gravedad superficiales y piscina de olas.

Una piscina de olas (100; 300; 400) que comprende:

- un canal (106) que contiene agua y que tiene una pared lateral (200) que tiene una altura,

y un contorno de fondo que tiene una pendiente hacia arriba separándose de la pared lateral (200) hacia un banco (206);

- una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006), estando dispuesta cada lámina (500; 600; 704; 906; 1006) verticalmente a lo largo de al menos una parte mayor de la pared lateral (200) y adaptada para su movimiento en una dirección a lo largo de una longitud de la pared lateral (200), teniendo cada lámina (500; 600; 704; 906; 006) una geometría de sección transversal curvilínea que define una superficie de ataque (502) que está adaptada para generar una ola en el agua a partir de su movimiento, y una superficie de salida (504) caracterizada por que la superficie de salida (504) está configurada para recuperación de flujo para evitar la separación del flujo de agua en la ola y para mitigar el arrastre desde la lámina (500; 600; 704; 906; 1006) por el movimiento, y por que la pared lateral (200) incluye una pared exterior flexible y una pared interior rígida, y un mecanismo de formación de la lámina entre la pared exterior flexible y la pared interior rígida para formar dinámicamente un saliente móvil para definir cada una de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006).

Generador de olas de gravedad superficiales y piscina de olas

Antecedentes Las olas oceánicas se han usado recreativamente durante centenares de años. Uno de los deportes más populares en cualquier playa con olas bien formadas, rompientes, es el surf. De hecho, el surf y otros deportes de tabla se han hecho tan populares que el agua próxima a cualquier oleaje rompiente que sea adecuado para el surf está normalmente abarrotada y sobrecargada con surfistas, de modo que cada surfista ha de competir por cada ola y la exposición a la actividad es limitada. Adicionalmente, la mayor parte de la población del planeta no tiene un acceso adecuado a las olas oceánicas que permita disfrutar del surf u otros deportes de olas oceánicas.

Otro problema es que las olas en cualquier punto son variadas e inconsistentes, con “conjuntos” ocasionales de olas agradablemente formadas a las que se desea montar, entremezcladas con olas menos deseables y, en algunos casos, indeseables. Incluso cuando un surfista se las arregla para ser capaz de montar en una ola seleccionada, la duración del recorrido dura sólo unos simples 2-30 segundos de promedio, teniendo la mayoría de los recorridos entre 5 y 10 segundos de duración.

Las olas superficiales oceánicas son olas que se propagan a lo largo de la interfaz entre el agua y el aire, la fuerza de reposición se proporciona por la gravedad y por ello a menudo se denominan olas de gravedad superficiales. La FIG. 1 ilustra los principios que gobiernan las olas de gravedad superficiales que entran en aguas poco profundas. Las olas en el agua profunda tienen generalmente una longitud de ola constante. Cuando la ola interactúa con el fondo, comienza a perder profundidad. Típicamente, esto sucede cuando la profundidad se reduce a más de la mitad de la longitud de la ola, la longitud de la ola se acorta y la amplitud de la ola se incrementa. Cuando se incrementa la amplitud de la ola, la ola se convierte en inestable ya que la cresta de la ola se mueve más rápido que el valle. Cuando la amplitud es aproximadamente el 80% de la profundidad del agua, la ola comienza a “romper” y tenemos el oleaje. Este proceso de elevación y rotura depende del ángulo de la pendiente y contorno de la playa, el ángulo con el que las olas se aproximan a la playa, la profundidad del agua y las propiedades de las olas de agua profunda que se aproximan a la playa. Es posible la refracción y enfoque de estas olas por los cambios en la topografía del fondo.

Las olas oceánicas tienen generalmente cinco etapas: generación, propagación, elevación, rotura y decaimiento. Las etapas de elevación y rotura son las más deseables para que las olas puedan montarse. Al ser el punto de rotura fuertemente dependiente de la relación entre la profundidad del agua y la amplitud de las olas, también depende del contorno, profundidad y forma de la superficie del fondo y de la velocidad, longitud de la ola y altura de la ola, entre otros factores. En general, una ola puede caracterizarse de modo que caiga en uno de cuatros tipos de rotura principales: fofa, hueca o tubera, barra y orillera. De estos tipos de ola, las olas fofas son las preferidas por los surfistas principiantes mientras que las olas huecas son veneradas por los surfistas más experimentados. Estos tipos de rotura se ilustran en la FIG. 2.

Se han ensayado varios sistemas y técnicas para reproducir olas oceánicas en un entorno artificial. Algunos de estos sistemas incluyen el dirigir una lámina de agua de movimiento rápido, relativamente poco profunda, contra una forma de ola esculpida sólida para producir un efecto en el agua que se pueda montar pero que no es realmente una ola. Otros sistemas usan paletas, cajas hidráulicas o neumáticas accionadas linealmente o simplemente grandes inyecciones controladas de agua para generar olas reales. Sin embargo, todos estos sistemas son ineficientes en la transferencia de la energía a la “ola”, y ninguno de estos sistemas, por varias razones e inconvenientes, se han acercado a la generación de una ola que reproduzca el tamaño, forma, velocidad y rotura deseadas de las olas más deseables que se desean montar, es decir olas que entran en aguas poco profundas que se sumergen, rompiendo con un tubo y que tienen una duración relativamente larga y un frente suficiente para que el surfista maniobre.

El documento WO 00/05464 divulga una piscina de olas que comprende un canal sin fin para la recepción de agua y que tiene un interior y una periferia exterior. Se coloca un medio de generación de olas en la forma de una paleta de olas y se acciona a lo largo del canal para generar olas que se propaguen a lo largo del canal.

El documento WO 2006/060866 A1 divulga un aparato de generación de olas que tiene una piscina que posee un área más profunda que rodea un área sustancialmente central. El borde de la piscina remata la piscina. Se sitúa un cuerpo que tiene una superficie con forma generadora de olas en la forma de una vaina dentro de la piscina, adyacente al borde de la piscina, y que se puede mover a lo largo del borde de la piscina con relación a la misma para generar una ola en el agua de la piscina. Medios impulsores en la forma de chorros generan una corriente en el agua en una dirección opuesta a la dirección de movimiento del cuerpo.

El documento US 3.913.332 divulga una instalación que tiene una masa de agua y un generador de olas para la producción de una ola continua adecuada para el surf. Una pluralidad de generadores proporciona olas en serie sobre lados opuestos de una estructura en túnel que tiene rejillas de pantalla para impedir que los surfistas colisionen con los generadores de olas. Se proporcionan tanto generadores de olas con doble paleta como

alternativamente de paleta única.

El documento US 6.336.771 B1 divulga un simulador rotativo de olas de surf y métodos para la realización de olas para surfeo. El simulador incluye un contenedor rotativo de agua y una fuente de potencia para la rotación del contenedor. Se dispone una estructura de superficie hidrodinámica con forma de ola en el contenedor para conformar la masa de agua. Se proporciona también un dispositivo formador de olas adyacente y en la parte posterior de la estructura hidrodinámica e incluye una superficie inclinada. La estructura hidrodinámica y el dispositivo formador de olas forman juntos una ola para surfeo con la rotación de la masa de agua en el contenedor.

El documento US 2003/0198515 A1 divulga un aparato de formación de olas que tiene un canal para contener un flujo de agua con un extremo de entrada conectado a una alimentación de agua, una base y paredes laterales separadas, un dique en la base en el extremo de entrada del canal y al menos una forma de lecho en el canal aguas abajo del dique. La forma de lecho tiene una cara aguas arriba inclinada hacia arriba que se extiende aguas abajo del borde de entrada, una parte superior y una cara aguas abajo inclinada hacia abajo que se extiende desde la parte superior del extremo de salida. Un recorrido de flujo primario para el agua se extiende sobre el dique y la forma de lecho. Una vía de paso secundaria del flujo se extiende a través de la forma de lecho, con un primer extremo adyacente al extremo de salida de la forma de lecho, y un segundo extremo en la forma de lecho aguas arriba del primer extremo.

Sumario Este documento presenta un generador de olas y una piscina de olas que genera olas de gravedad superficiales que se pueden montar por un usuario sobre una tabla de surf.

En un aspecto, se describe un generador de olas para una piscina de agua definido por un canal que tiene una pared lateral. El generador de olas incluye una o más láminas. Cada lámina se dispone verticalmente a lo largo de al menos una parte mayor de una pared lateral y se adapta para su movimiento en una dirección a lo largo de una longitud de la pared lateral. Cada lámina tiene una geometría de sección transversal curvilínea que define una superficie de ataque que se adapta para generar una ola en el agua a partir de su movimiento y una superficie de salida configurada para la recuperación del flujo, para evitar la separación del flujo de agua en la ola y mitigar el arrastre desde la lámina por el movimiento. El generador de olas incluye adicionalmente un mecanismo de movimiento conectado entre la pared lateral y las una o más láminas para el movimiento de las una o más láminas en la dirección a lo largo de la longitud de la pared lateral para generar una ola de gravedad superficial por cada una de las una o más láminas.

En otro aspecto, se describe una piscina de olas. La piscina de olas incluye un canal que contiene agua y que tiene una pared lateral que tiene una altura, y un contorno de fondo que se inclina... [Seguir leyendo]

1. Una piscina de olas (100; 300; 400) que comprende:

- un canal (106) que contiene agua y que tiene una pared lateral (200) que tiene una altura, y un contorno de fondo que tiene una pendiente hacia arriba separándose de la pared lateral (200) hacia un banco (206) ; -una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) , estando dispuesta cada lámina (500; 600; 704; 906; 1006) verticalmente a lo largo de al menos una parte mayor de la pared lateral (200) y adaptada para su movimiento en una dirección a lo largo de una longitud de la pared lateral (200) , teniendo cada lámina (500; 600; 704; 906; 1006) una geometría de sección transversal curvilínea que define una superficie de ataque (502) que está adaptada para generar una ola en el agua a partir de su movimiento, y una superficie de salida (504) caracterizada por que la superficie de salida (504) está configurada para recuperación de flujo para evitar la separación del flujo de agua en la ola y para mitigar el arrastre desde la lámina (500; 600; 704; 906; 1006) por el movimiento, y por que la pared lateral (200) incluye una pared exterior flexible y una pared interior rígida, y un mecanismo de formación de la lámina entre la pared exterior flexible y la pared interior rígida para formar dinámicamente un saliente móvil para definir cada una de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) .

2. La piscina de olas (100; 300; 400) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el canal (106) tiene forma anular.

3. La piscina de olas (100; 300; 400) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el canal (106) es lineal.

4. La piscina de olas (100; 300; 400) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el canal (106) es curvilíneo.

5. La piscina de olas (100; 300; 400) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un mecanismo de movimiento conectado entre la pared lateral (200) y las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) para el movimiento de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) en la dirección a lo largo de la longitud de la pared lateral (200) para generar una ola de gravedad superficial mediante cada una de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) .

6. La piscina de olas (100; 300; 400) de acuerdo con la reivindicación 5, en la que el mecanismo de movimiento incluye adicionalmente:

- una pista situada adyacente a una periferia de la pared lateral (200) ; -un vehículo asociado con cada una de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) adaptado para un recorrido a lo largo de la pista; y -un miembro de conexión fijado a cada lámina (500; 600; 704; 906; 1006) desde cada vehículo.

7. Un generador de olas (302; 402; 700; 800; 900; 1000) para una piscina (100; 300; 400) de agua definida mediante un canal (106) que tiene una pared lateral (200) , comprendiendo el generador de olas (302; 402; 700; 800; 900; 1000) :

-una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) , estando cada lámina (500; 600; 704; 906; 1006) configurada para ser dispuesta verticalmente a lo largo de al menos una parte mayor de la pared lateral (200) y adaptada para su movimiento en una dirección a lo largo de una longitud de la pared lateral (200) , teniendo cada lámina (500; 600; 704; 906; 1006) una geometría de sección transversal curvilínea que define una superficie de ataque

(502) que está adaptada para generar una ola solitaria en el agua a partir de su movimiento, y una superficie de salida (504) , y un mecanismo de movimiento conectable entre la pared lateral y las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) para el movimiento de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) en la dirección a lo largo de la longitud de la pared lateral (200) para generar una ola de gravedad superficial mediante cada una de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) caracterizado por que dicha superficie de salida está configurada para recuperación del flujo para evitar la separación del flujo de agua en la ola y para mitigar el arrastre desde la lámina (500; 600; 704; 906; 1006) por el movimiento.

8. El generador de olas (302; 402; 700; 800; 900; 1000) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el mecanismo de movimiento incluye adicionalmente:

- una pista situada adyacente a una periferia de la pared lateral (200) ; un vehículo asociado con cada una de las una más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) adaptado para viajar a lo largo de la pista; y -un miembro de conexión fijado a cada lámina (500; 600; 704; 906; 1006) desde cada vehículo.

9. El generador de olas (302; 402; 700; 800; 900; 1000) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) incluyen cuatro láminas.

10. El generador de olas (302; 402; 700; 800; 900; 1000) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que una longitud LF de la superficie de ataque (502) de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) es:

( A %

LF = &&tanh∗1 (.999999 ) ##

/ch

∋ 0 ∃

en donde A es una amplitud de la ola de gravedad superficial, h0 es una profundidad media del agua, / es un coeficiente de decaimiento en la periferia, y c es una velocidad de fase. 5

11. El generador de olas (302; 402; 700; 800; 900; 1000) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que un espesor FT de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) es:

FT = 4

12. El generador de olas (302; 402; 700; 800; 900; 1000) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que un espesor FT de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) es:

FT = 4

13. El generador de olas (302; 402; 700; 800; 900; 1000) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que un espesor FT de las una o más láminas (500; 600; 704; 906; 1006) es:

A (A ) h ) ( A %

FT = 4 0 &&1) ## .

h

∋ 0 ∃