Campo da Invenção

[0001] A presente invenção está relacionada com a geração de hidro energia e a propulsão (hidráulica) naval em embarcações marítimas de Grande Porte Bruto, conhecidas na técnica como DWT “gross deadweight ou deadweight”, notadamente os Navios de Carga Geral, os Petroleiros, os Mineraleiros, dentre outros, e em navios de Cruzeiros Marítimos.

Descrição da Técnica Correlacionada e Histórico

[0002] O transporte tem como finalidade movimentar produtos entre pontos distintos, dentro do prazo estipulado, com a devida segurança, e mantendo a integridade das cargas. O transporte marítimo, em especial, movimenta cerca de 90% das mercadorias em todo o mundo, incluindo vestuário, alimentos, brinquedos, equipamentos, materiais, energia e matérias-primas.

[0003] Inicialmente as embarcações de transporte marítimo eram à vela. Posteriormente (1852) foi construído o primeiro navio de carga movido a vapor para o transporte de cargas a granel (o JOHN BOWES, que tinha 500 TPB -Toneladas de Porte Bruto). No ano de 1886, foi construído o primeiro navio petroleiro, o SS GLUCKAUF, construído para 3030 TPB, movido a vapor. Com o desenvolvimento tecnológico do setor naval, o SEALANDIA (7400 TPB), construído em 1912, foi o primeiro navio de carga geral (containers) movido a combustão. Atualmente, o maior navio movido a combustão, em termos de carga transportada e dimensões, é o Petroleiro Suezmax, com carregamento de até 175 000 TPB.

[0004] Até os dias de hoje os navios são movidos à combustão, a chamada propulsão mecânica, sendo que seus tamanhos foram aumentando gradativamente, visando o ganho de escala, e assim reduzindo o custo unitário do transporte. Disso resulta que, para grandes quantidades de cargas transportadas por extensas distâncias, o transporte marítimo normalmente se configura na opção economicamente mais interessante.

[0005] Atualmente o transporte marítimo tem no combustível, o óleo combustível marítimo, conhecido no mercado como bunker, o principal agente de propulsão (mecânica) da imensa maioria das embarcações marítimas para cargas de Grande Porte Bruto e de passageiros/turismo.

[0006] Levando em conta que cerca de 30% do petróleo produzido no mundo é usado para movimentar navios (propulsão mecânica), o maior custo/despesa operacional das empresas de transporte marítimo, tanto de carga como de passageiros/turismo, está no combustível. O óleo combustível marítimo é usado para geração de energia para usos internos da embarcação e também para a propulsão dos motores. Além disso, o uso de óleo combustível para navegação é uma das principais fontes de poluentes da atmosfera (Gases de Efeito Estufa - GEE), em especial devido ao CO2, emitido através dos gases de exaustão provenientes da queima de combustíveis fósseis. Não obstante, há ainda o risco de eventuais acidentes (“desastres marítimos”) com embarcações que resultam em derramamentos do óleo combustível no mar, provocando desastres ambientais de proporções inestimáveis, como o Mount Hood USS (cargueiro militar, 1944), Princess of the Stars MV (passageiros, 2008), dentre outros.

[0007] Na técnica anterior, é descrito através do pedido de patente PI 1002674-6 um sistema de navegação sem combustível, especificamente, uma embarcação movida a eletricidade, onde, “através de aberturas do casco, abaixo da linha d’ água, alimentam os tubos horizontais ou perpendiculares, acumulando energia através da turbina hidráulica...”, conforme relatado nas linhas 19-20 do referido documento.

[0008] A presente invenção traz aperfeiçoamentos e inovações tecnológicas para uma embarcação em relação ao pedido de patente PI 1002674-6, intitulado Navegação sem Combustível-Embarcação Movida a Eletricidade, e agrega detalhes funcionais e científicos ao pedido, resultantes de investigações tecnológicas e de otimizações ao sistema anterior, assim como em relação aos atuais sistemas de energia e de propulsão mecânica das embarcações hoje em operação.

[0009] A presente invenção apresenta um Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica - NEPH. A tecnologia desenvolvida objetiva a geração de hidro energia e a propulsão naval (hidráulica) em uma embarcação marítima para cargas de Grande Porte Bruto (DWT, gross deadweight ou deadweight), como os Navios de Carga Geral, os Petroleiros, os Mineraleiros, dentre outros, como também os navios de passageiros/ turismo. A partir da tecnologia, é realizada a geração de hidro energia para o uso das necessidades elétricas do navio (iluminação, ar-condicionado, etc.), sendo as vazões efluentes à geração da hidro energia responsáveis pela propulsão hidráulica do navio quando do seu deslocamento, como será descrito a seguir. A locomoção/viagem da embarcação é, portanto, feita sem combustão/uso de óleo combustível marítimo.

[0010] Na tecnologia Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH da presente invenção, os espaços e a infraestrutura da embarcação são mantidos, não existindo o “reservatório de óleo combustível”, que é substituído pelo “Reservatório de Acumulação” e pelo “Reservatório de Hidro Energia”, que são reservatórios de água do mar.

[0011] Visando minimizar problemas econômicos/despesas e ambientais associados à operação dos navios Grande Porte Bruto para cargas e os de transporte de passageiros/ turismo, os inventores da presente invenção desenvolveram um novo sistema de propulsão (hidráulica) naval e de disponibilização da energia/eletricidade interna à embarcação, que, ao máximo, mantém as condições estruturais da embarcação, possibilitando ainda um aumento nos espaços dos atuais navios a propulsão (mecânica) com óleo combustível marítimo. A tecnologia aqui apresentada proporciona benefícios energéticos, econômicos (redução do frete marítimo), de autonomia e tempo de locomoção (pois com esta embarcação as paradas para o abastecimento de combustíveis não mais serão necessárias), e ambientais para o transporte de cargas e pas- sageiros/turismo a longas distâncias.

[0012] Os aperfeiçoamentos introduzidos na tecnologia do Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH, como descritos no presente pedido, estão relacionados, comparativamente, em relação técnica anterior, em observação às atuais plantas das embarcações marítimas de grande porte bruto (DWT, gross deadweight ou deadweight), como os Navios de Carga Geral, os Petroleiros, os Mineraleiros, dentre outros, e aos Cruzeiros Marítimos.

[0013] A anterioridade PI 1002674-6 simplesmente cita “através de aberturas do casco, abaixo da linha d’ água, alimentam os tubos horizontais ou perpendiculares, acumulando energia através da turbina hidráulica...”, conforme descrito nas linhas 19-20, porém sem mencionar como fazer a captação, adução, reservação, o controle da vazão de água do mar (QM), e a geração de hidro energia no navio. Nada é mencionado com relação a propulsão (hidráulica) da embarcação. O presente pedido apresenta um detalhamento da solução para a geração de hidro energia das embarcações marítimas e da sua propulsão hidráulica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0014] A presente invenção revela uma embarcação de porte que compreende um Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH.

[0015] O NEPH apresenta ranhuras frontais e laterais longitudinais 1 localizadas, respectivamente, nas faces externas laterais/longitudinais e frontais do navio, em que estas ranhuras frontais e laterais longitudinais 1 são responsáveis por captar a vazão de água do mar QM gerada pelo embate das ondas de deslocamento (h0) nas regiões frontal e longitudinal do casco do navio quando ele está em movimento.

[0016] O NEPH apresenta comportas de desenvolvimento vertical 2, que são posicionadas na face interna, isto é, no casco interno da embarcação em toda a extensão das ranhuras 1, em que estas comportas de desenvolvimento vertical 2 controlam a vazão de água QM captada pelas ranhuras 1, por sua abertura ou fechamento (vertical) automáticos.

[0017] O NEPH apresenta canais frontais e laterais localizados nos cascos internos do navio 3, num total de 2 (dois) canais nas faces/cascos laterais e frontais internos, estes canais com comprimento igual ao tamanho longitudinal do casco da embarcação, cada canal interno tendo seção retangular, sendo as dimensões da seção (largura e altura) dos canais função do aporte da vazão QM de água captada pelas ranhuras 1 e nele aduzida, e a declividade de fundo dos canais baixa, em que os canais frontais e laterais localizados nos cascos internos do navio 3 recebem as vazões de água QM captada nas ranhuras 1 e escoam as mesmas até a tomada d’ água do canal lateral- T.A.LAT com Bacia de Recepção 4.

[0018] A tomada d’ água do canal lateral- T.A.LAT com Bacia de Recepção 4 do NEPH fica localizada mais ou menos na metade da extensão de cada canal lateral interno 3. Cada canal lateral tem l(uma) T.A.LAT com Bacia de Recepção 4, num total de 2(duas) tomadas d’ água, T.A. LATI e T.A. LAT2, em que as tomadas d’ água do canal lateral- T.A.LAT com Bacia de Recepção 4 são responsáveis pela captação das vazões de água QM escoadas em cada canal lateral 3 e pelo encaminhamento das mesmas até a tubulação de adução de pequeno comprimento com controle da vazão aduzida por registro de gaveta 5.

[0019] O NEPH apresenta pelo menos uma tubulação de adução de pequeno comprimento com controle da vazão aduzida por registro de gaveta 5, sendo, portanto, disponíveis 2 (duas) tubulações 5, uma para cada tomada d’ água 4 (tubulação 1 e tubulação 2), com um diâmetro (D) adequado à vazão (QM) máxima aduzida em cada canal, em que cada tubulação de adução 5 será a responsável por encaminhar, por gravidade, toda vazão QM de água aduzida em cada canal lateral 3 interno até uma Turbina-Gerador Hidro Cinética 5.1 localizada na seção final de cada tubulação 5,e, ambas as Turbinas- Gerador Hidro Cinéticas 5.1, dispostas ao final das tubulações 5 (tubulação 1 e tubulação 2), conectadas a uma sub estação transformadora (elevadora) de energia hidro cinética 5.2 (não mostrado) posicionada adequadamente, e, destas tubulações 5, as vazões QM são encaminhadas para o reservatório de acumulação das vazões QM 6 localizado logo abaixo.

[0020] O NEPH apresenta pelo menos um reservatório de acumulação das vazões Q _M 6, compreendendo um sistema de bombeamento emergencial do reservatório de acumulação das vazões Q _M com tubulações de sucção e recalque 7 localizado no nível do convés do navio, sensor de boia de nível máximo localizado no reservatório de acumulação das vazões QM-N.A. _M ÁX 8, sistema de acionamento do sensor de boia de nível mínimo do reservatório de acumulação das vazões QM-N.A. _M Í _N 9 e um sistema de bombeamento do reservatório de acumulação das vazões QM para o reservatório de hidro energia com tubulações de sucção e recalque 10, em que o reservatório de acumulação de vazões QM 6 é o responsável por acumular as vazões QM captadas nas ranhuras frontais e laterais longitudinais 1, e aduzidas/escoadas nos canais frontais e laterais localizados nos cascos internos do navio 3, nas tomadas d’água do canal lateral- T.A. _LA T com Bacia de Recepção 4 , nas tubulações de adução de pequeno comprimento com controle da vazão aduzida por registro de gaveta 5 e finalmente nas Turbinas Hidro Cinética 5.1 localizadas ao final das tubulações de adução 5, sendo o reservatório de acumulação das vazões QM 6 dimensionado para ter um “volume útil” adequado para gerar a energia elétrica de origem hidráulica (de pressão/queda) própria necessária do navio quando em movimento.

[0021] O NEPH apresenta pelo menos um reservatório de hidro energia 11 dimensionado para vazão de turbinamento QT localizado na altura do convés da embarcação e que terá operação contínua durante o percurso da embarcação em movimento, compreendendo o reservatório de hidro energia 11 de tomada d "água de fundo conectada a um conduto forçado de grande extensão localizado ao fundo do reservatório de hidro energia 12, em que este reservatório de hidro energia l i e sua tomada d "água de fundo conectada a um conduto forçado de grande extensão localizado ao fundo do reservatório de hidro energia 12 são os responsáveis por encaminhar, com o navio em movimento, a água da vazão turbinada-QT, vazão nominal da turbina, até um sistema de turbinamento por pressão -H constituído por conjunto Turbina- GGerador Tipo Bulbo 13.

[0022] O NEPH apresenta também um sistema de turbinamento por pressão-H constituído por conjunto Turbina- Gerador Tipo bulbo 13 conectada a subestação transformadora (elevadora) de energia por pressão 14 (não mostrado), em que a potência elétrica gerada no sistema de turbinamento por pressão-H constituído por conjunto Turbina- Gerador Tipo Bulbo 13, com o navio em movimento, é função da vazão QT armazenada no reservatório de hidro energia l i e aduzida pela tomada d "água de fundo conectada a um conduto forçado de grande extensão localizado ao fundo do reservatório de hidro energia 12 (vazão nominal da turbina), e da pequena queda hidráulica gerada pelo desnível H entre o nível d’ água operacional do reservatório de hidro energia 11 -N.A. Normal e o nível do mar.

[0023] O NEPH apresenta também pelo menos um túnel do(s) hélice(s) do navio com encapsulamento do(s) hélice(s) do navio 15, compreendendo no seu percurso de sistema de alta pressão interligado ao túnel do(s) hélice(s) do navio 16, em que o túnel do(s) hélice(s) do navio com encapsulamento do(s) hélice(s) do navio 15 recebe as vazões de água que saem da turbina QT 13 e promove a rotação do(s) hélice(s) e a propulsão (hidráulica) do navio na velocidade de cruzeiro.

[0024] O NEPH apresenta também acumuladores de energia 18 (não mostrado) dispostos em qualquer local estratégico do navio, sendo o carregamento da energia dos mesmos um dos “consumos de energia" previstos quando a embarcação está em movimento. A quantidade de acumuladores de energia 18 é definida em função do tempo necessário de espera e estacionado da embarcação no porto para que lhe confira autonomia energética enquanto permanece parado. Assim, as necessidades de energia elétrica do navio “em espera e estacionado” serão atendidas a partir dos acumuladores de energia 18, assim como para a partida do navio do porto (quando o navio começa a se deslocar para sair do porto), até este se deslocar com a propulsão (hidráulica) da embarcação em movimento na velocidade de cruzeiro, sendo os motores elétricos para a partida do(s) hélice(s) do navio 17 (não mostrado) (começo do deslocamento/saída do porto) acionados pela energia dos acumuladores de energia 18.

[0025] O NEPH compreende ainda um sistema de bombeamento de enchimento emergencial do reservatório de hidroenergia com tubulações de sucção e recalque 19, com a vazão QM (a de turbinamento) bombeada diretamente do mar para o reservatório de hidro energia 11, em que, quando o navio está atracado no Porto, na condição de espera e estacionada, com o tempo superior a carga dos acumuladores de energia(18), a energia necessária para os usos da embarcação, e os Motores Elétricos para partida do(s) hélice(s) do Navio 17 (não mostrado), são acionados pela energia do reservatório de hidroenergia l i e turbina bulbo 13, até o navio alcançar a velocidade de cruzeiro, e se deslocar com a propulsão hidráulica da embarcação em movimento.

[0026] Ainda, para gerar a energia de propulsão e a energia da potência elétrica para a realização e manutenção das atividades vitais da embarcação, é fornecido um método de geração de hidro energia “híbrido”, sendo a geração de hidro energia pela velocidade do escoamento através das turbinas hidro cinética 5.1, e a geração de hidro energia por pressão/queda H através da turbina bulbo 13 da embarcação em movimento e a sua propulsão hidráulica, o qual consiste em captação da água externa que, em função da vazão (Q _M ) desta, que gerará a pressão hidráulica suficiente para girar os hélices do navio, gerando assim a energia hidráulica necessária para o consumo imediato de propulsão da embarcação, assim como a reserva de potência elétrica necessária para uso nas demais atividades do navio.

Breve Descrição das Figuras

[0027] A Figura 1 mostra a planta o Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH;

[0028] A Figura 2 mostra a vista interna do Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica- NEPH em corte AA;

[0029] A Figura 3 mostra a vista interna do Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica- NEPH em corte BB;

[0030] A Figura 4 mostra a vista lateral externa do Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH em corte CC1, com a identificação das Ranhuras Longitudinais, com a entrada da água do mar da vazão QM, na posição das Comportas abertas;

[0031] A Figura 5 mostra a vista lateral externa do Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH em corte CC2, com a identificação das Ranhuras Longitudinais, sem a entrada da água do mar da vazão QM, na posição das Comportas fechadas.

Relação Dos Elementos Referenciados Nos Desenhos [0032] (1) “Ranhuras” Frontais e Laterais Longitudinais;

[0033] (2) Comportas de Desenvolvimento Vertical;

[0034] (3) Canais Frontais e Laterais Localizados nos Cascos Internos do Navio;

[0035] (4) Tomadas D’Agua do Canal Lateral - T.A.LAT com Bacia de Recepção;

[0036] (5) Tubulação de Adução de Pequeno Comprimento com Controle da Vazão Aduzida por Registro de Gaveta;

[0037] (5.1) Turbina- Gerador Hidro Cinética;

[0038] (5.2) Subestação Transformadora (Elevadora) de Energia Hidro Cinética (não mostrado);

[0039] (6) Reservatório de Acumulação das Vazões QM;

[0040] (7) Sistema de Bombeamento Emergencial do Reservatório de Acumulação das

Vazões QM com Tubulações de Sucção e Recalque;

[0041] (8) Sensor de Boia de Nível Máximo Localizado no Reservatório de Acumulação das

Vazões QM -N.A.MÁX ;

[0042] (9) Sensor de Boia de Nível Mínimo do Reservatório de Acumulação das Vazões

QM- N.A. MÍN;

[0043] (10) Sistema de Bombeamento do Reservatório de Acumulação das Vazões QM para o Reservatório de Hidro Energia com Tubulações de Sucção e Recalque;

[0044] (11) Reservatório de Hidro Energia;

[0045] (12) Tomada D 'Agua de Fundo Conectada a um Conduto Forçado de Grande

Extensão Localizado ao Fundo do Reservatório de Hidro Energia;

[0046] (13) Sistema de Turbinamento por Pressão -H constituído por Conjunto Turbina-

Gerador Tipo Bulbo;

[0047] (14) Subestação Transformadora (Elevadora) de Energia por Pressão (não mostrado);

[0048] (15) Túnel do(s) Hélice(s) do Navio com Encapsulamento do(s) Hélice (s) do Navio;

[0049] (16) Sistema de Alta Pressão Interligado ao Túnel do(s) Hélice(s) do Navio;

[0050] (17) Motores Elétricos para Partida do(s) Hélice(s) do Navio (não mostrado);

[0051] (18) Acumuladores de Energia (não mostrado);

[0052] (19) Sistema de Bombeamento de Enchimento Emergencial do Reservatório de Hi- droenergia com Tubulações de Sucção e Recalque.

Descrição Detalhada Da Invenção

[0053] Quanto as questões energética e de propulsão da embarcação, o arranjo da tecnologia Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH é detalhado em relação as suas estruturas física e operacional, de modo a tornar a ideia funcional relativamente a estes quesitos para uma embarcação marítima. Neste sentido, foram criadas alternativas hidráulicas de captação, adução, e reservação no layout do Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica -NEPH que possibilitem a geração de hidroenergia e o seu des- locamento via propulsão (hidráulica).

[0054] Consideram-se assim aperfeiçoamentos e inovações especificas os elementos elencados a seguir: a. Sistema de captação das vazões de água do mar (QM); b. Sistema de adução e reservação de (QM); c. Sistema de acumulação das vazões (QM) para fins hidro energéticos; d. Sistema propriamente de geração de hidro energia “híbrido”, a partir das vazões QM na Turbina Hidráulica de Pressão (Bulbo) e das velocidades originadas de QM nas Turbinas Hidro Cinéticas, todas estas Turbinas localizadas intemamente no navio; e. Sistema de propulsão (hidráulica) dos hélices do navio.

[0055] Conforme mencionado acima no presente relatório descritivo, o reservatório de óleo combustível não existe na embarcação reivindicada e é substituído pelo reservatório de acumulação e pelo reservatório de hidro energia, que são reservatórios de água do mar (QM).

[0056] Com a troca destes reservatórios (reservatório de óleo combustível pelos reservatórios de água do mar) há um ganho de espaço/volume na embarcação, estimada em cerca de 19 %. A tecnologia prevê que sejam mantidas as arqueações bruta e líquida da embarcação. A arqueação bruta constitui “o volume de todos os espaços interiores de um navio”, e a líquida constitui “o espaço rentável de um navio e retrata a real capacidade comercial deste”. Por outro lado, os espaços do reservatório de óleo de combustível serão extintos, sendo substituídos pelos reservatórios de água do mar, estes ocupando um espaço menor.

[0057] A geração de energia hidráulica para os usos das necessidades de eletricidade do navio, tais como iluminação, ar-condicionado, etc., será função da queda (H) entre os níveis do reservatório de hidro energia (N.A. Normal) e do mar, e da vazão de tur- binamento acumulada neste reservatório, não existindo impactos ambientais na operação da geração de hidro energia.

[0058] As vazões turbinadas (QT) (turbina bulbo) sob pressão, juntamente com um sistema de alta pressão localizado no túnel dos hélices, irão fazer a propulsão (hidráulica) dos hélices do navio.

[0059] A seguir, a tecnologia do Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH é descrita considerando dois exemplos de cenários: (a) embarcação em movimento e (b) embarcação entrando-estacionada no Porto. As inovações / novidades são mostradas nos Exemplos apresentados a seguir, sempre tendo por referência a “descrição da invenção”. Os “elementos de referência” listados no item “V” acima estão representados nos Desenhos das Figuras 1 a 5 e servem como parte importante para descrição e entendimento da tecnologia. Exemplo 1 - Cenário do Navio em Movimento

[0060] O deslocamento de uma embarcação marítima para cargas de Grande Porte Bruto (DWT), como os Navios de Carga Geral, os Petroleiros, os Mineraleiros, dentre outros, além dos Cruzeiros Marítimos, a uma velocidade de cruzeiro da ordem de 20 a 25 km/ h, podendo alcançar a velocidade de serviço de cerca 50 km/h, tende a gerar ondas frontais e laterais, as chamadas ondas de deslocamento com altura (h0) da ordem de alguns centímetros, que se chocam contra o seu casco. Estão dispostos ao longo do casco da embarcação na altura da linha d "água do calado máximo (d; com a embarcação totalmente carregada) ranhuras frontais e laterais longitudinais 1, dispondo estas de comportas de desenvolvimento vertical 2 posicionadas na face interna (casco interno) da embarcação em toda a extensão das Ranhuras.

[0061] As ranhuras frontais e laterais longitudinais são as responsáveis por captar a vazão de água do mar (QM) gerada pelo embate das ondas (h0) nos cascos frontal e longitudinal do navio quando ele está em movimento, enquanto que as comportas controlam a vazão de água (QM) captada pelas ranhuras, por abertura ou fechamento vertical automáticos destas, respectivamente, aumentando ou reduzindo a captação desta vazão (QM), de acordo com o nível d’ água do reservatório de acumulação localizado em um nível inferior, como a seguir explicado. A vazão QM de aporte da água do mar captada terá por valor de referência as “necessidades de energia” (em Kwh; eletricidade para iluminação, ar-condicionado etc.) do navio.

[0062] Esta vazão de água (QM) captada nas ranhuras é encaminhada por gravidade até canais frontais e laterais localizados nos cascos internos do navio 3, sendo, portanto, disponíveis um total de 2 (dois) canais nas faces/cascos laterais e frontais internos do navio, um canal para cada face lateral-frontal interna da embarcação (canais 1 e 2). Cada canal lateral-frontal interno tem seção retangular, com o comprimento igual ao tamanho longitudinal do casco da embarcação, sendo a sua seção (largura e altura) função do aporte da vazão (QM) de água captada pelas ranhuras e nele aduzida, e sua declividade de fundo baixa.

[0063] Aproximadamente na metade da extensão de cada canal lateral interno, há uma tomada d’ água do canal lateral- T.A.LAT com bacia de recepção 4, num total de 2(duas) tomadas d’ água (T.A.LAT 1 e T.A.LAT 2), uma para cada canal lateral, responsáveis pela captação da vazão de água (QM) escoada em cada canal lateral, sendo a área de cada tomada d’ água e bacia de recepção 4 compatível com a vazão QM máxima escoada em cada canal lateral.

[0064] A água captada em cada tomada d’ água do canal lateral é encaminhada por gravidade a uma Tubulação de Adução de Pequeno Comprimento com Controle da Vazão Aduzida por Registro de Gaveta 5, sendo, portanto, disponíveis 2 (duas) tubulações de adução com registo de gaveta 5 para o controle das vazões aduzidas, uma para cada tomada d’ água e bacia de recepção 4 (Tubulação 1 e Tubulação 2), com um diâmetro (D) adequado a vazão (QM) máxima aduzida em cada canal.

[0065] Cada tubulação de adução 5 terá comprimento curto, como referido, e será a responsável por encaminhar, por gravidade, toda vazão (QM) de água aduzida em cada canal lateral interno até uma turbina hidro cinética 5.1 localizada na seção final de cada tubulação 5, 1 (uma) turbina 5.1 para cada tubulação 5, e desta a vazão QM é encaminhada a um Reservatório de Acumulação das Vazões QM 6 localizado logo abaixo.

[0066] A energia de velocidade obtida a partir da vazão QM e gerada nas 2(duas) turbinas hidro cinéticas 5.1 das 2 (duas)Tubulações 5 será conectada à Subestação Transformadora (Elevadora) de Energia Hidro Cinética 5.2 (não mostrada), a mesma localizada adequadamente na embarcação, a qual abastecerá de energia somente a operação do Sistema de Bombeamento do Reservatório de Acumulação das Vazões QM para o Reservatório de Hidro Energia com Tubulações de Sucção e Recalque 10.

[0067] O Reservatório de Acumulação de Vazões QM 6 terá um “volume útil” adequado para gerar a energia elétrica (hidráulica) própria necessária para atender as necessidades do navio, variáveis para cada embarcação (petroleiro, carga geral, granéis líquidos, navios transatlânticos, dentre outros), sendo o mesmo dimensionado para atender ao nível normal de operação do Reservatório de Hidro Energia 11 - N.A. Normal, tendo em vista a geração de hidro energia por pressão na Turbina Bulbo 13, como a seguir descrito.

[0068] Para o nível d’ água no Reservatório de Acumulação das Vazões QM 6 maior que o seu nível máximo - N.A. Máximo, há um Sistema de Bombeamento Emergencial do Reservatório de Acumulação das Vazões QM com Tubulações de Sucção e Recalque 7 localizado no nível Convés do navio, este responsável por escoar, de forma automática, o excesso de água do Reservatório de Acumulação 6 (bombeamento de extravasamento de emergência). Assim, quando o N.A. RESERV. > N. A. Máx., o sistema é automaticamente acionado por um Sensor de Boia de Nível Máximo Localizado no Reservatório de Acumulação das Vazões QM-N.A.MAX 8 através do sistema de bombeamento emergencial.

[0069] Dentro do reservatório 6, no seu nível do fundo (N.A. mínimo), vai também existir um Sistema de acionamento do Sensor de Boia de Nível Mínimo do Reservatório de Acumulação das Vazões QM - N.A MIN. 9 , este responsável pela abertura automática das Comportas 2 localizadas nas “ranhuras” frontais e laterais longitudinais 1, possibilitando aumentar a captação da vazão (QM) de forma automática para alimentar o Reservatório de Acumulação 6 com o navio em movimento, e portanto regulando a geração de hidro energia por pressão em 13 através da vazão QM, tendo em vista atender aos consumos de energia internos da embarcação em movimento, como abaixo descrito.

[0070] Dentro do reservatório de acumulação de QM 6, o sistema de boia com sensor no nível máximo (N.A.MÁX) do reservatório 8, como anteriormente referido, será também responsável pelo fechamento automático das comportas 2 localizadas nas “ranhuras” frontais e laterais longitudinais 1, possibilitando reduzir a captação da vazão (QM) para o reservatório de acumulação de QM 6 com o navio em movimento, especialmente nos eventos de ressaca, onde as alturas de onda (hl) são muito maiores do que as alturas das ondas de deslocamento (h0) (hl»hO), e desta forma garantindo, com segurança, o fornecimento da vazão QM para fins hidro energéticos da embarcação, sem riscos de acidentes (transbordamento do reservatório de acumulação).

[0071] Portanto, estes dois Sistemas, os de N.A.MÁX. 8 e de N.A.MÍN. 9, serão os responsáveis por controlar, de forma automática, os níveis operacionais do Reservatório de Acumulação 6, quando o navio estiver em movimento, através dos limites superior (N.A. Máximo) e inferior (N.A. Mínimo) do mesmo, o primeiro para certificar a segurança operacional do Reservatório de Acumulação 6, e o segundo para garantir uma vazão de turbinamento adequada para o funcionamento sem riscos operacionais de uma Turbina Hidráulica de pressão-Bulbo 13, ambos operando com a embarcação em deslocamento.

[0072] Ao fundo do Reservatório de Acumulação 6 na altura do N.A.MÍN. vai existir um Sistema de Bombeamento do Reservatório de Acumulação das Vazões QM para o Reservatório de Hidro Energia com Tubulações de Sucção e Recalque 10 responsável por bombear as vazões QM deste (Reservatório de Acumulação) até o Reservatório de Hidro Energia 11, dimensionado para a vazão de turbinamento QT, este reservatório localizado na altura do convés da embarcação, e que terá operação contínua durante o percurso da embarcação em movimento. A vazão de bombeamento será compatível com a vazão nominal da turbina (usos de energia da embarcação). A energia elétrica necessária para este bombeamento estará disponível a partir da Turbina- Gerador Hidro Cinética 5.1 e da Subestação Transformadora (Elevadora) de Energia Hidro Cinética 5.2 (não mostrado).

[0073] Uma tomada d "água de fundo conectada a um conduto forçado de grande extensão localizado ao fundo do reservatório de hidro energia 12 será responsável por encaminhar a água armazenada neste reservatório de hidro energia 11 - a Vazão Turbinada-QT; Vazão Nominal da Turbina, até um Sistema de Turbinamento por pressão H constituído por Conjunto Turbina- Gerador Tipo Bulbo 13, cuja potência gerada será compatível com as necessidades de consumo de energia/eletricidade do navio (variável para cada navio), que irá gerar a energia hidráulica (por pressão / queda H) com a embarcação em movimento necessária para os usos do navio (iluminação, ar condicionado, acumulador de energia, etc), considerando a vazão (QT) nele aduzida (Vazão Nominal da Turbina) e a pequena queda hidráulica gerada pelo desnível (H) entre o nível d’ água operacional do Reservatório de Hidro Energia 11 -N. A. Normal, e o Nível do Mar. O conjunto turbina - gerador de 13 será dimensionado do ponto de vista energético para atender aos consumos de energia/eletricidade do navio, cada tipo de embarcação com suas demandas de energia.

[0074] A energia hidráulica (por pressão/queda H) gerada em 13 no navio será encaminhada a uma Subestação Transformadora (Elevadora) de Energia por Pressão 14 (não mostrado), posicionada adequadamente, tendo em vista fazer a distribuição para os usos energéticos do navio em movimento.

[0075] A vazão de água que sai da turbina (QT), com o navio em movimento, é encaminhada por pressão a um Túnel do(s) Hélice(s) do Navio com Encapsulamento do(s) Hélice (s) do Navio 15, que dispõe no seu percurso/extensão de um sistema de alta pressão interligado ao túnel do(s) hélice(s) do navio 16, este túnel dos hélices 15 mais sistema de alta pressão 16 sendo os responsáveis por promover a rotação do(s) hélice(s) e a propulsão (hidráulica) do navio na velocidade de cruzeiro, e deste as vazões QT são encaminhadas para o mar.

[0076] Estão previstos Motores Elétricos para Partida do(s) Hélice(s) do Navio 17 (não mostrado), usados quando a embarcação sair da situação de “estacionada para pleno deslocamento”, até a mesma alcançar a velocidade de cruzeiro.

Exemplo 2 - Cenário do Navio Estacionado

[0077] O tempo de “espera e estacionado” do navio no Porto, no percurso “Canal de Acesso, Anteporto, Cais de Atracação, Bacia de Evolução, Ante Porto”, varia de 58 hs (2d+ 10 hs) até 185 hs (7d+17hs). A partir desta estatística de tempo do navio no Porto, foram idealizados na tecnologia do Navio Hidro Energético a Propulsão Hidráulica-NEPH 2 (dois) cenários de geração de energia para o navio da condição de “espera e estacionado”:

[0078] 2.1 - Energia Gerada por Acumuladores de Energia

[0079] Estão previstos o uso de Acumuladores de Energia 18 (não mostrado) dispostos em local estratégico do navio, sendo o carregamento da energia dos mesmos um dos “consumos de energia" previstos quando a embarcação estiver em movimento. Este cenário se adequa ao tempo de carga(nominal) dos Acumuladores de Energia quando o navio estiver na condição de “espera e estacionado”.

[0080] A quantidade de Acumuladores de Energia 18 será função do tempo necessário de “espera e estacionado” da embarcação para vistorias e/ou carregamento-descarregamento das cargas no Porto no percurso “Canal de Acesso, Anteporto, Cais de Atracação, Bacia de Evolução, Anteporto”, e assim dos usos de energia da embarcação na condição de “espera e estacionada”.

[0081] Para a partida do navio do porto, até este alcançar a velocidade de cruzeiro, e se deslocar com a propulsão (hidráulica) da embarcação em movimento, como referido anteriormente, os Motores Elétricos para Partida do(s) Hélice(s) do Navio 17 (não mostrado) serão acionados pela energia dos Acumuladores de Energia.

[0082] 2.2 - Energia Gerada por Sistema de Bombeamento de Enchimento Emergencial do

Reservatório de Hidroenergia

[0083] Para o cenário do navio no Porto na condição de “espera e estacionado” com o tempo superior a carga nominal dos Acumuladores de Energia, especialmente quando existirem “fatos imprevisíveis” nos processos de vistoria, assim como de carregamento e descarregamento das cargas no navio, para a geração de energia da embarcação e da partida dos hélices do navio do porto, até este alcançar a velocidade de cruzeiro, e se deslocar com a propulsão (hidráulica) da embarcação em movimento, como anteriormente referido, os motores elétricos para partida do(s) hélice(s) do navio 17 (não mostrado) serão acionados pela energia do reservatório de hidroenergia l i e turbina bulbo 13, sendo o reservatório de hidro energia 11 abastecido de água através do sistema de bombeamento de enchimento emergencial do reservatório de hidroenergia com tubulações de sucção e recalque 19, com a vazão QM (de turbinamento) bombeada diretamente do mar para o reservatório de hidro energia 11, e deste para o Sistema de Turbinamento Constituído por Conjunto Turbina- Gerador Tipo Bulbo 13 para a geração da energia (por pressão) do navio, como anteriormente descrito. As vazões efluentes das Turbinas e encaminhadas ao Túnel do(s) Hélice(s) do Navio com Encapsulamento do(s) Hélice (s) do Navio 15 , assim como do Sistema de Alta Pressão Interligado ao Túnel do(s) Hélice(s) do Navio 16, irão auxiliar, junto com o Motores Elétricos 17, na propulsão da embarcação, até esta alcançar a velocidade de cruzeiro na saída do Porto, quando os Motores Elétricos 17 e o Sistema de Bombeamento de Enchimento Emergencial do Reservatório de Hidroenergia com Tubulações de Sucção e Recalque 19 deixam de operar, e a embarcação passa a gerar energia pelo reservatório de acumulação das vazões QM 6, como acima referido, e se deslocar com propulsão hidráulica das vazões do túnel dos hélices 15 e do Sistema de alta pressão 16, como anteriormente referido.

[0084] A descrição da presente invenção é não limitante e exemplificativa das possibilidades permitidas pela invenção ora apresentada, de acordo com o entendimento desta por um técnico no assunto.