La limpieza de cascos de embarcaciones representa un sobrecosto en el transporte marítimo, consumiendo hasta un 30% de combustible [1] cuando el casco se encuentra con proliferaciones orgánicas adheridas principalmente a los extremos laterales del casco (estribor y babor). Ante tal situación y comparando los elevados costos actuales por concepto de limpieza y mantenimiento surge la idea de diseñar un equipo automático submarino capaz de realizar la labor de limpieza de casco. El presente trabajo tiene por objeto presentar el diseño de un vehículo de 28Kg de peso y con dimensiones de 1.0m X 1.3m X 0.5m para la limpieza de casco de una embarcación. Se utiliza para esto el vapor de agua como solvente y escobillas como removedores mecánicos de las proliferaciones. Para lograr lo propuesto, se planteó un sistema de localización del equipo en el casco con ayuda de sensores de aceleración, inclinación y humedad. Adicionalmente puede trasladarse a través del casco con rodajes oruga que se fijan a través de imanes permanentes adheridos a su superficie exterior. Una vez fijo firmemente al casco de la embarcación, gracias a la interacción de electroimanes ubicados en la base del equipo, realiza la limpieza vertiendo vapor de agua a una presión de 2.086 bares, un flujo de 5Kg.h y una velocidad de 170 Km/h [12], removiendo las proliferaciones restantes con escobillas circulares mientras se desplaza a la siguiente área de limpieza con una velocidad aproximada de 1 m/s Finalmente inspecciona la región trabajada con una cámara instalada en la parte exterior del equipo. Toda la operación de limpieza lo administra un Controlador Lógico Programable (PLC) seleccionado por su capacidad extensa en comunicación RS485, facilidad en manejo de programación y confiabilidad en la gestión de tareas. Para el diseño de las piezas mecánicas se analizó características como dureza, flexibilidad, esfuerzo y conductividad, así mismo para el diseño de mecanismos se recurrió a los análisis estáticos y dinámicos del sistema en conjunto. / Tesis

La exploración subacuática se ha venido desarrollando desde ya hace muchos años tanto con fines arqueológicos y científicos como económicos, pues existen gran diversidad de seres vivos, ecosistemas y minerales bajo el agua. En lo que respecta a la arqueología subacuática, esta tiene por objetivo el estudio de elementos históricos que yacen en un medio acuático con el fin de poder reconstruir el pasado o de realizar rescates de elementos de índole histórica. La particularidad de encontrarse en un medio líquido hace que los profesionales recurran a métodos no convencionales tanto por la forma en que estos elementos se conservan como por la accesibilidad que se tiene a estos elementos (gran profundidad bajo el agua). Actualmente en el Perú existe un gran potencial para la exploración marina con fines arqueológicos, aunque aún no se cuenta con equipos de alta gama para dichas labores. Entre algunas zonas de interés para estudio podemos mencionar las Islas Chincha ubicadas a unos 20 km de la costa sur del país, el fondo marino del Callao con embarcaciones de la época colonial, entre otros. Para tales estudios existen diversos métodos de prospección que son de gran ayuda para localizar potenciales regiones con material de estudio importante. De entre los más destacados se puede mencionar el método por Sonar de Barrido Lateral (SSS por las siglas en inglés de Side Scan Sonar) en el que se obtienen imágenes, construidas a partir de lectura de ecos acústicos, del fondo del mar que son posteriormente analizadas e interpretadas por un experto. Para llevar a cabo estos estudios en nuestro país, generalmente se hace uso de navíos de gran tamaño que necesitan de una gran inversión para cada exploración realizada. Por lo tanto, las investigaciones se ven, en parte, limitadas económicamente. Una alternativa a lo mencionado es la intervención de los AUV’s (Autonomous Underwater Vehicle) que vienen siendo desarrollados en diferentes partes del mundo. Esta clase de equipos son más livianos, fáciles de usar (a comparación a los métodos tradicionales) y con un costo menor por exploración. El presente trabajo tiene por objetivo diseñar un prototipo de un AUV que gestione un sistema de navegación, sistema de propulsión e instrumentos de orientación y medición con el objetivo de controlar adecuadamente el movimiento del equipo para poder realizar escaneos del fondo marino mediante un Sonar de Barrido Lateral. A dicho prototipo se le podrá indicar ciertos parámetros para que de forma autónoma se movilice a un área definida cerca a nuestro litoral y pueda realizar inmersiones y exploraciones en las zonas indicadas para luego volver al punto de inicio y entregar los datos recopilados durante la travesía al usuario investigador. Estos datos recopilados podrán ser posteriormente analizados y procesados por un experto para construir imágenes del fondo marino en las cuales se puedan apreciar restos arqueológicos. / Tesis

Actualmente, es preocupante que el Perú invierta solo el 0.15% del PBI para la investigación y desarrollo tecnológico considerando que el promedio en América Latina es de 0.7% [1]. Es por ello, la importancia de ser un país que no solo exporte materia prima, sino también conocimientos y nuevas tecnologías [2]. Esta tendencia nacional influye en los diferentes sectores empresariales, en este caso, innovación y desarrollo para el uso de vehículos subacuáticos autónomos (AUV). Por tal motivo, se presenta el diseño de un sistema de estabilización para un AUV, el cual es capaz de estabilizar los giros en el eje Y (pitch), los giros en el eje Z (yaw) y la profundidad. Este sistema permite que el AUV mantenga el vector dirección y la profundidad dados por el módulo generador de trayectoria existente en el sistema, controlando así los motores de los timones verticales y horizontales ubicados en la cola del AUV. Esto se logra por medio de un controlador PID, el cual se conseguirá por medio de la simulación de un modelo matemático con los parámetros propios del vehículo. / Tesis

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1996

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:14:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344368.pdf: 2934508 bytes, checksum: 7eb672b7e758fd485c0beb9c27b57f0d (MD5) Previous issue date: 2016 / Os riscos e custos envolvidos nas operações submarinas tornam atrativas a pesquisa e o desenvolvimento de veículos subaquáticos. Uma área de pesquisa muito forte em relação aos veículos subaquáticos visa a aumentar a capacidade desses veículos de analisar sua missão, planejar o seu movimento e adaptar sua operação de acordo com as condições do ambiente. Planejamento de movimento refere-se aos algoritmos utilizados para converter uma especificação de tarefa de alto nível em descrições de baixo nível de como o veículo deve se mover. O planejamento de movimento para veículos subaquáticos geralmente ignora as restrições cinemáticas e dinâmicas dos veículos, o que resulta em erros de posicionamento durante o seguimento do caminho. Uma aproximação dessas restrições pode ser incluída no processo de planejamento de movimento através do uso de espirais cúbicas de Bézier com continuidade G² (G2CBS). As G2CBS consistem na concatenação de duas curvas de Bézier, cujos pontos de controle são calculados de forma que a curva resultante possua curvatura contínua e limitada a um valor ?_max, o qual representa a aproximação das restrições cinemáticas e dinâmicas do veículo. Neste trabalho são apresentadas as G2CBS em detalhes, é feito um estudo sobre a cinemática e dinâmica de veículos subaquáticos, e são propostas novas estratégias para planejamento de movimento e desvio de obstáculos, e associada à especificação da direção do caminho, um método de otimização e proposto e comparado.<br> / Abstract : The hazards and costs associated to subaquatic operations make the research and development of underwater vehicles attractive. A very strong research line related to underwater vehicles aims to increase these vehicles capacity of analyzing their missions, planning their movement and adapting their operation according to environmental conditions. Movement planning for underwater vehicles usually disregard their kinematic and dynamic constraints, which results in positioning errors during the following of the planned path. The kinematic and dynamic constraints can be readily included in the movement planning process through the use of G²-continuous cubic Bézier spirals (G2CBS). The G2CBS consist in the concatenation of two Bézier curves, whose control points are calculated in such a way that the resulting curve has a continuous curvature limited to a certain value ?_max, which in turn represents na approximation of the vehicle?s kinematic and dynamic constraints. In this work the G2CBS are presented in details, the kinematics and dynamics of underwater vehicles are reviewd, and new strategies for movement planning and obstacle avoidance are proposed.

Mestrado Integrado. Engenharia Civil. Especialização em Geotecnia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Actualmente en el Perú, la investigación submarina está poco desarrollada y en consecuencia no existen medios suficientes para seguir una evolución constante de nuestra ciencia y tecnología en esa rama. Además el actual sistema de navegación submarina está basado en el buceo, y como es sabido está limitado ya que toda investigación depende de las máximas capacidades a los que pueda llegar un hombre totalmente preparado para llevar a cabo esta tarea. Es por eso que la investigación submarina en el Perú está supeditada a lo que puedan lograr buzos submarinos, con los límites naturales que pueda soportar una persona totalmente capacitada. Entonces el desarrollo de un control electrónico, para implementarlo en un submarino eléctrico experimental puede solucionar en gran medida los problemas existentes que impiden una mejora substancial en lo que navegación submarina se refiere. El presente trabajo contiene cuatro capítulos donde se muestra el desarrollo del sistema. El primer capítulo trata sobre la problemática que se aborda en este trabajo mostrando las dificultades actuales en investigación. El segundo muestra la fundamentación teórica que respalda este estudio. El tercer capítulo muestra el diseño de la solución que se obtiene en este desarrollo, finalmente en el cuarto capítulo se muestra los resultados de pruebas del sistema integrado. Finalmente se concluye que el desarrollo de este control electrónico brinda las herramientas necesarias para desarrollar una investigación submarina efectiva, siendo necesario continuar con el estudio de esta rama tecnológica dentro del Perú. / Tesis

El presente trabajo presenta una propuesta para el desarrollo de un vehículo submarino autónomo que ayude a las embarcaciones dedicadas a la pesca de anchoveta a estimar el porcentaje de especies juveniles bajo sus redes para así ayudar a la conservación de la especie. Actualmente, en el Perú, la captura de ejemplares pequeños es sancionada con una multa que es proporcional al volumen de pesca que infringe la norma. Por este motivo, se desea que el proyecto propuesto resulte más económico que el pago de las multas, y así ser considerado como una alternativa atractiva por las empresas pesqueras. Se inicia el trabajo presentando en el capítulo 1 la descripción de la problemática. Además, se detalla la normativa presente en el país para la regulación de la pesca de anchoveta. En el capítulo 2, se presenta el concepto que solucionará la problemática expuesta. También, se describen los requerimientos que debe cumplir el sistema mecatrónico para dar solución a la problemática. En el capítulo 3, se describe el sistema mecatrónico propuesto y se detalla su funcionamiento. Además, se presenta y describe las características de los sensores, actuadores y demás componentes que lo integran. Por otro lado, se presentan los planos mecánicos y diagramas esquemáticos del sistema, así como también se da una breve descripción de su funcionamiento dentro del sistema. Por último, se presenta y describe el diagrama de flujo del control del sistema mecatrónico y se describe. En el capítulo 4, se presenta el presupuesto requerido para la implementación del sistema mecatrónico, el cual es avalado por proformas que son adjuntadas en los anexos. Finalmente, en el capítulo 5, se presentan las conclusiones respecto al trabajo realizado. / Tesis

Ocean pollution and contamination of the water are serious problems because of its rapid increase and spread, having a negative effect on people, animals and the environment. Due to this, new technologies to monitor and measure environmental parameters are being developed. Remotely Operated Underwater Vehicles (ROVs) have become a commonly used robotic platform in oceanographic monitoring and analysis. The ROVBWSTI, designed by Fraunhofer IOSB-AST Institute, is an underwater modular vehicle capable of fulfilling numerous tasks, especially in the area of environmental sensoring. The motion of the ROV is commanded through a joypad controller, and functional requirements of autonomy are not implemented yet. Motivated by this fact, this master thesis focuses on the modelling of the dynamics of the remotely operated vehicle, considering its motion, existing ocean currents, effects of gravitation and buoyancy. Moreover, the concrete effect of the thrusters on the ROV is analysed and identified. Furthermore, the detailed identification of the dynamic and hydrodynamic parameters required in the model is considered, based on empirical estimations, computational methods and experimental tests. The obtained approach is simulated and optimized, using real motion trials as a reference. After the successful modelling, the design of an essential control system that includes set-point regulation and waypoint tracking is performed and simulated. As a result, it obtains an accurate dynamic model of the remotely operated vehicle that was successfully simulated and compared with real motion tests. On the other hand, the proposed control system applied to the model adequately achieves its purpose of regulation and way point tracking that allows the autonomy of the vehicle. / Tesis

El presente proyecto pretende incorporar a la nueva tecnología informática, parte de los algoritmos matemáticos probados a través de décadas, los mismos que son desarrollados manualmente utilizando pizarras acrílicas, ábacos de material plástico y muchos cálculos mentales. El nuevo sistema proporcionará soluciones en forma rápida y exacta, sirviendo de excelente soporte a las decisiones del comando durante las fases de aproximación y ataque submarino. / Tesis