Estado del arte del ROV

¿Qué es un ROV?

Un vehículo operado remotamente (ROV) es un dispositivo robótico capaz
de ser sumergido en el agua, el cual no está tripulado y es conectado a una
unidad de control ubicada en la superficie a través de un cable; al igual que
su fuente de alimentación. En su estructura contiene componentes como
cámaras, linternas, motores, sensores y sonares, lo necesario para realizar
trabajos en las profundidades  dependiendo del objetivo. Los sistemas Rov
pueden variar desde simples plataformas con cámaras, hasta grandes máquinas
complejas.

Sin embargo, los Rov's más básicos contienen:

• El vehículo
• Sistema de lanzamiento/recuperación
• Unidad de suministro de energía
• Consola de control
• Monitor

Clasificación de ROVs Submarinos

• Clase 1. De observación. Éste tipo de vehículos están destinados a realizar
  exploraciones a nivel básico, por lo que no pueden enfrentarse a ambientes demasiado adversos.

https://pureadvantage.org/news/2016/11/15/underwater-robots/

• Clase 2. De observación y de transporte de cargas pequeñas. 

https://www.euronews.com/2017/08/07/how-will-the-new-intelligent- breed-of-rovs-benefit-us

• Clase 3. Para trabajos generales a nivel de intervención.

https://www.azorobotics.com/equipment-details.aspx? EquipID=440

• Clase 4. Tractores sumergibles o enterrados de líneas de cables.

http://vvlairov-com.sell.everychina.com/p-105066874-underwater- track-rov-vvl-ld260-1800.html

• Clase 5. Vehículos y prototipos en desarrollo.

https://www.kickstarter.com/projects/1114649432/biki-first-bionic-wireless- underwater-fish-drone

Estos sistemas son utilizados para diferentes fines en distintas áreas:

• Ingeniería y Mantenimiento

1. Reparación de estructuras.
2. Fondeo de embarcaciones.
3. Recuperación de elementos en altamar.
4. Apoyo en construcciones submarinas.  

• Investigación científica.

1. Inspección y exploración de terreno submarino.
2. Toma de muestras.
3. Grabación de documentales.

• Emergencias.

1. Intervención inmediata.
2. Salvamento.

Estado del Arte

Resumen

La robótica submarina ha ayudado al desarrollo de la exploración e investigación del área marítima. Dicho apoyo se ve reflejado en el envío de robots no tripulados, logrando así alcanzar grandes profundidades y soportar altas presiones. El futuro y aplicaciones de esta tecnología se muestran prometedores con un gran potencial de exploración de nuevas áreas de investigación.

1.2. Aplicaciones de los ROVs submarinos

El diseño de los robots submarinos está planeado para que éstos puedan hacer tareas debajo del agua, ya sea mientras navega libremente o en un punto establecido previamente al cual llegue mediante algún manipulador externo, en nuestro caso múltiples impulsores.

Los RS se dedican a realizar dos tipos de misiones, pero nos enfocaremos en la tarea a realizar de nuestro proyecto: Misiones de Inspección.

Son aquellas misiones que se realizan durante la navegación del robot submarino. En este tipo de tareas no se requiere un brazo manipulador, ni mecanismos para interactuar con el ambiente. Una misión de inspección puede consistir en: adquirir imágenes con una o varias cámaras, mientras el robot navega en el agua; la observación del lecho marino, mediante la obtención de datos de la cartografía acústica o de la calidad del agua, y la revisión de instalaciones submarinas, como estructuras metálicas, tuberías cables, etc. Misiones de Manipulación. Son aquellas misiones en las que el robot submarino interviene brazos manipuladores o herramientas. Para el desarrollo de estas misiones se deberá contar con un sistema de visión en tiempo real (en el caso de ROVs), que proporciona al operador las imágenes en directo del entorno de operación. Las tareas típicas de manipulación comprenden: el mantenimiento de estructuras subacuáticas; la apertura y cierre de válvulas en instalaciones subacuáticas; la desactivación de minas; él ensamble y desensamble de componentes; la recolección de muestras para estudios
arqueológicos, geológicos o ecológicos; la intervención en desastres para controlar las fugas de material contaminante o el apoyo en el rescate de personas.

2. Componentes de Robots Submarinos

2.1. La Cabina

La cabina o casco (en inglés Hull) consiste de la estructura y el material que reviste al robot submarino. En la cabina están montados y/o contenidos, el ordenador a bordo, el equipo eléctrico y electrónico (motores eléctricos, controladores, convertidores de señales, sensores, tarjetas electrónicas, etc), y los elementos mecánicos del robot (como lo son el sistema de lastre, las aletas y los impulsores). Los factores que determinan el diseño de una cabina son: la profundidad a la que va operar (y por lo tanto la presión hidrostática que va a soportar); los niveles de temperatura que va resistir; la resistencia a la corrosión; el volumen de los elementos que contendrá; la facilidad para ensamblar /desensamblar; la factibilidad de su construcción y el costo.   Por otro lado, otro factor que se debe considerar son las fuerzas de arrastre que se generan por el movimiento del robot. Estas fuerzas son proporcionales al cuadrado de la velocidad del robot. Cuando el robot se mueve a velocidad constante, la fuerza generada por el impulsor es igual a las fuerzas de arrastre. Por lo tanto, a menores fuerzas de arrastre menor es la energía consumida durante la navegación del robot. Las fuerzas de arrastre dependen en gran medida de la geometría de la cabina.

Múltiples impulsores

Dentro de los diversos sistemas de propulsión para robots submarinos está el de múltiples impulsores (el sistema más utilizado en los ROVs) y como su nombre lo indica, consiste en un número determinado de impulsores. La ventaja de este sistema es la maniobrabilidad que aporta al vehículo. Comúnmente los motores de mayor importancia son colocados en la parte trasera del vehículo, sin embargo, no hay una regla para la ubicación u orientación de los motores. Este sistema es utilizado comúnmente para trabajos de manipulación e inspección  
debido a su precisión de posicionamiento.

Una configuración que puede dotar de seis grados de libertad a e utiliza sobretodo en trabajos de manipulación e inspección por su precisión en el posicionamiento y su capacidad para gobernar los grados de libertad independientemente. Los robots submarinos que utilizan el sistema de arreglo de impulsores suelen tener forma cúbica o esférica y compacta. El inconveniente que presenta esta configuración es el alto consumo de energía debido a la gran cantidad de impulsores.

Sobre el proyecto de Semana i

¿Qué esperamos del ROV de semana i?

Desarrollar un vehículo operado remotamente que nos permita visualizar el fondo de una laguna. Se pretende observar la flora y fauna silvestre marina y apreciar la comunidad de peces diablo en la laguna de la Vega escondida.

Esperamos diversión y amplio aprendizaje de temas aplicados. Esperamos un desarrollo productivo en el tiempo que disponemos para incrementar nuestras habilidades respecto a los temas de física, circuitos eléctricos y mecánica. Asimismo, se espera poner en práctica habilidades como el trabajo en equipo, la asertividad, el orden, y la correcta gestión de recursos.

El equipo se compromete a trabajar bajo la presión que la actividad demande, y darle al proyecto alcances más allá de la institución educativa anfitriona

Diseño del ROV

A continuación se muestra una representación del circuito básico con el que se planea construir el ROV.

Referencias

Qstar. (2018, septiembre 24). Retrieved from
https://www.rovs.es/que-es-un-rov

ROV operations. (2018, septiembre 24). Retrieved from
https://www.qstar.es/rov-operations

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