Diseño de un robot autónomo para la limpieza de áreas de 100m x 40m de playa de arena

Abstract

En la actualidad, existe gran cantidad de contaminación en las playas del litoral peruano y las hay de varios tipos, tales como residuos orgánicos, plásticos, metálicos, desmonte y dañinos como residuos hospitalarios. Esto se genera debido a la poca cantidad de contenedores adecuados para los residuos mencionados; lo cual causa la poca afluencia de visitantes y la reducción de flora y fauna en el litoral peruano. Para solucionar este problema, este proyecto plantea el diseño de un robot autónomo de recolección de residuos en playas de arena para un área de 100m x 40m. Previamente a la limpieza, el encargado de la recolección debe asignar una etiqueta al robot, y delimitar el área de trabajo a través de la interfaz de usuario; de esta forma, el microcomputador del robot puede generar una ruta ideal. Para su navegación autónoma, el robot debe obtener, en tiempo real, imágenes de su camino frontal y así identificar posibles obstáculos en su camino. La captación de residuos se puede dividir en cuatro etapas, la primera es la recolección de residuos más arena utilizando el tambor rotativo frontal; la segunda es la filtración de arena de los residuos utilizando un motor de vibración montado debajo de un recipiente perforado; la tercera es el transporte desde el recipiente hacia el depósito de almacenamiento utilizando un solo cangilón instalado sobre 2 ejes con cadenas y sprockets impulsados por un motorreductor DC; finalmente, la cuarta etapa es el almacenamiento y liberación de los residuos en el depósito utilizando una tolva que posee celdas de carga y una cámara para monitorear el peso y nivel; además, una compuerta inferior impulsada por un cilindro eléctrico DC. La energía del robot es proporcionada por un banco de baterías del tipo Li-Po. La autonomía energética de este banco debe ser mayor a una hora, funcionando con una velocidad lineal de 0.5m/s. Por otro lado, debe ser posible la recarga del banco mediante un pad de carga magnético.