Sistema mecatrónico submarino para la limpieza de casco de embarcaciones

Abstract

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.