Vehiculo acuatico

Prototipo de Vehículo Acuático Portable para la Observación de Cetáceos
Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas


En este artículo se muestra el primer acercamiento al diseño de un vehículo acuático portable modular con mando a distancia, el cual consta de una base flotante móvil con módulo de transmisión y recepción dedatos. De la base flotante colgará una cápsula sumergible para dos cámaras digitales con un mecanismo de rotación en 3 grados de libertad (pan-tilt-zoom, PTZ) y elementos de sujeción para instrumentación científica.

Palabras Clave: Vehículo acuático, mando a distancia, diseño modular, mecanismo PTZ.

Introducción
En el estado de Baja California se encuentra el Centro de Investigación deCiencias Marinas (CICIMAR), el cual está ubicado en la ciudad de la paz, este centro de investigación cuenta con diversas áreas de investigación, una de ellas es la de la ballena azul, que entre los meses de diciembre y abril llegan a las costas de Baja California, y es durante esta temporada que los científicos recaban información de esta especie. Sin embargo los investigadores se encuentran con muchasdificultades para este propósito, ya sea por falta de equipo para la investigación o falta de medios para el acercamiento a las ballenas, por esta razón los investigadores han hecho una solicitud a la UPIITA para el diseño y manufactura de un vehículo que sea capaz de transportar una cámara, logrando de esta manera un medio de acercamiento a los cetáceos.
Para dar una solución a esta necesidadse ha hecho un análisis de posibles soluciones con base a los requerimientos planteados; se determinó que se creará un vehículo acuático con mando a distancia, el cual podrá alejarse del centro de control un mínimo de 100 metros, contará con un módulo con un cordón umbilical donde irá montado un mecanismo PTZ y sobre el cual se colocará la cámara digital, este módulo contará con placas de montajepara sujetar los dispositivos que los investigadores requieran, todo el vehículo será modular y cabrá en una maleta para transportarse fácilmente a donde se requiera. Para que los investigadores tengan una visión aproximada de lo que está encuadrando la cámara, se implementará un sistema de visión en primera persona, lo cual permitirá que los científicos tengan un perspectiva más cercana a lasballenas y asimilen esta tecnología rápidamente.
La finalidad de este proyecto es ayudar a la modernización de la investigación en México empleando tecnología de última generación, abriendo nuevas posibilidades a los científicos e investigadores de nuestro país.

Material y Métodos
Para el diseño del primer acercamiento se tomaron en cuenta diversas características, la primera es el medio dondese va a utilizar el vehículo, el cual es el acuático, y una característica de gran importancia de este medio es la salinidad, esta se debe de tomar en cuenta para el diseño del vehículo, al igual que la temperatura de la región, la cual varía entre 15 y 22 grados centígrados. Por otra parte, una cuestión que es de gran importancia es la presión hidrostática, esta se duplica cada 10 metros deprofundidad, no obstante, la característica que puede afectar directamente al vehículo son las corrientes marinas, que en la zona de Baja California oscilan entre los 2cm/s hasta 115cm/s.
En cuanto a los dispositivos que se implementaran en el diseño del prototipo se encuentran los siguientes.
Raspberry Pi – La cual es una computadora de bajo costo de dimensiones muy pequeñas, que contiene unprocesador ARM1176JZF-S a 700MHz, una unidad de procesamiento gráfico y Video Core IV y 512MB en RAM. Para almacenar el sistema operativo y datos persistentes utiliza una memoria SD.
RaspiCam – Esta es una cámara que consiste en un sensor CMOS de 5 megapixeles, 8 bits por canal, capacidad de captura de video de hasta 1080p a 30fps. Posee un lente asférica, distancia focal equivalente a f=3.6 mm,...