ANALISIS Y SIMULACIÓN DE CONTROL OPTIMO DE FUERZA PARA UN SISTEMA REDUNDANTE TELEOPERADO APLICADO EN MANTENIMIENTO NAVAL

 Establecer una estrategia para el control del movimiento interno y fuerza de un sistema robótico, conformado por un vehículo subacuático y un brazo manipulador para cumplir de manera eficiente y precisa con la tarea de limpieza de una superficie bajo el agua, considerando la presencia de fuerzas externas.

La limpieza sub-acuática de materiales de acumulación sobre superficies submarinas es un problema difícil, ya que las superficies tratadas tienen formas y propiedades irregulares. Gran parte de las técnicas de solución existentes, la operación la realizan buzos que trabajan en turnos, utilizando dispositivos de limpieza, mientras que en general los sistemas robotizados (autónomos) se usan para otras tareas de mantenimiento e inspección.  En su mayoría, los robots utilizados para limpieza de superficies marinas en la actualidad son tipo escalador y están limitados a superficies ferromagnéticas, así también existen muchos otros que mantienen distintas limitantes, entre ellas el bajo nivel de manipulabilidad para tareas de contacto en presencia de perturbaciones al entorno de trabajo.

La eficiencia y la velocidad de las diversas técnicas de limpieza del casco de barcos y las condiciones de funcionamiento juegan un papel importante [4]. Actualmente, se requieren estudios sobre la eliminación efectiva de las bio-incrustantes sin dañar la superficie, el desarrollo tecnológico en esta línea es creciente. Podemos mencionar, por ejemplo, la aplicación de pinturas antiadherentes de bio-incrustantes, pero son altamente contaminantes. También son muy utilizados los sistemas de chorro de agua, tecnología que se muestra prometedora en este campo, pero es muy costosa, así como muchas otras que se detallan en los antecedentes.

En vista de que esta tarea es de alta peligrosidad para operadores humanos, que las nuevas tecnologías aún mantienen un costo elevado y que es de gran relevancia para el comercio marítimo, existe una gran necesidad del desarrollo de plataformas subacuáticas teleoperadas.  Estas plataformas deben ser capaces de hacer la limpieza de diferentes superficies con flexibilidad de movimiento, aprovechando las propiedades del medio y de realizar de manera eficiente la tarea, a pesar de la perturbación del medio. Por lo que se propone establecer una estrategia de control adecuada para el óptimo desempeño de las partes de un sistema antropomórfico, compuesto de una base móvil sumergible de 6GDL y un brazo manipulador de mínimo 4GDL, redundante. Se propone controlar la fuerza de aplicación de la tarea que se le especifique y también, de manera simultánea, controlar el movimiento interno para la manipulabilidad del sistema considerando perturbaciones del entorno (fuerzas externas).