Implementación de una aleta caudal utilizando aleaciones con memoria de forma y técnicas de control avanzado para un robot bioinspirado

La robótica submarina enfrenta desafíos como la interferencia electromagnética generada por motores tradicionales, que puede afectar negativamente a la fauna marina, y la necesidad de desarrollar sistemas de propulsión eficientes y controlables en entornos acuáticos, por lo tanto el objetivo del presente trabajo fue implementar una aleta caudal utilizando aleaciones con memoria de forma (SMA) y técnicas de control avanzado para un robot bioinspirado del proyecto de robots subacuáticos, con el fin de lograr un desplazamiento controlable y preciso en entornos acuáticos. La metodología implementada tuvo un enfoque cualitativo y cuantitativo, con un diseño de tipo experimental, ya que se manipularon las variables descritas para evaluar su efecto en el rendimiento del sistema. Se construyó un prototipo sumergible en PLA reforzado con resina, dotado de resortes de nitinol activados térmicamente. Se realizaron simulaciones en MATLAB y pruebas en un entorno controlado, aplicando estrategias de control ON/OFF y fuzzy, evaluando variables como el ángulo de oscilación, tiempos de activación y enfriamiento, consumo energético y comunicación Bluetooth. Mediante esta metodología se logró determinar que la aleta alcanzó un ángulo promedio de ±30°, con control fuzzy mostrando una mejora del 34% en estabilidad frente al control ON/OFF. El módulo Bluetooth fue estable hasta 27 cm, con más del 90% de éxito en transmisión; sin embargo, a partir de los 30 cm su rendimiento disminuyó significativamente. El tiempo de operación se limitó a 10.4 minutos debido al enfriamiento del nitinol. En ese contexto, se concluye que el uso de SMA permitió simular efectivamente el movimiento ondulatorio de los peces; el prototipo mostró una propulsión funcional, estable e impermeable, con flotabilidad neutra, siendo una solución viable y eficiente para entornos subacuáticos, aunque dependiente de una adecuada gestión térmica y con limitaciones en la comunicación inalámbrica bajo el agua.

• Päätekijä: Bejarano Gavilanes, Daniel Andree (author)
• Muut tekijät: Ramírez Herrera, Reinaldo Steven (author)
• Aineistotyyppi: bachelorThesis
• Kieli: spa
• Julkaistu: 2025
• Aiheet: ALETA CAUDAL; ALEACIONES TERMOACTIVAS; NITINOL; PROPULSIÓN SUBACUÁTICA; CONTROL FUZZY
• Linkit: https://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/23970