Projecte ROV

7/25/2019 Projecte ROV

1/58

disseny i contrucci

d

Arnau Valbuena

un treball de recerca

Gener 2016

Tutor: Joan Als

INS Vilatzara / 2n Ba tx. A

d un robot submar

V

projecte


2/58

"#

!Com descriure les impressions que em

va deixar aquell passeig sota les aig"es?Les paraules no arriben a contar tals meravelles.

Quan fins i tot el pinzell #s incapa$de reflectir

els efectes particulars de l%

aigua,com reproduir-los amb la ploma?!

Vint mil lleges de viatge submar(Jules Verne, 1870)


3/58

!

!"#$%

1. INTRODUCCI ..........................................................................................................4

2. EL PERQU DE TOT PLEGAT ................................................................................. 6

2.1QU S UN ROV? ................................................................................................... 6

2.2OBJECTIU DE RECERCA........................................................................................... 7

2.3PRINCIPALS REFERENTS.......................................................................................... 7

3. PRINCIPIS DE HIDROSTTICA ................................................................................ 9

3.1LA FLOTABILITAT..................................................................................................... 9

3.2EL PRINCIPI DARQUMEDES.................................................................................. 10

3.3EL PRINCIPI DE PASCAL......................................................................................... 12

4. PROJECTE ROV ...................................................................................................... 13

4.1BASTIDOR............................................................................................................ 13

4.1.1 Disseny i construcci del bastidor ............................................................... 13

4.1.2 Flotabilitat del bastidor ................................................................................. 19

4.2PROPULSORS....................................................................................................... 23

4.3SISTEMA ELCTRIC I DE CONTROL.......................................................................... 28

4.4POSTA A PUNT FINAL............................................................................................. 33

5. DIARI DIMMERSI ................................................................................................. 37

5.1BAPTISME!(DE PISCINA) ........................................................................................ 37

5.2EL ROVPROVA LA SAL......................................................................................... 38

5.3PROVES DOPERATIVITAT...................................................................................... 40

5.4CERCANT ELS LMITS............................................................................................. 42

6. CONCLUSIONS. MS ENLL DEL PROJECTE ROV ........................................... 45


4/58

"

7. AGRAMENTS ......................................................................................................... 49

8. FONTS D'INFORMACI .......................................................................................... 50

8.1BIBLIOGRAFIA....................................................................................................... 50

8.2WEBGRAFIA.......................................................................................................... 50

ANNEXOS .................................................................................................................... 51

ANNEX 1:MATERIALS I COSTOS................................................................................... 51

ANNEX 2:LLISTAT DE COMEROS ON SHA ADQUIRIT EL MATERIAL................................ 52

ANNEX 3:EL BLOG..................................................................................................... 53

ANNEX 4:EL CANAL DE VDEO DE YOUTUBE................................................................ 54

ANNEX 5:PLNOLS TCNICS DEL ROV......................................................................... 56


5/58

"

!" $%&'()*++$,

Em dic Arnau Valbuena, i en el moment descriure aquestes lnies estudio 2n de

batxillerat a lInstitut Vilatzara de Vilassar de Mar. L'objectiu de la present

memria s documentar el meu treball de recerca (TR d'ara endavant),

explicant pas a pas el procs de disseny i construcci dun submergible operat

per control remot.

M'agrada el mar i m'agrada la tecnologia prctica, aix que, quan em vaig

plantejar fer un treball dinvestigaci al que li hauria de dedicar tan de temps i

esforos, vaig pensar que seria una bona idea combinar ambdues aficions. El

resultat s aquest "Projecte ROV, disseny i construcci d'un robot submar".

Vaig comenar aquest TR a principis de juny de 2015. Volia tenir el ROV

enllestit abans de la fi de lestiu, perqu era conscient que un cop comenat el

curs la meva disponibilitat de temps i les condicions adverses de la mar serien

factors limitadors. Vaig considerar que una bona manera de tenir organitzada la

informaci des dun principi era elaborar un blog on recolls les fotografies, els

vdeos, i qualsevol altre aspecte dinters relacionat amb el procs de disseny i

construcci del ROV. Tanmateix, vaig crear un canal de vdeo a YouTube

perqu tamb volia fer una srie de vdeos explicatius on es demostressin,

duna forma prctica i didctica, alguns aspectes de la fsica involucrada en la

flotabilitat i navegabilitat del meu submergible. Aix vaig crear:

Projecte ROV El Blog:

http://projecterov.blogspot.com.es

Projecte ROV El canal de YouTube:

https://www.youtube.com/channel/UC4_QVp_JtrNPySnWqHiE96Q


6/58

#

He subdividit aquesta memria en diferents apartats. Tot seguit d'aquesta

introducci (apartat 1), explico els meus objectius i el perqu daquest projecte

(apartat 2). Desprs ofereixo una petita introducci als principis fsics principals

que regeixen la cincia de la hidrosttica (apartat 3). A continuaci trobem la

part principal del treball on documento el disseny i la construcci del ROV

(apartat 4), des de lobtenci del les diferents parts que el constitueixen, fins al

seu acoblament definitiu i la posta a punt final. La darrera part de la memria

est dedicada a explicar les diferents immersions del submar (apartat 5), tant

en aiges dolces com salades, i a exposar les conclusions finals del projecte

(apartat 6). He considerat que valia la pena afegir a la part final d'aquesta

memria una secci dannexos on, entre altres coses, el lector trobar un llistat

de tot el material utilitzat, el seu cost, i els comeros als que mhe adreat per

tal dadquirir tots els components que integren el meu ROV.

Acompanyeu-me en la meva singladura. Salpem!

Arnau ValbuenaVilassar de Mar, gener 2016


7/58

$

-" ./ 0.'1*2 ). &(& 0/.34&

-"! 156 78 59 '(:;

Lacrnim ROV, o ROUV, significa Remotely Operated Underwater Vehicle, un

robot submar no tripulat governat a distncia amb un comandament connectat

a l'aparell mitjanant un cable. Aquest "cord umbilical" permet governar el

ROV des de la superfcie enviant als seus motors l'energia i les ordres

necessries pel seu funcionament. Tanmateix, mitjanant aquest cable, lesimatges enregistrades per les cmeres de vdeo del submar, o qualsevol altres

dades captades pels sensors que pot equipar, poden ser enviades al vaixell de

suport per el seu anlisi en temps real.

Els ROVs professionals poden portar, a banda de l'imprescindible cmera, una

gran varietat de braos manipuladors per realitzar treballs en profunditat.

Aquest tipus de ROV s molt til per per poder crear-los hauria necessitat ms

temps i uns coneixements mes elevats d'electrnica i programaci (fig. 1, esq.)

La meva intenci era crear un ROV fora ms simple, amb una estructura

bsica i econmica, i limitat a poder-se desplaar i enregistrar vdeo, sensebraos ni elements ms sofisticats (fig. 1, dreta).

!"#$ & '() *+,-.//",012 3./45.++16 " '() 1718.5+ 39+.816


8/58

%

-"- (?@A5 B> C>?>C?D

El que pretenia aconseguir amb el meu TR era la creaci dun ROV

completament des de zero, un submar lleuger que pogus funcionar

adequadament, i que estigus fet amb materials relativament econmics i de

fcil adquisici. El repte implicava el disseny dun bastidor que pogus actuar

com a suport de la resta de components del submergible: propulsors, sistema

elctric, cmera de vdeo, etc.

-"E 0CA9?AFDG8 C>H>C>9@8

En el mn de la construcci amateur de robots subaqutics tots els camins

condueixen al mateix lloc: al llibre Build your own Underwater Robot and other

Wet Projects de Harry Bohm i Vickie Jensen (fig. 2, esquerra). Al capbussar-me

a l'oce d'internet em va sorprendre descobrir la influncia d'aquest llibre en tot

tipus de projectes escolars, i fins i tot universitaris, relacionats amb l'exploracisubmarina. Influncia que vaig constatar, per exemple, al Seaperch underwater

robotics program, o als Campus Presub del Centre d'Investigaci en Robtica

Submarina (CIRS) de la Universitat de Girona.

Deixant de banda aquest llibre de referncia bsica, i que va constituir la mevafont principal d'informaci per crear el ROV, vaig descobrir una infinitat de

!"#$ : ;2 22" ?,@7 3./45.++16 " 21 *A#"01 B.< 9. C8.*@.0 D@,0. 39+.816E 95./ 9. 2./

+.-.+F0G"./ 7H/ "7*,+8108/ .0 .2 7.5 *+,I.G8.


9/58

&

pgines d'internet sobre el tema fora interessants, entre les que destaco

una: Homebuilt Rov's, de Stephen Thone (fig. 2, dreta). A partir dels models

desenvolupats per Bohm en el seu llibre, Thone proposa millores en els

dissenys de Bohm, com una nova disposici dels propulsors, i d'altres canvis o

suggeriments que poden dotar de major operativitat als nostres ROVs. De

internet vaig treure una pila de bones idees que vaig aplicar al meu projecte

(fig. 3).

!"#$ J K"-.+.08/ .L.7*2./ 9. 7,9.2/ 9. '() G,0/8+5M8/ *.+ 1-"G",018/ 3"718#./ .L8+.8./ 9. !"#$ &'()*

+,-./" 9N128+./ *A#"0./ B.< /,


10/58

'

E" 0'$%+$0$I ). J$)'(I&K&$+4

E"! /D HGL@D


11/58

()

En el cas del meu ROV volia aconseguir una flotabilitat lleugerament positiva,

per garantir que en cas de fallida dels propulsors el submar ascends

lentament per si sol. No obstant, calia apropar-nos a la neutralitat, perqu si la

flotabilitat era massa positiva el ROV suraria, i el propulsor de descens podria

no tenir fora suficient per a enfonsar-lo.

Des del principi vaig tenir clar que una de les claus de lxit del meu submar

estaria en la recerca d'un adequat equilibri de forces. s per aix que vaig

haver de comprendre i aplicar el principi fsic que regeix la flotabilitat dels

cossos submergits en un fluid: el fams principi d'Arqumedes.

E"- .G FCA9?AFA BM4CN5OP>B>8

El principi fsic que explica la flotabilitat dels

cossos en un fluid va ser enunciat pel savi grec

Arqumedes de Siracusa (fig. 5) fa ms de dos

mil anys. Aquest principi diu:

"Tot cos submergit en un fluid

experimenta una fora d'empenyiment

de baix cap a dalt igual al pes

del fluid que desallotja"

L'aplicaci d'aquest principi permet preveure la flotabilitat d'un cos sense

necessitat de posar-lo a l'aigua. Podem determinar el seu volum i valorar

l'empenyiment calculant quant pesa aquest mateix volum d'aigua. Comparant el

pes del nostre objecte amb aquest empenyiment que explica el principi

d'Arqumedes podrem deduir, prviament sense ficar-lo a l'aigua, si el cos

!"#$ S T+45U7.9./ 9. C"+1G5/1


12/58

((

s'enfonsar (flotabilitat negativa), quedar en suspensi dins el fluid (flotabilitat

neutra), o surar (flotabilitat positiva).

Tenir la capacitat de calcular prviament la flotabilitat d'un cos representa un

avantatge enorme per a qualsevol dissenyador d'enginys submarins. Us

imagineu que un cop construt el meu flamant ROV aquest s'enfonss com una

pedra arrossegat pel seu pes excessiu? O que surs com una pilota de platja

sobre la superfcie de l'aigua, empentat per una fora hidrosttica impossible de

vncer amb el motor de descens? Doncs no. Podrem ajustar ms endavant una

mica la flotabilitat a la recerca de major exactitud, per necessitem fer

prviament uns clculs terics que permetin comparar el pes del ROV amb el

pes del volum del lquid que aquest desplaa un cop submergit.

El problema s que un ROV no presenta una forma que permeti una fcil

determinaci del seu volum. Com mesurar el volum d'un cos irregular? (fig. 6)

La resposta a la pregunta Com calcular el volum del bastidor del ROV?, em va

plantejar un problema prctic la resoluci del qual explicar ms endavant a

lapartat Flotabilitat del bastidor (apartat 4.1.2, pg. 19).

!"#$ V '.*+./.081G"P ./45.7A8"G1 9. G,7 7./5+1+ .2 R,257 9N50 G,/ "++.#521+

Empenyiment

Lquiddesplaat

Pes dellquid

desplaat

Volum

del lquiddesplaatCosirregular

Volum

del cossubmergit

Pes del cossubmergit


13/58

(*

E"E .G FCA9?AFA B> 0D8?DG

Aquest principi fonamental de la hidrosttica va

ser enunciat pel matemtic francs Blaise

Pascal (fig. 7) fa ms de tres segles. Aquest

principi afirma:

"La pressi exercida per un fluid

incompressible en equilibri dins d'un

recipient de parets rgides es transmet

d'igual manera en totes direccions i en

tots els seus punts

En altres paraules, aix significa que si s'exerceix una

pressi exterior sobre un lquid en reps, aquest exercir

una pressi de la mateixa intensitat sobre qualsevol cos

que hi estigui en contacte. Aquesta pressi sempre actua

perpendicularment a la superfcie del cos, sigui quina

sigui la seva posici: s per aix que es diu que la

pressi es transmet en totes direccions (fig. 8).

Descobrir aquest principi va ser de gran importncia per a mi. Jo estava

preocupat per la resposta del meu ROV a grans profunditats. Estava sent molt

curs en la recerca duna flotabilitat propera a la neutralitat, i temia que a

laugmentar la columna daigua sobre el ROV un cop submergit, aquest

senfonsaria per laugment de la pressi. Un cop vaig conixer el principi de

Pascal, vaig comprendre que, en principi, les meves preocupacions no tenien

base cientfica. El ROV, estigus a la profunditat que estigus, experimentaria

una pressi hidrosttica idntica en totes direccions.

!"#$ W ?21"/. X1/G12

!"#$ Y )"/512"8Z1G"P 9.2

X+"0G"*" 9. X1/G12


14/58

(+

Q" 0'(R.+&. '(:

Q"! SD8@ABLC

!"#"# %&''()* & +,)'-./++&0 1(2 34'-&1,.

El bastidor del meu ROV constitueix el seu veritable esquelet, i est construt

bsicament a partir de tubs de plstic PVC enganxats amb cola. El seu disseny

est inspirat en el del model Seafox del llibre de Harry Bohm del que ja he

parlat a Principals referents (apartat 2.3, pg. 7). El meu bastidor no tenia

perqu tenir unes mides exactes, tan sols calia assegurar-me que un cop

construt pogus allotjar els propulsors i la resta de components. Vaig decidir

donar-li una forma de paralleleppede fora convencional. Un cop vaig decidir

l'aspecte general del ROV (fig. 9), vaig elaborar uns plnols tcnics a escala

amb les diferents vistes del submergible, i amb les mides exactes que

permetrien la seva construcci (fig. 10).

!"#$ [ T/*.G8. #.0.+12 9.2 '()0$12"33.L8+.8 9.2 22"

?,@76


15/58

"#

!"#$ &' ()*+,)- ./0+"0- 12) 345 62.- 789 2) :;,#;787;" ?@ A"-.2- " 8"12- 12) -B982;#"9)2


16/58

(#

Vaig dissenyar el bastidor del ROV a partir de dues parts diferenciades:

La base(fig. 11, inf. esquerra) :part inferior del bastidor encarregada de fer

de suport dels motors propulsors, i de les caixes de connexions.

El flotador (fig. 11, sup. dreta): part superior del bastidor encarregada

datorgar al ROV una empenta hidrosttica que compenss el pes del conjunt

format per la base, els propulsors, i la resta de components acoblats a la base.

Vaig encolar els tubs de PVC del flotador (fig. 11, sup. esquerra), i vaig unir

entre si les dues parts del ROV mitjanant unes brides de plstic (fig. 11, inf.

dreta). Aquest sistema permetria el seu desmuntatge fcil quan calgus

realitzar tasques de revisi i manteniment dels propulsors o del sistema elctric.

!"#$ && \,0/8+5GG"P 9.2


17/58


18/58

(%

Aix vaig descobrir que un tub de PVC de dimetre nominal de mitja polzada

presenta en realitat un dimetre extern de 0,84 polzades, un valor fora diferent

als 12mm que proposava la conversi del llibre, i molt similar als 20mm que

m'oferien a les botigues de subministres. D'aquesta manera vaig deduir que els

dimetres dels tubs que necessitava per al bastidor del meu ROV eren:

20mm per als tubs principals del flotador.

32mm per als tubs que fan de "potes" de la base.

90mm per als tubs que constitueixen els dipsits d'aire del flotador.

Un cop aclarit el problema dels dimetres, i acabat el bastidor, vaig pensar que

laspecte del submergible guanyaria molt amb una mica de color que el fes

destacar sota l'aigua. Lelecci del color, com la de qualsevol altre aspecte del

disseny del submergible, vaig haver de raonar-la adequadament.

Molts submarins cientfics d'investigaci o recreatius son tamb d'aquest color

per aconseguir una alta visibilitat que contrasti amb la foscor de les aiges que

exploren. Una altre cas evidentment son els submarins militars que,precisament pel contrari, per passar el mxim de desapercebuts, presenten

coloracions fosques i discretes.

!"#$ &J X+,GH/ 9. *"0818 9.2 '() 17< 501 ^GA7.+1 9. *"085+1_ G1/,2101 45. R1"# "0/812`21+ 12 7.5 8.++18


19/58

(&

Vaig decidir pintar de groc el flotador del ROV (fig. 13), la part ms

caracterstica del submar, i de blau la base del bastidor. Aquesta combinaci

de colors, groc i blau, s el que s'anomena en biologia una coloraci

aposemtica. Aquest tipus de coloracions d'alt contrast que combinen dos

colors antagnics del cercle cromtic son fora presents en els ssers vius, de

vegades com a advertiment d'un perill, molts animals verinosos adopten

coloracions aposemtiques, o com a patr d'atracci del sexe oposat (fig. 14).

En el meu cas, donat que el ROV seria governat des de la superfcie,

m'interessava poder visualitzar-ho clarament per tal de no allunyar-lo ms enll

del lmit que el seu cablejat permetria. Igualment, si per un accident el submar

es perds en el fons mar, el color ajudaria sens dubte al seu rescat.

!"#$ &O D+./ .L.7*2./ 9a1*,/.718"/7. #+,Gb


20/58

('

!"#"5 62,-43&2&-4- 1(2 34'-&1,.

Com ja hem vist anteriorment a La flotabilitat (apartat 3.1, pg. 9), un dels

objectius ms importants d'aquest projecte va ser aconseguir un adequat

equilibri de forces que atorgus una flotabilitat lleugerament positiva al ROV. s

per aix que necessitava dues dades per a calcular la resposta hidrosttica del

submar:

El seu pes, que s la fora que tendeix a enfonsar-lo.

El seu volum, perqu el pes del volum d'aigua que desplaa constitueix

l'empenyiment, s a dir, la fora que s'oposa al seu enfonsament.

Calcular el pes no va ser difcil un cop trobada la balana adequada, per...

Com calcular el volum dun ROV de formes tan irregulars?

Vaig pensar en calcular el volum del ROV submergint-lo en un recipient ple

d'aigua dotat d'un forat de desgus. A l'enfonsar-se, el submar desplaaria unvolum d'aigua idntic al seu propi volum. Per per fer aix necessitava un

recipient prou gran per encabir el ROV durant el seu primer "baptisme" aqutic.

Finalment vaig utilitzar un contenidor de plstic transparent dels que serveix per

guardar la roba de fora de temporada a casa, i vaig perforar un forat de

desgus en un lateral amb un petit tub (fig. 15, esquerra).

!"#$ &S \12G52108 .2 R,257 9.2 '() 1 *1+8"+ 9. 2a1"#51 9./*21d191 *.2 /5


21/58

*)

Seguidament vaig recollir l'aigua desallotjada pel ROV en una paperera

troncocnica. Les mesures d'aquest volum d'aigua desplaat van ser:

Radi major: 12,0cm

Radi menor: 9,3cm

Alada: 14,0cm

Aplicant la frmula del volum d'un con truncat (fig. 16), vaig obtenir el volum

d'aigua desplaada, que va resultar ser de 5.015cm3. Com que la densitat de

l'aigua dola s aproximadament 1g/cm3, vaig estimar que el pes del volum

d'aigua desplaat pel ROV era de 50,15N, i que generaria una fora ascendent

de 50,15N (considerant laproximaci 1Kp = 10N). Com a comprovaci vaig

mesurar el volum desplaat directament amb l'ajuda d'un vas mesurador de

cuina d'un litre. El resultat va ser de 5 litres i escaig, pel que vaig donar per bo

el clcul matemtic anterior.

Aix doncs, 50,15N va resultar ser el valor de dempenyiment que s'oposava als

32,40N del pes del submar. Aquest pes va ser determinat amb l'ajut d'una

balana de la farmcia Joan Altirriba de Vilassar de Mar (fig. 15, dreta).

Un cop establertes aquestes dades vaig poder deduir la flotabilitat del bastidor

del meu ROV. Com que el pes del ROV de 32,40N era un valor claramentinferior als 50,15N de laigua desplaada, vaig donar per fet que el submar

!"#$ &V !P+7521 9.2 R,257 9N50 G,0 8+50G18


22/58

*(

tindria una flotabilitat positiva, i que suraria sobre la superfcie de l'aigua. A ms

a ms, encara li quedaria una reserva de flotabilitat de gaireb dos kilograms

de massa, ms que suficients per tal de suportar el pes dels propulsors i del

sistema elctric amb que equiparia el ROV.

Encara quedaven moltes coses per aprendre i per descobrir, per casa meva

es quedava petita. Les segent proves les hauria de fer a la piscina de la meva

comunitat, un espai molt ms ampli i cmode on, si no hi havia cap problema,

el ROV podria demostrar les seves capacitats d'immersi i navegaci (fig. 17).

Com acabem dexplicar, la diferencia entre l'empenyiment i el pes constitueix la

reserva de flotabilitat del ROV, que en aquest cas s de 17,75N. Aprofitant uns

pesos de fer exercici, vaig apropar-me a la piscina a comprovar si els clculs

anteriors eren correctes. La meva sorpresa i preocupaci va ser que a lafegir

2.000g de massa (4 pesos, cada un d'ells de 500g, 20N), tot i superar la

reserva de flotabilitat del ROV, el bastidor no es va enfonsar.

El cert s que vaig estar dies desconcertat amb aquest fet. En un principi vaig

atribuir la diferncia entre l'esperat i l'observat a imprecisions en els clculs del

pes del ROV o en el volum d'aigua que desplaava, per tot i aix la diferncia

era massa important com per no tenir-la en compte.

!"#$ &W X+"7.+./ *+,R./ 9. -2,81


23/58

**

El cert s que la soluci va arribar un dia sense buscar-la, tal i com segons la

llegenda li va passar al propi Arqumedes... EUREKA! Per... com no ho havia

pensat abans?

Sembla mentida que desprs de tot el que havia aprs sobre el principi

d'Arqumedes hagus passat per alt una cosa tan bvia: qualsevol element que

li afegs al ROV aportaria un pes al total, cert, per tamb un increment en la

fora d'empenyiment derivada del pes del volum d'aigua que desplaa. Aix

doncs, cada pes afegit de 500g de massa, desplaava a la vegada una massa

de 75g d'aigua. Per tant, calia restar als 2.000g de massa afegida els 300g de

la massa d'aigua desplaada pels quatres pesos. Amb aquesta correcci, la

fora descendent resultant de 17,00N no arribava a la reserva de flotabilitat

calculada de 17,75N. Aix doncs el ROV amb els quatre pesos flotava... perqu

s el que li tocava! Evidentment, a l'afegir un cinqu pes el ROV es va

enfonsar, ja que llavors la fora d'empenyiment de l'aigua desplaada no va

poder superar la del pes del conjunt. La flotabilitat positiva inicial va canviar a

negativa provocant l'irremeiable enfonsament del submergible(fig. 18).

!"#$ &Y '() /5


24/58

*+

Q"- 0CLF5G8LC8

Bsicament existeixen dues possibilitats per a propulsar un ROV amateur com

el meu: amb bombes de sentina i amb motors elctrics (fig. 19), cada una

d'elles amb les seves avantatges i inconvenients. En ambdues opcions els

propulsors s'alimenten d'un corrent elctric continu, habitualment de 12 volts.

Bombes de sentina:utilitzades en els vaixells per tal de bombejar l'aigua que

s'acumula en la sentina de l'embarcaci. Funcionen xuclant l'aigua acumulada

per una banda, expulsant-la tot seguit a pressi per un tub de sortida. Aquest"xorro" d'aigua d'expulsi funcionaria com a sistema propulsor.

Avantatges: solidesa i estanquetat, ja que les bombes de sentina estan

dissenyades precisament per a treballar sota l'aigua.

Inconvenients: tan sols treballen en un sentit, i per tant necessitaria dues

bombes que treballessin en sentits oposats per a cada eix de direcci en

que el volgus moure (en total 6 bombes de sentina). Comparativamentsn significativament ms cares que els motors elctrics (una bomba de

sentina petita pot costar uns 20!).

Motors elctrics: habitualment utilitzats en la construcci de maquetes i

d'altres manualitats. Afegint una hlix marina al seu eix resulten un magnfic

sistema de propulsi.

Avantatges: resulten fora econmics (podem trobar-los des de 3!) i,

donat que es pot revertir el sentit de gir de l'hlix, un sol motor permet

dues direccions oposades d'impuls (davant-enrere, amunt-avall, etc).

Inconvenients: el ms econmics son relativament frgils i, donat que en

un ROV els propulsors queden completament submergits, caldria

aconseguir una molt bona estanquetat als motors per a que no entrs

l'aigua, permetent al mateix temps que el seu eix pogus girar lliurament.


25/58

*"

Qu vaig decidir? El cert s que en un principi m'inclinava ms per utilitzar

motors elctrics, ms que res pel preu, per tamb per un tema de simplicitat.

A ms a ms, moltes de les prctiques de tecnologia que he fet al llarg de la

secundria, han estat utilitzant motors elctrics, i sabia com fer-los anar. Tres

motors elctrics son suficients per moure lliurement un ROV en les tresdimensions de l'espai, mentre que calen sis bombes de sentina per aconseguir

la mateixa llibertat de moviments.

Al consultar pgines web sobre el tema, vaig veure que el problema

d'aconseguir una adequada estanquetat dels motors era recurrent: a curt

termini, ms si el ROV havia de navegar per aiges marines, els motors

fallaven. Per aix finalment vaig decidir-me per les bombes de sentina. Aquestadecisi va elevar fora el pressupost de l'aparell, per jo tenia clar que volia

construir un ROV fiable i durador que pogus utilitzar repetidament en

immersions tan en piscina d'aigua dola com en aiges marines obertes.

Sortosament els meus pares, els finanadors del projecte, van estar d'acord.

Un cop decidit el sistema de propulsi, calia buscar una manera adequada de

fixar les bombes de sentina a la base del bastidor.

!"#$ &[ ?,7


26/58

*#

El resultat va ser una unitat propulsora formada per la base del bastidor que ja

tenia construda, sobre la que es van afegir mitjanant brides les sis bombes de

sentina propulsores (fig. 20). Les quatre situades a les cantonades permeten el

moviment endavant i endarrere, i els moviments sobre el seu eix del ROV. Les

dues bombes situades en el centre de la unitat orienten les seves toveres cap a

baix i cap a dalt per tal de propulsar l'aparell amunt i avall respectivament.

Precisament, el disseny del sistema de subjecci daquestes dues darreres

bombes de sentina s conseqncia duna histria que voldria explicar:

En un principi, tenia previst inserir una pea en el cor del meu ROV que actus

de suport dels motors d'ascens i descens, tal i com proposa el llibre de Harry

Bohm que ja vaig presentar a Principals referents (apartat 2.3, pg. 7).

Aquesta pea no tenia cap secret, el disseny de Bohm es molt simple, i

pensava abordar la seva construcci a partir de lmines de PVC, fusta o

qualsevol altre material fcil d'adquirir i manipular.

!"#$ :e ?1/. 9.2 '() 17< 2./ V


27/58

*$

La qesti s que per diferents circumstncies a finals del mes de maig de

2015 vaig tenir l'oportunitat d'accedir a una d'aquestes noves impressores 3D

que ara estan en boca de tothom. Vaig pensar que seria una bona manera de

familiaritzar-me amb una tecnologia fascinant que no coneixia, i aprofitar per fer

la pea-suport al ms pur estil high-tech. Aqu teniu un resum esquemtic del

procs que vaig seguir per a la fabricaci de la pea (fig. 21):

Disseny de la pea amb el programa online gratut Tinkerkad

Optimitzaci del disseny per a la seva impressi 3D amb el programa

gratut per descarregar Autodesk Meshmixer

Impressi de la pea dissenyada i optimitzada amb la impressora 3D

El procs va ser correcte, per... per qu no vaig fer servir la pea finalment en

el ROV? La ra s doble:

Vaig trobar un altre sistema de subjecci dels motors d'ascens i descens

molt ms simple, slid i fiable. Amb l'ajut d'unes brides, i uns pesos de

gimns que tamb actuaven com a llast del propulsor, vaig dissenyar

una estructura autoportant que va funcionar perfectament ocupant un

espai mnim. Aquesta soluci va fer intil la pea de subjecci

dissenyada i construda amb la tecnologia d'impressi 3D. Tot i aix,

considero que tamb va ser un aprenentatge fer aquest tipus d'impressi

i acceptar que no tot el que es fa durant un TR es pot utilitzar finalment.

!"#$ :& K"//.0> " +./52818 9. 21 *.d1 "7*+./1 .0 JK


28/58

*%

Les peces fetes amb la tecnologia 3D domstica reprodueixen fidelment

els dissenys fets per ordinador, per en general no estan pensades per

aguantar esforos. El material amb el que treballen aquestes

impressores 3D domestiques s un tipus de plstic que genera molts

espais buits en el interior de la pea per tal d'estalviar material i temps

de treball. Aix fa que les peces obtingudes no presentin gaire

resistncia a la tracci (fig. 22).

!"#$ :: f1 *.d1 .0 JK$$$ \+]0"G1 9N50 -+1GA/g D17*,G H/ 1"L]E *.+] /U H/ 21 G,0/8181G"P 9. 45. 12 221+#

9N50 8+.


29/58

*&

Q"E IA8@>PD >G6?@CA? A B> ?L9@CLG

Les sis bombes de sentina fixades a la base del bastidor constitueixen un

sistema slid i fiable per a governar el ROV en el espai tridimensional que

suposa una massa d'aigua, per... com controlar els propulsors?

Moltes persones, al veure per primera vegada un ROV, s'estranyen del llarg

cable que el lliga a la superfcie, i ms tenint en compte que vivim en una poca

on sovint es veuen drones voladors i altres enginys teledirigits sense fils. S'ha

d'entendre que el medi aeri s molt ms "amable" amb la transmissi de lesones electromagntiques que l'aqutic. El control o la comunicaci submarina

per rdio no s impossible, per s fora complicat i depenent de factors com la

freqncia de les ones o la conductivitat de l'aigua entre d'altres.

Vaig dividir el sistema elctric del ROV en tres components principals:

1. Caixa de control:la que mant l'operador a les seves mans, mitjanant laqual governa el ROV des de la superfcie. A ella arriba un cable d'alimentaci

amb una presa terminal de tipus encenedor que cal connectar a un generador

de 12V extern. De la caixa de control surt el gruixut cable umbilical o tetherque

controla i alimenta elctricament als motors del submergible. La caixa presenta

sis polsadors de control, que permeten activar a voluntat cada un dels sis

propulsors del ROV (fig. 23).

!"#$ :J h08.+",+ 9. 21 G1"L1 9. G,08+,2 3./45.++16 " 1/*.G8. .L8.+",+ 9. 21 G1"L1 9. G,08+,2 39+.816


30/58

*'

2. Caixa de connexions principal: situada a popa del submergible. En ella

entra eltether procedent de la caixa de control, connectant cada un dels cables

que integra la mniga umbilical al positiu del seu motor corresponent (fig. 24).

!"#$ :O iA0.#1 7528"bG,00.G8,+1 , ;$


31/58

+)

Vaig dissenyar el circuit elctric que connectaria la font d'alimentaci amb les

bombes de sentina enllaant les caixes de control i les de connexions principal i

secundaria (fig. 26). El resultat final (fig. 27) pot semblar confs, per no s

difcil d'aconseguir si es treballa amb pacincia, i es va seguint amb cura els

diagrames elctrics corresponents (fig. 28 i 29).

!"#$ :V K"//.0> 9. G,00.L",0/ 9.2

/5


32/58

+(

!"#$ :Y K"1#+171 .2FG8+"G 9.2 '() ,0 1*1+."L.0 .2/ /.5/ *+"0G"*12/ G,7*,0.08/Q .2/ *+,*52/,+/E 21


33/58

+*

!"#$ :[ ;/45.71 .2FG8+"G 0,+712"8Z18 9.2 '()

CAIXA DE CONTROL

MOTORS:

1. Proa babord2. Proa estribord3. Popa babord4. Popa estribord5. Ascens6. Descens

CAIXA DECONNEXIONS

PRINCIPAL

CAIXA DECONNEXIONSSECUNDRIA


34/58


35/58

+"

Tot i lxit de la prova, en aquells moments el ROV encara no podia ser

submergit. Les dues caixes de connexions estaven molt exposades, i ni una

tapa hagus evitat que l'aigua entrs i espatlls tot el sistema elctric,

especialment si parlem d'aigua de mar d'alta conductivitat grcies a la seva

salinitat. Calia doncs estanquitzar les dues caixes elctriques, per... com?

Vaig aconseguir l'estanquitat segellant les dues caixes de connexions

elctriques del ROV amb cera lquida. La cera va omplir fins el ltim rac

d'aquestes creant un bloc compacte totalment impermeable (fig. 31). Tot i aix,

leficcia del sistema plantejava un problema: si algun motor o cable

s'espatllava a partir daquell moment, caldria, per tal de reparar-lo, gaireb

reconstruir de nou tot el sistema elctric de la caixa afectada. D'aqu la

importncia de les verificacions de funcionament que vaig fer anteriorment.

Esperava que tot funcions correctament ja que refer tot el que havia fet fins a

aquell moment seria un procs llarg i feixuc.

!"#$ J& X+,GH/ 9. /.#.2217.08 17< G.+1 -,/1 9. 2./ G1"L1 9. G,00.L",0/ *+"0G"*12


36/58

+#

Per ltim, un cop el ROV ja el tenia finalitzat i testat "en sec" vaig adquirir els

dos darrers components del meu submergible:

Una senzilla cmera de vdeo per monitoritzar els moviments del

submergible des de la superfcie (fig. 32, esquerra). Vaig adquirir un

model fora econmic i completament impermeable de les que utilitzen

els aficionats a la pesca marina per verificar la situaci d'un banc de

peixos objectiu. La cmera s'alimentava de la mateixa font de 12V que

els propulsors. La senyal de vdeo analgica captada per la cmera la

vaig fer reenviar a una cmera de vdeo digital que ja tenia per casa, i

que, actuant com a enregistrador, permetia no noms veure la imatge on

board del ROV en la seva petita pantalla digital, sin tamb enregistrar

aquestes imatges en una cinta digital MiniDV.

Un generador de 12V del tipus dels que s'utilitzen habitualment per

recarregar la bateria d'un cotxe quan aquesta falla (fig. 32, dreta).

Un cop vaig tenir tot el ROV completament acabat i estanquitzat, tan sols

quedava la prova definitiva. El ROV funcionava perfectament fora de laigua,

per ara tocava portar-lo a la piscina per comprovar en el seu hbitat natural la

seva flotabilitat, la seva estabilitat, la seva estanquitat, i si realment es deixaria

governar des de la superfcie (fig. 33).

!"#$ J: \A7.+1 9. *./G1 3./45.++16 "


37/58

+$

!"#$ JJ ;2 '() *+.*1+18 *.+ 21 *+"7.+1 "77.+/"P$ T


38/58

+%

T" )$4'$ )M$UU.'I$,

T"! SDF@A8P>V WB> FA8?A9DX

Durant l'esperat debut aqutic del ROV tot va funcionar a la perfecci. Els

motors van respondre d'immediat a l'acci dels polsadors de la caixa de control.

Un cop aconseguida l'anhelada flotabilitat gaireb neutra, les forces de descens

i d'ascens eren les adequades, i va resultar una delcia observar com el ROV

girava gilment sobre el seu propi eix en tots dos sentits (fig. 34).

Per trobar una pega, potser assenyalar que el moviment que ms li costava de

realitzar al ROV era el de marxa endavant. Aquest moviment es crea amb

lacci simultnia de les dues bombes de sentina situades a la proa del ROV.

Aquestes dues bombes es compensen entre elles, evitant que el submar giri

sobre si mateix i impulsant-lo lentament cap endavant. El moviment resultant s

una mica lent i irregular, per no tant com per justificar un canvi de les bombes

per unes altres ms potents. Probablement, la relativa lentitud que vaig

observar era conseqncia dhaver de desplaar el cable umbilical que

larrossegava.

En definitiva, vaig constatar que el ROV es movia com un peix a l'aigua. Es veia

clarament que aquell era el medi per al que shavia concebut. Un cop el robotes submergia, tota la seva aparatositat i pes desapareixen.

!"#$ JO fN@,+1 9. 21 R.+"818j \,08+,2 9.2 '() 9./ 9. 21 /5*.+-UG". 3./45.++16 " "718#. /5


39/58

+&

Per el projecte continuava, i ara em preocupava un nou repte: l'aigua marina.

Hi respondria igual de b el submergible? Afectaria la major salinitat de laigua

del mar als seus circuits elctrics? Apareixerien nous problemes quan el ROV

s'enfonss a ms dels dos metres i mig de profunditat de la piscina on shavia

provat? Tindrien els seus propulsors la fora suficient com per governar el

submergible en aiges no tan tranquilles?

T"- .G '(: FCLYD GD 8DG

La darrera setmana del mes d'agost de 2015 vaig estar de vacances familiars

al Cmping Sant Miquel de Colera, a l'Alt Empord (fig. 35). La sortida ja la

tenem planificada de feia temps, i vaig afanyar-me a enllestir gaireb tot el

procs d'investigaci, disseny, i construcci del ROV durant les setmanes

prvies a la nostra estada per poder-lo provar.

!"#$ JS ?19"1 9. \,2.+1$ CN1//.0>12.0 2./ 2,G12"8Z1G",0/ ,0 ./ R10 *,+81+ 1 8.+7. "77.+/",0/Q \121

',R.22191 3&6E " G,/81 *+,*.+1 12 *,+8 ./*,+8"5 3:6


40/58

+'

La badia de Colera i els seus voltants, al nord del Cap de Creus, va constituir

un magnfic entorn per a comprovar l'efectivitat del ROV en aiges marines

cristallines (fig. 36). Tenir el robot a punt per a aquests darrers dies d'agost va

ser un gran estmul que em va motivar a treballar fora durant l'estiu. Si deixava

que entrs la tardor sense tenir el ROV finalitzat podria trobar-me amb poc

temps per acabar-lo i provar-lo adequadament. Un cop el curs escolar

comencs, la disponibilitat de temps (meva i de la meva famlia) seria menor, la

meteorologia seria fora ms inestable, i l'aigua cada cop ms freda. Tot aix

hagus dificultat la realitzaci de les immersions previstes i, sobre tot, l'obtenci

d'imatges submarines externes on es pogus veure el ROV en acci.

Durant aquests dies a la Costa Brava vaig planificar tres immersions del ROV

amb tres objectius diferents:

1. Comprovar en aiges tranquilles i poc profundes (entre 1 i 2 metres de

fondria) que la salinitat de l'aigua no afectava els sistemes elctrics del

ROV. Obtenir imatges subaqutiques marines per demostrar l'efectivitat

del meu submergible.

!"#$ JV ;2 '() k9./G10/108k 9./*+H/ 9N50


41/58

")

2. Comprovar el comportament del ROV a profunditats d'entre 2 i 4 metres

en aiges relativament tranquilles. Comprovar l'efectivitat del guiatge del

submar no per visi directa des de la costa sin a partir de la

monitoritzaci de les imatges captades en directe per la cmera

subaqutica del submergible.

3. Comprovar la resposta del ROV a profunditats importants d'entre 6 i 10

metres, aix com el seu comportament quan el mar est una mica ms

mogut.

T"E 0CLY>8 BMLF>CD@AYA@D@

Els dos primers objectius els vaig abordar amb dues immersions properes a lacosta realitzades en dies consecutius. La primera immersi va ser a Cala

Rovellada, on la profunditat mxima era de 2 metres, i la segona a la banda

sud de la badia de Colera, molt a prop del port esportiu, amb una profunditat

mxima de 3,5 metres (fig. 37 i 38). En aquestes primeres experincies

marines, la resposta del ROV no va deixar de sorprendre'm... Funcionava

gaireb perfectament! Del que estava ms orgulls era de la seva solidesa i

efectivitat. A diferncia del que vaig observar a la piscina, durant una immersi

!"#$ JW h718#. 9.2 '() 95+108 501 .L*2,+1G"P /5


42/58

"(

marina els cops en el bastidor i les estrebades del cable umbilical eren

inevitables, per el submergible no va deixar d'operar en cap moment, ni vaig

haver de reparar o substituir cap component, tot i que portava una bossa plena

de recanvis: brides, fusibles i material de tot tipus per afrontar la major part dels

problemes que preveia.

A la piscina podia guiar el ROV visualment des de la superfcie, perqu en cap

moment no deixava de veure'l, per al mar era necessari l's de la pantalla de

guiatge que rep el senyal de la cmera del submergible.

Desprs d'aquestes dues primeres immersions tan exitoses al mar encara

quedava un dubte important: Com respondria el ROV quan el ports al lmit de

profunditat per al que va ser dissenyat?

!"#$ JY X.+ 1 2N,


43/58

"*

T"Q +>C?D9@ >G8 GOPA@8

Durant lestada familiar al Cmping Sant Miquel de Colera vaig gaudir d'una

experincia fascinant: un baptisme de busseig. Vaig aprofitar per demanar als

responsables del centre de busseig perms per portar el meu ROV i submergir-

lo durant l'expedici. He de dir que la rebuda per part dels membres del Diving

Center Colerava ser entusiasta, i molts es van oferir a ajudar-me.

El lloc de la immersi no podia ser millor: La Reserva Marina de Banyuls, un

parads natural per als amants dels fons submarins (fig. 39). Va ser enaquestes aiges franceses on el ROV va trobar la seva Fossa de les Mariannes

particular. Va tenir l'oportunitat de navegar entre peixos i coralls, i d'assolir el

seu rcord de profunditat: 7 metres!

!"#$ J[ i1*1 9. 21 './.+R1 c185+12 i1+"01 9. \.+52/$ ;0 2./ 1"#l./ 9.2 \1* 9. 2NT


44/58

"+

!"#$ Oe ;2 '()E .0R,2818 9. #,+#]0"./E +.*,/1 /,


45/58

""

En qualsevol cas, tots aquests entrebancs no van evitar el gran xit de

lexpedici. Efectivament, el ROV va submergir-se fins els set metres de

fondria i va poder captar imatges del fons mar de gran bellesa (fig. 41).

!"#$ O& K,/ -,8,#+17./ 3"718#. /5*.+",+ " "0-.+",+6 .L8+.8/ 9.2 RU9., .0+.#"/8+18 *.+ 21 GA7.+1 "8

>"16*9.2 '() 1 W 7.8+./ 9. *+,-509"818


46/58

"#

Z" +(%+/*I$(%I" U[I .%//K )./ 0'(R.+&. '(:

Hem arribat al final. Com heu pogut comprovar, Projecte ROV, disseny iconstrucci dun robot submar explica una histria de cincia i daventura, de

ra i democi. A travs daquest projecte he descobert que puc gaudir duna

recerca cientfica amb la mateixa intensitat que veient una bona pel!lcula o

jugant un partit dhoquei. Per a mi aquest projecte ha estat revelador de les

meves capacitats, des de la recerca inicial dinformaci fins a lapassionant final

amb el ROV explorant els fons submarins. No obstant, com en qualsevol altra

gran aventura, penso que hi ha coses que es podrien haver fet millor. Enaquest sentit, si ara torns a comenar:

Dedicaria ms temps a dissenyar un bastidor personalitzat. Vaig prendre

com a base del meu disseny el del Seafoxde Harry Bohm. Ara s que hi

ha moltes altres formes de disposar els tubs de PVC del bastidor, totes

elles igualment efectives, i que haurien pogut dotar al meu ROV dun

carcter ms personal.

Experimentaria amb els motors elctrics com a sistema de propulsi.

Continuo pensant que les bombes de sentina sn la millor opci, per

vaig descartar els motors elctrics de seguida per les opinions negatives

que vaig llegir a internet, i potser hauria estat millor treure les meves

prpies conclusions.

Incrementaria la potncia de les quatre bombes de sentina situades a

les cantonades del ROV. Aix li faria guanyar velocitat i maniobrabilitat

en la navegaci cap endavant i cap enrere.

Malgrat tot, estic plenament satisfet del resultat obtingut. He dissenyat i

construt un submergible slid i fiable amb el que es poden fer diferents tipus

dactivitats, com per exemple:


47/58

"$

Jornades recreatives. Considero que el simple fet de poder guiar el teu

propi submar i observar els fons marins s un fet engrescador per a

moltes persones. En certa manera, governar un ROV s una experincia

similar a la cada vegada ms estesa afici a pilotar drones.

Feines de control. El ROV podria utilitzar-se com a mecanisme de

inspecci de lobra viva de les embarcacions amarrades als ports,

alleugerant aix la incmode feina que duen a terme els submarinistes

professionals.

Treballs cientfics. Es podria utilitzar el submar per avaluar lestat de

conservaci de determinades comunitats subaqutiques, com per

exemple les praderes de posidnia que hi ha al llarg de la costa

catalana.

Vaig dissenyar des dun principi el meu ROV per a que pogus desplaar-se en

les tres dimensions duna massa daigua enregistrant al mateix temps imatges

de vdeo. Considero que aquest va ser un objectiu raonable donat el temps del

que disposava per a fer el treball de recerca: de juny a desembre. No obstant,

ara que ja est acabat el submar, i amb ms temps, es podria millorar el ROV

atorgant-li noves capacitats. En aquest sentit, suggereixo afegir-li:

Un equip dulleres FPV (First Person View) com les que sutilitzen sovint

per governar els drones. Un dels problemes que vaig tenir amb el meu

ROV va ser la dificultat de veure la pantalla de seguiment, ja que

aquesta tenia poc contrast i era gaireb impossible veure el que el

submergible enregistrava, especialment en dies assolellats.

Un sensor de pressi hidrosttica que permets calcular la profunditat a

la que es troba el submergible. En el meu cas, vaig establir la profunditat

mxima assolida pel ROV mitjanant els profundmetres que portaven

els bussejadors que formaven part de lexpedici.


48/58

"%

Un equip de sensors de distncia que actuessin com a radar. Aix

permetria fins i tot governar el ROV en immersions nocturnes.

Un bra robtic dotat duna pala o pina que permets, encara que fos

de forma molt limitada, agafar mostres del fons mar.

Un sistema informtic, una placa Arduino seria suficient, que connects

els propulsors del ROV, la cmera de vdeo, els servos del bra robtic, i

els diferents sensors abans esmentats, a un ordinador porttil situat en

superfcie. Aquest sistema permetria visualitzar en una nica pantalla

tota la informaci recollida pel submergible. Lequipament podria

completar-se amb un joysticko palanca de control que facilits encara

ms el govern i control del ROV.

Deixo totes aquestes propostes de millora com a reptes per a qualsevol que

vulgui continuar en aquesta lnia dexploraci dels fons marins mitjanant

enginys subaqutics. Tamb magradaria adrear-me directament a aquell futur

alumne o alumna de 2n de batxillerat que afronti el seu TR i dir-li:

Tria un tema que tagradi. Haurs de dedicar molt de temps a aquest

treball, i acabars abandonant-lo o aconseguint un resultat mediocre si

el que fas no et motiva molt.

Anticipa la feina. Treballa tot el que puguis abans i durant lestiu. Un cop

comenci el curs de 2n de batxillerat et faltar temps per a tot.

Fes un blog. Tajudar a tenir organitzada tota la informaci que vagis

recopilant i els avenos que vagis fent. Aix et facilitar molt el redactat

de la memria final. Et recomano igualment que facis moltes fotografies i

vdeos de tot el teu procs de recerca, i que les guardis ben

classificades. Avalua la possibilitat de fer el teu propi canal de YouTube.


49/58

"&

M'agradaria acabar compartint un dels moments personalment ms emotius

daquest projecte. Va ser a finals dagost, quan el ROV va assolir els set metres

de profunditat en aiges de la Reserva Natural de Banyuls. Des de

lembarcaci fondejada on em trobava, vaig donar lordre dimmersi al

submergible, i el robot va comenar el seu descens. Jo no veia absolutament

res a travs de la petita pantalla de seguiment, ni tan sols no tenia la sensaci

visual de que el ROV estava baixant. Desprs duna bona estona, de sobte, el

submergible va tocar fons aixecant una mica de sediments. Quan les aiges es

van aclarir de nou es va revelar un paisatge submar fascinant. Vaig donar

ordre al ROV de girar sobre el seu propi eix, descobrint llavors que el

submergible shavia posat sobre una roca plena de gorgnies (fig. 42). Multitud

de peixos anaven daqu cap all indiferents a la presncia de laparell. En

aquell moment em vaig sentir com lexplorador duna terra desconeguda, com

el visitant dun altre planeta. Aquesta experincia em va fer sentir que tot plegat

el meu esfor havia valgut la pena.

!"#$ O: m0 *508 #+,G *A2`2"9$ ;2 '()E -,8,#+1-"18 9./ 9. 21 /5*.+-UG".E +.*,/1 1 W 7.8+./ 9. *+,-509"818$


50/58

"'

\" 43'4]U.%&I

El meu TR no hagus estat possible sense lajuda que mhan donat certes

persones i institucions. Espero que totes elles es sentin part d'aquest projecte i

alhora estiguin orgulloses del seu resultat. Moltes grcies a tots!

Al meu pare, Xavier Valbuena, per tota l'ajuda que m'ha donat durant el

procs de disseny i construcci del submergible, i per lobtenci de les

imatges submarines on es veu el ROV en tercera persona.

A la meva mare, Marta Torrellas, pel seu suport entusiasta, i per larevisi final d'aquesta memria.

Als meus germans i germana, i per extensi a tota la resta de la famlia,

pel suport i collaboraci total que m'han donat durant aquests mesos.

Al meu company de classe Xavi Orti, per collaborar activament en

mltiples tasques durant les immersions marines a la badia de Colera.

Al Diving Center de Colera, per accedir a que provs el ROV durant una

de les seves expedicions a la Reserva Marina de Banyuls. A la farmcia Joan Altirriba de Vilassar de Mar, per permetre'm utilitzar la

seva balana per pesar el bastidor del meu ROV.

Als equips docents del CEIP Vaixell Burriac i de l'INS Vilatzara per

donar-me al llarg dels anys les capacitats necessries per a qu pogus

realitzar aquest projecte.

Al meu tutor de treball de recerca, Joan Als, per la seva exigncia i

pacincia. Sens dubte els seus suggeriments i aportacions han servit per

donar una major qualitat cientfica i tcnica a aquest treball.

I per acabar...

Un agrament especial adreat al savi grec Arqumedes. Si no hagus

proposat el seu fams principi hidrosttic, potser ni el meu ROV ni cap

altre enginy submar no existiria.


51/58

"#

!" $%&'( )*+&$%,-./+0

!"1 234536789:39

ANTONELLI, Gianluca: Underwater Robots. Motion and Force Control ofVehicle-Manipulator Systems. Berln. Springer, 2006

BOHM, Harry i altres: Build your own Underwater Robot and other WetProjects. Vancouver. Westcoast Words, 1997

MIT SEA GRANT: Sea Perch Construction Manual. MIT Sea Grant CollegeProgram. Cambridge. 2011

MOORE, STEVEN W. i altres: Underwater Robotics. Science, Design &Fabrication. Monterey. Marine Advanced Technology Education Center, 2010

!";


52/58

#(

4%%.^(I

499>_ !` UD@>CADG8 A ?L8@L8

BASTIDOR Comer Unit. !/ unitat !TotalTub PVC 90mm (1m) Awyca 1 11,76 11,76Tub PVC 32mm (1m) Awyca 1 1,86 1,86Tub PVC 20mm (1m) Awyca 3 2,96 8,88Tap cec 32mm Awyca 4 0,74 2,96Grapes 20mm Awyca 4 0,14 0,56Colzes 90 20mm Awyca 8 0,72 5,76Tes 20mm Awyca 8 0,89 7,12Tap cec 90mm Awyca 4 6,10 24,40

Tub cola PVC Awyca 1 5,29 5,29Total bastidor 68,59

PINTURA Comer Unit. !/ unitat !TotalEsprai imprimaci Pint Aya 1 13,04 13,04Esprai pintura groga / blava Pint Aya 3 5,08 15,24Esprai verns Pint Aya 1 10,71 10,71

Total pintura 38,99

PROPULSORS Comer Unit.!

/ unitat!

TotalBomba sentina 600gph Top Barcos 4 16,00 64,00Bomba sentina 1000gph Top Barcos 2 19,00 38,00

Total propulsors 102,00

SISTEMA ELCTRIC Comer Unit. !/ unitat !TotalCaixa de projecte 5x2.5x2' T2 Enterprises 2 4,16 8,32Caixa de projecte 6x3x2' T2 Enterprises 1 6,49 6,49Cable mnega 8x1,00 (1m) Telkron 15 2,00 30,00Polsadors rosca Miliwatts 6 1,63 9,78

Cable 2x0,75 (1m) Miliwatts 3 0,70 2,10Regletes 8 connexions Miliwatts 2 0,90 1,80Connector encenedor mascle Diotronic 1 1,17 1,17

Total sistema elctric 59,66

ALTRES Comer Unit. !/ unitat !TotalCmera subaqutica pesca Hopezone store 1 66,31 66,31Bateria12v Norauto 1 62,10 62,10

Total altres 128,41

TOTAL ROV 397,65 !


53/58

"#

!""#$ &' ()*+,-, .# /01#230+ 0" +45- -.67*2*, #) 1-,#2*-)

Awyca Sanitaris(tubs i connectors de PVC per fer el bastidor)L'Hospitalet de Llobregatwww.awyca.com

Diotronic (material elctric)Barcelonawww.diotronic.com

HopeZone Store (cmera de pesca subaqutica)Xina

http://www.ebay.com/usr/hopezone001

Miliwatts Electrnica (polsadors, cablejat i altre material elctric)Matarwww.miliwatts.com

Norauto (bateria 12v)Granollerswww.norauto.es

Pint Aya (pintures i vernissos)Cabrera de Mar

www.pintaya.com

Telkron, electrnica y Componentes (cable mnega multi-connectora)Madridwww.telkron.es

Top Barcos (bombes de sentina)Matarwww.tiendanautica.topbarcos.com

T2 Enterprises (caixes de projecte per organitzar el sistema elctric)Telford. Regne Unitwww.t2retail.co.uk


54/58

#+

499>_ E` .G


55/58

#"

499>_ Q` .G ?D9DG B> YOB>L B> bL5&5

En el moment de redactar aquesta memria el canal de vdeo del projecte

inclou set vdeos. Els quatre primers tenen un objectiu ms aviat didctic,

explicant senzilles experincies que demostren els principis bsics que

regeixen la flotabilitat dels cossos. Els tres ltims mostren les immersions del

ROV, tant en piscina com en aiges marines. s la meva intenci anar ampliant

la collecci en un futur amb noves expedicions del meu ROV.

URL del canal de vdeo:

https://www.youtube.com/channel/UC4_QVp_JtrNPySnWqHiE96Q

ROV#01Flotabilitat/ 1:22

Primer vdeo explicatiu del procs de

creaci del meu treball de recerca.

En aquest episodi explico amb una

senzilla demostraci els diferents

tipus de flotabilitat.

ROV#02 Arqumedes / 2:19

En aquest episodi mostro com, aplicant

el principi d'Arqumedes, podem predir la

flotabilitat d'un cos en un fluid.

ROV#03 Baptisme / 2:37

Explico com calcular el volum d'un cos

irregular, i determino els parmetres

principals que defineixen la flotabilitat del

nostre ROV: volum i pes.


56/58

##

ROV#04 Piscina / 2:14

En lepisodi anterior vaig determinar el

pes i el volum del bastidor del ROV. Ara

s el moment de comprovar la flotabilitat

del submar a la piscina, tot i que sorgir

un problema desconcertant.

ROV#05 Immersi / 1:50

s l'hora de la veritat! Tots els sistemes

han estat comprovats en sec, pero ara elROV completament acabat provar per

primera vegada l'aigua dola d'una

piscina. Funcionar tot correctament?

Immersi!

ROV#06 Colera / 2:32

Costa Brava. Primera immersi marina

del ROV a l'esplndida badia de Colera.

Les imatges submarines han estat

enregistrades amb la prpia cmara de

pesca del submergible, i amb un mbil

protegit per una funda estanca.

ROV#07 Abisme / 2:00

Cap de l'Abelle, Reserva Marina de

Banyuls. En aiges franceses el ROVassoleix el seu rcord de profunditat: 7

metres


57/58

#$

499>_ T` 0Gc9LG8 @6?9A?8 B>G '(: 74 24 89:&)4 '(:;()-


58/58

Projecte ROV

Documents