MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / OCTUBRE 2022 / EDICIÓN 541 72 agua de mar que influyen en la distribución y concentración de especies marinas y para obtener información de la biomasa. Osinergmin realiza de forma periódica informes de monitoreo ambiental referido a la calidad de agua superficial y subterránea en diferentes zonas del país, teniendo como objetivo la verificación del cumplimiento y control de la calidad de los recursos. Estos informes permiten conocer información de cómo se encuentra la calidad de agua en zonas de actividades industriales y si están en buen estado hidrográfico mediante diversas técnicas y métodos de análisis, como mediciones de parámetros en campo (pH, temperatura, conductividad eléctrica, caudal, oxígeno disuelto) y en laboratorio (STS, Pb, Cu, Zn, As, Cd, Hg, Cr, Ni)[4]. Diversas empresas mineras realizan actividades de gestión de agua ya que es un recurso esencial para la población y la sostenibilidad de la industria. Desarrollan también manejo de residuos sólidos, relaves mineros y monitoreo de biodiversidad[5]. La revisión de la literatura muestra una variedad de investigaciones de plataformas robóticas marítimas para realizar el monitoreo del mar a través de la integración de vehículos y sensores marítimos. En Noruega, se propone una plataforma flotante de inspección de granjas marinas[5] equipada con un ROV para despliegue y análisis a mayor profundidad. En[6] implementa HydroNet, un ASV de tamaño pequeño diseñado para monitorear la calidad del agua costera con la capacidad de medir concentraciones de hidrocarburos y metales pesados. En[7] implementa un vehículo de superficie no tripulado (USV) equipado con un sensor de agua multiparámetro. También se desarrollan soluciones comercialmente disponibles enfocadas en un diseño ASV y equipos de sensores. El ME120[8] de Ocean Alpha desarrolla un catamarán USV equipado con una ecosonda, un sensor ADCP y una sonda de calidad del agua. La empresa Subsea Tech desarrolla el CAT-Surveyor[9] para la adquisición de datos hidrográficos o vigilancia de hábitats submarinos en puertos, zonas costeras y aguas interiores. La empresa Marine Advanced Robotics Inc. desarrolla el WAMV[10] que cuenta con una tecnología de estructura flexible y adaptable a la superficie y en la que se han realizado investigadores para aplicaciones de navegación autónoma. Por lo tanto, se propone el diseño de un vehículo marino que realice el monitoreo oceanográfico mediante la recopilación de datos para actividades mineras en la costa de Huarmey. Este sistema integra una sonda multiparamétrica que permite medir parámetros de calidad del agua de mar como pH, turbidez, salinidad, conductividad, temperatura, nitrato, clorofila y fitoplancton; una ecosonda ADCP para obtener la velocidad a través de la columna de agua, estación meteorológica para medir parámetros del medio ambiente, una draga Van Veen para la captura de sedimentos, botella Niskin para la toma de muestras de agua y una ecosonda batimétrica, en conjunto con un GPS para obtener la profundidad del mar. El ASV tiene un diseño robusto que le permite adaptarse al movimiento de las olas y mantener un correcto equilibrio. El vehículo está controlado por un sistema autónomo con controlador basado en linealización por realimentación, por lo que es capaz de realizar tareas de navegación programadas. Este artículo está organizado de la siguiente forma: La Sección II presenta el diseño mecatrónico para las condiciones del océano y la matriz de despliegue de sensores propuesta para el ASV. La Sección III se enfoca en el desarrollo de un sistema de control autónomo del ASV basado en su modelo cinemático y dinámico usando una técnica de control no lineal. La Sección IV presenta las simulaciones de la estrategia de control para el ASV y la validación del algoritmo de control propuesto. Finalmente, la Sección V muestra la implementación del vehículo marino y sus pruebas en ambiente real. Diseño y desarrollo del ASV El principal objetivo de diseño de todo el sistema es obtener un vehículo autónomo para monitorear los parámetros oceanográfico y meteorológicos en las áreas costeras de la bahía. Para lograr este propósito, el diseño considera las condiciones ambientales y el estado del arte del ASV+ROV. Con base en estos requisitos, el diseño final de la plataforma ASV se presenta en la Figura 1, con sus especificaciones principales presentadas en la Tabla I. En los siguientes párrafos, se presenta y analiza una explicación detallada de la estructura ASV. Fig. 1. Modelo CAD del diseño del ASV.
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