Estudio de la absorción de agua de polímeros expandidos para el desarrollo del módulo de flotabilidad de un minirobot submarino

Study of Expanded Polymers Water Absorption for Buoyancy Modulus Development of a Submarine Mini-Robot

Debido a su baja densidad y a su precio relativamente bajo, los polímeros expandidos parecen ser competitivos para los sistemas de flotabilidad. Los polímeros expandidos son especialmente eficientes para desarrollar módulos de flotabilidad de robots submarinos como los ROV (Remote Operated Vehicle). Este trabajo describe los mecanismos de absorción de agua de dos polímeros expandidos (poliuretano expandido y poliestireno expandido), en diversos medios acuosos (agua de mar y agua destilada). Se estudió la influencia de la geometría de las muestras en la cinética de absorción de agua. Se observó que las muestras con una mayor superficie de contacto con el agua eran más susceptibles a la absorción de agua. Los análisis también revelan una posible pérdida de material en el poliuretano expandido debido a su manipulación durante las pruebas de absorción. La influencia del medio acuoso también fue significativa para este material, que presenta un nivel de absorción en agua destilada superior al del agua de mar. Los resultados de este estudio justifican la selección del poliestireno expandido, que parece especialmente adecuado para el desarrollo de los módulos de flotabilidad de minirrobots submarinos.

INTRODUCCIÓN

Debido a las difíciles condiciones de trabajo en entornos submarinos, los robots subacuáticos del tipo ROV (Remote Operated Vehicle) se utilizan cada vez más en operaciones, sustituyendo actividades que normalmente se asignaban a los seres humanos. Dado que el hombre puede trabajar a una profundidad máxima de 50 metros, estos vehículos submarinos realizan importantes tareas en la inspección de equipos, tuberías, cables submarinos y en la exploración de prospección petrolífera en alta mar[1-3], como las inspecciones medioambientales en ríos y mares, proporcionando vigilancia de la biodiversidad a través de cámaras, facilitando así el estudio del medio ambiente submarino. Para compensar el peso de la estructura en el agua (chasis metálico o de polímero) y los diversos equipos acoplados al ROV (brazo mecánico, sistemas de iluminación, cámara, cables, etc.), en la parte superior suele colocarse un módulo de flotabilidad, favoreciendo así la flotabilidad del robot submarino. 

Este módulo flotante está hecho de material de baja densidad, con el fin de neutralizar al máximo el peso del ROV en el agua que también debe soportar las condiciones físicas y químicas del entorno en el que se desplegará (temperatura del agua, condiciones acuosas del medio acuoso (agua dulce o agua de mar), efluentes, presión, etc.), etc. Por tanto, es esencial realizar una serie de estudios preliminares para conocer el comportamiento de los materiales en distintas condiciones de trabajo. Los materiales utilizados para la flotabilidad dependen de la profundidad a la que vaya a estar sometido el ROV.