Sistema de bombeo en vehículo autónomo para muestreo de aguas

Abstract

La salud ambiental de los cuerpos hídricos (lagos, ríos, mares...) es fundamental para el bienestar de las personas. Se ha diseñado una bomba de agua de pequeñas dimensiones y un sistema para incorporar dicha bomba a un vehículo autónomo de superficie (ASV) con el objetivo de que sea capaz de tomar muestras de agua para hacer una monitorización ambiental. También se ha realizado un estudio bibliográfico de la toma de muestras y los microplásticos. Actualmente hay plásticos y microplásticos en todas las aguas del mundo y no hay ninguna normativa que limite la cantidad máxima de microplásticos. Se necesita una normativa para poder remediar esta situación. El sistema de bombeo está formado por la bomba de agua de pequeñas dimensiones, un motor en corriente continua, una plataforma para la incorporación del sistema al ASV, un rodamiento para la sujeción del eje del rodete, mangueras, un recipiente para la muestra y una válvula antirretorno con filtro. La bomba diseñada es capaz de vencer una altura de 1,3 metros de agua y de recoger 3 litros de agua en 4,6 minutos. Esta alimentada por un motor en corriente continua de 16V y 1500rpm que proporciona un par suficiente. Todas las piezas diseñadas con SolidWorks se imprimirán en 3D con el material PETG. El sistema pesa 4,47 kilogramos. Este proyecto supone una solución innovadora, económica y adaptable que no depende de la geometría de la embarcación ni de complejos sistemas electrónicos. Proporciona precisión y garantiza datos más fiables de la salud ambiental de los diferentes cuerpos de aguas.

The environmental health of water bodies (lakes, rivers, seas...) is essential for the well-being of people. A small water pump and a system have been designed to incorporate it into an autonomous surface vehicle (ASV) with the purpose of taking water samples for environmental monitoring. A bibliographic study of sampling and microplastics has also been carried out. Currently there are a lot of plastics and microplastics in all the waters of the world and there are no regulations that limit the maximum amount of them. Regulations are needed to remedy this situation.

The pumping system is made up of a small water pump, a direct current motor, a platform for incorporating the system into the ASV, a bearing for holding the impeller shaft, hoses, a container for the sample and a non-return valve with filter. The designed pump can exceed a height of 1.3 meters of water and collect 3 liters of water in 4.6 minutes. It is powered by a 16V, 1500rpm direct current motor that provides sufficient torque. All parts designed with SolidWorks will be 3D printed with the PETG material. The system weighs 4.47 kilograms.

This project represents an innovative, economical and adaptable solution that does not depend on the geometry of the boat or complex electronic systems. It provides precision and guarantees more reliable data on the environmental health of different bodies of water.