Diseño estructural de boya oceanográfica para el Centro Oceanográfico del Pacífico Sur de la Universidad de Concepción (COPAS/COASTAL).

Abstract

Las boyas desempeñan una función fundamental para diferentes objetivos, tales como el estudio climático, tácticos, comercial, etc., resistiendo condiciones adversas y proporcionando una función precisa. Este proyecto se centra en el diseño estructural de una boya oceanográfica para el Centro Oceanográfico del Pacífico Sur de la Universidad de Concepción, COPAS, quien actualmente adquiere boyas a un costo muy elevado en mercados internacionales. Por esta razón, surge la necesidad de fabricar boyas locales. El objetivo principal es diseñar boyas eficientes y duraderas que mantengan seguros los dispositivos eléctricos y electrónicos del COPAS. Este proyecto prevé crear una boya resistente a cargas del ambiente marino, resistir corrosión y salinidad, asegurarse de que sea flotable y adaptable a las necesidades del cliente. Se utiliza una metodología que incluye definir requisitos y especificaciones, seleccionar materiales adecuados, diseñar la geometría y distribución de pesos, analizar cargas y diseñar sistemas de anclaje y fondeo. En consecuencia, se pretende mantener o incrementar la durabilidad, flotabilidad y seguridad de la boya a diseñar, además de la personalización y el desarme, con el fin de simplificar el transporte a las zonas de anclaje. Los resultados obtenidos en este informe revelan un diseño que cumple con los objetivos propuestos, lo que brinda la capacidad de soportar cargas significativas propias del lugar de instalación, además de la selección de materiales que se realizó los que podrán resistir la corrosión y salinidad del ambiente marino. La estimación de flotabilidad garantiza la permanencia de la boya en la superficie del agua, incluso con equipos adicionales con una reserva de flotabilidad de 9811 N. El análisis de estabilidad garantiza mediciones precisas y seguras, dado que el ángulo máximo de inclinación que la boya alcanzara en la zona costera de Talcahuano y Dichato es de 20°. En conclusión, el proyecto representa una solución innovadora para el COPAS, permitiéndoles obtener mediciones precisas y verídicas sin preocuparse por la corrosión, flotabilidad y estabilidad de boyas extranjeras de gran costo. Este proyecto ofrece una solución con una boya duradera y adaptable, cumpliendo las exigencias del COPAS, con un costo total de $11,575,753 CLP, un 77% más económico que las boyas importadas.

The Buoys play a fundamental role in different objectives, such as climate research, tactical applications, commercial purposes, etc., enduring adverse conditions and providing precise functionality. This project focuses on the structural design of an oceanographic buoy for the South Pacific Oceanographic Center (COPAS) at the University of Concepción. Currently, COPAS acquires buoys at a very high cost from international markets. Therefore, there is a need to manufacture local buoys. The main goal is to design efficient and durable buoys that will keep COPAS's electrical and electronic devices safe. This project aims to create a buoy capable of withstanding marine environmental loads, corrosion, and salinity, ensuring its buoyancy and adaptability to the client's needs. The methodology includes defining requirements and specifications, selecting appropriate materials, designing the buoy's geometry and weight Distribution, analysing loads, and designing anchoring and mooring systems. Consequently, the objective is to maintain or increase the buoy's durability, buoyancy, and safety, as well as customization and disassembly to simplify transportation to anchoring locations. The results obtained in this report reveal a design that meets the proposed objectives, providing the capacity to withstand significant loads at the installation site, as well as the selection of materials capable of resisting corrosion and marine salinity. The buoyancy estimation ensures the buoy's presence on the water's surface, even with additional equipment, with a reserve buoyancy of 9811 N. The stability analysis guarantees accurate and secure measurements, given that the maximum tilt angle the buoy will reach in the coastal area of Talcahuano and Dichato is 20°. In summary, this project represents an innovative solution for COPAS, enabling them to obtain precise and reliable measurements without worrying about the corrosion, buoyancy, and stability issues of expensive foreign buoys. This project offers a cost-effective solution with a durable and adaptable buoy that meets COPAS's requirements, with a total cost of $11,575,753 CLP, 77% cheaper than imported buoys.