Optimización Múlti-Objetivo de un Catamarán Autónomo para exploraciones batimétricas

Abstract

El presente proyecto tiene como objetivo la determinación de las características de diseño de un catamarán autónomo para exploraciones batimétricas usando optimización múlti-objetivo aplicado con algoritmos genéticos para mejorar el método convencional de batimetría. El elevado costo logísticos del método convencional de batimetría y las restringidas zonas de exploración para las mediciones de profundidad, existe la necesidad de mejorar estos índices operacionales, disminuyendo el tiempo de exploración batimétrica, el costo operacional, el aumento de la precisión y reducción del impacto ambiental con el fin de garantizar los resultados batimétricos. Los objetivos para la búsqueda del mejor diseño del prototipo autónomo son el costo de construcción y la incertidumbre geométrica de la batimetría a partir de sus variables de diseño que son: eslora, manga del demi-hull, calado, separación entre demi-hulls, coeficiente bloque y velocidad de servicio, además con las restricciones impuestas considerando las proporciones típicas encontradas para catamaranes. Es por esto que el diseño de un catamarán autónomo mediante el uso de algoritmos genéticos resuelve el problema del método convencional de batimetría mejorando los índices operacionales. Se desarrolló un algoritmo que permitió evaluar las formas, la determinación de la resistencia, la capacidad necesaria de la batería y maniobrabilidad. En cada proceso los diseños generados por el algoritmo evolutivo pasaron la síntesis del buque descrita para cumplir con la condición de flotabilidad, caso contrario este individuo o modelo tuvo una penalidad en las funciones objetivo, en la función costo que fue de 12000 UDS y en la función de incertidumbre geométrica de 100 cm. Por tanto, para obtener el mejor diseño del prototipo se empleó esta metodología basada en la técnica de búsqueda y selección. Finalmente, se determinó las dimensiones principales del catamarán autónomo con el uso de la técnica de algoritmo genético. Se obtuvo eslora de 0.96 m, manga del demihull de 0.31 m, separación de los demi-hulls de 0.46 m, coeficiente de bloque de 0.55 y a una velocidad deservicio de 1.16 nudos, incertidumbre de 13 cm y costo de 5448.19 USD.