Diseño y análisis estructural de un dron contraincendios

Monterde López, Pablo
Ranz Angulo, David (dir.) ; Balcerzak, Tomasz (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2024
Departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación, Área de Expresión Gráfica de la Ingeniería

Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Resumen: El objetivo principal de este proyecto es diseñar un prototipo de dron que pueda actuar como herramienta en la lucha contra incendios, combinando rapidez, eficacia y seguridad. Este dispositivo deberá ser capaz de operar en terrenos difíciles, minimizar el tiempo de reacción en las emergencias y, lo más importante, reducir el riesgo para los equipos humanos. Para lograr esto, se desarrollará un modelo que utilice materiales compuestos de alta resistencia térmica y mecánica, que además de hacerlo ligero, garantizar un buen rendimiento en vuelo. El desarrollo del proyecto se divide en varias etapas. Primero, se realiza un análisis inicial de los drones existentes en el mercado y sus configuraciones permitiendo identificar las características más relevantes y aplicables al diseño propuesto definiendo una base para el desarrollo de un prototipo. El parte de una estructura de dron coaxial con cuatro brazos, equipada con motores eléctricos de alta potencia y un depósito de 600 litros. El cuerpo central del dron está fabricado con un material compuesto tipo sándwich que combina fibra de carbono y espuma térmica para soportar las altas temperaturas propias de los incendios. Este diseño garantiza ligereza, resistencia estructural y estabilidad en vuelo. Para validar el diseño, se realiza un análisis estructural y aerodinámico, evaluando el comportamiento del dron bajo diferentes condiciones de carga, esto incluye pruebas de rotura, tensiones y desplazamientos máximos en los brazos. Asimismo, se optimiza la disposición del material en las zonas críticas para garantizar un equilibrio entre peso y resistencia. Finalmente, este proyecto concluye con una comparación del diseño propuesto frente a otras alternativas disponibles, destacando las ventajas del uso de materiales compuestos y el enfoque en la funcionalidad específica para emergencias. Con este trabajo, se busca sentar las bases para el desarrollo de una herramienta innovadora que pueda contribuir significativamente a la lucha contra incendios, mitigando sus impactos y mejorando la seguridad de las operaciones.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado