Diseño de técnicas de interrogación y sensores en fibra para el sector de la construcción

Abstract

En esta tesis doctoral se presentan unos dispositivos ópticos capaces de medir varias magnitudes físicas útiles para los ingenieros en el ámbito de la construcción. Estos sensores ópticos son capaces de medir las variaciones de la deformación, temperatura y pH en estructuras de ámbito civil tales como puentes, o incluso túneles o diques para monitorizar la salud estructural de las mismas. Así pues, se presentan los sensores de deformación y temperatura basados en FBG desarrollados y calibrados en el Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas (GCOC) del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) y se expone un caso de aplicación real de estos sensores en la construcción de un puente para tráfico rodado construido mediante la técnica de lanzamiento por incrementos sucesivos para la ronda sur metropolitanna de Bilbao. También se presentan dos sensores ópticos de PH que utilizan hidrogles con dos tecnologías diferentes. Uno de estos sensores está basado en la intensidad óptica y el otro en las propiedades frecuenciales de las resonancias en una cavidad Fabry-Pérot en fibra. Para que la monitorización de estos sensores çopticos sea autónomna, remota y progrmamable, se ha diseñado un sistema de monitorización alimentado por energía fotovoltaica y se ha desarrollado un programa informático capaz de ser ajustado para realizar la adquisición de datos en periodos de tiempo determinados y con posibilidad de implementar alarmas cuando las medidas superen unos umbrales definidos. Además, también se presenta un sistema de monitorización de sensores ópticos novedoso basado en la correlación de pulsos ópticos.Este sistema realiza medidas integradas y se ofrece la posibilidad de separación de la zona a monitorizarse en regiones más pequeñas mediante el empleo de reflectores parciales. Se expliarán dos tipos de reflectores: los reflectores selectivos en longitud de onda y los reflectores parciales de intensidad, realizando ensayos para calibrar las respuestas