Definición de las pautas y condiciones de monitorización, encapsulado y fijación de sensores de fibra óptica para la medida de deformación y temperatura en estructuras

Abstract

Acontecimientos como el colapso de las dos torres del Skyline Center Project en Virginia (1973), el colapso del puente I-35W sobre el río Mississipi en Mineapolis (2007) y, más recientemente, del puente colgante Kutai Kartanegara en Indonesia (2011) ponen de manifiesto la gran importancia y necesidad de monitorizar ciertas estructuras para poder evaluar su seguridad estructural en tiempo real. El éxito de esta tarea depende fundamentalmente de dos aspectos. Por un lado, los sistemas y sensores empleados deben ser precisos y fiables a la vez que posibiliten una instrumentación segura, fácil y económica. Por otro lado, es necesario contar con pautas generales de monitorización de distintas tipologías estructurales que proporcionen una guía sobre cómo debe instrumentarse una estructura. En este contexto general, esta tesis diseña y propone nuevos sensores para la monitorización estructural basados en la tecnología de la fibra óptica por las ventajas comparativas que ofrece este material. La investigación se justifica por las limitaciones de las tecnologías actualmente disponibles y ha comprendido las fases siguientes: - Desarrollo de un sensor óptico puntual basado en redes de Bragg para medir deformaciones y temperaturas. - Desarrollo de un sensor óptico de longitud basado en redes de Bragg para medir deformaciones - Estudio y calibración de sensores distibuidos para medir deformaciones, basados en el fenómeno de dispersión de la luz. - Ensayos con probetas en laboratorio de los sensores desarrollados. - Comprobación y optimización del funcionamiento de los sensores mediante modelos numéricos realizados con el método de elementos finitos. - Comprobación del comportamiento de los sensores en estructuras reales y mejora en su caso de su diseño. Las estructuras monitorizadas abarcan una gran variedad de materiales y tipologías como son el tablero de un puente empujado, una losa postesa de edificación, el encepado de cimentación de un puente atirantado de 318 m. de luz o