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Desarrolla CICESE sistema de sensores de fibra óptica

Investigadores del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) desarrollaron una tecnología de sensores distribuidos, con base en fibra óptica, que permite detectar y localizar vibraciones, cambios de temperatura y deformaciones dinámicas en el área de cobertura del cable con la longitud hasta unas decenas de kilómetros.

Esta tecnología de origen mexicano es de una efectividad comparable al de otros sistemas de sensores ópticos comerciales y posee gran potencial para la industria petrolera, construcción y otras aplicaciones industriales, al ofrecer una mayor seguridad de operación y mejor costo económico, aseguró Mikhail Shlyagin, investigador del Departamento de Óptica del CICESE.

En comunicado de prensa del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), informó que esta tecnología consiste en emplear un sistema (una red de sensores) compuesto de varios componentes: el equipo optoelectrónico (que contiene láseres, foto-detectores, amplificadores, filtros ópticos, moduladores de luz y otros componentes) para interrogar en tiempo real la red de sensores ópticos distribuidos y puntuales.

Foto 3_CICESE SENSORES

El proyecto fue realizado en colaboración con el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) con fondos de la Secretaria de Energía (SENER) y del Conacyt. El potencial de esta tecnología es adaptable también a varios usos industriales: uno es en la industria de la construcción para detectar deformaciones en edificios grandes; para el sector de seguridad pública o en situaciones donde se produzcan cambios rápidos de temperatura, como los causados por un aumento de disipación de calor en defectos de cables eléctricos, señaló el especialista.

El académico explicó que los sensores puntuales (“los micrófonos ópticos”) son interferómetros adaptativos (desarrollados por el investigador Serguei Stepanov, también del CICESE) basados en rejillas dinámicas en fibras ópticas dopadas con iones de erbio y conectados en una red por un cable de fibra óptica. El cable de fibra óptica utilizado es un cable estándar de telecomunicación que contiene dentro un número determinado de fibras ópticas.

El sensor distribuido es el mismo cable de fibra óptica, el cual sirve como un “vibrómetro” distribuido: cada 10 metros de cable sirve como un vibrómetro virtual, en total se forma una red de hasta 5 mil vibrómetros los cuales permitan detectar y localizar una perturbación con una sensibilidad y exactitud alta.

Para convertir el cable estándar en un sensor distribuido, utilizamos efectos de retro-esparcimiento de luz en fibras ópticas, que es un efecto fundamental en fibras ópticas. Señales regresadas de fibra óptica se mandan a una computadora que procesa los datos obtenidos en tiempo real a través de un software especializado desarrollado por Serguei Miridonov, investigador del Departamento de Óptica y colaborador en el proyecto.

“La fibra óptica es un conductor de luz. El equipo optoelectrónico envía al cable las señales ópticas de prueba y monitorea constantemente los parámetros de la luz que regresa del cable.
Procesando las señales, la computadora relaciona los cambios detectados con distribución de vibraciones a lo largo de la longitud del cable, y de esta manera se localizan eventos como cambios de temperatura y vibraciones producidas por golpes”, explicó Shlyagin.

El investigador del CICESE dijo que en laboratorio se han hecho pruebas con tramos de 25 kilómetros, pero teóricamente se pudiese abarcar un rango mucho mayor. Un sólo sistema optoelectrónico tiene la capacidad de cubrir hasta 50 kilómetros, con lo cual se podría vigilar accesos no autorizados al perímetro de un aeropuerto de gran tamaño.

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