Materiales y procesos para fabricar sensores de tensión
Las fibras ópticas son cables transparentes y flexibles hechos de vidrio hueco (sílice) o plástico (poliméricas) con un diámetro muy fino. Se utilizan en múltiples aplicaciones médicas e industriales, entre ellas para comunicaciones y sensores. Los cables ópticos poliméricos tienen un menor coste y mayor flexibilidad en comparación con los de sílice. Eso, junto con su capacidad para detectar tensiones mucho más altas que los de sílice, los hace particularmente útiles en sensores de fibra óptica tipo redes de Bragg (FBG). Los sensores FBG tienen perturbaciones en los índices de refracción del núcleo que manipulan la luz de modos útiles para medir la tensión. La financiación con fondos europeos del proyecto «Polymer grating sensors» (POGS) permitió a un grupo de científicos ensanchar las fronteras del campo mejorando la tecnología subyacente a las redes en FOP para aplicaciones de sensores. El trabajo de modelización y desarrollo, que se centró en FOP microestructuradas (FOPm), condujo a la fabricación de una fibra para grabación de sensores de redes que se utilizó durante el proyecto. Se trata del primer caso descrito de una FOPm dopada con bencildimetilcetal (BDK). La grabación fue posible por la creación de una nueva instalación avanzada con múltiples ventajas. Barría la FOP horizontalmente con un láser ultravioleta (UV) en lugar de verticalmente a través de una máscara de fase para realizar las perturbaciones estructurales. Eso facilitó el alineamiento y permitió conseguir mayores longitudes de red entre otros muchos beneficios. Las redes grabadas sobre FOPm dopadas con BDK produjeron una fotosensibilidad UV inusualmente alta, alcanzando una reflectividad del 99 % tras tan solo 13 minutos de radiación. Los resultados se publicaron en una revista científica revisada por pares. La evaluación de la estabilidad a largo plazo de las redes así fabricadas arrojó resultados y conclusiones que dieron lugar a otra publicación. Por último, la FOP resulta mucho más difícil de cortar que la de sílice a causa de su viscoelasticidad. Hasta ahora, hacerlo requería una electrónica y unos controladores costosos, lo que hacía el equipo caro y difícil de trasladar. En el proyecto POGS se desarrolló una nueva metodología que mejora de manera significativa la portabilidad y se acerca a la simplicidad de un cortador de fibra óptica de sílice. Se evita también la necesidad de pulir los extremos del cable para conectarlo a otros equipos. El proyecto ha mejorado de manera significativa la comprensión del proceso de grabado para fabricar sensores FBG de alta sensibilidad y proporcionado una técnica práctica para cortar los cables fabricados. Hay negociaciones en curso para comercializar la tecnología.
Palabras clave
Sensores de tensión, fibras ópticas poliméricas, sílice, redes de Bragg en fibras, sensores de redes
