Mi tema de tesis: Sensores distribuidos en fibra óptica

Pues bueno, entramos en materia...

Como he dicho previamente (aquí) el blog estará centrado principalmente en mi tema de tesis: Sensores distribuidos de fibra óptica. En la primera entrada, que hice durante el curso que dio vida al blog (aquí) ya expuse brevemente en qué consistía mi investigación y lo hice mediante una pregunta: "¿Podemos saber, usando Fibra Óptica, cual es la temperatura/deformación mecánica, en tiempo real, en cada punto de la tubería que uno Pamplona con Zaragoza?"

Obviamente, el proyecto no se limita a la monitorización de la posible tubería que una Zaragoza con Pamplona, sino que tiene aplicación en multitud de estructuras.

Pero primero de todo vamos a ver que es eso de sensores distribuidos en fibra óptica: 

Un sensor es un dispositivo que es capaz de detectar magnitudes física o químicas (presión, temperatura, sonido, pH...) y lo convierte en una señal eléctrica que podemos medir. A partir de la calibración de esta señal eléctrica obtenemos el valor de la magnitud medida. Un ejemplo de sensor sería un termopar, que es un dispositivo eléctrico que deja pasar una corriente en función de la temperatura. Según la corriente (o tensión) que midamos, obtenemos la temperatura.

Pero un termopar, es un dispositivo que mide la temperatura en un punto determinado. Si por ejemplo estamos monitorizando la temperatura de una línea eléctrica, el termopar nos permitirá conocer la temperatura en el punto kilométrico 10km, o en el punto 6.87m, o en el punto 200km. Para conocer la temperatura en un punto cada x metros, deberíamos poner un sensor cada x metros. Cada sensor utiliza su propio cable para funcionar, por lo que esto conlleva el uso de muchos cables. Aún así, de esta forma, conseguiríamos saber la temperatura cada x metros, pero no la que hay entre dos termopares consecutivos.

Aquí es donde entran los sensores distribuidos (en fibra óptica en este caso).

La fibra óptica, de forma muy esquemática, son dos cilindros concéntricos de vidrio ( ejemplo ) por donde se propagan las señales ópticas. La principal diferencia entre estos dos cilindros es que por el cilindro exterior la luz viaja ligeramente más despacio que por el cilindro interior. Esto genera que la luz quede confinada en el interior de la fibra ( conocido como core ) y se pueda propagar durante muchos kilómetros sin apenas pérdidas.

Las fibras ópticas apenas tienen pérdidas. Una fibra convencional, de las que usan ONO, Telefónica o Vodafone no pierde la mitad de su señal hasta que esta no se ha propagado unos 15km. Esto nos permite realizar grandes tiradas de fibra, esto es, cubrir muchos kilómetros, manteniendo un nivel de señal suficiente al otro extremo.

Además, las fibras son un medio continuo, es decir, no es puntual como los sensores convencionales. Esto nos ofrece la posibilidad de medir toda la fibra, como consecuencia, podemos monitorizar todos los puntos por donde pasa la fibra óptica, cosa que no podíamos hacer con los termopares.

Finalmente, la fibra actúa como medio de sensado y cómo medio para transmitir la señal que utilizamos al sensar, es decir, no hace falta poner un cable eléctrico para cada punto donde queramos medir.

Como conclusión, La fibra óptica nos ofrece la ventaja de ser un medio continuo, por lo que podemos medir cualquier punto de la fibra. También actúa como medio sensor y como medio propagador de la señal, de forma que nos ahorramos un cable de alimentación para cada punto medido.

En las próximas entradas, veremos cómo se usa la fibra óptica para medir y los diferentes tipos de sensores que hay.

¡Agur eta gero arte!