Monitoreo estructural basado en sistemas de sensores de fibra óptica

Autori

  • Juan Sebastián Sanguino Lemus Universidad Francisco de Paula Santander
  • Gustavo Adolfo Hernández Martínez Universidad Francisco de Paula Santander
  • Karla Cecilia Puerto López Universidad Francisco de Paula Santander

Parole chiave:

estructural, óptica, monitoreo, fibra, sensores, sistemas

Abstract

Este artículo presenta un compendio de métodos para realizar monitoreo en diferentes tipos de estructuras mediante sensores de fibra óptica. Para el análisis de los diferentes métodos se analizaron panoramas de todas partes del mundo,
teniendo como principal exponente a China por el desarrollo de un mayor número de sistemas y porque sus modelos están a la vanguardia del monitoreo estructural, incluso con gran aplicación en otros países. Se tuvieron en cuenta sistemas
desarrollados en los últimos cinco años y se presenta una síntesis de los resultados de dichos sistemas en torno a sus ventajas, beneficios y principales características. Se encontró con este artículo que, ya que el monitoreo estructural atañe a distintas disciplinas, para la investigación de los sistemas de fibra óptica en monitoreo, se tuvieron muy en cuenta igualmente sistemas de otras áreas distintas a la electrónica, como lo son la ingeniería civil, la ingeniería de minas, la ingeniería estructural e incluso la medicina.

Downloads

La data di download non è ancora disponibile.

Riferimenti bibliografici

C. Randhu, La tecnología de los sensores de fibra óptica. México:

Universidad Autónoma de Nuevo León, 2001.

F. Montero de Espinosa, “Fibra óptica y ultrasonidos. Hidrófonos,

micrófonos y acelerómetros. Fibra óptica y ensayos no destructivos”,

Revista de Acústica. Vol. 3I. nos 3 y 4, pp. 1-4, 2020.

Secretaría de comunicaciones y transportes instituto mexicano del

transporte, Actualización y seguimiento de los índices de desempeño

estructural del puente río Papaloapan. Publicación Técnica No. 524,

[En línea]. Disponible en: https://imt.mx/archivos/Publicaciones/

PublicacionTecnica/pt524.pdf

Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, J. A. Villanueva Hernández,

R. A. Vázquez Sánchez, Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, C. M.

García Lara, y Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas, «Sensores de

fibra óptica y sus aplicaciones en el medio ambiente», Espacio I+D, vol. 2,

no. 3, pp. 94-115, 2013, doi: 10.31644/IMASD.3.2013.a06.

F. Navarro, “Sensores de fibra óptica FBG para el monitoreo de la

salud estructural de los puentes”, TM, vol. 27, n.o 4, p. 3, nov. 2015, doi:

18845/tm.v27i4.2080.

M. Maheshwari, S. C. Tjin, y A. Asundi, “Efficient design of Fiber

Optic Polarimetric Sensors for crack location and sizing”, Optics &

Laser Technology, vol. 68, pp. 182-190, may 2015, doi: 10.1016/j.

optlastec.2014.11.023.

T. Kissinger, R. Correia, T. O. H. Charrett, S. W. James, y R. P. Tatam,

“Fiber Segment Interferometry for Dynamic Strain Measurements”, Journal

of Lightwave Technology, vol. 34, no. 19, pp. 4620-4626, oct. 2016, doi:

1109/JLT.2016.2530940.

Y. Chen, Y. Zilberman, S. K. Ameri, W. J. Yoon, J.-J. Cabibihan, y S.

R. Sonkusale, «A Flexible Gastric Gas Sensor Based on Functionalized Optical Fiber», IEEE Sensors Journal, vol. 16, no. 13, pp. 5243-5248, jul.

, doi: 10.1109/JSEN.2016.2544701.

K. Bremer et al., “Fibre Optic Sensors for the Structural Health

Monitoring of Building Structures”, Procedia Technology, vol. 26, pp. 524-

, 2016, doi: 10.1016/j.protcy.2016.08.065.

B.-O. Guan, L. Jin, L. Cheng, y Y. Liang, “Acoustic and Ultrasonic

Detection With Radio-Frequency Encoded Fiber Laser Sensors”, IEEE

Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 23, n.o 2, pp. 302-

, mar. 2017, doi: 10.1109/JSTQE.2016.2635035.

L. K. Yi Cheng y P. Agüero Barrantes, “Introducción al Monitoreo de

la Condición Estructural de Puentes”, 2017, vol. 5, p. 14.

Domaneschi, M., Sigurdardottir, D., y Glisic, B., “Damage detection

on output-only monitoring of dynamic curvature in composite decks”,

Structural Monitoring and Maintenance, vol. 4, n.o 1, pp. 1-15, mar. 2017,

doi: 10.12989/SMM.2017.4.1.001.

W. Li, C. Xu, S. Ho, B. Wang, y G. Song, “Monitoring Concrete

Deterioration Due to Reinforcement Corrosion by Integrating Acoustic

Emission and FBG Strain Measurements”, Sensors, vol. 17, n.o 3, p. 657,

mar. 2017, doi: 10.3390/s17030657.

C. Zhou, T. Tian, L. Qian, D. Fan, W. Liang, y Y. Ou, “Doppler

Effect-Based Optical Fiber Vibration Sensor Using Frequency-Shifted

Interferometry Demodulation”, Journal of Lightwave Technology, vol. 35,

n.o 16, pp. 3483-3488, ago. 2017, doi: 10.1109/JLT.2016.2592538.

C. Baldwin, “Fiber Optic Sensors in the Oil and Gas Industry”, en

Opto-Mechanical Fiber Optic Sensors, Elsevier, 2018, pp. 211-236.

J. Serracín y J. Miranda, “Avances en el diseño de un sistema de bajo

costo para el monitoreo de la salud estructural, a partir de la medición de

deformaciones unitarias, utilizando sensores de fibra óptica.”, Memorias de

Congresos UTP, pp. 96-102, jun. 2018.

H. Lu y X. Gu, “Fiber Bragg Grating Strain Sensor for Microstructure

in Situ Strain Measurement and Real-Time Failure Detection”, en Opto-

Mechanical Fiber Optic Sensors, Elsevier, 2018, pp. 75-96.

T. Liu et al., “Temperature Insensitive and Integrated Differential

Pressure Sensor for Liquid Level Sensing Based on an Optical Fiber Fabry–

Perot Interferometer”, IEEE Photonics Journal, vol. 10, n.o 4, pp. 1-8, ago.

, doi: 10.1109/JPHOT.2018.2860899.

C. Lopatin, “Aerospace Applications of Optical Fiber Mechanical

Sensors”, en Opto-Mechanical Fiber Optic Sensors, Elsevier, 2018, pp.

-262.

L.-K. Cheng y P. M. Toet, “Innovative Fiber Bragg Grating Sensors

for Highly Demanding Applications”, en Opto-Mechanical Fiber Optic

Sensors, Elsevier, 2018, pp. 175-209.

H. Cheng, S. Wu, Q. Wang, S. Wang, y P. Lu, “In-Line Hybrid

Fiber Sensor for Curvature and Temperature Measurement”, IEEE

Photonics Journal, vol. 11, n.o 6, pp. 1-11, dic. 2019, doi: 10.1109/

JPHOT.2019.2944988.

D. F. Ramírez, “Implementación de una estación remota de monitoreo

estructural para el seguimiento y control del estado actual de los monumentos

de relevancia histórica en el Perú”, (Tesis pregrado). Pontificia Universidad

Católica del Perú,2019.

J. Li, T. Yu, M. Zhang, J. Zhang, L. Qiao, y T. Wang, “Temperature

and Crack Measurement Using Distributed Optic-Fiber Sensor Based on

Raman Loop Configuration and Fiber Loss”, IEEE Photonics Journal, vol.

, n.o 4, pp. 1-13, ago. 2019, doi: 10.1109/JPHOT.2019.2931306.

J. M. Pintado, M. Frövel, y A. Güemes, “Supervisión estructural de

tanques criogénicos de material compuesto carbono/epoxi para lanzadores

reutilizables”, p. 8, 2005.

S. Liang et al., “Fiber-Optic Auditory Nerve of Ground in the Suburb:

For Traffic Flow Monitoring”, IEEE Access, vol. 7, pp. 166704-166710,

, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2952999.

K. Xu et al., “Optical Fiber Humidity Sensor Based on Water

Absorption Peak Near 2-μm Waveband”, IEEE Photonics Journal, vol. 11,

n.o 2, pp. 1-8, abr. 2019, doi: 10.1109/JPHOT.2019.2901290.

J. I. S. Anativia, R. R. Saavedra, F. R. Barrales, y F. H. Prado, “Bases

metodológicas para implementación de sistemas de instrumentación y

monitoreo de salud estructural en tiempo real de puentes en Chile”, p. 107,

J. Gómez, J. R. Casas, y S. Villalba, “Structural Health Monitoring

with Distributed Optical Fiber Sensors of tunnel lining affected by nearby

construction activity”, Automation in Construction, vol. 117, p. 103261,

sep. 2020, doi: 10.1016/j.autcon.2020.103261.

A. Bassil, X. Chapeleau, D. Leduc, y O. Abraham, “Concrete Crack

Monitoring Using a Novel Strain Transfer Model for Distributed Fiber

Optics Sensors”, Sensors (Basel), vol. 20, n.o 8, abr. 2020, doi: 10.3390/

s20082220.

H. Grefe, D. Weiser, M. W. Kandula, y K. Dilger, “Deformation

measurement within adhesive bonds of aluminium and CFRP using

advanced fibre optic sensors”, Manufacturing Rev., vol. 7, p. 14, 2020, doi:

1051/mfreview/2020011.

F. Walter et al., “Distributed acoustic sensing of microseismic sources

and wave propagation in glaciated terrain”, Nat Commun, vol. 11, n.o 1, p.

, dic. 2020, doi: 10.1038/s41467-020-15824-6.

M. Domaneschi, G. Niccolini, G. Lacidogna, y G. P. Cimellaro,

“Nondestructive Monitoring Techniques for Crack Detection and

Localization in RC Elements”, Applied Sciences, vol. 10, n.o 9, p. 3248,

may 2020, doi: 10.3390/app10093248.

J. Guffart et al., “Photometrische Inline-Überwachung der

Pigmentkonzentration hochgefüllter Lacke”, Chemie Ingenieur Technik,

vol. 92, n.o 6, pp. 729-735, 2020, doi: 10.1002/cite.201900186.

Y. Zheng, Z.-W. Zhu, W. Xiao, y Q.-X. Deng, “Review of fiber optic

sensors in geotechnical health monitoring”, Optical Fiber Technology, vol.

, p. 102127, ene. 2020, doi: 10.1016/j.yofte.2019.102127.

F. J. Velez, C. M. Serpa, y N. D. Gomez, “Medicao de micro de

formacioes nos blocos viales usando redes de Braggnas fibras ´oticas”, p.

, 2010.

L. A. V. Carvajal, “Propuesta de plan de monitoreo del comportamiento

dinámico para la salud estructural del nuevo puente Gómez Ortiz en la vía

Girón Zapatoca”, p. 154, 2016.

J. E. A. Gil, “Modelo para monitorear el asentamiento diferencial de

fundaciones David Alfredo Ochoa Lotero”, p. 73, 2016.

F. Meléndez, J. G. Coneo, Z. Comas, B. Nuñez, y V. Molinares,

“Integridad estructural de tuberías de transporte de hidrocarburos: Panorama

actual”, Revista Espacios, Vol. 38, no. 17, pp. 10, 2017.

G. P. V. Ramírez, “Sistemas de instrumentación para monitoreo

permanente de la salud estructural de puentes en”, p. 72.

J. Álvarez, B. Medina, C. M. Serpa y N. Guerrero, “Compensación

Digital de la Dispersión Cromática en Sistemas de Comunicaciones Ópticas

Basados en Algoritmos CMA y MMSE”,. 2011.

C. Lozano, J. Sánchez, y M. Bermúdez, “Determinación de perfiles de

velocidad de ondas de corte a partir de registros de microtemblores en las

ciudades de Cúcuta y Neiva, Colombia”, 2013.

K. C. P. López, B. M. Delgado, y L. L. C. Ariza, “Efecto de la dispersión

cromática en un sistema híbrido”, Revista Colombiana de Tecnologías de

Avanzada (RCTA), vol. 2, No. 24, 2017. doi: 10.24054/16927257.v24.

n24.2014.2344.

F. G. López, L. A. G. Ortiz, K. C. P. López, y D. G. Ibarra, “Modelado

de los fenómenos no lineales generados por el efecto electro-óptico kerr en una transmisión por fibra óptica”, Revista Colombiana de Tecnologías

de Avanzada (RCTA), vol. 2, no. 28, 2017.doi: 10.24054/16927257.v28.

n28.2016.2469.

J. A. Gómez, H. Y. Jaramillo, y A. C. Rojas, “Sistema para detección

de fallos críticos en tuberías horizontales”, Revista Colombiana de

Tecnologías de Avanzada, Vol. 1, no. 35,pp. 44-51, 2020.

Pubblicato

2021-11-03

Fascicolo

Sezione

Artículos