Aplicaciones
- Monitoreo estructural de grandes infraestructuras: Puentes, edificios, tuberías de gas, etc...
- Evaluación de integridad de materiales en entornos exigentes: Componentes aeronáuticos, piezas automotrices, estructuras de energía.
- Análisis de fatiga en componentes mecánicos: Ejes, engranajes, turbinas.
- Control de calidad en procesos de fabricación: Detección de defectos en materiales.
Problema abordado
La medición precisa y confiable de deformaciones en materiales y estructuras es un desafío crítico en numerosos campos de la ingeniería. Los métodos tradicionales, como los extensómetros y los sistemas ópticos convencionales, presentan limitaciones
significativas que obstaculizan la evaluación precisa del estado de salud de estructuras y componentes. Estas limitaciones incluyen:
- Mediciones puntuales: Los métodos tradicionales solo proporcionan información en puntos específicos, limitando la comprensión del comportamiento global de la estructura.
- Sensibilidad a interferencias: Son susceptibles a factores ambientales como temperatura, vibraciones y ruido, lo que compromete la precisión de las mediciones.
- Dificultad para medir deformaciones no lineales: No pueden capturar de manera precisa las deformaciones complejas que ocurren en condiciones de carga extremas.
- Invasividad: Algunos métodos requieren la instalación de sensores que pueden dañar la estructura o alterar su comportamiento.
Tecnología
La invención presenta un método de medición no lineal que emplea un dispositivo óptico de detección para evaluar deformaciones en materiales y estructuras. El método utiliza un reflectómetro óptico en el dominio del tiempo (OTDR) para iluminar el dispositivo con pulsos de luz, ajustando el rango dinámico y la resolución para detectar eventos de deformación. Se mide la absorción de luz y el ancho espectral del pulso para correlacionar y discriminar entre tracción y compresión. A diferencia de los métodos previos, esta tecnología permite una alta sensibilidad y diferenciación precisa entre tipos de deformación, mejorando la capacidad de monitoreo en tiempo real. Representa un método fotónico alternativo (existen otros métodos de medición con fibra óptica) basado en fibra óptica convencional y medición no lineal.
Nivel de Madurez Tecnológica
Ventajas
- Medición distribuida: Permite obtener información detallada sobre la deformación a lo largo de una estructura.
- Alta sensibilidad: Detecta deformaciones muy pequeñas, incluso en presencia de ruido.
- Robustez: Resiste condiciones ambientales adversas como altas temperaturas y vibraciones.
- Versatilidad: Aplicable a una amplia gama de materiales y geometrías.
- Alta resolución espacial: Permite identificar deformaciones localizadas con precisión y al ser dieléctrico, es inmune a interferencias electromagnéticas (como RF y ruidos impulsivos), lo cual lo hace apto para ambientes explosivos.
Categorías
- Óptica
- Sensores
- Mecánica de materiales
- Ingeniería estructural
Industrias
- Aeroespacial
- Automotriz
- Construcción
- Energía
- Manufactura
Propiedad Intelectual
Patente de Invención N°: AR123957B3.
Solicitud de Patente en Argentina N°: 20210103011(adicional o hija).
Título: Método de medición no lineal para medir deformaciones mecánicas de materiales y estructuras.
Estado: Concedida vigenteOtros derechos de PI asociados
Patente de Invención N°: AR123942B1.
Solicitud de patente N°: 20210102993 (madre).
Título: Dispositivo de detección óptica y método de medición distribuida lineal para medir deformaciones mecánicas de materiales y estructuras.
Estado: Concedida vigente.
Investigadores
Julio César BENÍTEZ; Germán Roberto FERNÁNDEZ; Diego Fernando GROSZ; Nicolás Martín LINALE; Alexis Cristian SPARAPANI