Resumen de Monitorización de estructuras aeroespaciales y análisis de técnicas de integración de sensores de BRAGG
- español
La presente tesis doctoral tiene como objetivos el estudio y desarrollo de la tecnología de los sensores de Bragg para la monitorización estructural, evaluando sus principales limitaciones y deficiencias que impiden su aplicación en elementos reales en entonos industriales. Con este fin, se ha trabajado en diversas líneas de investigación, elaborando metodologías y proponiendo soluciones a dichos puntos débiles.
La validez de las redes de Bragg para medir cargas térmicas se ha demostrado a través de numerosos ensayos, tanto estáticos como dinámicos. La correcta medida de la temperatura hace posible la monitorización del curado de estructuras de material compuesto, permitiendo el análisis y la caracterización tanto de su proceso de fabricación como de su vida en servicio.
Aunque las múltiples ventajas de los FBGs son ampliamente conocidas en el ámbito industrial, su uso se encuentra restringido a aplicaciones de laboratorio bajo condiciones controladas, a consecuencia de su reducida tasa de supervivencia. Diversas soluciones se han desarrollado, permitiendo elaborar procedimientos robustos y sencillos de integración de sensores de fibra óptica en estructuras reales bajo condiciones de operación.
Las mejoras y herramientas desarrolladas en las diferentes líneas se han aplicado a demostradores representativos de la industria civil y aeroespacial, campos de especial relevancia para la tecnología de las redes de Bragg, donde su implementación mejora de forma significativa los procesos actuales de monitorización estructural y de mantenimiento.
Finalmente, un nuevo método de integración de sensores de Bragg en componentes metálicos se ha propuesto, el cual permite crear estructuras con sensores integrados en los puntos de interés. Dicho procedimiento es factible gracias al empleo de las tecnologías de fabricación aditiva.
- English
The present doctoral thesis has as objective the study and development of the technology of Fiber Bragg Grating sensors for the structural monitoring, evaluating its main limitations and deficiencies which impede its use at real elements under industrial environments. With this aim, several fields have been investigated, providing methodologies and solutions to those weak points.
The validity of Bragg sensors for the measurement of thermal loads has been demonstrated by means of numerous tests, both static and dynamic. The proper measure of the temperature enables to monitor the curing of composite material structures, being possible the analysis and characterisation of their manufacturing process and their service life.
Although the multiple advantages of FBGs are widely known at industrial level, their use is restricted to laboratory applications under controlled conditions, as a consequence of their low survival rate. Several solutions have been developed, allowing the elaboration of robust and simple procedures for the integration of fiber optic sensors in real structures under operational conditions.
The improvements and tools developed within the different lines have been applied to representative demonstrators of the civil and aerospace industries, relevant areas for the technology of Bragg sensors, where whose implementation could significantly improve the current processes of the structural monitoring and maintenance.
Finally, a new method for the integration of Bragg sensors at metallic components has been proposed, which enables to create structures with embedded sensors at the regions of interest. This procedure is feasible thanks to the use of additive manufacturing technologies.
