Sensor óptico multi-parámetro basado en el efecto de acoplamiento de modos en fibras multinucleo de indice asimétrico para monitorización de estructuras aeroespaciales.

Abstract

Este Trabajo Fin de Máster (TFM), Sensor óptico multiparámetro basado en el efecto de acoplamiento de modos en fibras multinúcleo de índice asimétrico para monitorización de estructuras aeroespaciales, se centra en la validación de un sensor óptico multi-parámetro desarrollado por el Departamento de Matemática Aplicada de la Escuela de Ingeniería de Bilbao de la UPV/EHU, cuyo funcionamiento se basa en el efecto de acoplamiento de modos en fibras multinúcleo de índice asimétrico. Para ello, se han instrumentado dos especímenes de honeycomb de aluminio, que replican materiales utilizados en la misión Exomars, con el sensor óptico propuesto. Los especímenes han sido sometidos a ensayos de compresión y de cortadura para evaluar su comportamiento bajo estas condiciones de carga. El sensor óptico está diseñado para medir la compresión, el pandeo, la curvatura y la flexión, proporcionando una comprensión completa del rendimiento de los materiales y las estructuras. Los sensores de monitorización tradicionales, como las galgas extensiométricas, presentan limitaciones en términos de peso, inmunidad a interferencias electromagnéticas y sensibilidad, lo cual es especialmente relevante en el entorno espacial. En contraste, los sensores de fibra óptica ofrecen ventajas significativas, convirtiéndolos en una elección ideal para aplicaciones aeroespaciales. Son ligeros, inmunes a interferencias electromagnéticas y altamente sensibles, lo que permite mediciones precisas y confiables en condiciones extremas. El Honeycomb de aluminio utilizado en la misión Exomars es el utilizado en los paneles estructurales de la plataforma de aterrizaje Schiaparelli. Estos paneles dan resistencia y rigidez durante el aterrizaje en la superficie de Marte. Al instrumentar los especímenes de honeycomb de aluminio con el sensor óptico multi-parámetro, se podrá evaluar su respuesta a las fuerzas de compresión y cortadura, simulando las condiciones experimentadas durante la misión. Los ensayos se llevarán a cabo utilizando métodos de carga de compresión y de cizalladura, mientras que el sensor óptico proporcionará mediciones simultáneas de compresión, pandeo, curvatura y flexión. Los resultados de este trabajo demostrarán la efectividad de los sensores de fibra óptica en la monitorización de estructuras aeroespaciales y proporcionarán datos valiosos para mejorar el rendimiento y la seguridad de las futuras misiones espaciales. Además, contribuirá al campo más amplio de la tecnología de sensores ópticos, mostrando su potencial en la monitorización y evaluación del comportamiento estructural en entornos extremos.