Investigador de la Facultad de Ingeniería de la UNAM desarrolló una novedosa aplicación  para la fibra óptica, al convertirla en el sistema nervioso para detectar daños estructurales en edificios. Por Elzbieta Carmonha.

“Si la fibra óptica se ha revestido con polímeros y fibras de vidrio o carbono, en la construcción de aviones, helicópteros, yates, lanchas y autos para armar dispositivos que monitorean su integridad estructural ¿por qué no hacerlo con los distintos materiales que se utilizan para levantar un edificio y construir un sistema de monitoreo estructural?”, fue la pregunta que se planteó Sergiy Khotyaintsev Duskriatchenko antes de desarrollar un sensor estructural de fibra óptica.

El sensor está pensado para aplicarse en viviendas populares en zonas de alto riesgo sísmico, es económico en su construcción y mantenimiento, cada unidad costaría menos de 500 pesos y puede colocarse en casas de autoconstrucción sin la participación de un experto, y podría constituir rápidamente una red de equipos de emergencia.

El catedrático presentó la aplicación en el auditorio de la Facultad de Ingeniería  (FI) donde explicó que el símil más directo es el uso que se le ha dado a la fibra óptica en el campo de la medicina, al hacerlo funcionar como una extensión del sistema nervioso central, una especie de “nervios artificiales” que reaccionan como si el cuerpo tuviera un dolor y lo comunican al cerebro. De la misma manera, en una estructura física, llámese casa, edificio, hospital, escuela, presa o puente, se introduce en sus paredes y si existen daños envía la señal de alerta.

“Aunque los sensores son relativamente sencillos, la investigación ha sido detallada y a conciencia, desde su planteamiento teórico hasta su ensayo experimental. Se utilizaron y probaron diferentes tipos de fibra, se prepararon muestras de concreto simulando vigas y columnas y se sometió a diversos impactos para incluir las opciones en caso de que la fibra se rompa”, expuso Sergiy Khotyaintsev.

El investigado también indicó que se documentó la reacción de la fibra óptica a condiciones de corrosión y descargas eléctricas que son comunes en todo tipo de construcciones, sobre todo las de tipo popular, donde es más constante encontrar ambientes dañados por la descomposición de los alambres de cobre y otros procesos electroquímicos que impiden el uso de sensores tradicionales construidos  con materiales metálicos.

“La fibra óptica es un material químicamente resistente, no tiene metal, es conductivo y por lo mismo no sufre ni corrosión electroquímica ni interferencia. Se compone de dióxido de silicio que es hasta tres veces más resistente al momento de soportar la carga mecánica. Para fabricar una pieza ya integrada al concreto se mezcla agua, arena y grava, tal y como la gente prepara el cemento para construir sus cuartos, sin necesidad de contratar a un ingeniero o un arquitecto, pero como puede romperse a la hora de  añadir la grava pues entonces se le vende ya colado, totalmente integrado y en funcionamiento”, añadió el catedrático.

De hecho, no se coloca un cable único sino que se colocan cinco, pues basta con que uno siga funcionando para realizar el monitoreo y los datos demostraron que la tasa de sobrevivencia de la fibra óptica a la simulación de eventos como derrumbes, terremotos, inundaciones siniestros es suficientemente alta. Las pruebas mecánicas se realizaron en el laboratorio del Departamento de Estructuras de la División de Ingeniería Civil y Geomática de la propia Facultad, que esta certificado con los estándares más altos en su campo a nivel mundial.

Cada sensor contiene un transmisor y un receptor óptico de 16 canales y la propuesta es implementar la multicanalización en el dominio de tiempo T para monitorear 256 canales por unidad.