Browsing by Author "Russo, Nélida Araceli"

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    Characterization of long period gratings manufactured with fiber optic fusion splicer for sensor development
    (2021) Alustiza, Diego; Mineo, Marcos; Russo, Nélida Araceli
    A Long Period Grating (LPG) is a structure inscribed in an optical fiber that is of great interest in the field of communications and sensors. At Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp), an LPG manufacturing process was implemented. It is based on use of electric arcs produced with an optical fiber splicer to generate a series of physical disturbances that modify optical fiber behavior as a light transmis-sion guide. Since transmission response of LPG is sen-sitive to fiber environment conditions, it can be used to detect changes in certain physical and chemical pa-rameters. In particular, it enables the implementation of optical sensors sensitive to temperature, surround-ing medium refractive index and axial deformation. Characterization of locally generated LPGs is essen-tial for future design of sensors applicable in many engineering areas. In this article, typical LPG sensi-tivities to the three mentioned parameters are re-ported.
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    Estudio, fabricación y aplicación de redes de período largo en fibras ópticas para el desarrollo de sensores de humedad embebibles en materiales cementíceos
    (2023-12-14) Alustiza, Diego; Russo, Nélida Araceli; Botasso, Hugo Gerardo
    La necesidad de contar con estructuras civiles confiables es un fuerte desafío de la Ingeniería Civil. La falta de mantenimiento trae como consecuencia un alto costo económico en reparación de estructuras que presentan evidencias de deterioro avanzado. Por este motivo, la implementación de sistemas de alarma temprana que detecten la aparición de procesos agresivos para la salud de las estructuras, es susceptible de ser tenida en cuenta en cualquier proyecto asociado a una estructura de gran porte. Las técnicas de monitoreo de salud de estructuras demostraron ser mecanismos beneficiosos para alcanzar metas de mantenimiento, en particular aquellas vinculadas a estructuras de hormigón armado. En este escenario y considerando la permanente superación tecnológica que se verifica en el ámbito de las fibras ópticas, los sensores implementados con éstas se presentan en la actualidad como elementos de sensado altamente atractivos para asistir a la Ingeniería Civil en el objetivo de lograr sistemas de monitoreo de salud confiables, robustos y durables. Una estructura de hormigón interactúa con su entorno de diferentes maneras durante su ciclo de vida. Más allá de las interacciones para las que se diseñó, existen otras que pueden generar cambios en su desempeño funcional, de seguridad o estético. Algunos agentes ambientales son considerados nocivos para el hormigón porque representan posibles causas de daño estructural (por ejemplo, pueden aparecer diferentes patologías debido a procesos de carbonatación, ingreso de cloruros y/o sulfatos, entre otros). La presencia de agua (en fase líquida o gaseosa) dentro del material juega un rol preponderante en todos los fenómenos de transporte y de degradación. Por ello, el conocimiento del nivel de humedad interna en diferentes ubicaciones estratégicas de una estructura de hormigón es un elemento de juicio de gran importancia para los ingenieros civiles durante la instancia de tomar decisiones relacionadas con el mantenimiento. Desde el punto de vista físico, el vapor de agua se difunde dentro de la matriz de hormigón debido a un gradiente de concentración del contenido de moléculas de agua que existe entre el entorno que rodea la estructura y el interior del material en sí mismo. Por ello, contar con sensores embebidos en la estructura de hormigón para monitorear la humedad relativa interna representa un recurso tecnológico de gran valor. En este trabajo de Tesis Doctoral se presentan los resultados obtenidos en el estudio y fabricación local de un tipo de dispositivo grabado dentro de una fibra óptica llamado red de período largo, con el objetivo de ser aplicado como elemento sensor en la determinación del nivel de humedad en un dado punto interno de una estructura de material cementíceo. Las acciones asociadas al plan de actividades de esta Tesis Doctoral fueron ejecutadas empleando métodos y técnicas esencialmente experimentales. Entre los emergentes del trabajo se observa la adaptación, depuración e implementación práctica de una técnica de generación de redes de período largo en fibras ópticas que potencialmente puede proveer de este tipo de elementos tanto al Sistema Científico y Tecnológico Nacional como al campo industrial privado, considerando que no existen antecedentes publicados al respecto en el ámbito nacional. Los resultados de los estudios realizados acreditan el esfuerzo de evaluar el uso de los materiales y dispositivos ópticos ensayados para un potencial desarrollo de un sensor de HR basado en los emergentes de la misma. Se concluyó que tanto la simpleza de implementación de las técnicas empleadas como las bondades observadas en los resultados de desempeño general del sensor de HR, son elementos de juicio que merecen ser evaluados en caso de efectivizarse un desarrollo tecnológico orientado al diseño de un sensor basado en redes de período largo en fibra óptica.
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    Experimental fiber optic humidity sensor with applicability to civil structures health monitoring
    (2023) Alustiza, Diego; Mineo, Marcos; Arce, Valeria Beatriz; Villa Pérez, Cristian; Russo, Nélida Araceli
    This paper presents the results obtained in the execution of the first steps of the functional evaluation process of a fiber optic relative humidity sensor. The sensor device was a long period fiber grating (LPG) whose manufacturing process is described. Information is provided on how a humidity sensitivity level was reached that allows relative humidity (RH) measurements to be made. Packaging design implemented is described. Experimental arrangements used for thermal characterization and for humidity response are described. The results are discussed highlighting the details of the experimental setup to be improved in the future. Finally, the conclusions that qualify the feasibility of the implementation of an embedded humidity sensor in concrete structures by using this type of technology are provided.
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    Fabricación local de sensores de fibra óptica aplicables al sensado de magnitudes relevantes en ingeniería civil
    (2019-08-15) Alustiza, Diego; Mineo, Marcos; Aredes, Daniel; Russo, Nélida Araceli
    En este artículo se reportan los resultados obtenidos en la fabricación local de una estructura óptica conocida como red de período largo, en una fibra óptica estándar empleada para telecomunicaciones. Dicha red se logró mediante el empleo de una técnica en la que se genera una sucesión periódica de reducciones en el diámetro de la fibra (microtapers) mediante el ataque con un arco eléctrico de carac-terísticas controladas. A la estructura óptica mencionada se la conoce como LPG (por su sigla en inglés) y puede ser empleada como elemento de transducción en sistemas de sensado de diversas magnitudes fisicoquímicas. El proceso de fabricación se realizó mediante un arreglo experimental recientemente implementado en el CIOp. Las LPG generadas constituyen uno de los elementos básicos en el estudio y desarrollo de técnicas ópticas aplicables en la caracterización de materiales cementíceos, en el contexto de un proyecto de trabajo conjunto entre el LEMIT y el CIOp. Se reportan las características que descri-ben el comportamiento óptico de las LPG generadas y se las compara con dispositivos comerciales de igual naturaleza fabricados en el exterior.
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    Introducción a los sensores de fibra óptica para el monitoreo de salud de estructuras civiles
    (2022-02-18) Alustiza, Diego; Lopez, Anahí; Mineo, Marcos; Russo, Nélida Araceli; Villagrán Zaccardi, Yury Andrés
    El monitoreo de salud de estructuras civiles (SHM, Structural Health Monitoring) es una de las principales herramientas disponibles para la ejecución de tareas de mantenimiento predictivo. La evolución de las tecnologías asociadas a las comunicaciones ópticas en los últimos 30 años, propició la aparición de diferentes tipos de sensores de fibra óptica (OFS, Optical Fiber Sensors) cuya aplicabilidad en el campo de las técnicas de medición vinculadas al SHM ha sido demostrada. El desempeño de varios tipos de OFS fue ampliamente evaluado tanto en el laboratorio como en campo, para la determinación de algunos procesos físico/químicos y de magnitudes de gran interés ingenieril. En este trabajo se brinda el panorama actual de los OFS dentro de los esquemas de medición más empleados en SHM. Se mencionan las diferentes magnitudes y procesos térmicos, químicos y mecánicos reportados hasta el momento que son susceptibles de ser analizados a través del uso de OFS en estrategias de monitoreo de estructuras civiles.