Los científicos cuentan...

Malte Frövel es investigador en el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), en el Área de Materiales Compuestos.

Desde hace varios años estoy trabajando en la integración y evaluación de sensores de fibra óptica en estructuras aeroespaciales de material compuesto –fibras de carbono y matriz de resina de epoxi–, que es muy utilizado hoy en día en toda la industria aeronáutica y espacial. Dichos sensores permiten supervisar la salud del fuselaje, las alas, los estabilizadores y otras estructuras del avión, así como detectar posibles daños en ellas. Los sensores de fibra óptica que se usan para tal propósito están grabados mediante un láser en el núcleo de una fibra óptica de vidrio que es prácticamente igual que las fibras ópticas que se usan en telecomunicaciones para llevar internet de alta velocidad, televisión y teléfono a las casas particulares.

Resulta factible grabar muchos sensores en una fibra óptica, pues tienen tan solo un cuarto de milímetro de diámetro, y gracias al diminuto tamaño de la propia fibra puede ser embebida dentro de las estructuras de material compuesto. Cada uno de estos sensores es capaz de medir con muy alta precisión deformaciones de las estructuras y sus temperaturas, y esto en condiciones extremas de servicio de aviones, lanzadores y satélites: rangos muy amplios de temperaturas, deformaciones muy elevadas, vibraciones y condiciones del espacio, como alto vacío y radiación. El objetivo principal de mi línea de trabajo actual es contribuir a la implementación y certificación para vuelo de estos sensores de fibra óptica en estructuras operativas.

Para conseguir dicha meta, se están realizando muchos ensayos para estudiar el impacto estructural de la fibra óptica en el material huésped, verificar la validez y calidad de las mediciones de los sensores embebidos en los materiales compuestos en un amplio intervalo de temperaturas, que incluye el campo criogénico, desde unos 200 ºC hasta -250 ºC, e incluso en ámbitos de alta energía bajo cargas altas de radiación.

Por otro lado, hemos estudiado y aplicado diferentes técnicas de integración de los sensores en estructuras de material compuesto, que han debido ajustarse a las necesidades de fabricación de la industria y cuya validez se ha verificado mediante ensayos de fatiga y ciclos térmicos.