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Desarrollo de sensores de fibra óptica para temperaturas extremas

Instituto Universitario de Telecomunicación y Aplicaciones Multimedia

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El desarrollo de sensores de fibra óptica para temperaturas extremas responde a la necesidad de medir y monitorizar de forma fiable temperaturas muy elevadas en entornos industriales severos, donde los sensores convencionales fallan por deriva térmica, interferencias electromagnéticas, contaminación o pérdida de calibración. Esta problemática aparece en sectores como energía, aeroespacial, metalurgia, procesos químicos, hidrógeno, combustión avanzada y entornos ATEX, donde se requiere monitorización continua, precisa y robusta.
Habitualmente, esta necesidad se cubre con termopares metálicos, pirómetros o sensores encapsulados, pero estas soluciones presentan limitaciones importantes cuando hay temperaturas muy altas, atmósferas corrosivas o geometrías de difícil acceso. Además, muchas de ellas sufren pérdidas de precisión, baja estabilidad a largo plazo o problemas de integración en superficies curvas y entornos dinámicos.
Desde el Photonics Research Lab se plantea una solución basada en sensores de fibra óptica con rejillas de Bragg (FBG) en fibra de sílice y, especialmente, en fibra de zafiro, protegidos mediante recubrimientos cerámicos funcionales y técnicas avanzadas como el electrospinning. Esta aproximación permite combinar estabilidad térmica, resistencia mecánica, compatibilidad con geometrías complejas e inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, mejorando la fiabilidad del sensado en condiciones extremas.
Responsable científico

Sales Maicas Salvador

Participantes

Sauvanaud Laurent Louis Andre, Sales Maicas Salvador

Aplicaciones

  • · Monitorización de hornos industriales y procesos térmicos de alta temperatura. · Medida de temperatura en energía de fusión, energía solar de concentración e hidrógeno. · Control de procesos en metalurgia y fabricación de materiales refractarios. · Sensado en motores, turbinas y componentes aeroespaciales sometidos a calor extremo. · Monitorización en entornos ATEX o con atmósferas corrosivas. · Control térmico en sistemas de combustión avanzada y equipos de laboratorio de alta temperatura. · Integración en superficies o zonas de difícil acceso donde los sensores convencionales no se pueden instalar fácilmente.

Ventajas técnicas

  • · Permite medir temperaturas por encima de 1000 ºC y, en el caso de la tecnología basada en zafiro, aspirar a rangos aún más altos, hasta entornos cercanos a 2000 ºC. · Ofrece inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, algo clave en entornos industriales eléctricos o de alta potencia. · Mejora la estabilidad, repetibilidad y rapidez de respuesta frente a sensores convencionales como termopares. · Reduce problemas de deriva, contaminación y pérdida de calibración en servicio prolongado. · Facilita la integración en geometrías complejas gracias a recubrimientos cerámicos flexibles y conformales aplicados directamente sobre la fibra.

Beneficios que aporta

  • · Puede favorecer la reducción de costes de mantenimiento y paradas de proceso al permitir monitorización más fiable y continua. · Aporta potencial de transferencia industrial por su escalabilidad y por la posibilidad de integrar la tecnología en soluciones de alto valor añadido.

Experiencia relevante

  • El grupo de investigación cuenta con una trayectoria consolidada en sensores de fibra óptica, fotónica y transferencia tecnológica, con más de 30 años de experiencia en el caso del IP Salvador Sales. El equipo ha participado en más de 60 proyectos de I+D, ha liderado múltiples contratos de soporte y desarrollo tecnológico, y ha generado 11 patentes, de las cuales 3 han sido licenciadas. Además, ya existe una base tecnológica previa muy sólida: se ha demostrado un prototipo funcional en el rango de 600 a 2000 ºC, se ha validado en laboratorio una tecnología de sensores FBG de alta temperatura, y se han desarrollado y protegido resultados como la patente PCTES2015070406, licenciada a CalSens, así como la invención ND-430-2021 sobre recubrimiento cerámico flexible en sensor FBG. La experiencia del grupo no es solo científica, sino también industrial y de transferencia, con contratos activos con empresas y colaboración con entidades de referencia en sus sectores de actividad.