Investigadores de la Universidad de Oxford han desarrollado un sensor de fibra de zafiro que tolera temperaturas muy elevadas y altas radiaciones. El novedoso sensor podría usarse en el duro entorno de la generación de energía por fusión nuclear y permitir un transporte aéreo más racional.
El avance se presenta como una solución a un problema de hace 20 años con los sensores existentes.
La investigación se basa en los sensores de rejilla de fibra de Bragg (FBG), muy usados para controlar a distancia la tensión y la temperatura en los sistemas de comunicación óptica.
Por lo general, se presentan en forma de fibra óptica de sílice, pero el rango de temperatura de funcionamiento de los FBG de sílice está limitado a menos de 1.000 °C.
Para su trabajo, los investigadores usaron fibra óptica de zafiro, que puede soportar temperaturas superiores a los 2000 °C.
Además, promete una gran estabilidad a largo plazo a temperaturas más elevadas. Por lo tanto, este funcionamiento a temperaturas ultraelevadas tiene potencial para aplicaciones como la monitorización de turbinas de gas en motores aéreos para permitir mejoras significativas en la eficiencia y la reducción de emisiones.
El zafiro también es resistente a la radiación, lo que permite realizar mediciones en reactores nucleares y evitar el oscurecimiento por radiación en aplicaciones espaciales.
La fibra de zafiro parece muy fina -menos de medio milímetro de grosor-, pero en comparación con la longitud de onda de la luz, es enorme. Esto significa que cuando la luz se inyecta en un extremo de la fibra de zafiro, puede tomar muchos caminos diferentes a lo largo de la fibra, lo que hace que se reflejen muchas longitudes de onda diferentes a la vez.
Los investigadores superan este problema escribiendo un canal a lo largo de la fibra con un láser de femtosegundo. De este modo, la luz queda contenida en una sección transversal minúscula, de una centésima de milímetro de diámetro. Con este enfoque, lograron fabricar un sensor que refleja predominantemente una sola longitud de onda de luz.
En sus demostraciones iniciales, la fibra de zafiro tenía una longitud de alrededor de 1 cm, pero los investigadores creen que será posible conseguir longitudes de hasta varios metros. Esto permitiría realizar mediciones de temperatura en todo un motor a reacción.
El uso de estos datos para adaptar las condiciones del motor en vuelo tiene el potencial de reducir significativamente las emisiones de óxido de nitrógeno y mejorar la eficiencia general, reduciendo el impacto medioambiental.
Fuente:
https://ecoinventos.com/nuevo-sensor-de-fibra-de-zafiro/
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