Low-cost structural monitoring system based on fiber optic sensors for monitoring the loss of thickness in buried flammable transport pipelines

Summary: Sensores baseados em fibra óptica têm sido amplamente utilizados em diversas aplicações industriais, civis, aeroespaciais, médicas, bioquímicas, entre outras, graças às suas vantagens, tais como: imunidade eletromagnética; resistência à alta temperatura; isolamento galvânico; biocompatibilidade; resistência aos ambientes corrosivos; capacidade de monitoramento em grandes distâncias, reduzindo o risco associado aos ambientes perigosos, tóxicos ou de difícil acesso; facilidade de miniaturização; e capacidade de multiplexação. Parâmetros como temperatura, deformação, tensão, índice de refração, aceleração e humidade relativa podem ser medidos com essa tecnologia, com alta sensibilidade, resolução, acurácia e repetitividade. Na área de monitoramento estrutural, a utilização dos sensores baseados em fibra óptica possui, como foco principal, a avaliação de estruturas, tais como pontes, prédios e similares. Porém, a utilização desses dispositivos no monitoramento de dutos de transporte de inflamáveis tem sido pouco explorada, o que possibilita a aplicação dessa tecnologia em um novo nicho de mercado. Nesse contexto, este Projeto de Pesquisa visa o desenvolvimento de um sistema de monitoramento estrutural de baixo custo, baseado em sensores de fibra óptica para o monitoramento da perda de espessura de dutos de transporte de inflamáveis, por meio de redes de Bragg FBGs (do inglês, Fiber Bragg Gratings) ou interferômetros de Fabry-Perot FPIs (do inglês, Fabry-Perot Interferometers). As FBGs oferecem uma grande capacidade de multiplexação, enquanto os FPIs possuem baixo custo e simplicidade de fabricação. Geralmente, o espectro óptico destes sensores é monitorado por um analisador de espectro óptico OSA (do inglês, Optical Spectrum Alnalyzer) ou um interrogador comercial. Para aplicações em tempo real, o OSA não é adequado devido à sua baixa frequência de aquisição e elevado custo financeiro, além de volume e peso de hardware elevados. De forma análoga, os interrogadores comerciais possuem custo muito elevado, embora ofereçam alta resolução (maior frequência de aquisição). Nesse contexto, pretende-se desenvolver técnicas alternativas de interrogação para os sensores propostos. Com o objetivo de reduzir consideravelmente os custos, propõe-se a utilização da técnica de filtro de borda para viabilizar a conversão do domínio óptico para o domínio elétrico. Espera-se, como resultado deste Projeto, o desenvolvimento de um sistema de comunicação wireless, com acesso à nuvem e compatível com aplicações de Internet das coisas IoT (do inglês, Internet of Things), para monitoramento remoto, contínuo e em tempo real da perda de espessura de dutos de transporte de inflamáveis.

Starting date: 01/12/2021
Deadline (months): 24

Participants:

Role	Name
Collaborator *	MANUEL RICARDO ALFONSO SANCHEZ
Coordinator *	CAMILO ARTURO RODRIGUEZ DIAZ
Researcher *	ADILSON RIBEIRO PRADO
Researcher *	MARCELO EDUARDO VIEIRA SEGATTO
Student Doctorate *	MARIANA LYRA SILVEIRA

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