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Investigación de un sensor de fibra basado en rejilla de Bragg de fibra para monitoreo de superficies de carreteras

Autores: Kashaganova, Gulzhan; Kozbakova, Ainur; Kartbayev, Timur; Balbayev, Gani; Togzhanova, Kulzhan; Alimseitova, Zhuldyz; Orazaliyeva, Sandugash

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Infraestructura vial
Sensores de fibra
Rejilla de Bragg de fibra
Monitoreo de pavimento
Deformación
Temperatura

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 58

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La infraestructura vial es un activo público clave porque beneficia al desarrollo social y económico de cualquier país. Juega un papel importante en el desarrollo del complejo industrial y del sector productivo, y las superficies de las carreteras de transporte deben ser de alta calidad y tener una larga vida útil. La infraestructura vial, al igual que toda infraestructura, requiere preservación, mantenimiento y reparación. Existen requisitos especiales para las vías de rodadura que deben ser observados durante la construcción o reparación. La incertidumbre de la composición, la sensibilidad a la temperatura y las características viscoelásticas de los materiales viales hacen que el análisis estructural del pavimento sea muy difícil en comparación con otras estructuras civiles, como puentes, túneles y edificios. Por esta razón, surgió la pregunta de cómo mejorar los sensores de fibra basados en rejilla de Bragg de fibra (FBG). La novedad de este estudio es modernizar los sensores de fibra basados en FBG para que muestren deformación, estrés y desplazamiento, temperatura y otros parámetros con mucha mayor precisión, lo que proporcionaría una base científica confiable para modificar la teoría, así como el uso de un sensor de fibra basado en FBG para la medición simultánea de deformación y temperatura al monitorear la superficie de la carretera. Este artículo está dedicado a un estudio detallado del uso de sensores de fibra óptica (FOS) basados en rejilla de Bragg de fibra para monitorear la superficie de la carretera. Un sensor de fibra de este tipo, que consta de una rejilla de Bragg de fibra y un par de rejillas, puede ofrecer la posibilidad de medir simultáneamente la deformación y la temperatura para monitorear el pavimento. Las mediciones de temperatura y deformación se realizaron instalando un sensor en la superficie de una muestra de asfalto fabricada. El sensor de fibra incorporado basado en FBG proporciona información importante sobre cómo la estructura del pavimento puede soportar la carga y el hundimiento del suelo e implementar medidas de seguridad y estabilidad vial de manera oportuna para evaluar y predecir la vida útil del pavimento. Los resultados del estudio mostraron que la sincronicidad, repetibilidad y linealidad de las características del sensor de fibra son excelentes. La diferencia entre los resultados experimentales y teóricos fue de aproximadamente el 7%. Por lo tanto, basándose en los resultados de los datos obtenidos, el sensor de fibra en el FBG puede ser utilizado para monitorear y diseñar superficies de carreteras y en general la infraestructura de transporte.

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