En el presente proyecto se realizará una investigación detallada sobre un nuevo método de monitoreo del estado físico e integridad de elementos y estructuras de materiales compuestos mediante el uso de arreglos de fibras ópticas. Los materiales compuestos son más resistentes y livianos que los materiales tradicionales y ofrecen otras ventajas en varias de sus propiedades físicas, químicas y mecánicas. En México y en particular en la UNAM, se desarrollan exitosamente materiales compuestos [1-5]. Sin embargo, la introducción amplia de estos materiales en la práctica requiere del desarrollo de nuevos y eficientes métodos de evaluación experimental del comportamiento de elementos estructurales fabricados con estos materiales tanto en la etapa de desarrollo y pruebas experimentales, como, en varios casos, en el monitoreo de la integridad y estado físico (tensiones, etc.) durante la vida útil del elemento o estructura. A diferencia de materiales tradicionales como metales, cerámica, concreto, etc. los materiales compuestos tienen un rango más amplio de sus constantes físicas y mecánicas, lo que presenta un gran reto en el desarrollo de técnicas de medición y monitoreo del estado físico de elementos y estructuras de estos materiales. El método propuesto recientemente por los participantes del presente proyecto aprovecha las ventajas de las fibras ópticas como medio de transmisión, es sencillo y económico pues está orientado principalmente al monitoreo de la integridad, detección y evaluación de daño (fisuras y grietas) en elementos o estructuras [12-14]. El nuevo método se basa en el uso de arreglos de fibras ópticas convencionales, esto lo hace económicamente muy atractivo. En el presente proyecto, el nuevo método se aplicará, investigará y adaptará al monitoreo del estado físico e integridad de elementos y estructuras de materiales compuestos en particular en matrices de resina como poliéster, epoxy, etc. reforzados con fibras de vidrio, kevlar, fibras de carbono, etc. Además, este método se completará con la capacidad de cuantificar la abertura de las grietas y con la capacidad de medición de tensiones mecánicas (para estudios y pruebas de mecánica estructural). Esto se logrará con algunos transductores de fibra óptica. En particular, se investigará y se comparará la eficiencia de transductores basados en microcurvaturas en fibras ópticas así como transductores basados en las Rejillas de Periodo Largo (RPL) en dicha aplicación. El nuevo método mantendrá todas las ventajas de las fibras ópticas como medio de transmisión (inmunidad a las interferencias electromagnéticas, descargas eléctricas, corrosión química, etc.) y permitirá no solo el monitoreo de la integridad de elementos estructurales, sino la detección de grietas y la evolución o desarrollo de las mismas; será de gran utilidad en estudios experimentales de mecánica estructural y, de igual forma, permitirá el monitoreo de la respuesta de elementos críticos estructurales de materiales compuestos durante su vida útil. Al tener éxito con el desarrollo de la técnica prevista, se tendrán dos poderosas herramientas de trabajo: la primera enfocada a la detección del daño estructural como el provocado por sobrecarga, impactos, etc. en diversos elementos estructurales de materiales compuestos durante su vida útil; la segunda en la investigación científica como un método novedoso y económico para la evaluación experimental de nuevos elementos de materiales compuestos en la etapa de desarrollo.

Las principales contribuciones del presente proyecto son las siguientes:_x000D_ • Nuevos conocimientos científicos y prácticos sobre las características y vías concretas de implementación del nuevo método de detección y cuantificación de daño (grietas) en elementos estructurales de materiales compuestos mediante arreglos de fibras ópticas convencionales embebidas o adheridas, e instrumentos de monitoreo de transmisión óptica de las fibras del arreglo._x000D_ • Nuevos conocimientos científicos y prácticos sobre la posibilidad y vías concretas de cuantificar las tensiones en elementos estructurales por medio de las fibras con microcurvaturas y fibras ópticas con RPL, esto como una alternativa económica y práctica a las RB._x000D_ • Adaptación de la nueva técnica de monitoreo del estado físico y la integridad de elementos y estructuras a distintos tipos de elementos estructurales de materiales compuestos en función de sus características físicas y químicas._x000D_ • Formación de recursos humanos de alto nivel mediante la participación de estudiantes de Licenciatura, Maestría y Doctorado que resulten en trabajos de tesis directamente relacionados al tema del proyecto._x000D_ • Difusión de los resultados obtenidos, mediante publicaciones, en revistas científicas, congresos y conferencias tanto en foros nacionales como internacionales._x000D_