ES2640521T3 - Banda flexible que comprende al menos una fibra óptica para efectuar unas mediciones de deformación y/o de temperatura - Google Patents

Banda flexible que comprende al menos una fibra óptica para efectuar unas mediciones de deformación y/o de temperatura Download PDF

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ES2640521T3
ES2640521T3 ES11704278.8T ES11704278T ES2640521T3 ES 2640521 T3 ES2640521 T3 ES 2640521T3 ES 11704278 T ES11704278 T ES 11704278T ES 2640521 T3 ES2640521 T3 ES 2640521T3
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Marc Turpin
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Abstract

Banda flexible (1), destinada a ser enrollada y luego instalada sobre o en una construcción de ingeniería civil, susceptible de extenderse longitudinalmente según un eje longitudinal, que comprende al menos una fibra óptica (20) que permite efectuar unas localizaciones y unas mediciones de deformación y/o unas mediciones de temperatura de una estructura donde dicha fibra óptica (20) está dispuesta sustancialmente según el eje longitudinal, caracterizada por que dicha fibra óptica (20) está rodeada de una matriz polimérica termoplástica al menos parcialmente reforzada, sustancialmente según el eje longitudinal, extendiéndose unas fibras continuas de refuerzo (30) sustancialmente según el eje longitudinal, donde la cantidad másica de fibras continuas de refuerzo, que se extienden sustancialmente según el eje longitudinal, MFC, es superior o igual a diez veces la cantidad másica de fibra(s) óptica(s), MFO, que comprende al menos una zona (10, 15) donde la matriz polimérica comprende unas fibras continuas de refuerzo (30), distribuidas de manera sustancialmente uniforme, rodeada de una zona (40) de matriz polimérica desprovista de fibra continua de refuerzo, estando dicha fibra óptica (20) dispuesta en el seno de dicha al menos una zona (10) donde la matriz polimérica comprende unas fibras continuas de refuerzo (30).

Description

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DESCRIPCION
Banda flexible que comprende al menos una fibra optica para efectuar unas mediciones de deformacion y/o de temperatura
Sector de la tecnica
La presente invencion se refiere a una banda flexible que comprende al menos una fibra optica para efectuar unas mediciones de deformacion y/o temperature en o sobre una construccion de ingeniena civil.
En concreto, tiene por objeto permitir localizar y medir unas perturbaciones tales como unas deformaciones y/o unas variaciones de temperatura en o sobre unas construcciones de ingeniena civil. Tales mediciones se efectuan, en general, durante largos periodos de tiempo con el fin de determinar, por ejemplo, si la construccion se dana y corre el riesgo de desgradarse; estos controles o mediciones permiten un seguimiento de seguridad, en concreto, un mantenimiento predictivo.
Estado de la tecnica
En unos dispositivos conocidos del estado de la tecnica, se disponen unas fibras opticas sobre una superficie de una construccion que hay que vigilar o en el seno de esta construccion con el fin de proceder a unas mediciones sobre el terreno. Estas fibras opticas tienen, en general, un diametro comprendido entre 80 y 500 pm, en concreto, de aproximadamente 150 pm, que comprende una parte central constituida por un nucleo y una funda optica adecuados para dejar que la luz se propague y al menos una funda de proteccion.
La integracion de tales fibras opticas sobre o en una construccion de ingeniena civil, presenta, no obstante, algunos inconvenientes. De hecho, estas fibras opticas son fragiles y pueden danarse en el momento de la colocacion o posteriormente por efecto de las tensiones a las que estan sometidas (en concreto esfuerzos de cizalla, esfuerzo cortante, curvatures no deseadas de la fibra). Por otra parte, en ciertos casos, pueden degradarse con el curso del tiempo, en concreto, en unos medios "hostiles" donde hay riesgos de penetracion de agua o de iones alcalinos, por ejemplo, seguido de un contacto prolongado con tal medio "hostil".
Objeto de la invencion
Un objetivo de la presente invencion es el de proponer un dispositivo que permita efectuar unas localizaciones y unas mediciones de deformacion y/o unas mediciones de temperatura de una estructura, es decir, una construccion de ingeniera civil o de una parte de una construccion de ingeniena civil, que obvie los inconvenientes mencionados anteriormente. Por otra parte, el objetivo de la invencion busca, asimismo, proponer tal dispositivo a un coste razonable y permitir una colocacion mas facil en la estructura.
La invencion propone pues una banda flexible segun la reivindicacion 1. Conviene destacar que dicha banda flexible puede ser sustancialmente neutra con respecto a la resistencia mecanica de la estructura de la construccion de ingeniena civil o bien participar como refuerzo de dicha estructura. No obstante, el material de la banda flexible es diferente del esencial de dicha estructura. Este ultimo esta constituido, por ejemplo, por soleras, hormigon, materiales de sellado.
Gracias a la banda flexible segun la invencion es posible, en concreto, proteger la o las fibra(s) optica(s) de las agresiones mecanicas y fisicoqmmicas mencionadas anteriormente y asegurar una transferencia de carga adaptada a las mediciones entre la estructura (medio anfitrion) y la o las fibra(s) optica(s) que permiten efectuar unas localizaciones y unas mediciones de deformacion y/o unas mediciones de temperatura de una estructura.
Se entiende por "banda" una pieza susceptible de extenderse longitudinalmente, segun un eje longitudinal, cuya longitud es muy significativamente superior a la anchura en el sentido perpendicular al eje longitudinal y donde esta anchura es muy significativamente superior al espesor. A modo de ejemplos, la longitud de tal banda es al menos de un metro, por ejemplo, de aproximadamente 3 a 10 metros, incluso significativamente mas larga (de varias decenas a centenas de metros, incluso de algunos kilometres); la anchura esta comprendida entre 1 y 30 cm, por ejemplo, entre 5 y 10 cm; el espesor esta comprendido entre 1 milfmetro y algunos centimetres, por ejemplo, entre 2 y 10 mm.
A modo de ejemplo, tales bandas flexibles pueden equipar terraplenes, diques, construcciones con suelo reforzado o compactado. Tales bandas tambien pueden introducirse en los suelos naturales (mediante perforaciones simples o dirigidas) y/o inundadas con materiales de sellado (morteros, resinas u otros materiales de sellado). Tales bandas puedes posicionarse, asimismo, en la superficie de elementos de estructuras metalicas o de hormigon, incluso estar directamente integradas en el hormigon (elementos de puentes, presas, barreras,...). Puede, asimismo, integrarse en el transcurso de la construccion en presas de hormigon compactado con rodillo (BCR). Pueden colocarse en unas zanjas poco profundas en la superficie de un terreno natural, por ejemplo, en una zona de riesgo en lo referente a hundimientos carsticos o una zona de grandes deslizamientos de terreno.
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Se califica de "muy significativamente superior", a una magnitud que sea al menos el doble de la magnitud con la que se compara.
Segun un modo de realizacion, la anchura de la banda es al menos cinco veces superior a su espesor.
Se entiende por "banda flexible" una banda susceptible de deformarse facilmente segun su longitud. A modo de ejemplo, se considera que una banda es flexible cuando puede curvarse segun un radio de curvatura de 200 mm.
Segun un modo de realizacion, una banda flexible puede curvarse segun un radio de curvatura de 50 mm.
Segun un modo de realizacion, la banda se produce con una gran longitud y puede cortarse para formar bandas con la longitud deseada, destinadas a instalarse en o sobre una construccion. Gracias a su flexibilidad, una banda de gran longitud puede enrollarse sobre un mandril para formar una bobina o una devanadera de obra. Es, por tanto, muy facil desplazar la banda de gran longitud y desenrollarla y eventualmente cortarla, por ejemplo, en una obra, a la longitud deseada.
Por otra parte, la flexibilidad de esta banda permite adaptarla a las irregularidades que pueden encontrarse en o sobre una construccion, a la vez que se preserva la (o las) fibra(s) optica(s) destinada(s) a efectuar las mediciones deseadas y comprendida(s) en dicha banda flexible. Estas irregularidades pueden, por ejemplo, estar vinculadas a la forma de la construccion, a la presencia de componentes de la construccion susceptibles de danar una fibra optica, como, por ejemplo, unos agregados, unas armaduras, unas gravas presentes en los suelos compactados, unos elementos compuestos por morteros de sellado...
Ademas, los inventores han podido constatar que la eleccion de un dispositivo, que comprende al menos una fibra optica, en forma de banda es particularmente ventajosa para efectuar mediciones de deformacion en una construccion, por ejemplo, en un terraplen, un dique o una construccion con suelo reforzado. De hecho, la forma de una banda permite una buena transferencia de carga entre el entorno (mensurando) y el sensor y puede conllevar, segun los casos, una amplificacion de los efectos del mesurando mediante el aumento de la seccion eficaz de deteccion.
Los inventores han constatado que la perdurabilidad y la transferencia de carga de una banda flexible, en concreto, insertada en una construccion, se mejora de manera muy significativa cuando la fibra (o las fibras opticas) esta(n) rodeada(s) con una matriz polimerica termoplastica que comprende unas fibras continuas de refuerzo que se extienden sustancialmente segun el eje longitudinal de la banda flexible. Los inventores han podido determinar que una mejora significativa del comportamiento de tal banda flexible intervema cuando la cantidad masica de fibras continuas de refuerzo, que se extienden sustancialmente segun el eje longitudinal, es superior o igual a diez veces la cantidad masica de fibra(s) optica(s).
Segun la invencion, se entiende por una orientacion "sustancialmente segun un eje", a una orientacion comprendida entre +10° y -10° con respecto a ese eje, comprendida, en concreto, entre +5° y -5°. Segun un modo de realizacion, las fibras continuas de refuerzo se extienden segun el eje longitudinal de la banda flexible.
Segun un modo de realizacion, la matriz polimerica termoplastica se selecciona de entre la siguiente lista de matrices: polietileno, polipropileno, PVC, polieter.
La matriz polimerica termoplastica tambien puede comprender unos elastomeros.
Segun un modo de realizacion, las fibras continuas de refuerzo son unas fibras polimericas cuya matriz se selecciona concretamente de la siguiente lista de matrices: poliester, poliamida, poliolefina.
Segun otro modo de realizacion, que puede combinarse con el anterior, las fibras continuas de refuerzo se seleccionan de entre las fibras de vidrio, las fibras de aramida, las fibras de carbono, los hilos de fibras vegetales, tales como fibras de lino o de canamo, las fibras metalicas. Las fibras continuas de refuerzo estan ensambladas, en general, pero de manera no limitativa, en forma de hilos que comprenden una pluralidad de fibras.
Las fibras continuas de refuerzo se disponen esencialmente, incluso exclusivamente, paralelas entre sf y siguiendo la direccion del eje de la banda. Tambien pueden ensamblarse en forma de cuerda(s), trenza(s) o cordon(es).
Segun un modo de realizacion, la parte central de la fibra optica, adecuada para dejar que la luz se propague, es mineral, en concreto a base de sflice.
Segun otro modo de realizacion, esta parte central de la fibra optica es organica (denominadas "POF" por sus siglas en ingles de "Plastic Optical Fiber" Fibra optica de plastico).
Con el fin de calcular la cantidad masica, MFO, de fibra(s) optica(s) en una banda flexible, se toma en consideracion la parte central (nucleo y funda optica) y la funda de proteccion solidaria con esta parte central. La fibra optica puede
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estar, ademas, recubierta por otras protecciones, en concreto para formar un cable, pero las demas protecciones no se toman en cuenta para calcular el valor de MFO. Estas otras protecciones pueden consistir en un revestimiento de metal, en diversas coberturas, por ejemplo, constituidas por tejidos y/o capas organicas. El conjunto puede presentarse en forma de cable.
La fibra optica utilizada puede ser de tipo monomodo o multimodo.
Segun un modo de realizacion, la fibra optica comprende unas redes de Bragg. Segun otro modo de realizacion, la fibra optica se utiliza directamente sin adicion de un elemento transductor cualesquiera.
La o las fibra(s) optica(s) de una banda flexible esta (estan) destinada(s) a conectarse a un dispositivo de metrologfa susceptible de emitir luz y de medir unas caractensticas de la luz reflejada, retrodispersada o transmitida por la fibra optica.
De entre los dispositivos de medicion utilizables, pueden citarse los siguientes: OTDR (por sus siglas en ingles de "Optical-Time-Domain-Reflectomer", (Reflectometro optico en el dominio de tiempo), OTDR-R (OTDR-Raman), BOTDR (OTDR de difusion Brillouin), OBR (por sus siglas en ingles de "Optical-backscatter-reflecometry", reflectrometna optica de retrodispersion), reflectometna Rayleigh coherente en multiples longitudes de onda, metrologfa de reflexiones sobre unas redes de Bragg, metrologfa por inferometna, metrologfa por polarimetna.
Una banda flexible segun la invencion, que comprende al menos una fibra optica puede comprender, ademas, una o varias de las caractensticas opcionales enumeradas a continuacion, bien consideradas individualmente o segun todas las combinaciones posibles:
- la cantidad masica de fibras de refuerzo continuas, que se extienden sustancialmente segun el eje longitudinal, MFC, es superior o igual a cincuenta veces la cantidad masica de fibra(s) optica(s), MFO;
- una zona de la matriz polimerica comprende fibras continuas de refuerzo y esta desprovista de fibra optica, y esta zona se dispone al menos parcialmente alrededor de una fibra optica;
- al menos una fibra optica se dispone en contacto directo con la matriz polimerica;
- al menos una fibra optica se dispone en un tubo cuya pared externa esta en contacto directo con la matriz polimerica; puede contemplarse que una misma fibra optica este en contacto directo con la matriz sobre una parte de su longitud y en un tubo sobre otra parte de su longitud, en este caso, unas partes diferentes de una misma fibra optica pueden tener funciones diferentes (por ejemplo, medicion de alargamiento y medicion de temperatura, respectivamente, para cada una de las partes mencionadas anteriormente);
- la banda flexible comprende una pluralidad de zonas donde la matriz polimerica comprende unas fibras continuas de refuerzo y al menos una fibra optica y donde estas zonas se disponen paralelamente entre sf en el sentido de la longitud de la banda, lado a lado en el sentido de la anchura de la banda y separadas por unas zonas de matriz polimerica desprovista de fibra continua de refuerzo;
- al menos una fibra optica se dispone sustancialmente en paralelo al eje longitudinal de la banda flexible;
- al menos una fibra optica se dispone alrededor de una direccion sustancialmente paralela al eje longitudinal de la banda flexible, por ejemplo, segun una trayectoria sinusoidal;
- una fibra optica esta recubierta con al menos 0,1 mm de matriz polimerica, incluso al menos 0,5 mm de matriz polimerica;
- al menos una superficie externa de la banda flexible presenta un grado de rugosidad o de asperezas mas o menos marcadas que permiten optimizar la transferencia de cargas entre el medio anfitrion y dicha banda;
- al menos un borde externo de la banda flexible presente para una parte dentada que permite optimizar la transferencia de cargas entre el medio anfitrion y dicha banda.
La presente invencion tiene, asimismo, por objeto una red de bandas flexibles solidarizadas entre sf, en concreto por termosoldadura, donde las bandas flexibles comprenden las caractensticas de uno cualquiera de los modos de realizacion anteriores. De este modo es posible efectuar mediciones en un espacio bidimensional.
La presente invencion trata, asimismo, sobre un dispositivo de localizacion y de mediciones de deformacion y/o de medicion de temperatura que comprende al menos una banda flexible segun las caractensticas de uno cualquiera de los modos de realizacion anteriores o una red de bandas flexibles como la anterior y un dispositivo de metrologfa conectado a al menos una fibra optica de una banda flexible y susceptible de emitir luz y medir unas caractensticas de la luz reflejada, retrodispersada o transmitida por dicha fibra optica.
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Segun un modo de realizacion de dicho dispositivo, al menos una banda flexible comprende al menos una fibra optica dispuesta en contacto directo con la matriz polimerica y esta fibra optica se utiliza para proceder a unas mediciones de deformacion.
Segun un modo de realizacion de dicho dispositivo, al menos una banda flexible comprende al menos una fibra optica dispuesta en un tubo cuya pared externa esta en contacto directo con la matriz polimerica y esta fibra optica se utiliza para proceder a unas mediciones de temperatura.
La presente invencion tambien tiene por objeto un procedimiento de localizacion y de mediciones de deformacion y/o de medicion de temperatura en una o sobre una estructura de una construccion de ingeniena civil que aplica un dispositivo, segun una cualquiera de las caractensticas expuestas mas adelante, que comprende una etapa de emision de luz y una etapa de medicion de las caractensticas de la luz reflejada, retrodispersada o transmitida por al menos una fibra optica.
Segun un modo de realizacion de este procedimiento, al menos una banda flexible comprende al menos una fibra optica dispuesta en contacto directo con la matriz polimerica y esta fibra optica se utiliza para proceder a unas mediciones de deformacion y al menos una fibra optica dispuesta en un tubo cuya pared externa esta en contacto directo con la matriz polimerica y esta fibra se utiliza para proceder a unas mediciones de temperatura a la vez que se procede a la medicion de deformacion y la medicion de temperatura.
Segun otro modo de realizacion de este procedimiento, al menos una banda flexible comprende al menos una fibra optica dispuesta en contacto directo con la matriz polimerica y al menos una fibra optica dispuesta en un tubo cuya pared externa esta en contacto directo con la matriz polimerica y estas dos fibras opticas se utilizan simultaneamente para tomar mediciones interferometricas.
Descripcion de las figuras
La invencion se comprendera mejor tras la lectura de la siguiente descripcion, aportada unicamente a modo de ejemplo y realizada con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
- las figuras 1 y 2 son unas vistas esquematicas en perspectiva de un modo de realizacion de una banda flexible segun la invencion;
- las figuras 3 a 5 son unas vistas esquematicas en seccion perpendicular al eje longitudinal de un modo de realizacion de una banda flexible segun la invencion;
- las figuras 6 y 7 son unas vistas esquematicas en perspectiva de un modo de realizacion de una banda flexible segun la invencion;
- las figuras 8 y 9 son unas vistas esquematicas en seccion en el espesor y segun el eje longitudinal de un modo de realizacion de una banda flexible segun la invencion;
- las figuras 10a, b y c son unas vistas esquematicas en planta de una banda flexible segun la invencion;
- la figura 11 es una vista esquematica en perspectiva de una red de bandas flexibles solidarizadas entre sf segun la invencion.
Descripcion detallada de la invencion
En aras de una mayor claridad, los diferentes elementos representados en las figuras no estan necesariamente a escala. En estas figuras, las referencias identicas corresponden a elementos identicos.
La figura 1 presenta una vista esquematica en perspectiva de un modo de realizacion de una banda flexible 1 segun la invencion.
Esta banda flexible 1 comprende una fibra optica 20 dispuesta segun el eje longitudinal, perpendicular a la anchura L y al espesor e de dicha banda flexible y rodeada de una matriz polimerica termoplastica que comprende unas fibras continuas de refuerzo 30. Estas fibras continuas de refuerzo 30 se disponen en una zona 10 formando un canal en el seno del cual esta dispuesta la fibra optica 20. La zona 10, de anchura L1, esta dispuesta sustancialmente en el nucleo de la banda 1 y esta rodeada por una zona 40 de matriz polimerica desprovista de fibra continua de refuerzo. En el caso representado, la zona 40 comprende dos zonas laterales 41 situadas a cada lado de la anchura de la zona 10 que comprende las fibras continuas de refuerzo y dos zonas 42 situadas a cada lado del espesor de dicha zona 10. La banda flexible 1 representada comprende una superficie principal 70 que se extiende en sentido de la anchura y sentido longitudinal de la banda y un borde 80 que se extiende en el sentido del espesor y del sentido longitudinal de dicha banda. En este ejemplo, la superficie 70 es sustancialmente plana y uniforme y el borde 80 esta
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A modo de ejemplo:
L = 20 mm e = 3 mm L1 = 15 mm MFO = 330 dtex
(la unidad "dtex" corresponde a g de 10.000 m)
MFC = 150.000 dtex MFC/MFO = 450
La figura 2 presenta una vista esquematica en perspectiva de un segundo modo de realizacion de una banda flexible 1 segun la invencion. Esta banda flexible comprende una pluralidad de zonas 10 que forman canales en el seno de cada uno de los cuales se dispone una fibra optica 20. Dos canales contiguos estan separados por una pared 43 de matriz polimerica desprovista de fibras de refuerzo. Se puede considerar que una banda ilustrada en la figura 2 corresponde a la yuxtaposicion de una pluralidad de "pseudo-bandas" 50, del tipo a las ilustradas en la figura 1.
A modo de ejemplo:
L (anchura total de la banda 1) = 50 mm
e = 4 mm
MFO = 1.320 dtex
MFC = 350.000 dtex
MFC/MFO = 265
Segun otro modo de realizacion representado en seccion en la figura 3, la banda flexible 1 tiene una seccion sustancialmente rectangular, al igual que las zonas 10 que forman canales en el seno de cada uno de los cuales se dispone una fibra optica 20. A modo de ejemplo, el espesor e2 de la zona 42, entre una zona 10 que forma un canal y la superficie principal 70 de la banda esta comprendida entre 10 y 30 % del espesor total e de dicha banda. Una fibra optica 20 esta situada a una distancia e1 de la superficie principal 70 de la banda. En el ejemplo representado, la fibra optica esta situada en el centro de la banda.
Segun un modo de realizacion, el espesor entre el exterior de la fibra optica y una pared exterior de la banda flexible segun la invencion, por ejemplo, el espesor e1, es de al menos 0,1 mm de matriz polimerica (con o sin fibra continua de refuerzo), incluso de al menos 0,5 mm de dicha matriz polimerica.
De manera ventajosa, las bandas flexibles que corresponden a las figuras 1 a 3 pueden enrollarse sobre un mandril para formar una bobina o una devanadera de obra. Segun estos modos de realizacion, el arrollamiento puede ser compacto, con una superficie principal 70 superior en contacto con una superficie principal 70 inferior.
Las figuras 4 y 5 representan unas vistas en seccion de otros modos de realizacion de una banda flexible segun la invencion donde la superficie principal no es plana. Estas bandas pueden, no obstante, enrollarse sobre un mandril para formar una bobina o una devanadera de obra, pero de manera menos compacta que con los modos de realizacion anteriores.
En el modo de realizacion representado en la figura 4, unas fibras opticas 20 se disponen en una parte central 45 de la banda, de matriz polimerica desprovista de fibras continuas de refuerzo y una zona 15 de matriz polimerica que comprende unas fibras continuas de refuerzo 30 se dispone a cada lado de la parte central 45 que comprende las fibras opticas 20. Esta parte central 45 esta prolongada por cada lado, en el sentido de la anchura, por unas alas 44 desprovistas de fibras continuas de refuerzo y de fibra optica. La zona 15 de matriz polimerica que comprende unas fibras continuas de refuerzo esta recubierta, ademas, con una capa 46 de matriz polimerica desprovista de fibras continuas de refuerzo. La zona 15 permite asegurar la resistencia mecanica de la banda y la dimension de las alas 44 puede seleccionarse de manera que se optimice la transferencia de la carga entre la banda flexible y el medio que la rodea.
Segun una variante del modo de realizacion de la figura 4, representada en la figura 5, se disponen unas fibras
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A modo de ejemplo, para los modos de realizacion segun las figuras 4 y 5:
e (espesor total de la banda flexible) = 20 mm
e3 (espesor de la parte central) = 5 mm
e4 (espesor maximo de la zona 15) = 5 mm
e5 (espesor de la capa 46) = 2,5 mm MFC = 150.000 dtex
Para el modo de realizacion de la figura 4: MFO = 990 dtex MFC / MFO = 150
Para el modo de realizacion de la figura 5: MFO = 1650 dtex MFC / MFO = 90
Las figuras 6 y 7 presentan unas vistas esquematicas en perspectiva de unos modos de realizacion segun la invencion donde al menos una fibra optica 20 se dispone libre de tensiones en un tubo 60. Estos modos de realizacion se han representado en el caso de una configuracion de la banda flexible similar a la de la figura 1. Se da por sentado que estos modos de realizacion pueden encontrar aplicaciones en las otras bandas flexibles descritas anteriormente o en cualquier otra banda flexible segun la invencion. Cabe destacar que la fibra 20 dispuesta en un tubo 60 puede disponerse en este tubo sobre toda su longitud o solamente sobre una parte de su longitud, siendo la otra parte solidaria o no con la matriz polimerica. La fibra optica "entubada", libre de tensiones, puede estar integrada en un canal 10 (representado) o en una zona 41 de matriz polimerica desprovista de fibra continua de refuerzo (no representada).
Conviene destacar que una fibra optica dispuesta en un tubo es esencialmente independiente de los esfuerzos que se aplican sobre la banda flexible en la que se encuentra. Tal disposicion esta particularmente adaptada para proceder a unas mediciones de temperatura.
Segun el modo de realizacion de la figura 7, una fibra optica dispuesta en un tubo 60 esta asociada con una fibra optica solidaria con la matriz polimerica. Tal banda esta particularmente adaptada para tomar simultaneamente mediciones de temperatura, gracias a la fibra libre de tensiones en el tubo y unas mediciones de deformacion. Gracias la medicion de temperatura, es posible corregir las mediciones de eventuales deformaciones termo- mecanicas y termo-opticas y obtener asf unas mediciones precisas de deformaciones locales de origen esencialmente mecanico.
Tambien es posible efectuar unas mediciones interferometricas con estas dos fibras opticas.
Las figuras 8 y 9 presentan unas vistas esquematicas, en seccion en el espesor y en el sentido de la longitud, de modos de realizacion de bandas flexibles segun la invencion, del tipo a las ilustradas en la figura 1, de manera a hacer aparecer unas trayectorias de la fibra en la banda flexible. Se ha representado la zona 10, donde se ha dispuesto una fibra optica 20 y donde la matriz polimerica comprende unas fibras continuas de refuerzo, bordeada por la zona 41 de matriz polimerica desprovista de fibra continua de refuerzo.
Segun el ejemplo de la figura 8, la fibra optica esta dispuesta en una direccion paralela al eje longitudinal de la banda flexible. En este modo de realizacion, se hace que la fibra optica se deforme en el sentido longitudinal de manera sustancialmente identica a la deformacion de la banda flexible. Esta configuracion se selecciona, preferentemente, en aquellos casos en los que se desean medir pequenas deformaciones, por ejemplo, inferiores a un 4 %, incluso inferiores a un 2 %. De hecho, se estima que la deformacion antes de la ruptura de una fibra optica es en general inferior o igual a un 4 % en el caso de las fibras opticas a base de sflice.
Segun el ejemplo de la figura 9, la fibra optica se dispone de manera sinusoidal alrededor de una direccion sustancialmente paralela al eje longitudinal de la banda flexible, con una longitud de paso LP. Este modo de realizacion puede permitir efectuar unas mediciones donde la deformacion de la banda flexible es superior a la deformacion de la ruptura de la fibra optica. De hecho, cuando la banda flexible se alarga, la fibra optica puede, en un primer tiempo, adoptar una posicion sinusoidal con un paso LP creciente, hasta acercarse a una posicion sustancialmente paralela al eje longitudinal de la banda flexible. De este modo, es posible incrementar la extension de medicion de manera significativa y medir, por ejemplo, unas deformaciones de aproximadamente de un 10 % a un 20 %.
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Las figuras 10a a c representan unas vistas esquematicas en planta de modos de realizacion de bandas flexibles segun la invencion. Los diferentes modos de realizacion presentados ofrecen posibilidades de ajustar la transferencia de carga entre el medio y la banda flexible.
La figura 10a presenta un modo de realizacion donde la superficie principal 71 de la banda flexible es ligeramente rugosa. De ello resulta un coeficiente de rozamiento medio entre el medio y dicha banda flexible.
La figura 10b presenta un modo de realizacion donde la superficie principal 72 de la banda flexible comprende unas rugosidades significativas, por ejemplo, obtenidas gracias a unos rodetes de material 73 dispuestos en el sentido lateral en la superficie de dicha banda flexible. De ello resulta un coeficiente de rozamiento acrecentado entre el medio y dicha banda flexible en comparacion con la configuracion ilustrada en la figura 10a.
La figura 10c presenta un modo de realizacion donde la banda flexible comprende una porcion central 75 que se extiende longitudinalmente y dos porciones laterales de anchura variable que comprenden una pluralidad de segmentos 76 dispuestos con una continuidad de materia a lo largo de la porcion central 75. Un borde del tamano de tal banda flexible comprende unos segmentos rectilmeos 82 que limitan la porcion central 75 y unos segmentos rectilmeos 81 que limitan la mayor anchura de las porciones laterales. En el ejemplo representado, la superficie principal 74 de la banda flexible es ligeramente rugosa. La presencia de unos segmentos 76 permite aumentar muy sustancialmente la adherencia, mediante unos anclajes distribuidos, entre el medio y la banda, en comparacion con la configuracion ilustrada en la figura 10a.
De manera general, las bandas flexibles segun la invencion pueden fabricarse por extrusion siguiendo unas tecnicas conocidas por un experto en la materia.
La figura 11 ilustra de manera esquematica un modo de realizacion segun la invencion donde una pluralidad de bandas flexibles 1, segun la invencion, se disponen en una red 2 y solidarizadas entre sf en sus puntos de interseccion. A modo de ejemplo, es posible solidarizar las bandas flexibles en las zonas de interseccion 90 por termosoldadura, por ejemplo, llevandolas en la superficie a unas temperaturas comprendidas entre 100 y 200 °C.
De este modo es posible obtener un mallado para la metrologfa dimensional de una estructura y obtener una cartograffa en planta de deformaciones y/o de temperaturas.
Las bandas flexibles descritas anteriormente pueden estar conectadas a unos dispositivos de metrologfa susceptibles de emitir luz y medir las caractensticas de la luz reflejada, retrodispersada o transmitida por la o las fibra(s) optica(s) comprendida(s) en dichas bandas flexibles. Asf se constituyen unos dispositivos que permiten la localizacion y medicion de deformaciones y/o de temperatura, susceptibles de instalarse en o sobre una construccion.
Cabe destacar que las bandas flexibles pueden disponerse, en funcion de las necesidades, horizontalmente o verticalmente o de manera inclinada en la construccion.
La invencion no se limita a estos tipos de realizacion y debe interpretarse de manera no limitativa y englobando cualquier modo de realizacion equivalente tal como se ha definido en las reivindicaciones.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. Banda flexible (1), destinada a ser enrollada y luego instalada sobre o en una construccion de ingeniena civil, susceptible de extenderse longitudinalmente segun un eje longitudinal, que comprende al menos una fibra optica (20) que permite efectuar unas localizaciones y unas mediciones de deformacion y/o unas mediciones de temperatura de una estructura donde dicha fibra optica (20) esta dispuesta sustancialmente segun el eje longitudinal, caracterizada por que dicha fibra optica (20) esta rodeada de una matriz polimerica termoplastica al menos parcialmente reforzada, sustancialmente segun el eje longitudinal, extendiendose unas fibras continuas de refuerzo (30) sustancialmente segun el eje longitudinal, donde la cantidad masica de fibras continuas de refuerzo, que se extienden sustancialmente segun el eje longitudinal, MFC, es superior o igual a diez veces la cantidad masica de fibra(s) optica(s), MFO,
    que comprende al menos una zona (10, 15) donde la matriz polimerica comprende unas fibras continuas de refuerzo (30), distribuidas de manera sustancialmente uniforme, rodeada de una zona (40) de matriz polimerica desprovista de fibra continua de refuerzo,
    estando dicha fibra optica (20) dispuesta en el seno de dicha al menos una zona (10) donde la matriz polimerica comprende unas fibras continuas de refuerzo (30).
  2. 2. Banda flexible segun la reivindicacion 1 caracterizada por que comprende una pluralidad de zonas donde la matriz polimerica comprende unas fibras continuas de refuerzo (30) y al menos una fibra optica (20) y donde estas zonas estan dispuestas paralelamente entre sf en el sentido de la longitud de la banda, lado a lado en el sentido de la anchura de la banda y separadas por unas zonas (43) de matriz polimerica desprovista de fibra continua de refuerzo.
  3. 3. Banda flexible segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada por que al menos una fibra optica se dispone sustancialmente en paralelo al eje longitudinal de la banda flexible.
  4. 4. Banda flexible segun una de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizada por que al menos una fibra optica se dispone alrededor de una direccion sustancialmente paralela al eje longitudinal de la banda flexible, por ejemplo, segun una trayectoria sinusoidal.
  5. 5. Red de bandas flexibles solidarizadas entre sf, en concreto por termosoldadura, donde las bandas flexibles comprenden las caractensticas de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
  6. 6. Dispositivo de localizacion y de mediciones de deformacion y/o de medicion de temperatura que comprende al menos una banda flexible (1) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 o que comprende una red de bandas flexibles segun la reivindicacion 5 y un dispositivo de metrologfa conectado a al menos una fibra optica de una banda flexible y susceptible de emitir luz y medir unas caractensticas de la luz reflejada, retrodispersada o transmitida por dicha fibra optica.
  7. 7. Procedimiento de localizacion y de mediciones de deformacion y/o de medicion de temperatura que aplica un dispositivo segun la reivindicacion 6 que comprende una etapa de emision de luz y una etapa de medicion de las caractensticas de la luz reflejada, retrodispersada o transmitida por al menos una fibra optica de dicho dispositivo.
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