Page 90 - Revista Fetin

2 o SENSOR A BASE DE CURVATURA ÓPTICA PARA

Nível 1 MONITORAMENTO DE ESTRUTURAS CRÍTICAS

Em maioria, os acidentes em estruturas consideradas críticas não acontecem precipitadamente. Eles ocorrem
através de “pré falhas”, tendo como resultante uma deformação nas características da estrutura. Assim, é
possível, através de um sensor óptico a base da propriedade de deformação mecânica, medir as falhas que
antecedem o verdadeiro acidente. O uso de um sensor baseado em fibra óptica se deve a vários aspectos: a
maior sensibilidade da luz frente aos outros tipos de sensores, a imunidade contra qualquer tipo de interferên-
cia eletromagnética, baixo peso, baixo custo e tamanho reduzido.

PROJETO RESULTADOS

O projeto se baseia na criação de um sistema de alerta Ao perturbar a fibra óptica, considerando que a fibra
para estruturas críticas. O sensor simulado em uma pon- esteve presa e a alteração sendo de uma força hori-
te de interligação entre prédios da instituição Inatel. Para zontal formada pela ação do motor, era gerada uma
isso, a fibra óptica foi instalada de modo horizontal sob curvatura no centro da estrutura. Foi observado que
a ponte. Também elaborou-se uma técnica com motor e os resultados eram mais significativos quando a cur-
Arduino para que executasse uma simulação real de per- vatura era menor do que o diâmetro de 0,7[mm]. Para
turbação no sistema. A fibra passa em um suporte central proteção do sensor, foi inserido no centro do supor-
que possui um cilindro por onde a fibra dará uma volta, te um cilindro com diâmetro que limitasse o arquea-
conforme a mesma sofrer algum tipo de alteração ou for mento no término de ruptura da própria fibra óptica.
perturbada pela ação do motor, tal procedimento ocasio- Analisando, a curvatura foi significativa o bastante
nará uma curvatura neste envoltório, comparado em al- para atenuar o sinal óptico em torno 5[dBs], que cor-
gum modo de falha real. Através disto, mede-se o quanto respondem a metade da potência de um sinal óptico.
a estrutura poderá estar cedendo em um exemplo prático
por meio de atenuação de potência do sinal óptico.
CURIOSIDADES
FUNCIONAMENTO O uso de um sensor baseado em fibra óptica se deve

a vários aspectos: a maior sensibilidade da luz fren-
Por meio de uma fonte óptica, a luz será gerada, in- te aos outros tipos de sensores, a imunidade contra
serida e guiada em uma fibra óptica. Como no caso, qualquer tipo de interferência eletromagnética, baixo
em fibras de poucos quilômetros de comprimento, as peso, baixo custo e tamanho reduzido. Existem tam-
propriedades de propagação permanecem invariantes. bém, dois tipos de curvaturas mecânicas possíveis
Mediante uma modificação em um ou mais pontos dis- de serem aplicadas na fibra óptica, a microcurvatu-
tribuídos ao longo da fibra, é possível fazer com que ra e a macrocurvatura, nesse protótipo foi explora-
a luz seja sensível a algumas perturbações, estrutu- da a macrocurvatura que é gerada ao dobrar a fibra
ralmente em teste será ocasionada pela ação de um em um ângulo de 90 graus ou diâmetro menor que
motor controlado remotamente através de um sistema 0,7[mm].
com Arduino, produzindo uma curvatura no centro da
estrutura de teste. A partir disso, pode-se inicializar uma
medição ou análise, a luz segue seu percurso normal e
as perturbações são detectadas por um analisador de
espectro ou um medidor de potência óptica quando a
fibra sofre alguma perturbação. No presente trabalho,
foca-se no sensor de tensão baseado na propriedade
de deformação mecânica (curvatura) e analisa-se o si-
nal através de um OTDR.

Instituto Nacional de Telecomunicações - Inatel