RT info:eu-repo/semantics/doctoralThesis T1 Ultra-long range Brillouin Optical Time Domain Analysis A1 Angulo Vinuesa, Xabier K1 Detectores ópticos K1 Detectores ópticos-Diseño y construcción K1 Electrónica-Aparatos e instrumentos K1 Electrónica K1 Electronics AB Nuestro estilo de vida actual, basado en la industrialización y el consumo, requiere de grandes infraestructuras que puedan dar servicio a todas las necesidades asociadas al entorno: autopistas, líneas ferroviarias de alta velocidad, presas, gasoductos, oleoductos, estaciones de aerogeneración, líneas de alta tensión, etc. Evidentemente, la seguridad de las citadas estructuras es una prioridad ya que decenas, cientos, e incluso miles de vidas pueden estar en riesgo en caso de accidente. Ese creciente requisito en términos de seguridad, está aumentando de manera considerable el desarrollo y aplicación de sensores de fibra óptica en detrimento de los típicos sensores eléctricos. Este reemplazo se debe a ciertas ventajas que tienen los dispositivos basado en fibra óptica: pequeño tamaño y ligereza, menor coste, baja atenuación, capacidad de multiplexación, inmunidad al ruido electromagnético o resistencia a temperaturas extremas. Evidentemente, no todos los sensores de fibra óptica son aplicables a cualquier tipo de estructura o aplicación. En el campo de las grandes infraestructuras (> 25-30 km), los sistemas de fibra basados en la tecnología BOTDA (Brillouin Optical Time Domain Analysis) están tomando cada vez mayor protagonismo debido a sus cualidades en rango de medida (> 50 km) y resolución (< 10 m). Este tipo de sensores, denominados distribuidos por su capacidad de "convertir" cada sección de fibra en un sensor simplemente introduciendo luz por ambos extremos de la propia fibra, proporcionan información de variaciones de temperatura y deformación, y por consiguiente de cualquier magnitud asociada a ambas. La necesidad de introducir dos señales de luz en la fibra objetivo dificulta la aplicación de este tipo de sistemas en ciertas infraestructuras de muy larga distancia (> 100 km), donde la fibra tenga que ir y volver a la estación de sensado (> 200 km) sin posibilidad de que la luz sea amplificada por algún elemento intermedio. Además, cada vez se demanda más la posibilidad de monitorizar grandes estructuras (> 100 km) con resoluciones por debajo del metro, lo que dificulta considerablemente la implementación de los sistemas BOTDA. En este trabajo de tesis, se desarrolla un estudio cuidadoso de todos los problemas asociados al incremento de distancia y resolución en sistemas BOTDA y, consecuentemente, se proponen técnicas aplicables para evitarlos. En particular, abordaremos en profundidad los desafíos y las constantes de diseño de los sistemas BOTDA asistidos por Raman. La amplificación Raman en sistemas BOTDA implica un aumento del rango de sensado pero, desgraciadamente, introduce un ruido en la señal detectada denominado RIN (Relative Intensity Noise). Para evitar los problemas asociados a la transferencia de RIN, propondremos diferentes métodos capaces de eliminar parcialmente las características típicas del ruido RIN. Gracias a la aplicación de estas nuevas técnicas y procedimientos de optimización, se demuestra de manera experimental el sensado a lo largo de 100 km con 0,5 metros de resolución y, por primera vez, una medición lineal de 240 km de fibra (120 km de fibra sensible) con una resolución de 5 metros. YR 2014 FD 2014 LK http://hdl.handle.net/10017/21378 UL http://hdl.handle.net/10017/21378 LA eng DS MINDS@UW RD 28-mar-2024