Jesús Martínez Serrano, director y COO de Cálculo y Estructuras Sensadas: “Gracias al respaldo del CDTI Innovación, SENSOFUS busca medir allí donde los sensores convencionales fallan”
En grandes instalaciones científicas, medir variables como la temperatura o la presión resulta especialmente complejo cuando los sensores deben funcionar en entornos con radiación ionizante o temperaturas extremas. Las soluciones convencionales pueden degradarse y exigir intervenciones difíciles en zonas de acceso limitado. Cálculo y Estructuras Sensadas (CALSENS) trabaja en SENSOFUS para desarrollar tecnología de sensado óptico en fibra más resistentes a estas condiciones y aplicables a infraestructuras como IFMIF-DONES. Este proyecto, que cuenta con el respaldo del CDTI Innovación a través de la línea de ayudas INNOGLOBAL, abre nuevas posibilidades para trasladar esta tecnología a sectores como la aeronáutica, el espacio y la energía
Calsens nace en 2013 como una spin-off de la Universitat Politècnica de València con el objetivo de aplicar tecnologías de sensado basadas en fibra en la monitorización del estado de las estructuras. Desde entonces, la empresa ha ido ampliando su actividad para adaptarse a situaciones en las que los sensores convencionales tienen dificultades para medir de forma fiable, desde entornos con temperaturas extremas hasta aplicaciones aeronáuticas y marinas.
Con SENSOFUS, la compañía afronta un nuevo reto al desarrollar sensores ópticos capaces de resistir la radiación ionizante presente en grandes instalaciones científicas, donde los equipos convencionales pueden deteriorarse y su sustitución resulta compleja. El proyecto busca adaptar esta tecnología a las exigencias de infraestructuras como IFMIF-DONES, vinculadas a la investigación en fusión nuclear.
La radiación pone a prueba la medición
En las grandes instalaciones científicas, incluso los equipos diseñados para entornos exigentes pueden perder precisión, ya que la radiación ionizante deteriora algunos componentes ópticos y reduce la cantidad de luz que atraviesa la fibra. Los sensores electrónicos convencionales también presentan limitaciones, pues, aunque incorporen protecciones frente a estas condiciones, su vida útil puede acortarse y su instalación resulta más difícil.
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“Con SENSOFUS se buscará superar estas limitaciones con el desarrollo de nuevas tecnologías de sensado óptico que permitan obtener sensores más robustos frente a radiación ionizante”, explica Jesús Martínez Serrano, director y COO de Calsens.
Medir con luz en lugar de señales eléctricas
Los sensores ópticos en fibra que propone el proyecto permiten medir magnitudes físicas a partir de los cambios que se producen en la luz que recorre una fibra. Esta tecnología permite desarrollar dispositivos compactos y ligeros que integran varios puntos de medida en una misma fibra, una ventaja en instalaciones con poco espacio o de difícil acceso.
Al no requerir conexiones eléctricas en el punto de medida y ser inmunes a las interferencias electromagnéticas, estos dispositivos resultan especialmente adecuados para entornos con campos magnéticos intensos. Además, la electrónica que interpreta las mediciones puede instalarse lejos de la zona más hostil, de modo que allí solo permanezcan la fibra óptica y el elemento sensible. Sin embargo, la radiación ionizante también puede alterar estos componentes, por lo que CalSens debe adaptar los materiales, las protecciones y el diseño a las condiciones de cada aplicación.
La fiabilidad también depende de la calibración
Conseguir que la fibra y sus protecciones soporten condiciones extremas durante periodos prolongados es uno de los retos del proyecto, pero también garantizar que el sensor siga midiendo correctamente. Para conseguirlo, CALSENS tendrá que comprobar cómo responde cada tecnología en el entorno previsto y, cuando las soluciones convencionales no sean suficientes, adaptar su principio de funcionamiento o desarrollar dispositivos nuevos.
La calibración plantea una dificultad adicional, ya que los equipos empleados para verificar las mediciones pueden no ser válidos en rangos extremos de temperatura o presión, lo que obliga a buscar formas fiables de verificar sus resultados. “Esto implica que el proceso de calibración de estos sensores en ocasiones sea incluso más complejo que el proceso de fabricación de los mismos”, reconoce Jesús Martínez.
Los ensayos permitirán determinar qué soluciones mantienen sus prestaciones en las condiciones previstas y pueden avanzar hacia nuevas fases de validación.
De las grandes instalaciones científicas a otros sectores
IFMIF-DONES, en Granada, es una de las infraestructuras a las que se dirige SENSOFUS, junto con instalaciones como ITER, DEMO o CERN, donde las condiciones de operación exigen sensores capaces de ofrecer mediciones fiables.
Para la empresa valenciana, trabajar en este ámbito le permite acercarse a las demandas de estas grandes instalaciones y reforzar su posición en un campo tecnológico altamente especializado. Como explica Jesús Martínez, “para CalSens, SENSOFUS representa una oportunidad de conocer de primera mano las necesidades de estas instalaciones, desarrollar tecnología alineada con sus requisitos y generar referencias de gran valor internacional”.
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La tecnología también podría trasladarse a sectores como la aeronáutica, el espacio y la energía, donde estos sensores permitirían supervisar componentes sometidos a temperaturas extremas o condiciones de funcionamiento exigentes. Otras aplicaciones posibles se encuentran en las industrias naval y siderúrgica. Además, el proyecto se alinea con los ODS 7 y 9 al desarrollar tecnologías de medida que pueden contribuir a futuras instalaciones de fusión nuclear y reforzar la innovación industrial.
El apoyo del CDTI Innovación
Desarrollar sensores para entornos extremos requiere personal especializado, materiales, equipamiento y campañas experimentales, un esfuerzo que supone un riesgo considerable para una pyme. A través de la línea INNOGLOBAL del CDTI Innovación que financia proyectos de I+D en cooperación tecnológica internacional, la compañía puede dedicar recursos a investigaciones que difícilmente podría acometer únicamente con su actividad comercial. “El apoyo del CDTI ha sido fundamental para que CalSens pueda abordar un proyecto de investigación tan ambicioso y con una clara dimensión internacional”, afirma el directivo.
Este respaldo también facilita la colaboración con entidades como la Universitat Politècnica de València y el Consorcio IFMIF-DONES España, un paso fundamental para “establecer relaciones con centros de investigación, empresas y organismos de distintos países, facilitando la participación futura en proyectos europeos, contratos de desarrollo y licitaciones vinculadas a IFMIF-DONES, ITER, DEMO y otras infraestructuras de Big Science”, añade.
De los primeros ensayos a la validación
SENSOFUS se encuentra en la transición entre la definición de los requisitos técnicos y las primeras actividades experimentales. El equipo está estudiando las condiciones de funcionamiento de instalaciones como IFMIF-DONES y evaluando qué fibras, recubrimientos y componentes pueden ofrecer mejores resultados frente a la radiación.
Una de las primeras líneas de trabajo se centra en el desarrollo de sensores ópticos para medir el vacío ultraalto y la presión. “Las medidas de presión son especialmente críticas en aceleradores lineales, donde la pérdida de vacío puede afectar directamente a la calidad del haz, provocar pérdidas de partículas y comprometer la seguridad y el rendimiento del sistema”, detalla el COO. Más adelante, el proyecto abordará la medición de vibraciones y aceleraciones, así como el desarrollo de sensores de temperatura capaces de trabajar desde condiciones criogénicas próximas a los 4 kelvin hasta unos 500 °C.
El proyecto tiene prevista su finalización en junio de 2028. Para entonces, el objetivo es disponer de prototipos validados en laboratorio, con un nivel de madurez tecnológica aproximado de TRL 4 que permitirá establecer los criterios de diseño y los procedimientos de ensayo necesarios para continuar el desarrollo.
La validación en laboratorio será un primer hito, no el final del recorrido. “A partir de ahí será necesario continuar la maduración mediante demostraciones en entornos relevantes y operativos, avanzando hacia niveles TRL 6 o 7”, concluye.
CDTI Innovación
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