Investigadores de Oxford han desarrollado un sensor hecho de fibra de zafiro que promete mejoras significativas en eficiencia y emisiones en la industria aeroespacial y la generación de energía.

El trabajo, publicado en la revista ‘Optics Express’, utiliza una fibra óptica de zafiro –un hilo de zafiro cultivado industrialmente de menos de medio milímetro de grosor– que puede soportar temperaturas superiores a los 2.000 °C.

Cuando se inyecta luz en un extremo de la fibra de zafiro, parte de ella se refleja en un punto de la fibra que ha sido modificado para ser sensible a la temperatura (conocido como rejilla de Bragg). La longitud de onda (color) de esta luz reflejada es una medida de la temperatura en ese punto.

La investigación resuelve un problema de hace 20 años con los sensores existentes: aunque la fibra de zafiro parece muy fina, en comparación con la longitud de onda de la luz es enorme. Esto significa que la luz puede tomar muchos caminos diferentes a lo largo de la fibra de zafiro, lo que hace que se reflejen muchas longitudes de onda diferentes a la vez.

Los investigadores superaron este problema escribiendo un canal a lo largo de la fibra, de forma que la luz quedara contenida en una sección transversal minúscula, de una centésima de milímetro de diámetro. Con este enfoque, pudieron fabricar un sensor que reflejara predominantemente una sola longitud de onda de luz.

La demostración inicial se hizo en un tramo corto de fibra de zafiro de 1 cm de longitud, pero los investigadores prevén que será posible lograr longitudes de hasta varios metros, con varios sensores separados a lo largo de esta longitud. Esto permitiría, por ejemplo, medir la temperatura en todo un motor de reacción.

La utilización de estos datos para adaptar las condiciones del motor en vuelo podría reducir significativamente las emisiones de óxido de nitrógeno y mejorar la eficiencia general, reduciendo el impacto medioambiental. La resistencia del zafiro a la radiación también tiene aplicaciones en la industria espacial y de la energía de fusión.

El doctor Mohan Wang, del Departamento de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de Oxford y miembro del equipo de investigación, explica que “los sensores se fabrican utilizando un láser de alta potencia con pulsos extremadamente cortos y un obstáculo importante era evitar que el zafiro se agrietara durante este proceso”.

Por su parte, Rob Skilton, Jefe de Investigación de RACE, de la Autoridad de la Energía Atómica del Reino Unido, subraya que “estas fibras ópticas de zafiro tendrán muchas aplicaciones potenciales en los entornos extremos de una central de energía de fusión”.

“Esta tecnología tiene el potencial de aumentar significativamente las capacidades de los futuros sistemas de mantenimiento de sensores y robots en este sector, ayudando a la UKAEA en su misión de suministrar a la red una energía de fusión segura, sostenible y con bajas emisiones de carbono”, añade.

Fuente: europapress.es