Rodríguez Rodríguez, Armando
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Rodríguez Rodríguez
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Armando
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Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
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ISC. Institute of Smart Cities
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Publication Open Access Optical fiber sensor for water velocity measurement in rivers and channels(Nature Research, 2024) Rodríguez Rodríguez, Armando; Diéguez Elizondo, Pedro; Urroz Unzueta, José Carlos; Bravo Acha, Mikel; López Rodríguez, José Javier; López-Amo Sáinz, Manuel; Ingeniería; Ingeniaritza; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoa eta Telekomunikazio Ingeniaritza; Institute of Smart Cities - ISCIn this work, optical fiber Bragg grating sensors were used to measure water velocity and examine how it was distributed in open channels. Several types of coatings were incorporated into the design of the sensors to examine their effects on the strain that the fibers experienced as a result of the water flow. Due to their low elastic coefficient, which reduced the hysteresis, the results indicated that the aluminum- and acrylate-coated fibers had the best performance. ANSYS-CFX V2020 R2 software was used to model the strain encountered by the fibers under various flow rates to assess the performance of the FBG sensors. The calculations and actual data exhibited good convergence, demonstrating the accuracy of the FBG sensors in determining water velocity. The study illustrated the usability of the proposal in both scenarios by contrasting its application in rivers and channels.Publication Open Access Development of point optical fiber sensor systems for applications in smart cities(2025) Rodríguez Rodríguez, Armando; López-Amo Sáinz, Manuel; Bravo Acha, Mikel; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Ingeniaritza Elektriko eta Elektronikoaren eta Komunikazio Ingeniaritzaren; Universidad Pública de Navarra/Nafarroako Unibertsitate PublikoaLa tecnología de fibra óptica ha avanzado significativamente en las últimas décadas debido a su rendimiento superior en aplicaciones de comunicación. Basándose en estas innovaciones científicas y tecnológicas, los sensores de fibra óptica (FOS) han surgido como soluciones versátiles a muchas limitaciones de las tecnologías de detección tradicionales. Por ejemplo, los sensores de fibra óptica son químicamente inertes y resistentes a la interferencia electromagnética, lo que los hace ideales para su uso en entornos peligrosos. Además de estos beneficios, los sensores de fibra óptica tienen otras características deseables, como bajo ruido de señal, diseño ligero y compacidad. Estas cualidades únicas han hecho posible su implementación en varias aplicaciones, siendo las que han mostrado mayor éxito, las tecnologías basadas en mecanismos interferométricos, de retrodispersión y de redes de difracción de Bragg (FBGs). Las estrategias de detección por fibra óptica utilizan diversos mecanismos de transductores y métodos de multiplexación. Sin embargo, se necesitan mejoras, principalmente debido al alto coste de los sensores de fibra en comparación con las tecnologías establecidas. Por lo tanto, las técnicas de multiplexación son esenciales para reducir los costes por sensor. Elegir un enfoque de multiplexación depende del tipo específico de sensor y de los requisitos de la aplicación. Por ejemplo, las redes de difracción de Bragg funcionan bien con la multiplexación por división de longitud de onda, mientras que los sensores interferométricos requieren métodos más complejos. Aunque el coste es una preocupación principal, el rendimiento y la versatilidad también deben ser considerados para una solución óptima. El progreso de las Ciudades Inteligentes requiere tecnologías de sensores innovadoras que puedan abordar las complejidades de los sistemas urbanos modernos con precisión, eficiencia y escalabilidad. En este sentido, esta tesis pretende contribuir con nuevas soluciones de sensores de fibra óptica puntuales. Incluye la incorporación de redes de difracción de Bragg y fibras ópticas microestructuradas, desplegando métodos de multiplexación híbridos para redes de sensores escalables, e implementando la tecnología Power over Fiber para facilitar el suministro remoto de energía y la interrogación eficiente de redes de sensores heterogéneas. Estas estructuras pueden adaptarse para aplicaciones tales como la medición de parámetros ambientales y el monitoreo de la calidad del agua y la salud estructural. El trabajo desarrollado durante esta tesis ha sido realizado en el grupo de investigación de Comunicaciones Ópticas y Aplicaciones Electrónicas de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) bajo el Programa de Doctorado en “Tecnologías de la Comunicación, Bioingeniería y Energías Renovables” para el Grado de Doctor en Ingeniería de Telecomunicación. Además, este trabajo se ha desarrollado en parte durante una estancia de investigación en la Universidade de Aveiro (Portugal) bajo la supervisión del Prof. Dr. Carlos Marques.