martes, 4 de marzo de 2025

SPR II - UNIDAD 3: SENSORES ESPECIALES

Descripción, Composición y Usos

👉Sensores de Fuerza
Los sensores de fuerza son dispositivos que miden la magnitud de la fuerza aplicada sobre ellos. Se componen principalmente de una celda de carga que convierte la fuerza física en una señal eléctrica. Estas señales se procesan y se interpretan para determinar la fuerza ejercida. Estos dispositivos abarcan desde aplicaciones simples, como el pesaje de objetos, hasta sistemas complejos de control de movimiento en robots industriales. La importancia de los sensores de fuerza radica en su capacidad para proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre la interacción entre objetos y su entorno. En el ámbito naval, se utilizan para monitorear y controlar las fuerzas en diversas partes de la estructura del barco, como el casco y las velas además de medir empuje del eje propulsor.
👉Galgas Extensométricas
Las galgas extensiométricas son sensores que miden la deformación o tensión en un material. Están compuestas por un filamento conductor pegado a la superficie de un objeto. Cuando el objeto se deforma, el filamento cambia su resistencia eléctrica, lo cual es proporcional a la deformación. En el ámbito naval, se utilizan para monitorear la integridad estructural del barco, evaluando las tensiones y deformaciones en el casco y ejes.

👀Tipos de galgas extensiométricas
  • Galgas extensiométricas metálicas: son galgas extensiométricas hechas de una aleación metálica. Este tipo de galgas extensiométricas suelen ser delgadas y finas. Además, miden la deformación del material a partir del cambio que experimentan en su longitud.
  • Galgas extensiométricas por resistencia: este tipo de galgas extensiométricas aumentan su resistencia al deformarse, de manera que, mediante el puente de Wheatstone, se puede convertir este cambio de resistencia en voltaje y, en consecuencia, determinar la deformación del material.
  • Galgas extensiométricas por capacitancia: este tipo de galgas extensiométricas están asociadas a características geométricas y son usadas para medir esfuerzos y deformaciones.
  • Galgas extensiométricas fotoeléctricas: el funcionamiento de este tipo de galgas extensiométricas se basa en medir la deformación por la cantidad de luz que llega a una célula fotoeléctrica. De manera que según el alargamiento de la galga, llega más o menos energía luminosa a la célula y, consecuentemente, se puede determinar la deformación del material.
  • Galgas extensiométricas semiconductoras: este tipo de galgas extensiométricas están formadas por un componente semiconductor que permite medir la deformación. Suelen ser de tamaño más reducido, pero pueden soportar deformaciones muy grandes.
👉Acelerómetros
Los acelerómetros son dispositivos que miden la aceleración a la que está sometido un objeto. Pueden ser de tipo piezoeléctrico, capacitivo o resistivo. Están compuestos por una masa interna que se desplaza cuando el sensor se mueve, generando una señal eléctrica proporcional a la aceleración. El acelerómetro mide su propio movimiento y, gracias a su pequeño tamaño y peso relativamente bajo, puede montarse en prácticamente cualquier dispositivo. El transductor de aceleración mide la aceleración en tres ejes, es decir, X, Y y Z. Dentro del acelerómetro hay pequeñas estructuras de cristal que son muy sensibles incluso al más mínimo movimiento. Cuando aparece, las estructuras se distorsionan mientras generan tensión. El transductor de aceleración analiza instantáneamente este voltaje y lo utiliza no solo para determinar con precisión la velocidad, sino también para determinar la orientación. El acelerómetro registra cada vibración y cambio en su posición, por lo que puede usarse de muchas maneras. En el ámbito naval, se utilizan para monitorear el movimiento del barco, detectando vibraciones en motores, estructuras y movimientos bruscos que podrían indicar problemas mecánicos o estructurales.

👉Sensores de Presión
Los sensores de presión o presostatos son dispositivos que miden la presión de un gas o líquido. Los transductores de presión para la construcción naval miden el nivel y la presión en tanques y depósitos de forma fiable y precisa. Se utilizan principalmente para agua de lastre, agua dulce, fuel y gas. Pueden ser de tipo piezorresistivo, capacitivo o resonante. Están compuestos por una membrana que se deforma bajo la presión aplicada, generando una señal eléctrica proporcional. En el ámbito naval, se utilizan para monitorear la presión en sistemas hidráulicos, neumáticos y de combustible, asegurando el funcionamiento correcto de estos sistemas.

👉Sensores de Caudal
Los sensores de caudal o caudalímetros miden la cantidad de líquido o gas que fluye a través de un tubo. Pueden ser de tipo electromagnético, ultrasónico o de turbina. Están compuestos por un transductor que genera una señal proporcional al caudal. En el ámbito naval, se utilizan para monitorear el flujo de combustible, agua y aire en los sistemas del barco, asegurando un suministro adecuado y eficiente.


👉Sensores de Humedad
Los sensores de humedad o humidostato, miden la cantidad de vapor de agua en el aire o en otros gases. Pueden ser de tipo capacitivo, resistivo o térmico. Están compuestos por un material sensible a la humedad que cambia sus propiedades eléctricas en función de la cantidad de vapor de agua presente. En el ámbito naval, se utilizan para controlar la humedad en cabinas y compartimentos, previniendo la corrosión y asegurando la comodidad de la tripulación.

👉Sensores de Gases Contaminantes
Los sensores de gases contaminantes miden la concentración de gases nocivos en el aire, como el monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre. Pueden ser de tipo electroquímico, infrarrojo o semiconductor. Están compuestos por un material sensible que reacciona con el gas y produce una señal eléctrica proporcional a la concentración del gas. En el ámbito naval, se utilizan para monitorear la calidad del aire en espacios cerrados y prevenir la exposición a gases tóxicos.



FUENTES: