El presente trabajo tiene como objetivo extender la ventana de operación de los tubulares de materiales compuestos de matriz epoxi reforzada con fibra de vidrio (ERFV) en la industria petrolera, a la par que se aportan elementos para la elaboración de un Plan de Gestión de Integridad. Para ello, se buscó aumentar la confiabilidad en el diseño, construcción, operación y mantenimiento de estas instalaciones. La investigación se propuso avanzar en el entendimiento de los tiempos de deterioro del ERFV en servicio, implementar técnicas de monitoreo e inspección para evaluar su estado y desarrollar estrategias para mitigar amenazas a su integridad.

La primera etapa del estudio consistió en un análisis de la degradación de tubulares de ERFV comerciales, comparando su comportamiento con materiales análogos desarrollados en laboratorio. Se encontró que las muestras con fibras expuestas presentaban un proceso de absorción más acelerado. El material comercial mostró una degradación por hidrólisis más rápida que el material de laboratorio. Adicionalmente, se observó que los tiempos de absorción de agua en tuberías sometidas a difusión desde la cara interna eran mayores que en probetas completamente sumergidas.

En la segunda parte del trabajo, se desarrolló y optimizó la técnica de shearografía para la inspección no destructiva. Se diseñó y ensambló un equipo experimental y, posteriormente, se optimizó para su uso portátil en campo. Mediante la modelización por elementos finitos (FEM), se correlacionaron los patrones de deformación con las señales de shearografía, lo que permitió establecer una metodología para evaluar el estado de deterioro de la matriz epoxi. Los resultados demostraron el potencial de esta técnica para detectar deterioro en los materiales.

Finalmente, en la tercera etapa, se desarrollaron superficies súper-repelentes para minimizar la adhesión de parafinas. Se modificaron químicamente nanotubos de halloysita y fibras de sepiolita (nanoarcillas) con agentes silanos fluorados. La caracterización mediante técnicas como SEM, TEM, FTIR y TGA demostró la unión entre las nanoarcillas y los reactivos. Estos nano rellenos funcionalizados, incorporados en un material epoxi, facilitaron la remoción de parafinas en presencia de agua tibia. Además, se exploró el uso de agentes libres de flúor para lograr propiedades autolimpiantes, reduciendo así el impacto ambiental.

Estudio, Diseño y desarrollo de sensores innovadores basados en fibra óptica

El trabajo detalla el desarrollo de un sistema portable para la adquisición de electrocardiografía (ECG) y el análisis de la variabilidad de la frecuencia cardíaca (VFC). El diseño integra un front-end analógico ADS1298 de 24 bits para la captura de biopotenciales y un microcontrolador dsPIC33FJ128GP802 para el procesamiento digital de señales en tiempo real. El hardware incluye un sistema de alimentación con aislación galvánica para proteger al paciente, así como filtros analógicos y digitales (FIR) destinados a eliminar interferencias de la red eléctrica y ruidos respiratorios. Para el estudio de la VFC, se implementaron el algoritmo de detección de ondas R y el periodograma de Lomb-Scargle, lo que permitió estimar la densidad espectral de potencia sin recurrir a técnicas de interpolación regresiva que podrían introducir sesgos. El sistema se controla mediante comandos tipo AT desde una interfaz inalámbrica desarrollada en Android, lo que facilita la visualización de resultados, como el tacograma y las bandas de interés frecuencial (VLF, LF, HF), en dispositivos móviles. Finalmente, este prototipo destaca por su bajo costo y alta resolución, lo que lo posiciona como una herramienta eficiente para el monitoreo clínico remoto.

Análisis de actividad en patrones de speckle dinámico

Desarrollo de sensores de fibra óptica: aplicación de un interferómetro Fizeau al estudio de polímeros