Fernando Velázquez Carreón, investigador doctoral en ingeniería eléctrica del Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT) de la UNAM, publicó un artículo de investigación científica en colaboración con investigadores de la Universidad Tecnológica de Dongguan (DGUT), China, sobre el desarrollo de un prototipo de sensores a base de fibra óptica que permiten monitorear grandes estructuras como puentes, vibraciones en edificios, y análisis de suelos. para prevenir riesgos de fallas estructurales.
Los resultados se publicaron en Measurement, revista de la Confederación Internacional de Metrología (Journal of the International Measurement Confederation), la publicación de mayor referencia en el campo de la medición e instrumentación científica y tecnológica.
El artículo fue publicado en coautoría con Gabriel Eduardo Sandoval-Romero, investigador del ICAT-UNAM y tutor doctoral de Velázquez Carreón. Del lado chino, participaron los investigadores de la Escuela de Ingeniería Electrónica e Inteligencia de la DGUT: Kuikui Guo y Hongcheng Wang, autores de correspondencia del artículo, junto con Ye Liu, Yadong Wei y Yawei Hu.
Esta colaboración es un ejemplo del potencial de la colaboración científica sino-mexicana y es resultado de la estancia semestral que, en 2025, Velázquez Carreón realizó como candidato a doctor por la UNAM en la Universidad Tecnológica de Dongguan, ubicada en la provincia de Guangdong.
La UNAM y DGUT tienen un convenio de co-dirección de tesis doctoral. Aunque Velázquez Carreón no participó directamente en dicho programa, gracias a las gestiones de Hongcheng Wang, profesor de la DGUT, Eduardo Sandoval-Romero, investigador del ICAT, así como al respaldo de la Sede de la UNAM en China, fue posible su estancia en China.
¿Qué problema resuelve esta investigación?
Un puente de gran tamaño, o un edificio ubicado en una zona sísmica. Todas estas estructuras «hablan» a través de vibraciones sutiles: movimientos mínimos que, si se detectan a tiempo, pueden advertirle a los ingenieros que algo requiere atención antes de que ocurra una falla grave. El problema es que los equipos capaces de escuchar esas señales han sido históricamente costosos, voluminosos y difíciles de instalar en múltiples puntos al mismo tiempo.
Esto es precisamente lo que esta investigación aporta al campo. El equipo UNAM-DGUT diseñó sensores basados en fibra óptica integrados en estructuras impresas en 3D, materiales accesibles y de bajo costo, lo que abre la puerta a instalar redes enteras de sensores distribuidos a lo largo de un puente, un ducto o una zona geológica, para monitorear vibraciones en tiempo real y de forma continua.
La tecnología: rejillas Bragg y estructuras tipo puente
El proyecto se centra en el desarrollo de sensores de vibración de baja frecuencia basados en rejillas Bragg (FBG). Estos dispositivos utilizan fibra óptica para detectar minúsculas variaciones en la longitud de onda de la luz reflejada, cambios que se producen cuando una estructura experimenta deformaciones mecánicas. La clave del diseño está en integrar estas fibras en estructuras flexibles tipo puente fabricadas mediante impresión 3D, que actúan como amplificadores mecánicos del movimiento.
En los laboratorios de DGUT, Velázquez Carreón tuvo acceso a sistemas de microfabricación con láser de femtosegundo, una tecnología de escritura directa que permite inscribir las rejillas Bragg con precisión nanométrica sobre la fibra óptica, anteriormente disponible solo en dispositivos comerciales de alto costo.
«En DGUT trabajamos con sistemas de microfabricación avanzados para dispositivos de fibra, lo que me ha permitido profundizar en nuevas técnicas que complementan y amplían mis conocimientos previos.» — Fernando Velázquez Carreón, investigador doctoral del ICAT-UNAM
El artículo presenta un prototipo con seis variaciones, diseñado para detectar vibraciones lentas y suaves, que el ojo humano no puede ver pero que, acumuladas con el tiempo, pueden advertir que algo está fallando. El estudio del prototipo se realizó con un enfoque geométrico y estadístico, para la optimización de la respuesta ante bajas frecuencias y aceleraciones.
Los dispositivos respondieron de forma consistente y predecible, sin confundirse con vibraciones provenientes de otras direcciones.
De China a México: aplicaciones en edificios, puentes y suelos
Velázquez Carreón planea llevar estos avances de regreso a México para desarrollar sistemas de monitoreo en ductos de petróleo y gas, capaces de analizar vibraciones, temperaturas y aceleraciones en tiempo real, contribuyendo a la prevención de fallas y al mantenimiento predictivo de infraestructura crítica.
En lugar de revisar una estructura de vez en cuando, o esperar a que el daño sea visible, esta tecnología permitiría tener «oídos» permanentes colocados en los puntos más críticos de la infraestructura, capaces de detectar desde los primeros síntomas de deterioro hasta actividad sísmica de baja intensidad. El resultado es una herramienta con potencial real para proteger vidas, reducir costos de mantenimiento y anticiparse a desastres en sectores tan estratégicos como la industria energética, la ingeniería civil y la gestión de riesgos geológicos.
Perfil del investigador
Velázquez Carreón obtuvo su grado de doctor en enero de este año y actualmente se encuentra realizando un posdoctorado en la UNAM. Estudió su licenciatura en Física y la maestría en Ingeniería (Instrumentación) también en la UNAM. En 2019 realizó una estancia en el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN), donde colaboró en la fabricación de un detector de fibra óptica para el monitoreo de colisiones de partículas en el experimento ALICE. Cuenta con publicaciones indexadas y participaciones en conferencias nacionales e internacionales.
La colaboración UNAM-DGUT como plataforma de innovación
El artículo, firmado en conjunto por investigadores de ambas instituciones, es una muestra del potencial de la colaboración científica sino-mexicana y un incentivo para impulsar alianzas estratégicas entre instituciones educativas de ambos países. Velázquez Carreón invita a otros estudiantes a considerar estancias de investigación en China, destacando sus avances tecnológicos y su creciente apertura hacia la colaboración internacional. El artículo se puede consultar en: Velázquez-Carreón, F., Guo, K., Wang, H., Liu, Y., Wei, Y., Hu, Y., & Sandoval-Romero, G.E. (2026). Statistical modeling and performance characterization of bridge-type FBG sensors for low-frequency vibration measurement. Measurement, 266, 120435. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2026.120435