驴C贸mo nos comunicamos con luz?
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“Comunicarnos con luz consiste en enviar señales luminosas, llamadas también ópticas, a través de un medio físico, utilizando ciertos códigos de tal forma que el emisor y receptor de un mensaje puedan entenderse”, cuenta José Ignacio Marulanda, doctor en Ingeniería Eléctrica.
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Para que cualquier sistema de comunicación funcione es necesario que existan un emisor, quien envía una señal; un medio para transmitir, llamado canal; un receptor, encargado de recibir la información; y un código o lenguaje para enviar los mensajes.
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Por ejemplo, los códigos morse y de banderas, el lenguaje de señas y el alfabeto semáforo son sistemas de comunicaciones ópticas, es decir, utilizan la luz para transmitir información. Pero, ¿qué sucede cuando el emisor y el receptor no pueden verse porque están a kilómetros de distancia o separados por el océano? ¿Cómo se comunican?
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La fibra óptica es uno de los inventos que ayudó a solucionar este problema de comunicación, al permitir el envío de información de alta calidad a gran velocidad (la luz viaja a 200.000 kilómetros por segundos por la fibra óptica).
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Se trata de una delgada hebra, compuesta por un núcleo de vidrio con un recubrimiento del mismo material. Su grosor es comparable al de un cabello humano, aproximadamente 0,1 milímetros. Además, tiene recubrimientos de plástico que la protege y la diferencia de las otras fibras.
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Por ella viaja luz infrarroja, que se caracteriza por ser potente y direccionada, para llevar informaci贸n de manera r谩pida y eficiente.
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“La información es traducida a luz infrarroja, que se refleja dentro de la fibra muchas veces y, como no puede escapar, viaja a través de ella largas distancias”, dice Manuela Vélez Montoya, de 16 años de edad. Esta forma en que viaja la luz, sin salirse de la fibra óptica, se descubrió gracias a un experimento llamado “fuente de luz”.
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Este consiste en hacer que el haz de un láser pase a través de una botella transparente, llena de agua y con un orificio en el otro extremo. Allí, nos damos cuenta de que la luz sigue el mismo trayecto del líquido debido a que se refleja y rebota en su superficie.
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El fenómeno también lo observamos al dirigir la luz de un láser a un recipiente con agua. Al llegar al límite entre el aire y el líquido, la luz se devuelve, debido a que hay un cambio de medio, ambos con propiedades ópticas distintas. A esto se le llama reflexión interna total.
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Como dice Dahana Castaño Meneses, de 12 años, “la información viaja en forma de luz reflejándose o rebotando, y avanzando”. En ambos casos, el agua representa el núcleo de la fibra óptica y el aire su recubrimiento. Este último, aunque también es de vidrio, tiene una composición diferente que permite que la luz rebote.
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“Una de las grandes ventajas de utilizar fibra óptica en comunicaciones, en vez de cables eléctricos, es la gran capacidad de transportar información en forma de pulsos de luz de forma muy rápida”, afirma el investigador.
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Y ¿cómo se convierte la luz en información? Los mensajes que envía el emisor se transforman en pulsos de luz o no luz; al llegar al receptor, pasan a ser unos y ceros, respectivamente, sistema conocido como binario. Estos dígitos, a su vez, son decodificados y traducidos a datos, fotografías, voz o video.
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Cada pulso de luz tiene una longitud de onda diferente. Lo anterior asegura que, cuando el emisor envĂa su mensaje, solamente llegue al receptor que tenga un filtro que le permita recibir la misma longitud de onda.
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Por una sola fibra 贸ptica pueden transmitirse 50 millones de llamadas telef贸nicas al mismo tiempo, a diferencia de un cable de cobre, el cual transporta la informaci贸n por medio de electricidad, que difunde de 40 a 50 llamadas simult谩neas.
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“Este hecho revolucionó la industria de las comunicaciones, dando como resultado la instalación de cables de fibra submarinos para conectar todos los continentes, estableciendo verdaderas autopistas de la información”, afirma el investigador.
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Así, la fibra óptica permitió interconectar a todo el mundo de una manera rápida y eficiente; lo que a su vez hizo posible que naciera Internet. ¿De qué otra forma nos podemos comunicar con la luz?
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Investigador invitado: José Ignacio Marulanda, doctor en Ingeniería Eléctrica Texto: Carolina Escobar Fotos: Róbinson Henao http://www.eafit.edu.co/ninos