APLICACIONES DE LA FIBRA ÓPTICA EN SENSORES:
SENSORES DE PRESIÓN:
Aquí, la fibra no actúa como sensor en sí, sino que detecta las variaciones de características de un sensor mecánico que está bajo el efecto de una presión. El sensor clásico de presión es aquel en el que la intensidad de la luz sobre la fibra es modulada directamente por la deformación de un sensor de presión convencional, lo que aleja el peligro de las temidas chispas. Esto permite la aplicación de fibras ópticas a sistemas de seguridad de instalaciones con riesgos de incendios
Otro tipo de sensores de presión, en el cual, aquí si que ya actúa la fibra como sensor son las esterillas de detección. Aquí, una débil presión sobre la esterilla activará la fibra, provocando una señal de alarma, control, parada de máquinas, ... Otras aplicaciones de las esterillas son las de detectores militares, sensor de contacto de los parachoques, acotamiento de espacios, ...
El hidrófono, en un principio, consistía en transductores que reciben oscilaciones sonoras de un líquido y las transforma en corriente eléctrica mediante sistemas piezoeléctricos, amplificándolas posteriormente y levándolas a registradores gráficos. Fueron muy usadas en aplicaciones militares, para detectar la proximidad de buques enemigos por el ruido de sus hélices. Pero con la aparición del radar dejaron de usarse. Actualmente, ya se construyen hidrófonos con fibras. Su funcionamiento se basa en la propiedad que tienen las fibras de que el camino óptico recorrido varía de acuerdo a las fuerzas externas aplicadas; la fuerza externa, procedente del frente de ondas del medio líquido, produce una presión, y, si la fibra no está sujeta entre sus extremos, producirá un cambio en su curvatura.
SENSORES DE TEMPERATURA:
Estos sensores están basados en el hecho de que el núcleo y la envoltura de la fibra varían según el índice de refracción al cambiar la temperatura del medio en que está envuelta la fibra.
Cuando la temperatura aumenta, disminuye la diferencia de índices, con lo que se modifican las condiciones para la reflexión total, y, parte de la luz que antes permanecía en el núcleo ahora escapa refractada por el revestimiento, dando origen a una disminución de la intensidad lumínica en el extremo de medida de la fibra.
SENSORES DE CAMPO MAGNÉTICO:
Es sabido que un campo magnético hace variar el plano de polarización de la luz en un ángulo proporcional a la intensidad de campo y a la longitud recorrida por el rayo dentro de este. Si aplicamos a esta propiedad la tecnología óptica, podremos perfectamente medir corrientes en corrientes en sistemas de alta tensión, con tan solo disponer de un sensor compuesto de unas vueltas de fibra alrededor de los conductores.
Existen otras numerosas aplicaciones de la fibra óptica en sensores, y cada día aparecen más. Estos son algunos ejemplos:
Perforación de pozos
Detector de escapes
Electrónica
Aparatos de microondas y alta frecuencia
APLICACIONES MILITARES DE LOS SISTEMAS DE FIBRAS
En contraste con situaciones anteriores, en las que el impulso de las tecnologías avanzadas venía provocado a veces por necesidades militares previas, en este caso el estamento militar se ha visto favorecido posteriormente por los desarrollos conseguidos en la industria civil de las telecomunicaciones, de modo que no le ha sido preciso realizar grandes inversiones para proyectos específicos.
Los beneficios de esta tecnología para los militares radican fundamentalmente en la seguridad de este medio de transmisión frente a las comunicaciones por radio y cables convencionales. De este modo se reduce notablemente la necesidad de la codificación de mensajes en virtud de la seguridad antidetección inherente a las fibras.
Otra razón de tanta importancia como la anterior, y que justifica su aplicación militar, es el poco peso de los cables de fibras, lo que proporciona importantes ahorros logísticos de material de campaña y personal.
También es muy importante para el empleo de fibras es su inmunidad a las detecciones de carácter electromagnético, aunque debe advertirse que sí pueden ser interferidas por modificación de la polarización del haz de luz, no de su intensidad, No por esto deja de ser interesante esta propiedad, ya que es imposible seguir electrónicamente un cable de fibras hasta llegar al equipo
El comportamiento de los conductores ópticos frente a las radiaciones nucleares es de alta seguridad, porque éstas no se transmiten hasta los equipos terminales. Además, en el caso de las actuales fibras monomodo ha mejorado notablemente su factor de ennegrecimiento ante una radiación nuclear frente al comportamiento de las fibras multimodo anteriores; la capacidad de transmisión, por otra parte, se recupera en pocos minutos tras una explosión.
Una aplicación táctica muy interesante es el uso de la fibra para la colocación de rádares distantes del centro de operaciones; así se pueden disponer con gran margen de seguridad los radares de detección en cualquier punto de las operaciones, ya que la seguridad de la fibra frente a los factores ambientales es extraordinaria.
También en el caso de mísiles de crucero lanzados desde guerra se lleva a cabo el control de] lanzamiento mediante fibras ópticas. Los mísiles se controlan desde uno o más centros y las rampas están interconectadas por una red redundante de cables ópticos. También se puede llevar a cabo el guiado del misil mediante fibras ópticas.
Factores muy importantes a considerar en el uso de estos sistemas en el campo militar es el de la sencillez, fiabilidad y duración de los componentes de intemperie, tales como los conectores.
APLICACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA EN LA ILUMINACIÓN:
Es obvio que, ante todo, lo que la fibra óptica transporta es luz. Al margen de la información que esta pueda enviar, esta aplicación es bastante importante, ya que, debido a sus particulares características nombradas anteriormente, nos permite con suma facilidad iluminar zonas especiales sometidas a toxicidades, riesgos de incendio,... tales como industrias petrolíferas, explotaciones mineras, industrias de altos componentes inflamables,...
Otra aplicación en la que la fibra está tomando importancia, es en la señalización en las carreteras, aumentando considerablemente la visión de estas a los conductores nocturnos.
En cuanto a ocio, y para mayor seguridad en cuanto a la no necesidad de uso de la electricidad, la fibra a tomado gran relevancia en lo que a iluminaciones de fuentes y piscinas se refiere, evitando así el riesgo de electrocutarse como puede suceder en piscinas que son iluminadas mediante sistemas convencionales.
APLICACIONES DE LA FIBRA ÓPTICA EN LAS TELECOMUNICACIONES
Un sistema de comunicaciones ópticas es una forma de transmitir información cuyo soporte básico es la luz. La información viaja en forma de luz a lo largo de dicho sistema. Las ondas de luz, al igual que las de radio, son una forma de radiación electromagnética. Es por ello que pueden usarse, al igual que se usan las ondas de radio para la transmisión de información. Esta idea surgió hace más de un siglo, pero no se pudo aplicar ya que no había fuentes de luz ni medios para transportarla adecuados. Hoy en día , en cambio, ya se sabe que la forma más eficiente de que la luz viaje desde un punto hasta otro es mediante la fibra óptica. En un principio fueron los militares los que idearon este sistema debido a las grandes ventajas que esto le reportaría:
La fibra óptica no permite que nadie pueda acceder a la información transmitida en el proceso comunicativo sin que el usuario pueda detectarlo.
La información que se transmite viaja a la velocidad de la luz, lo que permite comunicaciones de todo tipo en tiempo real y con cualquier punto del planeta.
El inmenso ancho de banda (de gigaherzios) nos da la posibilidad de establecer comunicaciones múltiples tales como videoconferencias, Internet a altas velocidades, redes de área local (como las redes LAN).
En fibra óptica la atenuación es bajísima, por los que las pérdidas de información sueles ser inapreciables.
El precio de la fibra, debido a la gran cantidad de materia prima que existe en el planeta para fabricarla, cada vez es más barato.
A continuación vamos a analizar mas detalladamente aplicaciones de la fibra óptica en diversos ámbitos de las comunicaciones:
Aplicaciones de la fibra óptica en Internet
El servicio de conexión a Internet por fibra óptica, derriba la mayor limitación de este medio: La lentitud del trato de la información. La conexión de Internet mediante fibra a parte de ser mucho mas rápida, no nos plantea un gran problema que sucede con el método convencional: caerse de la red continuamente. La fibra también nos resuelve en gran medida los problemas de masificación de interlocutores, aunque esto todavía no está totalmente resuelto.
Nos permite trabajar con gran rapidez en entornos multimedia, tales como videos, sonidos, ... Pero las líneas telefónicas no son la única vía hacia el ciberespacio. Recientemente un servicio permite conectarse a Internet a través de la fibra óptica.
La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos millones de bps , impensable en el sistema convencional, en el que la mayoría de usuarios se conecta a 28.000 0 33.600 bps.
Aplicaciones de la fibra óptica en redes
La fibra óptica ha ganado gran importancias en el campo de las redes de área local. Al contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de nuevos usuarios. El desarrollo de nuevos componentes electroópticos y de óptica integrada aumentará aún más la capacidad de los sistemas de fibra.
Las computadoras de una red de área local están separadas por distancias de hasta unos pocos kilómetros, y suelen usarse en oficinas o campus universitarios. Una LAN permite la transferencia rápida y eficaz de información en el seno de un grupo de usuarios y reduce los costes de explotación.
Otros recursos informáticos conectados son las redes de área amplia (WAN, Wide Area Network) o las centralitas particulares (PBX). Las WAN son similares a las LAN, pero conectan entre sí ordenadores separados por distancias mayores, situados en distintos lugares de un país o en diferentes países; emplean equipo físico especializado y costoso y arriendan los servicios de comunicaciones.
Las redes de comunicación públicas están divididas en diferentes niveles; conforme al funcionamiento, a la capacidad de transmisión, así como al alcance que definen. Por ejemplo, si está aproximándose desde el exterior hacia el interior de una gran ciudad, se tiene primeramente la red interurbana y red provisional, a continuación las líneas prolongadas aportadoras de tráfico de más baja capacidad procedente de áreas alejadas (red rural), hacia el centro la red urbana y finalmente las líneas de abonado. Los parámetros dictados por la práctica son el tramo de transmisión que es posible cubrir y la velocidad binaria específica así como el tipo de fibra óptica apropiado, es decir, cables con fibras monomodo ó multimodo.
En las redes de semáforos, en las que la precisión ha de ser casi exacta, para que no se produzcan accidentes, también toma un papel importante la fibra óptica.
Aplicaciones de la fibra óptica en telefonía
En este campo es en el que más se está extendiendo la fibra óptica. Actualmente, en todas las modernas ciudades se está introduciendo el sistema de fibra para el teléfono e Internet. La fibra nos permite una comunicación libre de interferencias, así como de posibilidad de boicoteo de la línea (tan común en las líneas de cobre) La escucha es mucho mas nítida, y no hace falta, como en el resto de las telecomunicaciones por fibra el empleo de amplificadores de señal cada pocos kilómetros. Debido a todo esto, la fibra está consiguiendo abaratar las tarifas telefónicas.
Otra ventaja del teléfono mediante fibra óptica es la posibilidad de establecer conexión de Internet y teléfono al mismo tiempo y con tan solo una línea. Esto no sería posible en una línea de teléfono convencional debido a lo reducido de su ancho de banda para transmitir información.
Otras aplicaciones de la fibra óptica en telecomunicaciones:
La fibra óptica permite acceder a una infinidad de servicios referente a las telecomunicaciones tales como:
Televisión: Recepción de una gran número de canales con distintas opciones de compra. Paquete básico, canales premium, vídeo bajo demanda, pago por visión ... una oferta amplísima compuesta por canales informativos, musicales, espectáculos, deportivos, documentales, infantiles...
Banco en Casa: Realización de cualquier tipo de transacción bancaria, desde movimientos entre cuentas, contratación de un depósito o la cancelación y cambio de entidad.
Telecompra: Tendrá acceso directo a anuncios por palabras con opción a compra, hasta navegar por un centro comercial con la posibilidad de adquirir el objeto que más desee.
Telemedida: La fibra óptica permite recoger información sobre medidas de servicios como el agua, el gas o la electricidad que, posteriormente serán enviados a las empresas correspondientes que nos pasarán la factura de acuerdo con lo consumido.
Web TV. Será uno de los mejores ejemplos de la interactividad que permite la fibra óptica. Facilitará el acceso a información sobre restaurantes, comercios, eventos, espectáculos...
Radio Digital. Canales temáticos para todos los gustos musicales, pero con la mejor calidad de sonido.
APLICACIONES DE LA FIBRA ÓPTICA EN LOS TRANSPORTES:
Las especiales características de la fibra óptica han suscitado su interés en aplicaciones a otros sectores de actividad con exigencias especiales en materia de comunicaciones; un ejemplo típico es el sector de los transportes ferroviarios y metropolitanos.
Las instalaciones de telecomunicación de interés en estos sectores pueden subdividirse en:
Redes de telecomunicación (telefonía y transmisión de datos).
Sistemas punto a punto - transmisión de video.
Instalaciones de control y adquisición de datos.
Instalaciones de mando y señalización.
En lo que se refiere a redes de telecomunicación, los requisitos ferroviarios y metropolitanos son parecidos en principio a los que se encuentran en las redes de telecomunicación telefónica urbana e interurbana. Los estándares de calidad que se alcanzan en este sector se pueden transferir íntegramente a las redes telefónicas realizadas en el ámbito ferroviario.
En cuanto a las demás realizaciones, se han de abordar especiales problemas, típicos del entorno en que han de funcionar, y que en general es especialmente severo y requiere la adopción de precauciones especiales incluso desde el punto de vista de la seguridad.
Por otra parte, la mejora de los medios de transporte colectivo, requiere soluciones innovadoras incluso en el campo de las señales y la clasificación.
Los ambientes caracterizados por perturbaciones electromagnéticas intensas, especialmente los ferroviarios y metropolitanos, y especialmente severos desde el punto de vista climático, constituyen un óptimo campo de pruebas para las fibras ópticas, que se pueden instalar incluso junto a las redes de alimentación eléctrica, ya que no contienen materiales conductores.
Esto facilita su puesta en servicio, que se puede realizar simultáneamente mediante "cables mixtos", es decir, metálicos para el transporte de energía y de fibra óptica para las señales.
Pueden encontrarse otras aplicaciones interesantes de la fibra óptica a bordo de vehículos, especialmente en el sector del automóvil, donde hace años que existen usos especiales, como la monitorización de las luces exteriores (pares) y la distribución de la iluminación en zonas del vehículo con dificultades especiales de acceso o limitaciones en la disipación de potencia (pulsadores, cerraduras, cuadros indicadores, etc). Esta aplicación en particular, ha encontrado una difusión tan amplia que en la actualidad cada vehículo tiene por término medio dos metros de haz de fibras ópticas, con un consumo medio estimable en unos 2400 Km/año.
Además, también han adquirido una severa importancia en los transportes aéreos, debido a su ligereza y a su resistencia a condiciones climáticas adversas.
Referencias
1. Introducción a la ingeniería de la fibra óptica; Baltazar Rubio Martínez;
Addison – Wesley iberoamericana
2. Introducción a las telecomunicaciones por fibras ópticas; Jean Pierre Nerou;
Trillas
3. Fibras ópticas. Transmisión de luz; J. Carlos Jiménez Cortes; ceac
4. Sistemas de comunicaciones electrónicas; Wayne Tomasi; Pearson
Educación
5. www.monografias.com
6. www.promax.es/downloads/products/esp/historiaFO_e.pdf
7. www.textoscientificos.com/redes/fibraoptica
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