Las microondas ocupan el espacio del espectro electromagnético que va desde las radio ondas VHF hasta el infrarrojo, es decir, de 300 MHz hasta 300GHz. Sus aplicaciones se pueden clasificar en dos categorías dependiendo del modo en el que es utilizada las ondas para transportar información:
La primera categoría incluye sistemas de comunicación terrestre y satélite, radar, radioastronomía, termografía por microondas, medida de permitividad de los materiales. En todos los casos citados, el sistema de transmisión incorpora un receptor cuya función es extraer la información que de alguna forma modula la señal de microondas.
En la segunda categoría no hay modulación de la señal y la onda electromagnética interacciona directamente con ciertos líquidos o sólidos conocidos como lossy dielectrics de entre los cuales el agua tiene un interés especial. En esta categoría las microondas son utilizadas actualmente para secado, cocinar, hornear y cocer, para pasteurizar, esterilizar, fundir, polimerizar, vulcanizar y otros procesos menos importantes.
Aplicaciones de las microondas sin modulación de la señal.
Secado.
Muchos procesos industriales involucran uno o más procesos de secado de productos, lo cual en la mayoría de los casos resulta muy costoso. Las microondas se presentan algunas veces como la alternativa más viable en términos de eficiencia de energía.
-Papel e imprentas.
El secado en un proceso muy importante en la manufacturación de papel y cartón. En promedio se deben evaporar 1.5 litros de agua por kilogramo para obtener un producto seco. Este proceso consume una gran cantidad de energía que significa un 10% del coste de producción. Pruebas efectuadas desde 1967 utilizando un generador de 100 kW operando a 2.45 GHz han demostrado una ventaja significativa en comparación con los métodos tradicionales de secado.
Una publicación especial del Coventry Standard de abril de 1967 fue probablemente el primer artículo que explicaba los beneficios del secado por microondas aplicado a la tinta para imprimir. La secadora fue construida por Eden, Fisher y Hirst y fue instalada en la imprenta Halley-Aller. Suministraba unos 25kW a 2.45 GHz y sus ventajas frente a los métodos tradicionales fueron muy importantes. La superficie del papel no se sobrecalentaba por lo que no había riesgo de que se oscureciese o se cuartease. No se necesitaban extractores de vapor y humo, los riesgos de incendio fueron reducidos y, además, disminuyeron los costes.
-Industrias textiles y del cuero.
El tratamiento de las pieles incluye dos procesos de secado, uno después del curtido y otro después del tinte. La compañía británica Gomshall Tanners empezó a utilizar en 1976 tres unidades de secado por microondas, 25-Kw operando a 896 MHz, para secar el cuero después del tinte.
En el proceso de manufacturación de hilos y cuerdas el sistema convencional de secado por aire caliente debe efectuarse con mucho cuidado para evitar la deterioración del material. Esto implica un tiempo de secado muy grande y unos costes adicionales a la empresa. El secado por infrarrojos es muy irregular y causa la rotura de las cuerdas durantes el bobinado. Por otro lado, en 1977 la compañía IMI-SA Company introdujo el secado por microondas de forma satisfactoria obteniendo un 37% más de producción por día debido a la rapidez y la calidad de secado por microondas.
Los tratamientos térmicos posteriores al secado y acabado se suelen realizar en ovillos y bobinas produciendo en muchas ocasiones pérdida de color y defectos de uniformidad en los tejidos. Las microondas pueden proporcionar una solución a estos problemas si se utiliza una cavidad resonante. Estudios del Institut Textile de France y la universiad Claud Bernuond en Lyon encontraron resultados satisfactorios utilizando una cavidad rectangular.
Otra posible aplicación es la fijación de colores por microondas en algodón como sustituto del vapor ya que la evaporación resultante sin desplazamiento del líquido evita problemas asociados con la migración de color.
-Construcción: Maderas, contrachapados, yeso, hormigón y cerámica.
Decareau ha descrito el uso en Finlandia de un sistema de microondas de 25 kW desarrollado por Magnetronic para el secado de planchas de abedul. Boise Cascade Plywood Mill Company de Yakima (Washinton) obtuvo resultados excelentes combinando métodos tradicionales y secado por microondas (50 kW a 950 Mhz) en planchas de contrachapado. Así a todo, estos experimentos con contrachapado no fueron explotados a escala industrial.
El método tradicional de secado en la industria de la teja resulta lento; usualmente se tarda 36 horas para secar 500 tejas. Cober Electronics de Stanfor (Connecticut), ha desarrollado un túnel de microondas a 24 Kw a 46 GHz para el secado de yeso y cerámica provisto de una excelente capacidad de penetración y calentamiento uniforme.
Esta misma empresa desarrolla una amplia gama de productos de calentamiento por microondas relacionados con la cerámica, fundición y vulcanización.
La compañía polaca Digicom produce un aplacador de microondas consistente e una cavidad electromagnética de 900 cm2 a 2.46 GHz, un magnetron de 750 W con una antena cilíndrica extendida a lo largo de la cavidad. Este aplicador llamado Emibean fue especialmente diseñado para secar planchadas y además tiene un efecto fungicida.
-Fundiciones.
El secado de moldes en fundiciones requiere una considerable cantidad de energía debido a las pobres propiedades de transferencia de calor de los materiales a secar. Esta es una situación clásica en la que le uso de microondas es más ventajoso que el de gases secadores. Entre las ventajas incluye la facilidad de uso, limpieza, ausencia de humo y pérdidas de calor así como un ahorro considerable de energía y costes.
-Gomas y plásticos.
Las microondas tienen una aplicación importante en el secado de polímeros. Los polímeros son, la mayoría de ellos, materiales no polares, por lo que el secado por microondas es especialmente recomendado debido a que las técnicas tradicionales de secado tienden a dañar los productos y producir cambios en la estructura molecular. Además, algunos materiales como las gomas halógenas se descomponen bajo la influencia del calor dando como resultado gases corrosivos.
Las microondas ocupan un lugar muy importante en el campo cinematográfico y de la fotografía. Las películas fotográficas están hechas de poliéster y acetatos que tienen pérdidas dieléctricas muy bajas. Esta es una situación clásica en la cual el uso de microondas puede ser utilizado para un calentamiento selectivo. El secado por microondas ofrece reducción de espacio ya que la maquinaria es más pequeña, secado uniforme, ausencia de quemaduras y ahorro energético.
-Industria farmacéutica.
En la manufacturación de mezclas farmacéuticas granulares se distinguen cuatro etapas: (1) mezcla de la materia prima y trituración hasta obtener un polvo homogéneo; (2) el producto seco es humedecido con disolventes acuosos y otros de naturaleza alcohólica hasta producir una pasta blanca utilizada para hacer los gránulos; (3) los gránulos humedecidos son extendidos sobre bandejas; (4) los gránulos son secados en un horno de aire caliente. El proceso entre etapas no es continuo la cual produce un alto coste en términos de mano de obra. El secado, en particular, presenta una seria interrupción en la cadena de producción y las secadoras continuas convencionales requieren de una infraestructura pesada debido a su tamaño. Se utilizaron microondas de 1.5 kW a 2.45 GHz para el secado de productos farmacéuticos. Seis meses después la calidad de los productos secados con microondas no difería a la de los secados con sistemas convencionales. Un gran número de pruebas realizadas por IMI-SA Company utilizando un horno-túnel Gigatron han confirmado la calidad superior del secado por microondas en este tipo de productos.
-Industria tabacalera.
El uso de microondas para el secado de cigarros fue objeto de estudio a finales de los sesenta. El propósito del tratamiento era incrementar el volumen de tabaco o, concretamente, el relleno del cigarrillo, sin incrementar la cantidad de tabaco usado. Los primeros experimentos con un generador de 4 kW producían una temperatura de 60 ºC en el interior de los cigarrillos. Este tratamiento estaba acompañado por una perdida de agua significativa y una reducción del factor de relleno junto con una degradación de la calidad y del aroma. Posteriormente se descubrió que le perdida de humedad no debía exceder de un 1.5%.
Una vez introducidas cintas transportadoras en la cadena de producción se hizo posible construir una cavidad de microondas alrededor de ella, formando un túnel de 450x550x400 mm3 deliberando 4.5 kW a 2.45 GHz. La velocidad máxima de la cinta transportadora oscilaba entre 03. y 3 m/min a un máximo de 3.000 cigarros por minuto. Con este tiempo, los resultados bastante más aceptables: la pérdida de agua por humedad era menor del 1.5% y el proceso aumentaba considerablemente el factor de relleno de los cigarrillos y además tenía un efecto insecticida.
Aplicaciones relacionadas con la alimentación.
Históricamente fue en el campo de la alimentación, concretamente en el de la cocina, en donde las aplicaciones térmicas de las microondas iniciaron su vertiginoso ascenso. Actualmente aplicaciones de las microondas se aprovechan tanto en el ámbito doméstico, sobre todo con los hornos microondas, como a escala industrial, y últimamente tienen una gran importancia en el catering, en donde los menús son preparados o semipreparados en una cocina central y refrigerados en porciones para ser recalentados por microondas en los puntos de consumición. A modo de anécdota señalar que la primera instalación industrial de cocinado por microondas fue instalada en Arkansas por Ocomo Foods of Berryville para cocinar pollo. Desde entonces las aplicaciones de las microondas para cocina a escala industrial varían desde el precocinado de bacon hasta el de pescado, pasando por verduras, tubérculos y cereales.
A nivel domestico el microondas se presenta como una de las grandes invenciones del siglo 20 y el creciente uso de los microondas se debe en parte a rapidez con la que este aparato puede calentar en conjunción con la falta de tiempo disponible para cocinar y el aumento de la comida precocinada. Para calentar la comida e horno utiliza microondas con frecuencias de aproximadamente 2.45 GHz. En ese rango de frecuencia las ondas electromagnéticas tienen una interesante propiedad: son absorbidas por agua, grasas y azúcares. Cuando son absorbidas se convierten directamente en movimiento atómico (calor). Las microondas en este rango de frecuencia tienen otra interesante propiedad: no son absorbidas por la mayoría de los plásticos, vidrios o cerámicas. El metal refleja a las microondas, por esto las cacerolas de metal no funcionan bien en un horno microondas.
También se pueden encuadrar en este apartado las aplicaciones de las ondas microondas en el campo de la producción de alimenticia. Así pues cabe señalar el uso de las microondas para destrucción de semillas y plantas parásitas y, a su vez también, y paradójicamente, su aplicación para acelerar el proceso de germinación de ciertas semillas: una exposición de microondas de 2.45 GHz y 650 W durante 30 segundos es suficiente para asegura un alto índice de germinación por algún tipo de mecanismo que todavía no se entiende del todo. Las microondas parecen actuar sobre la strophiola, una parte sensitiva localizada en el centro de la semilla. El efecto de radiación depende de la especie; el trébol, el guisante, las judías y las espinacas responden favorablemente, mientras que el maíz, el trigo y el algodón son menos sensitivas.
Dentro de este mismo campo las microondas también son utilizadas para la protección de cultivos, la creación de vino por fermentación carbónica y la apertura de ostras.
Aplicaciones varias
-Polimeración.
Los materiales plásticos se dividen en dos familias: polímetros termoset y termoplásticos. Los primeros se obtienen por reacciones de policondensación y se mantienen invariantes bajo efectos de calor. Los segundos se obtienen por simple polimerización. Las resinas como poliéster, poliuretano, resinas epoxi, peroxi y amino y muchas mas son clasificados como materiales termoset. Los termoplásticos incluyen el vinilo, policarbonatos, poliolefinas y poliamidas.
Las microondas se utilizan en la reticulación de resinas termoset y tiene gran aplicación en la industria aeronáutica. También son de gran utilidad en la copolimeración , especialmente en la mezcal por condensación a 200 ºC de poliácidos con polialcoholes utilizadas para producir materiales de mejores propiedades, y en la creación de poliuretanos formados por la reacción de polialcoholes y poliisocianatos. Es de gran utilidad hoy en día la reticulación por microondas de poliuretano que tiene aplicación en el revestimiento de botellas de vidrio y cables de fibra óptica para las telecomunicaciones.
La compañía GC Europe ideó una resina acrílica, GC ACRON MC, para base de dentadura desarrollada especialmente para la polimerización en un horno de microondas doméstico. Esta técnica consigue trabajos de laboratorio de alta calidad y le permite al protésico realizar la polimeración en su laboratorio y en menos de 3 minutos.
-Triturado.
El uso de microondas para romper rocas es una vieja aplicación que parece no tener avances recientes. Tanto bloques de hormigón como rocas naturales contienen agua y en adición con sus propiedades intrínsecas de perdida dieléctrica hacen posible el uso de radiación por microondas para producir un rápido calentamiento que provoca vibraciones intensas que llevan a la ruptura del material. Estos "martillos" de microondas pueden romper 1m3 de cemento armado en cinco minutos.
-Otras aplicaciones.
Se aprovechan las propiedades térmicas que generan las microondas para fines tan dispares como la fusión de materiales, la consolidación o la emulsificación.
Microondas con modulación de la señal: aplicaciones
Sistemas de comunicación.
Sin duda, se puede decir que el campo más valioso de aplicación de las microondas es el de las comunicaciones, desde las privadas, pasando por las continentales e intercontinentales, hasta llegar a las comunicaciones extraterrestres. Los sistemas de microondas son usados en enlaces de televisión, en multienlaces telefónicos y en general en redes con alta capacidad de canales de información; son usadas también en comunicaciones por satélites gracias a que las microondas atraviesan fácilmente la ionosfera; y como las longitudes de onda correspondientes son pequeñas permiten antenas de alta ganancias. En el terreno de las comunicaciones las microondas actúan generalmente como portadoras de información, mediante una modulación o codificación apropiada. Veamos algunas aplicaciones concretas:
-Servicios de comunicaciones móviles. Los más extendidos son la telefonía móvil terrestre, la comunicación móvil por satélite, las redes móviles privadas, la radiomensajería, la radiolocalización GPS, las comunicaciones inalámbricas y el acceso a Internet móvil. De todos ellos hablaremos a continuación, con más o menos profundidad.
-Telefonía móvil terrestre.
La telefonía móvil terrestre utiliza estaciones terrestres. Éstas se encargan de monitorizar la posición de cada terminal encendido, pasar el control de una llamada en curso a otra estación, enviar una llamada a un terminal suyo,... Los primeros sistemas de telefonía móvil terrestre, TACS, AMPS, NMT, TMA, NAMT,... o de primera generación, eran analógicos. Los terminales eran bastante voluminosos, la cobertura se limitaba a grandes ciudades y carreteras principales, y sólo transmitían voz. La compatibilidad entre terminales y redes de diferentes países no estaba muy extendida. NMT se utiliza en los países nórdicos, AMPS y TACS en EEUU, y NAMT en Japón.
Cada estación trabaja con un rango de frecuencias, que delimita el número máximo de llamadas simultáneas que puede soportar, puesto que a cada llamada se le asigna un par de frecuencias diferente: una para cada sentido de la comunicación. Esto se denomina FDM, o multiplexación por división en la frecuencia.
Cada estación trabaja con un rango de frecuencias, que delimita el número máximo de llamadas simultáneas que puede soportar, puesto que a cada llamada se le asigna un par de frecuencias diferente: una para cada sentido de la comunicación. Esto se denomina FDM, o multiplexación por división en la frecuencia.
Después aparecen los sistemas de segunda generación, GSM, CDMA, TDMA, NADC, PDC,... que son digitales. El tamaño de los terminales se hace cada vez más pequeño, las coberturas se extienden, y se empiezan a transmitir datos, aunque a velocidades muy pequeñas. Introduce el envío de mensajes SMS, hoy tan de moda. La compatibilidad entre las distintas redes nacionales empieza a mejorar. GSM se implanta en Europa y en otros países del resto del mundo. TDMA y CDMA en EEUU, mientras que PDC en Japón.
En GSM, cada frecuencia puede transmitir varias conversaciones. Esto se consigue mediante la TDM, o multiplexación por división en el tiempo. El tiempo de transmisión se divide en pequeños intervalos de tiempo. Cada intervalo puede ser utilizado por una conversación distinta.
En los sistemas CDMA, acceso con multiplexación por división de código, lo que se hace es que cada llamada utiliza un código que le diferencia de las demás. Esto permite aumentar el número de llamadas simultáneas o la velocidad de transmisión, lo que se hace necesario ante los crecientes requerimientos de la telefonía móvil.
En la actualidad, se están empezando a desplegar sistemas de lo que se ha denominado generación 2,5 (HSCSD, GPRS, EDGE) que harán de puente entre los de segunda generación y la telefonía móvil de tercera generación (la UMTS). Esta última responde a un intento de estandarizar las comunicaciones móviles a escala mundial, aunque ya están empezando a surgir pequeñas diferencias entre EEUU y el resto. Ofrecerá grandes velocidades de conexión, por lo que se espera que se convierta en la forma más habitual de acceso a Internet. Permitirá la transmisión de todo tipo de comunicaciones: voz, datos, imágenes, vídeo, radio, etc.
En la actualidad, se están empezando a desplegar sistemas de lo que se ha denominado generación 2,5 (HSCSD, GPRS, EDGE) que harán de puente entre los de segunda generación y la telefonía móvil de tercera generación (la UMTS). Esta última responde a un intento de estandarizar las comunicaciones móviles a escala mundial, aunque ya están empezando a surgir pequeñas diferencias entre EEUU y el resto. Ofrecerá grandes velocidades de conexión, por lo que se espera que se convierta en la forma más habitual de acceso a Internet. Permitirá la transmisión de todo tipo de comunicaciones: voz, datos, imágenes, vídeo, radio, etc.
-Telefonía móvil vía satélite.
En este caso las estaciones están en los satélites. Estos suelen ser de órbita baja. Su cobertura prácticamente cubre todo el planeta. Esta es la principal ventaja que presentan frente a la telefonía móvil terrestre. Las desventajas son de mucho peso: mayor volumen del terminal a utilizar y precio de las llamadas y terminales. Dos son los operadores que ofrecen este servicio en el ámbito mundial: Iridium y GlobalStar. El primero está a punto de comenzar el derribo de sus satélites, debido a las astronómicas deudas que ha contraído.
Otros sistemas que están a punto de empezar a operar, o que anuncian sus servicios para los próximos años son ICO, Skybridge y Teledesic, que prestarán otros servicios aparte del de telefonía, como acceso a Internet a alta velocidad, radiobúsqueda, etc.
-Redes móviles privadas.
También conocido como radiocomunicaciones en grupo cerrado de usuarios, es un servicio de telefonía móvil que sólo se presta a un colectivo de personas, en una determinada zona geográfica (una ciudad, una comarca,...). El funcionamiento es prácticamente idéntico al de las redes públicas, con pequeños matices. Hay dos modalidades del servicio. En la primera cada grupo de usuarios, y sólo ellos, utiliza una determinada frecuencia. En la segunda el sistema se encarga de asignar las frecuencias libres entre los diferentes grupos, por lo que no hay una correspondencia grupo-frecuencia. Ofrecen otras posibilidades, aparte de la comunicación vocal, como envío de mensajes cortos, transmisión de datos y conexión a redes telefónicas públicas.
-Radiomensajería.
Este servicio, también denominado radiobúsqueda, buscapersonas o paging, permite la localización y el envío de mensajes a un determinado usuario que disponga del terminal adecuado, conocido popularmente como "busca" o "beeper". Se trata de una comunicación unidireccional, desde el que quiere localizar al que ha de ser localizado. Al igual que en la telefonía móvil, cada zona está cubierta por una estación terrestre, que da servicio a los usuarios ubicados dentro de su zona de cobertura.
Los primeros sistemas tan sólo emitían un sonido o pitido, que indicaba que alguien estaba intentando decirnos algo. Luego, si así lo decidía el portador del busca, establecía una comunicación telefónica. Es muy útil para profesionales, que han de desplazarse y no siempre están localizables, por ejemplo, médicos, técnicos de mantenimiento,.... En una segunda fase, aparecieron sistemas más perfeccionados, con envío de mensajes, aplicación de códigos para mantener seguridad y llamadas a grupos.
Los primeros sistemas tan sólo emitían un sonido o pitido, que indicaba que alguien estaba intentando decirnos algo. Luego, si así lo decidía el portador del busca, establecía una comunicación telefónica. Es muy útil para profesionales, que han de desplazarse y no siempre están localizables, por ejemplo, médicos, técnicos de mantenimiento,.... En una segunda fase, aparecieron sistemas más perfeccionados, con envío de mensajes, aplicación de códigos para mantener seguridad y llamadas a grupos.
-Radiolocalización GPS.
La radiolocalización sirve para conocer la posición de un receptor móvil. El sistema más conocido es el GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Se trata de una constelación de 24 satélites, divididos en seis planos orbitales de cuatro satélites cada uno. Cada satélite emite una señal con su posición y su hora, codificada con su propio código, lo que permite saber de qué satélite es cada transmisión que recibimos. Su velocidad es de dos vueltas a la Tierra en un día, es decir, pasan por un punto determinado dos veces al día. Su distribución asegura que en cualquier parte de la Tierra, a cualquier hora del día, se tiene visión directa de al menos cuatro satélites, lo que permite averiguar latitud, longitud y altura, y tener una referencia de tiempo. El receptor encargado de recoger las señales de los satélites y procesarlas, es algo mayor que un móvil.
El sistema pertenece al Departamento de Defensa estadounidense, y puede funcionar en dos modalidades: SPS y PPS. El primero es de peor calidad (tiene un error de unos 100 metros), y lo puede utilizar cualquiera. El segundo por el contrario requiere de una autorización del Departamento de Defensa para utilizarlo. Su error es de unos pocos metros. De todas formas, hay receptores que trabajan conjuntamente con un receptor de referencia y que disminuyen estos errores a metros o centímetros, según las circunstancias. En este caso, hay un receptor situado en un punto del que conocemos su posición exacta. Cuando nuestro receptor recibe los datos de los satélites, hace los cálculos pertinentes y obtiene una posición. Al mismo tiempo, el receptor de referencia hace lo mismo y obtiene su posición. Puesto que este último sabe siempre cuál es su posición, también sabe el error que se está produciendo al utilizar el sistema GPS en ese momento. El receptor de referencia transmite este error, que el nuestro capta, y de este modo corrige la primera posición. No se obtiene un resultado exacto, pero si mejor que el original.
Las aplicaciones más habituales para el GPS son el control de flotas de camiones, taxis, autobuses, la navegación marítima y la aérea. Como curiosidad, para quienes siguen las grandes vueltas ciclistas (Giro, Tour, La Vuelta, u otras,...), últimamente utilizan el GPS para dar las referencias de los ciclistas, sobre todo en las contrarrelojes. Ponen un receptor GPS en las motos que acompañarán a los ciclistas, y al conocer posición y tiempo, pueden averiguar cuantos minutos y segundos de ventaja tiene una escapada, o que corredor ha efectuado el mejor tiempo en diversos puntos del recorrido de una crono individual.
- Comunicaciones inalámbricas.
Estos sistemas se encargan de comunicaciones de corta distancia, algunos cientos de metros a lo sumo. En principio dos serían las aplicaciones básicas: ofrecer movilidad a los usuarios de la telefonía fija, para que puedan desplazarse por su casa o lugar de trabajo, y poder efectuar llamadas; y conectar dispositivos entre sí. Para los primeros, en Europa surgió el estándar DECT, mientras que para los segundos parece que Bluetooth va a conseguir poner de acuerdo a todo el mundo.
En Europa, se está trabajando en terminales duales DECT-GSM, que permitan utilizar las redes de telefonía fija en el caso de que estemos cerca de la base que controla la parte DECT, y las redes de telefonía móvil GSM en el resto de circunstancias. Esto evitaría tener que llevar dos aparatos, y abarataría la cuenta telefónica.
En cuanto a Bluetooth, se trata de una iniciativa completamente privada, en la que están involucradas empresas como Ericsson, Toshiba, IBM, Motorola, Qualcomm, 3Com, Lucent, Compaq,... Utilizando la banda de los 2,4 Ghz permite enlazar dispositivos vía radio situados a distancias de entre 10 centímetros y 10 metros, aunque se pueden alcanzar los 100 metros con antenas especiales. Ordenadores, laptops, televisores, cadenas de música, y otros dispositivos podrían conectarse entre sí a través de terminales Bluetooth.
-Internet móvil.
El servicio que une la telefonía móvil con el acceso a Internet, será el que haga crecer ambos mercados de manera muy importante en los próximos años. La baja capacidad de transmisión de datos de los sistemas de segunda generación de telefonía móvil, y las reducidas dimensiones de las pantallas de los móviles no permitían una unión lo suficientemente atractiva, pero sí funcional. Bien es verdad que la aparición de WAP permitió acceder a diversos contenidos de Internet desde el móvil, pero la nueva generación de telefonía móvil mejorará la velocidad de conexión, y sus terminales estarán más orientados a comunicaciones de diversas características (voz, datos, imágenes,...) Esto convertirá a los móviles, agendas personales, laptops, y demás dispositivos de mano, en los verdaderos dominadores del acceso a Internet, relegando al ordenador a un papel secundario.
La tecnología WAP surge ante la necesidad de acceder a Internet desde un móvil. Este conjunto de protocolos permite establecer una conexión con Internet, e intercambiar información con ésta. No está directamente vinculada con GSM, u otra tecnología similar. Puede funcionar sobre tecnologías móviles de segunda o tercera generación (GSM, D-AMPS, CDMA, UMTS...) Los teléfonos WAP cuentan con un navegador especial, que interpreta páginas escritas en una versión reducida del HTML, denominada WML. Existe también una versión reducida del JavaScript para navegadores WAP, conocida como WMLScript.
Las aplicaciones más extendidas de los teléfonos WAP serán el acceso a noticias, pago de compras, recepción de avisos,... Debido a la restricción que imponen los terminales, los gráficos se reducen al mínimo, a pesar de que la publicidad apuesta por este medio.
GPRS, EDGE y por supuesto UMTS, permitirán transmitir páginas mucho más sofisticadas a los móviles, por lo que se espera que los terminales futuros sean en su mayoría ocupados por pantallas, que permitan visualizar estas páginas.
Radar
El Radar (Radio Detection And Ranging) es básicamente un sistema que emite ondas electromagnéticas de ultra alta frecuencia (UHF) y detecta después los posibles ecos de dichas ondas. Dado que la radiación electromagnética se mueve a la velocidad de la luz, los tiempos implicados son muy breves; del orden de millonésimas de segundo.
El radar de frecuencia modulada (FM) emite una señal continua cuya frecuencia va cambiando de manera uniforme. La diferencia entre las frecuencias del eco y la del transmisor en el momento de la recepción de aquél permite calcular la distancia existente entre transmisor y objetivo. La recepción es llevada a cabo por una antena giratoria, donde son procesadas para aparecer en forma de impulsos luminosos en la pantalla señalando la posición del sólido, por medio de etiquetas y tiras electrónicas en una pantalla. Hasta los comienzos de la electrónica no fue posible la construcción de radares que comenzaron a operar en 1937 y que han ido progresando incesantemente.
El radar presenta infinidad de aplicaciones, entre las que destacan:
-En aeronáutica.
Facilita el control de tráfico aéreo indicándole al controlador las posiciones de altitud, rumbo, dirección y velocidad a la que están volando los aviones en el espacio aéreo controlad; avisa al piloto sobre posibles peligros y señala rutas.
-En navegación.
Se emplea para prevenir riesgos y ayudar a aproximarse los barcos a puerto en condiciones meteorológicas adversas.
-En meteorología.
Aunque al principio se pensaba que las ondas de radar eran capaces de atravesar libremente la atmósfera, muy pronto se descubrió que las tormentas, huracanes y otros fenómenos nubosos reflejaban las emisiones de radar, por lo que hoy en día son utilizados también en meteorología. Por el mismo motivo, el radar no puede ser usado bajo el agua, donde se usa sistema equivalente llamado sonar, basado en sonido.
-En astronomía.
Los sistemas de radar pueden ser utilizados también para medir distancias: según el tiempo que tarda en recibirse el eco de la señal emitida, el radar es capaz de medir la distancia al objeto que refleja la señal. En 1964 este sistema fue utilizado para medir con precisión la distancia Tierra-Luna, y es uno de los primeros hitos en la historia de la radioastronomía.
-Otras aplicaciones.
El desarrollo de radares de microondas (inicialmente el radar utilizaba frecuencias en el rango de las ondas de radio) ha permitido utilizar este sistema para cartografía. Así, la superficie de Venus ha sido cartografiada exhaustivamente utilizando el radar, ya que su atmósfera es completamente opaca a otras frecuencias. También se ha empleado el radar para la navegación oceánica, la detección de características geológicas e incluso el cálculo del contenido de humedad del suelo.
La evolución de los radares gracias a la electrónica los ha convertido hoy en día en sistemas capaces de medir también la velocidad del objeto detectado. Este sistema es utilizado rutinariamente por la policía en las carreteras para comprobar infracciones en los límites de velocidad. En las últimas décadas las aplicaciones militares de los radares se han incrementado enormemente. El problema de detección más allá del horizonte, causado por la curvatura de la Tierra, se ha mejorado con enormes radares aerotransportados, que actúan también como puestos de mando volantes (conocidos en inglés como AWACS). Existen nuevos sistemas de radar capaces de generar imágenes sintéticas de un objeto a partir de los ecos recibidos ( por ejemplo, Proyecto subvencionado 2004-05 de nuestro grupo de investigación " Técnicas de Teledetección Inteligente de Vertidos de Hidrocarburos en Medio Marino " ).
Por último, se han desarrollado técnicas y sistemas que permiten a los aviones eludir la detección del radar gracias a diseños aerodinámicos más suaves, que disminuyen el eco de radar, y recubrimientos especiales que absorben parte de la radiación electromagnética, lo que ha llevado a la fabricación de los llamados aviones invisibles, aunque esta tecnología presenta todavía grandes problemas.
Aceleradores de partículas
Un acelerador de partículas es un instrumento en el cual electrones o bien protones son acelerados por campos electromagnéticos. Los métodos y las estructuras utilizadas son similares a los utilizados en los generadores de microondas y amplificadores. En ambas situaciones, la transferencia de energía tiene lugar entre partículas cargadas y una señal electromagnética. En un tubo de amplificación, la señal de microondas es amplificada y los electrones se desaceleran. En un acelerador, al contrario, la energía de las microondas acelera las partículas. Las velocidades que se alcanzan en estos aceleradores son muy importantes, ya que se alcanzan velocidades para estas partículas próximas a las de la luz.
-Aceleradores lineales:
La estructura de un acelerador lineal es básicamente la misma que la que se utiliza en los tubos para amplificar señales de microondas. Las partículas circulan a lo largo de una estructura junto con una onda, generalmente en una línea de transmisión de forma periódica formada por una sucesión de cavidades resonantes. La máxima energía se alcanza cuando la velocidad de la partícula y la de la onda se vuelven idénticas, esto es lo que se llama sincronismo. La velocidad de la partícula variará alo largo de la estructura, por lo que las dimensiones deben ser previamente diseñadas.
-Aceleradores circulares: Ciclotrón, Sincrotrón.
En un ciclotrón, la señal de microondas, a la frecuencia del ciclotrón, acelera las partículas, las cuales siguen trayectorias con forma de espiral cuando se cumplen ciertas condiciones de fase. Cuando la velocidad de las partículas es cercana a la de la luz las masas de las partículas se ven afectadas por los efectos relativistas , es en ese momento cuando la frecuencia del ciclotrón decrece. Esta propiedad se tiene en cuenta en el sincro-ciclotrón, el cual opera con pulsos de partículas a frecuencias variables. En el sincrotrón, las partículas siguen una trayectoria con forma de anillo, y el campo magnético varía con el tiempo para mantener así la estabilidad.
Los usos mas conocidos de los aceleradores son los que se refieren a la investigación en física. Las grandes energías alcanzadas han permitido grandes avances en la investigación en física de partículas. Sin embargo estas altas energías pueden ser de utilidad a muchos otros sectores como el de la medicina o la química.
Las altas energías de los rayos X, producidos por la desaceleración d electrones previamente acelerados en gran medida por aceleradores de electrones tienen utilidad en distintos campos como pueden ser la esterilización de productor en la industria farmacéutica o alimenticia, la polimerización de plásticos o la inspección de ciertas estructuras como pueden ser las de los reactores en una planta nuclear.
Radiofrecuencia: Aplicaciones
En este apartado nos centraremos en las aplicaciones del rango de radiofrecuencias cuyas frecuencias varían más o menos entre 300 kHz y 300 MHz. Sin duda la aplicación estrella en el rango de radiofrecuencias LF es la radio, ya que sus aplicaciones se extienden a campos muy distintos.
Radio.-Uno de sus primeros usos fue en el ámbito naval, para el envío de mensajes en código morse entre los buques y tierra o entre buques. Actualmente, la radio toma muchas otras formas, incluyendo redes inalámbricas, comunicaciones móviles de todo tipo, así como la radiodifusión.
Antes de la llegada de la televisión la radiodifusión comercial incluía no solo noticias y música, sino dramas, comedias, shows de variedades, concursos y muchas otras formas de entretenimiento, siendo la radio el único medio de representación dramática que solamente utilizaba el sonido.
Aplicaciones:
- La forma más antigua de radiodifusión de audio fue la radiotelegrafía marina, ya no utilizada. Una onda continúa (CW), era conmutada on-off por un manipulador para crear código morse que se oía en el receptor como un tono intermitente.
- Música y voz mediante radio en modulación de amplitud (AM). La región denominada AM comprende el intervalo de 530 kHz a 1600 kHz, y la región denominada FM de 88 MHz a 108 MHz.
-
Transmisiones de voz para marina y aviación utilizando amplitud de modulación en la banda de VHF.
- Servicios de voz utilizando FM de banda estrecha en frecuencias especiales para policía, bomberos y otros organismos estatales.
- Servicios civiles y militares en alta frecuencia (HF) en la banda de onda corta, para comunicación con barcos en alta mar y con poblaciones ó instalaciones aisladas.
- Sistemas telefónicos celulares digitales para uso cerrado (policía, defensa, ambulancias, etc). Distinto de los servicios públicos de telefonía móvil.
Otras aplicaciones. Otras aplicaciones de las bajas frecuencias son: televisión doméstica, regulación de tráfico aéreo con radio balizas, radiotelegrafía (1.605-1.625 kHz), comunicaciones entre barcos y estaciones costeras, mensajes de socorro marítimo ( banda de frecuencia única 2.173,5-2.190,5 kHZ) , tecnología de identificación por radio frecuencia (RF/ID) que permite identificar por radio frecuencia el código de un producto. El funcionamiento de los dispositivos de RF/ID se realiza a frecuencias a baja potencia, entre los 50 KHz y 2.5 GHz. Las unidades que funcionan a bajas frecuencias (50 KHz-14 MHz).
Cesar Augusto Suarez CI 17.394.384
CRF
No hay comentarios:
Publicar un comentario