Medios De Transmision Fibra Optica Microondas

Fibra Óptica

Es el medio de transmisión mas novedoso dentro de los guiados y su uso se esta masificando en todo el mundo reemplazando el par trenzado y el cable coaxial en casi todo los campos. En estos días lo podemos encontrar en la televisión por cable y la telefonía.

En este medio los datos se transmiten mediante una haz confinado de naturaleza óptica, de ahí su nombre, es mucho más caro y difícil de manejar pero sus ventajas sobre los otros medios lo convierten muchas veces en una muy buena elección al momento de observar rendimiento y calidad de transmisión.

Físicamente un cable de fibra óptica esta constituido por un núcleo formado por una o varias fibras o hebras muy finas de cristal o plástico; un revestimiento de cristal o plástico con propiedades ópticas diferentes a las del núcleo, cada fibra viene rodeada de su propio revestimiento y una cubierta plástica para protegerla de humedades y el entorno.

En el cable de fibra óptica las señales que se transportan son señales digitales de datos en forma de pulsos modulados de luz. Esta es una forma relativamente segura de enviar datos debido a que, a diferencia de los cables de cobre que llevan los datos en forma de señales electrónicas, los cables de fibra óptica transportan impulsos no eléctricos. Esto significa que el cable de fibra óptica no se puede pinchar y sus datos no se pueden robar.

El cable de fibra óptica es apropiado para transmitir datos a velocidades muy altas y con grandes capacidades debido a la carencia de atenuación de la señal y a su pureza.

Composición del cable de fibra óptica

Una fibra óptica consta de un cilindro de vidrio extremadamente delgado, denominado núcleo, recubierto por una capa de vidrio concéntrica, conocida como revestimiento. Las fibras a veces son de plástico. El plástico es más fácil de instalar, pero no puede llevar los pulsos de luz a distancias tan grandes como el vidrio.

Debido a que los hilos de vidrio pasan las señales en una sola dirección, un cable consta de dos hilos en envolturas separadas. Un hilo transmite y el otro recibe. Una capa de plástico de refuerzo alrededor de cada hilo de vidrio y las fibras Kevlar ofrece solidez. En el conector de fibra óptica, las fibras de Kevlar se colocan entre los dos cables. Al igual que sus homólogos (par trenzado y coaxial), los cables de fibra óptica se encierran en un revestimiento de plástico para su protección.

Las transmisiones del cable de fibra óptica no están sujetas a intermodulaciones eléctricas y son extremadamente rápidas, comúnmente transmiten a unos 100 Mbps, con velocidades demostradas de hasta 1 gigabit por segundo (Gbps). Pueden transportar una señal (el pulso de luz) varios kilómetros.

Consideraciones sobre el cable de fibra óptica

El cable de fibra óptica se utiliza si:

o Necesita transmitir datos a velocidades muy altas y a grandes distancias en un medio muy seguro.

El cable de fibra óptica no se utiliza si:

o Tiene un presupuesto limitado.

o No tiene el suficiente conocimiento para instalar y conectar los dispositivos de forma apropiada.

Se trata de un medio muy flexible y muy fino que conduce energía de naturaleza óptica. Su forma es cilíndrica con tres secciones radiales: núcleo, revestimiento y cubierta .El núcleo está formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plástico. Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plástico con diferentes propiedades ópticas distintas a las del núcleo. Alrededor de este conglomerado está la cubierta (constituida de material plástico o similar) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos, abrasiones, humedad, etc…

Permite un gran número de canales y velocidades muy altas, superiores al GHz. Tienen un Bc enorme (50Ghz máx., 2Ghz típico), Rmax enorme (2Gbps máx.), pequeño tamaño y peso, y una atenuación pequeña. Es inmune a ruidos e interferencias y son difíciles de acceder. Tienen como inconvenientes el precio alto, la manipulación complicada, el encarecimiento de los costos (mano de obra, tendido,..)

Es un medio muy apropiado para largas distancias e incluso últimamente para LAN's.

Cableado macho RJ-45

El conector macho RJ-45 de NEX1 tiene la característica de excelente flexibilidad. Para ser usados en terminación de cables horizontales, cables blackbone y patch cords.

Características:

• De gran flexibilidad: uso de cable multifilar o cable sólido.
• Conector modular para ocho conectores.
• Terminación con uso de herramientas estándar.
• La barra de carga permite mantener menos de 1/2″ de trenzado.
• recomendado para el uso de los sistemas como par trenzado y comunicación en aplicaciones de PABX.

MEDIOS NO GUIADOS

Los medios no guiados o sin cable han tenido gran acogida al ser un buen medio de cubrir grandes distancias y hacia cualquier dirección, su mayor logro se dio desde la conquista espacial a través de los satélites y su tecnología no para de cambiar. De manera general podemos definir las siguientes características de este tipo de medios: a transmisión y recepción se realiza por medio de antenas, las cuales deben estar alineadas cuando la transmisión es direccional, o si es omnidireccional la señal se propaga en todas las direcciones.

Líneas Aéreas / Microondas:

Líneas aéreas, se trata del medio más sencillo y antiguo q consiste en la utilización de hilos de cobre o aluminio recubierto de cobre, mediante los que se configuran circuitos compuestos por un par de cables. Se han heredado las líneas ya existentes en telegrafía y telefonía aunque en la actualidad sólo se utilizan algunas zonas rurales donde no existe ningún tipo de líneas.

Microondas, en un sistema de microondas se usa el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Pueden direccionarse múltiples canales a múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o pueden establecer enlaces punto a punto. Las estaciones consisten en una antena tipo plato y de circuitos que interconectan la antena con la terminal del usuario.

Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas de transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no estén restringidas a este campo solamente. Las microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos. Es en si una onda de corta longitud.

Tiene como características que su ancho de banda varia entre 300 a 3.000 Mhz, aunque con algunos canales de banda superior, entre 3´5 Ghz y 26 Ghz. Es usado como enlace entre una empresa y un centro que funcione como centro de conmutación del operador, o como un enlace entre redes Lan.

Para la comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas parabólicas, las cuales deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas, además entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuación e interferencias, y es muy sensible a las malas condiciones atmosféricas.

Microondas terrestres: Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas.

Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y voz.

La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta con las lluvias.

Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de señales.

Microondas por satélite: El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada .Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario.

Se suele utilizar este sistema para:

• Difusión de televisión.
• Transmisión telefónica a larga distancia.
• Redes privadas.

El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden.

Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal.

Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son:

• Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.
• Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia.
• En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas".

MEDIO DE TRANSMISION ANCHO DE BANDA CAPACIDAD MÁXIMA CAPACIDAD USADA OBSERVACIONES

Cable de pares 250 KHz 10 Mbps 9600 bps - Apenas usados hoy en día. - Interferencias, ruidos.

Cable coaxial 400 MHz 800 Mbps 10 Mbps - Resistente a ruidos e interferencias - Atenuación.

Fibra óptica 2 GHz 2 Gbps 100 Mbps - Pequeño tamaño y peso, inmune a ruidos e interferencias, atenuación pequeña. Caras. Manipulación complicada.

Microondas por satelital 100 MHz 275 Gbps 20 Mbps - Se necesitan emisores/receptores.

Microondas terrestres 50 GHz 500 Mbps - Corta distancia y atenuación fuerte. - Difícil instalar.

Láser 100 MHz - Poca atenuación. - Requiere visibilidad directa emisor/ receptor.

Carlos A. Chacon A.

C.I. 18762874

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RADAR

El radar (término derivado del acrónimo inglés RAdio Detection And Ranging, "detección y medición de distancias por radio") es un sistema que usa ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos, vehículos motorizados, formaciones meteorológicas y el propio terreno. Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en el objetivo y se recibe típicamente en la misma posición del emisor. A partir de este "eco" se puede extraer gran cantidad de información. El uso de ondas electromagnéticas permite detectar objetos más allá del rango de otro tipo de emisiones (luz visible, sonido, etc.)

Entre sus ámbitos de aplicación se incluyen la meteorología, el control del tráfico aéreo y terrestre y gran variedad de usos militares.

Antena de radar de detección a larga distancia

Historia

En 1864, James Clerk Maxwell describe las leyes del electromagnetismo. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz demuestra que las ondas electromagnéticas se reflejan en las superficies metálicas. Durante el Siglo XX, muchos inventores, científicos e ingenieros han contribuido en el desarrollo del radar, impulsados sobre todo por el ambiente prebélico que precedió a la Segunda Guerra Mundial, y a la propia Guerra. Los grandes países que participaron en ella fueron desarrollando de forma paralela distintos sistemas radar, aportando grandes avances cada uno de ellos para llegar a lo que hoy conocemos sobre los sistemas radar. En 1904 Christian Huelsmeyer patenta el primer sistema anticolisión de buques utilizando ondas electromagnéticas Desarrollo de la radio y de la transmisión inalámbrica (por Marconi, entre otros), gracias a lo cual se desarrollan las antenas. En 1917, Nikola Tesla establece los principios teóricos del futuro radar (frecuencias y niveles de potencia). En 1934, y gracias a un estudio sistemático del magnetrón, se realizan ensayos sobre sistemas de detección de onda corta siguiendo los principios de Nikola Tesla. De este modo nacen los radares de ondas decimétricas.

Principios

Reflexión

Las ondas electromagnéticas se dispersan cuando hay cambios significativos en las constantes dieléctricas o diamagnéticas. Esto significa que un objeto sólido en el aire o en el vacío (es decir, un cambio en la densidad atómica entre el objeto y su entorno) producirá dispersión de las ondas de radio, como las del radar. Esto ocurre particularmente en el caso de los materiales conductores como el metal y la fibra de carbono, lo que hace que el radar sea especialmente indicado para la detección de aeronaves. En ocasiones los aviones militares utilizan materiales con sustancias resistivas y magnéticas que absorben las ondas del radar, reduciendo así el nivel de reflexión. Estableciendo una analogía entre las ondas del radar y el espectro visible, estos materiales equivaldrían a pintar algo con un color oscuro.

La reflexión de las ondas del radar varía en función de su longitud de onda y de la forma del blanco:

Si la longitud de onda es mucho menor que el tamaño del blanco, la onda rebotará del mismo modo que la luz contra un espejo. Si la longitud de onda es mucho más grande que el tamaño del blanco, lo que ocurre es que ésta se polariza (separación física de las cargas positivas y negativas) como en un dipolo (véase: Dispersión de Rayleigh). Cuando las dos escalas son similares pueden darse efectos de resonancia. Los primeros radares utilizaban longitudes de onda muy elevadas, mayores que los objetivos; las señales que recibían eran tenues. Los radares actuales emplean longitudes de onda más pequeñas (de pocos centímetros o inferiores) que permiten detectar objetos del tamaño de una barra de pan.

Las señales de radio de onda corta (3 kHz-30 MHz) se reflejan en las curvas y aristas, del mismo modo que la luz produce destellos en un trozo de cristal curvo. Para estas longitudes de onda los objetos que más reflejan son aquellos con ángulos de 90º entre las superficies reflectivas. Una estructura que conste de tres superficies que se juntan en una esquina (como la de una caja) siempre reflejará hacia el emisor aquellas ondas que entren por su abertura.

Este tipo de reflectores, denominados reflectores de esquina (corner reflectors, ver imagen a la derecha), se suelen usar para hacer "visibles" al radar objetos que en otras circunstancias no lo serían (se suelen instalar en barcos para mejorar su detectabilidad y evitar choques). Siguiendo el mismo razonamiento, si se desea que una nave no sea detectada, en su diseño se procurará eliminar estas esquinas interiores, así como superficies y bordes perpendiculares a las posibles direcciones de detección. De ahí el aspecto extraño de los aviones "stealth"(avión furtivo).

Todas estas medidas no eliminan por completo la reflexión debido a la difracción, especialmente para longitudes de onda grandes. Otra contramedida habitual es arrojar cables y tiras metálicas cuyo largo es media longitud de onda (chaffs) con la idea de cegar al radar; son efectivas, si bien la dirección hacia la que se reflejan las ondas es aleatoria cuando lo óptimo sería dirigir la reflexión hacia el radar que se quiere evitar. El factor que da la medida de cuánto refleja un objeto las ondas de radio se llama "sección radar cruzada" (σ).

Polarización

El campo eléctrico de la señal que emite un radar es perpendicular a la dirección de propagación. La dirección de dicho campo determina la polarización de la onda. En función de la aplicación, los radares usan:

Polarización horizontal.

Polarización vertical.

Polarización lineal: Permite detectar superficies de metal.

Polarización circular: Adecuada para minimizar la interferencia causada por la lluvia (pero debe evitarse para radares meteorológicos que lo que buscan es cuantificar las precipitaciones). Polarización aleatoria: Adecuada para detectar superficies irregulares como rocas (se usa en radares de navegación).

Interferencias

Los sistemas radar deben hacer frente a la presencia de diferentes tipos de señales indeseadas y conseguir centrarse en el blanco que realmente interesa. Fuentes posibles de interferencias:
Internas Externas De naturaleza pasiva Ejemplos de interferencia pasiva: agua salada (afecta a la conductividad y puede contribuir a una degradación de la señal), tierra conductora. De naturaleza activa (o interferencia eléctrica o ruido). Ejemplos de interferencia activa: circuitos de los semáforos, comunicaciones de radio, torres microondas, televisión por cable, transmisión de datos de uso general, sistemas de seguridad, líneas de alto voltaje y líneas telefónicas. La capacidad del sistema radar de sobreponerse a la presencia de estas señales define su relación señal/ruido (SNR). Cuanto mayor sea la SNR del sistema, tanto mejor podrá aislar los objetivos reales de las señales de ruido del entorno.

Ruido

El ruido es una fuente interna de variaciones aleatorias de la señal, generado en mayor o menor medida por todos los componentes electrónicos. Típicamente se manifiesta en variaciones aleatorias superpuestas a la señal de eco recibida en el radar.
Cuanta menor sea la potencia con que llega la señal de interés, más difícil será diferenciarla del fondo de ruido. Por tanto, la más importante fuente de ruido aparece en el receptor, por lo que debe dedicarse un gran esfuerzo a tratar de minimizar estos factores. La figura de ruido es una medida del ruido producido por el receptor en comparación con un receptor ideal y debe ser minimizada.

El ruido también puede estar causado por fuentes externas al sistema, siendo sobre todo de gran impacto la radiación térmica natural del entorno que rodea al blanco que se desea detectar. En sistemas radar modernos, debido al gran rendimiento de sus receptores, el ruido interno es típicamente igual o menor que el externo. Una excepción es el caso en el que el radar está dirigido al cielo abierto; en este caso apenas se produce ruido de Johnson-Nyquist, también conocido como ruido térmico.

Clutter

El término clutter hace referencia a todos aquellos ecos (señales de RF) recibidos por el radar que son, por definición, no deseados.

El multitrayecto de la señal de eco hace que el radar detecte "blancos fantasma"

Métodos para detectar y neutralizar el clutter

Generalmente, se fundamentan en el principio de que el clutter apenas varía entre diferentes barridos del radar. Por tanto, al comparar barridos consecutivos se comprobará que el blanco real se mueve, mientras que los ecos de clutter son estacionarios. El clutter marítimo se puede reducir empleando polarización horizontal, mientras que el de la lluvia se reduce con polarizaciones circulares (nótese que los radares meteorológicos utilizan polarización lineal porque lo que les interesa es precisamente detectar la lluvia). El método CFAR es otra técnica basada en el hecho de que los ecos debidos al clutter son mucho más numerosos que los ecos producidos por objetivos de interés. Este método permite mantener un valor constante de la probabilidad de falsa alarma haciendo un promediado adaptativo del nivel real de ruido y ajustando automáticamente la ganancia del receptor. Si bien esto no ayuda cuando el blanco está rodeado por clutter muy fuerte, puede permitir identificar objetivos más o menos claros. En radares actuales este proceso está controlado por software. Es beneficioso en sistemas en los que sea crítico mantener una determinada probabilidad de falsa alarma. En radares de control de tráfico aéreo actuales se emplean algoritmos para identificar blancos falsos comparando los ecos recibidos con otros adyacentes y calculando la probabilidad de que sea real por los datos de altura, distancia y tiempo. Otros métodos se centran en reducir la relación señal/clutter.

Pantalla de un radar marino.

Carlos A. Chacon A.

CI. 18762874

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PROCESADO DE SEÑAL Y DISEÑO DE RADADRES

Una forma de medir la distancia entre el radar y un objeto es transmitir un pequeño pulso electromagnético y medir el tiempo que tarda el eco en volver. La distancia será la mitad del tiempo de tránsito multiplicado por la velocidad del pulso (300.000 km/s):

r= c*t/2

r = distancia estimada
c = velocidad de la luz
t = tiempo de tránsito

Una estimación precisa de la distancia exige una electrónica de elevado rendimiento. La mayor parte los radares usan la misma antena para enviar y recibir, separando la circuitería de transmisión y recepción mediante un circulador o duplexor. Por ello, mientras se está transmitiendo el pulso no se puede recibir ningún eco. Esto determina la llamada "distancia ciega" del radar, por debajo de la cual éste es inútil. Esta distancia viene dada por:

rBLIND= c*τ/2

rBLIND = distancia ciega
c = velocidad de la luz
τ = tiempo que se tarda en transmitir un pulso

Si se quiere detectar objetos más cercanos hay que transmitir pulsos más cortos. Del mismo modo, hay un rango de detección máximo (llamado "distancia máxima sin ambigüedad"): si el eco llega cuando se está mandando el siguiente pulso, el receptor no podrá distinguirlo. Para maximizar el rango hay que aumentar el tiempo entre pulsos (T):

rUNAMB= c*T/2

rUNAMB = Distancia máxima sin ambigüedad
c = Velocidad de la luz
T = Tiempo entre dos pulsos

Hay un compromiso entre estos dos factores, siendo difícil combinar detección a corta y a larga distancia: para detectar a corta distancia hay que hacer los pulsos más cortos, lo que implica menor potencia, lo que implica ecos más débiles y por tanto menor alcance. Se puede aumentar la probabilidad de detección mandando pulsos con mayor frecuencia, pero nuevamente, esto acorta la distancia máxima sin ambigüedad. La combinación de T y τ que se elija se llama "patrón de pulsos" del radar. En la actualidad los radares pueden muchas veces cambiar su patrón de pulsos de forma electrónica, ajustando dinámicamente su rango de funcionamiento. Los más modernos funcionan disparando en el mismo ciclo dos pulsos diferentes, uno para detección a larga distancia y otro para distancias cortas.

La resolución en distancia y las características de la señal recibida en comparación con el ruido dependen también de la forma del pulso. A menudo este se modula para mejorar su rendimiento gracias a una técnica conocida como "compresión de pulsos".

Modulación en frecuencia

Otra forma de estimar distancias en un radar se basa en la modulación en frecuencia. La comparación de la frecuencia de señales es por norma más precisa y sencilla que la comparación de tiempos. Por eso, lo que se hace es emitir una señal (una sinusoide) a una frecuencia que va variando de forma constante en el tiempo, de modo que cuando llega el eco, su frecuencia será diferente de la de la señal original; comparándolas se puede saber cuánto tiempo ha transcurrido y por tanto cuánta distancia hay hasta el blanco. A mayor desvío en frecuencia mayor distancia.
Esta técnica puede emplearse en radares de onda continua (CW, en lugar de a pulsos se transmite todo el tiempo) y a menudo se encuentra en altímetros a bordo de aviones. La comparación en frecuencias es similar que la que se usa para medir velocidades (ver subapartado siguiente). Algunos sistemas que usan esta técnica son el AZUSA, el MISTRAM y el UDOP.

Medida de velocidades

La velocidad es el cambio de distancia de un objeto respecto al tiempo. Por tanto, para que un sistema radar pueda medir velocidades no hace falta más que añadirle memoria para guardar constancia de dónde estuvo el objetivo por última vez. En los primeros radares, el operador hacía marcas con un lápiz de cera en la pantalla del radar, y medía la velocidad con una regla de cálculo. Hoy día, este proceso se hace de forma más rápida y precisa usando ordenadores.

Radar de pistola para la medición de velocidad

Sin embargo, si la salida del transmisor es coherente (sincronizada en fase), hay otro efecto que puede usarse para medir velocidades de forma casi instantánea sin necesidad de dotar al sistema de memoria: el efecto Doppler. Estos radares aprovechan que la señal de retorno de un blanco en movimiento está desplazada en frecuencia. Con ello, son capaces de medir la velocidad relativa del objeto con respecto al radar. Las componentes de la velocidad perpendiculares a la línea de visión del radar no pueden ser estimadas sólo con el efecto Doppler y para calcularlas sí haría falta memoria, haciendo un seguimiento de la evolución de la posición en azimut del objetivo.
También es posible utilizar radares no pulsados (CW) que funcionen a una frecuencia muy pura para medición de velocidades, como hacen los de tráfico. Son adecuados para determinar la componente radial de la velocidad de un objetivo, pero no pueden determinar distancias.

Reducción del efecto de inteferencias

Los sistemas radar usan procesado de señal para reducir los efectos de las interferencias. Estas técnicas incluyen la indicación de objetivo móvil (MTI), radares doppler pulsados, procesadores de detección de objetivos móviles (MTD), correlación con blancos de radares secundarios (SSR) y procesado adaptativo espacio-temporal (STAP). En entornos con fuerte presencia de clutter se usan técnicas CFAR y DTM.

Diseño de radares

Un radar consta de los siguientes bloques lógicos:

Un transmisor que genera las señales de radio por medio de un oscilador controlado por un modulador. Un receptor en el que los ecos recibidos se llevan a una frecuencia intermedia con un mezclador. No debe añadir ruido adicional. Un duplexor que permite usar la antena para transmitir o recibir. Hardware de control y de procesado de señal. Interfaz de usuario.

Diseño del transmisor

Oscilador

El núcleo del transmisor lo forma un dispositivo oscilador. La elección de este se realiza en virtud de las características que se requieren del sistema radar (coste, vida útil, potencia de pico, longitud de los pulsos, frecuencia...) Los osciladores más utilizados son:

Magnetrón: es el más utilizado a pesar de que se trata de una tecnología algo vieja. Son pequeños y ligeros. Pueden funcionar a frecuencias de entre 30 MHz y 100 GHz y proporcionan buena potencia de salida.

Klistrón: algo más grandes que los anteriores, llegan a funcionar solamente hasta los 10 GHz. La potencia de salida que proporcionan puede quedarse corta en algunos casos. TWT (Tubo de ondas progresivas): para radares de 30 MHz a 15 GHz, buena potencia de salida.

Modulador

El modulador o pulsador es el elemento encargado de proporcionar pequeños pulsos de potencia al magnetrón. Esta tecnología recibe el nombre de "potencia pulsada". Gracias al modulador, los pulsos de RF que emite el oscilador están limitados a una duración fija. Estos dispositivos están formados por una fuente de alimentación de alto voltaje, una red de formación de pulsos (PFN) y un conmutador de alto voltaje (como un tiratrón).

Si en lugar de magnetrón se usa un tubo klistrón, este puede actuar como amplificador, así que la salida del modulador puede ser de baja potencia.

Diseño de la antena

Las señales de radio difundidas (broadcast) por una sola antena se propagan en todas las direcciones y, del mismo modo, una antena recibirá señales desde cualquier dirección. Esto hace que el radar se encuentre con el problema de saber dónde se ubica el blanco.

Los primeros sistemas solían utilizar antenas omnidireccionales, con antenas receptoras directivas apuntando en distintas direcciones. Por ejemplo, el primer sistema que se instaló (Chain Home) utilizaba dos antenas receptoras cuyas direcciones de observación formaban un ángulo recto, cada una asociada a una pantalla diferente. El mayor nivel de eco se obtenía cuando la dirección de observación de la antena y la línea radar-blanco formaban ángulo recto y, por el contrario, era mínimo cuando la antena apuntaba directamente hacia el objetivo. El operador podía determinar la dirección de un blanco rotando la antena de modo que una pantalla mostrase un máximo y otra un mínimo.

Una importante limitación de este tipo de solución era que el pulso se transmitía en todas las direcciones, de modo que la cantidad de energía en la dirección que se examinaba era solo una pequeña parte de la transmitida. Para que llegue una potencia razonable al blanco se requieren antenas direccionales.

Reflector parabólico

Los sistemas más modernos usan reflectores parabólicos dirigibles para estrechar el haz en el que se emite en broadcast el pulso. Generalmente el mismo reflector se utiliza también como receptor. En estos sistemas, a menudo se usan dos frecuencias radar en la misma antena para permitir control automático ("radar lock").

Guiaonda ranurada

La guía de onda ranurada se mueve mecánicamente para hacer el barrido y es adecuada para sistemas de búsqueda (no de seguimiento). Las guiaondas ranuradas son muy direccionales en el plano de la antena pero, al contrario que las parabólicas, no son capaces de distinguir en el plano vertical. Suelen usarse en detrimento de las parabólicas en cubiertas de barcos y exteriores de aeropuertos y puertos, por motivos de coste y resistencia al viento.

Phased arrays

Otro tipo de antenas que se suele usar para radares son los phased arrays. Un phased array consiste en una matriz (array) de elementos radiantes. La fase de la señal que alimenta cada uno de estos está controlada de tal manera que la radiación del conjunto sea muy directiva. Es decir, se juega con las fases de las señales para que se cancelen en las direcciones no deseadas y se interfieran constructivamente en las direcciones de interés.

El diagrama de radiación del array se obtiene como la interferencia de los campos radiados por cada una de las antenas. En recepción la señal recibida es una combinación lineal de las señales que capta cada antena. El diagrama de radiación total viene dado por el diagrama de radiación conjunto y el diagrama de radiación del elemento aislado.

phased arrays: NO es necesario MOvimiento Fisico para hacer el barrido

En el diseño de arrays intervienen muchos parámetros : número de elementos, disposición física de los elementos, amplitud de la corriente de alimentación, fase relativa de la alimentción y tipo de antena elemental utilizada. Configurando estos parámetros se pueden mejorar las características de radiación del diagrama de radiación individual : mejorar la directividad, mejorar la relación de lóbulo principal a secundario, conformar el diagrama para cubrir la zona de interés y tener la posibilidad de controlar electrónicamente el apuntamiento del haz principal.

El uso de los phased arrays se remonta a la Segunda Guerra Mundial, pero las limitaciones de la electrónica hacían que fueran poco precisos. Su aplicación original era la defensa anti-misiles. En la actualidad son parte imprescindible del sistema AEGIS y el sistema balístico MIM-104 Patriot. Su uso se va extendiendo debido a la fiabilidad derivada del hecho de que no tienen partes móviles. Casi todos los radares militares modernos se basan en phased arrays, relegando los sistemas basados en antenas rotatorias a aplicaciones donde el costo es un factor determinante (tráfico aéreo, meteorología,...) Su uso está también extendido en aeronaves militares debido a su capacidad de seguir múltiples objetivos. El primer avión en usar uno fue el B-1B Lancer. El primer caza, el MiG-31 ruso. El sistema radar de dicho avión está considerado como el más potente de entre todos los cazas .

En radioastronomía también se emplean los phased arrays para, por medio de técnicas de apertura sintética, obtener haces de radiación muy estrechos. La apertura sintética se usa también en radares de aviones.

Aplicaciones

Militares: radares de detección terrestre, radares de misiles autodirectivos, radares de artillería, radares de satélites para la observación de la Tierra.

Aeronáuticas : control del tráfico aéreo, guía de aproximación al aeropuerto, radares de navegación.

Marítimas: radar de navegación, radar anti-colisión. Meteorológicas: detección de precipitaciones (lluvia, nieve, granizo, etcétera).

Circulación y seguridad en ruta: control de velocidad de automóviles, radares de asistencia de frenado de urgencia (ACC, Adaptive Cruise Control).

Científicas: en satélites para la observación de la Tierra, para ver el nivel de los océanos, etc.

Carlos a. Chacon A.

CI 18762874

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Radiaciones no ionizantes

Una de las formas de transmisión de energía es la que se realiza a través de la radiación de ondas electromagnéticas,

caracterizadas por la existencia de campos eléctricos y magnéticos perpendiculares entre sí y

perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Las ondas electromagnéticas se diferencian

unas de otras por la cantidad de energía que son capaces de transmitir, y ello depende de su frecuencia. El

conjunto de todas ellas constituye el Espectro electromagnético. Ordenados de menor a mayor energía se

pueden resumir los diferentes tipos de ondas electromagnéticas de la siguiente forma:

• Campos eléctricos y magnéticos estáticos (imanes, conductores eléctricos de corriente continua, etc.).

• Ondas electromagnéticas de Extremadamente Baja Frecuencia. El intervalo de frecuencias alcanza

hasta 3 kilohercios. (Líneas eléctricas de corriente alterna)

• Ondas electromagnéticas de Muy Baja Frecuencia. El intervalo de frecuencias es de 3 a 30 Kilohercios.

(Algunas máquinas de soldadura por inducción).

• Ondas electromagnéticas de Radio Frecuencia (RF). El intervalo de frecuencias es de 30 Kilohercios a

1.000 millones de hercios (=1Gigahercio). (Ondas de radio y televisión, soldadura de plásticos, etc.).

• Microondas (MO). Ondas electromagnéticas entre 1 y 300 Gigahercios. (Hornos de microondas, telefonía

móvil, etc...)

• Infrarrojos (IR). Ondas electromagnéticas entre 300 Giga Hercios y 385 Terahercios (1 Terahercio =

1.000 Gigahercios). (Lámparas de infrarrojos, material candente, etc.).

• Luz visible. Ondas electromagnéticas entre 385 Terahercios y 750 Terahercios. (Iluminación).

• Ultravioleta (UV) no ionizante. Ondas electromagnéticas entre 750 Terahercios y 3000 Terahercios.

(Lámparas solares, lámparas de detección de taras, lámparas de insolación industrial, etc.).

Las radiaciones de ondas electromagnéticas de mayor frecuencia que las mencionadas tienen la

capacidad de ionizar, es decir, de variar la estructura de átomos o moléculas, porque poseen la

energía necesaria para ello.

Las radiaciones ionizantes son objeto de otro cuestionario diferente, debido principalmente a que la

gravedad de sus efectos sobre la salud las hace protagonistas de reglamentación propia y específica

en nuestro país.

Respecto a las radiaciones no ionizantes, sus efectos sobre el organismo son de diferente naturaleza

dependiendo de la banda de frecuencias en la que nos movamos. Así, mientras que las Radiaciones

Ultravioletas pueden producir afecciones en la piel (eritemas) y conjuntivitis por exposición de la piel

y los ojos respectivamente, la Radiación Infrarroja puede lesionar la retina o producir opacidad del

cristalino del ojo y daños en la piel por cesión de calor.

• Las Microondas son especialmente peligrosas por los efectos sobre la salud derivados de la gran

capacidad de calentamiento que poseen, al potenciarse su acción cuando inciden sobre moléculas de

agua que forman parte de los tejidos.

Con menor facilidad logran el efecto de calentamiento de los tejidos las ondas electromagnéticas

correspondientes a la Radio Frecuencia y Muy Baja Frecuencia.

Respecto a los Campos eléctricos y magnéticos estáticos y Ondas electromagnéticas de Extremadamente

Baja Frecuencia, se sabe que pueden tener efectos nocivos en el sistema nervioso y

cardiovascular. Se discute en la actualidad la fiabilidad de ciertos estudios que otorgan la capacidad

de producir ciertos tipos de cáncer a las radiaciones de Extremadamente Baja Frecuencia, pero las

2 restricciones que actualmente se aplican a este tipo de radiaciones no tienen en cuenta por ahora

dichos efectos.

La radiación Láser, consiste en un haz direccional de radiación visible, ultravioleta o infrarroja,

diferenciándose de ésta en que su emisión corresponde a una frecuencia muy concreta (dentro de la

banda correspondiente) y no a una mezcla de varias, como ocurre cuando se habla de una radiación

visible UV o IR.

CRITERIOS PREVENTIVOS BÁSICOS

• Como norma general se tendrá en cuenta que la exposición a radiaciones disminuye rápidamente a

medida que aumenta la distancia entre el foco emisor y el individuo. El aumento de la distancia es la

única medida preventiva efectiva para disminuir la exposición a campos magnéticos estáticos.

• Las radiaciones que inciden en un objeto lo pueden atravesar, ser absorbidas por él o ser reflejadas

por dicho objeto. La capacidad de una radiación para penetrar en un objeto depende de la longitud

de onda de la misma y de las características estructurales del material. Una de las técnicas de protección

frente a las radiaciones electromagnéticas consiste en apantallar convenientemente dicha radiación.

Las pantallas deben estar conformadas con material apropiado.

Las radiaciones correspondientes a las bandas del Infrarrojo y Ultravioleta, pueden ser apantalladas

fácilmente, incluso con pantallas cuya transparencia permite acceder visualmente a la zona confinada.

El apantallamiento con mallas metálicas, apropiado, por ejemplo, para la protección frente a RF o

MO, requiere el cálculo de la luz de la malla teniendo en cuenta la longitud de onda.

La intensidad del campo eléctrico puede disminuirse encerrando el foco o el receptor en una construcción

metálica convenientemente puesta a tierra ("Jaula de Faraday").

• El blindaje del foco emisor en el momento de su fabricación es la medida preventiva necesaria en el

caso de ciertos tipos de Láseres.

• La reducción del tiempo de exposición disminuye, así mismo, las dosis recibidas durante el trabajo.

• La señalización de las zonas de exposición, es una medida de control de tipo informativo, muy conveniente

cuando la exposición a radiaciones tiene cierta importancia, especialmente para las personas

portadoras de marcapasos cardíacos, por el peligro de interferencia en su funcionamiento que

algunas radiaciones no ionizantes conllevan.

• El uso de protecciones individuales (pantalla facial, gafas, ropa de trabajo, etc.) se limita al caso de

radiaciones IR o UV.

• Es conveniente realizar mediciones de los niveles de radiación existentes y valorarlos convenientemente

por comparación con niveles de referencia técnicamente contrastados.

• Es necesaria la realización de reconocimientos médicos específicos (cuando sea técnicamente posible)

y periódicos, al personal expuesto a radiaciones.

Morales R. Karelis

CI 18089995

CAF

Microondas y Radiofrecuencias

Desde hace ya algunos años ha habido una banalización de la utilización del teléfono móvil para el público. En estas condiciones, evidentemente no se trata de reflejar que sea un aparato peligroso. También tomamos el sol, a pesar de saber que es nefasto para nuestra epidermis.

Las radiaciones invisibles llamadas "ultravioleta" (UV) son una frecuencia que forma parte del espectro electromagnético.

La radiación UV, es una radiación electromagnética cuya longitud de onda es de 100 hasta 400 nanómetros, o millonésimas partes del metro.

Cuando se habla de ondas de radio, o bien de un campo electromagnético (CEM), se utiliza un tamaño denominado longitud de onda, que es igual a la velocidad en el vacío, es decir, 300.000 kilómetros por segundo divididos por la frecuencia de la onda.

Es muy importante saber que la energía transportada por la onda es tanto más importante cuanto más corta es la longitud de onda. Del mismo modo que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia.

Podemos clasificar las gamas de las ondas por el orden de frecuencias crecientes  son:

- Grandes Ondas (Radiodifusión)

- Ondas Medias (Radiodifusión)

- Ondas Cortas (Radiodifusión y Radio aficionados)

- Ondas Ultracortas (La llamada FM y la TV clásica)

- Y las ondas denominadas…. microondas, clasificadas en hiperfrecuencias.

¿Cuáles son las particularidades de las microondas, con relación a las otras?

- Posibilidad de emitir fácilmente con potencias considerables mediante antenas de muy pequeñas dimensiones.

- Mayor facilidad en la direccionabilidad de las antenas.

- Absorción con grandes consecuencias por la mayor parte de los materiales, sobre todo para los tejidos vivos.

De estas particularidades específicas resultan dos aplicaciones principales:

1.- Calentar alimentos en los hornos llamados microondas.

Producir calor por hiperfrecuencias microondas (MO):

Como ya hemos visto para las ondas UV, los Campos Electromagnéticos (CEM), propagan una energía que es absorbida en más o menos cantidad por los tejidos vivos.

Optimizando este fenómeno de manera que la (Demanda de Absorción Especifica) DAS, sea elevada, se hace posible el calentar considerablemente los alimentos.

¿Cómo se efectúa la optimización en el horno microondas?

Simplemente eligiendo la frecuencia mejor adaptada del espectro MO, o sea, 2450 MHz (longitud de onda = 12,2 cm.)

Esta frecuencia óptima permite una agitación consecutiva de las moléculas de agua bajo la acción del Campo Electromagnético (CEM).

Dichas moléculas se ponen a oscilar alrededor de su posición inicial, causando un frotamiento o fricción, y por tanto un calentamiento.

2.- Las conexiones de radio por hiperfrecuencias microondas (MO):

Puede parecer sorprendente que las microondas sean utilizadas, puesto que los militares descubrieron con la invención del radar, las particularidades peligrosas de las (MO). Los militares abandonaron esta frecuencia para las conexiones de radio y las clasificaron en las "Frecuencia Basura", Así pues de aprovechamiento libre para un uso civil.

En cambio, han desarrollado nuevas armas de destrucción masiva letales, utilizando los CEM, y recientemente con los UMTS, una híper-frecuencia próxima a los 2200 MHz  y la frecuencia WI-FI  (el estándar más utilizado actualmente)  trabaja a frecuencias de 2400 MHz

La frecuencia de resonancia y pulsación

El cuerpo humano es particularmente sensible a los Campos Electromagnéticos (CEM). Absorbe una gran parte de la energía irradiada en función de la longitud de onda, puesto que el cuerpo se comporta como una antena.

El alcance de la frecuencia de resonancia de la longitud de onda depende o varía según la talla o altura del cuerpo o la parte de mismo que se sitúe en medio de la longitud de onda.

Como ejemplo, tomemos los movimientos de las olas marinas. Una barca de 2 m. de largo no es afectada por pequeñas olas. Simplemente flota sobre su cresta. Sin embargo cuando las olas empiecen a ser de al menos la mitad de la longitud de la barca, ésta oscilará. Este fenómeno se conoce como la frecuencia de resonancia.

Sabiendo que la longitud de onda en 900 MHz = 33 CMS., 1800 MHz = 16,6 CMS. 2000/2200 MHz (UMTS) =. 14 CMS. 2400 MHz (WI-FI) =12 cm.

En estas condiciones el cuerpo puede absorber una gran cantidad de energía de las frecuencias de resonancia.

Los niños, a causa de su pequeña talla, y sobre todo por la talla de su cerebro, tienen una frecuencia de resonancia más elevada que los adultos y son más receptivos a las longitudes de onda de las frecuencias MO de la telefonía móvil.

Además la emisión de ondas de Telefonía móvil se efectúa por microondas pulsadas a un ritmo de 8,34 impulsos por cada 4,6 milisegundos.

Morales R. Karelis

CI 18089995

CAF

Radiofrecuencia, novedad en aparatología estética

Alternativa terapéutica eficaz, segura y sencilla aplicada a la celulitis y a la flacidez facial y corporal

En los últimos meses hemos asistido al interés creciente y al consiguiente estudio de un tema que ocupa a médicos y pacientes como es la radiofrecuencia aplicada a la celulitis y a la flacidez corporal. La radiofrecuencia son radiaciones electromagnéticas que oscilan simultáneamente en el campo eléctrico y magnético. Aunque es un sistema de uso terapéutico conocido en cirugía desde hace años -electro bisturí, coagulación, diatermia, etc…-, recientes investigaciones han conseguido desplazar su uso al campo de la estética al crear una tecnología capaz de entregar la energía de la radiofrecuencia selectivamente en la dermis profunda y en las capas subdermicas mientras se protege la epidermis y así poder luchar contra la flacidez y la celulitis.

El efecto inmediato de la aplicación de radiofrecuencia es la retracción del colágeno, con más o menos rapidez según los casos. Sin embargo, lo que se pretende conseguir gradualmente es la reestructuración del colágeno profundo, lo que incluye que se formen fibras nuevas que sustituyan a las envejecidas y hagan los tejidos más elásticos, se favorezca la homeostasis y, en general, mejore el estado de la piel eliminando de ella las huellas del paso del tiempo. Este proceso es más lento y, según los casos y dependiendo del estado en el que se encuentre el colágeno de la persona, se produce entre los dos y cuatro meses posteriores al tratamiento. De hecho se han realizado estudios histológicos que demuestran cambios importantes en la remodelación del colágeno a partir de la sexta semana posterior a la aplicación de la radiofrecuencia.

Una vez terminada la sesión se aplica gel de aloe vera en las zonas tratadas y el paciente puede incorporarse a su vida cotidiana inmediatamente, evitando el sol y los UVA las siguientes 48 horas. Se recomienda beber abundante agua tras la sesión, ya que ayudará al resultado final.

El número de sesiones necesarias es variable y va a depender del estado de cada paciente y el nivel de exigencia del mismo, pero se consideran necesarias entre 4 y 6 en tratamientos faciales, y entre 6 y 10 en tratamientos corporales. El procedimiento es bien tolerado y no precisa anestesia. Se siente calor y, en personas con celulitis muy dolorosas, se puede sentir un poco de dolor a la fricción del cabezal en ciertas zonas. 

Morales R. Karelis

CI 18089995

CAF

 

MICROONDAS SATELITALES

La idea de comunicación mediante el uso de satélites se debe a Arthur C. Clarke quien se basó en el trabajo matemático y las ecuaciones de Newton y de Kepler, y lo unió con aplicaciones y tecnología existente en esa época (1940's). La propuesta de Clarke en 1945 se basaba en lo siguiente: 

• El satélite serviría como repetidor de comunicaciones 

• El satélite giraría a 36,000 km de altura sobre el ecuador 

• A esa altura estaría en órbita "Geoestracionaria" 

• Tres satélites separados a 120° entre sí cubrirían toda la tierra 

• Se obtendría energía eléctrica mediante energía solar 

• El satélite sería una estación espacial tripulada. 

Casi todos estos puntos se llevaron a cabo unos años después, cuando mejoró la tecnología de cohetes, con la excepción del último punto. Este no se cumplió debido al alto costo que implicaba el transporte y mantenimiento de tripulación a bordo de la estación espacial, por cuestiones de seguridad médica y orgánica en los tripulantes, y finalmente por el avance de técnicas de control remoto. 

Un satélite actúa como una estación de relevación (relay station) o repetidor. Un transpondedor recibe la señal de un transmisor, luego la amplifica y la retransmite hacia la tierra a una frecuencia diferente. Debe notarse que la estación terrena transmisora envía a un solo satélite. El satélite, sin embargo, envía a cualquiera de las estaciones terrenas receptoras en su área de cobertura o huella (footprint). 

La transmisión por satélite ofrece muchas ventajas para una compañía. Los precios de renta de espacio satelital es más estable que los que ofrecen las compañías telefónicas. Ya que la transmisión por satélite no es sensitiva a la distancia. Y además existe un gran ancho de banda disponible. 

Los beneficios de la comunicación por satélite desde el punto de vista de comunicaciones de datos podrían ser los siguientes: 

•Transferencia de información a altas velocidades (Kbps, Mbps) 

•Ideal para comunicaciones en puntos distantes y no fácilmente accesibles geográficamente. 

•Ideal en servicios de acceso múltiple a un gran número de puntos. 

•Permite establecer la comunicación entre dos usuarios distantes con la posibilidad de evitar las redes públicas telefónicas. 

Entre las desventajas de la comunicación por satélite están las siguientes: 

•1/4 de segundo de tiempo de propagación. (retardo) 

•Sensitividad a efectos atmosféricos 

•Sensibles a eclipses 

•Falla del satélite (no es muy común) 

•Requieren transmitir a mucha potencia 

•Posibilidad de interrupción por cuestiones de estrategia militar. 

A pesar de las anteriores limitaciones, la transmisión por satélite sigue siendo muy popular. 

Los satélites de orbita baja (Low Earth Orbit LEO) ofrecen otras alternativas a los satélites geoestacionarios (Geosynchronous Earth Orbit GEO), los cuales giran alrededor de la tierra a más de 2000 millas. Los satélites de este tipo proveen comunicaciones de datos a baja velocidad y no son capaces de manipular voz, señales de video o datos a altas velocidades. Pero tienen las ventajas que los satélites GEO no tienen. Por ejemplo, no existe retardo en las transmisiones, son menos sensibles a factores atmosféricos, y transmiten a muy poca potencia. Estos satélites operan a frecuencias asignadas entre los 1.545 GHz y los 1.645 GHz (Banda L). 

Morales R. Karelis

CI 18089995

CAF

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RADIOASTRONOMIA

La radioastronomía es la rama de la astronomía que estudia los objetos celestes y los fenómenos astrofísicos midiendo su emisión de radiación electromagnética en la región de radio del espectro. Las ondas de radio tienen una longitud de onda mayor que la de la luz visible. En la radioastronomía, para poder recibir buenas señales, se deben utilizar grandes antenas, o grupos de antenas más pequeñas trabajando en paralelo. La mayoría de los radiotelescopios utilizan una antena parabólica para amplificar las ondas, y así obtener una buena lectura de estas. Esto permite a los astrónomos observar el espectro de radio de una región del cielo. La radioastronomía es un área relativamente nueva de la investigación astronómica, que todavía tiene mucho por descubrir.

En la actualidad, existen gigantescos radiotelescopios, permitiendo observaciones de una resolución imposible en otras longitudes de onda. Entre los problemas que la radioastronomía ayuda a estudiar, se encuentran la formación estelar, las galaxias activas, la cosmología, etc.

EL complejo de comunicaciones Goldstone Deep Space que integra la Deep Space Network de la NASA (DSN) se utiliza, entre otros, para radio astronomía y observaciones de radar del sistema solar y el universo.

Historia

Una de las primeras investigaciones de ondas de radio de origen extraterrestre fue llevada a cabo por Karl Guthe Jansky, un ingeniero de Bell Telephone Laboratories, en los comienzos de 1930. El primer objeto detectado fue el centro de la Vía Láctea, seguido por el Sol. Estos primeros descubrimientos fueron confirmados por Grote Reber en 1938. Después de la Segunda Guerra Mundial, en Europa y los Estados Unidos, los astrónomos desarrollaron importantes mejoras en la radioastronomía, y el campo de la radioastronomía comenzó a florecer.

Uno de los desarrollos más notables vino en 1946 con la introducción de la radio interferometría por Martin Ryle de Cavendish Astrophysics Group en Cambridge ( quien obtuvo el Premio Nobel por esto, y su trabajo de apertura sintética), también el espejo interferómetro de Lloyd desarrollado independientemente por Joseph Pawsey's en 1946 en la Universidad de Sydney. Dos temas, uno astronómico y uno técnico, dominaron la investigación en Cambridge desde fines de 1940 por más de treinta años. ¿Cuál era la naturaleza de las fuentes de radio discretas, o "estrellas de radio"? ¿Dónde estaban, cuáles eran ellas, ¿cuáles eran sus características?, ¿cuántas existían ahí afuera?, ¿cómo funcionaban y cuál era su significado en el universo? De importancia paralela era el rompecabezas de cómo idear las nuevas clases de radiotelescopio que aclararían estas preguntas astronómicas.

Avances

La radioastronomía ha llevado a un importante incremento en el conocimiento astronómico, particularmente con el descubrimiento de muchas clases de nuevos objetos, incluyendo los púlsars, quásars y las galaxias activas. Esto es debido a que la radioastronomía nos permite ver cosas que no son posibles de detectar en las astronomía óptica. Tales objetos representas algunos de los procesos físicos más extremos y energéticos en el universo.

La radioastronomía es también, en parte responsable por la idea de que la materia oscura es una importante componente de nuestro universo; las mediciones de radio de la rotación de las galaxias sugiere que hay muchas más masa en las galaxias que la que ha sido observada directamente. La radiación de fondo de microondas (CMB) fue detectada por primera vez utilizando radiotelescopios. Los radiotelescopios también han sido utilizados para investigar objetos mucho más cercanos a la tierra, incluyendo observaciones del Sol, la actividad solar y mapeos por radar del los planetas del Sistema Solar.

Los radiotelescopios pueden ser ahora encontrados por todo el mundo. Radiotelescopios muy distanciados unos de otros, son utilizados frecuentemente en combinación utilizando una técnica llamada interferometría para obtener observaciones de alta resolución que no pueden ser obtenidas utilizando un solo receptor. Inicialmente radiotelescopios distanciados por unos pocos kilómetros eran combinados usando interferometría, pero a partir de 1970, radiotelescopios alrededor de todo el mundo (incluso orbitando la tierra) son combinados para realizar mapeos interferómetros de gran tamaño (Very Long Baseline Interferometry (VLBI)).

Mapa de anisotropías de la radiación de fondo de microondas CMB obtenida por el satélite WMAP.

Radio interferometría

La dificultad de adquirir altas resoluciones con simples radiotelescopios llevaron a la radiointerferometría, desarrollada por los radioastrónomos británico Martin Ryle, al ingeniero, y radiofísico australiano Joseph Lade Pawsey y a Ruby Payne-Scott en 1946. Sorprendentemente, este primer uso de la radiointerferometría para observaciones astronómicas fue llevado a cabo por Payne-Scott, Pawsey y Lindsay McCready el 26 de enero de 1946 usando la radioantena SINGLE convertida en antena radar (arreglo de emisor) a 200 MHz, cerca de Sydney, Australia. Este grupo usó el principio de la interferometría con base al mar en donde su antena (formalmente un radar WWII) observando el sol al amanecer con interferencia, alcanzada por la radiación directa solar y la reflejada desde el mar. Con estas referencias de al menos ondas de 200 m, los autores determinaron que la radiación solar durante la fase de día, siendo mucho más pequeña que el disco solar. Y ese grupo australiano comenzó a trabajar con los principios de la apertura sintética en sus artículos de mediados de 1946 y publicados en 1947. Ese uso del interferómetro de mar fue exitosamente demostrado por numerosos grupos en Australia y en el RU durante la segunda guerra mundial, quienes observaron refracciones interferométricas (la radiación directa de retornos de radar y la señal reflejada del mar) desde aeronaves.

El grupo de Cambridge de Ryle y Vonberg observaron el sol en 175 MHz a mediados de julio de 1946 con un interferómetro Michelson consistente de dos radioantenas con espaciados desde decebas de metros a 240 metros. Todos mostraron que la radiorradiación era más pequeña que "10 arc min" en tamaño y detectaron una polarización circular del Tipo I bursts. Otros grupos habían detectado también polarización circular al mismo tiempo: David Martyn en Australia y Edward Appleton con J. Stanley Hey en RU.

Un moderno radiointerferómetro consiste en radiotelescopios ampliamente separados que observan el mismo objeto y se conectan juntos usando cable coaxial, guía de ondas, fibra óptica, u otro tipo de línea de transmisión. Eso no solo incrementó las recolecciones totales de señales, sino pudo también usarse en el proceso llamado apertura sintética que vastamente incrementó la resolución. Esta técnica trabaja superponiendo las (interferencias) de las señales de ondas de los diferentes telescopios en un principio donde las ondas se hacen coincidir con las mismas fases que añadirán unas a otras mientras dos ondas que tiene fases opuestas se cancelarán entre sí. Así se crea un telescopio combinado que tiene el tamaño de las antenas más apartadas en el arreglo. Para producir una imagen de alta calidad, se requiere un gran número de diferentes separaciones entre diferentes telescopios (separaciones proyectadas entre cualesquieras dos telescopios se llaman línea de base) - y con muchas diferentes líneas de base, como sea posible, se requiere para buenas calidades de imágenes. Por ejemplo el Very Large Array tiene 27 telescopios que dan 351 líneas de base independientes.

Arriba, imagen óptica de la peculiar galaxia M87, al medio: radioimagen de la misma galaxia usando interferometría (Very Large Array-VLA); abajo: imagen de la sección central (VLBA) usando un Very Long Baseline Array (Global VLBI) consistente en antenas conjugadas en EE.UU., Alemania, Italia, Finlandia, Suecia, España. La eyección de partículas estaría potenciada por un agujero negro en el centro de la galaxia.

Interferometría de mucha longitud de líneas de base

A comienzos de los 1970s, se producen mejoras en la estabilidad de los receptores de radiotelescopios permite telescopios en todo el mundo (y aún en órbita terrestre) combinando los Very Long Baseline Interferometry. En vez de conexiones físicas en las antenas, los datos recibidos en cada antena es apareada coninformación del tiempo, usando unreloj atómico local, y almacenando para posteriores análisis en cinta magnética o en disco duro. En los últimos años, los datos se correlacionan con datos de otras antenas similarmente registrados, para producir imágenes. Usando este método es posible sintetizar una antena que tiene efectivamente el tamaño de la Tierra. Las largas distancias entre los telescopios permiten resoluciones de mucha amplitud angular, más grandes que en otros campos de la astronomía. A altísimas frecuencias, es posible que los rayos sintetizados tienen menos de 1 miliarco segundo.

Los arreglos preeminentes VLBI que operan hoy son los Very Long Baseline Array (con telescopios en Norteamérica) y la Red europea VLBI (telescopios en Europa, China, Sudáfrica, Puerto Rico). Cada arreglo usualmente opera separadamente, y ocasionales proyectos se unen produciendo incrementos en la sensibilidad, y se referencia como "Global VLBI". Hay también una red VLBI: eL "Long Baseline Array", operando en Australia.

Luego de su acopio, los datos registrados en hard media han sido el único modo de desarrollar esos datos de cada telescopio para posteriores correlaciones. Sin embargo, la disponibilidad hoy mundialmente, de redes de fibra ópticas de banda muy ancha hace posible hacer VLBI en tiempo real. Esa técnica (referida como e-VLBI) fue primero usada por EVN (acrónimo en inglés Red Europea VLBI) que actualmente está incrementando el número de científicos en proyectos e-VLBI por año.

CARLOSA.CHACON A.

CI 18762874

EES

SECC. 2

Uso de la radiofrecuencia en la columna

La cirugía de mínima invasión, en este caso cirugía endoscópica con asistencia de láser y radiofrecuencia, es un procedimiento alternativo

Padecimientos como hernias de disco lumbares y degeneración discal se pueden tratar con endoscopía.

Les comentaré que ya tengo alrededor de 10 años de experiencia en la cirugía de columna mediante procedimientos endoscopicos, asociados al uso de radiofrecuencia y de láser.

Mi experiencia mayor es basada en hernias de disco lumbares y degeneración discal, patologías a donde hemos creado nuestra mayor experiencia. hemos tratado además, resección de tumores vertebrales, procesos infecciosos, inflamatorios, parasitarios etc.

He aprendido, con base en la experiencia, que es uso de radiofrecuencia, tiene excelentes resultados en la patología intradiscal, sobre el dolor discógeno principalmente, pero además es muy importante su utilidad en la raíz nerviosa, donde existe en gran cantidad de casos de procesos periradiculares (alrededor de la raiz), con tejido de granulacion e inflamatorio, que causan dolor incluso igual o mayor que el mismo disco, asi las cosas, cuando no he tratado esta parte de la raíz, los resultados no han sido de todo satisfactorios.

Además que en todos estos procedimientos considero es indispensable el uso de endoscopio (videoendoscopia), para tener visualización directa de la raíz, el saco dural, el tejido periradicular, el disco intervertebal así como el foramen y resto de estructuras óseas.

Así, concluyo, que el procedimiento ideal para el tratamiento de la hernia discal y el dolor discogénico (o sea el producido por la degeneración discal e irritacion de terminales nerviosas intradiscales)) deberá tener los siguientes pasos: discografía provocativa (inyectar al disco una sustancia llamada ingigo carmín, dentro del disco, para aumentar la presión y reproducir el dolor del paciente) esto nos dará mayor seguridad de que estamos en el lugar de dolor indicado (aunque existen algunas tendencias a desechar este procedimiento por algunos grupos, actualmente, lo cual podría ser por falta de información o de la instrumentación necesaria), posterior con uso de endoscopio (aparato que se introduce en el orificio de 1-2 cms. y se opera por ahí), efectuar discoidectomia (retirar la hernia de disco o sea la que causa el dolor) mas anuloplastia (reconstruir el anillo fibroso , que es lo que mantiene al disco en su lugar y participa en forma importante en la estabilización de la columna, así como eliminar las terminales nerviosas intradiscales, causantes del dolor) siempre asistidos con uso de radiofrecuencia y láser.

Procedimiento

Siempre deberán manejarse todos los equipos con sistemas de succión-irrigación para que los detritus o el material que se produce al usar la radiofrecuencia o láser pueda ser retirado del área, ya que de otra manera al dejarse ahí, produciría reacción local a mediano plazo.

El procedimiento obviamente, debe siempre efectuarse con asistencia fluoroscópica (rayos X), para identificar nivel y estructuras óseas en general, así como por el equipo quirurgico entrenado para este tipo de procedimientos, que son relativamente sencillos, pero se puede tener algun tipo de complicaciones, que deberá solucionar al momento, teniendo todas las herramientas referidas a la mano, asi como la experiencia para la resolución de las mismas.

En relación a las complicaciones, hemos tenido dos procesos infecciosos, y radiculitis en aprox. 10 por ciento de nuestros pacientes, situaciones que se resolvieron con tratamiento médico., asimismo hemos tenido que recurrir a cirugía abierta en aproximadamente pacientes al no resolver su patología vía endoscópica.

Por último, resaltar que la cirugía de mínima invasión, en este caso cirugía endoscópica con asistencia de láser y radiofrecuencia, es un procedimiento alternativo en la cirugía de columna, con indicaciones precisas ya comentadas, y el entrenamiento previo, la curva de aprendizaje para el cirujano , es más lenta que la cirugía abierta, así como se deberá contar con toda la tecnología adecuada para estos procedimientos.

Morales R. Karelis

CI 18089995

CAF

Radiofrecuencia Terapia De Última Generación

Adentrándonos en la modalidad terapéutica debemos decir que se trata "básicamente" de una Termoterapia Localizada, de acción semiprofunda. 

Su medio o agente físico, es decir, la energía que ocasionará esa termoterapia, es la conocida como Radio-Frecuencia. 

Este aumento de temperatura, por lógica ocasiona modificaciones en la zona expuesta, como ser el incremento de la circulación sanguínea, el aumento de la actividad metabólica, la vasodilatación, y por ende, la oxigenación de los tejidos cutáneos. 

Estas modificaciones, a su vez ocasionan efectos como la aceleración de los procesos reparativos de los tejidos subyacentes, al tiempo que se revitaliza el tejido cutáneo, mejorando su oxigenación, su apariencia, su luminosidad, su tonicidad y su textura. 

Por tales motivos, en el campo estético su uso está indicado en el tratamiento de envejecimiento cutáneo, arrugas, estrías, celulitis, flaccidez cutánea y alopecias. 

También su uso es considerado valioso en la limpieza cutánea, ya que favorece el proceso de ablandamiento de la capa lípida. 

Sus efectos, son conocidos en algunos ámbitos como "Lifting no quirúrgico" o "Lifting no invasivo", debido al notable cambio en la apariencia que se puede observar, ya desde la 1ª sesión. 

Entonces la pregunta sería.....se trata de un equipo para uso facial o corporal?..... 

La respuesta correcta a esta pregunta, es que puede ser destinado a ambos usos, tanto corporal como facial, aunque por razones de focalización en la aplicación, podemos decir que preponderantemente estamos ante un equipo de uso mayoritariamente facial. 

Porque decimos esto?....porque si bien su uso es aconsejable en casi cualquier zona del cuerpo, su alta localización en cuanto a resultados, nos haría comercialmente inviable su uso generalizado, ya que deberíamos disponer de muchísimo tiempo para trabajar una amplia zona corporal. 

En estos casos, se sugiere una aplicación de 3 a 5 minutos por cada zona, teniendo en cuenta que "cada zona" se encuentra en un radio de 10 cm2. 

La intensidad debe ser la mas alta posible, sin llegar a ocasionar molestias al paciente, ya que por otro lado, es conveniente mencionar que los tratamientos con esta técnica, resultan altamente placenteros para el paciente, porque por un lado existe el contacto permanente con el profesional, cosa que ellos valoran especialmente, y aparte de esto, su calor agradable les brinda una notoria relajación. 

Debemos observar que si bien el objetivo de su trabajo no se centraliza en la tonificación del tejido muscular, tiene importantes efectos relajantes, descontracturantes, y una rápida acción desinflamatoria en procesos crónicos, y también en agudos, aunque en este caso, después de las primeras 48hs. 

Por supuesto, si queremos optimizar el trabajo y obtener resultados aún mejores, podemos combinar el tratamiento con algún gel con propiedades específicas, ya sea reafirmante, relajante, anticelulítico, etc. ya que por efecto de la vasodilatación, se favorece la penetración del mismo. 

Morales R. Karelis

CI 18089995

CAF