Salvad@s por la fibra (I)

La fibra óptica es un cable que guía la información a través de la luz y está cada vez más presente en muchos de nuestros hogares para servicios de telecomunicación. De hecho, actualmente es la forma de transmisión de información más rápida y efectiva que existe, y es por esto que tenemos kilómetros de ella rodeando el planeta bajo nuestros mares y océanos. En esta web podéis ver, diariamente, los diferentes cables que se están distribuyendo a día de hoy entre los continentes, para mejorar la velocidad de transmisión de los datos en todo el globo.

Según esto, aparentemente, este cable “sólo” sirve para navegar por internet a alta velocidad y ver series de televisión o partidos de fútbol. Lo que quizá no pocos imaginamos es que la fibra óptica también puede servirnos para vestir, para decorar nuestras casas y, lo que es más importante: para curarnos.

De hecho, son varias las aplicaciones médicas que, a día de hoy, usan este cable para hacer terapia o diagnosticar pacientes. Un ejemplo de ello es la iluminación de los endoscopios que nos introducen cuando quieren observar el interior de nuestro tubo digestivo o respiratorio. También podemos encontrar fibra óptica guiando luz en aplicaciones estéticas, como en las máquinas que eliminan tatuajes, o en aplicaciones terapéuticas, bien a la hora de eliminar varices internas (técnica de endoláser) o bien a la hora de tratar incrementos anómalos, pero benignos, en la próstata de hombres con cierta edad.

Las técnicas anteriormente mencionadas se basan en lanzar chorros de luz más o menos potentes a través de la fibra óptica. Pero, ¿cómo se propaga la luz dentro de ella?

A diferencia de los cables de cobre, la fibra está hecha de vidrio. Su grosor habitual es de 125 micrómetros, equivalente a un pelo del cuero cabelludo, lo que la hace bastante flexible. Se compone de dos partes principales (ver Figura 1): el núcleo y la cubierta, que podrían ser equivalentes al vivo y al neutro de un cable coaxial de televisión. La cubierta presenta un índice de refracción (n), una especie de “resistencia al paso de la luz”, ligeramente inferior al del núcleo. Esto permite el confinamiento de la luz en el interior del núcleo mediante el fenómeno de reflexión total interna (RTI). Este fenómeno es el mismo que ocurre cuando lanzamos luz láser a un chorro de agua que sale de una botella, tal y como ocurre en el vídeo que os muestro en este enlace.

La teoría, conocida como “Ley de Snell”, asume que no se pierde nada de luz en este fenómeno de RTI. Sin embargo, esto sería cierto si los materiales fueran ideales. Al no serlo, hay siempre una mínima pérdida en estas reflexiones, con lo que siempre hay una mínima cantidad de energía que se acopla y propaga en esa frontera entre el núcleo y la cubierta. Es lo que se denominaremos “luz evanescente” (ver Figura 1).

Afortunadamente, la existencia de esta luz evanescente permite que podamos usar la fibra óptica como sensor y, más concretamente, como biosensor. Es decir, un aparato que podría diagnosticarnos si tenemos alguna enfermedad o si la podemos padecer en algún momento de nuestra vida.

Sin embargo, y dado que estamos de vacaciones, mejor dejamos el tema de las enfermedades para más adelante y vamos a disfrutar del verano.

Lo que está claro es que la fibra óptica, que nos gusta tanto estudiarla en el grado y en el máster en Ingeniería de Telecomunicación de la UPNA, puede servirnos tanto para mantenernos al día de lo que pasa en el mundo, como para mejorar nuestra calidad de vida y nuestra salud.

¡Que paséis felices vacaciones!

Esta entrada ha sido elaborada por Abián Bentor Socorro Leránoz, investigador del Instituto de Smart Cities (ISC) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) y profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación.

¿Por qué parece tan grande la plaza del Ayuntamiento de Pamplona?

Todo visitante de Pamplona fuera de las fiestas de San Fermín suele hacer el mismo comentario: “¡Qué pequeña es la plaza del Ayuntamiento!”. Entonces, ¿por qué parece tan grande cuando la vemos por la tele el día del Chupinazo?

Se trata de un “truco” de la percepción. Cuando recibimos información del mundo a través de nuestros sentidos, no nos comportamos como una cámara de vídeo que se limita a registrar lo que ocurre. Las personas construimos la percepción y, en ese proceso de construcción, incorporamos multitud de informaciones diferentes. En general, somos mucho mejores apreciando diferencias que valores absolutos. Millones de años de evolución han ido seleccionando la capacidad de decidir qué fruta está más madura, qué animal es más grande o qué planta es más alta, mientras que no importaba el valor preciso de esa altura, peso o color.

En la percepción del tamaño de un objeto, nos vemos influidos por el contexto. Un ejemplo clásico es la ilusión de Ebbinghaus Titchener, descrita a finales del siglo XIX.

En ella, un círculo del mismo tamaño objetivo lo percibimos mayor cuando está rodeado de círculos pequeños que cuando lo está de otras mucho mayores.

En este vídeo de la serie “Ciencia en el bar”, protagonizado por Javier Armentia Fructuoso, astrofísico y director del Planetario de Pamplona, y Joaquín Sevilla Moróder, profesor, investigador y responsable de Divulgación del Conocimiento de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), se pretende mostrar este efecto en el caso de la plaza que acoge el Chupinazo que da comienzo a los Sanfermines.

En él, los dos divulgadores explican que dicha sensación es un fenómeno que se debe a la percepción integrada o global que el ser humano tiene de los espacios y de los elementos contenidos en ellos. En el caso de la Plaza del Ayuntamiento de Pamplona, tenemos una especie de ilusión de Ebbinghaus al revés: en vez de ser el continente el que condiciona la percepción del contenido, es lo que hay dentro (una muchedumbre) lo que influye en la percepción del recinto, que lo presuponemos mucho más grande para alojar a tanta gente. Y es que los “trucos” de la percepción no sólo ocurren en situaciones de laboratorio diseñadas para engañar; ocurren en la vida cotidiana.

 

Esta entrada ha sido editada por Joaquín Sevilla Moróder,  responsable de Divulgación del Conocimiento de la Universidad Pública de Navarra (UPNA)