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.