Ciencia de los Materiales

Fibra óptica

1.  Breve historia del material:

Todo empezó con los antiguos griegos, que usaban espejos para transmitir informacion usando luz solar. En 1792, Claude Chappe diseño un sistema de telegrafía óptica que conseguía transmitir un mensaje en tan solo 16 minutos distribuyendo códigos, torres y espejos a lo largo de los 200 km que separan Lille de Paris. Uno de los primeros usos de la fibra óptica fue utilizar un haz de fibras para la transmisión de imágenes, que se usó en el endoscopio. Usando la fibra óptica, se alcanzó un endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por la Universidad de Míchigan en 1956. Kao, en su tesis doctoral de 1956, estimó que las máximas pérdidas que debería tener la fibra óptica, para que resultara práctica en enlaces de comunicaciones, eran de 20 decibelios por kilómetro. En 1970, los investigadores Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz, además de Frank Zimar que trabajaban para Corning Glass, fabricaron la primera fibra óptica aplicando impurezas de titanio en sílice, con cientos de metros de largo con la claridad cristalina que Kao y Hockman habían postulado, aunque las pérdidas eran de 17 dB/km.​Durante esta década, las técnicas de creación se mejoraron, consiguiendo pérdidas de tan solo 0,5 dB/km. En 1980, las mejores fibras eran tan transparentes que una señal podía atravesar 240 kilómetros de fibra anterior a debilitarse hasta ser indetectable. El primer enlace transoceánico con fibra óptica fue el TAT-8 que empezó a operar en 1988, usando un cristal tan transparente que los amplificadores para regenerar las señales débiles se podían colocar a distancias de más de 64 kilómetros. Actualmente, debido a sus mínimas pérdidas de señal y a sus óptimas propiedades de ancho de banda, además de peso y tamaño reducidos la fibra óptica puede ser usada a distancias más largas que el cable de cobre.

                2.   Proceso de obtención y/o fabricación:

          Lo cierto es que la fabricación de este elemento de comunicación es un proceso bastante complicado debido a su delicadeza. La fibra óptica se construye a partir de un filamento muy largo de vidrio. Este filamento, además, es muy fino, también flexible y se cubre por medio de una carcasa de plástico.
 
La cadena de fabricación de esta alta tecnología está basada en el desarrollo de tubos de vidrio llamados preformas. Estas preformas se van fundiendo y estirando hasta que se obtiene un filamento alargado. De las preformas se llegan a sacar kilómetros de fibra con un grosor de 125 micras (0,125 mm). Al mismo tiempo, se fabrica la capa protectora encargada de proteger este filamento.

      3. Aplicaciones actuales:

          Estas son las principales aplicaciones de la fibra óptica:
1. Sensores: las fibras ópticas se utilizan como sensores para medir la temperatura, la presión, la tensión, así como otros parámetros. Estos sensores se usan básicamente para la industria del petróleo.
2. Hormigón traslúcido: se trata de un material inventado por el arquitecto húngaro Ron Losonczi que ofrece la resistencia propia del hormigón pero, además, deja pasar la luz.
3. Iluminación: este sistema se usa de forma ecológica para recoger la luz natural de la azotea de los edificios y trasmitirla a cualquier lugar del inmueble. Además, se puede cambiar el color de la iluminación sin necesidad de cambiar la lámpara.
4. Telecomunicaciones: Internet es el principal beneficiario de este sistema de comunicación de alta tecnología.
5. Medicina moderna: las fibras ópticas también se utilizan para la fabricación de endoscopios muy útiles en la cirugía moderna.
6. Decoración: son muchos los elementos decorativos que incluyen esta tecnología en su desarrollo. No hay más que pararse a ver la decoración navideña moderna. 

                4. Perspectivas futuras: 
          Como perspectiva futura relacionada con el mercado de la fibra óptica, esta va a ser incluso mas usada que antes. La fibra óptica es usada para muchas cosas como he mencionado en el punto anterior, y el aumento que supondrá la fibra óptica sera grande ya que todo en lo que se suele utilizar esta fibra esta aumentando su fabricación progresivamente.

                5. Zonas de producción:

          Algunas de las principales empresas que se encargan de la producción de la fibra óptica son:

    - Furukawa: empresa fundada en Japón alrededor de 130 años.

    - Prysmian: empresa fundada en Brasil en 1929.

    - Sumitomo: empresa fundada en 1989. Abrió en Sorocaba en 2013 y es considerada la empresa con mas producción de fibra óptica en el mundo.

    - ZTT: empresa de las mas recientes fundada en China en 2013.

                6. Impacto ambiental: 

          La fibra óptica tiene un impacto ambiental más bueno que malo, ya que el uso de fibra óptica ayuda a reducir el uso de energía, cosa que con los cables de metal, es una perdida importante. La fibra óptica tiene una transmisión de alta velocidad a tan solo 1W cada 100 m comparándolo con los 3,5W cada 100m anteriores usando cobre. También tienen la capacidad de transmitir 2,5 millones de llamadas telefónicas y la red de internet envía señales claras sin interrupciones cosa que los cables de metal no podían. Y otro de los buenos factores es que emiten también muchos menos gases contaminantes al aire, ya que apenas emite 7g de CO2 al aire, un factor muy importante.

                7. Normativa ISO/UNE/AENOR:

          Las normativas a día de hoy de la fibra óptica son:

    - EIA 568: especifica un sistema de cableado de telecomunicaciones genérico para edificios comerciales que soportará un ambiente multiproducto y multifrabricante. Estas normas son un estándar a la hora de hacer las conexiones.

    - ISO 11801: especifica sistemas de cableado para telecomunicación de multipropósito cableado estructurado que es utilizable para un amplio rango de aplicaciones.

    - CEN 50173: especifica sistemas de cableado para telecomunicación de multipropósito cableado estructurado que es utilizable para un amplio rango de aplicaciones