Electrónica y telefonía

       Electrónica:

       Se inicia con los trabajos de varios destacados físicos, tales como Coulomb, Ampère, Gauss, Faraday, Henry y Maxwell. Estos trabajos quedaron recogidos, en 1865, en el marco formal de la teoría del electromagnetismo, formulada por Maxwell (deducida de las ecuaciones que llevan su nombre); teoría que, sin embargo, debió esperar hasta 1888 para su demostración.

La mencionada demostración la realizó Hertz con la generación, en el laboratorio, de ondas electromagnéticas. Más tarde, en 1896, Marconi logró transmitir y detectar estas ondas (llamadas hertzianas) y abrió el camino a posteriores avances tan importantes como la televisión y las telecomunicaciones.

       El nacimiento de la electrónica, como rama de la ciencia, puede situarse en 1895, año en el que Lorentz postuló la existencia de partículas cargadas llamadas electrones, lo cual fue demostrado, experimentalmente, por Thomson dos años más tarde.

       Braun, en 1897, hizo pública su invención del primer tubo electrónico, rudimentario antecesor de los tubos de rayos catódicos que forman parte de los televisores.

       La electrónica no asumió las connotaciones tecnológicas que la caracterizan hasta los inicios del siglo XX, con la invención de los primeros componentes y, en particular en 1904, con la creación de la válvula termoiónica o diodo, por parte del físico británico John Ambrose Fleming.

       El diodo está compuesto esencialmente por dos electrodos metálicos contenidos en un tubo vacío, uno de los cuales (el cátodo) es calentado por un filamento. Debido a este calentamiento, el cátodo emite electrones (efecto termoiónico), que son acelerados hacia el otro electrodo (el ánodo) cuando este último se mantiene positivo respecto al cátodo. De tal forma que, intercalado en un circuito, el diodo muestra la importante propiedad de conducir corriente únicamente cuando la tensión que se le aplica tiene un determinado sentido. De esta manera, permite la rectificación de una corriente alterna.

       La corriente que se obtiene conectando un electrodoméstico a una de las tomas que hay en las paredes de las casas (corriente de red), tiene la característica de invertir continuamente el sentido con que circula por un circuito, y por tanto se llama corriente alterna (la corriente de red es alterna debido a la técnica de su producción, lo cual no compete a la electrónica. De todas maneras, en muchos casos, es necesario disponer de una corriente continua; es decir, que nunca invierta su sentido de circulación. Para esto se emplean unos determinados dispositivos que rectifican la corriente, transformándola de alterna a continua.

       En 1905, el físico estadounidense Lee De Forest, perfeccionando el invento de Fleming, creó el triodo. El aporte de Forest consistió en la introducción de un tercer elemento (la rejilla), cerca del cátodo. La proximidad entre el cátodo y la rejilla hace que, si a esta última se le aplica una pequeña tensión, influya sustancialmente sobre el flujo de electrones en el interior del tubo. Por tanto, el triodo actúa como amplificador (el nombre de audión, que originalmente dio De Forest a su invento, traduce el intento de aplicar esta característica a las señales de sonido).

       El invento de los dispositivos mencionados proporcionó la base tecnológica para el rápido desarrollo de las radiocomunicaciones. Para 1912 en los Estados Unidos se constituyó una asociación de radiotécnicos. Allí mismo también se construyó, en 1920, la primera emisora de radio comercial.

       En las décadas de 1920 y 1930 se introdujeron mejoras a los tubos electrónicos originarios (que culminaron con la introducción del pentodo), aumentando su flexibilidad y su campo de aplicaciones. Entre otras cosas, se hizo posible la invención de la televisión (1930) y de la radio de modulación de frecuencia (1933).

Los tubos de vacío dieron paso a una importante aplicación, como fue la realización de los primeros calculadores electrónicos en los años siguientes de la Segunda Guerra Mundial. Mientras tanto, físicos como Block, Schottky, Sommerfeld, Winger y otros realizaban excelentes progresos en el estudio de una importante clase de sustancias sólidas: los semiconductores.

       En 1945 se creó un grupo de trabajo, compuesto por físicos teóricos y experimentales, un químico y un ingeniero electrónico, en los Bell Telephone Laboratories, para encontrar una alternativa al empleo de los tubos electrónicos en las telecomunicaciones. Ciertamente los tubos presentan inconvenientes, entre los cuales se cuenta una escasa fiabilidad debida a sus elevadas temperaturas de funcionamiento. En 1947 los físicos John Bardeen, Walter Brattain y William Schockley obtuvieron un efecto de amplificación en un dispositivo compuesto por dos sondas de oro prensadas sobre un cristal de germanio (un semiconductor): nacía así el transistor, que actualmente es el elemento fundamental de todo dispositivo electrónico (en 1965 estos físicos recibieron el Premio Nóbel).

       Más tarde, el primer ejemplar fue perfeccionado por Schockley con la introducción del transistor de unión, totalmente de material semiconductor, gracias a los progresos efectuados por los laboratorios Bell en la obtención de materiales de base (germanio y silicio) con un elevado grado de pureza.

       La comercialización del transistor en 1951 sentó las bases para el desarrollo cualitativo y cuantitativo de la tecnología electrónica en la segunda mitad del siglo. El transistor proporcionó las mismas funcionalidades del triodo, siendo más pequeño, eficiente, fiable, económico y duradero. Esto permitió la existencia de una gama de aplicaciones antes impensables y la reducción de costos y del tamaño de los dispositivos electrónicos de uso común (radio, televisión, etc.), abriéndose así el camino hacia el fenómeno de la electrónica de consumo.

       La aparición del transistor también proporcionó un gran impulso al desarrollo de los ordenadores. En 1959 la IBM presentó el primer ordenador (el 7090) de estado sólido, es decir, con transistores.

       En la actualidad, los componentes con semiconductor como el transistor, han sustituido casi por completo a los tubos de vacío. Estos últimos únicamente se emplean en algunas aplicaciones particulares, en las que hacen parte microondas, o con tensiones de funcionamiento muy altas.

       Una tercera parte de la evolución de la electrónica se abrió a finales de los años cincuenta con la introducción del circuito integrado por parte de Kilby, de la Texas Instrument, y de Noyce y Moore, de la Fairchild Semiconductor Company. La idea fue incluir un circuito completo en una sola pastilla de semiconductor: el Chip, y hacer de las conexiones entre los dispositivos parte integrante de su proceso de producción, reduciendo así las dimensiones, peso y el costo con relación al número de elementos activos.

       El desarrollo de la microelectrónica, como se denomina la electrónica de los circuitos integrados es impresionante. A partir de su comercialización (1961), el número máximo de componentes integrados en un chip se duplicó cada año desde los 100 iniciales. En la segunda mitad de los años setenta, al introducirse la integración a gran escala (VLSI) y superar los 10.000 componentes, se ingresó en la época actual, en la que es normal encontrar varios millones de componentes integrados en un chip muy pequeño, por ejemplo en los microprocesadores de los ordenadores personales.

      

       Telefonía:

       El término teléfono se refiere al Conjunto de aparatos e hilos conductores con los cuales es posible transmitir a distancia la palabra y toda clase de sonidos, por la acción de la electricidad. En la actualidad, los avances en el campo de la telefonía permiten establecer conexiones con determinados dispositivos capaces de cifrar y traducir otro tipo de mensajes complejos, utilizando las líneas telefónicas.

       La aplicación de la electricidad al ámbito de las comunicaciones —los primeros experimentos en este sentido se remontan a la etapa final del siglo XVIII— supuso un avance decisivo. Si el telégrafo había logrado asociar impulsos eléctricos y letras, sistema que, tras un adecuado procedimiento de descodificación, permitía la transmisión de mensajes a larga distancia, el siguiente paso vendría con la unión de la señal eléctrica y la voz humana. No obstante, en el caso del teléfono, se hacía necesario un elemento intermedio que tradujera ondas sonoras en señales eléctricas y viceversa, un segundo dispositivo capaz de convertir la señal eléctrica en onda de sonido.

       En un sistema telefónico, la transmisión se basa en el paso, a través de un circuito, de un flujo de corriente cuyas variaciones de intensidad vienen marcadas por las propias variaciones de resistencia de dicho circuito. El aparato encargado de modificar la resistencia de este, y por tanto, la intensidad de la corriente, es el micrófono.

       El micrófono lleva incorporado un dispositivo de forma cilíndrica, con pequeños granos de carbón —el carbón altera su grado de conductividad de la electricidad en función del factor presión—.

       En uno de sus extremos, el micrófono presenta una pequeña membrana móvil que, como si de un tímpano se tratara, varía su presión sobre los granos de carbón, por efecto de las ondas sonoras. La variación de las ondas sonoras genera variaciones de presión en la membrana, de las que se derivan, a su vez, variaciones de intensidad en la corriente que atraviesa el circuito. La intensidad cambia, por tanto, al tiempo que lo hacen las ondas sonoras.

       En el funcionamiento del teléfono entra en juego, asimismo, el principio del electroimán —recordemos que se trata de un núcleo de hierro dulce al que el paso de una corriente eléctrica confiere propiedades magnéticas—.

       La disposición de una lámina metálica vibrante junto al electroimán del circuito emisor —donde, según se ha indicado, la intensidad de la corriente eléctrica viene determinada por las variaciones de las ondas sonoras en el micrófono—, permite que aquélla se mueva libremente, en función de la corriente y, por tanto, de las ondas sonoras responsables de dicha alteración. La laminilla metálica actúa como cuerpo vibrante emisor de sonido, el mismo que registra el micrófono.

       En la central telefónica existe un generador encargado de suministrar la corriente eléctrica de baja tensión que llega al micrófono, conectado en serie dentro de la línea.

Por su parte, el receptor está conectado en circuito local; la corriente procede del transformador que alimenta la propia línea telefónica. Al unir dos aparatos a través de la central queda constituido un circuito de línea, donde aparecen los dos micrófonos intercalados, no así los receptores, que se activan a partir de las variaciones creadas por aquéllos. La primera conexión telefónica pública se verificó en Estados Unidos en 1878, gracias a la instalación de una centralita de funcionamiento manual, que hacía posible la distribución de las llamadas entre los usuarios de la red.

       En un principio, la interconexión de teléfonos se realizaba exclusivamente recurriendo al tendido de cables; hoy, este sistema se mantiene a nivel local. Sin embargo, para las comunicaciones a larga distancia se emplean actualmente la radio o satélites artificiales.

       En el caso de los cables, la experimentación con nuevas tecnologías está destinada a sustituir los tradicionales hilos eléctricos por otros de fibra óptica; en ellos, la señal no es consecuencia de la corriente eléctrica, sino que se genera a partir de una onda luminosa, lo que se traduce en el incremento de la rapidez y la calidad de la transmisión de impulsos. Estas ventajas en cuanto a velocidad y calidad se complementan gracias al desarrollo de dispositivos digitales, que funcionan a partir de señales que se generan y se representan mediante secuencias de ceros y unos. La transformación de cualquier señal en una serie de ceros y unos amplía notablemente las posibilidades de la transmisión a través de redes telefónicas; únicamente es preciso que existan aparatos específicos destinados a codificar y descodificar la información inicial y final.

       En las comunicaciones a larga distancia, la señal eléctrica se transforma en la central de conmutación en ondas de radio ultracortas, que pueden ser enviadas y recogidas por antenas parabólicas para su nueva codificación en señales eléctricas, éstas ya destinadas al aparato receptor. Las señales viajan, como la luz, en línea recta.

       La principal evolución que en los últimos tiempos ha experimentado el campo de la telefonía se relaciona estrechamente con la creación de aparatos autónomos, provistos de baterías que pueden emitir señales electromagnéticas, no eléctricas. Popularmente, se conocen como teléfonos móviles, portátiles o celulares.

       Para hacer frente a la espectacular proliferación de teléfonos móviles producida en los últimos tiempos se ha puesto en marcha una compleja red de antenas retransmisoras, lógicamente ubicadas en lugares altos. La mejora del proceso de captación y reenvío de las señales electromagnéticas marca, sin duda, el  camino de futuros avances. En este sentido, la colocación de las antenas en satélites artificiales en órbita alrededor de la Tierra ofrece múltiples posibilidades.

       iPad

       El Ipad es un dispositivo electrónico, tipo tablet, esto quiere decir que asume la modalidad de computadora portátil a través de la cual se puede interactuar por medio de una pantalla táctil o multi táctil, permitiéndole con esto al usuario maniobrar la misma con una pluma stylus o con los dedos; este dispositivo ha sido recientemente desarrollado por la empresa Apple Inc.

Ubicado en una categoría intermedia entre el teléfono inteligente, también conocido como smart pone, y la computadora portátil, el Ipad presenta funciones muy similares a las que ya nos ofrecen otros dispositivos creados por la misma empresa, tales como el Ipod Touch o el Iphone. De todas maneras, sino no estaríamos hablando de algo nuevo y sorprendente en materia tecnológica, algo a lo que Apple ya nos tiene acostumbrados con sus productos, el Ipad, cuenta con una pantalla mucho más importante de la que presentan los otros dos y también hay una diferencia en cuanto a hardware, que resulta ser mucho más potente.

       En tanto, en cuanto a su funcionamiento, el mismo lo hace sobre una versión adaptada del sistema operativo IOS, con la interfaz de usuario rediseñada para así poder aprovechar al máximo el tamaño y la capacidad de software que presenta para leer libros electrónicos, periódicos, navegación web, correo electrónica, además de permitir el acceso a otros entretenimientos como ser: música, películas y videojuegos.

Por otro lado, la pantalla, que mencionábamos es mucho más imponente, cuenta con una retroiluminación LED, capacidad multi táctil, bluetooth, conector dock de 30 pines que permite sincronizar con el software iTunes, conexión para diferentes accesorios.

En tanto, al mercado se lanzarán dos modelos, uno que presenta conectividad a redes inalámbricas Wi-Fi y otro que presenta capacidades extras como GPS y soporte a redes 3 G.

En el caso del modelo Wi-Fi su lanzamiento fue concretado el 3 de Abril pasado en Estados Unidos, el 28 de Mayo hizo lo propio en España, el 23 de Junio en México y por estos días de septiembre ya se encuentra disponible en la República Argentina. Y el 3 G apareció por primera vez el 30 de Abril en Estados Unidos, el 28 de Mayo en España y el 23 de Junio en México.

       Skype:

       Skype es una aplicación freeware que permite hacer llamadas telefónicas por internet (VoIP). Llamar a otros usuarios del servicio es gratuito, como así también a líneas gratuitas, pero sí tienen cargos otras líneas y teléfonos celulares. Fue desarrollado por Niklas Zennström, Janus Friis y un equipo de desarrolladores en Tallinn, Estonia y lanzado en agosto de 2003.

       WhatsApp:

       El mensajero WhatsApp es válido para múltiples plataformas como mensajería instantánea aplicable solo para smartphones: iPhone, BlackBerry, Android y Symbian.. Además del normal texto, los usuarios pueden enviarse unos a otros imágenes, videos u archivos de aduio. Además está la posibilidad de mantener abiertas conversaciones múltiples.