{"id":83735,"date":"2008-05-01T00:00:00","date_gmt":"2008-05-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2008\/05\/01\/filamentos-versatiles-2\/"},"modified":"2017-08-07T17:04:03","modified_gmt":"2017-08-07T20:04:03","slug":"filamentos-versatiles-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/filamentos-versatiles-2\/","title":{"rendered":"Filamentos vers\u00e1tiles"},"content":{"rendered":"

\"\"IFGW\/Unicamp<\/span><\/a>Hace alrededor de 30 a\u00f1os, Brasil ingresaba en el en ese entonces selecto grupo de pa\u00edses que investigaban y usaban fibra \u00f3ptica, filamentos de vidrio o material polim\u00e9rico del espesor de un pelo, capaces de transmitir a alta velocidad datos en forma de luz. Una de las primeras redes construidas con dicho material fue instalada en la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), en mayo de 1977, para hacer pruebas de telecomunicaciones, un sector que pas\u00f3 por una verdadera revoluci\u00f3n con la masificaci\u00f3n del uso de la fibra \u00f3ptica en lugar de los alambres de cobre. Actualmente, tres d\u00e9cadas despu\u00e9s, la Unicamp sigue a la vanguardia de las investigaciones sobre esa tecnolog\u00eda y es sede de un laboratorio abocado al estudio y el desarrollo de fibras de cristal fot\u00f3nico, consideradas una nueva\u00a0 generaci\u00f3n de fibra \u00f3ptica que ampl\u00eda el uso de estos materiales a la biolog\u00eda y a la qu\u00edmica, en el an\u00e1lisis de gases y l\u00edquidos, por ejemplo. El a\u00f1o pasado, investigadores de ese laboratorio depositaron, junto con investigadores de otras instituciones brasile\u00f1as y extranjeras, tres patentes relativas a las fibras de cristal fot\u00f3nico, que se discutir\u00e1n en el marco del Taller Internacional Fibras \u00d3pticas Especiales y sus Aplicaciones, programado para que se realice en la ciudad de S\u00e3o Pedro, en el interior paulista, en agosto de este a\u00f1o (www.wsof2008.org<\/a>). El evento reunir\u00e1 a expertos mundiales en este tipo de fibra \u00f3ptica desarrollada en el final de los a\u00f1os 1990 por el brit\u00e1nico Philip Russell, en la Universidad de Bath, Inglaterra, uno de los principales centros de investigaci\u00f3n de ese material.<\/p>\n

La fibra de cristal fot\u00f3nico forma parte de un grupo mayor conocido como fibras \u00f3pticas especiales, porque poseen innovaciones estructurales que las diferencian de las dem\u00e1s. La principal diferencia entre la fibra de cristal fot\u00f3nico y la tradicional es que la primera posee un ordenamiento regular de agujeros de aproximadamente un micr\u00f3n de di\u00e1metro, equivalente a una millon\u00e9sima parte del metro, y que corre paralelo al eje de la fibra y por toda su longitud. La ventaja de estos microorificios consiste en permitir un r\u00edgido y extenso control del guiado de la luz, lo que hace a la fibra m\u00e1s vers\u00e1til. Esto sucede porque la microestructura puede proyectarse de diferentes formas, de manera tal de conferirle las propiedades que se desee. As\u00ed, es posible elaborar fibras para una amplia gama de aplicaciones.<\/p>\n

Adem\u00e1s de redes y equipos del sector de telecomunicaciones, las fibras de cristal fot\u00f3nico, tambi\u00e9n conocidas con la sigla PCF (de Photonic Crystal Fiber), pueden usarse en la fabricaci\u00f3n de dispositivos de l\u00e1ser, fuentes de luz o sensores \u00f3pticos ultrasensibles, capaces de monitorear un ambiente con un gas peligroso o con un l\u00edquido contaminado con bacterias, por ejemplo. “Las fibras de cristal fot\u00f3nico representan una innovaci\u00f3n de amplio espectro”, afirma el f\u00edsico Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro, docente del Instituto de F\u00edsica Gleb Wataghin (IFGW), de la Unicamp. “La libertad que tenemos para intervenir en las caracter\u00edsticas de la fibra \u00f3ptica tradicional es muy limitada, pero, cuando insertamos agujeros en su estructura, la libertad de elecci\u00f3n de sus propiedades \u00f3pticas aumenta mucho”, dice Cordeiro.<\/p>\n

Alambres guiados
\n<\/strong>Pese a ser una tecnolog\u00eda relativamente nueva, las fibras de cristal fot\u00f3nico ya han salido al mercado. La empresa pionera es la danesa Crystal Fibre, que desde el a\u00f1o 2000 comercializa diferentes tipos de fibras, como as\u00ed tambi\u00e9n equipos fabricados con ese material para el \u00e1rea de telecomunicaciones. En la Unicamp, una de las principales innovaciones desarrolladas es una fibra de cristal fot\u00f3nico con electrodos (alambres met\u00e1licos) integrados a ella, en el marco de un trabajo del maestrando Giancarlo Chesini. As\u00ed, simult\u00e1neamente al guiado de la luz, es posible aplicar voltaje a la fibra o hacer pasar una corriente el\u00e9ctrica por ella. “La luz puede modularse con la corriente el\u00e9ctrica, lo que habre nuevas perspectivas de uso del material en el \u00e1rea de sensoriamiento y de dispositivos, como por ejemplo en la fabricaci\u00f3n de moduladores \u00f3pticos usados en las redes de transmisi\u00f3n de datos”, explica Cordeiro, quien hizo su posdoctorado en el Centro de Fot\u00f3nica y Materiales Fot\u00f3nicos de la Universidad de Bath.<\/p>\n

Otra novedad del grupo, que integra el Centro de Investigaci\u00f3n en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica de Campinas (CePOF), con sede tambi\u00e9n en el IFGW-Unicamp y financiado por la FAPESP, es una fibra denominada Y. La particularidad estructural de la misma est\u00e1 en su n\u00facleo reducido, de tan s\u00f3lo un micr\u00f3n de di\u00e1metro \u2013 el n\u00facleo de las fibras tradicionales mide alrededor de 10 micrones y su di\u00e1metro total llega a 125 micrones. Asimismo, tiene tan s\u00f3lo tres orificios en su microestructura, que son bien grandes si se los compara con los de las fibras de cristal fot\u00f3nico comunes. La reducci\u00f3n del n\u00facleo torna a la fibra m\u00e1s sensible y adecuada a aplicaciones de sensoriamiento qu\u00edmico o biol\u00f3gico. Esto sucede a causa del efecto de difracci\u00f3n, que extiende la propagaci\u00f3n de la luz m\u00e1s all\u00e1 del n\u00facleo. “El fen\u00f3meno de la difracci\u00f3n es p\u00e9simo en la transmisi\u00f3n de datos en una red de telecomunicaciones, pero deseable en sensoriamiento. Los orificios de la fibra permiten que la luz entre en contacto con el material de inter\u00e9s que ha de identificarse y analizarse: un l\u00edquido o gas cualquiera”, explica el investigador de la Unicamp.<\/p>\n

\"\"eduardo cesar<\/span><\/a>La primera patente depositada en abril del a\u00f1o pasado por la Agencia de Innovaci\u00f3n de la Unicamp (Inova) se refiere a la estructura de las fibras de cristal fot\u00f3nico. “Adem\u00e1s de los agujeros alrededor del n\u00facleo, le hicimos otros en las costados, perpendiculares al eje de la fibra, para desvincular la entrada de la luz y del material. As\u00ed la luz sigue entrando por el extremo de la fibra, tal como sucede con cualquier otra, mientras que el material que ha de examinarse entra por los costados”, comenta el tambi\u00e9n f\u00edsico Christiano Jos\u00e9 Santiago de Matos, docente del Laboratorio de Comunicaci\u00f3n \u00d3ptica y Fot\u00f3nica de la Universidad Presbiteriana Mackenzie, coautor de la patente. Para funcionar como un sensor, la luz debe entrar en contacto con el material examinado. El an\u00e1lisis se hace por medio de la difracci\u00f3n de parte de la luz que viaja en el n\u00facleo hacia el revestimiento de la fibra, generando un campo evanescente, en el cual la luz procura escapar hacia fuera del n\u00facleo. Con la abertura de los orificios laterales, el material analizado, ya sea l\u00edquido o gas, entra en la fibra por ellos y entra en contacto con este campo evanescente. La solicitud de patente de dicha tecnolog\u00eda se elev\u00f3 al Instituto Nacional de la Propiedad Intelectual (INPI) a fin del a\u00f1o pasado.<\/p>\n

Un proceso similar, con el mismo objetivo de entrar al interior de la fibra por los costados, redund\u00f3 en una segunda patente, en este caso internacional, que cont\u00f3 con la alianza entre el grupo de la Unicamp y el del Centro de Tecnolog\u00eda de Fibra \u00d3ptica (OFTC) de la Universidad de Sydney, Australia, uno de los m\u00e1s avanzados en el estudio de fibras \u00f3pticas especiales. En lugar de agujeros laterales, se hizo un corte de decenas de cent\u00edmetros a lo largo de la fibra. “Esta tecnolog\u00eda tuvo un gran impacto no solamente por ser internacional, sino porque es la que est\u00e1 m\u00e1s cerca de una aplicaci\u00f3n pr\u00e1ctica en el \u00e1rea de sensoriamiento qu\u00edmico, monitoreando por ejemplo escapes qu\u00edmicos en industrias, o derrames en pozos de petr\u00f3leo”, dice Cristiano Cordeiro. Un art\u00edculo sobre esta tecnolog\u00eda sali\u00f3 publicado recientemente en Optics Express, revista online de la Optical Society of America, considerada de gran impacto en el \u00e1rea de \u00f3ptica.<\/p>\n

La tercera patente, depositada en octubre de 2007 en el INPI, una vez m\u00e1s en sociedad con la Universidad Mackenzie, es relativa a una fibra de cristal fot\u00f3nico con n\u00facleo y el revestimiento (la parte de la fibra que envuelve al n\u00facleo) ocupados con diferentes l\u00edquidos, tales como agua, etanol o metanol. “En ese trabajo usamos agua en el revestimiento y una mezcla de agua y glicerina en el n\u00facleo. Ser\u00e1 empleada principalmente en las \u00e1reas de sondeo y sensoriamiento, para realizar el an\u00e1lisis espectrosc\u00f3pico de l\u00edquidos, para medir la emisi\u00f3n o absorci\u00f3n de radiaciones electromagn\u00e9ticas de la sustancia, por ejemplo. El n\u00facleo l\u00edquido de las fibras microestructuradas puede suministrar una alta interacci\u00f3n de la luz con el material examinado, facilitando as\u00ed su an\u00e1lisis. Pero, para evitar que la onda de luz viaje a velocidades y por caminos distintos dentro del n\u00facleo l\u00edquido, un fen\u00f3meno conocido como dispersi\u00f3n modal, empleamos un segundo l\u00edquido en el revestimiento de la fibra, controlando el guiado del primero”, dice Christiano de Matos, del Mackenzie. Se cre\u00f3 as\u00ed una fibra monomodo, uno de los tipos de las fibras tradicionales, las preferidas del mercado, por permitir que la luz haga un “viaje” m\u00e1s regular, brindando una mejor se\u00f1al. El desarrollo de esta fibra exigi\u00f3 sortear varios obst\u00e1culos, tales como el llenado de espacios tan diminutos como el n\u00facleo y el revestimiento de una fibra \u00f3ptica sin mezclar ambos l\u00edquidos, por ejemplo.<\/p>\n

La fibra de n\u00facleo y de revestimiento l\u00edquidos se exhibir\u00e1 en el workshop que se realizar\u00e1 en S\u00e3o Pedro y que ya cuenta con el apoyo de sociedades internacionales tales como OSA y SPIE, adem\u00e1s de la propia FAPESP. De los 30 conferencistas invitados, 25 son de otros pa\u00edses, entre ellos el f\u00edsico ingl\u00e9s Jonathan Knight, de la Universidad de Bath, quien particip\u00f3 en el desarrollo de la primera fibra de cristal fot\u00f3nico, y la investigadora australiana Maryanne Large, de la Universidad de Sydney, responsable del desarrollo pionero de las fibras pl\u00e1sticas de cristal fot\u00f3nico.<\/p>\n

El Proyecto
\n<\/strong>Fibras de cristal fot\u00f3nico Modalidad Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid);\u00a0Coordinadores\u00a0<\/strong>Hugo Fragnito \u2013 Centro de\u00a0 Investigaci\u00f3n en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (CePOF) de la Unicamp Cristiano Cordeiro \u2013 Subproyecto;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 1.000.000,00 por a\u00f1o para todo el CePOF (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Una nueva generaci\u00f3n de fibra \u00f3ptica expande su uso ","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[289,304],"coauthors":[116],"class_list":["post-83735","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-comunicacion","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83735","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83735"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83735\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83735"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83735"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83735"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=83735"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}