Presentación:
Hola,Somos cuatro chicos, entre 15 y 16 años que estamos estudiando en el C.E. Bolueta. Nuestro profesor, nos propuso participar en un proyecto de ciencias que luego
presentaríamos en la Zientzia Asoka y nos pareció una idea interesante de hacer algo diferente por nosotros mismos.
Nos propuso el tema de las telecomunicaciones y nos pareció buena idea saber como funciona toda la información que mandamos y recibimos a través de nuestros móviles y comenzamos a quedar desde las 17:00 hasta las 19:00 de la tarde todos los martes después de clase. empezamos informándonos de que eran las
Telecomunicaciones y posibles proyectos que queríamos hacer para poder entenderlo nosotros primero y luego poder explicarlo de una forma sencilla a la peña. Buscamos en Internet información que se mostrará más adelante en el trabajo que hemos hecho.
También, hemos sacamos nuestras propias conclusiones que daremos al final del proyecto.
STAR
WORK
Nuestro Proyecto
Titulo: “Avance de las telecomunicaciones en el ultimo siglo.”
Desarrollo:
- Búsqueda de información.
- Análisis de la información y desarrollo del proyecto.
Experimentación:
-Transformación de la electricidad en sonido.
- Radio de Galena.
- Experimento transformación de la energia.
(modificación de la primera maquina de rayos X portátil de la historia
fabricada por el ingeniero Mónico Sánchez utilizada en la primera guerra
Mundial)
-Nuevas tecnologías basadas en experimentos antiguos y sus aplicaciones.
- Funcionamiento de la fibra óptica.
Información recogida a través de Internet
¿Que es un método de telecomunicación?
- Aunque la telecomunicación como estudio unificado de las comunicaciones a distancia es una idea reciente, siempre han existido medios de comunicación que también son estudiados por esta disciplina. A lo largo de la historia han existido diferentes situaciones en las que ha sido necesaria una comunicación a distancia, como en la guerra o en el comercio. Sin embargo, la base académica para el estudio de estos medios, como la teoría de la información, datan de mediados del sigloXX.
¿Cual fue el primer método de telecomunicaciónen la antigüedad?
-Las primeras tecnologías usadas en la telecomunicación usaban las señales visuales como las almenaras o las señales de humo, o acústicas como mediante el uso de tambores o cuernos. En Esuskalerria, prodriamos dar un ejemplo claro de telecomunicaciones a través de los montes bocineros desde los que, en tiempos lejanos, se realizaban las convocatorias a las
"Batzarrak" o Juntas de Gernika. Esta convocatoria se realizaba mediante hogueras y el tañir de bocinas de cuerno.
Los barcos también se comunicaban unos con otros a través del lenguaje de la banderas o a través de señales de luz, que utilizando unos potentes focos, encendían y apagaban según el código morse, mandando mensajes muy concretos y claros.
Cabe destacar que el primer telégrafo de la historia, era hidráulico, Y según cuenta fue
desarrollado por Eneas el Táctico en el siglo IV a. C..Consistía en dos cubas de agua provistas de
sendos grifos y, sumergida de forma vertical, una tablilla con los signos y señales que se deseaban transmitir. El emisor alertaba al receptor con antorchas el momento en el que ambos debían abrir y cerrar el agua, de tal forma que el nivel del agua indicaba qué mensaje de la tablilla se deseaba transmitir.
En los dos últimos siglos
Sin embargo, estas primeras manifestaciones técnicas no dieron como resultado sistemas de telecomunicación reales, sino que hasta la Edad Contemporánea no se inventaron formas para realizar comunicaciones a distancia. Fue el correo postal, en sus diferentes manifestaciones, el que asumió el papel de comunicar a las personas durante casi toda la historia.
El telégrafo con hilos y posteriormente el teléfono fijo, también de hilos, fue sin duda un gran avance de la época gracias a la capacidad de convertir impulsos eléctricos en mensajes, y en el caso del teléfono, la capacidad de convertir el sonido o la voz del emisor en impulsos eléctricos que viajaban a través de un cable asta el aparato del receptor, que recibía esos impulsos eléctricos y los convertía en sonido.
Para entender mejor, como se pueden convertir, impulsos eléctricos en sonido, Hemos desmontado un altavoz para entender su mecanismo, y lo hemos hecho funcionar con un generador de impulsos. Hemos visto que al aumentar o disminuir la frecuencia, la bobina del altavoz es atraída con mayor o menor rapidez, lo que hace que el papel del altavoz vibre, emitiendo sonidos mas graves o mas agudos.
Por nuestras investigaciones, vemos que el encargado de dar los impulsos osea el micrófono, utiliza el sistema contrario, las ondas del aire producidas por la voz, hacen vibrar una chapa metálica que a modo de pulsador eléctrico manda impulsos.
Nos parecen dos inventos muy sencillos que realizan una tarea muy complicada.
Pero sin duda cuando se da el gran salto, es cuando el mudo, es capaz de empezar a transmitir mensajes y sonido, a través de las ondas electromagnéticas, que no dependen de ningún cables y recorren grandes distancias a la velocidad de la Luz.
“Onda electromagnética (O.E.M.). Es la perturbación simultánea de los campos eléctricos y
magnéticos existentes en una misma región (James C. Maxwell fue quien descubrió las ondas electromagnéticas).
Las ondas originadas por los campos eléctricos y magnéticos son de carácter transversal, encontrándose en fase, pero estando las vibraciones accionadas en planos perpendiculares entre sí. Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la
luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía.”
“Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, gracias a ello podemos observar la luz
emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse.
Las ondas electromagnéticas son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.”
http://www.ecured.cu/index.php/Ondas_electromagn%C3%A9ticas
De aquí la invención de la radio y la gran importancia gracias a el ingeniero electrotécnico e inventor italiano Guglielmo Marconi está considerado universalmente el inventor de la radio. A partir de 1895 fue desarrollando y perfeccionando el cohesor y lo conectó a una forma primitiva de antena, con el extremo conectado a tierra. Además mejoró los
osciladores de chispa conectados a antenas rudimentarias. El transmisor se modulaba mediante una clave ordinaria de telégrafo. El cohesor del receptor accionaba un
instrumento telegráfico que funcionaba básicamente como amplificador.
En 1896 consiguió transmitir señales sin hilos desde una distancia de 1,6 km desde Penarth a Weston-super-Mare (Inglaterra), y registró su primera patente inglesa. En 1897 transmitió señales desde la costa hasta un barco a 29 km en alta mar. Dos años más tarde logró establecer una comunicación comercial entre Inglaterra y Francia capaz de
funcionar con independencia del estado del tiempo; a principios de 1901 consiguió enviar señales a más de 322 km de distancia desde Cornwall, a través del Océano Atlántico, y a finales de ese mismo año transmitió una carta entera de un lado a otro del océano
Atlántico. En 1902 ya se enviaban de forma regular mensajes transatlánticos y en 1905 muchos barcos llevaban equipos de radio para comunicarse con emisoras de costa. Como reconocimiento a sus trabajos en el campo de la telegrafía sin hilos, en 1909 Marconi compartió el Premio Nobel de Física con el físico alemán Karl Ferdinand Braun.
Experimento 2
RADIO DE GALENA
¿Que es una radio de galena?
Una radio a galena es un receptor de radio que empleaba un cristal semiconductor de sulfuro de plomo, también llamado para "detectar o captar" las señales de radio en en la banda de Onda Media (530 a 1700 ) u Onda Corta (diferentes bandas entre 2 y 26 )
¿Quien la invento?
Inventor y físico italiano, se intereso desde muy joven por las propiedades y las
aplicaciones de las ondas electromagnéticas. Fue influenciado por los estudios realizados por Hertz, y por las enseñanzas de August Righi.
Año 1897, primera experiencia en Inglaterra. Establece comunicación a través del canal de Bristol. El 2 de Julio de ese año se otorga a Marconi la patente inglesa de telegrafía sin hilos. Es considerado habitualmente como el padre de la radio y de las
telecomunicaciones inalámbricas.
¿Como se hace?
Para poder hacer esta
radio tienes que tener estos materiales y objetos: 1º:una antena
2º:una bobina de cobre
3º una toma tierra o tubería de agua 4º un condensador
5º un diodo
6º un auricular para escuchar
lo primero es conseguir una base, de madera y algo cilíndrico como una tubería de PVC de fontanería de unos 40cm de diámetro. En la tubería haremos la bobina de cobre esmaltado, este detalle es importante ya que si no esta esmaltado, la bobina no funciona pro que aria cortocircuitos.
Nosotros cada 4 o 5 vueltas, hemos hecho un circulo que luego hemos limado y es lo que utilizaremos para poder sintonizar la emisoras ya que nos permite, coger mas o menos trozo de la bobina y asi podemos recoger diferentes frecuencia de onda.
Posteriormente hemos colocado el diodo de Germanio y el auricular como nos indica el exquema y a modo de altena hemos hecho una especie de tela de araña con alambre en la varillas de un paragua viejo.
Tras muchas pruebas y ajustes para lo cual nos ha echado una mano nuestro profe Manu, hemos conseguido sintonizar dos emisoras conectando nuestra radio a una tubería de agua.
Después de desatollar este proyecto, es nos plantea una cuestión bastante interesante. ¿Como puede ser que una radio funcione conectándola a una tubería de agua?, ¿como es posible que no necesite electricidad?
Nuestro profe nos plantea un experimento para que podamos ver como la electricidad a través de una bobina, genera ondas electromagnéticas que si son recibidas por otra bobina, esta las convierte de nuevo en electricidad. De esta forma podremos entender que la bobina de la radio que hemos hecho, cuando recibe las ondas electromagnéticas emitidas por una emisora de radio, las convierte en impulsos eléctricos que son
transformados en sonido a través de nuestro auricular.
Experimento 3
Tranformación de la energía.
El experimento consiste en ver realmente como funciona un transformados de tensión de una manera muy visual, y si alguien quiere verlo, tendrá que venir a la Zientzia Azoka porque es muy chulo y hemos tenido un problemilla de ultima hora con las fotos y el video. Necesitamos:
- Desmontar el primario de un transformador que enchufaremos a 220v y al cual le colocaremos un núcleo de hierro.
lampara del mismo voltaje.
- Cogeremos un bote de plástico con tapadera donde en primer lugar, haremos un agujero la la tapadera para meter la rosca de la lampara y la sellaremos con silicona, quedando el cristal de la lampara sobresaliendo de la tapadera.
- Metemos en el bote el secundario, lo conectamos a la lampara y cerramos el bote de tal manera que quede bien cerrado.
- Conectamos el secundario a 220v y en un tarro grande de cristal con agua metemos el bote de plástico con la lampara, al acercar el tarro de cristal al primario, veremos como la lampara se enciende dentro del agua, gracias a las ondas electromagnéticas que emite el primario del transformador y son transformadas de nuevo en electricidad por el secundario y por tanto enciende la lampara.
Experimento 4
Nuestro profesor, nos habla de un aparato que tiene el en el taller y que a parte de ser muy antiguo tiene una historia muy curiosa Ya que aunque se invento con un fin distinto, luego se adapto para que pudiese funcionar como un emisor de radio. Este aparato que aparece en la foto de la derecha es el que tenemos y con el cual hemos hecho los video que podemos ver posteriormente a la explicación.
El inventor del primer aparato de Rayos x Portátil de la historia.
El aparato portátil de Rayos X “Sánchez” supuso una auténtica revolución dentro de las “aplicaciones de la electricidad en medicina”, porque el equipo se montaba y ponía en funcionamiento en menos de 5 minutos. Para la producción de Rayos X hasta entonces
era necesaria una maquina electrostática o una bobina de inducción que diera corriente de alto potencial. El peso mínimo de estas máquinas era de unos 400 kilos y el coste de unas 3.000 pesetas. Frente a las desventajas que presentaban las instalaciones fijas: nula movilidad, difícil y peligroso manejo y elevado coste; el era fácilmente transportable, por lo que sus aplicaciones podían realizarse a la cabecera del enfermo.El aparato se
transportaba en una caja, a modo de pequeña maleta de mano, cuyas dimensiones eran 22cm x 22cm x 46cm, con un peso aproximado de 8 kg. No requería instalación y bastaba solo con enchufarlo a la red eléctrica.
Como Funciona
Este aparato está constituido básicamente por una bobina condensadora, un conmutador, un vibrador y un tornillo de presión que actúa de regulador, permitiendo obtener intensidades más o menos grandes de corriente primaria. Permite generar corrientes de alta frecuencia, 7.000.000 vibraciones por segundo, y diferencias de potencial de 100.000 voltios.
El alto voltaje generado se puede utilizar en aplicaciones médico-quirúrgicas para producir rayos X, ozono, altas temperaturas en un elemento cauterizador, bisturí eléctrico.
Su aplicación más habitual era como productor de rayos X para diagnóstico clínico y traumatológico. Su facilidad de transporte y pequeño tamaño le hizo complemento ideal en hospitales de campaña, siendo este modelo
Quien lo invento
Don Mónico Sánchez Moreno, fue el inventor del “Aparato Portátil de Rayos X Sánchez”.
Dicho aparato fue diseñado y patentado por el ingeniero , nacido en Piedrabuena (Ciudad Real) Mónico Sánchez Moreno (1880-1961).Como fecha de la patente consta el 23 de septiembre de 1911.Fue tal el éxito que Francia, que en la Primera Guerra Mundial, dotó a sesenta de sus ambulancias con otros tantos aparatos de Rayos X portátiles. A pesar de que la tecnología ha avanzado muchísimo en ese campo, éste aparato ha sido utilizado hasta no hace muchos años por numerosos servicios médicos rurales
Casualmente, cuando nuestro profesor enseñaba este aparato, se encontro con una persona mayor, en la semana de la Ciencia de Madrid que le comento que ellos llegaron a utilizarlo como emisora de radio para emitir en código Morse al haber sido destrozado su aparato de radio del barco en el que viajaba por el bando enemigo en al guerra Civil Española.
Efectivamente se pueden mandar señales de radio, de hecho, el aparato que tenemos en el taller (de los años 60 aproximadamente) viene con la posibilidad de incorporarle una antena para emitir señales a diferentes frecuencias.
De la misma forma que emite señales de radio, puedes producir interferencias en los aparatos de radio, que evita que reciban otras señales mas débiles, distorsionando el sonido y haciéndolo ininteligible. La distancia de alcance dependerá de la antena que coloquemos. Yo he llegado a hacer interferencias en una radio a casi 50 metros de distancia con una antena pequeña.
De la misma forma y entendiendo que este aparato produce impulsos eléctricos, podemos ser capaces de encender aparato digitales que de forma normal, se enciendan con una pulsación, esto es debido a que estos aparatos electrónicos, cuando se pulsa el botón de encendido, manda una pequeña corriente a un circuito que interpreta como un uno, que
hace que se encienda el aparato. Al encender el aparato de rayos x se producen unas ondas electromagnéticas lo suficientemente fuertes como para transmitir al aparato electrónico una señal eléctrica que interpreta como un uno y por tanto se enciende. Referencias:
http://www.uclm.es/profesorado/alnajera/APURF/monicosanchez/monicosanchez.html
La nueva era de las telecomunicaciones.
¿Pero como se convierten las ondas electromagnéticas en fotos, videos, etc en nuestros móviles?
En muy pocos años se ha avanzado mucho en la informática tanto en los dispositivos cada vez mas pequeños y potentes, como en la capacidad de convertir señales
analógicas como las ondas electromagnéticas, en millones de códigos de 0 y 1 que hace que nuestro móvil los convierta en fotos videos o la posibilidad de conectarnos a Internet y tener el acceso a la información de forma inmediata. Nuestros padres de 30 a 40 años, no se imaginaban que pocos años mas tarde la tecnología uniese alcanzado tanto, ya que ellos ni siquiera tenían móviles y poca gente tenia Internet.
Sin embargo y a pesar de que estamos todos los días conectados, hasta ahora no nos habíamos planteado como funcionaba ni como nos llegaban, las cosas, simplemente llegaban.
Por ultimo y para concluir nuestra pequeña investigación, saber y entender como funcionaba la fibra optica y nos pusimos manos a la obra.
Como funciona la fibra óptica:
La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos, consistente en un hilo muy fino de material transparente, o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo d reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley Snel.
La fuente de luz puede ser láser o un led.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la radio y superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, y también se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
Experimento 5
Para este experimento, hemos utilizado una barra de metacrilato, que seria la fibra óptica y un láser.
Variando el angulo de entrada del láser en la barra de metacrilato hemos conseguido que el láser rebote dentro de la barra, creando una onda triangular.
Experimento 6
Daniel Colladon fue el primero en describir la "fuente de luz" en el artículo que en 1842 tituló On the reflections of a ray of light inside a parabolic liquid stream. Ilustración de este último artículo de Colladon, en 1884.
El uso de la luz para la codificación de señales no es nuevo, los antiguos griegos usaban espejos para transmitir
información, de modo rudimentario, usando luz solar. En 1792, Claude Chappe diseñó un sistema de telegrafía óptica, que mediante el uso de un código y torres y espejos
distribuidos a lo largo de los 200 km que separan Lille y París, conseguía transmitir un mensaje en tan sólo 16 minutos.
Nosotros hemos construido nuestra propia fuente de luz que mostramos a continuación en el siguiente video.
Experimento 7
Trasmitiendo música a través de un láser, Ya hemos visto que la luz es capaz de rebotar en nuestro dos experimentos anteriores, pero como se transmiten los datos, Las ondas de luz pertenecen al mismo grupo que las ondas de radio, es decir, se trata de energía electromagnética, lo cual nos permite transmitir datos que
podemos convertir en sonido, imágenes, etc.
Nosotros para demostrar esto, hemos conectado un Mp4 a una linterna de tal forma que al salir por el cable del auricular los impulsos eléctricos, hace que la luz de la linterna varie en intensidad a la frecuencia de la música. Estos cambios, son recogidos por una placa solar, que convierte esa variación de intensidad y de frecuencia en la luz, en impulsos eléctricos, que hemos conectado a la entrada de los altavoces de un ordenador.
CONCLUSIONES
El avance tecnológico durante toda la historia de la humanidad ha sido superada con creces en estos últimos 15 años. En estos tiempos la tecnología a avanzado tanto que podemos encontrarnos con aparatos que hace una década y media nuestros padres ni soñaban con ello: smart phones, ordenadores portátiles, iPads-tablets.
A veces vamos tan deprisa que antes que entiendas lo nuevo que has comprado, ya a salido otro mucho mejor.
