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La Sociedad de la Información y Los Ordenadores

1. Las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones

Se denomina Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) al "Conjunto de tecnologías que permiten la adquisición, producción, almacenamiento, tratamiento, comunicación, registro y presentación de informaciones contenidas en señales de naturaleza acústica, óptica o electromagnética".

Se suele asumir que la "comunicación" es un proceso remoto, a distancia, lo que en realidad nos permite hablar de Telecomunicaciones. Son tecnologías relacionadas de una forma u otra con Internet, aunque desde el nacimiento del telégrafo, la radio o el teléfono podemos empezar a hablar de TIC.

La mayoría de los autores coinciden en hacer equivalentes los conceptos de Internet y Sociedad de Información. Es decir, Internet constituye el elemento central imprescindible a partir del cual es posible articular la creación de un modelo de sociedad basado en la información como elemento de cohesión.

En cierto sentido, esta función de propagación de información ha sido llevada a cabo desde hace años por otros medios de comunicación como la radio o la televisión. La popularización de estos medios ha constituido un elemento clave en aspectos clave para la vertebración de una sociedad como la uniformidad lingüística, la modernización de los hogares o la disminución de las diferencias culturales entre las grandes urbes y los pequeños núcleos de población.

Internet es, en el sentido anterior, un paso más ya que permite que el origen de la información no sea único sino que cualquier ciudadano tiene la posibilidad de difundir sus ideas de la misma forma que antes solo era posible para grupos pequeños de comunicación.

Queda por discutir si el alcance que puede lograr por un ciudadano es el mismo que pueden lograr los grandes grupos de comunicación que cuentan a su favor dos elementos de diferenciación: mayor alcance por motivo de disponer de una mayor capacidad técnica y mayor poder de convocatoria al contar con la posibilidad de hacer publicidad masiva de sus contenidos.

Finalmente es necesario recordar que para el éxito de Internet como elemento central de la Sociedad de la Información es imprescindible su implantación a escala masiva como en su día lo fueron radio y televisión. En estos casos su éxito fue posible cuando comenzaron a ser elementos cotidianos en la inmensa mayor parte de los hogares y que además eran usados por la mayoría de sus miembros.

2. Las TIC en la Sociedad del Siglo XXI

El avance de las TIC ha sido brutal, por su fuerte impacto, su rapidez de implantación y su asimilación por parte de casi toda la sociedad.

Si bien no hay una definición precisa, podemos identificar la Sociedad de la Información con la fase histórica post industrial, en la que los principales sectores de la producción y del consumo se centran en torno al procesamiento, la distribución y el uso de información.

Es un ambiente telemático, que aparece por la irrupción en la sociedad de las TIC, que rompe con los conceptos de espacio y de tiempo y exige nuevos medios y conocimientos para acceder al nuevo orden social. Los recursos actuales nos permiten interactuar con otros, incluso de forma asíncrona y remota. La sociedad del conocimiento es la base estructural de la globalización, y la información el recurso económico básico, por delante del capital, la tierra o la mano de obra.

3. Sociedad de la Información y Sociedad del Conocimiento

La sociedad de la información, es el «sistema de comunicaciones accesible, económico, abierto y global que transciende las fronteras políticas y culturales y configura crecientemente a la sociedad como una red que interconecta cada vez más a los seres humanos ofreciendo procedimientos rápidos y baratos de diseminación y difusión de datos e información». Existen muchas otras definiciones, igual de válidas, y todas ellas hacen hincapié en el mismo hecho: el intercambio de información. Sin embargo, intercambiar información no garantiza el saber. No es más que un primer paso para poder llegar a algo más importante: el conocimiento, cuando somos capaces de aplicar esa información.

El volumen de información al que nos someten los distintos medios es tal que es materialmente imposible procesarla. Ninguno de nosotros somos capaces de leer todos los periódicos que se publican cada día en todo el mundo. Y mucho menos de escuchar todas las emisoras de radio, ver todos los programas de televisión, escuchar toda la música que se produce, asistir a todos los estrenos de cine y de teatro, conciertos, conferencias, leer todos los libros, consultar todas las páginas web, leer todos los mensajes que se intercambian por correo electrónico (apenas podemos leer los nuestros), etc.

El problema de la información no parece, pues, su acceso, sino su discriminación y selección. El exceso de información puede producir bloqueos, y la mala selección la manipulación de los individuos.

Así, nos situamos en el siguiente escalón cuando nos referimos a la sociedad del conocimiento, cuando somos capaces de asociar un significado a las informaciones que recibimos y, sobre todo, somos capaces de utilizar y aplicar la información, transformándola en conocimiento. La educación se convierte en un medio imprescindible para acceder a este nuevo entorno, pues es la que nos posibilita «localizar, comprender, analizar, aplicar, relacionar... los diferentes datos a los que tenemos acceso para convertirlos así en conocimiento».

Para terminar, cuando las personas que saben utilizar correctamente la tecnología no se limitan a recibir de forma pasiva la información, sino que aprender los recursos necesarios para interpretarla con criterio y compartirla enriqueciéndola, con encontramos en la sociedad del aprendizaje. La tecnología no es otra cosa que el soporte del saber, que es lo verdaderamente importante. El saber y la capacidad de aprendizaje resultan inseparables.

El objeto de esta sociedad es que cada individuo sea capaz de contribuir en su medida a la ampliación del campo del saber. Las personas «de a pie» no son simples consumidores de información (como ocurre cuando nos sentamos frente al televisor), sin que son generadores de conocimiento. De esta forma, se logra una sociedad que incluye a todos sus individuos, sin exclusiones, reduciendo las distancias culturales entre los pueblos, sin que por ello pierdan su identidad.

4. La Globalización

Desde hace un tiempo estamos asistiendo a un proceso que los expertos denominan globalización, interpretándolo como un fenómeno social de interconexión de culturas, instituciones e individuos a escala mundial.

No es un concepto nuevo. Hace ya 50 años que Marshall McLuhan hablaba de la «aldea global», cuando los ordenadores apenas habían nacido, las redes no existían y un concepto como Internet parecía más ciencia ficción que otra cosa.

Si nos centramos exclusivamente en los aspectos comunicativos de la globalización, podemos apreciar claramente que las formas de interacción social a través de Internet fomentan modelos que se alejan de sociedades verticales dentro del entorno del estado-nación. Los modelos de organización social, los flujos de comunicación, son modelos horizontales, que traspasan las fronteras de los países.

Hoy en día podemos constatar fácilmente la idea de la globalidad. Tenemos acceso a las fuentes de información de cualquier parte del mundo, de la misma forma que podemos comprar en muchos países instantáneamente. Gracias a los medios de comunicación, a las TIC, podemos saber en tiempo real lo que está ocurriendo en cualquier rincón del mundo que esté «conectado».

En esta nueva sociedad, los medios de comunicación permiten tener presente lo que ocurre a miles de kilómetros de distancia como si ocurriera a nuestro lado. Hemos asistido casi en directo al rescate de algunas personas tras el terremoto en Irán. Y podemos solidarizarnos con este pueblo, apadrinar un niño nicaragüense o protestar por una lapidación en Nigeria. Somos ciudadanos del mundo, y podemos abarcar todo el globo con un simple clic.

5. Las TIC y el Trabajo: Nuevos Sectores Laborales

La generalización del uso de las TIC ha influido también de forma decisiva en el ámbito laboral. Ha transformado radicalmente la realidad en las profesiones tradicionales, hasta el punto de que hoy en día un problema con el sistema informático puede mantener un Ministerio fuera de servicio hasta que se resuelve. Más allá de dicha transformación, ha dado lugar al nacimiento de nuevos sectores laborales como:

e-comercio: comercialización de productos a través de Internet.
el Teletrabajo: trabajo desde casa utilizando las TIC para recibir o remitir la información.
Diseño de páginas web

6. Fractura Digital

La fractura digital se podría definir como “ese abismo que se abre entre los bien provistos en tecnologías de la información y los desprovistos de ella que son mucho más numerosos”.

Indica que la distancia tecnológica entre algunas zonas del planeta comienza a ser demasiado grande.
También existen desigualdades dentro de un mismo país entre las clases con mayores recursos económicos, y las clases bajas. Quien no tiene acceso a estos medios, tiene limitado el acceso al entorno y la participación en la Sociedad de la Información.

Este es el principal problema que debemos resolver en la actualidad. La globalización de la información y el conocimiento a través de las TIC parecía inicialmente un entorno democratizador, garantizando el acceso de todos a la información, pero ha resultado en un factor que ha aumentado las desigualdades debido a varios factores a saber:
todo aquel que no dispone de acceso a las TIC tiene menos oportunidades comerciales, laborales, educativas y de expresión cultural. Para solucionar estas diferencias, se debería reconocer el acceso a Internet como un derecho fundamental, garantizar el derecho a recibir y emitir información libremente, fomentar la producción y difusión de contenidos diversos y de calidad, y reformar los sistemas educativos para lograr la formación en contenidos telemáticos.

La fractura digital se muestra con claridad en las posibilidades de acceso a Internet, “quizá el medio tecnológico más revolucionario de la era de la información”. En los últimos veinte años, el número de usuarios ha pasado de menos de 20 millones hasta más de 1500 millones en todo el mundo. Pero ¿cómo ha quedado distribuido el acceso a Internet?

ESTADISTICAS MUNDIALES DE INTERNET Y DE LA POBLACION
Continente	Población	Porcentaje	Usuarios Internet	Porcentaje
África	991.002.342	14,70%	65.903.900	6,70%
Asia	3.808.070.503	56,30%	704.213.930	18,50%
Europa	803.850.858	11,90%	402.380.474	50,10%
Oriente Medio	202.687.005	3,00%	47.964.146	23,70%
Norte América	340.831.831	5,00%	251.735.500	73,90%
Latinoamérica / Caribe	586.662.468	8,70%	175.834.439	30,00%
Oceanía / Australia	34.700.201	0,50%	20.838.019	60,10%
TOTAL MUNDIAL	6.767.805.208	100,00%	1.668.870.408	24,70%

Fuente: Internet World Stats, 2009

Si nos detenemos en la distribución del acceso por zonas geográficas veremos que los grandes centros metropolitanos acumulan un porcentaje mayor de posibilidades de acceso a Internet. El mito de que las fuentes de poder en la era de Internet no podemos localizarlas espacialmente por encontrarse en un mundo de flujos virtuales cae ante la evidencia de los datos disponibles. Las TIC no sólo son “una recompensa del desarrollo” sino que permiten obtener beneficios derivados directamente de su utilización. Es por ello que esta fractura digital aún puede incrementar la diferencia en la calidad de vida entre los países del llamado Primer Mundo, y el resto.

7. Las TIC y el ordenador

Si hay un elemento con el que se pueda identificar el ámbito de las TIC es el ordenador. Este ingenio en continuo desarrollo y mejora, y que está invadiendo nuestros hogares como hace unos años lo hizo el televisor, representa como ninguno las posibilidades de las nuevas tecnologías. Ya se ha comentado que también los teléfonos móviles, el GPS, las televisiones por satélite... son tecnologías de la información y la comunicación. Sin embargo, teniendo en cuenta la capacidad multifunción- y multimedia- de los más modernos ordenadores, podemos estudiar todas las posibilidades de tratamiento de la información y de la comunicación audiovisual, en el marco del binomio ordenador-Internet. Así lo haremos durante este curso.

Por eso, es conveniente que conozcamos los orígenes del ordenador, y los elementos que hoy día lo componen.

8. Breve Historia de la Informática

El Ábaco: El origen de las máquinas de calcular está dado por el ábaco chino, éste era una tablilla dividida en columnas en la cual la primera, contando desde la derecha, correspondía a las unidades, la siguiente a la de las decenas, y así sucesivamente. A través de sus movimientos se podía realizar operaciones de adición y sustracción.

Las Calculadoras: Otro de los hechos importantes en la evolución de la informática lo situamos en el siglo XVII, donde el científico francés Blaise Pascal inventó una máquina calculadora. Ésta sólo servía para hacer sumas y restas, pero este dispositivo sirvió como base para que el alemán Leibnitz, en el siglo XVIII, desarrollara una máquina que, además de realizar operaciones de adición y sustracción, podía efectuar operaciones de producto y cociente. Ya en el siglo XIX se comercializaron las primeras máquinas de calcular. En este siglo el matemático inglés Babbage desarrolló lo que se llamó "Máquina Analítica", la cual podía realizar cualquier operación matemática. Además disponía de una memoria que podía almacenar 1000 números de 50 cifras y hasta podía usar funciones auxiliares, sin embargo seguía teniendo la limitación de ser mecánica.

El Lenguaje Binario: Recién en el primer tercio del siglo XX, con el desarrollo de la electrónica, se empiezan a solucionar los problemas técnicos que acarreaban estas máquinas, reemplazándose los sistemas de engranaje y varillas por impulsos eléctricos, estableciéndose que cuando hay un paso de corriente eléctrica será representado con un 1 y cuando no haya un paso de corriente eléctrica se representaría con un 0.

Los Ordenadores: Con el desarrollo de la segunda guerra mundial se construye el primer ordenador, el cual fue llamado Mark I y su funcionamiento se basaba en interruptores mecánicos. En 1944 se construyó el primer ordenador con fines prácticos que se denominó Eniac. En 1951 son desarrollados el Univac I y el Univac II (se puede decir que es el punto de partida en el surgimiento de los verdaderos ordenadores, que serán de acceso común a la gente).

1° Generación: se desarrolla entre 1940 y 1952. Es la época de los ordenadores que funcionaban con válvulas de vacío. Su uso era exclusivo para el ámbito científico/militar. Para poder programarlos había que modificar directamente los valores de los circuitos de las máquinas.
2° Generación: va desde 1952 a 1964. Ésta surge cuando se sustituye la válvula por el transistor. En esta generación aparecen los primeros ordenadores comerciales, los cuales ya tenían una programación previa que serían los sistemas operativos. Éstos interpretaban instrucciones en lenguaje de programación (Cobol, Fortran), de esta manera, el programador escribía sus programas en esos lenguajes y el ordenador era capaz de traducirlo al lenguaje máquina.
3° Generación: se dio entre 1964 y 1971. Es la generación en la cual se comienzan a utilizar los circuitos integrados. Esto permitió por un lado abaratar costos y por el otro aumentar la capacidad de procesamiento reduciendo el tamaño físico de las máquinas. Por otra parte, esta generación es importante porque se da una notable mejora en los lenguajes de programación y, además, surgen los programas utilitarios.
4° Generación: se desarrolla entre los años 1971 y 1981. Esta fase de evolución se caracterizó por la integración de los componentes electrónicos, y esto dio lugar a la aparición del microprocesador, que es la integración de todos los elementos básicos del ordenador en un sólo circuito integrado.
5° Generación: va desde 1981 hasta nuestros días (aunque ciertos expertos consideran finalizada esta generación con la aparición de los procesadores Pentium, consideraremos que aun no ha finalizado). Esta quinta generación se caracteriza por el surgimiento del PC (ordenador personal), tal como se la conoce actualmente. Con la llegada de esta generación, los ordenadores comenzaron a entrar en todos los negocios, y paulatinamente entrando en nuestros hogares.

9. El Nacimiento de Internet

A finales de los años setenta, el departamento de defensa de los EEUU desarrolla la red Arpanet y el protocolo de transmisión TCP/IP; esta red permitía el envío de información entre sus ordenadores por distintas rutas, con el fin de que pudiera sobrevivir a una destrucción parcial del sistema. A esta red se la considera la precursora de Internet. A principios de los años ochenta surge la red Internet, a partir de Arpanet, y rápidamente se extiende en los ambientes universitarios, aunque hasta los años noventa no se implanta en las empresas. Poco a poco empieza a extenderse al ámbito particular. De esta manera, el ordenador pasa de ser en una potente herramienta de trabajo (y ocio) a convertirse en una forma de comunicación alternativa, que no ha parado de desarrollarse hasta nuestros días (correo electrónico, chats, foros, programas de Voz sobre IP,...). El ordenador dejó de ser un elemento aislado para abrirse al mundo pudiendo intercambiar información con aquellos equipos que se conectaban a la red global.

A principios de la década de los 90 sólo existían unas pocas páginas web comerciales, y el uso de Internet estaba casi limitado al del correo electrónico. En la actualidad su utilización está generalizada entre todo tipo de usuarios, y el número de páginas web crece de modo exponencial. Además, la velocidad de conexión crece rápidamente, se multiplican las posibilidades –conexiones inalámbricas 3G a través de dispositivos USB o teléfonos móviles- y el precio va moderándose.

Robótica

1.- Introducción

Al escuchar la palabra "robot" solemos pensar en las películas donde unas máquinas realizan acciones con una inteligencia muy superior a la de las personas. Si bien es cierto que existen algunos robots capaces de fabricar a otros sin necesidad de la intervención humana, no hay que temer a la posible existencia de máquinas con vida propia fuera del control humano. Pensar en esa posibilidad no es más que una idea alimentada por el cine y los libros de ciencia ficción.

Actualmente los robots se encuentran en los lugares más inesperados, reemplazando a las personas en la realización de tareas peligrosas y difíciles. Conocer el funcionamiento de estos ingenios tecnológicos nos va a permitir beneficiarnos de su gran capacidad de producción.

2.- La Robótica

2.1.- Concepto de Robot

Por "robot" entendemos un conjunto de ingenios mecánicos, multifuncional y reprogramable, mediante los cuales es posible realizar tareas diferentes con habilidad semihumana, tales como desplazar materiales y herramientas o accionar máquinas y aparatos especiales. Son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres humanos.

Multifuncional: Dependiendo del programa y de las herramientas que utiliza es capaz de desarrollar diferentes tareas.
Reprogramable: Se puede programar para desempeñar tareas nuevas o realizar una misma tarea de manera diferente.

Su nombre proviene del término checo "robotnik" (siervo) usado por el escritor Carel Capek en 1921 en su obra teatral RUR para referirse a ciertas máquinas automáticas con forma humanoide.

Antes de seguir adelante, conviene dejar clara la diferencia entre tres términos que tienden a confundirse:

Una Máquina es capaz de realizar un trabajo dirigido por un usuario
Un Autómata es capaz de realizar un trabajo sencillo y repetitivo sin necesidad de supervisión.
Un Robot es capaz de decidir que trabajo debe hacer.

2.2.- Características de un Robot

Movilidad: Puede ser de tipo traslacional (se mueve de un alado a otro) y articulada (cuerpo y brazos giran)
Gobernabilidad: Depende del programa que le comunica las instrucciones, ya sea directamente en el propio robot o desde un ordenador exterior.
Autonomía: Dependerá de los sensores que lleve incorporados, y que le van a permitir conocer su entorno para así posicionarse correctamente.
Polivalencia: Depende de la capacidad de adecuación del robot para realizar tareas diferentes.

3.- Clasificación de los Robots

3.1.- Clasificación por Cronología

Hay cinco tipos a saber:

Robots de Primera Generación: Manipuladores. Se desarrolla desde los años 50. Los sistemas de control son muy sencillos y de lazo abierto, con tareas previamente secuenciadas y sin retroalimentación.
Robots de Segunda Generación: De Aprendizaje. Se desarrolla hasta los años ochenta. Son más conscientes de su entorno y empiezan a disponer de sistemas de control de lazo cerrado, con sensores que analizan el entorno y se adaptan
Robots de Tercera Generación: De Control Sensorizado. Se desarrolla entre los años 80 y 90. Cuentan con controladores que usan la información obtenida por los sensores y ejecutan órdenes introducidas en lenguajes de programación. Usan sistemas de control de lazo cerrado, por lo que se adaptan al entorno.
Robots de Cuarta Generación: Inteligentes. Tienen sensores muy sofisticados que mandan la información al controlador y la analizan mediante estrategias complejas de control. Se adaptan al entorno y "aprenden" de la obtención de datos para mejorar su desempeño general en tiempo real.
Robots de Quinta Generación y Más Allá. Incorporará una nueva tecnología 100% artificial que usará modelos de conducta y nueva arquitectura. Será la generación desarrollada por los jóvenes interesados en robótica.

3.2.- Clasificación por Sistemas de Coordenadas

Hay cuatro tipos a saber:

Robots de Coordenadas Cartesianas: Su posicionamiento puede hacerse por movimiento lineal a lo largo de los tres ejes XYZ, hacia delante, haca atrás, hacia dentro, hacia fuera, hacia rariba y hacia abajo.
Robots de Coordenadas Cilíndricas: Su posicionamiento se realiza mediante dos movimientos lineales y un movimiento rotativo
Robots de Coordenadas Polares: Su posicionamiento se realiza mediante un movimiento lineal y dos movimientos rotativos.
Robots de CoordenadasAngulares: Su posicionamiento se realiza mediante tres movimientos rotativos.

3.3.- Clasificación por su Arquitectura

Hay cuatro tipos a saber:

Zoomórficos: Son artilugios que se parecen y actúan como seres vivos. Si se trata de figuras humanas se denominan Androides. Son casi exclusivos de ferias y espectáculos, del cine y de la imaginación humana. S
Móviles: Están provistos de patas, ruedas u orugas que les permite desplazarse de acuerdo a su programación. La información les llega a través de sus sensores y son muy empleados en instalaciones industriales para transporte de mercancía y almacenaje, y también en lugares peligrosos o de difícil acceso, como el espacio olas profundidades marinas.
Industriales: Son artilugios mecánicos y electrónicos destinados a realizar tareas de forma automática en procesos de fabricación o manipulación, carga y descarga y soldaduras por puntos en las cadenas de montaje. Son muy frecuentes en Japón y los EEUU.
Medicina: Son prótesis robóticas o robots de asistencia en quirófano. Se está avanzando muchísimo y muy rápido en este campo.

4.- Robots Industriales

Los robots industriales surgen por la necesidad de:

Fabricar productos de manera económica.
Que los productos sean de calidad.
Que de un mismo producto se puedan elegir muchas opciones.

Como ejemplo, piensa en un automóvil, de un mismo modelo, puedes elegir, el color, el número de puertas, el tipo de llantas, con o sin alerón y todas las opciones de acabado interior. Una fábrica de coches, que construye cada día unos mil coches, cada uno con sus distintas opciones, necesita utilizar robots para que estos coches los podamos comprar a un precio asequible y tengamos garantía de su funcionamiento.

Los robots suelen emplearse en la industria en todo tipo de tareas, pero particularmente en tareas repetitivas, peligrosas o pesada. Las principales tareas que suelen llevar a cabo los robots industriales son:

Soldadura. El robot puede soldar ahorrándole al operario el peligro de las altas temperaturas y los vapores tóxicos que se desprenden en el proceso.
Aplicación de pintura, esmalte y adhesivos. Es un trabajo repetitivo adecuado para que lo haga una máquina en el que además se suele trabajar con productos tóxicos.
Operaciones de corte. Tornos, fresadoras, taladrados, pulidos, etc. Las máquinas de control numérico permiten llevar a cabo estas operaciones con la máxima precisión y sin riesgo.
Plantas nucleares. Los robots pueden trabajar en las zonas sometidas a radiaciones.
Movimiento de piezas. Los robots se encargan de colocar las piezas o los materiales en plataformas, de suministrárselas a las máquinas o de extraer de estas últimas los productos terminados.
Montaje y ensamblado. Son robots quienes se encargan de piezas muy pequeñas necesitadas de una gran precisión, como pueden ser los componentes eléctricos o electrónicos.

5.- Arquitectura de un Robot

5.1.- Sistema Manipulador

El SISTEMA MANIPULADOR de un robot es un brazo mecánico que está formado por tres elementos a saber.

Base o Pedestal de sujeción. Equivalente al hombro
Cuerpo o Elementos Rígidos unidos con articulaciones. Equivalente al brazo o antebrazo
Elementos de Agarre o Sujeción. Equivalente a las manos.

5.2.- Sistema Motriz

El SISTEMA MOTRIZ proporciona el movimiento a las articulaciones mediante engranajes, correas, poleas, cadenas, etc., que se denominan actuadores. Según el tipo de energía empleado pueden ser:

Neumáticos: Usan aire comprimido como fuente de energía y se emplean para movimientos rápidos y poco precisos. Se limitan a dos posiciones (retraídos o extendidos).
Hidráulicos: Usan generalmente aceite como fuente de energía y se emplean para desplazar grandes pesos con movimientos lentos y precisos.
Eléctricos: Usan como fuente de energía la electricidad y son los más usados por su limpieza, presición y fácil manejo

5.3.- Sistema Sensitivo

Los SISTEMAS SENSITIVOS son aquellos dispositivos que permiten al robot obtener información de su entorno. A partir de esta información, el robot programa sus actuaciones y se puede decir que está dotado de "inteligencia artificial".

Los sensores, también denominados captadores, son dispositivos diseñados para recibir información del exterior y transformarla en una magnitud normalmente eléctrica, que se puede cuantificar y manipular. Se pueden dividir en dos:

Sensores Internos o Propios: Permiten al sistema de control conocer la posición, velocidad, vibración, fuerza y temperatura de los ejes del robot, de manera que nos va a permitir controlar los mecanismos internos del robot.

Sensores de Posición:Captan y miden la posición de un objeto en el espacio. Los más sencillos son los de Contacto, que se activan o desactivan dependiendo de si están o no en contacto con un objeto. Los Fotoeléctricos emplean una señal liuminosa y se basan en la emisión o detección de una luz.
Sensores de Velocidad: Detectan la velocidad lineal o angular de los objetos.
Sensores de Ultrasonidos: Emiten una señal de ultrasonido que es captada por un receptor de manera similar a los fotoeléctricos.
Sensores Ópticos: Suelen emplear emisores y detectores de luz infrarroja para calcular distancias lineales y angulares
Sensores Potenciómetros: Emplean una resistencia sobre la cual se desplaza un contacto eléctrico, usándose para medir desplazamientos rectilíneos y angulares.

Sensores Externos o Remotos: Se emplean principalmente en células robotizadas para controlar y sincronizar las tareas de una actividad. Hay dos tipos:

De Contacto Físico: Por acción mecánica cierran o abren uno o varios contactos eléctricos unidos a entradas digitales.
Sin Contacto Físico: Actúan a distancia sin tocar el objeto, cuya presencia detectan cuando este hace de barrera entre el foco emisor y el dispositivo receptor.

5.4.- Unidad de Control

Entendemos como SISTEMA DE CONTROL de un robot a la combinación de componentes que actúan juntos para realizar el control de un proceso. Este apartado se ha desarrollado ampliamente en el correspondiente tema de "Control" anterior al presente de "Robótica".

Sistemas de Control

1.- Introducción

Desde el comienzo de los tiempos, el Hombre ha investigado la manera de hacer su trabajo con el menor esfuerzo posible, lo que le ha llevado a inventar y construir máquinas que resuelvan las tareas con menos mano de obra y menos esfuerzo físico.

Ya en la Edad de Piedra se diseñaban los primeros dispositivos de la automatización, consistentes en trampas para cazar animales. En Grecia y Roma se construyeron distintos mecanismos para puertas, fuentes de agua, muñecos autómatas, etc. Después, en la Edad Moderna, se empezaron a automatizar molinos de trigo, telares, talleres de metal, carpinterías, etc.

En la actualidad, gracias a la introducción de los ordenadores, existen procesos industriales complejos que funcionan automáticamente. En el hogar existen muchas máquinas automáticas como la lavadora, el aire acondicionado, el ascensor, etc.

2.- Sistemas de Control

2.1.- ¿Qué es un Sistema de Control?

Un Sistema de Control es todo aquel que nos permite regular el funcionamiento de un mecanismo, una planta industrial, un proceso.

Un Sistema Automático de Control es un conjunto de componentes físicos conectados o relacionados de manera que regulen o dirijan su actuación por sí mismos, es decir, sin intervención de agentes exteriores -incluido el factor humano- corrigiendo además los posibles errores que puedan presentarse en su funcionamiento. En resumidas cuentas, en un Sistema de Control capaz de regularse a si mismo.

Según su naturaleza, podemos hablar de tres tipos de sistemas de control:

Naturales: Son sistemas de control diseñados por la naturaleza, tales como la regulación de temperatura del cuerpo humano mediante la transpiración.
Artificiales: Son sistemas diseñados por el ser humano. Por ejemplo los sistemas de calefacción de una habitación controlados por termostatos.
Mixtos: Son sistemas en los que las personas alteran las condiciones del mismo en función de los resultados en cada instante. Por ejemplo el control de la temperatura del agua en una ducha mediante los grifos de agua frío o caliente.

2.2.- Partes de un Sistema de Control

Para analizar los sistemas que se encuentran a nuestro alrededor se debe representar el problema por medio del modelo de la Caja Negra, según el cual ni analizamos ni conocemos lo que sucede dentro de la caja sino solamente la respuesta de salida que nos muestra ante una determinada entrada. Definimos así tres elementos.

Entrada: Es la excitación que se aplica al sistema de control desde una fuente de energía externa, con el fin de provocar una respuesta.
Unidad de Control: Interpreta las señales de entrada y , en función de ellas, controlan las salidas.
Salida: Es la respuesta que proporciona el sistema de control.
Perturbación: Son las señales no deseadas que influyen de manera negativa en el funcionamiento del sistema.

3.- Tipos de Sistemas de Control

3.1.- Sistemas de Bucle Abierto

El mecanismo de control se ajusta previamente según la respuesta que se desea. De esta forma, la señal de salida no influye sobre la señal de entrada.

Los sistemas de lazo abierto funcionan aunque la respuesta que produzca no se ajuste a lo esperado. Se trata de automatismos NO retroalimentados.

La exactitud del funcionamiento de estos sistemas dependerá de su calibración, que nos permitirá determinar por comparación con un patrón, el valor justo del parámetro. Se relaciona la señal de entrada con la de salida con el fin de obtener la exactitud deseada. Si la señal de salida no está acorde con lo deseado, hay que recalibrar la señal de entrada mediante un actuador o accionador manual.

Un ejemplo es el Horno Microondas: Mediante los botones seleccionamos la potencia y el tiempo. Cuando metemos el alimento y cerramos la puerta, el microondas se pone en marcha según los parámetros programados. Cuando termina el tiempo, el horno se para aunque no se haya conseguido la temperatura deseada. Si no estamos de acuerdo con el resultado debemos modificar manualmente el tiempo o la potencia de cocción en el panel de calibrado.

3.2.- Sistemas de Bucle Cerrado

Existe un sensor capaz de regular el mecanismo de control en función de la respuesta del sistema. De esta forma la señal de salida condiciona la acción de control y, por ello, a la señal de entrada.

Los sistemas de lazo cerrado funcionan en función de si respuesta que produzca se ajusta o no a lo esperado. Se trata de automatismos SI retroalimentados.

La retroalimentación consiste en tomar el valor de salida mediante un captador y compararlo continuamente con el valor de entrada de referencia. Si entre ellos hay alguna diferencia debe generarse una señal de error que actúe sobre un elemento regulador que altere el proceso hasta eliminar la diferencia de manera automática, sin intervención de otros agentes externos.

Un ejemplo sería el Aire Acondicionado: Una vez establecida la temperatura de la habitación, existe un termostato que actúa como elemento de control y que se encarga de conectar y desconectar el aire según los niveles que envía un sensor de temperatura que hay en el interior del aparato.

4.- Entradas: Sensores

4.1.- Sensores

Para incrementar la productividad, reducir costes y aumentar la seguridad de las industrias, se emplean sensores encargados de controlar el correcto funcionamiento de los procesos productivos que encadenan tareas repetitivas.

Estos sensores o captadores son dispositivos diseñados para recibir información externa y transformarla en una magnitud manipulable y cuantificable. Esta magnitud a medir puede ser la posición, la temperatura, la luminosidad, el contacto, etc.

En función de que sea o no sea necesaria una alimentación externa para captar dicha magnitud, tenemos:

Sensores Activos: Generan señal sin necesidad de estar alimentados
Sensores Pasivos: Necesitan una alimentación externa para captar la magnitud

4.2.- Sensores Habituales

Entre los sensores más empleados podemos citar tres:

Sensores Táctiles: Pueden ser Sensores de Contacto (indican si hay o no hay contacto con algún objeto) o Sensores de Fuerza (miden el valor de la fuerza empleada en el contacto). De este tipo son los Sensores Mecánicos, que accionan un simple interruptor por acción de un elemento móvil (ascensor al final del recorrido o una puerta que se abre o se cierra).
Sensores de Proximidad: Detectan objetos o señales que se encuentran cerca del elemento sensor, para actuar en un determinado proceso u operación. De este tipo son los Sensores Magnéticos, que se cierran al aproximarles un imán o se abren al retirar dicho imán (alarmas de seguridad en puertas y ventanas).
Sensores de Alcance: Se usan para medir la distancia entre un punto de referencia y el objeto ubicado en una zona determinada. Se emplean en robots para evitar obstáculos durante su desplazamiento autónomo.

Entre los más empleados en un taller de tecnología tenemos:

Sensores de Temperatura: Emplean resistencias variables cuyo valor varía en función de la temperatura. Pueden usarse resistencias PTC (resistencia aumenta cuando aumenta la temperatura) o resistencas NTC (resistencia disminuye cuando aumenta la temperatura).
Sensores de Humedad: Detectan un exceso o un defecto de humedad ambiente. Su funcionamiento se basa en el cambio de la resistencia eléctrica al variar el porcentaje de humedad. Se emplean en robots para evitar obstáculos durante su desplazamiento autónomo.
Sensores de Ruido: Son sensores que emplean un micrófono para captar sonidos, y una resistencia variable para ajustar en que punto se activa o se desactiva el circuito.

5.- Elementos de Control

Los Elementos de Control son los encargados de regular el funcionamiento del sistema y enviar las órdenes a los actuadores en función de la información recogida de los sensores. Los sistemas automáticos disponen de una gran variedad de mecanismos de este tipo. Algunos de los más conocidos son:

Los Temporizadores:

Son dispositivos que conectan o desconectan el sistema después de que haya transcurrido un tiempo determinado.
Los semáforos, los hornos, etc., disponen de temporizadores.
Todos son sistemas de lazo abierto.
Los temporizadores pueden estar formados por relojes electromecánicos, relojes electrónicos o programadores electromecánicos rotativos de levas, como los que llevan las lavadoras.

Los Comparadores

Como ya hemos visto, en los sistemas de lazo cerrado existe un elemento comparador en el circuito de retroalimentación
Su trabajo consiste en recoger los parámetros físicos del medio con un sensor determinado y lo compara con un determinado valor preestablecido, informando a la unidad de control para que actúe en consecuencia.
Estos comparadores pueden estar formados por un simple interruptor bimetal, sensible a la dilatación o por un circuito electrónico.

Los Programadores

Se trata de dispositivos electromecánicos o electrónicos que regulan una o varias acciones del sistema.
Es el cerebro del sistema de control.
Suelen ir provistos de un microprocesador donde llevan grabado el programa de trabajo.
Las lavadoras automáticas, lavavajillas, los semáforos y procesos industriales los llevan.

6.- Salidas: Actuadores

Los Actuadores son los elementos que permiten que el sistema automático realice las distintas acciones para las que está diseñado.

Bombillas o LED:

Permiten realizar un sistema automático que tenga que iluminar una zona determinada cuando llegue la noche (Farolas, pistas de aterrizaje, etc)
También iluminan una zona cuando se detecte una persona en una zona normalmente oscura (Escaleras, trasteros, etc.).
También permiten señalizar visualmente una acción (Alarmas, semáforos, etc.).
Para ello se utilizan bombillas, lámparas, proyectores, focos o LEDs.

Motores Eléctricos:

En determinados sistemas se requiere el desplazamiento de alguna parte del mismo (Robots, ascensores, puertas automáticas, impresoras, máquinas industriales, etc.).
Para ello se utilizan motores de corriente contínua o servomotores.

Relés:

Son actuadores que se comportan como interruptores o conmutadores, de manera que pueden conectar o desconectar ciertos circuitos eléctricos o electrónicos.

Accionadores Hidráulicos y Neumáticos:

Permiten realizar desplazamientos lineales en situaciones donde se requiera mucha fuerza (Elevadores, maquinaria de obra, atracciones de feria, etc.)

7.- Aplicaciones de los Sistemas de Control

En la actualidad, los sistemas automáticos de control desempeñan un papel importantísimo, en especial en lo que se refiere a una mejora de la calidad de vida en múltiples campos a saber:

Procesos Industriales: mantener controlado todo un sistema productivo repercute favorablemente en la calidad del producto obtenido. Se puede aumentar la cantidad y la calidad de producción y reducir los costes.
En los Hogares: los sistemas automáticos de control mejoran considerablemente la calidad de vida de las personas en sus propios hogares, por ejemplo en el control de lavadora o la domótica.
Avances Científicos: Muy significativo es el avance en las misiones espaciales Apolo o las misiones no tripuladas a distintos planetas del Sistema Solar, imposibles de realizar sin la automatización.
Avances Tecnológicos: El campo de aplicación es amplísimo. Por ejemplo los limpiaparabrisas inteligentes para vehículos o los despertadores que se activan al detectar síntomas de sueño en el conductor, evitando así posibles accidentes.

Comunicación

1.- Introducción

Ya en la antigüedad, los seres humanos empezaron a utilizar diversos sistemas de comunicación a distancia, tales como sonidos emitidos con cuernos, caracolas y tambores, hogueras, señales de humo, etc. Hace más de mil años existía en Grecia una línea telegráfica de muchos cientos de kilómetros que unía las ciudades de Troya y Argos. Estaba formada por nueve señales luminosas producidas por teas encendidas colocadas en lugares elevados, para ser visibles a largas distancias.

Hoy en día, los satélites de comunicaciones permiten que nos comuniquemos en tiempo casi real, por teléfono o a través de internet, con personas situadas en cualquier lugar del planeta e incluso en el espacio exterior.

2.- Descripción de un Sistema de Comunicación

Un sistema de comunicaciones cualquiera está compuesto por cuatro elementos básicos a saber:

Mensaje: Es la información que se pretende transmitir, y puede estar en formato analógico o digital. Lo importante es que llegue íntegro y con fidelidad.
Emisor: Es el elemento encargado de enviar el mensaje. Prepara la calidad (adecuación a la naturaleza del canal) y la cantidad (amplificando la señal) de información para que pueda ser enviada por el canal.
Medio o Canal: Es el elemento a través del cual se envía la información desde el emisor al receptor. Las principales características que definen a un canal son su naturaleza, su velocidad de transmisión, el ancho de banda o rango de frecuencia en el que opera, las interferencias, la longitud y el modo de inserción de emisor y receptor.
Receptor: Es el elemento terminal que recibe la información y se encarga de demodular la señal, la limpia y recupera el mensaje original.

Su clasificación depende únicamente del medio por el que se propaguen las señales. Atendiendo a esto podemos tener dos tipos de transmisión:

Comunicación Alámbrica: Se lleva a cabo mediante conexiones físicas entre el sistema emisor y el receptor.
Comunicación Inalámbrica: Se realizan a través de medios no canalizados, como la atmósfera, el agua, etc.

Para decidir qué tipo de comunicación usar, debemos valorar tres aspectos:

Las Interferencias: Los cables pueden “blindarse” para que haya pocas interferencias del exterior. En cambio, la propagación inalámbrica puede sufrir interferencias.
El Coste: Es mucho más caro un sistema por cable que uno inalámbrico. En el sistema por cable es necesario construir una red que comunique al emisor con los receptores y en el inalámbrico, no.
La Ubicuidad: Es la posibilidad de intercambiar información prácticamente desde cualquier parte del planeta. Es una de las principales ventajas de los sistemas inalámbricos.

3.- Comunicación Alámbrica

Las redes alámbricas están formadas por una telaraña de cables, a través de las cuales se transmite la información. Sigue siendo el medio más empleado para la transmisión de señales, tanto analógicas como digitales. Se utilizan dos sistemas de cables, los eléctricos y los de fibra óptica.

3.1.- Conductores Eléctricos

La señal que se transporta en estos conductores es de tipo eléctrico, empleándose un cable de distinto tipo según la velocidad, el ancho de banda y la distancia que se precisen. Los más usados son de cobre y aluminio.

En la actualidad se puede distinguir:

Cables de Pares: Es el cable utilizado en telefonía fija. Consta de dos hilos de cobre que transmiten la señal eléctrica. Existen también los cables de pares trenzados, en los que el trenzado disminuye las interferencias ambientales. Pueden contener cientos de pares de hilos, pudiendo soportar hasta venticinco canales por par.
Cables Coaxiales: Están formados por un centro de cobre que transmite las señal y que está separada por un aislante de una malla metálica de cobre o aluminio que protege de las interferencias eléctricas exteriores. Estos cables son utilizados para dar señal desde la antena al televisor. Su gran grosor supone un inconveniente para poder ser utilizados en sistemas locales, pero si se usan para conexiones telefónicas entre ciudades y entre las centrales y sus abonados.

3.2.- Fibra Óptica

La fibra óptica es un hilo que transporta luz. Es capaz de enviar señales a varios kilómetros de distancia sin pérdida significativa de fuerza, permite una mayor velocidad de transmisión, evita interferencias electromagnéticas exteriores y protege de accesos no autorizados.

El centro del cable está formado por un vidrio puro y un recubrimiento, también de vidrio, que tiene un revestimiento externo de protección. Las señales eléctricas procedentes de los transmisores se transforman en señales luminosas que recorren el cable sin salirse del núcleo de la fibra pues el recubrimiento le obliga a reflejarse siempre hacia el propio núcleo. Al llegar a su destino, las señales luminosas se transforman nuevamente en señales eléctricas que pueden ser captadas por los aparatos receptores. Esta transformación la realiza un transistor o un fotodiodo.

3.3.- Telefonía Fija

El teléfono fijo es uno de los sistemas de comunicación más usados en el planeta, aunque en algunos países, como España, ya existen más teléfonos móviles que fijos. Durante años se pensó que el inventor fue el americano Alexander G.Bell, aunque este se limitó a patentar un invento del italiano Antonio Meucci, quien no tuvo dinero para registrar la patente.

El funcionamiento del teléfono fijo puede explicarse de la siguiente forma:

El emisor empieza hablar por el micrófono. Al hablar emitimos ondas sonoras que qué hacen vibrar una membrana que va unida a un cristal piezoeléctrico por el que pasa una corriente eléctrica.
Según este esté más o menos comprimido este cristal, presenta mayor o menor resistencia al paso de la corriente. Estas variaciones de corriente producen una señal eléctrica.
La señal eléctrica se transmite por el cable normalmente de fibra óptica, hasta que la señal llega a las centrales telefónicas
Las centrales telefónicas conectan a dos personas que quieren hablar según los códigos de los números de teléfonos y la señal se envía desde la centralita hasta el receptor.
En el Receptor se encuentra situado otro cristal piezoeléctrico. Los cristales vibran de acuerdo con las características de la señal eléctrica a la que están sometidos. Estas vibraciones corresponden exactamente a la voz que la produjo.

4.- Comunicación Inalámbrica

4.1.- Ondas Electromagnéticas

Aunque pueden utilizarse otros sistemas, en la actualidad la comunicación inalámbrica se efectúa casi exclusivamente por medio de ondas electromagnéticas, que se transmiten a través del espacio. Se producen por la oscilación de una carga eléctrica (electrón) que genera un campo eléctrico (fuerzas de atracción y repulsión) y un campo magnético (genera un polo positivo y otro negativo).

Presentan grandes ventajas frente a los medios de transmisión alámbrica:

No necesitan medio físico para propagarse, pudiendo hacerlo en el espacio e incluso en el vacío.
Se propagan a velocidad costante, prácticamente a la de la luz 300.000 km/sg.
Son capaces de atravesar cuerpos opacos a la luz.

Presentan el inconveniente de que, al igual que las ondas sonoras, se atenúan con la distancia. Esto se soluciona empleando elevada potencia en la generación de la onda.

4.2.- Espectro Electromagnético

Nuestro mundo está lleno de ondas electromagnéticas, de diferente tipo según su frecuencia (ciclos por segundo) y longitud de Onda (tamaño de un ciclo). Las ondas de mayor longitud de onda (No Ionizantes) son de menor frecuencia y también menos energéticas y menos peligrosas para los organismos vivos. Por contra, las de menor longitud de onda (Ionizantes) son las de mayor frecuencia y energía y pueden romper las moléculas orgánicas.

En una escala, de mayor a menor longitud de onda, tenemos:

Radiofrecuencia: Generadas por líneas de tendido eléctrico y emisoras de radio.
Microondas: Generadas en estaciones de televisión, hornos microondas y en radares.
Infrarrojas: Generadas por radiadores y otras fuentes de calor.
Ondas Visibles: Generadas por el Sol. Son una pequeñísima parte, y se manifiestan en el color.
Ultravioletas: También las genera el Sol y aparatos de soldadura industrial. Peligrosas para la piel.
Rayos X: Se usan en radiología. Debe evitarse su uso frecuente.
Rayos Gamma: Los generan las fuentes radioactivas. Son los más energéticos y peligrosos.

4.3.- Modulación de Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas las genera un oscilador que convierte la corriente eléctrica en oscilaciones u ondas de una cierta frecuencia de radio que se puede emitir por medio de una antena. Sin embargo, de nada sirve enviar señales electromagnéticas al espacio si no transportan información, y es por ello que para que exista comunicación con ondas electromagnéticas deben combinarse dos tipos de onda:

Onda Moduladora: De baja frecuencia y gran longitud de onda que contiene la información a transmitir
Onda Portadora: De alta frecuencia y baja longitud de onda y adecuada para transmitir. No contiene información y actúa como medio para transmitir la onda moduladora.

Para realizar la modulación existen dos formas distintas:

Amplitud Modulada: Se basa en variar la amplitud de la portadora en función de la amplitud de la moduladora, obteniéndose así una onda modulada que ya contiene a la moduladora. Alcanzan grandes distancias pero son muy permeables al ruido, y por ello no tienen gran calidad.
Frecuencia Modulada: Se basa en variar la frecuencia de la portadora con arreglo a la amplitud de la moduladora. La frecuencia de la portadora es variable dentro de un rango establecido y en función de la frecuencia de la moduladora. No alcanzan grandes distancias pero son muy limpias y de gran calidad.

4.4.- Las Antenas

Las antenas se basan en el dipolo eléctrico, formado por dos cargas iguales y de signo opuesto, separadas una distancia. Si aplicamos esta idea a las comunicaciones, diremos que una antena es un dipolo con alimentación central empleada para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia. La radiación se produce o se capta por la aceleración de partículas eléctricas.

Existen los siguientes tipos de antenas:

Antena lineal: Llamada monopolos, radian en el plano horizontal. Se utilizan para transmisión a larga distancia, como señales de televisión de VHF y UHF, Wifi, etc, por lo que emite altas frecuencias.
Antena Parabólica: Se trata de un tipo de antena que se utiliza para comunicación a muy larga distancia. Son capaces de enviar y recibir señales muy potentes. Se utilizan en la comunicación por satélite. Su forma parabólica hace que las ondas se concentren en un punto llamado foco. Existen diferentes tipos según las necesidades que se requieran.

5.- Comunicación por Ondas Electromagnéticas

5.1.- Comunicacion Terrestre

El sistema de comunicación terrestre utiliza ondas electromagnéticas de radio convencionales capaces de propagarse en múltiples direcciones. Los elementos que permiten la comunicación son los siguientes:

Emisor de radiofrecuencia. Es el encargado de producir la información a transmitir y tratar la señal de forma adecuada para que pueda ser enviada. En la mayoría de los casos, realiza funciones de amplificación y modulación de la señal.
Antena Emisora. Es la encargada de transmitir la señal modulada y la difunde al espacio. La señal, en forma de ondas electromagnéticas, se transmite a través del aire, salvando la distancia que las separa de su destino gracias a las sucesivas reflexiones que se producen al rebotar en la ionosfera.
Estación Repetidora. Como las ondas van perdiendo intensidad a medida que se propagan, con lo que la señal se va debilitando, se intercalan entre el emisor y receptor, una o varias estaciones repetidoras (según la distancia). Dichas estaciones reciben la señal y se encargan de adaptarla (eliminar posibles interferencias) y a amplificarla, para que pueda llegar a su destino en condiciones óptimas.
Antena Receptora. Reciben señales de muchas frecuencias por lo que su ancho de banda de recepción debe ser muy ancho y las señales que reciben suelen ser débiles por lo que deben ser posteriormente amplificadas.
Receptor de radiofrecuencia. En él se demodula y reconstruye la información transmitida.

5.2.- Comunicación por Satélite

La segunda forma de comunicación inalámbrica, cada vez más usada debido a que permite salvar grandes distancias sin importar la orografía ni la topografía del terreno. Utiliza microondas que sólo se propagan en una dirección, por lo que son emitidas y recibidas mediante antenas parabólicas. Básicamente se realizara utilizando los siguientes elementos:

Emisor de Radiofrecuencia. Es el encargado de producir la información a transmitir y tratar la señal de forma adecuada para que pueda ser enviada. En la mayoría de los casos, realiza funciones de amplificación y modulación de la señal.
Antenas Parabólicas. Las antenas que se utilizan para recibir y enviar las señales a los satélites son las denominadas antenas parabólicas. Su capacidad de emisión y recepción es mucho mayor que las de otros tipos de antenas.
Satélites. Los satélites que actúan como repetidor y amplificador de las señales. Se ponen en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan fuera de la atmósfera a distancias relativamente próximas al Tierra y utilizan placas solares para proveerse de energía. La mayor parte de los satélites de comunicación se sitúan en órbitas geoestacionarias (GEO), situadas a unos 36.000 km. sobre el ecuador y siempre están situados sobre la misma zona geográfica. Con muy poquitos satélites de este tipo se tiene cobertura global a toda la Tierra.
Estaciones Receptoras. Encargadas de recibir la señal del satélite y reenviarla a las distintas estaciones. Las estaciones terrenas pueden ser móviles (situadas en barcos, plataformas petroleras o vehículos militares) o de terminación de red, que son las que habitualmente inician una comunicación terrestre.

6.- Ejemplos de Comunicación Inalámbrica

6.1.- La Radio

La Radio es un medio de comunicación inalámbrico que permite transmitir sonidos. Actualmente, también muchas emisoras de radio transmiten a través de cable, pero parte de su difusión se sigue realizando por medios inalámbricos. El funcionamiento de este medio puede verse en el siguiente esquema:

Transmisor: Está compuesto por un Oscilador que convierte la corriente eléctrica común en oscilaciones de una determinada frecuencia. Un Amplificador que aumenta la intensidad de la señal manteniendo la frecuencia. Un Transductor que convierte la información en un voltaje eléctrico variable y proporcional al valor instantáneo de la intensidad en cada instante. Un Modulador que lleva la señal a la banda en la que debe hacerse la transmisión. Una Antena que emite la onda multidireccional.
Receptor: Está compuesto por una Antena que recibe las ondas electromagnéticas y las convierte en oscilaciones eléctricas. Un Amplificador que aumenta la intensidad de las oscilaciones. Un Demodulador que controla las variaciones de intensidad y frecuencia. Un Sintonizador que permite seleccionar la frecuencia.

6.2.- El Teléfono Móvil

Los teléfonos móviles pertenecientes a una red de telefonía móvil, están conectados mediante un conjunto de estaciones receptoras y emisoras conectadas por radio entre sí, que permiten la conexión y comunicación entre terminales. Las señales en forma de onda se trasmiten a través del aire.

Dado que los interlocutores de las llamadas pueden estar en movimiento, sería necesario utilizar potencias de transmisión muy elevadas para lograr grandes coberturas para evitar que dichos interlocutores puedan salirse de la zona de cobertura de la antena y cortarse la comunicación. Para solucionar este y otros problemas, como el de elegir la frecuencia de transmisión más adecuada, la telefonía móvil se basa en el modelo de células por lo que en muchas ocasiones también se la llama telefonía celular.

Las redes de telefonía móvil están constituidas por un conjunto de estaciones cada una de las cuales tiene un área de cobertura.
De esta forma, el territorio se divide en celdas, en teoría, de forma hexagonal, controladas cada una por una estación terrestre, que soportan un número limitado de llamadas.
Cuando un usuario se encuentra en determinada célula, será atendido por su estación correspondiente.
Pero si al desplazarse pasa a otra célula, y entonces será otra estación la que le permita seguir manteniendo la conversación.
En las zonas limítrofes, las células se solapan, de forma que el usuario no pierda la cobertura cuando pasa de una a otra.
Cada estación utiliza un rango de frecuencias específico y diferente del de las células que la rodean, que son adyacentes a ella, pues en caso contrario podrían producirse interferencias entre células. Células no adyacentes si pueden usar el mismo rango de frecuencias.

6.3.- Posicionamiento Global por Satélite

El Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) es un sistema que permite determinar con precisión la posición y la hora de cualquier lugar del Mundo. Está formado por una constelación de satélites de comunicaciones gracias a los cuales los usuarios pueden determinar su posición, rumbo y velocidad de desplazamiento usando un aparato receptor que capta señales emitidas por esos satélites.

El sistema más popular es el Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global. Fue desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, y aunque originalmente se destinó a uso militar, en los años ochenta empezó a usarse por la industria civil.

Está formado por:

Constelación NAVSTAR: veinticuatro satélites con trayectorias sincronizadas, de manera que a cualquier hora del día siempre hay al menos cuatro dispositivos visibles desde cualquier punto del planeta.
Red de Estaciones Terrestres: Cinco estaciones convenientemente distribuidas que envían información a los satélites para controlar sus órbitas, operatividad y mantenimiento.
Receptores GPS: Son aparatos que miden la distancia entre al menos cuatro satélite y el receptor por el tiempo que tarda en llegar la señal a cada uno y mediante diferentes cálculos es capaz de averiguar la posición exacta del usuario.

El Sistema Europeo GALILEO está formado por 30 satélites /27 activos y 3 de reserva) es mucho más preciso que el GPS, permite triangular incluso en el interior de edificios y bosques y es independiente de las limitaciones y control norteamericano.