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Fibra óptica en un avión
Hay más de cien millas de cables eléctricos en un avión promedio, que controlan casi todo, desde el tren de aterrizaje hasta las llamadas de los auxiliares de vuelo. Todo ese cable de cobre aislado es una gran responsabilidad: es pesado, es susceptible a la interferencia electromagnética y, cuando no se mantiene adecuadamente, puede causar fallas en el sistema e incendios.
Los haces de cables aislados en los aviones son pesados y costosos de mantener. Enviar señales a través de una sola línea de fibra óptica podría ahorrar cientos de libras y simplificar el mantenimiento. (Crédito: Corbis)
Ahora, los investigadores de la Universidad Texas A&M en College Station han encontrado una manera de reemplazar algunos de estos cables con tecnología de fibra óptica, que es más liviana que el cable de cobre, menos propensa a las interferencias electromagnéticas e inmune a los cortocircuitos eléctricos. Desarrollaron un interruptor óptico novedoso que podría incorporarse a los controles de la cabina para administrar las operaciones que deben encenderse o apagarse, por ejemplo, el tren de aterrizaje, las pantallas y el cambio manual entre los tanques de combustible.
Actualmente, los interruptores de encendido y apagado en una cabina están conectados a cables separados que serpentean a través de un avión, controlando varias funciones. El costo de mantenimiento de una configuración de este tipo puede ser alto, dice Zhaoxia Xie, investigadora del proyecto Texas A&M. Si un interruptor no funciona debido a problemas de cableado en las profundidades del avión, la búsqueda de la línea ofensiva puede llevar mucho tiempo y esfuerzo, porque decenas de cables están agrupados.
El interruptor que Xie desarrolló con el difunto Henry Taylor , profesor de ingeniería eléctrica e informática en Texas A&M, puede detectar si se ha pulsado un botón de apagado a encendido. La información del dispositivo basado en fibra podría enrutarse a una arteria principal de fibra, que transportaría cientos de señales simultáneamente. Xie dice que eliminaría la mayor parte de los cables, simplificaría el mantenimiento y reduciría los costos.
En el corazón del dispositivo hay un elemento sensor de 10 milímetros de largo, incrustado en fibra con un diámetro de 125 micrómetros. Este sensor está compuesto por dos espejos que son transparentes y reflectantes, lo que permite que la luz entre, se refleje entre ellos y luego pase a través. A medida que las ondas de luz rebotan entre los espejos, forman patrones de interferencia que cambian según la posición de los espejos. Los investigadores aprovecharon esta propiedad al conectar su interruptor a un voladizo que ajusta ligeramente la posición de los espejos cuando se presiona un botón de la cabina. Al cambiar el espaciado de los espejos se ajusta el patrón de interferencia, lo que indica si el interruptor está encendido o apagado.
Aunque los ingenieros han estado trabajando para reemplazar el cableado plano con fibra durante años, solo han tenido un éxito moderado. El 777 de Boeing, construido a mediados de la década de 1990, utiliza una red de comunicación de fibra óptica, pero el diseño y la implementación fueron más o menos un experimento, dice Dan Martinec, director técnico de actividades de la industria en ARINC , una empresa de comunicaciones aeronáuticas con sede en Annapolis. La red no era un sistema crítico, dice. Además, estaba sobrediseñado, con más margen de error de lo que sería rentable si se implementara ampliamente en la industria. Sin embargo, dice, los aviones 787 de Boeing, una nueva flota programada para volar en 2007, tendrán una red de comunicación óptica más rentable a bordo.
Martinec se muestra escéptico de que la investigación de Texas A&M llegue alguna vez a los aviones. Pero Fazi dice que reemplazar los cables eléctricos conectados a los interruptores podría producir un ahorro de peso suficiente para que la tecnología sea rentable. Incluso si solo se pierden un par de cientos de libras de un avión, dice, eso sigue siendo significativo.
Se necesita hacer mucho más trabajo para que el conmutador óptico esté listo para su implementación, dice Xie. El siguiente paso es probar la configuración en un avión para determinar las temperaturas extremas y las vibraciones que puede soportar.