Las ventanas de una oficina podrían proporcionar conexión inalámbrica Omicrono
Adiós al WiFi lento en casa: estas ventanas usan la luz solar para mejorar la señal de internet
Investigadores de Arabia Saudí acaban de presentar un estudio sobre unos cristales capaces de polarizar la luz recibida para enviar y recibir datos.
5 noviembre, 2022 02:00Desde hace años se busca un sustituto para las conexiones WiFi, una alternativa que corrija algunas de sus debilidades, como la seguridad, su incapacidad para superar algunos obstáculos sólidos o las interferencias entre dispositivos. Cuando tiene problemas con la señal, la gente suele recurrir a repetidores de señal o routers más potentes, como el Nest WiFi Pro que acaba de lanzar Google en España. Pero el futuro es otro. Entre las tecnologías con mayor potencial está el LiFi (Light Fidelity), que transmite datos a alta velocidad mediante luces LED, que tras varios años de desarrollo no ha acabado de despegar.
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Recientemente, ha surgido una alternativa aún más sorprendente y, además, ecológica: la posibilidad de instalar ventanas inteligentes capaces de modular la luz solar para ofrecer una conexión de datos estable, segura y con un gasto energético cercano a cero.
En un estudio publicado en la revista científica IEEE Photonics, el especialista en comunicaciones Basem Shihada y su equipo de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí, aseguran que "la energía solar no se aprovecha suficientemente. En este trabajo, pretendemos emplear la energía de la luz solar para la transmisión de datos como una opción ecológica para las comunicaciones inalámbricas".
Aunque las velocidades de transmisión obtenidas durante los cálculos preliminares todavía son bajas, en un futuro esta alternativa podría superar incluso las velocidades actuales del WiFi y convertirse en un complemento ideal para evitar problemas de cobertura en tanto en oficinas como en viviendas.
Jugando con la luz
El sistema ideado por Shihada y su equipo se basa en el mismo principio que el LiFi: la luz también puede convertirse en los ceros y unos del código binario. El LiFi utiliza la comunicación por luz visible (VLC) en una longitud de onda que va entre 400 y 800 terahercios (THz). Es algo parecido al código Morse, ya que consiste en encender y apagar un LED a altísimas velocidades para transmitir datos en código binario sin que, supuestamente, lo perciba el ojo humano.
Diagrama del funcionamiento de las ventanas inteligentes Omicrono
Por su parte, las ventanas inteligentes del equipo saudí se basan en un novedoso obturador de cristal líquido (DLS) de doble celda capaz de modular la luz del sol. Se obtiene apilando dos celdas de LCD que funcionan de manera opuesta. Para construir el modulador Shihada utilizó una matriz con varios de estos obturadores, que son capaces de brindar comunicación pasiva e inalámbrica. "El diseño ofrece tiempos de conmutación rápidos y simétricos y resuelve los problemas del efecto de parpadeo y las interferencias".
Estos cambios de polaridad, aseguran los investigadores, no son perceptibles para los humanos, pero las pruebas han demostrado que sí pueden ser detectados y descodificados por las cámaras de dispositivos como los smartphones, por ejemplo. Y eso es una gran diferencia con los cambios en la intensidad de la luz artificial que utiliza el sistema LiFi, ya que en algunos casos pueden producir un molesto efecto de parpadeo.
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Otra de las grandes ventajas que implica el uso de estas ventanas frente a otras alternativas es el ahorro energético. Si los routers WiFi como los que utilizamos cada día consumen habitualmente entre 5 y 20 vatios de electricidad, el DLS sólo utiliza 1 W, una potencia que además podría ser suministrada por un pequeño panel fotovoltaico.
Sin embargo, el mismo punto fuerte de esta tecnología, el uso de la luz solar, también es su talón de Aquiles. Y es que, como reconoce el propio Shihada, el sistema basado en DLS no podría funcionar de noche o en condiciones de poca luz, por lo que sería más bien un complemento que un sustituto del WiFi, al menos de momento. También serían necesarios amplios ventanales en cada habitación ya que, si los dispositivos no reciben luz, tampoco podrían conectarse a la red.
Mirando al futuro
Los primeros usos de estas ventanas inteligentes, señalan los investigadores, podrían ser "aplicaciones del Internet de las cosas (IoT), especialmente en entornos interiores, que requieren bajas velocidades de datos y bajo consumo de energía". A esto también contribuye la escasa tasa de transmisión conseguida hasta la fecha. Según los cálculos de los científicos saudíes, las ventanas inteligentes ofrecerían una transmisión de 16 kB por segundo, una conexión con la que se tardarían casi 150 horas en descargar un archivo de 1 GB.
Aún así, Shihada está convencido de poder multiplicar esas velocidades en futuros desarrollos. "Ahora estamos encargando el hardware necesario para la implementación de un prototipo de banco de pruebas", afirma en New Atlas, para "aumentar las velocidades de datos de kilobits a megabits y gigabits por segundo". El objetivo es ser incluso más rápido que el WiFi, pese a los años de ventaja que lleva este sistema.
Explicación del LiFi
Mientras mejora esta tecnología, los últimos avances en el LiFi pueden ser el camino a seguir. Ya existe la LiFi Alliance, una organización similar a la WiFi Alliance (responsable de desarrollo de nuevos estándares como el WiFi 6E), dedicada a promover todo lo relacionado con las conexiones inalámbricas mediante pulsos de luz. Su objetivo es impulsar el Light WLAN 802.11bb, que sería el primer estándar de esta prometedora tecnología y se espera que esté listo para 2023.
De momento, las pruebas piloto con sistemas LiFi sólo se han puesto en marcha en entornos hospitalarios, militares y educativos. Hasta que se implante definitivamente (si es que lo consigue), el verdadero límite viene marcado por los receptores. Y es que, para poder transmitir esos datos entre las bombillas LED o las ventanas inteligentes y dispositivos como móviles, televisores o portátiles, estos necesitarán incluir un elemento de hardware que capte las modulaciones de luz. Su inclusión está prevista para 2025, cuando podremos ver, además de las especificaciones como la conectividad Bluetooth o el NFC, si un aparato dispone de LiFi o no.
