Descubren que los cactus pueden servir como antenas de wifi de banda ancha
El alto contenido de agua de la vegetación provoca múltiples resonancias electromagnéticas, lo que hace posible convertir a plantas en una antena omnidireccional. El hallazgo puede contribuir al desarrollo de dispositivos multifuncionales respetuosos con el medio ambiente.
George Rose / Gettyimages.ru
Aunque se supone que las plantas restringen el rendimiento de los sistemas de transceptores de radiofrecuencia (por eso la señal de wifi se vuelve más débil en los bosques), también pueden actuar como elementos biogénicos eficientes, según un estudio de un equipo internacional de científicos del Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MFTI, por sus siglas en ruso) y la Universidad de Tel Aviv.
La investigación, publicada en AIP Publishing, determinó que las plantas no solo pueden limitar las señales, sino que, debido a su alta concentración de agua, actúan asimismo como elementos de una antena resonante dieléctrica que refuerza el campo electromagnético de los objetos.
El estudio se centró en investigar las capacidades del cactus 'Opuntia ficus-indica' para servir como un dispositivo de antena eficiente, que podría personalizarse y contribuir a varias aplicaciones de las tecnologías inalámbricas WLAN y Wi-MAX cubriendo una banda de frecuencias ultraancha.
Experimento para determinar la constante dieléctrica de un cactus.Abhinav Jain, Dmytro Vovchuk, Roman E. Noskov, Eran Socher, Pavel Ginzburg / CC BY 4.0
"Al comienzo del proyecto nos enfrentamos al menos a dos tareas: aumentar la cosecha utilizando las propiedades electrodinámicas de las plantas y utilizar las características electrodinámicas estudiadas para mejorar la conectividad wifi en áreas forestales", explicó Dmitri Filónov, jefe de laboratorio del Centro de Fotónica y Materiales Bidimensionales del MFTI, en una nota publicada este martes por la revista Za Nauku.
"Para ello, era necesario comprender qué cadenas y enlaces alineaban los líquidos en los capilares de las plantas. Un sistema vivo tiene diferentes parámetros electrodinámicos. Al estudiarlos mediante un análisis de microondas, monitoreamos la dinámica del crecimiento de las plantas y podemos planificar un cuidado competente y oportuno", agregó.
"Habiendo estudiado la estructura electromagnética, queríamos resolver el problema inverso: utilizar el sistema no con fines de absorción, sino con fines de radiación, y en ese momento surgió una antena de un cactus. Se ha convertido en una verdadera prueba de todas nuestras hipótesis: sabemos cómo se organiza una planta desde el punto de vista de la electrodinámica, cómo puede influir en las señales y cómo se puede utilizar para la radiación", resumió el científico.
El alto contenido de agua dentro de la vegetación provoca múltiples resonancias de Mie, que son efectos de reforzamiento del campo electromagnético de los objetos.
Los tallos del cactus estudiado por los investigadores tienen casi un 75-85 % de agua, lo que hizo posible usar a la planta como una antena omnidireccional de banda ancha natural que opera en varias bandas de comunicación wifi desde 900 MHz hasta 7,7 GHz.
Los científicos describieron matemáticamente cómo se organizan las resonancias del tallo, le conectaron una fuente y el cactus comenzó a generar radiación electromagnética. Los científicos explican que eligieron el 'Opuntia ficus-indica' para la investigación por la sencilla razón de que es muy común en Israel. Además, a menudo se encuentra en zonas áridas y desérticas, donde establecer una conexión inalámbrica es una tarea difícil.
La investigación adicional sobre las plantas como elementos electromagnéticos funcionales puede ayudar al desarrollo de dispositivos multifuncionales respetuosos con el medio ambiente y de otras tecnologías verdes, concluyeron los autores del trabajo.
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