Por el profesor Joaquín Campos Acosta

El año 2015 ha sido declarado por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) ‘Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en la Luz’ con el objetivo de que la población en general tome conciencia de la importancia de las mismas en la vida cotidiana de los habitantes de todos los países y de su importancia para el desarrollo sostenible del planeta, más allá de que la luz haya sido imprescindible para el desarrollo de la vida tal y como la conocemos.

Esta iniciativa surge de la ‘European Physical Society’ en el año 2009, que la traslada a la UNESCO, quien decide hacerla suya y presentar una propuesta de resolución a la Asamblea General de la ONU. Finalmente, la resolución fue adoptada en la Asamblea por unanimidad en diciembre de 2013, siendo hasta la fecha la resolución de este tipo que ha sido apoyada por un mayor número de países, lo cual da idea de la importancia de la misma. El lector interesado en una información más amplia en relación con esta declaración y las actividades que se están desarrollando en el año internacional de la luz puede dirigirse al portal del año de la luz en España: www.luz2015.es

La luz en el desarrollo científico tecnológico

La luz, la radiación óptica si se quiere hablar de forma más precisa, ha jugado un papel extraordinario en el desarrollo científico y tecnológico de los últimos años, apoyado en el avance producido en el conocimiento de los fenómenos que ocurren en la interacción de la luz con la materia y en el desarrollo de métodos y dispositivos para controlar y utilizar esos procesos. La luz emitida o re-emitida por los cuerpos es capaz de proporcionar información sobre su composición, su estructura interna y su naturaleza y esta propiedad se utiliza en las diversas técnicas espectroscópicas y de análisis disponibles en múltiples ramas de la ciencia y la tecnología para identificar sustancias o elementos componentes.

La luz proporciona información sobre la morfología y apariencia de los objetos y la variación de ambas. El desarrollo de esta capacidad es de gran importancia en aplicaciones metrológicas dimensionales, pero además, mediante los sistemas de captura y presentación de imágenes ha permitido no sólo su utilización científica, sino la gran expansión del comercio electrónico, el desarrollo de los medios diagnósticos en medicina basados en endoscopias o el apoyo a los procedimientos quirúrgicos, entre otras cosas.

La luz, como onda portadora, tiene una alta capacidad de transmitir información. El desarrollo de la fibra óptica ha propiciado el aprovechamiento de esa capacidad de manera que el acceso a cantidades ingentes de información está disponible en los mismos hogares, cosa que era impensable hace relativamente poco tiempo. La capacidad e inmediatez de la comunicación moderna no sería posible sin la fibra ni los emisores y receptores opto-electrónicos que constituyen los sistemas de comunicación actuales.

La luz en los sistemas de de detección remota

La detección remota y la capacidad de observación forman parte de la vida cotidiana de cada cual. El desarrollo de la red de satélites suministra datos indispensables para los modelos de predicción del tiempo meteorológico, para la evolución del clima, para la evaluación de cosechas en grandes superficies y la estimación de tiempos de recolección, o para la medida de la contaminación atmosférica, por citar algunos ejemplos. Los sistemas de detección remota (satélites, aéreos o en tierra) han contribuido a mejorar los aspectos de seguridad de instalaciones y personas o de control de la calidad de la producción industrial de una forma impensable hace unos años. Están por escribir aún muchas páginas en este campo que van a facilitar diferentes tareas de la vida cotidiana en el campo de la domótica y del transporte. La luz es portadora de energía que se puede transferir a los objetos, transformándolos al interaccionar con ellos bajo ciertas condiciones. Los láseres, que son las fuentes de luz que han posibilitado el desarrollo de esta capacidad, se utilizan para cortar, modelar y soldar piezas en la industria, o para cambiar las propiedades ópticas superficiales como en los cotidianos discos DVD u otros sistemas de almacenamiento de información, sin olvidar su aportación a los diferentes tipos de intervenciones quirúrgicas y terapias médicas.

La llegada del LED

La energía de la luz también se puede transformar en otro tipo de energía, como la eléctrica. La luz, bien mediante procesos fotovoltaicos o mediante procesos termo-solares, es una fuente importante de ‘energía limpia’ que puede contribuir junto con otras fuentes al mantenimiento del desarrollo económico que queremos y de los niveles de vida alcanzados sin perturbar, o con una incidencia mínima en, el medio ambiente, en el equilibrio de la naturaleza.
La generación de luz es un objetivo perpetuo del ser humano para poder realizar su actividad de forma independiente del ciclo natural del sol. A lo largo de la historia se han desarrollado varias fuentes de luz artificial, pero la aparición de los diodos emisores de luz (conocidos como LED) ha supuesto un punto y aparte en la generación de luz con alta eficiencia energética y bajo impacto ambiental, tanto desde el punto de vista de la producción de residuos como de la contaminación lumínica. Estos dispositivos están permitiendo la creación de ambientes luminosos más confortables y adecuados a las tareas visuales a desarrollar en ellos.

Las propiedades de la luz que se propaga en un medio se ven alteradas por cambios en las constantes ópticas del mismo producidos por cambios de presión, temperatura… Estos fenómenos se utilizan para realizar sensores de las magnitudes físicas que provocan el cambio. Sensores que pueden estar distribuidos espacialmente y que se pueden usar en ambientes agresivos en los que no podría haber otro tipo de sensores.

Otras muchas aplicaciones de la luz y sus tecnologías en el arte, el ocio o el diseño se podrían citar, pero no se puede pasar por alto la aportación específica de las tecnologías basadas en la luz al estudio y mejora de las capacidades de visión del ser humano. Desde su aportación al entendimiento de los mecanismos que la rigen hasta la creación de técnicas y dispositivos que la facilitan como la cirugía láser, las lentes y lentillas o los sistemas fotónicos de mejora de la baja visión.

Por tanto, la luz y sus tecnologías contribuyen a abordar retos globales actuales tales como el desarrollo sostenible, la generación de ‘energía limpia’ y la mejora de la salud y bienestar de las personas, elementos perseguidos por la ONU al declarar un año internacional.

Tecnologías óptica y fotónica motor de economía
Es importante resaltar también que las tecnologías ópticas y fotónicas son un motor económico importante, con potencial de revolucionar el siglo XXI como la electrónica hizo con el siglo XX. Tanto es así que la Unión Europea ha declarado la fotónica, como una de las tecnologías claves para el futuro de los países de la Unión. Puede ser una buena oportunidad para la economía española, donde hay buenos grupos de investigación con experiencia de transferencia tecnológica y empresas que desarrollan su actividad en el mercado internacional. Particularmente lo es en Madrid, donde se desarrollan los programas de actividades de I+D ‘Sensores e Instrumentación en Tecnologías Fotónicas’ y ‘Desarrollos Industriales Fotónicos y de Radiofrecuencia y Aplicación a Técnicas Experimentales de Geodesia Espacial’ entre grupos de investigación de la Comunidad de Madrid, aprobados en la convocatoria ‘Tecnologías 2013’ de la Comunidad de Madrid y cofinanciado con Fondos Estructurales de la Unión Europea.

Una última reflexión para acabar. Si la luz y las tecnologías basadas en la luz son tan importantes en la vida cotidiana, ¿cómo es que la población en general no las conoce? ¿No será que no están convenientemente recogidas en el sistema educativo?

Autor:   Joaquín Campos Acosta (Instituto de Óptica ‘Daza de Valdés‘, CSIC, Comité Español del Año de la Luz)

Fuente: madri+d