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Vida Académica
2015-11-04
2015: festejo en las Telecomunicaciones
El mundo celebra 150 años de la Unión Internacional de Telecomunicaciones y de las Ecuaciones de Maxwell.
Por: Jésús Réyés García y Miguél Moctézuma Florés*
Fotografía: Internet
Comunicafi
Maxwell

Entre 1864 y 1865, mientras México lucha por mantener su independencia en pleno apogeo de la intervención francesa y el establecimiento del Imperio de Maximiliano, en Europa se dan dos sucesos que influyeron de manera muy importante la conformación de los sistemas de telecomunicaciones actuales, que en 2015 han sido motivo de festejo en diversos lugares del mundo por su 150 aniversario.

Fundación de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT)

El primer suceso, en mayo de 1865, es la creación de una organización que a través del tiempo reguló y normalizó los sistemas de telecomunicaciones, principalmente para lograr redes que nos permiten en la actualidad tener una comunicación a escala mundial.

En mayo de 1865 se reúnen en París, Francia, veinte Estados europeos con la finalidad de establecer un convenio que permitiera facilitar la transmisión de señales telegráficas a través de las fronteras de éstos y conformar un sistema telegráfico internacional.

Es así que el 17 de mayo de 1865 firman el Convenio Telegráfico Internacional estos veinte Estados, que en la actual geopolítica europea se reducen a dieciséis: Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, la Federación de Rusia, Francia, Grecia, Hungría, Italia, Noruega, los Países Bajos, Portugal, Suecia, Suiza y Turquía. El Convenio daría origen a la organización Unión Telegráfica Internacional, cuya sede se establece en Berna, Suiza, y que durante las últimas décadas del siglo XIX se dedica a regular la interconexión internacional de los sistemas de telecomunicación pioneros: el telégrafo y el teléfono.

A principios del siglo XX surge la telegrafía inalámbrica, y en noviembre de 1906, en Berlín, Alemania, se reúnen 29 Estados marítimos, entre ellos México, para ordenar las comunicaciones entre barcos y tierra, y establecer un uso ordenado de las frecuencias, mediante la firma del Convenio Radiotelegráfico Internacional, al cual se le solicita dar seguimiento a la Unión Telegráfica Internacional. Para atender aspectos de la normalización de los sistemas de comunicaciones, en la década de 1920 se crean tres Comités Consultivos: Telegrafía, Telefonía y de Radiocomunicaciones.

En 1932 se celebra en Madrid, España, una conferencia de plenipotenciarios de la Unión Telegráfica Internacional, en la cual se decide fusionar los Convenios de Telegrafía y el de Radiocomunicaciones para crear el Convenio Internacional de Telecomunicaciones, y cambiar de nombre a la organización por el de Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), con el que se conoce hasta la actualidad.

En 1947 ante los cambios en el orden político y económico que surgen después de la Segunda Guerra Mundial, la UIT solicita a la naciente Organización de las Naciones Unidas formar parte de sus Agencias Especializadas, en este caso en el ámbito de las telecomunicaciones. En 1948 la UIT cambia su sede de Berna a Ginebra, Suiza, donde permanece hasta ahora. La UIT ha tenido cambios estructurales importantes, en 1956, 1989 y 1992, acordes a los avances tecnológicos y al surgimiento de nuevos sistemas telecomunicaciones, así como para ayudar a los países en desarrollo a mejorar su infraestructura de telecomunicaciones.

La UIT puede resultar desconocida para la mayoría de las personas, sin embargo, es esencialmente la organización internacional de carácter intergubernamental más antigua del mundo, y que se ha tomado como ejemplo, en cuanto a su estructura y formas de trabajo, para la creación de otras.

El pasado mes de mayo se festejó el 150 aniversario de la UIT en 50 países con seminarios y conferencias cuya temática estuvo relacionada con las TIC y sus aplicaciones. En París tuvo lugar una ceremonia especial para celebrar la firma del primer Convenio Telegráfico Internacional ocurrido el 17 de mayo de 1865, y en Madrid hubo otra, a la que asistió el Rey Felipe VI de España, para conmemorar el cambio de nombre de la Unión Telegráfica Internacional por el de Unión Internacional de Telecomunicaciones en 1932.

En la celebración, el Secretario General de la UIT, Houlin Zhao, declaró: "Durante nuestros 150 años de historia, hemos promovido la cooperación internacional, obrando para obtener soluciones prácticas a fin de integrar nuevas tecnologías de comunicación a medida que se van desarrollando, y extender sus beneficios a todos. La excepcional historia de la UIT ejemplifica su papel estelar en la conexión del mundo a los medios más avanzados e innovadores de comunicación, de los días del telégrafo hasta el Internet y la banda ancha móvil, que nos permiten ahora estar en contacto en todo momento y en cualquier lugar con amigos, familiares, colegas e incluso cosas".

De cara al futuro como organismo especializado de las Naciones Unidas para las telecomunicaciones y las TIC, la UIT se dedica esencialmente a propiciar las innovaciones tecnológicas y sus aplicaciones en la economía, el comercio, la educación y el medio ambiente, junto a sus 193 Estados miembros y sus cerca de 900 entidades del sector privado, organizaciones regionales e internacionales de carácter intergubernamental e instituciones académicas participantes.

Las ecuaciones de Maxwell

El segundo suceso es el de diciembre de 1864 cuando Maxwell expone una teoría, que a pesar de tener inicialmente una connotación meramente científica, su aplicación práctica va a dar origen a las radiocomunicaciones y a establecer en forma general las bases teóricas de la transmisión física de la información en los sistemas de telecomunicaciones.

En 1865 el físico escocés James Clerk Maxwell publica su obra magistral que agrupa y sintetiza los descubrimientos de André M. Ampere, Hans Christian Oersted, Karl F. Gauss, Joseph J. Thomson y Michael Faraday sobre el electromagnetismo, la inducción electromagnética y los campos de fuerza. Maxwell propone una teoría general del electromagnetismo bajo la forma de 20 ecuaciones con 20 incógnitas, empleando una herramienta matemática predecesora del análisis vectorial conocida como los cuaterniones. En esa época la electricidad y el magnetismo se consideraban fenómenos que mantenían alguna cierta relación, pero que se escribían con ecuaciones diferentes e independientes.

Maxwell introduce una teoría unificadora en la cual expone qué campos eléctricos y magnéticos están relacionados uno con el otro, y en la solución de sus ecuaciones encuentra la existencia de las "ondas electromagnéticas". Es la interacción entre campos eléctricos y magnéticos variantes en el tiempo lo que da origen a los conceptos de ondas electromagnéticas y de radiación electromagnética. Conociendo los valores de la permeabilidad y permitividad del vacío, Maxwell determina que la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío es ecuacion 1 lo cual es simplemente la velocidad de la luz. Un aspecto de la naturaleza queda revelado cuando Maxwell deduce que la luz misma es una forma de radiación electromagnética, e imagina ondas electromagnéticas viajando en el espacio, en donde un campo eléctrico variante da sustento a un campo magnético y viceversa, subsistiendo ambos en desplazamientos ondulatorios ortogonales.

Maxwell fallece en 1879 de cáncer de estómago, a la joven edad de 48 años, sin lograr ver comprobadas experimentalmente sus teorías sobre la radiación electromagnética.

En 1884, Oliver Heaviside y Willard Gibbs reformulan las ecuaciones presentadas por Maxwell, empleando las nacientes herramientas del análisis vectorial, y las reducen a un sistema de cuatro ecuaciones, que representan las cuatro leyes fundamentales de campo electromagnético: la de Gauss para el campo eléctrico, la de Gauss para el campo magnético, la de Faraday-Neuman-Lenz, y la de Ampère. Con ello logran tener un sistema de ecuaciones que describen de manera concreta y elegante los fenómenos electromagnéticos.

Maxwell, mediante sus ecuaciones, predijo la posibilidad teórica de generar radiación electromagnética. Este hecho fue comprobado experimentalmente por Heinrich R. Hertz en 1887 al generar por primera vez ondas de radio, midiendo sus características y comprobando que la velocidad de propagación era la calculada por Maxwell.

A las ecuaciones que Maxwell presentó para describir el fenómeno electromagnético nunca les asignó su apellido, pues eran leyes descubiertas por otros experimentadores sobre los fenómenos eléctricos y magnéticos. Fue otro físico de gran renombre, Albert Einstein, quien a principios del siglo XX al hacer referencia a dichas ecuaciones las denominó "ecuaciones de Maxwell", quedando así ese nombre hasta la actualidad.

La importancia de las ecuaciones de Maxwell es que nos permiten evaluar el comportamiento del campo electromagnético en una región del espacio o en un material, lo cual es la base del estudio de la electricidad y el magnetismo, los circuitos eléctricos y electrónicos, la luz visible, y las ondas radioeléctricas que nos permiten tener sistemas, como el radar, la televisión, los hornos de microondas, la telefonía celular, las comunicaciones satelitales y las comunicaciones en misiones espaciales. Las ecuaciones de Maxwell trazaron el camino que en siglo XX condujo a una revolución tecnológica, cambiando para siempre las formas de comunicación y el estilo de vida de la humanidad.

El libro del Génesis, en la historia del cielo y de la tierra, cuenta que: En el principio creó Dios los cielos y la tierra. Y la tierra estaba sin orden y vacía, y las tinieblas cubrían la superficie del abismo... Entonces dijo Dios: Sea la luz. Y hubo luz.

Lo anterior, en el curso del tiempo ha tenido interpretación desde un punto de vista de la Ingeniería en Telecomunicaciones, por lo que es usual, en los laboratorios de Teoría Electromagnética de cualquier universidad del mundo, encontrar un gran cartel para recordar a los jóvenes alumnos el legado de Maxwell en sus cuatro ecuaciones:

ecuaciones de Maxwell

* Profesores del Depto. Ing. en Telecomunicaciones, FI-UNAM