Un ordenador puede efectuar muchas tareas, pero no serían de utilidad si no existieran dispositivos que nos mostraran los resultados. Los primeros ordenadores daban los resultados mediante luces parpadeantes y dispositivos de teletipo, actualmente hay dos dispositivos preponderantes, pantalla e impresora.
Pantallas
Se les conoce también como monitor o VDT (Video Display Terminal)
sirve como una ventana del ordenador hacia el usuario. Hay diversas
tecnologías y características, que se describen seguidamente:
En las pantallas de TRC se han de
considerar unas normas de seguridad, dado que estos dispositivos
emiten radiaciones de diversos tipos. La radiación más conocida es
la de rayos X, problema que está solucionado, pues todos los
monitores llevan cantidad suficiente de plomo en el cristal, como
para retenerla en su mayor parte. Otro tipo de radiación es la
producida por campos electromagnéticos a muy bajas frecuencias y a
extremadamente bajas frecuencias (ELF y VLF, habituales en la
comunicación con submarinos), según algunas investigaciones (no hay
evidencias), susceptibles de producir cáncer. Para evitar este tipo
de radiaciones los monitores han de ser homologados MPR, normativa
sueca muy restrictiva. Hay otra aún más restrictiva, propuesta por
los sindicatos suecos, es la conocida como TCO. En resumen, cuando
se adquiera un monitor se ha de considerar que como mínimo lleve la
homologación alemana (TÜV) o sus equivalentes en EE.UU. (UL) o para
Canadá (CSA), aparte si se quiere de baja radiación ha de llevar la
MPR II o la TCO. Cualquier monitor que no esté homologado es un
peligro para el usuario. Desde el uno de enero de 1996, es
obligatoria en los países de la Unión Europea, la certificación CE,
que implica unos mínimos de seguridad, aunque no es una marca de
calidad, ni implica la homologación MPR II. Una solución empleada
hace unos años fue poner filtros para la pantalla, pero actualmente
dadas las características de seguridad y ergonomía de los
monitores, no son necesarios.
Cristal líquido
LCD ( Liquid Crystal Display) son las siglas en inglés de
pantalla de cristal líquido, dispositivo inventado por Jack
Janning, quien fue empleado de NCR. Se trata de un sistema
electrónico de presentación de datos formado por dos capas
conductoras transparentes y en medio un material especial
cristalino (cristal líquido) que tienen la capacidad de orientar la
luz a su paso. Cuando la corriente circula entre los electrodos
transparentes con la forma a representar (por ejemplo, un segmento
de un número) el material cristalino se reorienta alterando su
transparencia. Los inicios se deben a Friedrich Reinitzer
(1858-1927) quien descubrió el cristal líquido natural del
colesterol extraído de zanahorias (es decir, la existencia de dos
puntos de fusión y la generación de colores), y publicó sus
conclusiones en una reunión de la Sociedad Química de Viena el tres
de mayo de 1888.
El material base de un LCD lo constituye el cristal líquido, el cual exhibe un comportamiento similar al de los líquidos y unas propiedades físicas anisotrópicas similares a las de los sólidos cristalinos. Las moléculas de cristal líquido poseen una forma alargada y son más o menos paralelas entre sí en la fase cristalina. Según la disposición molecular y su ordenamiento, se clasifican en tres tipos: nemáticos, esméticos y colestéricos. La mayoría de cristales responden con facilidad a los campos eléctricos, exhibiendo distintas propiedades ópticas en presencia o ausencia del campo. El tipo más común de visualizador LCD es, con mucho, el denominado nemático de torsión, término que indica que sus moléculas en su estado desactivado presentan una disposición en espiral. La polarización o no de la luz que circula por el interior de la estructura, mediante la aplicación o no de un campo eléctrico exterior, permite la activación de una serie de segmentos transparentes, los cuales rodean al cristal líquido. Según sus características ópticas, pueden también clasificarse como: reflectivos, transmisivos y transreflectivos.
Una variante a las pantallas LCD son las conocidas como LED, la
diferencia entre una pantalla (o televisor) de LED y que tenga
tecnología LED, se puede comprender mediante una comparación, en el
primer caso, es el de lo semáforos, señales de tráfico o en faros
de modernos coches, se considera pantalla LED cuando en la misma la
imagen la conforman diferentes LED. Ese no es el caso de las
pantallas anunciadas como LED, en los monitores los LEDs se
encargan de la retroiluminación del panel, al igual que hasta ahora
hacían los tubos fluorescentes (CCFL) en los LCD clásicos, esto
supone ventajas: menor consumo y evitar productos con mercurio que
es tóxico si se rompe el tubo fluorescente, mejora del contraste
dinámico y menor espesor. Aunque se denominan de igual forma,
básicamente dos son las tecnologías de retroiluminación que dominan
el mercado:
LED de tipo Edge, en la búsqueda por un sistema de iluminación trasera que permitiera jugar más con el diseño de los televisores y reducir su grosor, surgió la idea de llevar la iluminación LED a los bordes de los equipos. De esta forma el grosor que se consigue es muy reducido, la luz de los LEDs se distribuye entonces por todo el panel por medio de difusores. El inconveniente de este sistema es que los negros no lo son tanto y que la retroiluminación puede no ser uniforme en todas las zonas.
LED con atenuación local, el otro sistema principal de iluminación de los paneles en los televisores LED es el local dimming o atenuación local. En este caso el sistema puede apagar y encender zonas más concretas, consiguiendo mejores contrastes. En los de este tipo también hay un inconveniente destacado llamado efecto blooming, con el que es posible ver un halo en los objetos claros en un fondo negro.
Una tecnología en desarrollo que puede reemplazar a los LED es la tecnología de Puntos cuánticos, fue descubierta en la década de los 80 del pasado siglo por el físico ruso Alexei Ekimov y denominados posteriormente como puntos cuánticos por el físico Mark Reed. En esencia, los puntos cuánticos son cristales semiconductores de sólo unos pocos nanómetros de tamaño, cuyas propiedades están entre las de los semiconductores y las de moléculas discretas. Estos cristales se caracterizan por emitir luz al ser excitados por una corriente eléctrica. Sin embargo, a diferencia de otros materiales, los puntos cuánticos son más eficientes emitiendo luz y, al mismo tiempo, emiten diferentes longitudes de onda (diferentes colores) en función de su tamaño. Durante casi dos décadas, el problema fue cómo aplicar estos nanocristales a una lámina de cristal para poder construir una pantalla. Finalmente, los avances de compañías como QD Vision han permitido esta aplicación.
La tecnología de los puntos
cuánticos (QD) va a ser usada en pantallas, y será Sony el primer
fabricante que los integre (pantallas Triluminos). Las pantallas QD
pueden reproducir una gama de colores mucho más amplia que las que
existen actualmente, hasta un 50% más. más colores suponen imágenes
más fieles a la realidad y más compatibles con el ojo humano. Las
pantallas actuales reproducen una gama de colores mucho más
limitada. Otras ventajas son la flexibilidad, pues los QD son
solubles tanto en medios acuosos como no acuosos, lo que permite
que sean impresos en pantallas flexibles o rígidas de todos los
tamaños, y duración comprobada, pues los QD son inorgánicos,
ofreciendo un vida mucho más larga que los leds orgánicos.
Plasma
La tecnología de plasma fue introducida a principio de los años
1960 por la empresa japonesa Fujitsu, aunque hasta hace poco tiempo
no se han logrado tecnologías asequibles de fabricar y de bajo
consumo. Una pantalla de plasma tiene un fundamento análogo a los
tubos fluorescentes, es una pantalla plana con muchos alvéolos (uno
por pixel) cubierto por un elemento químico del grupo de las
tierras raras, para que la luz emitida por el plasma, que es en el
rango ultravioleta se reemita en el espectro visible. En base a
alvéolos de los tres colores fundamentales (rojo, verde y azul) y
mediante la variación rápida del tiempo de iluminación, se logra
crear tonos intermedios, de forma análoga al cine digital.
OLED
Una tecnología reciente que ha dado lugar a pantallas flexibles, es la denominada OLED (Organic Light Emitting Diode), que en el futuro próximo podrá competir con las de LCD en el negocio multimillonario de los monitores planos. La tecnología OLED no necesita ser retroiluminada, así que que consumen menos y son más delgados que los LCDs. Sin embargo, los analistas estiman que pasarán varios años antes de que las pantallas OLED tengan tamaño como para competir con LCDs. Actualmente, las pantallas OLED se utilizan en teléfonos móviles y en maquinillas de afeitar eléctricas.
Las pantallas flexibles OLED están
atrayendo la atención por la posibilidad de ser enrolladas y
transportadas. En un nivel más práctico, también son interesantes
para las empresas porque la aplicación de la tecnología OLED a un
fondo plástico es un sistema de producción más barato. En la página
Configurar Equipos se hace un análisis de ventajas y desventajas de
esta nueva tecnología.
AMOLED
Desarrollos más recientes han dado lugar a un nuevo tipo de
pantalla, creada para los teléfonos móviles celulares, conocida
como AMOLED ( Active Matrix Organic Light Emitting Diode)
que ya está comercializada en algunos teléfonos. Sus ventajas
respecto a las OLED son: más brillo de los colores, mejor
contraste, ángulo de visión más amplio y consumo más bajo. Una
variante son las conocidas como Super AMOLED, cuyas mejoras
destacadas son el ser más delgadas y los colores más vivos y
brillantes, además de presentar menos reflejos.
FDP
Una nueva tecnología que puede reemplazar a los monitores TRC es la
denominada Flat Panel Display (FPD). Esencialmente estas pantallas
son híbridas entre las convencionales de rayos catódicos y las
pantallas FED (Field Emission Display). Usan películas de
diamante/carbono, resultando unas pantallas planas de alta calidad
(más brillo y resoluciones que las actuales) y que se pueden
fabricar en las mismas plantas que actualmente producen TRC.
Láser
El plasma y el LCD actualmente son las tecnologías preponderantes en los televisores y monitores de alta definición, sin embargo hay otra nueva, la tecnología láser que promete mejor calidad de imagen, menor consumo y precio más reducido.Mitsubishi Digital Electonics America Inc y Novalux son las dos empresas pioneras en este nuevo tipo de monitores.
La compañía Novalux está trabajando en la tecnología de paneles láser, y promete lanzar televisores con varios beneficios apreciables sobre el plasma, como el doble de gama de colores, un tercio de su consumo y un precio de hasta la mitad que el de un plasma o lcd similar. También es ideal igualmente para proyectores, e irá reemplazando a los tradicionales con lámpara UHP usados hoy en día.
Pizarras electrónicas
Una "pizarra digital" (pizarra electrónica), es un sistema tecnológico que consiste básicamente en un ordenador multimedia conectado a internet con un videoproyector que reproduce las imágenes sobre una pantalla situada en un lugar relevante del aula. Los principales elementos que se integran en la pizarra digital son:
Su utilidad consiste en proyectar sobre una pantalla cualquier información procedente del ordenador, de internet o de otro dispositivo analógico o digital conectado al sistema, como antena de televisión, videoproyector, cámara de vídeo, etc. Así, profesores y alumnos tienen de forma permanente un sistema para visualizar y comentar de manera colectiva toda la información que puede proporcionar internet o la televisión y cualquier otra de que dispongan en cualquier formato: presentaciones multimedia y documentos digitalizados en disco (apuntes, trabajos de clase...), vídeos, documentos en papel (que pueden capturar con una simple "webcam"), etc.
Videoproyectores
Respecto a los videoproyectores, dispositivos muy habituales en las aulas, hay de cuatro tipos en base a la tecnología que usan:
Impresoras
La información mostrada en los monitores es temporal, si queremos tener una copia permanente es preciso disponer de un sistema de impresión. Existen múltiples tecnologías de impresión, algunas obsoletas por lo que ya no se comercializan. Seguidamente se describen algunos tipos de impresoras de uso habitual:
Hay de varios tipos, las llamadas
de línea se usaban en los grandes ordenadores, generan cientos de
líneas por minuto, pero son ruidosas y de mala calidad, no
permitiendo la impresión de gráficos. Las matriciales están
formadas por una matriz de agujas de forma que se puede seleccionar
el patrón de agujas que impacta sobre la cinta entintada, también
generan gráficos. Son ruidosas y de calidad baja, la ventaja es que
permiten impresiones en papel de autocalco.
Impresoras sin impacto. Son las que más se usan en
la actualidad, principalmente son de dos tecnologías, inyección de
tinta y láser. Su principal ventaja es que son muy silenciosas al
imprimir.
A nivel de usuarios de ordenadores
personales las más habituales son las de inyección de tinta. La
tecnología consiste en un depósito con tintas de los colores
fundamentales, cian, magenta y amarillo (habitualmente también
incorporan uno negro, para evitar el generar dicho color por
combinación de los otros) y un cabezal con toberas por las que
mediante un sistema piezoeléctrico o análogo se hace salir la
tinta, que impacta directamente sobre el papel. La calidad es
buena, aunque en función del número de toberas y el gasto es
asequible si se rellenan los cartuchos con tinta comprada a granel,
si se usan originales es la ruina, especialmente en marcas como
Lexmark y Hewlett Packard. La más reciente es la que fabrica
Memjet, con un cabezal de 70000 inyectores estáticos MEMS, del
ancho del papel a imprimir.
Las impresoras
láser se basan en el mismo principio de las
fotocopiadoras, de hecho las modernas fotocopiadoras son análogas a
las impresoras. Su fundamento es la creación de una imagen de la
página a imprimir en una memoria, habitualmente de la impresora,
posteriormente un haz láser genera en un tambor fotoconductor la
imagen latente del contenido de la memoria y seguidamente el tóner
(polvillo negro) se adhiere al tambor. Este rodillo se pasa al
papel cargado electrostáticamente pasando el tóner desde el
cilindro. El paso final es de fijación del tener, mediante el paso
del papel entre dos rodillos de caucho calientes. Si son en color,
se puede hacer en tres pasos o en uno sólo, pero siempre se
requiere tóner de los colores fundamentales. La ventaja de estas
impresoras es su rapidez y gran calidad, su desventaja es el precio
del equipo y del tóner, aunque este se puede usar reciclado o
comprarlo a granel.
Impresoras fotográficas. Se trata de unas
impresoras pequeñas y muy especializadas, dedicadas a la impresión
de fotografías. Son pequeños dispositivos que permiten lograr
impresiones gráficas con calidad fotográfica, siempre que se use un
papel especial. Hay dos tecnologías, la sublimación que consiste en
el cambio de fase de unas barras de tinta y la de inyección de
tinta, descrita previamente.
La principal desventaja de estos
equipos es que tanto el papel como los consumibles son muy caros y
suele salir más barato llevar las fotos tomadas con una cámara
digital a que las impriman en los establecimientos habituales de
fotografía analógica.
Equipos multifunción. Son conocidos como
dispositivos todo en uno, pues agrupan la impresora con
fotocopiadora, escáner y muchos también con telecopia (fax). Se
comercializan de muy diversas prestaciones y precio, desde los más
baratos, pero por ello malos, de inyección de tinta, hasta los más
completos con impresora láser a color y alimentador automático de
hojas. También existen 3D, tanto en el proceso de escaneado como el
de impresión.
Impresoras 3D. Son máquinas capaces de realizar
"impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas
volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador, o incluso a
partir de un escáner tridimensional. Surgieron con la idea de
convertir archivos CAD en prototipos reales. Las impresoras 3D
existen desde hace unos cuantos años, pero no ha sido hasta hace
unos meses cuando ha estallado al mundo de la impresión
tridimensional. ¿Y por qué ahora? La respuesta es sencilla, el
abaratamiento de las máquinas en el mercado, las cuales hace unos
años no bajaban de las cinco cifras, y que sin embargo, en la
actualidad podemos encontrarlas por menos de mil euros.
Este 2013 se presenta como el año de la consolidación de las impresoras 3D. En la era de internet, con las entregas en el mismo día y el ímpetu del comercio electrónico, no será sorprendente ver impresoras 3D por casa.
Automóvil, defensa, industria
aeroespacial, medicina y construcción son los cincos mercados que
ya están inmersos en el ámbito de la impresión 3D y ya se perciben
sus efectos. El sector del automóvil ha sido el primero en
adaptarse a esta novedosa tecnología. Para este sector, la
impresión 3D ha supuesto una revolución en los procesos de
producción de piezas necesarias para la puesta en marcha y avance
del parque móvil actual. Incluso hay quienes ya se atreven incluso
a probar la impresión 3D completa de un coche.
Incluso los conocidos robots de cocina, en el futuro serán reemplazados por impresoras de alimentos. Pablos Holman, un futurista e inventor que trabaja en el Laboratorio Intellectual Ventures en Bellevue, Washington. en su "visión" del futuro observa cómo impresoras 3D serán capaces de ofrecernos la dieta ideal para nuestro día a día, lo que incluiría verduras y carne, "imprimiéndolo" de una manera apetitosa. Avi Reichentall, de 3D Systems, ha logrado configurar sus impresoras 3D para que creen alimentos dulces, como pasteles y bizcochos. En su particular imaginación, ve estas impresoras al lado de las máquinas de café, con la misma tarea que estas, pero ofreciendo productos fabricados con azúcar. Actualmente están trabajando de manera activa para continuar haciendo crecer lo que ya ha creado, poniéndose en contacto con reposteros, confiteros y panaderos para conseguir mejorar lo que ya fabrican sus impresoras 3D.
En la actualidad hay principalmente dos métodos de impresión, la impresión por inyección y la deposición fundida. El primero consiste en la inyección de un tipo de pegamento sobre una base de polvo. La impresión se hace capa por capa, inyectando en cada una de ellas el pegamento necesario para solidificar el polvo y de esta forma obtener el objeto diseñado. Tan sólo es necesario retirar el polvo para obtener el objeto sólido.
El segundo método se basa en el vertido de finos hilos de plástico fundido capa por capa, que progresivamente irá conformando el objeto diseñado. Si bien este es el método más utilizado en la actualidad, nos encontramos con el inconveniente de que la terminación de los objetos es de carácter rugoso y no del todo uniforme, debido a la continua deposición y posterior solicitación del plástico, lo que impide que la pieza se funda por completo en una estructura única.
Existen otros métodos en desarrollo. El laser sintering consiste en la solidificación de una capa de resina en estado líquido. Dicha solidificación se produce por efecto de un haz de láser que dibuja la forma deseada, logrando crear objetos sólidos plenamente lisos y bien estructurados. El mayor inconveniente de este método es el coste de la resina líquida, el cual se encuentra alrededor de los 100 euros el litro, además de tener que ser conservado en frio y sin entrar en contacto con la luz solar. La deposición fundida mencionado previamente tiene un coste mucho menor, cercano a los 20 euros por bobina de plástico.
En el sitio COOKING
IDEAS se indican 10 objetos sorprendentes logrados con
impresoras 3D.
Impresoras 4D
Imagina un recubrimiento de automóvil que cambia su estructura para adaptarse a un ambiente húmedo o a una carretera cubierta de sal, para proteger mejor el coche de la corrosión. O pensemos en el uniforme de un soldado que podría alterar su camuflaje o proteger más eficazmente contra el gas venenoso o metralla al contacto.
Tres científicos, en EE.UU., integrarán su experiencia en manipular nano y micro materiales para producir, a través de impresión 3D, materiales que pueden modificar sus estructuras a través del tiempo en el nivel macroscópico. La impresión tridimensional, también conocida como fabricación aditiva, es el proceso previamente visto de crear un objeto en 3D.
"En lugar de construir un material estático o uno que simplemente cambia de forma, estamos proponiendo el desarrollo de la adaptación, compuestos biomiméticos que reprogramar su forma, propiedades o función de la demanda, en base a estímulos externos", explicó el investigador Balazs. "Mediante la integración de nuestra capacidad para imprimir en tres dimensiones materiales precisos, jerárquicamente estructurados, sintetizar componentes estímulo-respuesta, y predecir el comportamiento temporal del sistema, esperamos sentar las bases para el nuevo campo de la impresión en 4D".
Tarjetas de sonido
Sirven para digitalizar las ondas sonoras introducidas a través del
micrófono, o convertir los archivos sonoros digitales en un formato
analógico para que puedan ser reproducidos por altavoces.
Los sonidos que puede percibir el oído humano abarcan el rango de frecuencias de 20 a 20000 Hz. La tarjeta de sonido recorre estas ondas tomando muestras del tipo de onda (de su frecuencia), esta operación se realiza con valores variables de muestreo, desde 8000 hasta 44100 Hz, a mayor frecuencia de muestreo mayor será la calidad de la grabación. Esta información se guarda en 8 bits (28 = 256 niveles de sonido) o en 16 bits (216 = 65536 niveles de sonido). Y en un canal o mono o dos canales conocido como estéreo. La calidad telefonía corresponde a 11025 Hz, 8 bits y mono. La calidad de la radio a 22050 Hz, 8 bits y mono, ocupando el archivo el doble que el primero. Y la calidad del CD a 44100 Hz, 16 bits y estéreo, ocupando el archivo 16 veces más que el primero. El proceso de reproducción es análogo pero en sentido contrario.
Muchas tarjetas de sonido poseen capacidades MIDI, esto significa que en un circuito integrado de la tarjeta, denominado sintetizador, se encuentran almacenadas las características de diferentes instrumentos musicales, y la grabación o reproducción de un sonido se hace en referencia a éstos y las notas musicales correspondientes.