Innovación en Sensado Óptico y Fotónica de Microondas – Profesor Cristian Triana

Cristian Andrés Triana ingeniero electrónico, con estudios en maestría y doctorado de la Universidad Nacional de Colombia. El doctorado en cooperación con la Universidad Politécnica de Valencia y corresponde al programa de Doctorado en Telecomunicaciones.

Aunque ese es el título formal, desde la maestría mi trabajo se ha enfocado en los sistemas de fibra óptica, particularmente en los sistemas de sensado basados en fibra óptica, es decir, en el desarrollo de sensores ópticos. Esa ha sido mi principal línea de investigación, de la cual se desprenden otras áreas relacionadas, como los sistemas de comunicaciones ópticas y los sistemas de alta frecuencia.

Una de las líneas que mejor define mi trabajo se conoce como fotónica de microondas, que combina dos campos: la fotónica, encargada del manejo de señales de luz, y las microondas, que corresponden a ondas electromagnéticas de alta frecuencia. Esta convergencia ha sido una de las áreas donde más he concentrado mi investigación.

¿En qué investigaciones trabaja actualmente?

Actualmente desarrollo dos proyectos principales:

1. Dispositivos sensores de fibra óptica aplicados a sistemas vestibles (wearables):
   El objetivo es crear sensores ópticos integrados en dispositivos vestibles, capaces de medir variables fisiológicas del cuerpo humano, como el rango de movimiento y, potencialmente, la temperatura.
   • Aunque no se trata de un dispositivo médico validado clínicamente, sí proporciona información útil directamente al usuario, similar a la que ofrecen dispositivos como los relojes inteligentes. Por ejemplo, podría facilitar la monitorización del rango de movilidad de la muñeca y ser útil en procesos de rehabilitación, como en casos de síndrome del túnel carpiano.
   • Este proyecto se desarrolla en la Universidad Nacional, dentro del grupo de investigación CMUN (Grupo de Investigación en Electrónica de Altas Frecuencias y Telecomunicaciones), que cuenta con un semillero de estudiantes. Actualmente, el proyecto se encuentra en una fase inicial de desarrollo.
2. Caracterización de fibras ópticas plásticas y manufactura aditiva:
   Las fibras ópticas convencionales, ampliamente utilizadas en la industria, son de vidrio. Sin embargo, existen fibras ópticas plásticas, más económicas y personalizables, cuyo comportamiento aún requiere ser caracterizado en profundidad, especialmente en lo relacionado con la birrefringencia.
   • La birrefringencia es una propiedad que afecta cómo la fibra propaga la luz y los campos electromagnéticos. Las fibras plásticas suelen presentar alta birrefringencia, lo que puede modificar la dirección y el rendimiento de la transmisión óptica. Entender esta propiedad es fundamental, ya que permite tanto corregir efectos no deseados como aprovecharlos, por ejemplo, en aplicaciones de sensado, donde los cambios en el entorno pueden alterar las características de la fibra. El conocimiento obtenido permitirá avanzar hacia un objetivo a más largo plazo: fabricar fibras ópticas o guías de luz mediante procesos de manufactura aditiva, como la impresión 3D.
   • Esta tecnología, que ya ha sido explorada en universidades de Suiza, abre la posibilidad de producir fibras ópticas impresas en 3D, personalizadas, de bajo costo, aunque con mayores pérdidas de señal, lo que las hace adecuadas principalmente para aplicaciones de corto alcance. La fabricación de estas fibras requiere la impresión de estructuras extremadamente pequeñas, lo que representa un reto técnico en el que actualmente trabajamos, con apoyo de un estudiante de doctorado.

Impacto y beneficios

Las fibras plásticas ofrecen ventajas en términos de costo, flexibilidad y personalización, aunque su desempeño en transmisión es inferior al de las fibras de vidrio tradicionales. Sin embargo, para distancias cortas o sistemas específicos, las pérdidas de señal son aceptables, abriendo el camino a nuevas aplicaciones accesibles y económicas.

¿Tienen financiación? ¿Qué plazos manejan?

Ambos proyectos están registrados en el sistema Hermes de la Universidad Nacional y cuentan con financiación interna de la Vicedecanatura de Investigación.

Adicionalmente, mantenemos colaboración con profesores de universidades suizas a través de convocatorias de movilidad, las cuales permiten intercambios académicos y fortalecimiento de alianzas. Estas convocatorias no financian directamente los aspectos técnicos de los proyectos, pero son clave para la formulación de propuestas conjuntas y el desarrollo de futuras investigaciones.

Actualmente, me encuentro en un proceso de formación y exploración en radiofrecuencia, con la intención de desarrollar, en el futuro, investigaciones que combinen la optoelectrónica y la electrónica de alta frecuencia.