Es omnipresente en tu vida, lo utilizas constantemente, aunque es posible que jamás te hayas parado a pensarlo. Coges el móvil en posición vertical, pero prefieres cambiarlo a posición vertical para escribir cómodamente un mensaje; alguien te está llamando, agitas el móvil y la llamada se responde; eres un despistado, se te escurre el móvil de las manos y va a parar al suelo: es posible que tengas que cambiar de pantalla, pero gracias al acelerómetro el sistema operativo y los datos de tu teléfono están a salvo.
¿Cómo es posible? Resulta que tu móvil se ha apagado en plena caída libre, en menos de un segundo. Y todo gracias al acelerómetro, uno de esos componentes que hacen que tu móvil sea de última generación.
Puede que ni siquiera sepas que los entresijos de tu móvil están plagados de sensores, pero así es. Desde el citado acelerómetro hasta el giroscopio, pasando por el magnetómetro, el sensor de temperatura o el de humedad o incluso el GPS, el micrófono, la cámara y los infrarrojos. Por tanto, antes de que te expliquemos cómo funciona un acelerómetro, lo primero que tienes que saber es qué es un sensor.
¿Qué es un sensor?
Un dispositivo capaz de dar una respuesta eléctrica a estímulos físicos externos. Así de fácil lo resume Álvaro Sánchez, ingeniero electrónico de una importante empresa del sector naval. Se trata de un elemento que traduce una magnitud física y real (temperatura, aceleración, longitud...) en unidades que pueden ser interpretadas de forma sencilla por un dispositivo electrónico. No obstante, debes saber que también hay sensores capaces de medir magnitudes químicas como el nivel de azúcar en la sangre o el nivel de un gas peligroso que folta por el aire. Cada vez son más populares.
Estas magnitudes son traducidas por el sensor a una unidad eléctrica, generalmente a voltaje. Después de todo un proceso, ese voltaje será analizado por un sistema inteligente que dará respuesta a la acción que hayas llevado a cabo sobre el móvil. Para ello, se basará en datos que había registrado ya con anterioridad.
Si hablamos concretamente de un sensor acelerómetro, nos estamos refiriendo a aquel dispositivo que convierte aceleraciones, cambios de velocidad, en una señal eléctrica. Los hay de varios tipos: mecánicos, capacitivos, piezoeléctricos, láser, de inducción magnética, ópticos... En el caso de los teléfonos móviles, los más utilizados son los capacitivos.
¿Cómo funciona el acelerómetro?
Veamos ahora qué sucede desde el momento en que agitas tu móvil para, por ejemplo, apagar una alarma, hasta el momento en que la alarma se apaga. Y, sí, es cuestión de menos de una milésima de segundo.
El acelerómetro de tu teléfono es parecido a un chip, de un tamaño muy reducido porque funciona con nanotecnología. La base de su funcionamiento es un condensador, un dispositivo que generalmente está integrado por dos placas metálicas fijas, una en frente de la otra; y por un material dieléctrico, que puede ser, entre otras cosas, poliéster o papel.
En el caso de los acelerómetros, una de esas placas es móvil, de tal forma que cuando tú apliques una fuerza o una aceleración sobre tu teléfono, la capacidad del condensadorcambiará. Se hará mayor o menor en función del movimiento, ya que la placa móvil se desplazará y dejará - para que nos entendamos - más o menos hueco.
Al interior del condensador llega energía a través de esas placas, procedente en última instancia de la batería del móvil. En función de si la capacidad del condensador es mayor o menor – algo que, como acabamos de ver, depende de nuestro movimiento -, el material dialéctrico que existe entre esas placas será capaz de almacenar una carga u otra, tal y como nos lo explica Álvaro Sánchez.
Así es posible que el sensor mida qué cantidad de carga eléctrica (voltaje) se ha almacenado en el material dieléctrico (poliéster o papel) y envíe esa información al microprocesador del dispositivo para que determine la fuerza y la aceleración a la que ha sido sometido el teléfono. Será entonces cuando pueda ofrecer una respuesta.
Pero, ¿cómo sabe el teléfono para yo he hecho un movimiento determinado para que, por ejemplo, se apague la alarma? El microprocesador ha registrado el voltaje obtenido y lo ha guardado en una base de datos donde ya tenía registrados otros voltajes, que corresponden a una fuerza y a una aceleración determinadas. Por lo tanto, solo tiene que consultar esa tabla para saber a qué intención concreta del humano responde el movimiento registrado. En este caso, a apagar la alarma.
El ejemplo de la caja
El ingeniero Guillermo Orcajo nos explica el funcionamiento del acelerómetro de una forma aún más sencilla, a través de una metáfora. Aunque nos advierte de que muchos profesionales no estarán de acuerdo en simplificar tanto las cosas, pretende ayudarnos a comprender algo tan técnico con un ejemplo de lo más visual. Lo haremos basándonos en una caja, varias gomas elásticas y una bola de plomo, que serán los componentes de nuestro 'acelerómetro' casero.
Cogemos una caja y atamos por dentro, a cada pared pequeña, una goma elástica. Después atamos el otro extremo de cada goma (los que han quedado sueltos), a una bola de plomo, de tal forma que dicha bola quede en el centro de la caja, suspendida en el aire (porque hemos tensado las cuerdas). A partir de aquí, solo tenemos que estar atentos para comprobar si las gomas se estiran o se comprimen cuando aplicamos una fuerza sobre ellas.
“Imaginemos que nos vamos de viaje en autobús y nos llevamos nuestro acelerómetro casero”, dice Orcajo. Una vez dentro del vehículo, abrimos la caja de zapatos y la orientamos de modo que las gomas queden paralelas al pasillo central. Si el conductor arrancara con un acelerón, veremos cómo la bola, por su propia inercia, hace que la goma que tiene detrás se destense, mientras la otra se tensa todavía más. Justo en ese instante, podríamos medir cuánto se ha deformado cada goma con un dispositivo adecuado.
Si luego conectáramos ese dispositivo a un ordenador, éste sería capaz de calcular la aceleración y la fuerza a las que se ha visto sometido el 'acelerómetro' casero, en función de esa deformación. Y así, volviendo a la explicación técnica, el ordenador consultaría una base de datos con muchos resultados obtenidos con anterioridad, haría una comparación, y obtendría una conclusión determinada.
“Esto, a escala microscópica y con una complejidad y precisión mayores, es el funcionamiento de los acelerómetros capacitivos tan utilizados en dispositivos móviles”, concluye Orcajo.
Aplicaciones del acelerómetro
La manifestación más común y sencilla del acelerómetro la encontramos en el airbag de los coches. Cuando frenas de forma brusca, ese sensor detecta una aceleración muy fuerte y hace que el airbag se despliegue para salvar tu vida. No es la única circunstancia en que su intervención puede marcar la diferencia entre la vida y la muerte. Aunque ahora se hayan vuelto mucho más pequeños y se hayan integrado en los teléfonos, los acelerómetros siguen siendo unos héroes electrónicos.
Ángel Castillo, ingeniero y socio de 3Androides, nos explica que están desarrollando aplicaciones ‘anticaídas’ (para evitar que tu sistema operativo se dañe cuando tu teléfono cae desde un tercer piso). Esto no es nuevo, ya existen aplicaciones de este tipo, pero la que esta empresa está desarrollando permite configurar una serie de correos electrónicos y teléfonos que serán avisados cuando se produzca un percance. Si, por desgracia, sufrieras un accidente de moto, la aplicación detectaría un cambio muy brusco de velocidad y podría enviar un mensaje de socorro a los contactos que hubieras especificado previamente.
Otras 'apps' que últimamente están utilizando mucho el acelerómetro son las que se relacionan con la actividad física. Las activas cuando sales a hacer deporte y se encargan de medir las calorías que has quemado, la distancia que has recorrido y la velocidad a la que vas. Son aplicaciones que necesitan este sensor para hacer cálculos y elaborar a partir de ellos estadísticas, puesto que se trata de una actividad que realizas en constante movimiento.
En ellas, y en muchas otras, el acelerómetro no suele actuar en solitario. Suele ser necesaria la información de varios sensores al mismo tiempo; habitualmente el acelerómetro, el giroscopio - que mide la velocidad angular - y el magnetómetro - que hace las veces de brújula.
Si has leído con atención estas líneas, ahora serás un poco más consciente de lo que sucede en las tripas de tu móvil cuando, por ejemplo, apagas la alarma de una sacudida o contestas a una llamada con un gesto. Pero tampoco te obsesiones, que no hace falta pensar en el proceso que sigue tu dispositivo para cumplir tus órdenes. Él está ahí para servirte.