I. Introducción

Desde tiempos inmemoriales el hombre ha diseñado medios y mecánicos, eléctricos y electrónicos como formas de comunicación. En principio, fue común el uso de señales de humo entre poblaciones indígenas; luego, el empleo de las palomas mensajeras como estrategia de comunicación bélica; después, el telégrafo como medio eléctrico fue usado en actividades de guerra utilizando el código morse; los teléfonos hicieron su aparición y después de ser tecnificados como dispositivos electrónicos y de comunicación digital garantizaron su estancia en el tiempo. Finalmente, las redes de computadores y las telecomunicaciones en su más amplio espectro se difundieron a nivel mundial por mecanismos cableados e inalámbricos, y éstas son las que han dado primicia para la evolución tecnológica global y del mismo modo han sentado las bases para el emerger de las redes sociales y comunidades virtuales, esto es, conjunto de personas abocadas a procesar, transmitir y difundir información, aprendiendo de forma permanente y de modo colaborativo.

Hoy por hoy, las telecomunicaciones son una de las áreas con mayor avance tecnológico a nivel mundial y está inmersa en nuestras vidas. Estas redes han invadido todos los espacios posibles de la comunicación humana, desde escenarios económicos, sociales, gubernamentales, educativos, domésticos, en fin en una serie de áreas de acción humana (Almeida, 2002; Salaverría y García Avilés, 2008).

El ser humano como ente social necesita estar comunicado para interactuar con su entorno, es por esto que se vale de diferentes medios tecnológicos comunicacionales, tales como redes sociales, entre éstas: Facebook, Twitter, Hi5, así como de dispositivos de comunicación (Blackberry, Iphone, GPS) sin dejar a un lado las redes celulares, redes Wimax, y redes Wifi, entre otras. Todas éstas resultan ser la plataforma tecnológica para la comunicación en las sociedades de la información, las cuales tienen como propósito congregar un conjunto de personas dispuestas a aprender permanentemente mediante la captura, procesamiento y difusión de la información (Riveros V. y Mendoza, 2005; Área Moreira, 2005).

Al respecto, en literatura de redes y en Internet existe una amplia gama de antenas de fabricación casera. La teoría indica que aprovechando el mismo consumo energético de los dispositivos originales de comunicación, éstos pueden mejorar su rendimiento al instalárseles antenas caseras a través de las cuales mejora la señal de comunicación en redes inalámbricas y se amplía la ganancia en decibeles para comunicarse más efectivamente en sitios remotos. Sin embargo, si esto queda sólo en la literatura es poco el interés que el estudiantado demuestra por estos conocimientos teóricos. De modo que, surge la necesidad de comprobar los aspectos teóricos expuestos en la literatura de redes en la praxis habitual de los estudiantes y profesionales de redes y así demostrar tales conocimientos de una forma más práctica y novedosa, creando espacios académicos en los que se propicie el intercambio de conocimiento entre los compañeros de estudio de un mismo curso académico. Esta práctica favorecería el aprendizaje colaborativo, ya que incluso las redes sociales dispuestas en Internet son escenarios propicios para el intercambio de conocimientos que se señala con anterioridad.

Si bien es cierto muchas veces la teoría está lejos de la práctica real, los procesos investigativos en los que se suscribe la universidad posmodernista concibe, entre otras cosas, la necesidad de que los estudiantes en formación se involucren en los procesos de investigación y se pongan en práctica los conceptos durante la enseñanza y el aprendizaje en el aula. Adicionalmente, es preciso apuntar que los estudiantes están cansados de ser sometidos a procesos de enseñanza teórica, donde la demostración práctica ha quedado en el simple uso del pizarrón y el marcador, y por lo cual ha dejado de ser atractiva para su proceso de acomodación y aprehensión de los conocimientos necesarios para su futuro desenvolvimiento profesional.

Es más que sabido, que en los actuales momentos estamos ante la presencia de medios de comunicación más novedosos y como se dijo nuevas formas de organizarse la sociedad (Mattelart, 2002; Castells, 1999) como aquellos a los que se refiere la Internet, y sobre ésta las innumerables manifestaciones de la Web 2.0, como foros, wikis, weblogs y redes sociales para el intercambio de  información como Twitter y Facebook. Éstos han resultado ser mucho más interesantes para el estudiantado, y es obvio que ahora es el estudiante quien decide cuándo aprende, de qué forma y con quién. Competir contra esta realidad es imposible, por ello es necesario apropiarse de ella y ponerla en práctica efectiva dentro del salón de clases y fuera de éste. Usar los contenidos dispuestos en Internet y estas redes sociales y emplearlos para la práctica pedagógica, en lo que pudiera llamarse como una investigación aplicada de los conocimientos e informaciones dispuestas en la red. Entonces, es preciso involucrar a los estudiantes en actividades prácticas, en las que pueda emprenderse un aprendizaje colaborativo y en uso de novedosos modelos de aprendizaje como el conectivismo de Siemens (2004), donde el estudiante haga uso de su libre albedrío, de todas sus potencialidades y habilidades e indague sobre los contenidos de forma colectiva, los cuestione y los ponga en evidencia. Todo esto puede ser posible si se implementan en la faena pedagógica y bajo la coordinación de un docente la demostración práctica de la información teórica dispuesta por los referentes ubicados en la literatura y en Internet. Dicho de otro modo, es transitar del aula con paredes al aula sin paredes, es convertir a Internet y los espacios en ella generados en taller de prácticas pedagógicas.

Como la literatura en el tema de las telecomunicaciones proviene de muy diversas fuentes y zonas geográficas, el estudiante en la construcción del conocimiento relativo a la elaboración de antenas caseras para comunicación inalámbrica de datos debe diagnosticar su realidad y valerse de su ingenio para la apropiación de los materiales necesarios con los cuales llevar a feliz término los proyectos encomendados por el docente en el salón de clases.

De esta forma, se está coadyuvando en el desarrollo de las competencias del conocer, del hacer, del ser y del convivir de las que tanto se hablan en informes internacionales como el de Delors de la UNESCO (Delors, s.f.) y se está propiciando el aprendizaje a través de experiencias y vivencias significativas para el estudiante.

Ciertamente, en el mundo de las telecomunicaciones existe una variedad disponible de antenas en distintos tamaños y capacidades. Sin embargo, para la puesta en práctica de esta investigación sólo se describirán aquellas que fueron objeto de estudio por parte de los estudiantes para su fabricación casera mediante la práctica académica, y aquellas a las cuales se les ha comprobado haber una relación teórica-práctica dada la factibilidad de ejecución del proyecto y de la efectividad demostrada una vez construidos los prototipos.

Estas antenas son: guía-onda ranurada; yagi-uda; omni colineal u omnidireccional simple; y biquad, de lata de guía onda o cantenna. Sobre cada una de las mismas se ilustra el prototipo elaborado en la práctica pedagógica.

1.  Antena Guía-onda Ranurada

Una guía-ondas es una línea de transmisión de bajas pérdidas que propaga la señal hasta una serie de pequeñas antenas en forma de ranuras. La sonda coaxial hace que la señal llegue a la guía-ondas y de allí pase sobre las ranuras, que son las que permiten que la señal se radie. Estas ranuras se disponen en un patrón lineal lo cual hace que se sumen todas las señales radiadas y en consecuencia se obtenga una ganancia de potencia muy significativa. Estas antenas transmiten la mayor parte de su energía hacia el horizonte, cuentan con extrema directividad en el plano vertical por lo que también se les atribuye alta ganancia de potencia. Transmiten su energía utilizando polarización horizontal, que es la mejor para transmisión a distancia (Marshall, 2002) (ver Figura 1).

Figura 1. Antena Guía-onda Ranurada.

2.  Antena Yagi-Uda

Esta antena consta de cierto número de elementos rectos los cuales de forma individual miden aproximadamente la mitad de la longitud de onda. Su configuración típica consta de un reflector y uno o más directores; en ésta el elemento activo lo constituye una antena dipolo de media onda con alimentación central. La energía del campo electromagnético se propaga desde el elemento activo hacia los directores. De este modo, entre más directores tenga la antena mayor será la ganancia, y del mismo modo la antena será más larga (Engst y Fleishman, 2003) (ver Figura 2).

Figura 2. Antena Yagi-Uda.

3.  Antena Omni Colineal o Antena Omnidireccional Simple

La utilidad de esta antena se ve particularmente cuando se quiere que la señal sea irradiada desde la antena en todas las direcciones. Esta antena se arma de dos (2) a cuatro (4) elementos activos o espirales, y respectivamente, para la antena más corta, la ganancia oscila cerca de los 5 decibeles; (ver Figura 3); mientras que para la más larga se puede obtener una ganancia de 7 a 9 decibeles (Flickenger, 2007).

Figura 3. Antena Omni colineal a 5 dbi o Antena Omnidireccional Simple.

4  Antena BiQuad

Ésta ofrece versatilidad en la fabricación, además de buena directividad y ganancia sobre todo para comunicaciones punto a punto. El elemento de radiación consiste en dos cuadrados iguales de 1/4 de longitud de onda mientras un plato metálico o malla hace las veces de reflector. Tiene un ancho del haz de aproximadamente 70 grados y una ganancia en el orden de 10 a 12 decibeles. En particular, es utilizada como una antena única o como un alimentador para un plato parabólico (Engst y Fleishman, 2003) (ver Figura 4).

Figura 4. Antena BiQuad.

5. Antena de Lata, de Guía Onda o Cantenna

Esta antena direccional puede elaborarse de forma muy fácil reciclando una lata de jugo o comida, la cual funcionará como guía de onda. La sonda se constituirá con un cable corto soldado a un conector N que hará la transición del cable coaxial a la guía de onda. En corta o mediana distancia es útil para enlaces punto a punto, aunque también puede utilizarse como alimentador para un plato o una malla parabólica (Engst y Fleishman, 2003) (ver Figura 5).

Figura 5. Antena de Lata, de Guía Onda o Cantenna.

II. Materiales y Métodos

En la Universidad de Oriente, Núcleo de Nueva Esparta ubicada en la Isla de Margarita, Venezuela, se dicta en el quinto (5to) semestre de la carrera Licenciatura de Informática, la cátedra Comunicación de Datos, asignatura obligatoria en la que se imparten conocimientos teóricos y prácticos básicos en el área de las telecomunicaciones. Esta asignatura se ha enriquecido semestralmente con el trabajo práctico en el que los grupos de estudiantes guiados por el docente elaboran de forma casera antenas Wifi a 2.4 Ghz., empleando utensilios de desecho, de uso común y herramientas de bajo costo.

En particular, se ha aplicado una evaluación grupal y participativa en la que se han conjugado la investigación documental y la investigación aplicada, hecha tangible a través de experiencias satisfactorias.

El método empleado para la construcción manual de antenas ha sido:

1. La investigación teórica del funcionamiento de las antenas mediante libros de texto y revisión en referencias electrónicas dispuestas en Internet en la forma de weblogs, foros y páginas webs;
2. La discusión en clase del material teórico investigado a objeto de determinar los materiales necesarios para la fabricación de las antenas, y la elección de materiales sustitutos en caso de no encontrarse los que literalmente indica la bibliografía o referencia consultada;
3. La búsqueda y recolección de materiales necesarios para su elaboración, esto muchas veces requirió la asesoría presencial del docente al adaptar los materiales a los ofrecidos por el mercado regional neoespartano o nacional;
4. La construcción grupal de las antenas, en las que el estudiantado usando el material teórico investigado y discutido en clases, y bajo la asesoría del docente se elaboraron las antenas caseras;
5. La organización y exposición de evaluaciones finales  sobre los resultados obtenidos; la que se cataloga como una de las actividades más ilustrativas. En muchas de las oportunidades las experiencias eran documentadas con fotos y videos que los mismos estudiantes grabaron durante la ejecución de los pasos para la construcción de la antena. En particular, el grupo de estudiantes era sometido a evaluación por otro docente, también especialista en la materia, para que el mismo emitiera su criterio sobre la construcción de la antena y su efectividad. En este proceso también se alienta a los grupos de estudiantes a participar en jornadas y ferias estudiantiles en la que mediante la colocación de stands puedan  ofrecer al colectivo de la carrera Licenciatura en Informática la demostración de los productos (antenas) elaborados; y finalmente,
6. La medición de la ganancia de la señal mediante aplicaciones o dispositivos especiales. Esta medición particularmente era realizada previamente por el grupo de estudiantes para comprobar la efectividad del dispositivo de telecomunicaciones construido, y posteriormente por el docente y el público espectador o docente evaluador.

Los materiales empleados en la fabricación de las mismas, son muy variados y dependieron del tipo de antena y de la disponibilidad de éstos en el mercado de la región insular. Los mismos van desde destornilladores, alambres de cobre, limas, pinzas, reglas, martillos, estaño y soldador, taladro con juego de mechas, llave inglesa, conectores N hembra atornillables y conectores SMA, cable coaxial rg58, latas de desecho, discos compactos (cd´s), entre otros. Como se puede evidenciar en las figuras alusivas a las antenas muchos de estos materiales eran de desecho, lo que sugiere un mayor aprovechamiento de los recursos y la creatividad puesta en práctica por el grupo de estudiantes en la elaboración no sólo efectiva sino además estética de una antena casera.

Para la medición de la señal se han empleado dispositivos especiales como teléfonos celulares con tecnología Wifi y software, tales como: NetStumbler, el disponible por el fabricante en las tarjetas inalámbricas, y el preinstalado en la plataforma operativa como Microsoft Windows en las laptops y computadores personales.