Qué son las ondas de radio o electromagnéticas (1)

Nuestra sociedad contemporánea vive inmersa en la tecnología, de tal modo que no nos sorprende en absoluto el milagro de la televisión, los teléfonos celulares o las comunicaciones por satélite. Pero, en sus primeras aplicaciones las ondas de radio fueron una auténtica revolución, algo que para los profanos de la ciencia se identificaba más con un hecho sobrenatural que con un descubrimiento científico.

Guglielmo Marconi fue el primero en dar aplicación práctica a las ondas de radio, un fenómeno electromagnético que fuera estudiado anteriormente por el físico alemán Heinrich Hertz, de ahí que hoy en día se les denomine “ondas herzianas”.

Para entender qué es una onda herziana, tendríamos que comenzar por explicar cómo se mueven los electrones en un conductor y cuáles son sus efectos sobre él. En el Blog de Natureduca, puedes leer el artículo “Qué es la electricidad“, donde se describe la electricidad básica con términos asequibles a los menos entendidos. A partir de ahí, intentaré explicar el fenómeno herziano.

Cuando los electrones circulan a través de un conductor producen a su alrededor un campo magnético. En la corriente alterna que utilizamos en nuestros hogares, esos electrones “alternan” su sentido 50 veces por segundo, es decir, primero circulan por el conductor en un sentido y después regresan en sentido contrario, así hasta completar 50 ciclos de ida y vuelta. La “frecuencia”, un término que seguramente utilizaremos muy a menudo en lo sucesivo, es precisamente el número de ciclos de ida y vuelta que se desarrollan en un segundo.


La frecuencia es el número de ciclos de ida y vuelta que se desarrollan en un segundo.

Cuando la electricidad se mueve por los conductores de nuestra instalación eléctrica, se está comportando como una emisora de radio muy rudimentaria, emitiendo en la frecuencia de 50 ciclos por segundo (50 cps). De hecho, si sintonizamos un receptor de radio en la banda de onda media, y lo acercamos a algún electrodoméstico, especialmente allí donde contenga bobinados, como un transformador o un motor, observaremos que al mover el dial aparece en alguno de sus puntos un armónico en forma de zumbido o ruido de sierra, producido por las ondas electromagnéticas que emiten los cables. Este zumbido es captado en ocasiones de forma indeseada por los receptores de radio, televisión y otros aparatos, como los ordenadores, de ahí que la mayoría de estos equipos se fabriquen con filtros de red (a veces integrados en el propio cable), con objeto de que estas ondas no interfieran en su funcionamiento.

Filtro de red
En esta base de un monitor plano se puede observar un filtro de red insertado en medio del cable

Pero, la frecuencia de 50 cps no es apta para ser utilizada en la radiodifusión. Es tan baja, que aunque su señal sólo alcanzara unos pocos metros de distancia, los equipos emisores serían inmensamente grandes, e igualmente sus antenas. Además, no podrían enviar señales de audio (voz u otro tipo audible), ya que la propia frecuencia de 50 cps se encuentra dentro de la banda audible, que es de 20 a 20.000 ciclos; un violín, por ejemplo, sonaría entre los 10.000 y 15.000 ciclos.

Así pues, para que una onda de radio pueda desplazarse, llevar información y ser captada a larga distancia, es necesario elevar su frecuencia mucho más allá de los 20.000 ciclos, alejándola de la banda audible. La banda comercial de radio de onda media (OM), por ejemplo, trabaja en frecuencias que van desde 535.000 hasta 1.700.000 ciclos -el término más apropiado sería herzios (Hz), y así lo describiré en lo sucesivo-.

Para manejar mejor estas frecuencias matemáticamente, se utilizan múltiplos: 1000 Hz = 1 Khz; 1000 Khz = 1 Mhz; 1000 Mhz = 1 Ghz.

Entre 3 y 30 Mhz (3 y 30 millones de herzios) las ondas pueden desplazarse en mayor o menor grado a lo largo de la Tierra, rebotando en la atmósfera (en una capa llamada ionosfera), dando la vuelta al globo y pudiendo ser recibida por receptores que se encuentran en las antípodas del emisor. En este margen de frecuencias se encuentra la onda corta (OC), que tiempos atrás tuvo mayor protagonismo, durante las guerras y posguerras, entre desplazados y emigrantes que seguían los sucesos en sus países de origen gracias a los aparatos de radio que cubrían esta banda de frecuencias.

Conforme vamos elevando la frecuencia más allá de los 30 Mhz las ondas se van comportando de forma más direccional, es decir, se desplazan preferentemente en línea recta y pierden paulatinamente su capacidad de rebotar en los obstáculos, o en la ionosfera, por tanto cualquier receptor que se encuentre al otro lado de una barrera física para las ondas de esta banda, no las podrá captar.

Sin embargo, las ondas direccionales tienen otras importantes ventajas: cuanto más alta sea su frecuencia, más pequeñas pueden ser sus antenas y menos potencia se necesitará para llegar al mismo lugar, lo que se traduce en aparatos más pequeños y manejables. Además, estas ondas son menos vulnerables a las interferencias y a los efectos de la radiación electromagnética del Sol. Así, por ejemplo, las microondas son ondas que se mueven en frecuencias de centenas de millones de herzios; la televisión terrestre utiliza estas frecuencias para distribuir sus señales por todo un territorio antes de que llegue hasta nuestros hogares. Lógicamente, cualquier obstáculo en su camino impediría su avance, por eso se utilizan repetidores que enlazan unos con otros en cadena, normalmente situados en las cúspides de las montañas; en la actualidad, esta operación de enlace se realiza incluso mediante repetidores a bordo de satélites artificiales.

Una de las aplicaciones más interesantes de las microondas de radio es la exploración del espacio exterior. Normalmente, se utilizan frecuencias que superan el Gigaherzio (1.000 Mhz o mil millones de herzios). Gracias a ellas se pueden controlar ingenios espaciales, enviarles órdenes y recibir señales con variados tipos de datos (fotografía, video, telemetría…), con un consumo energético muy pequeño, en comparación con las grandes distancias a las cuales pueden ser enviados. Por supuesto, las comunicaciones entre tierra y los vehículos espaciales tripulados se realizan en esta banda de las microondas. Igualmente, la televisión por satélite es un hecho en nuestros hogares, gracias a estas ondas ultracortas.

Pero, la aplicación más cercana a nosotros, y que recibió un gran impulso en los últimos años, son los teléfonos móviles o celulares. Cuando hablamos o enviamos datos a través de estos aparatos, estamos utilizando una sofisticada expresión de las ondas de radio. Su banda de frecuencias suele estar en los 800-1000 Mhz, por eso las compañías telefónicas que sirven a los móviles requieren de múltiples antenas reemisoras distribuidas por toda la orografía de un territorio, de los cuales cuelgan los teléfonos móviles en forma de “células” dependientes de una central de conmutación automática. Esa central sabe en todo momento dónde se encuentra cada célula activa, y según su movimiento, acercándose o alejándose a una antena, irá conmutando la célula a aquella antena que le envíe la señal más clara o potente, e incluso realizando los cambios de frecuencia si fuera pertinente, todo ello automáticamente, y sin que el usuario se percate de toda la tecnología que se mueve detrás de una conversación o un simple mensaje SMS a través de un teléfono móvil.

He de decir, que las ondas de radio sólo son una mínima expresión del extenso espectro de ondas electromagnéticas, en realidad se encuentran en la parte más baja del espectro. Por encima de las ondas de radio se encuentran las ondas infrarrojas (un uso típico de ellas es el mando a distancia del televisor); le siguen las ondas de luz visible, es decir, las que nos permiten ver los objetos que nos rodean, y que sólo ocupan un estrecho margen de todo el espectro; por encima se encuentran las ondas ultravioleta, muy peligrosas para los seres vivos, y una parte de la cual es emitida por el Sol 

espectro.jpg

Más allá de las emisiones ultravioleta se encuentran los rayos X, cuya utilización práctica más conocida es el diagnóstico médico mediante la técnica de la radiografía; finalmente, en el extremo del espectro electromagnético se encuentran los rayos gamma, las que llegan a la Tierra son el resultado de los violentos procesos cósmicos que se produjeron en el espacio profundo, como las supernovas.

Hemos sabido qué son y cómo se mueven las ondas electromagnéticas de radio, en los siguientes artículos haré una retrospectiva de las primeras experiencias en las emisiones de radio, e intentaré explicar cómo se envía la información a través de estas ondas.

(véase el artículo: “Una práctica emisora de bolsillo” aquí–>
www.natureduca.com/radioblog/?p=97, sobre introducción al oscilador electrónico)

Continúa en la 2ª parte –>

47 Comments:

  1. pues la verdad me paresio interesante su pagina y espero poder contar con ustedes para seguir buscando informacion para elavorar mis tareas es una buena pagina que me gustaria seguir consultando si me contestan se los agradesere

  2. GRACIAS… ME SALVARON CON MI TRABAJO PARA EL COLEGIO …. xD

  3. miguel galindo j.

    saludos a todos, e leido muchas cosas importantes que yo no sabia pero que gracias a ustedes ya las comprendi. hasta luego.

  4. buenos dias, la verdad quiero saber como llega la señal de radio a todos lados, hasta el celular, internet, cómo es la participación en radio en vivo, con las llamadas, mensajes de texto y otras ideas que puedan agregar. sin mas nada que pedirle y agradeciendo su ayuda, se despide carlos castillo. “me urge tener esta respuesta porque es un trabajo de la universidad” gracias

  5. excelente man, continuen asi…

  6. Hola toda esta informacion es formidable, espero me puedan ayudar en radiocomunicacion con los sitemas de repetidores compartidos dentro de la banda UHF, cualquier informacion me sera util. GRACIAS

  7. hol a sigan asi

  8. interesante, me gustaria saber, donde encuentro, la forma en la que funcionan aquello que recibe o generan estas ondas de radio, por ejemplo, los transistores, resistencias, bobinas, etc, gracias. bye.

  9. que es muy bueno este temas dela ondas de rradio

  10. Hola

    Muy bueno tu artículo, muy didáctico y ameno. Prometiste al final explicar “cómo se lleva la información a través de las ondas en cuestión”. Seguiré leyendo ese tema, ¿dónde está?

    Gracias

  11. Percy, Tecnotrón tiene en el horno el artículo que citas, pero necesita tiempo porque es ilustrado y complejo. Paciencia.

  12. muchisimas gracias me salvaron del trabajo que tenia que hacer me parecio muy chevre y espero que tengan mas exitos

  13. qe bien qe exista esta pagina!
    eres un crak me salvaste el trabajo! (:
    de donde sacas toda esa informacion?

  14. Tengo que apoyar a mi hijo en la tarea escolar, consiste en hacer un control remoto lo más simple para mover puede ser un juguete u otro objeto, les agradeceré su ayuda, un esquema y como calcularlo

  15. teng que apoyar a mi hijo en la tarea escolar, consiste en hacer un control remoto o más simple para mover puede ser un juguete u otro objeto, les agradeceré su ayuda, un esquema y como calcularlo

  16. PUES LA VERDAD NO ERA LO Q BUSCABA PERO DEBEN DE PONESLA DEFINICION

  17. HECTOR CERRUD

    que hay de cierto que las ondas de radio son perjudiciales al ser humano y por que.
    ya que en mi pais la gente no quiere tener cerca una antena de telefonia celular
    agradezco sus comentarios siempre acertados

  18. Hector, existe cierto temor con respecto, no sólo a las antenas de telefonía móvil, sino incluso también las torres de alta tensión que están próximas a las viviendas.
    La realidad, que por el momento no existe un estudio serio sobre el tema, aunque se han dado casos curiosos de leucemias o cánceres muy sospechosos, en residentes que se encontraban próximos a estas instalaciones. De todas formas, de momento no sabemos si es una casualidad o existe fundamento.
    Tendrán que transcurrir algún tiempo para que los estudios y estadísticas den algún resultado fiable.

    Un saludo.

  19. los seres humanos ¿somos traslucudos u opacos a las ondas de radios de los moviles ? es decir nos traspasan ?

  20. luk@s, por supuesto que los seres humanos no somos algo extraño en lo que se refiere a constitución de la materia. Nuestro cuerpo, al igual que cualquier otro material tangible, es más o menos permeable a las señales electromagnéticas.

    Esto es fácil de comprender, por ejemplo, cuando vas escuchando la radio en tu vehículo y entras en un túnel: es habitual que vayas perdiendo la señal de radio conforme te introduces en él, pues ésta tiene que “penetrar” en el subsuelo hasta llegar a la antena de tu receptor; eso significa que las ondas electromagnéticas consiguen traspasar el suelo hasta cierta cantidad de metros. Por tanto, es fácil comprender que nuestro cuerpo se comporta de modo similar, y que las ondas pueden llegar a un receptor a través de nuestro organismo.

    Ésto, precisamente, ha constituido en alguna ocasión tema de debate, debido a los supuestos problemas de salud que surgen en las inmediaciones de las antenas de telefonía móvil, y también en lesiones de personas que residen próximas a líneas electrificadas de alta tensión (como se sabe, las líneas de alta tensión emiten una señal de muy baja frecuencia), y que algunos técnicos llegan a relacionar con distintas enfermedades cancerígenas.

    Sea como sea, la respuesta a tu pregunta es sí, las señales de radiofrecuencia pueden penetrar, y de hecho traspasan los tejidos humanos.

    Un saludo.

  21. La esplicacio es muy buena , pero me podrian ayudar mi hija esta haciendo un trabajo ,para una feria cientifica , de poque lo celulare no nesesitan un cable para hacer o mandar llamadas si lo pueden esplicar en una forma mas simple ..grasias

  22. MUY BUENO ME SIRVIO PARA LA ESCUELA

  23. Glen, la respuesta a tu pregunta es muy sencilla. Los celulares no utilizan un cable, por se valen de las ondas electromagnéticas para enviar y recibir la información vía éter. Como ya sabes, esas ondas viajan en el espacio a la velocidad de la luz.

  24. mmm… ta buena la pagina pero no me quedo claro por donde viajan o no viajan las ondas de radio o si son estacionarioa o no lo son, y dentro de que frecuencia o longuitud de onda se encuentran yo creo que agregandole esto estaria excelente la informacion.

    pd: necesito saber eso antes del jueves 4 de junioxD.

  25. Camila, lo que preguntas ya está explicado en el artículo, no obstante las reitero: las ondas de radio utilizan el espacio o éter para viajar, y el espectro de frecuencias lo puedes ver en la ilustración que acompaña al texto. En cuanto a lo de “estacionarios”, no sé exactamente a que te refieres; una onda estacionaria suele ser la resultante de dos ondas: una directa y otra reflejada, pero aquí no he hablado de ese tema, que precisaría otro artículo como mínimo.
    Saludos.

  26. Orale no se por que hay gente que se interesa en la fisica que tiene de divertido me da asco esta materia esta requete aburrida solo a un pinche nerd le puede gustar

    los malditos fisicos ya se murieron ya fue tiempo pasado en que me va alludar el estudiar ese cochinero

    deberian interesarse por lo menos en estas materias vola de nerds:
    espa;ol
    matematicas
    ciencias

  27. Raúl Crespo Bustos

    Excelente su página, muy ilustrativa y educativa ya que se puede aprender muchas cosas relacionadas con el mundo de la tecnologia actual.
    Felicitaciones sigan adelante.

  28. eugenia villasenor

    que son las ondas de radio fluido o bien mueble

  29. Wow, muchisimas gracias..esto expondre mañana en clases…:)

  30. Hola, en primer lugar felicidades por este “Blog” tan interesante, en si solo queria comentar que no es correcta esta afirmación:

    “Guglielmo Marconi fue el primero en dar aplicación práctica a las ondas de radio”…

    En mi humilde opinión y la de los “Historiadores” actuales,fue Nikola Tesla, el verdadero inventor de la Radio y la TV.
    saludos cordiales FOXSTAR.

  31. hola massiel como estas hoy

  32. mira vale creo que deberiamos tener una informacion mas completa hacerca del tema de todos modos senquiu por todo chamo.

  33. hola es q necesito saber en q consisten EN las ondas de radio la amplitud modulada, la frecuencia modulada y el ancho de banda?????

  34. no los entiendo??? por favor explica muy claro !!!!!!! ok

  35. CHINGONOMÉTRICO TU ARTÍCULO TE FELICITO. TODO MUY BIEN.
    POCAS PALABRAS PERO MUY BIEN EXPLICADO.GRACIAS Y FELICIDADES.

    ATTE. EL QUAKER. BYE.

  36. Muy buen articulo, riguroso y cientifico.

    http://www.vivirsinradiacion.com

  37. Hola.. muy buena información, pero necesito saber cuales son los materiales que interfieren en una onda de radio y porque.. Les agradeceria mucho la facilitación de esta información. Desde ya muchas gracias.

  38. buenicimo…. bien esplicito… facil de comprender… y para aqellos q los llaman nerd, jjjajajaaja…. un pobre wn no mas, se nota q es un hjo de mami.. y q no caxa niuna, te apuesto q tienen telefonos y no saben como se propagan las hondas, y tampoco como se reciben…. y el weon habla de nerd

  39. bueno muy bueno el tema muy interesante
    me parece muy interesante ya que me pusieron una tarea y encontre cosas que me impresionaron

  40. Tampoco las entiendo!!!!(x)

  41. no me sirvio mucho

  42. gracias por su claridad, al utilizar elementos basicos y de ellos a los tecnicos, con total claridad y simplificasion.

  43. Poseo un equipo ya antiguo de radio, que a la vez posee, pasadiscos de vinilo, y de Cds. y pasacasettes. Ocurre, que cuando me acerco o paso, cerca del mismo, se interrumpe con cierta descarga la radio emisora, no así el resto si estoy grabando o pasando un Cd.. He notado que cualquier otra persona, se acerque o pase cerca del mismo, no interfiere en absoluto la propagación del sonido, de la radioemisora. No sé si es algo natural, o mi persona sufre alguna interferencia, normal, pero a mi personalmente me preocupa porque no sé si es una reacción por algo determinado. No poseo prótesis alguna, en ninguna parte del cuerpo, y así pase con la ropa y calzado cualquiera, se produce éste fenómeno. Consulto si es normal, o por el contrario, es una reacción de la onda, por alguna anormalidad de mi cuerpo. Sin otro motivo, saludo atte, y agradezco toda información al respecto. Mi edad es de 80 años.-
    Osmar

  44. Poseo un equipo ya antiguo de radio, que a la vez posee, pasadiscos de vinilo, y de Cds. y pasacasettes. Ocurre, que cuando me acerco o paso, cerca del mismo, se interrumpe con cierta descarga la radio emisora, no así el resto si estoy grabando o pasando un Cd.. He notado que cualquier otra persona, se acerque o pase cerca del mismo, no interfiere en absoluto la propagación del sonido, de la radioemisora. No sé si es algo natural, o mi persona sufre alguna interferencia, normal, pero a mi personalmente me preocupa porque no sé si es una reacción por algo determinado. No poseo prótesis alguna, en ninguna parte del cuerpo, y así pase con la ropa y calzado cualquiera, se produce éste fenómeno. Consulto si es normal, o por el contrario, es una reacción de la onda, por alguna anormalidad de mi cuerpo. Sin otro motivo, saludo atte, y agradezco toda información al respecto. Mi edad es de 80 años.-

  45. Anonymous'xDD

    Esto da asco, debe darles verguenza nada que ver al titulo’ D:

  46. BBZIITA CHAPARRO

    GRACIAS CHICOS ESA INFORMACION ESTA SUPER GRACIAS POR AYUDARME CON MI TAREA GRACIAS A USTEDES VOY A PASAR LA MATERIA BESOS

  47. Osmar, a mí también me pasa lo mismo que a vos y quisiera saber a qué se debe, pues me tiene intrigada. Yo tampoco tengo prótesis alguna y tengo 39 años. Ojalá y nos contesten.

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