1. Las radiaciones electromagnéticas

Introducción

El espectro electromagnético recoge todos los tipos de ondas conocidas clasificadas según su longitud de onda o frecuencia. De esta forma tenemos desde las bandas más magnéticas (rayos gamma) hasta las menos magnéticas (ondas de radio).

1.1 Repaso a la historia de las ondas electromagnéticas

La misma luz del sol es una radiación electromagnética, así como sus rayos ultravioletas. Cualquier objeto que supere los cero grados absolutos de temperatura (-273ºC) supone una fuente de radiación electromagnética. Se empezó a hacer un uso comercial de las ondas a partir del descubrimiento de la zona de radiofrecuencia y, a día de hoy, suponen la base de las telecomunicaciones.

En 1820 tiene su origen el descubrimiento de las radiaciones electromagnéticas. El danés Hans Christian Orsted preparaba su material para impartir una conferencia. Este observó cómo la aguja de su brújula se desviaba cada vez que encendía y apagaba una batería eléctrica. Esto, le sirvió para confirmar que todo cable que transporta corriente eléctrica produce un campo magnético.

Guglielmo Marconi

Más tarde, basándose en las experiencias de Orsted, Michael Faraday descubrió en 1931 la inducción magnética. Años después y aunque apenas sabía matemáticas, el físico James Maxwell logró formular en 1873 una serie de ecuaciones que relacionaban el campo eléctrico con el magnético, al resolver dichas ecuaciones se descubrío que la velocidad a la que viajan las ondas electromagnéticas en el aire es igual a la velocidad de la luz (300.000 km/s).

Todos estos conocimientos fueron la base para que el físico italiano Guglielmo Marconi lograra desarrollar el telégrafo sin hilos. Años después vendrían el teléfono y la difusión de la radio. Mientras, se continuaba con la investigación con frecuencias cada vez mayores que permitiesen enviar más información. Así se pudo llegar a la televisión, la comunicación por satélite o los móviles.

1.2 Fuentes de radiación electromagnética

Podemos distinguir dos tipos de fuentes electromagnéticas:

• Las naturales son las causadas principalmente por el Sol, que al incidir sobre los objetos de la Tierra originan varios efectos: absorción, reflexión, transmisión, luminiscencia o calentamiento.
• Las artificiales son las provocadas por cualquier dispositivo que haya creado el ser humano: móviles, radio, televisión...

1.3 Clasificación de las ondas electromagnéticas

Una onda electromagnética está caracterizada por los tres parámetros que se citan a continuación:

• Frecuencia (f): define el número de vibraciones por segundo. Se mide en hertzios (Hz).
• Velocidad (c): es siempre la misma y por tanto independiente de la frecuencia de la onda. Es igual a la velocidad de la luz. Se mide en kilómetros por segundo.
• Longitud de onda: una onda está formada por una serie de crestas y valles. La distancia entre dos de estos elementos nos indica la longitud de la onda, expresada en metros.

Cuanto mayor es la frecuencia, menor es su longitud de onda y mayor es la energía de la onda. Las radiaciones más energéticas son también las más peligrosas para los seres vivos.

En telecomunicaciones las ondas se clasifican por sus diferentes bandas de frecuencia, siendo cada banda apropiada para una determinada actividad. La clasificación de estas ondas fue establecida en 1953 por el Consejo Consultivo de las Comunicaciones de Radio (CCIR). Debido a que la radiodifusión comenzó en Estados Unidos, el nombre de las diferentes bandas se expresa en inglés. En la siguiente tabla podemos observar las diferentes frecuencias y sus principales usos:

1.4 Propagación de las ondas electromagnéticas

La modulación es una técnica para enviar información a través de ondas de radio. Consiste en variar alguno de los parámetros de la onda como la amplitud, la frecuencia o la fase con el fin de modificar la información que queremos enviar. Es similar a la 'mezcla' de una onda electromagnética de una determinada frecuencia con el mensaje que se transmite. Por ejemplo, al escuchar una emisión de la radio en AM, el receptor extrae la información de las variaciones que se producen en la amplitud de la onda.

Para una propagación satisfactoria de la onda también son necesarias las siguientes variables:

• Potencia: a la hora de establecer una comunicación con una determinada tecnología, tenemos que considerar la potencia a la que se debe emitir para que llegue a su destino, ya que las ondas al propagarse por el aire sufren una pérdida de potencia debido a varios efectos.
• Limitación de emisiones: es indispensable garantizar que las emisiones de las antenas no sobrepasen un determinado valor. Esta limitación de las emisiones se establece según los efectos caloríficos que produzcan puesto que es perjudicial para la salud, al igual que también es peligrosa la exposición prolongada a un sol muy intenso.
• La frecuencia en la que se emite: cada frecuencia está destinada a un determinado servicio, el hecho de que dos ondas coincidan en frecuencias cercanas puede causar interferencias, con lo que la comunicación no será buena.