Ondas de radio | Qué son, frecuencia y para qué sirven

Las ondas de radio son la parte del espectro electromagnético que se utiliza en las tecnologías de las comunicaciones, pero también son útiles en astronomía. También conocidas como ondas hertzianas u ondas de radiofrecuencia, sus longitudes varían desde unos pocos milímetros hasta miles de kilómetros.

Como todas las ondas electromagnéticas, las ondas de radio son un tipo de radiación transportada por fotones, por lo que comparten las mismas características que la luz visible. Esto significa que también viajan a la velocidad de la luz en el vacío.

Al igual que la luz visible y otras longitudes de onda del espectro, las ondas de radio se generan en muchos fenómenos naturales, como los rayos y algunos tipos de objetos del universo. También pueden crearse artificialmente.

Desde su descubrimiento, los científicos han utilizado las propiedades únicas de la radio para desarrollar tecnologías mediáticas como la radio, la televisión, la telefonía móvil, el radar, entre otras. En estos dispositivos, las transmisiones se producen a través de una “conversación” entre el transmisor y el receptor. Las ondas de radio son generadas por radios transmisores mediante corrientes eléctricas de alta frecuencia en un conductor (una antena, por ejemplo) y viajan a través de la atmósfera terrestre.

Cuando el dispositivo receptor (como una radio) recibe las ondas, su energía se convierte en corriente alterna. Luego, la corriente se convierte en vibraciones mecánicas en el altavoz para reproducir tus canciones favoritas.

Los servicios que utilizan ondas de radio incluyen radar, radionavegación, servicios hospitalarios y de emergencia, servicios de seguridad y transmisión de datos por radio digital en el ejército. Los radares también se utilizan en meteorología y control del tráfico aéreo, terrestre y marítimo.

Frecuencias de radio

Como ocurre con cualquier tipo de radiación electromagnética, las ondas de radio tienen diferentes longitudes de onda y frecuencias. Estas propiedades son inversamente proporcionales, es decir, cuanto mayor sea una, menor será la otra.

La radio es el tipo más largo del espectro electromagnético, pero puede tener una longitud de onda de tan solo 1 mm, lo que da como resultado frecuencias de 300 gigahercios (GHz). A 30 Hz, la longitud de onda es de 10.000 kilómetros, mayor que el radio de la Tierra de 6.371 kilómetros.

Cada rango de longitud de onda se comporta de manera diferente en la atmósfera terrestre. La mayoría de ellos atraviesan la atmósfera y viajan por el espacio exterior, lo que permite a las agencias espaciales comunicarse con sus naves espaciales en misiones fuera del planeta.

Otras longitudes de onda de radio son reflejadas o absorbidas por la ionosfera, algo ventajoso para transmisiones a distancias intercontinentales. Son reflejados por la atmósfera superior y regresan a la superficie, recorriendo una distancia mayor que la permitida por las transmisiones en “línea recta”.

Uno de los usos de esta propiedad es la retransmisión entre dos radios transmisores para llegar a un receptor más lejano, permitiendo transmisiones con mayor alcance. Las radios AM son un gran ejemplo de la aplicación de este tipo de ondas.

Por otro lado, las ondas que utilizan las radios FM pueden atravesar la atmósfera, por lo que es necesario transmitirlas directamente desde un transmisor a los receptores. Como consecuencia, tienen un alcance más corto, pero sufren menos interferencias electromagnéticas.

Ondas de radio en astronomía

Los objetos astronómicos también emiten ondas de radio, que revelan características de estos cuerpos que de otro modo no podrían identificarse. Los astrónomos utilizan frecuencias de 300 MHz a 300 GHz.

Estrellas

Hay estrellas en la Vía Láctea que son buenos emisores de ondas de radio, como algunas gigantes rojas. Sin embargo, las estrellas vivas no son fuentes importantes de este tipo de radiación.

Los restos de estrellas «muertas», como las enanas blancas, las estrellas de neutrones y los púlsares, tienen campos magnéticos mucho más poderosos que los de otras. Cuando interactúan con partículas cargadas, sus campos magnéticos producen ondas de radio.

Estrellas de neutrones

Las estrellas de neutrones son los “núcleos” de estrellas que explotaron en supernovas y tienen los campos magnéticos más poderosos del universo. Sus campos son tan poderosos que atrapan electrones, provocando que emitan ondas de radio.

Esto implica que, aunque no emiten luz visible como las estrellas vivas, son muy brillantes en los radiotelescopios.

Púlsares

Los púlsares son un tipo de estrella de neutrones que gira más de 700 veces por segundo. Emiten un tipo de ondas de radio que forman chorros de energía en espiral en sus polos.

A medida que el púlsar gira, los rayos de radio pasan por los radiotelescopios y se detectan como destellos periódicos. Esto los hace muy útiles para medir distancias a objetos cósmicos.

Supernovas

Los radiotelescopios también pueden estudiar nebulosas formadas por supernovas, algo importante sobre todo cuando el resto de la explosión es un agujero negro.

El estudio de las ondas de radio de las supernovas nos permite comprender mejor la actividad del remanente en su interior.

Cuásares

Los cuásares (abreviatura de fuentes de radio cuasi estelares) están formados por agujeros negros supermasivos en los centros de sus respectivas galaxias. Se consideran el tipo de objeto más energético del universo y la mejor forma de detectarlos es a través de ondas de radio.

¿Cómo afecta el Sol a las transmisiones de radio?

Las erupciones solares producen un intenso destello de radiación electromagnética principalmente en rayos X y ultravioleta. Si estos destellos se acercan a la Tierra, llegarán a nuestra atmósfera en sólo ocho minutos.

Tras el impacto, la radiación puede ionizar las capas inferiores de la ionosfera. Esto hace que las ondas de radio que interactúan con los electrones en estas capas pierdan energía.

El resultado de este proceso es la degradación o absorción completa de las ondas de radio de alta frecuencia (HF), que deberían reflejarse de regreso a la Tierra. Por tanto, los apagones de radio se producen en el rango de 3 a 30 MHz, que son frecuencias utilizadas en los sistemas de comunicaciones militares y en la navegación marítima y aeronáutica.