IMPORTANCIA DE LOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS VARIABLES EN EL TIEMPO Y EN EL ESPACIO, COMÚNMENTE DENOMINADOS

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Introducción Aunque las manifestaciones de la electricidad y el magnetismo son conocidas por la humanidad desde hace milenios, la primera unificación de los dos fenómenos tiene menos de 150 años: es la llamada teoría electromagnética. Einstein hizo una nueva unificación al demostrar que los campos magnéticos no son más que la manifestación de campos eléctricos de cargas en movimiento; de esto celebramos hace poco el centenario. Si se acepta que la radiación electromagnética es el prototipo más generalizado de onda y que el electrón fue, desde su descubrimiento en 1897 (hace 110 años), el prototipo de partícula diminuta, prácticamente la única partícula

elemental que sobrevive con ese apellido (el protón, por ejemplo, no es elemental: consta de tres quarks de dos tipos diferentes, considerados por ahora partículas elementales), es notable que la teoría cuántica eleva los dos (fotones y electrones)a la categoría de

entes cuánticos, es decir, son DUALES: exhiben comportamiento en ocasiones de onda y en ocasiones de partícula. Hace cuarenta años se propuso una nueva unificación: la fuerza electro-débil, es decir, se logró la unificación de las interacciones eléctrica y débil. Pero para que pudiera darse todo eso, fue necesario empezar por la postulación de CAMPOS DE FUERZA, tarea que inició Faraday y

continuó exitosamente Maxwell, para concluir con la producción de ondas electromagnéticas en el laboratorio, dándole a los campos electromagnéticos una realidad más allá de las matemáticas, en el mundo físico. Descubrimiento de las ondas electromagnéticas Las bases teóricas de la propagación de ondas electromagnéticas fueron descritas por primera vez por James Clerk Maxwell en un documento dirigido a la Royal Society titulado Una teoría dinámica del campo electromagnético, el cual describía su trabajo entre los años 1861 y 1865. Heinrich Rudolf Hertz, entre 1886 y 1888, fue el primero en validar experimentalmente la teoría de Maxwell, demostrando que la radiación de radio tenía todas las propiedades de las ondas y descubriendo que las ecuaciones electromagnéticas podían ser reformuladas en una ecuación diferencial parcial denominada ecuación de onda. Hertz dio un paso de gigante al afirmar que las ondas se propagaban a una velocidad electromagnética similar a la velocidad de la luz, y ponía así las bases para el envío de las primeras señales. Como homenaje a Hertz por este descubrimiento, las ondas electromagnéticas pasaron a denominarse hertzianas. Estos científicos pusieron la base técnica para que la radio saliera adelante, ya que la propagación de las ondas electromagnéticas fue esencial para desarrollar el que posteriormente se ha convertido en uno de los grandes medios de comunicación de masas.

Primeras transmisiones por radio Resulta difícil atribuir la invención de la radio, en su tiempo denominada "telegrafía sin hilos", a una única persona. En diferentes países se reconoce la paternidad en clave local: Alejandro Stepánovich Popov hizo sus primeras demostraciones en San Petersburgo, Rusia; Nikola Tesla en San Luis, Misuri, Estados Unidos y Guillermo Marconi fue quien primero puso en práctica y comercializó el invento desde el Reino Unido.

En 1896, Marconi obtuvo la primera patente del mundo sobre la radio, la Patente británica 12039, Mejoras en la transmisión de impulsos y señales

eléctricas y un aparato para ello. Países como Francia o Rusia rechazaron reconocer su patente por dicha invención, refiriéndose a las publicaciones de Popov, previas en el tiempo. El 7 de mayo de 1895 el profesor e ingeniero ruso Alexandr Stepánovich Popov había presentado un receptor capaz de detectar ondas electromagnéticas. Diez meses después, el 24 de marzo de 1896, ya con un sistema completo de recepción-emisión de mensajes telegráficos, transmitió el primer mensaje telegráfico entre dos edificios de la Universidad de San Petersburgo situados a una distancia de 250 m. El texto de este primer mensaje telegráfico fue: "HEINRICH HERTZ". En 1897 Marconi montó la primera estación de radio del mundo en la Isla de Wight, al sur de Inglaterra y en 1898 abrió la primera factoría del mundo de equipos de transmisión sin hilos en Hall Street (Chelmsford, Reino Unido) empleando en ella alrededor de 50 personas. En 1899 Marconi consiguió establecer una comunicación de carácter telegráfico entre Gran Bretaña y Francia. Tan sólo dos años después, en 1901, esto quedaría como una minucia al conseguirse por primera vez transmitir señales de lado a lado del océano Atlántico. Nikola Tesla, en San Luis (Missouri, USA), hizo su primera demostración pública de radiocomunicación en 1893. Dirigiéndose al Franklin Institute de Filadelfia y a la National Electric Light Association describió y demostró en detalle los principios de la radiocomunicación. Sus aparatos contenían ya todos los elementos que fueron utilizados en los sistemas de radio hasta el desarrollo de los tubos de vacío. En Estados Unidos, algunos desarrollos clave en los comienzos de la historia de la radio fueron creados y patentados en 1897 por Tesla. Sin embargo, la Oficina de Patentes de Estados Unidos revocó su decisión en 1904 y adjudicó a Marconi una patente por la invención de la radio, posiblemente influenciada por los patrocinadores financieros de Marconi en Estados Unidos, entre los que se encontraban Thomas Alva Edison y Andrew Carnegie. El 12 de diciembre de 1901, Marconi transmitió, por primera vez, señales Morse por ondas electromagnéticas.

Desarrollos durante el siglo XX En 1906, Alexander Lee de Forest mejoró el invento de John Fleming, otorgándole con su triodo mayor cobertura y calidad de transmisión, lo que permitió la proliferación de las emisiones de radio. En 1907, inventaba la válvula que modula las ondas de radio que se reciben y de esta manera creó ondas de alta potencia en la transmisión. En 1909 Marconi, con Karl Ferdinand Braun, fue también premiado con el Premio Nobel de Física por sus "contribuciones al desarrollo de la telegrafía sin

hilos". Sin embargo, la patente de Tesla número 645576 fue restablecida en 1943 por la Corte Suprema de Estados Unidos, poco tiempo después de su muerte a causa de una trombosis coronaria. La decisión estaba basada en el hecho de que había un trabajo preexistente antes del establecimiento de la patente de Marconi. Existe la creencia de que esto se hizo, aparentemente, por razones financieras, para permitir al gobierno estadounidense eludir el pago de los daños que estaban siendo reclamados por la compañía Marconi por el uso de sus patentes durante la Primera Guerra Mundial. También se habían hecho reclamos en el sentido de que Nathan Stubblefield inventó la radio antes que Tesla y Marconi, pero su dispositivo, al parecer, funcionaba mediante transmisión por inducción más que por radio transmisión. La nueva gran invención fue la válvula termoiónica detectora, inventada por un equipo de ingenieros de Westinghouse. La Nochebuena de 1906, utilizando el principio heterodino, Reginald Fessenden transmitió desde Brant Rock Station (Massachusetts) la primera radiodifusión de audio de la historia. Así, buques en el mar pudieron oír una radiodifusión que incluía a Fessenden tocando al violín la canción O Holy Night y leyendo un pasaje de la Biblia. Un gran paso en la calidad de los receptores, se produce en 1918 cuando Edwin Armstrong inventa el superheterodino. Las primeras transmisiones radiodifundidas, para entretenimiento, comenzaron en 1920 en Argentina. El día 27 de agosto desde la azotea del Teatro Coliseo, la Sociedad Radio Argentina transmitió la ópera de Richard Wagner, Parsifal.

Comenzando así con la programación de la primera emisora de radiodifusión en el mundo. La primera emisora de carácter regular e informativo es considerada por muchos autores la KDKA de Pittsburg (EEUU) que comenzó a emitir en el año 1920. La KDKA trasmitió por primera vez un reportaje sobre las elecciones norteamericanas. Ese mismo año, en Inglaterra, la estación de Chelmsford, perteneciente a la Marconi Wireless, emitía dos programas diarios, uno sobre música y otro sobre información. El 4 de noviembre de 1922 se fundó en Londres la British Broadcasting Corporation (BBC) que monopolizó las ondas inglesas. Ese mismo año, la Radio llega a Chile, con la Primera Transmisión Radial que la Universidad de Chile realizó desde el Diario El Mercurio de Santiago. En los primeros tiempos de la radio toda la potencia generada por el transmisor pasaba a través de un micrófono de carbón. En los años 1920 la amplificación mediante válvula termoiónica revolucionó tanto los radiorreceptores como los radiotransmisores. Philips, Bell, Radiola y Telefunken consiguieron, a través de la comercialización de receptores de válvulas que se conectaban a la red eléctrica, la audición colectiva de la radio en 1928. No obstante, fueron los laboratorios Bell los responsables del transistor y, con ello, del aumento de la comunicación radiofónica. En los años cincuenta la tecnología radiofónica experimentó un gran número de mejoras que se tradujeron en la generalización del uso del transistor. Normalmente, las aeronaves utilizaban las estaciones comerciales de radio de modulación de amplitud (AM) para la navegación. Esto continuó así hasta principios de los años sesenta en que finalmente se extendió el uso de los sistemas VOR. A principios de los años treinta radio-operadores aficionados inventaron la transmisión en banda lateral única (BLU). En 1933 Edwin Armstrong describe un sistema de radio de alta calidad, inmune a los parásitos radioeléctricos, utilizando la modulación de frecuencia (FM). A finales de la década este procedimiento se establece de forma comercial, al montar a su cargo el propio Armstrong una emisora con este sistema. En 1948, la radio se hace visible: se desarrolla abiertamente la televisión.

En 1952, se transmite televisión comercial en color sistema NTSC, en EE.UU. En 1957, la firma Regency introduce el primer receptor transistorizado, lo suficientemente pequeño para ser llevado en un bolsillo y alimentado por una pequeña batería. Era fiable porque al no tener válvulas no se calentaba. Durante los siguientes veinte años los transistores desplazaron a las válvulas casi por completo, excepto para muy altas potencias o frecuencias. En 1963, se establece la primera comunicación radio vía [[satélite de comunicaciones|satélite]]. Al final de los años sesenta la red telefónica de larga distancia en EE.UU. comienza su conversión a red digital, empleando radio digital para muchos de sus enlaces. En los años setenta comienza a utilizarse el LORAN, primer sistema de radionavegación. Pronto, la Marina de EE.UU. experimentó con la navegación satélite, culminando con la invención y lanzamiento de la constelación de satélites GPS en 1987. Entre las décadas de los años 1960 y 1980 se generaliza la figura del diskjokey y el tocadiscos; es la época de la expansión discográfica. En los años 1990 las nuevas tecnologías digitales comienzan a aplicarse al mundo de la radio. Aumenta la calidad del sonido y se amplia la cantidad de almacenaje. Se produce una sofisticación de los medios de edición y producción que tiene como característica principal la automatización de las emisoras. A finales del siglo XX, experimentadores radioaficionados comienzan a utilizar ordenadores personales para procesar señales de radio mediante distintas interfaces (Radio Packet). Hoy en día la radio a través de Internet avanza con celeridad, por eso, muchas de las grandes emisoras de radio empiezan a experimentar con emisiones por internet, la primera y más sencilla es una emisión on-line, la cual con el avance creativo de los productores radiales deberá seguir evolucionando, lo que irá aparejado con el desarrollo de la banda ancha en Internet

Fechas destacables •

1873. El físico escocés James Clerk Maxwell obtiene las ecuaciones generales de la propagación de las ondas electromagnéticas.

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1887. El físico alemán Heinrich Rudolf Hertz consigue demostrar la existencia de las ondas electromagnéticas. Además, descubre el efecto fotoeléctrico por medio de un descargador o resonador. 1890. El físico francés Edouard Branly inventa un aparato que recibe las señales de la telegrafía sin utilizar hilos. 1896. El ingeniero ruso Alexander Popov inventa la primera antena radioeléctrica. También construye el primer receptor de ondas electromagnéticas. 1908. En California tiene lugar la primera emisión radiofónica de carácter privado de la mano de CH.D.Herrold, quien ofrece información meteorológica a los agricultores del Estado. 1914-1918. El uso de la radio como elemento comunicativo empieza a utilizarse entre los ejércitos durante la Primera Guerra Mundial. La utilidad de este medio radica en su valor estratégico de la comunicación sin hilos y sirve para mantener el caracter reservado de las comunicaciones. 1920. primeras transmisiones radiodifundidas para entretenimiento. Esto ocurre el 27 de agosto desde la terraza del Teatro Coliseo de la Ciudad de Buenos Aires.El proyecto fue encabezado por el Dr. Enrique Telémaco Susini y sus tres colaboradores: César Guerrico, Luis Romero Carranza y Miguel Mujica, luego llamados «Los locos de la azotea».

Empieza a funcionar en la ciudad Norteamericana de Pittsburg la KDKA, conocida por ser la primera estación de radio que emite una programación regular y continuada. •

1922. El francés Maurice Vinot emite desde París los primeros boletines de información con noticias de actualidad general y deportes. Esto es posible gracias a la emisora Radiola y la agencia de noticias Havas.

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1924 En España se crea la Asociación Nacional de Radiodifusión de Barcelona. Se unen a ella nuevas sociedades de radioaficionados (Radio Club de Vizcaya y Radio Club Sevillano ). La primera emisora de radio que emitía con regularidad comenzó en el último semestre de este año: Radio Ibérica, germen de la futura RNE

Radio como medio de comunicación La radio es una tecnología que posibilita la transmisión de señales mediante la modulación de ondas electromagnéticas. Estas ondas no requieren un medio físico de transporte, por lo que pueden propagarse tanto a través del aire como del espacio vacío. Una onda de radio se origina cuando una partícula cargada (por ejemplo, un electrón) se excita a una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia (RF)

del espectro electromagnético. Otros tipos de emisiones que caen fuera de la gama de RF son los rayos gamma, los rayos X, los rayos cósmicos, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta y la luz visible. Cuando la onda de radio actúa sobre un conductor eléctrico (la antena), induce en él un movimiento de la carga eléctrica (corriente eléctrica) que puede ser transformado en señales de audio u otro tipo de señales portadoras de información. Aunque se emplea la palabra radio, las transmisiones de televisión, radio, radar y telefonía móvil están incluidos en esta clase de emisiones de radiofrecuencia.

Características del medio radiofónico • •

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La radio es un medio auditivo basado en la comunicación oral. Esto hace que las condiciones de recepción sean íntimas e individuales, lo que le otorga a la radio un gran poder de sugestión. La radio posee una temporalidad, un código comunicativo y un lenguaje propio. Es un medio que requiere una menor inversión en medios técnicos y amortiza lo invertido, por lo que es el medio más asequible para todos los públicos. Comparado con los otros medios, se dice que la radio cuenta la noticia, la televisión la enseña y el periódico la analiza. Hay que captar la atención del oyente desde el primer momento. La radio tiene credibilidad por sí misma. Se caracteriza por su alta flexibilidad en los esquemas de producción. Saca partido de la instantaneidad y rapidez del medio. La temporalidad en la radio es inmediata. La inmediatez y la brevedad son dos caracteriscas básicas de la radio. Se trata de informar o entretener, pero no aburrir, por lo que se otorga dinamismo a los contenidos. La radio incentiva la imaginación del oyente que, a través de lo que escucha, escenografía en su mente la información que se le está contando. Esta escenografía mental se basa en el contenido de lo que se informa, pero, sobre todo, de cómo se dice. Como afirma Rudolf Arnheim: “la voz implícita definición”. La capacidad de interacción con el oyente es limitada; éste no puede decidir el orden de las secciones como en los periódicos. Permite ser escuchada en cualquier parte; el tamaño del transistor se ha reducido gracias a los avances tecnológicos, ventaja clave sobre la televisión. Es un medio rico en contenidos. La comunicacion por radio es el medio que sustenta mayor futuro, pues debido a los problemas de gravedad en el espacio los satelites presentan un cierto grado de inconsistencia y seguridad a los usuarios potenciales de estos, ademas si existiere una falla en el sistema el error seria medido en millones de dólares.

Lenguaje radiofónico: la locución La radio, como medio de comunicaciòn, requiere una forma de transmisión concreta. El acto de hablar alcanza su máxima expresión, por lo que es fundamental para el periodista radiofónico controlar su voz, que es su herramienta de trabajo. Para Sanabria, "el timbre, el tono, la intensidad, la entonación, el acento, la modulación, la velocidad y los intervalos son los matices que determinan el estilo de la radio". Es necesaria una buena vocalización y leer con naturalidad para no caer en errores de tipo gramatical y que se comprenda bien el mensaje que se desea transmitir. El lenguaje radiofónico está compuesto por unas reglas que hacen posible la comunicación. Cada una de ellas aporta un valor necesario para la comprensión del mensaje: • • • • •

La voz aporta la carga dramática La palabra la imagen conceptual El sonido describe el contexto físico La música transmite el sentimiento El silencio la valoración

Mensaje radiofónico La radio transmite su mensaje en forma de sonido. Según Mariano Cebrián, catedrático de periodismo, "la técnica es tan determinante que se incorpora a la expresión como un sistema significante más". El mensaje radiofónico se produce gracias a una mediación técnica y humana, que expresa un contexto narrativo acústico. Según Vicente Mateos, "el mensaje radiofónico debe cumplir unos principios comunicativos para que llegue con total eficacia al oyente", tales como: • • •

Audibilidad de los sonidos Comprensión de los contenidos Contextualización

Usos de la radio

Uno de sus primeros usos fue en el ámbito naval, para el envío de mensajes en código Morse entre los buques y tierra o entre buques. Actualmente, la radio toma muchas otras formas, incluyendo redes inalámbricas, comunicaciones móviles de todo tipo, así como la radiodifusión. Antes de la llegada de la televisión, la radiodifusión comercial incluía no solo noticias y música, sino dramas, comedias, shows de variedades, concursos y muchas otras formas de entretenimiento, siendo la radio el único medio de representación dramática que solamente utilizaba el sonido. Otros usos de la radio son: •

Audio o

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La forma más antigua de radiodifusión de audio fue la radiotelegrafía marina, ya no utilizada. Una onda continua (CW), era conmutada on-off por un manipulador para crear código Morse, que se oía en el receptor como un tono intermitente. Música y voz mediante radio en modulación de amplitud (AM). Música y voz, con una mayor fidelidad que la AM, mediante radio en modulación de frecuencia (FM). Música, voz y servicios interactivos con el sistema de radio digital DAB empleando multiplexación en frecuencia OFDM para la transmisión física de las señales. Servicios RDS, en sub-banda de FM, de transmisión de datos que permiten transmitir el nombre de la estación, el título de la canción en curso y otras informaciones adicionales. Transmisiones de voz para marina y aviación utilizando modulación de amplitud en la banda de VHF. Servicios de voz utilizando FM de banda estrecha en frecuencias especiales para policía, bomberos y otros organismos estatales. Servicios civiles y militares en alta frecuencia (HF) en la banda de Onda Corta, para comunicación con barcos en alta mar y con poblaciones o instalaciones aisladas. Sistemas telefónicos celulares digitales para uso cerrado (policía, defensa, ambulancias, etc). Distinto de los servicios públicos de telefonía móvil.

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Telefonía

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Vídeo

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Navegación

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Radar

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Servicios de emergencia

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Transmisión de datos por radio digital

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Calentamiento

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Fuerza mecánica

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Otros

Géneros radiofónicos La radio es el medio en el que algunos géneros del periodismo clásico alcanzan su máxima expresión. Un ejemplo es la entrevista, el debate y la tertulia. La adaptación de los géneros periodísticos a la radio se caracteriza por la riqueza expresiva y el carácter personal que se incorpora al mensaje transmitido. Las claves para una buena comunicación son contenidos concisos, claros y directos. De esta manera se producirá un mayor efecto de atracción sobre la audiencia. Los géneros radiofónicos podrían clasificarse de la siguiente manera: • • • • • • • • •

El Reportaje La Crónica La Crítica El Comentario El Editorial La Entrevista La Tertulia El Debate La Cuña

Ingeniería

Una Investigación Mejora la Transferencia Inalámbrica de Datos 23 de Agosto de 2007.

Una nueva investigación en el Instituto de Tecnología de Georgia puede hacer que muy pronto el enredo de cables debajo de los escritorios y en los centros de procesamiento de datos sea cosa del pasado.

Científicos en el Centro de Diseño Electrónico de Georgia (GEDC), del mencionado Instituto Tecnológico de Georgia, están investigando el uso de frecuencias de radio (RF) extremadamente altas para alcanzar anchos de banda grandes, así como elevadas tasas de transmisión de datos, a corta distancia. Dentro de tres años, este método "inalámbrico multigigabit" pudiera dar lugar a un nutrido conjunto de aplicaciones de redes de área personal, incluyendo la nueva generación de conexiones inalámbricas de uso doméstico para transferencia de datos y hasta para aplicaciones multimedia, capaces, entre otras cosas, de transferir un DVD completo en segundos. La investigación se centra en las frecuencias de radio de cerca de los 60 gigahercios, las cuales actualmente están libres para su uso en Estados Unidos. Los investigadores del GEDC ya han alcanzado tasas de transferencia inalámbrica de 15 gigabits por segundo (Gbps) a la distancia de 1 metro, 10 Gbps a 2 metros, y 5 Gbps a 5 metros. El objetivo es maximizar el caudal de datos con el fin de permitir que aparezcan muchas aplicaciones inalámbricas nuevas para conectividad en la oficina y en el hogar. Según los investigadores, las conexiones de muy alta velocidad pueden estar justo a la vuelta de la esquina, disponibles potencialmente en menos de 2 años.

Dispositivos tales como unidades de disco externas, ordenadores portátiles, reproductores MP3, teléfonos móviles y otros, podrían transferir grandes cantidades de datos en meros segundos. Y los centros de procesamiento de datos podrían instalar módulos de servidores sin el acostumbrado enredo de cables. Este trabajo representa un enorme salto con respecto a los rendimientos disponibles. A 10 Gbps, usted podría descargar un DVD desde un quiosco electrónico hacia su teléfono celular en 5 segundos, o podría sincronizar rápidamente dos portátiles o dos iPods. El sistema de entrada-salida (input-output, I/O) de los dispositivos actuales no se aproxima a tales velocidades. Una ventaja adicional es que los usuarios de la tecnología multigigabit podrían conectarse de manera inalámbrica a cualquier dispositivo que use actualmente Firewire o USB. El video de alta definición inalámbrico también podría ser una aplicación importante de esta tecnología. Los usuarios podrían tener el reproductor de DVD a su lado mientras éste transmite inalámbricamente sonido e imagen a una pantalla situada a 5 ó 10 metros.

(Nota del compilador: Se elaboró esta recopilación el 27 de agosto de 2007, utilizando distintas fuentes virtuales, para un programa radial en que participé como homenaje a Hertz y a Faraday. Hertz produjo por primera vez las ondas hertzianas en 1887. Faraday murió el 25 de agosto de 1867, 10 años después del nacimiento de Hertz, ocurrido en 1857, hace justo medio siglo.)