Aplicaciones de las ondas electromagnéticas

Aplicaciones de las ondas electromagnéticas

Ondas Radio

El uso más habitual de las ondas de radio con efecto terapéutico se lleva a cabo mediante el uso de corrientes alternas de frecuencia superior a los 100 KHz. En la actualidad, las ondas de radio se emplean sobre todo en el tratamiento denominado onda corta. Aparte de su efecto térmico, la onda corta posee otros efectos como son el aumento de la circulación (hiperemia), aumento leucocitario pasajero y acción analgésica y antiinflamatoria.

Microondas

Las ondas microondas tienen muchas aplicaciones. Una de ellas es la de los hornos. Su funcionamiento se basa en el hecho de que la radiación electromagnética de muy alta frecuencia tiene mucha energía, por lo que hay una transferencia de calor muy grande a los alimentos en poco tiempo.

Las comunicaciones y el radar son otras dos aplicaciones de las microondas.

Infrarrojos

Los rayos infrarrojos se utilizan comúnmente en nuestra vida cotidiana: cuando encendemos el televisor y cambiamos de canal con nuestro mando a distancia; en el supermercado, nuestros productos se identifican con la lectura de los códigos de barras; vemos y escuchamos los discos compactos... todo, gracias a los infrarrojos. Estas son sólo algunas de las aplicaciones más simples, ya que se utilizan también en sistemas de seguridad, estudios oceánicos, medicina, etc.

Luz visible

Se denomina espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible; un típico ojo humano responderá a longitudes de onda desde 400 a 700 nm aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 a 780 nm.

Los ojos de muchas especies perciben longitudes de onda diferentes de las del espectro visible del ojo humano. Por ejemplo, muchos insectos, tales como las abejas pueden ver la luz ultravioleta que es útil para encontrar el néctar en las flores. Por esta razón, los éxitos reproductivos de las especies de plantas cuyos ciclos de vida están vinculados con la polinización de los insectos, dependen de que produzcan emisión ultravioleta, más bien que del colorido aparente a los ojos humanos.

Rayos X

Los rayos X se emplean sobre todo en los campos de la investigación científica, la industria y la medicina.

El estudio de los rayos X ha desempeñado un papel primordial en la física teórica, sobre todo en el desarrollo de la mecánica cuántica. Como herramienta de investigación, los rayos X han permitido confirmar experimentalmente las teorías cristalográficas. Utilizando métodos de difracción de rayos X es posible identificar las sustancias cristalinas y determinar su estructura.

Existen además otras aplicaciones de los rayos X, entre las que figuran la identificación de gemas falsas o la detección de mercancías de contrabando en las aduanas; también se utilizan en los aeropuertos para detectar objetos peligrosos en los equipajes. Los rayos X ultrablandos se emplean para determinar la autenticidad de obras de arte y para restaurar cuadros.

En la radioterapia se emplean rayos X para tratar determinadas enfermedades, en particular el cáncer, exponiendo los tumores a la radiación.

APLICACIONES DE LAS ONDAS DE RADIO

Aplicaciones en radio astronomía:

La radio astronomía se puede desarrollar en la superficie terrestre ya que la atmósfera es bastante transparente en la región de ondas de radio. Sin embargo los observatorios en el espacio tienen ciertas ventajas. Hay varios radio telescopios en el espacio: Polar, Cluster II, ISEE 1, ISEE 2, GOES 9 y Voyager 1. Una técnica especial en radio astronomía llamada interferometría, permite utilizar dos o mas telescopios que están muy separados para crear imágenes que tienen la misma resolución como si hubiera un gran telescopio tan grande como la distancia entre los telescopios individuales. Un sistema de esos es el Arreglo de Línea Base Muy Grande (VLBA) que consiste de 10 radio telescopios desde Hawai a Puerto Rico (Arecibo).

Radiodifusión AM, FM y Televisión:

Un sistema típico de radio comunicación tiene dos componentes básicos: un transmisor y un receptor. El transmisor genera oscilaciones eléctricas a una radio frecuencia llamada la frecuencia cargadora. Se puede entonces modular la amplitud (AM) o la frecuencia (FM) para variar la frecuencia cargadora y superponer la información de la voz u otro sonido en radiodifusión o las alteraciones de luz y oscuridad en la imagen de la televisión.

El radio transmisor incluye un generador de oscilación (de cristal de cuarzo o un circuito LC) para producir la radio frecuencia deseada, un amplificador para aumentar la intensidad de las oscilaciones, un transductor para convertir la información a ser transmitida en un cambio de voltaje proporcional a la intensidad. Para la transmisión de sonido, el transductor es el micrófono y para la transmisión de video, el transductor es un dispositivo fotoeléctrico. Otro componente es el modulador que utiliza los cambios de voltaje para controlar las intensidades de la oscilación o la frecuencia instantánea de la frecuencia cargadora y la antena que irradia la onda cargadora modulada.

La modulación de la señal se puede hacer por: a) Modulación de pulso, utilizada en relojes controlados por radio. b) Modulación de la Amplitud, se produce por la superposición de ondas con la información y la onda cargadora para variar la amplitud de la onda. c) Modulación de la Frecuencia, se obtiene al cambiar levemente la frecuencia de la onda cargadora con la frecuencia de la onda con la información.

La modulación de frecuencia (FM) tiene la ventaja que es mucho menos sensible al ruido y la interferencia debida al sistema de ignición de los automóviles y las tormentas eléctricas, que afectan seriamente a la señal con modulación de amplitud (AM). La radiodifusión FM se hace a frecuencia alta (88 a 108 MHz, ancho de banda de 50 Hz a 15 kHz con sonido estereo, 10W a 100 kW de potencia) que es favorable para señales anchas, pero tiene un rango de recepción limitado. La televisión comercial, el sonido se envía por FM y el video por AM. En frecuencia super alta (SHF), el video también se puede enviar por FM, como también para transmitir la televisión digital.

Antenas:

Las antenas utilizadas para telefonía y radiodifusión son muy variadas en tamaño y forma dependiendo del uso y el alcance de la señal.

Radiodifusión comercial de frecuencias medianas y radio de onda corta, radio FM y televisión requieren antenas muy grandes y altas, especialmente si se desea una cobertura amplia de la señal. La mejor ubicación de la antena es en un sitio alto y alejado de la ciudad, aunque los estudios de radio y televisión suelen estar en el corazón de la ciudad; la conexión del estudio con la antena es transmitida por cables eléctricos o preferiblemente por cables coaxiales o fibra óptica. Las antenas antiguas de televisión tienen varios brazos perpendiculares a una barra central, de diferentes tamaños correspondientes a las diferentes regiones de la señal (UHF, VHF). Las antenas también pueden ser parabólicas, especialmente las utilizadas para comunicación satelital.

Receptores:

Las partes esenciales de un receptor de radio (o de televisión) son: una antena para recibir las ondas electromagnéticas y convertirlas en oscilaciones eléctricas; un amplificador (pueden ser varios transistores) para aumentar la intensidad de estas oscilaciones; un equipo de detección (puede ser un diodo) para demodular la señal; un parlante para convertir los impulsos en ondas sonoras que sean oíbles por el oído humano (y en televisión un tubo o pantalla para convertir la señal en ondas de luz visible); un oscilador (por ejemplo superheterodino) que genera radio frecuencia para “mezclar” con la frecuencia cargadora y poder discriminar las frecuencias que ingresan a la antena. Para “sintonizar” a las diferentes frecuencias, la frecuencia del oscilador se varía, pero se produce una frecuencia intermedia que siempre se mantiene (455 kHz para AM y 10,7 MHz para FM). La mayoría de las estaciones de radio AM no pueden reproducir fielmente sonidos por debajo de 100 Hz ó por encima de 5 kHz; las estaciones de FM tienen un rango de frecuencias de 50 Hz a 15 kHz.

Los receptores modernos, especialmente los de FM, tienen muy buena resolución de la señal, o sea mantienen alta fidelidad, pueden responder a señales en estereo, tienen bajo ruido, baja distorsión.

Monitores de bebés:

Son los sistemas más sencillos de transmisión de ondas de radio. Consta de un transmisor (que está en el cuarto del bebé) y un receptor (que los padres utilizan para escuchar el bebé). El transmisor en una “pequeña estación de radio”, con AM, 49 MHz de rango de frecuencia, 2 frecuencias, 0,25 W de potencia, 61 metros de alcance de la transmisión.

Control remoto con radio:

El uso de control remoto para controlar juguetes (aeroplanos, botes, carros) es muy divertido. La persona que controla tiene un transmisor de radio (con alcance limitado), que envía señales codificadas (27 MHz a 49 MHz) que el receptor del juguete recibe y opera sobre algún servo-motor. Los controles para abrir puertas de garaje operan con un principio similar. Se supone que cada persona adquiere un control con un código propio.

Radio modems:

Permiten comunicación digital de datos a través

...