Un técnico de audio vive junto a una antena de telefonía móvil, frente a una autopista con camiones ruidosos, y detrás de su taller hay un foco amarillo encendido. Se pide identificar ondas, frecuencias de la radio, el tipo de ondas de una antena de telecomunicaciones, evaluar los efectos de las microondas y ordenar de menor a mayor energías de las radiaciones citadas.
- El ruido de los camiones es una perturbación mecánica que se propaga por el aire: son ondas mecánicas longitudinales, es decir, ondas sonoras (sonido).
- La antena de telefonía móvil emite ondas electromagnéticas en el rango de radiofrecuencia (microondas celulares, ≈ 0{,}9–2{,}5 GHz).
- El foco amarillo emite radiación electromagnética visible, en la longitud de onda del amarillo (∼ 570–590 nm).
- Por lo tanto, el técnico está expuesto a tres tipos de ondas.
ondas sonoras (mecánicas y longitudinales) producidas por los camiones, y ondas electromagnéticas (microondas de radiofrecuencia de la antena de telefonía móvil y luz visible amarilla del foco).
- La radiodifusión comercial se realiza en dos bandas de frecuencia distintas: la banda AM (amplitud modulada) y la banda FM (frecuencia modulada).
- Banda AM: f_{AM} ≈ 535\,\text{kHz} a 1605\,\text{kHz}, es decir 5{,}35 × 10^{5}\,\text{Hz} a 1{,}605 × 10^{6}\,\text{Hz}.
- Banda FM: f_{FM} ≈ 88\,\text{MHz} a 108\,\text{MHz}, es decir 8{,}8 × 10^{7}\,\text{Hz} a 1{,}08 × 10^{8}\,\text{Hz}.
la radio presenta dos frecuencias o bandas: AM (5{,}35×10^{5}–1{,}605×10^{6}\,\text{Hz}) y FM (8{,}8×10^{7}–1{,}08×10^{8}\,\text{Hz}).
- Una antena de telecomunicaciones se alimenta con corriente eléctrica alternada de alta frecuencia.
- Al acelerarse las cargas eléctricas en la antena, se generan campos eléctricos y magnéticos que se propagan.
- Como no requieren medio material, se trata de ondas electromagnéticas transversales, que se desplazan a la velocidad de la luz c ≈ 3 × 10^{8}\,\text{m/s} en el vacío.
una antena de telecomunicaciones emite ondas electromagnéticas transversales (onda plana o esférica) que llevan información mediante modulación de amplitud o de frecuencia.
- Las microondas de telefonía móvil son radiación no ionizante: su energía fotónica es muy baja para arrancar electrones (E ≈ 10^{-24}\,\text{J}).
- El efecto demostrado es térmico: al absorberse por el tejido, elevan ligeramente su temperatura. Los organismos (ICNIRP, OMS) fijan límites de exposición (por ejemplo, SAR ≤ 2\,\text{W/kg} para el cuerpo entero) muy por debajo de los que producen daño.
- La evidencia epidemiológica actual no ha demostrado efectos cancerígenos ni de otro tipo en personas que viven cerca de antenas, siempre que se cumplan los límites reglamentarios.
dentro de los límites legales de potencia de emisión, no se han comprobado afecciones para la salud; el único efecto posible y medible es un leve aumento térmico, y no hay evidencia de efectos cancerígenos.
- La energía de un fotón depende de su frecuencia según E = h\,f = \dfrac{h\,c}{\lambda}, con h = 6{,}626 × 10^{-34}\,\text{J}·\text{s}: a mayor frecuencia, mayor energía.
- Onda AM: f ≈ 10^{6}\,\text{Hz} \Rightarrow E ≈ 6{,}6 × 10^{-28}\,\text{J}.
- Onda FM: f ≈ 10^{8}\,\text{Hz} \Rightarrow E ≈ 6{,}6 × 10^{-26}\,\text{J}.
- Microondas (antena celular): f ≈ 2{,}4 × 10^{9}\,\text{Hz} \Rightarrow E ≈ 1{,}6 × 10^{-24}\,\text{J}.
- Luz amarilla: \lambda ≈ 5{,}8 × 10^{-7}\,\text{m} \Rightarrow f = \dfrac{c}{\lambda} ≈ 5{,}2 × 10^{14}\,\text{Hz} y E ≈ 3{,}4 × 10^{-19}\,\text{J}.
- Orden ascendente de frecuencia y energía.
Respuesta (menor a mayor energía): ondas de radio AM < ondas de radio FM < microondas de telecomunicaciones < luz amarilla del poste. Se justifica porque E = h\,f: los fotones AM tienen la frecuencia (y energía) más baja y los de luz amarilla, la más alta.
