Nadie podría haber imaginado el enorme impacto que el descubrimiento de la transmisión inalámbrica iba a llegar a tener en la sociedad humana. Los contemporáneos no se asombraron con ella porque no vislumbraron ni remotamente su trascendencia. Cuando mucho la valoraron como un medio posible de comunicación entre dos puntos móviles en que los alambres no podían conectarlos, como por ejemplo dos barcos navegando en el océano, o un barco y un punto fijo en tierra.

No pudieron imaginar que la comunicación inalámbrica a poco andar dejaría obsoleto al telégrafo y luego también al teléfono fijo, hasta el punto del uso masivo actual. Tampoco en esa época imaginaron la aparición de la radio como medio de comunicación y entretención masiva de la comunidad, ni el radar, ni la televisión, los hornos de microondas, ni las aplicaciones en el internet, y menos aun su uso satelital y la radio astronomía. (Los telescopios espaciales).

Nadie pudo ver estas potencialidades inimaginables para la época, porque no era posible prever la explosión de los conocimientos que se avecinaban, ni menos la variedad y dispersión de ellos que fueron combinando y sumando sus efectos en sus aplicaciones tecnológicas: la electrónica, los tubos de vacío y el transistor, la computación, la física, la ciencia del espacio, la astronomía, la miniaturización, el conocimiento del sonido y la enorme variedad de ondas electromagnéticas existentes en el espacio. Mirando ahora este descubrimiento, cuyas raíces se remontan a comienzos del siglo XIX, ahora se valora como el iniciador de uno de los cambios más trascendentales de la historia de la humanidad.

Los grandes descubrimientos no ocurren de repente, sino por el contrario, son la suma de diversas observaciones que se van acumulando en el tiempo y de pronto alguien las coordina estableciendo un nuevo paradigma. En este caso, el proceso se inició cuando el físico escocés James Clero Maxwell, a fines del siglo XIX, formuló un ejercicio teórico expresado en un conjunto de ecuaciones que representaban sus ideas básicas sobre la electricidad y el magnetismo. En ellas explicaba la luz como una forma de radiaciones electromagnéticas y predecía que deberían existir muchas otras formas de ondas invisibles al ojo humano. En 1984 el físico alemán Heinrich Rudolf Hertz validó las leyes de Maxwell y declaraba que las ondas de radio eran fundamentalmente similares a la luz, pero con una longitud de una amplitud de un millón de veces superior. Curiosamente terminaba su declaración, afirmando que en todo caso ellas no tenían ninguna utilidad.

Afortunadamente otros científicos e ingenieros vieron en el espectro de las ondas de radio una posibilidad de comunicación. El principio de la transmisión radial es simple. Los electrones se mueven a través de un alambre creando un campo magnético. Si se coloca otro alambre cerca del primero, los electrones también comienzan a moverse en el segundo. Las señales viajan a través de los alambres porque el campo magnético formado en el primero (el transmisor) crea un campo magnético en el espacio, el que a su vez crea su campo magnético y así sucesivamente, van moviéndose a la velocidad de la luz. Cuando el segundo alambre (el receptor) capta la señal, el campo de nuevo se convierte en un movimiento de electrones, detectable como una corriente eléctrica. Con el objeto de transmitir la información, la señal del transmisor tiene que variar en el tiempo. La forma más fácil de conseguir esto fue iniciando y deteniendo la corriente en el primer alambre, de modo que el mensaje fuese una serie de pulsos.

En 1893, el ingeniero Nikola Testa, el mismo que desarrolló el motor de inducción, siguiendo este camino logró trasmitir una señal a través de una corta distancia, siendo el primero que consiguió la transmisión sin alambres. Luego el inventor Guillermo Marconi, descubrió accidentalmente que poniendo antenas en tierra podía enviar las señales a más de una milla de distancia, en lugar de algunos metros, como lo había logrado Testa. Inadvertidamente estaba utilizando la Tierra para propagar una señal de radio cerca del suelo. Inmediatamente imaginó como aprovechar esta transmisión inalámbrica para comunicar mensajes. Con tal objeto, elaboró el alfabeto Morse, con el cual podía enviarlos con pulsos interrumpidos. En 1896 viajó a Inglaterra y organizó una compañía de radio; British Marconi.

Pronto logró probar el valor de su trabajo, cuando en 1905 la marina japonesa destruyó la flota rusa en la batalla de Tsushima porque los japoneses se adelantaron a instalar los equipos de radio adquiridos a Marconi. Más tarde, en 1912 la radio instalada en el Titanic, logró conectarse con otro barco que recibió el mensaje y acudió a salvar a 711 náufragos. Con todo, también Marconi tuvo una visión limitada a cerca del uso de la radio y del Morse. Sólo vio que las ondas eran útiles para comunicarse entre dos puntos móviles, en que el cable no pudiera conectarlos. Nunca se imaginó que se podría llegar a emitir señales o mensajes para que fueran oídas por muchas personas ubicadas en cualquier parte. Claro que su limitación era comprensible porque hasta entonces los mensajes sólo se podían trasmitir por el alfabeto Morse.

La etapa siguiente fue el reemplazo de los puntos y las rayas del Morse por ondas continuas. Reginald Fessenden, un autodidacta canadiense, inventó una forma de trasmitir voces y música alterando la intensidad de las ondas (“amplitud”) con lo que se creó la radio AM (amplitud modulada). La amplitud modulada superpone una variedad de ondas radiales con una frecuencia fija. Cuando la onda radial alcanza lo máximo, está en su mayor intensidad, y cuando está en la depresión, está en su intensidad menor.

Fessenden ganó mucho dinero y fama con su descubrimiento. El progreso continuó con el descubrimiento del ingeniero de radio Edwin Howard Armstrong, que notó que variando la "frecuencia" de la onda en lugar de su "amplitud", se podía eliminar las interferencias que muy frecuentemente distorsionaban las transmisiones AM. El resultado fue la “frecuencia modulada” o radio FM. En este caso el máximo de la onda de radio estaba representada en el aumento de la frecuencia de la onda de radio, mientras que la depresión, por una disminución en la misma. Más tarde, gracias a la invención de los tubos de vacío se pudo ampliar el poder transmisión y estas se generalizaron.

Ahora en cada ciudad son numerosas las radios que trasmiten pero cada una debe hacerlo dentro de una determinada longitud de onda. Así comenzó la competencia para lo que tuvo que organizarse un sistema de licencias de transmisión. Comenzó la lucha para la utilización de trozos de la banda de radio y pronto los radios aficionados tuvieron que resignarse a ser desplazados a las localizaciones menos deseadas del espectro. Las frecuencias más bajas son las más baratas, mientras que las más altas son las más caras, ya que requieren equipos menos precisos para transmitir, lo que es un punto importante de considerar.


El radar

Observaciones inesperadas son frecuentemente el punto de origen de nuevos inventos. El descubrimiento del radar comenzó con uno de ellos. El ingeniero escocés, Robert Watson-Watt, trabajando como meteorólogo observó que un rayo neutralizaba la onda de transmisión y pensó que podía utilizar este fenómeno para alertar a pilotos de que se aproximaba una tormenta. Encontró que utilizando una antena direccional podía rastrear el cielo y pesquisar rayos. Luego se dio cuenta que si trasmitía pulsos de radio y al mismo tiempo los escuchaba, podía detectar el rebote de la onda, proveniente del choque con un objetivo, como por ejemplo un avión que se aproximara. Midiendo el tiempo que demoraba este rebote a la antena, podía no solo calcular la distancia, sino el tamaño del objeto.

Pronto Watson-Waff, en el año 1935, se contactó con el Ministerio del Aire en Inglaterra y ofreció su invento, que al comienzo no pareció que tuviera mucha importancia. Pero con el inicio de la Segunda Guerra mundial, si que resultó evidente su utilidad, hasta tal punto que muchos atribuyeron al radar el que se hubiese ganado la guerra.

El radar utiliza ondas pequeñas de radio ya que necesitan ubicar objetos de tamaño reducido. Se trata de ondas de unos pocos centímetros de longitud, muy diferentes a las señales FM que miden 3 metros, u ondas AM, de 300 metros de longitud.


La televisión

En las primeras décadas del siglo XX comenzaron a transmitirse videos por medio de ondas. En 1925 John Logie Baird, en Inglaterra, desarrolló el primer sistema de televisión, usando un aparato electromecánico parecido a una filmadora y un proyector con lo que capturaba y reproducía imágenes. Pero se considera a Philo Farnsworth como el inventor de la televisión, ya que él creo la televisión totalmente electrónica en el año 1928. Se comenzó a transmitir televisión usando un rastreo de 30 líneas por cada cuadro, lo que se traducía en una imagen borrosa, si comparamos con las 480 líneas que se usan actualmente y las posibles 1080 líneas que tiene el sistema digital.


Microondas

En la zona alta del espectro radial, están las microondas, usadas para la transmisión de datos, el radar y lógicamente los hornos microondas, probablemente la aplicación más inesperada de la ley de Maxwell que apareció en el año 1945. El descubrimiento se debió a Percy Spencer, un ingeniero constructor de radares que observó que un maíz en su bolsillo se quemó después de estar trabajando con uno de sus equipos de radar.

Es difícil imaginar lo que aún debe venir por delante. Todo hace pensar que las aplicaciones de las ondas aún no se han detenido y con toda seguridad, nuevas aplicaciones aparecerán en el futuro utilizando la enorme variedad de ondas existentes en el espacio.



• Basado en artículo de Guy Gugliotta, en New Scientist, Julio 2007.