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Hace unos días me llamó un viejo amigo y colega de radio para pedirme que escribiera algo acerca de la famosa antena sigmática. A la sazón había estado discutiendo un poco apasionadamente con otro colega sobre el asunto. Por supuesto él contaba conque yo compartiera sus opiniones al respecto, máxime teniendo en cuenta que hace algún tiempo la construyó con cierto éxito. Pero es obligación de un buen amigo ser leal con la verdad así que, esperando me comprenda y me siga queriendo como yo lo quiero a él, aquí va algo sobre el viejo mito.

En taitantos años de radio, es natural oír hablar de vez en cuando de viejas leyendas que de tanto en tanto recorren el éter, y yo me topé con la sigmática hace bastante quedando atrapado por ese nuevo misterio, no de la talla del "Experimento Filadelfia", pero si, con la entidad necesaria, para que especialistas como nosotros le demos un merecido lugar a lado de sus mayores.

Ello me dio la oportunidad de "aggiornar" un viejo escrito que había hecho para packet radio, que atravesó el éter sin pena ni gloria hace mucho. Espero les guste...

Como es costumbre con todos mis escritos, me gustaría dedicar este a don Juan Domingo Batipalla, LU3AGI, quien no afloja en su amoroso esfuerzo por mostrar a sus jóvenes alumnos este maravilloso mundo de la radio.

Mirando los rabanitos de abajo...

La sigmática vive, por así decirlo, a algunos palmos bajo tierra, de allí que algún ignoto, ingenioso y por demás irreverente humorista se le ocurriera llamarla "la difunta Correa", en alusión a nuestra conocida Santa y, si usted está tentado a pensar que simplemente es una manera de esconder la antena de la Gestapo y operar clandestinamente en su legítimo aunque peligroso oficio de espía, está totalmente equivocado, la sigmática reclama para si, de pleno derecho, un lugar en la historia de la radio y la propagación, porque la antena sigmática no es simplemente una antena enterrada para ser ocultada de los ojos del gobierno o los vecinos, sino que es una antena que emplea una diferente y nada convencional forma de propagación.

En efecto, la misteriosa antena para nada utiliza el éter común y corriente, según afirman muchos de sus entusiastas, sino que las señales se propagarían por medio de la materia sólida que constituye nuestro viejo y querido mundo, más aún, según algunas versiones más atrevidas esas señales viajarían hasta las cercanías del centro de la Tierra y allí serían reflejadas por el hirviente núcleo metálico con lo cual pueden conseguirse reflejos similares a los que produce nuestra vieja Kennelly-Heaviside en el cielo. En todo caso estas son las teorías más conservadoras porque también se postula que en el interior de nuestro planeta, que estaría hueco, hay un Sol y una ionosfera en miniatura responsables, en parte, de los fenómenos asociados.

La lógica no sirve...

Tanto los detractores como los defensores de la sigmática emplean buena parte de su artillería lógica para combatir a los oponentes y afiliar a sus huestes a los indecisos o a los recién arribados Novicios. Un diálogo de club, imaginario, podría ser más o menos así:

Sigmático: -Mirá Contrera, vos decís que no, pero yo conozco un colega que construyó la antena y me dijo que le anduvo muy bien, y que es muy silenciosa, pero que realmente camina bien cuando el corresponsal tiene otra similar. -¿Vos probaste una para decir que no anda?-
Contrera: -No hace falta probar, es obvio que si funcionara ya hace rato que se estaría usando; y yo no veo que nadie la use.-
Sigmático: -Una posibilidad es que se la mantiene en secreto, yo escuché que la tienen los norteamericanos para el caso de una guerra atómica, lo mismo que no quieren decir nada de lo que pasó con el experimento Filadelfia. Otra es que no se hayan avivado porque es un invento nuestro y no le quieren dar bolilla.-
Contrera: -¡No digas macanas! el otro día ví en el Discovery unos científicos que enterraron un gigantesco tacho con agua a cuatrocientos metros de profundidad para encontrar neutrinos, ¿me vas a decir que esos tipos no se dieron cuenta que se puede comunicar usando la difunta?-
Sigmático: -¿Y porque no?, ¿acaso ellos no decían que los objetos más pesados que el aire no podían volar? Los tipos también se equivocan, como decía Yespir: Hay más cosas entre el cielo y la tierra que las que nosotros vemos. Yo leí en un libro que la Tierra está hueca, te digo que el tipo que lo escribió sabe mucho y que trabajó en la NASA, y que adentro hay como un Sol en miniatura, ¿quién te dice que ahí no hay también una ionósfera que hace que las ondas se reflejen como en las de arriba, eh?-
Contrera: -¡Y eso que tiene que ver...! vos decías el otro día que las ondas iban hasta el centro de la tierra y se reflejaban en el núcleo de hierro, yo tengo un amigo que es arqueólogo o algo así y dice que no es cierto eso de que la Tierra esté hueca y que ya lo midieron y que es como nos enseñaron en el Cole.-
Sigmático: -Si, ¡yo ya se que ellos dicen eso!, pero vos sabés que nadie pudo ir tan adentro para verlo como en la novela de Verne y si no lo vieron ¿cómo pueden estar tan seguros?, el que escribió el libro dice que tiene pruebas y yo le creo porque el coso estudió mucho ese asunto y lo escribió para deschavarlo.-
Contrera: -Claro, entonces todos los demás científicos están equivocados y ese es el único que tiene razón... A mi me parece que lo que está hueca es la cabeza del tipo que escribió ese libro.-
Sigmático: -Bueno, pero yo pienso que es cuestión de opiniones, y estamos en democracia y hay que respetar todas las opiniones, vos tenés la tuya y yo la mía, ¡y vos no leiste el libro así que no podés opinar...!
Contrera: -Ta bien, pero lo que decís no tiene nada que ver porque estábamos hablando de la antena, vos sos el que metiste lo de la tierra hueca en la discusión.-
Sigmático: -¡Claro que que tiene que ver!, ¿no te estoy diciendo que hay una teoría que dice que hay como una ionósfera allá abajo?, pero igual yo no digo que sea así, yo te digo lo que me dijo mi amigo, o sea, que la antena anda, que no tiene nada de estáticos y que las ondas no se propagan por el aire sino por la tierra, porque en la tierra hay unos silicatos de no se qué, que hacen de conductores de las ondas, y mi amigo sabe porque él la experimentó, además lo leyó en una revista que voy a ver si consigo así te la hago llegar y me creés.-

(Si esta conversación se estuviera llevando a cabo por radio, en BLU, es seguro que a esta altura se escucharían debajo todo tipo de comentarios inoportunos e impertinentes. Incomprensión funcional que pone en marcha "La Popu" ante cosas que no entiende ni nunca podrá entender, pero que sospecha que los que participan del QSO tampoco...)

Y es así nomás, nuestros amigos podrían pasarse horas enteras tratando de encontrar la verdad empleando este método sin arribar a un acuerdo, de hecho no fueron ellos los primeros en tratar de averiguar la verdad de las cosas empleando "la lógica", no pocas guerras nacieron de esta viciosa práctica de pretender entender todo usando nada más que la cabeza.

Contrera podría haberle dicho a Sigmático, por ejemplo, que no hace falta ir hasta el centro de la Tierra para "ver" que no está hueco, del mismo modo que no es necesario introducirse en el útero de una señora para saber si el futuro Homo Sapiens será nene o nena, porque igual se "ve" con un ecógrafo, tampoco es necesario hoy en día abrir la cabeza de alguien para escudriñar el interior de su geografía cerebral porque basta con un aparato de Tomografía Axial Computada.
Nuestra mente no percibe el mundo directamente, sino por intermedio de sensores que le comunican impresiones acerca del ambiente que la rodea y el hecho que esos sensores sean los ojos, los oídos, la nariz y no un radar, un microscopio, un ecógrafo o un sismógrafo, habla más de la tacañería divina a la hora de prodigar perillas que de una mayor precisión de los primeros sobre los segundos...

Pero esto no conformará a Sigmático quien seguramente afirmará que la "posibilidad" siempre existe y no vacilará ni un nanosegundo en invertir la carga de la prueba, esperando que su pertinaz opositor le demuestre fehacientemente que está equivocado. En vano se desgastará el pobre tratando de demostrar a los oyentes que si bien un Centauro es un bicho "posible" eso no significa que sea "probable" y mucho menos que por eso realmente exista. Es inútil, ya lo pillaron primero con eso de demostrar que las brujas no vuelan en escobas. ¡Poroto en contra...!

Por eso, justamente, el método científico produjo tan formidable avance en el conocimiento de las cosas del mundo haciendo posible la maravillosa tecnología actual. Mientras los hombres intentaban entender las cosas discutiendo "razones" como nuestros amigos imaginarios, permanecieron estancados en discusiones tal vez mucho más inteligentes que la que acabamos de inventar, pero no por eso menos estériles.
La moderna ciencia nace de la intuición genial de Don Isaac (me refiero a Newton) quien decidió que más importante que saber los "Porqué" era saber los "Cómo", y ello, unido a que gracias a Don René (Descartes) ya nos habíamos sacado de encima eso de que, si lo decía Aristóteles no se podía discutir y si no lo afirmaba Aristóteles no se podía asegurar; el camino para el avance ya estaba bien pavimentado (Aristóteles fue algo así como el autor de un gran Handbook de la antigüedad...)

La madre tierra...

Hay quienes creen que la Tierra tiene vida y poderes, nuestra gente la llama la "Pacha Mama", los inscriptos en la corriente New Age, "Gaia". Sabemos de muchos rituales telúricos que desde la más remota antigüedad rinden culto a esa gran madre dadora de vida. Pero quizás abusando de sus capacidades nosotros los radioaficionados le hemos asignado nuevas responsabilidades, entre ellas la de absorber casi todos los males radioeléctricos habidos y por haber...

No satisfechos con atiborrar a nuestra compasiva y amorosa madre con todo tipo de porquerías materiales, también esperamos que ella disponga de nuestras miasmas radiofrecuentes, sin protestar. Nosotros esperamos que ella, con alguna extraña especie de gusanos eléctricos procese y disponga adecuadamente de zumbidos, ruidos, radiofrecuencias que vuelven de la antena, rayos y centellas, espurias, armónicas, estáticos, malas ondas y mal humor, en fin, todo lo etéreo que nos disgusta o importuna. Algunos tan irreverentes que a menudo confunden la Tierra con "la tierra" haciendo responsable de la divina cura a esa sustancia marrón que se emplea en las macetas y que se llama igual, por eso no falta algún desprevenido que conecta una "toma de tierra" a la pobre plantita (por supuesto nadie que haya hecho el curso en el RC, es sabido).

Será tal vez por eso que a muchos le resulte tan inexplicable e inaceptable que con "esa antena", las ondas puedan viajar impunemente por sus entrañas, sin más ni más, ¿cómo es posible que esa tierra sagrada que todo lo absorbe, justamente no lo haga con lo que produce nuestra subterránea antenita? ¿No es acaso una contradicción en los términos?. ¿Se tratará de un pacto de damas del cual no estábamos anoticiados? Yo no se...

Un tímido intento de explicación...

Dados los antecedentes, yo no me animo a enfrentar esas fuerzas, un gran respeto, por no decir temor, por no decir "julepe", de meterme con cosas que no comprendo me inhiben de ofender a estas Druídicas antenas de dolménicos orígenes, que quizás hayan dejado entre nosotros Los Antiguos, dueños de todo, pero, sin firmar nada de lo que aquí escriba voy a referirme a algunos temas que explicaban viejos profesores de la UTN en las sucesivas físicas, secuenciadas ellas con majestuosos números romanos.

Sabemos que la tierra está compuesta por materia. Esa materia puede ser sólida, liquida, gaseosa, consistir de mezclas diversas entre ellas y así sucesivamente. Sabemos que abunda en minerales aunque también contiene elementos orgánicos. Sales, óxidos, y diversos compuestos químicos conocidos se dan cita en una muestra típica de cualquier suelo. Por lo tanto comprendemos que si una onda electromagnética ha de propagarse por el interior de nuestra corteza, lo estará haciendo ya sea atravesando o bien empleando como medio estos materiales, que no es precisamente lo mismo...
Sabemos que un campo electromagnético, a diferencia de una onda sonora no precisa de ningún medio material para propagarse, pero es posible concebir un proceso de propagación mediante el cual la energía electromagnética se almacene provisoriamente en alguna parte para luego ser irradiada nuevamente; un mecanismo similar al de una antena con elementos parásitos donde estos reciben el campo electromagnético y lo convierten en una corriente eléctrica que a su vez genera un nuevo campo electromagnético.
Nosotros estamos acostumbrados a pensar en términos de ondas que se propagan por el espacio, que consideramos vacío, y, en todo caso por el aire, que no es muy diferente del vacío según nuestra intuición. Pero pocas veces nos hemos preguntados por ejemplo: ¿Se propagan las ondas electromagnéticas adentro de un conductor?, por ejemplo ¿una señal radioeléctrica de la banda de ochenta metros podría viajar por el interior de un gigantesco trozo de cobre? ¿Qué sucede si el medio es un dieléctrico sólido o líquido? ¿será lo mismo un dieléctrico que el vacío? De cómo se respondan estas preguntas surgirá alguna luz acerca del misterioso modo sigmático, porque, a menos que sea de naturaleza parasicológica, deberá obedecer las leyes de la electrodinámica clásica o cuántica.
Tal vez habremos oído alguna vez que los submarinos, cuando se encuentran debajo del agua, no pueden comunicar mediante equipos normales de radio y por ello han de arriesgarse a delatar su posición haciendo subir una boya con una antena. También sabemos que los hombres rana no emplean handies para comunicarse entre si; eso nos hace sospechar que ha de haber alguna diferencia importante entre el vacío (o el aire) y los sólidos o líquidos; no estaremos muy equivocados pues surgen serias dificultades a la hora de propagar ondas de radio en los sólidos o líquidos, al menos dentro del agua.
También sabemos que el estado sólido compone la inmensa mayoría de los circuitos electrónicos actuales por lo que podemos suponer, ciertamente, que las particularidades eléctricas de ese estado, que incluye a los conductores, aisladores y semiconductores modernos ha sido objeto de mucho estudio durante el siglo XX, así, es bastante probable que los físicos e ingenieros de todo el mundo tengan una idea bastante precisa acerca de sus cualidades. También seguramente ha oído que los físicos, para comprender la naturaleza íntima de la materia la han bombardeado y escudriñado con todo tipo de formas de energía y de partículas (que es casi lo mismo), desde sonidos de alta frecuencia hasta enormes campos magnéticos, formidables campos eléctricos, ondas de todo tipo, rayos X, rayos gamma, chorros de electrones, protones, neutrones y demás partículas de alta energía. Gracias a ello hoy tenemos maravillosos instrumentos que ayudan a curar enfermedades, como el Tomógrafo Axial Computado, la Cámara Gamma, los sistemas de resonancia magnética nuclear, la ecografía. Y, aunque constituya un argumento de autoridad, tengo la intención que el lector no especializado reciba una sensación que le refuerce la idea de que los técnicos y hombres ciencia son muy cuidadosos a la hora de investigar las posibilidades de aquellas cosas a las que les pueden sacar un mínimo de provecho, si así no fuera no emplearíamos ¡hasta la antimateria! para fotografiar un corazón...
¿Quién podría suponer, pensará usted querido y no polarizado lector, que esos hombres, que han estado estudiando al estado sólido con tanto ahínco durante los últimos trescientos años no hayan aprendido aspectos básicos acerca de sus propiedades?. Usted bien sabe que Don Jaime (Maxwell) ya predijo la existencia de las ondas electromagnéticas hace casi ciento cuarenta años y que desde entonces todos, absolutamente todos han estado trabajando sobre ellas, tanto en el mundo macroscópico de nuestra radio como en el ultramicroscópico del átomo; que ya en los treintas De Broglie postulaba al electrón como una onda estacionaria y que hoy se entiende que toda la materia está ligada a nivel atómico y molecular por la energía electromagnética, siendo el electromagnetismo una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Eso quiere decir que sabemos mucho sobre las ondas electromagnéticas, mucho, pero mucho, mucho, mucho, no "muchito" ¡Muchísimo!. No todo, pero bastante más de lo que un aficionado pueda imaginar (y en esto, créame que hasta los ingenieros son apenas aficionados).
Por eso, es necesario darse cuenta que lo que uno ignora no significa que la ciencia (es decir otros) lo ignoren. De la mayor parte de las cosas que constituyen el conocimiento incorporado durante los últimos cincuenta años ni usted ni yo hemos siquiera oído hablar y si hemos oído, de por seguro que no lo hemos comprendido. A menudo nos sentimos tentados a juzgar intuitivamente los resultados obtenidos por hombres que dedicaron toda una vida a algún conocimiento sobre un particular. Esto es un poco atrevido, cuando no una verdadera tontería...
Y, puesto que los hombres han aprendido mucho sobre algo que pomposamente llaman "electrodinámica clásica" es que se puede hablar sobre "la sigmática", tampoco hará falta que usted sea un consumado físico para alcanzar a advertir las contradicciones que esta enigmática antena de fantasía trae junto con sus maravillas.

Aisladores, semiaisladores, dieléctricos, comproooo señoraaaa...

¿Intentó alguna vez enviar la potencia de salida de su equipo de VHF a la Ringuito?, seguro que si; y seguramente ya de entrada le dijeron: ¡nada de RG 58, viejo, no menos que un 213!. Allí supo rápidamente que a un buen dieléctrico hay que pagarlo caro y a un buen conductor también, por eso, cuando de transportar energía electromagnética por algo que no sea aire o vacío, hay que apostar fuerte. ¿Porqué?, porque los dieléctricos y los conductores tienen pérdidas, hórrida palabra asociada a malas ondas, señales pobres y demás agorerías. Si tomamos conciencia que para llegar en VHF a la punta de un cable tipo RG-213 de solo 2000 m de longitud, con una señal de 0,2 uV a una carga de 50 ohms, harían falta ¡cerca de 1 000 000 de watts! podemos darnos idea de lo bravo que es este asunto de la absorción de energía, ¡aún en los buenos materiales...!
Entonces preguntamos nuevamente ¿de qué se compone la tierra? esa tierra que pisamos todos los días y que supuestamente se encargará de propagar las ondas electromagnéticas. ¿De un material aislador, de un conductor, de ambos?, si es así, ¿tendrán ellos asociadas pérdidas? ¿Serán ellas menores o mayores que las correspondientes al polietileno y el cobre del coaxil del millón de watts?
Estas preguntas van orientando las ideas en la dirección que nos interesa, porque comenzamos a observar que las ondas estarán propagándose (o empleando) por (en) un medio presuntamente afectado de pérdidas importantes. Cuando pensamos en que los materiales constituyentes de la tierra no son ni aisladores perfectos ni conductores perfectos ya estamos tentados a suponer que difícilmente podrán las ondas moverse por tal medio sin calentar esas resistencias y esos dieléctricos, perdiendo energía a medida que fríen lombrices en su camino, porque si al acercar la mano a la antena sentimos que ella se calienta, nos damos cuenta que ese calor que eleva la temperatura de la mano se obtiene de la energía del campo que ella transduce. De hecho en los libros de electrodinámica podrá encontrar las experiencias y teoría atingente a la propagación en medios absorbentes.
Si la señal emplea el medio para propagarse estaríamos en la situación del cable mencionado: los conductores y aisladores forman parte activa del proceso mediante las corrientes de conducción y desplazamiento, por lo tanto la señal ha de estar sujeta a pérdidas dieléctricas y resistivas como en las líneas de trasmisión, y, si en lugar de "emplearlo" al sólido, lo "atravesara", deberemos, entonces, justificar que ese sólido sea "transparente" a la energía electromagnética, es decir que esa energía electromagnética, al atravesarlo, ¡perdiera de pronto su capacidad de interactuar con la materia!, es decir que, de algún modo todos los minerales y semiaisladores constituyentes de la masa terrestre ya no pudieran inducir corrientes. ¡Que la Ley de Faraday colapse y deje de ser cierto que sobre un conductor en un campo magnético variable se induce una corriente!, ¡que los iones y demás partículas cargadas ya no vibren en presencia de los campos eléctricos transformando la energía electromagnética en cinética!, y así sucesivamente...
Porque lograr que la materia sólida de la tierra no interactúe con las ondas electromagnéticas ¡significa suspender las leyes de la física!, algo así como un milagro. Porque es justamente esa "opacidad" de la materia al campo electromagnético la que hace posible el funcionamiento de la radio. Estaríamos como en el caso del hombre invisible ¡si es invisible tiene que ser ciego! porque una retina transparente ¡no interactúa con la luz...!
Pero ¿habrá alguna forma de transportar energía electromagnética por esos materiales sin los efectos indeseables?
Un campo electromagnético está compuesto, como su nombre lo indica, por dos partes, un campo eléctrico y un campo magnético; podríamos tentarnos a pensar que ellos pueden separarse para que la propagación de las ondas pudiera realizarse únicamente por medio del campo magnético, evitando el campo eléctrico responsable del establecimiento de corrientes sobre los materiales malos conductores constituyentes de la materia geológica, o los dieléctricos que se polarizan alternativamente al ritmo del campo eléctrico produciendo esa suerte de "frotamiento" molecular causante del calentamiento dieléctrico (principio que empleamos en los hornos de microondas). Después de todo la antena sigmática a menudo se la presenta como un lazo cerrado que hace pensar en una antena del tipo magnética, como la de cuadro o una Delta.
Pero la genialidad de James Clerk Maxwell consistió en intuir una fundamental simetría de la naturaleza. Mi tocayo Faraday había descubierto que un campo magnético cambiante produce un campo eléctrico, y luego, el gran James dedujo que "un campo magnético cambiante producirá siempre un campo eléctrico", entonces, ¡la producción del campo eléctrico es inevitable cuando está presente un campo magnético variable!. Es una ley fundamental de la naturaleza que vuelve las cosas a foja cero ¡porque no puede existir un campo variable exclusivamente magnético! ¡Y cualquier físico apostará su vida por este principio!
Entonces, si la señal no puede propagarse por un medio con pérdidas sin disiparse en forma de calor, ¿será posible que la sigmática funcione de algún modo, a pesar de todo?

Bendita imperfección...

Recordemos que la antena está enterrada, pero no "muy enterrada", algunos dirán que medio metro o algo así es buena profundidad. La pregunta es: a medio metro de profundidad, una antena ¿está realmente enterrada?, ¿Está "a tierra"?, aun así, ¿qué significa "estar a tierra"?, ¿implica que no puede haber trasmisión?.

Veamos la primera cuestión, la materia de que se compone la tierra real, tiene propiedades medibles, por ejemplo hay tablas con su resistividad medida en ohms-metro y su coeficiente dieléctrico (A veces encontrará su "conductividad": Conductividad en siemens/m = 1/Resistividad en 0hms-m). Por ejemplo:

Terreno o material	Resistividad	Constante dieléctrica
Rocoso	5 kilo ohm - 20 kilo ohms	3
Agua dulce, ríos	1000 ohms	80
Jardines	80 ohms	15
Agua de mar	0,22 ohms	81
Cobre	0,000000017 ohms	-

La resistividad varía mucho entre los diferentes suelos, por tanto también lo harán las pérdidas por efecto Joule (calentamiento) en diferentes lugares geográficos, también varía mucho la constante dieléctrica con lo cual las pérdidas dieléctricas también serán muy diferentes.
Afortunadamente, la capacidad de las ondas electromagnéticas para penetrar el suelo es conocida desde los mismos comienzos de la radio... Así es, hace tiempo que los científicos, investigadores e ingenieros, se ocuparon de estudiar qué sucede con la propagación de las ondas en el interior de los sólidos...
Por ejemplo, una radiación electromagnética en 3,5 MHz, en un suelo fértil como el de un jardín, es capaz de penetrar hasta unos 2,7 m de profundidad, esta penetración está dada por el conocido efecto Kelvin o "efecto pelicular" que se produce en los conductores (aunque sean "malos" conductores, como la tierra), a esa distancia se produce una atenuación del orden del 63 %; a cinco veces esta distancia consideramos que la energía ya no puede ir más allá.
Empleando las mismas ecuaciones, hallamos que la penetración, para la misma frecuencia, en el Cobre, es apenas 0,035 mm y a cinco veces esa distancia (0,17 mm) se considera que la señal es despreciable o no lo atraviesa (la atenuación es -36 dB).
La penetración en el cobre es mucho menor porque su resistividad también es mucho menor, ¡unas cinco millones de veces menor...! Esta propiedad se aprovecha, como sabemos, para utilizarlo como material de blindaje para la radiofrecuencia, pero también puede emplearse la tierra (o la roca si se quiere) !Ambos son blindajes y por las mismas razones¡. es solo que para blindar un cierto campo, se requieren unos 0,2 mm de cobre y para hacerlo con tierra fértil ¡unos 13,5 m...!, pero en ambos casos ¡se obtiene una efectiva atenuación de -36 dB...!
Por lo visto, aunque nuestra antena subterránea "parezca" que está muy bien enterrada e inmersa en el material sólido, a tan solo medio metro de profundidad apenas si está "a flor de piel" y por ello puede escapar mucha radiación hacia afuera de la tierra, la que se propagará por onda espacial (y también por onda terrestre, con las limitaciones habituales de esta forma). Eso explica porqué la antena "funciona" (y bastante bien según la experiencia de mi viejo amigo).
Si calculáramos la penetración en un terreno rocoso, resultaría del orden de los ¡noventa metros! y se consideraría nula recién al cabo de unos 400 metros, no es de extrañar, entonces, que en esta clase de suelos, que prácticamente son aisladores silíceos de bajas pérdidas, una antena a medio metro de profundidad en realidad funcionará, ¡tal vez mejor que un dipolo a tres o cuatro metros de altura sobre un terreno húmedo de nuestras pampas...! dando origen a muchas leyendas que usted probablemente habrá oído acerca de la propagación sigmática...

¡Cuidado con las conclusiones!

Puesto que nosotros no somos científicos, sino aficionados, tenemos algún derecho a esperar que se nos perdonen errores de concepto, imprecisiones y demás, pero de allí suponer que los especialistas son zonzos que no entienden cosas evidentes para nosotros, hay una gran distancia, exactamente la que separa la comprensión de la tontería...
Observemos el ejemplo citado en el cual tratábamos de hacer llegar una pequeñísima señal al el extremo remoto de un coaxil de escasos 2 km de longitud; vimos que para ello era preciso una potencia inmensa, imposible de introducir en el cable sin desintegrarlo instantáneamente...
Pero supongamos que habiendo inyectado sobre él una potencia de solo 500 W, escuchemos, del otro lado, perfectamente la señal. Naturalmente estaríamos tentados a concluir que 500 W alcanzan para lograr el objetivo. Entonces, un buen día, mientras nos hallamos contando nuestra experiencia en una rueda, se hace presente un colega "más entendido" y nos explica que algo debió andar mal con la pruebita, porque la teoría indica que hacen falta ¡dos mil veces más potencia!.
Si uno es una persona inteligente, juiciosa y reflexiva, solicita algunos datos y explicaciones adicionales y se aboca a estudiar el problema más a fondo, pero si resulta que es un bocón-mentecato-incorregible, no resistirá ni un minuto la tentación de proclamar que ¡eso es nada más que una teoría! que la práctica demuestra lo contrario y que los científicos deben de estar equivocados, y todo eso porque una vez creyeron que los objetos más pesados que el aire no podían volar...
Conque apenas unos pocos milivatios escapen por alguna falla de blindaje, usted sabe perfectamente que basta y sobra para que la señal alcance 2 km, dando los resultados obtenidos en la experiencia, pero como uno se las sabe todas... !menos justamente esa¡, resulta que no se avivó. Jura y perjura que se pueden colocar 0,2 uV en la punta del cable porque lo probó y, mientras los Novicios nos escuchan boquiabiertos con el respeto y la sumisión de un buen recién llegado, los que si entienden de radio se desternillan de risa a costillas nuestras. Como explicaba Don Luis Landriscina, solo falta que aparezca algún viejo y reconocido sabedor de pocas pulgas y nos espete un lacónico áspero y lapidario: ¡No - sea - pavo! para dar por terminado el asunto, al menos en esa rueda...

La tierra tampoco es un agujero negro...

Los radioaficionados tenemos una sempiterna e ingenua imagen de que la tierra es una especie de agujero negro o sumidero mágico que drena toda señal indeseable y/o molesta, a otro universo. Es tan cierta como las historias de Papá Noel y si únicamente la aceptáramos durante las navidades no habría mayores inconvenientes técnicos, pero resulta que en realidad la tierra no tiene ninguna propiedad especial por la cual debamos inferir seriamente que tantas cosas pueden curarse con "la toma tierra"...
Para la radiofrecuencia la tierra no es tan especial como se cree, de hecho si la tierra sirviera para absorber radiofrecuencia, no tendríamos comunicaciones y eso no sucede. Gran parte de las suposiciones nacen en tiempos de Don Guillermo Marconi quien, como era costumbre con los generadores eléctricos de transporte de energía, empleaba como uno de los polos de su antena a la misma tierra, por eso hoy llamamos a la antena vertical conectada a tierra "Antena Marconi", en ese caso la tierra cumplía un rol especial, como lo cumple hoy en nuestra instalación domiciliaria.
Pero Don Enrique Hertz no conectaba ningún terminal de su generador de chispas a tierra, sino que a ambos los unía a un par de esferas aisladas de ella, conformando un dipolo, de allí nosotros llamamos a los dipolos de media onda "antenas tipo Hertz", que es una antena balanceada respecto de tierra. La tierra se convierte en un objeto semiaislador en sus cercanía que influye como lo haría un techo de chapas de zinc o un árbol situado en sus cercanías.

Resumiendo...

Para ilustrar muy toscamente la situación, podemos imaginar la antena sigmática como una luminaria empotrada en un piso hecho de una sustancia parcialmente transparente o traslucida que deja escapar parte de su luz hacia afuera mientras otra parte es absorbida rápidamente a medida que viaja hacia abajo por el material. Además:
1. En modo alguno afirmamos que una antena enterrada no funcione porque sabemos que si lo hace y también puede demostrarse teóricamente que debe hacerlo.
2. Tampoco se niegan algunas interesantes propiedades beneficiosas que pudieran surgir de esta situación.
3. Sin embargo afirmamos que el modo de propagación sugerido habitualmente que emplearía como medio los sólidos constituyentes de la tierra, no es el responsable de las comunicaciones de esas antenas por las razones expuestas.
4. También se descarta aquí la posibilidad de reflexiones en el núcleo ferroso o en capas profundas por las mismas razones.
5. Solamente se analiza la situación normal en las frecuencias de los espectros de HF y VHF que habitualmente emplean los aficionados sin analizar el comportamiento en las VLF donde el campo electromagnético puede penetrar mucho más profundamente en la corteza terrestre y en los dieléctricos en general.

73 es DX...

Nota agregada 2005-08-08:
En estos días hallé un libro de la Radio Society of Great Britain titulado:
"Practical Wire Antennas" de John D. Heys - G3BDQ. En su página 79 se encuentra el ítem: "Subsurface (underground) antennas, con algunos datos constructivos y experimentales que pueden resultar interesantes para el lector.
La experiencia citada muestra resultados que rondan los 16 dB por debajo de una antena dipolo de media onda a 0,3 Lambdas del suelo. ¡Nada mal para escondernos de la Gestapo....!
Haciendo clic aquí puede obtener una copia del artículo mencionado. (si hay Copyright, el mismo será debidamente honrado al momento de la entrega oficial de las Islas Malvinas a sus legítimos dueños...)
Literatura recomendada:
Bará, Javier, Ondas electromagnéticas en telecomunicaciones Cap. 4, Ondas y medios materiales, Ediciones de la Universidad Politécnica de Cataluña. www.edicionsupc.es.
Nikolsky, V. V., Electrodinámica y propagación de ondas de radio. Editorial Mir. Moscú, 1976.
Resnick - Halliday Fisica, Parte II. . Editorial C.E.C.S.A.
Terman, Frederick E., Manual del Radio Ingeniero. Editorial HASA. Buenos Aires. 1947.
Electrical Engineering Solved Problems. Medium with Losses. Communications with a Submarine. Hoja de cálculo para software MathCad. MathSoft Engineering and Education. Inc.
www.iespana.es/lu4wge/radio4.htm

Proyecto para armar
QRP de BLU para 40 Metros
por LU1ASP - Marcelo Osso

Todos hemos oído alguna vez en las bandas de HF alguna estación que se identifica como QRP, ¨Qué significa esto? Muy simple, es una estación "ecológica", es decir que no contamina el espectro radioeléctrico.
En realidad todos los radioaficionados tendríamos que bajar la potencia al mínimo indispensable para realizar un contacto, si la potencia utilizada es de 5 W o menos entramos a la categoría de QRP.

Las ventajas de esta modalidad son muchas. Por nombrar algunas, menor consumo energético, menor saturación de las bandas, menos problemas con nuestros vecinos y la ventaja principal, cada contacto es un desafío, no es lo mismo comunicar en 80 metros con Mendoza con 100 W que con 5 W o menos.

Partimos de la base que 6 db es una unidad "S", para aumentar nuestra señal en 6 db tenemos que cuadruplicar la potencia, para bajarla 6 tenemos que dividirla por 4.
pongamos un ejemplo para ver qué pasa con nuestra señal al cometer el sacrilegio de bajar la potencia de nuestro equipo a valores insospechados.
Estamos comunicando con una estación, equis, no importa de dónde, y nos da una señal de 59, nuestro watímetro nos dice que estamos con 100 W de salida, en un arranque de irracionalidad bajamos la potencia a 25 W, no estando seguros de la locura que hicimos le preguntamos a nuestro corresponsal "¨Como me escuchas...?" y éste nos dice 58.
Abrimos los ojos como dos huevos fritos y nos animamos a seguir cometiendo pecado, bajamos la potencia a 6,25 W y casi con miedo preguntamos " Y ahora...?" del otro lado que no saben lo que está ocurriendo nos dicen "Bajaron un poco tus señales, ahora estás en 57".
INCREIBLE, nunca lo imaginamos, comprobamos que los que nos dicen que para comunicar tenemos que tener potencia... están equivocados!
Con este descubrimiento y casi al borde del éxtasis bajamos la potencia a 1,5 W y preguntamos con duda "¨Me escuchas...?" y nuestro corresponsal nos responde "Sí, llegas con un 56".
El resto de la historia se las dejo para que la terminen ustedes, prueben y se quedarán asombrados. Normalmente cuando se sale en QRP nuestros corresponsales no nos creen. Hay que acostumbrarse a eso; recordemos que lo más importante en una estación de radio es la ANTENA, si ésta está mal ni con 1000 W nos escucharán, y no nos olvidemos de la DIOSA PROPAGACION, que sin su bendición no hay nada que hacer.

El proyecto, el equipo

Este proyecto es para construir un tranceptor de BLU para la banda de 40 metros, en QRP, el autor de la nota, lo tiene armado dentro de una PRC-10 que para el que no la conoce es una radio-mochila del ejército que cubre de 38 Mhz a 54 Mhz, cuyas dimensiones son bastante reducidas, la misma fue "destripada", solamente aprovechó el frente, el gabinete y lo más importante: el sistema de reducción del dial, como
podrán ver el tamaño de las plaquetas es muy reducido para permitir el montaje dentro del gabinete de la mochila.

Con respecto al desempeño, su rendimiento es excelente, el receptor tiene muy bajo nivel de ruido, la sensibilidad está en el orden de .4 uv, la potencia de salida es de 4W, el consumo es de 500 mA lo cual es interesante para alimentarlo con pilas, además esto nos permite tener un equipo totalmente autónomo, con pilas y antena incorporadas lo que lo transforma en una estación m{ovil de mano ya que cumple con las característica de ésta, de podemos ver cómo construir la antena portátil para la mochilita.

DESCRIPCION DEL CIRCUITO

Este circuito fue sacado de la revista CQ en Español, de Diciembre del 86, al mismo le realizaron unas pocas modificaciones, por ejemplo el oscilador que originalmente es a varicap (VCO) se lo cambió por otro a condensador. La etapa de salida que no fue publicada fue sacada de otro circuito.

Este transceptor está construído casi en su totalidad con CI y unos pocos transistores, la mayoría de los componentes son fáciles de encontrar en los negocios de electrónica, el filtro a cristal que es el secreto para lograr un buen funcionamiento del equipo es casero, usa 3 cristales de 10 Mhz que se consiguen con facilidad, las bobinas son de FI de 10,7 Mhz que se consiguen fácilmente (punto azul) las únicas bobinas que tendremos que hacer son la del oscilador y del amplificador de salida.

En el oscilador de portadora T4 es un SC108 o un BC548 que funciona perfectamente en esta función, el cristal es de 10 Mhz y está en serie con un trimer de 5/65 pf para un ajuste exacto de la frecuencia. Esta se puede ajustar una vez armado el equipo y sintonizando una estación, el preset P7 es para dar el nivel adecuado de señal a la etapa de FI y al modulador balanceado.

Todo el equipo menos la etapa de salida y audio se alimenta a través de un regulador 7809 que nos da 9V de salida. La etapa de audio se usa en transmisión como amplificador de micrófono, para lo cual se conmuta por medio de relés.

El IC4 que es un TDA2002 entrega una salida de audio suficiente para excitar un pequeño parlante, en este caso se usó el microteléfono de la PRC-10 al cual se le sacó el auricular y en su reemplazo se colocó un parlante, y en el lugar de la capsula telefónica se colocó un micrófono dinámico de 600 ohm, en el caso de no conseguir el TDA2002, cualquier otro CI de la serie TDA200X se puede usar, la única precaución
que hay que tener es que la alimentación sea de 12V y la ganancia similar al 2002. El potenciómetro P3 es el control de volumen, en este caso fue utilizado el mismo que trae la PRC-10 .

El transistor T2 nos conmuta P5 y P6, P5 es la ganancia de RF y P6 es la ganancia en transmisión de la FI ésta se ajusta una sola vez al ajustar el equipo completo.

La recepción: etapa de alta para RF Rx

La etapa de entrada esta constituída por dos bobinas formando un filtro pasabanda, a continuación tenemos un AN612 que en el caso de recepción se comporta como una etapa conversora, y en el caso de transmisión es el modulador balanceado que nos permitirá anular la portadora y salir en DBL antes del filtro y en BLU después del filtro a cristal.
Las señales que llegan a esta etapa en transmisión y recepción están conmutadas por medio de relés.
La inyección de señal del oscilador de portadora se realiza a través de P7, la inyección de señal del oscilador se realiza a través de P8.

El filtro a cristal

El filtro a cristal es muy simple, consta de 3 cristales de 10 Mhz, que se consiguen fácilmente en plaza, las bobinas son de FI de 10,7 Mhz punto azul, el filtro a cristal es la parte más delicada del equipo dado que su ajuste es critico y requerirá una cuota especial de PACIENCIA, una vez ajustado el funcionamiento es sorprendente.

Etapa de FI y detector de producto

La etapa de FI es un MC1350P que funciona tanto en transmisión como en recepción, en transmisión la ganancia es fija y se controla a través de P6, en recepción , la ganancia varia de acuerdo al AGC (Control Automático de Ganancia).
El AN612 se comporta en recepción como un detector de producto (IC3) pero en transmisión es un conversor que nos convierte la señal a una frecuencia de 7 Mhz.

A la salida de esta etapa tenemos un filtro pasabanda, a la entrada de este filtro tenemos la salida de audio de recepción que se controla con el potenciómetro P3 (volúmen).

Etapa excitadora

Esta etapa funciona solamente en TX y nos da el nivel adecuado para excitar al amplificador lineal.
Todos los relés empleados son dobles inversores del tipo miniatura, todo el circuito se alimenta a través de un regulador 7809 de 9V, menos la etapa de salida y excitadora que funcionan con 13,8V.

Oscilador

El oscilador esta construido con dos FET, presenta una estabilidad asombrosa, la bobina esta construida sobre un toroide de 1,5cm de diámetro externo, consta de 36 vueltas de alambre de 0,3mm con derivación a 8 vueltas de masa, puede ser necesario el retoque vueltas una vez que este terminado el oscilador, este tiene que funcionar en el rango de 3000 khz a 2700 khz para cubrir toda la banda de 40 mts.

El transformador T1 esta construido sobre un balun de TV en el que se bobinaron 15 espiras como primario y 3 como secundario de alambre esmaltado de 0.3mm.
El capacitor variable que podemos usar es el que viene en la PRC-10 (2 secciones en paralelo) sino uno de 75 pf es más que suficiente.

Etapa de salida

El circuito de la etapa de salida es muy simple esta constituído por un transistor 2N3866 que es económico y muy fácil de conseguir con una sola etapa se obtiene 1W de salida , si colocamos dos en serie la potencia de salida llega a los 5 W.

En cuanto a la antena portátil es muy simple, con varillitas de aluminio, bronce, cobre, etc., de unos 50 cm las colocamos una a continuación de la otra hasta alcanzar 2.5 mts, el acople entre una y otra lo podemos hacer con varillas roscadas.
En la base de la antena (dentro de la mochilita PRC-10) colocamos un toroide de 2 cm de diámetro ( no es crítico ) en el cual previamente bobinamos 15 vueltas de alambre de cobre esmaltado de 0,6 mm, en paralelo con esta bobina colocamos un capacitor variable de 100 pf para llevarla a resonancia, junto con la varilla, en los 7 Mhz.

Los resultados obtenidos con este equipo fueron,según el autor, excelentes, la modulación es limpia, la recepción muy buena, con una antena dipolo se realizaron muy buenos contactos con estaciones de todo el país, en una oportunidad se trasladó por un fin de semana a San Nicolas Pcia de Bs. As. con la antenita de varilla ubicada sobre el equipo en horas del mediodía comunicó sin ningún problema con estaciones de Capital Federal, La Plata y Montevideo.

Como pudieron observar el equipo es muy simple de realizar con un poco de maña, pero hay que tener las precauciones del caso, no se olviden que estamos trabajando con RF. Seguramente el equipo no les va a funcionar de entrada , no es pesimismo, sino una de las Leyes de Murphy, ese es el momento de ponerse las pilas y empezar a revisar todo, cable por cable y componente por componente, es por este motivo que el que se decida a armar este equipo tiene que tener conocimientos de electrónica, este equipo no es un kit que lo armamos y listo, tienen que experimentar con las vueltas de las bobinas, con reemplazos de componentes si no consiguen los que se indican etc.

Pero no todas son pálidas, y ojo que el equipo funka y muy bien, así que suerte y hasta la próxima....

Lista de materiales QRP 40 Mts:

CONDENSADORES:

C1 120 PF C19 47 PF C37 1 nF
C2 120 PF C20 220 PF C38 510 PF
C3 22 PF C21 470 PF C39 160 PF
C4 120 nF C22 10 nF C40 22 nF
C5 10 nF C23 22 nF C41 22 nF
C6 470 PF C24 1 nF C42 150 PF
C7 22 nF C25 0,2 uF C43 150 PF
C8 470 PF C26 470 uF C44 TRIMER 5/65 PF
C9 470 PF C27 470 uF C45 TRIMER 1/15 PF
C10 22 nF C28 47 uF C46 120 PF
C11 22 nF C29 10 nF C47 100 PF
C12 100 PF C30 1 uF C48 TRIMER 1/15 PF
C13 22 nF C31 470 uF C49 TRIMER 1/15 PF
C14 470 PF C32 120 nF C50 22 PF
C15 22 nF C33 470 PF C51 100 PF
C16 470 PF C34 22 nF C52 47 PF
C17 22 nF C35 22 PF
C18 120 PF C36 1 nF

RESISTENCIAS 1/4 W

R1 47 OHMS R7 2,2 K R13 2,2 K R19 100
R2 10 K R8 220 R14 2,2 K R20 10 K
R3 22 R9 22 R15 220 R21 10 K
R4 47 R10 2,2 R16 560 R22 1 K
R5 2,2 K R11 2,2 K R17 47
R6 220 R12 22 R18 100 K

POTENCIOMETROS

P1 500 K PRESET P2 500 K PRESET
P3 47 K LOG (VOLUMEN) P4 1 K PRESET
P5 10 K RF GAIN P6 10 K PRESET TX
P7 10 K PRESET P8 4,7 K PRESET
P9 10 K SINTONIA (MULTIVUELTA)

TRANSISTORES INTEGRADOS DIODOS

T1 2N2222 IC1 AN612 D1 1N4148
T2 SC108 IC2 MC1350P D2 BB100
T3 7809 REGULADOR IC3 AN612
T4 SC108 IC4 TDA2002
IC5 TA7310

CRISTALES

Y1 Y2 Y3 Y4 : 10 MHz

Amplificador de salida RF

Finalmente tenemos un amplificador lineal para utilizar como etapa de salida de RF, que requiere unos 1,5 vatios, como los de proyecto QRP, aproximadamente para entregar unos 25 vatios de salida.

Funcionamiento:

La señal de excitación llevada al transformador toroidal T1 que se ha construido con un ferrite de los utilizados en balunes de VHF(de sintonizador de TV), un secundario con punto medio a una tensión de polarización a la base de los dos transistores, que pueden ser del tipo utilizado en los equipos de CB sin importar mucho si son de 4W AM o para 12W en BLU/AM, la tensión de polarización se mantiene en 0,5 voltios lo que asegura una linealidad aceptable sin peligro de embalamiento térmico.

Se incluye un filtro pasa bajos que reduce las armónicas irradiadas en las frecuencias de los canales de TV de VHF y UHF.

Montaje:

El circuito impreso se debe montar sobre un buen disipador de aluminio y los componentes se deberan colocar del lado del cobre del impreso, los transistores se atornillan aislados al disipador utilizando micas y aisladores plásticos.

El transformador T1 consta de 2 espiras en el primario y dos en el secundario con punto medio, se puede utilizar alambre forrado en plástico de 0,6 mm sobre un núcleo para balun de VHF por ser de fácil ubicación.
En el transformador T2 se deben utilizar 4 núcleos apilados 2 y 2, para un buen rendimiento con poco calentamiento, y se bobinaran 1 espira para el cada primario y una para el secundario con alambre de 1mm bajo plástico.

Los transistores pueden ser del tipo SC2166 o SC1945 u otros similares.

La medida del Tiempo
Revista RCA Nros. 24 / 25
- Día 17 de noviembre de 1883: pleno mediodía en Washington D.C.
- Las doce y doce minutos (12:12) en New York.
- En Boston los relojes marcan la 12:24 y en Dayton (Ohio), sólo son las 11:32.
- Y en Baltimore son las 12:02.
Día 30 de junio de 1985: el tiempo dió un saltito hacia adelante en todo el mundo cuando los cronometradores oficiales procedieron, por decimosegunda vez en la historia, a adelantar sus relojes de precisión en un segundo con el objeto de sincronizar la medida del tiempo con la rotación de la tierra.

Los dos párrafos anteriores nos dan la idea de que manera ha cambiado la cuenta del tiempo desde el siglo pasado, de cómo hemos pasado del tiempo solar local de cada población o ciudad a la normalización mundial de la medida de tiempo controlada por los superexactos relojes atómicos.
Nos y el tiempo
Como los radioaficionados estamos muy ligados a la medida del tiempo. Muchos de nosotros nos sentimos orgullosos de tener nuestros relojes rigurosamente en hora; en sincronismo con la WWV o con la CHU, estaciones del Servicio Horario oficial de Estados Unidos o de Canadá respectivamente.
Pero si se nos ocurre sacar al exterior la maravilla de nuestro precioso reloj digital para comparar la hora que marca con la señalada por un reloj de sol, probablemente nos llevemos la sorpresa de comprobar que no marcan lo mismo.
Por ejemplo, a las doce del mediodía (12:00 AM) del reloj digital en Cleveland la l¡nea de sombra del reloj de sol señalar las 11:30. Y si la experiencia ocurre en Boston, seguramente que veremos la raya de sombra del reloj solar sobre las 12:30.
Ocurre así porque la cuenta del tiempo con la que regimos nuestras vidas es una media aritmética de los valores locales que abarca el huso horario en que habitamos: es un buen "tiempo medio" (Mean Time).
El buen amigo G.M.T.
Los radioaficionados nos servimos del horario normalizado aceptando el viejo y buen patrón de Greenwich (Greenwich Mean Time = GMT).
Aprendemos enseguida el uso de la hora GMT para nuestras citas con los amigos de todo el mundo o para fijar la hora del paso de un satélite y a todos nos va bien así.
¨Qué... cómo puede ser que se escriba un artículo acerca de la medida del tiempo y no se sepa que el horario GMT pasó ya a la historia?

¨Que no sepa que por alguna misteriosa razón el horario GMT dejó de existir en el momento en que se pasó a llamarle "Tiempo Universal Coordinado", abreviado UTC y, en ocasiones, abreviado "Z"?.

Las explicaciones de lo que a primera vista parece un pequeño galimatías son muy sencillas y muy pronto serán del dominio del lector que tenga la paciencia suficiente para seguir leyendo.

Qué es el tiempo...?

Parece una pregunta tonta... pero, a ver... quién es capaz de definir al tiempo...?La ciencia todavía no ha podido hacerlo.
Lo podemos medir con una prodigiosa precisión, pero somos incapaces de definirlo.

En nuestra vida cotidiana sabemos que el tiempo mide el paso de la historia y la duración de los hechos.
Los científicos denominan estas dos clases de tiempo "época" e "intervalo" respectivamente. Y todos sabemos que el tiempo pasa a razón de... bueno, digamos que segundo a segundo! Pero la cosa no resulta tan sencilla para quienes intentan profundizar en estas cuestiones, porque... ¨cómo podemos saber cuál es la duración exacta de un segundo?

Hace muchísimos años que el segundo viene siendo 1/60 de hora, que a su vez es 1/24 de día... Pero esta definición resulta imprecisa puesto que la duración del día se ve constantemente alterada por las sutiles vibraciones de la velocidad de rotación de la Tierra.
La ciencia moderna precisa de un patrón y de una medida del tiempo mucho más concretos. En el año 1956 la Conferencia Internacional de Pesas y Medidas definió el "segundo medio" como la 1/31.556.925.9747 parte del tiempo empleado por la Tierra en describir una órbita completa alrededor del Sol comenzando a las doce del mediodía del 1 de enero de 1900 del tiempo de efemérides.
Así quedó fijado el patrón científico por un período de 11años, hasta que en 1967 se celebró la XIII Conferencia General de Pesas y Medidas, que vino a sustituir el patrón "segundo medio" hasta entonces afectado por las irregularidades de la rotación de la Tierra, por el patrón "segundo atómico" que se define como la duración de 9.162.631.770 períodos de oscilación de la radiación del estado fundamental del tomo de Cesio 133 que tiene lugar en el transcurso de un "segundo medio".

En conclusión, que científicamente el segundo es el tiempo necesario para que la radiación del tomo de Cesio experimente 9.192.631.770 palpitaciones. Incidentalmente, cada subida de la oscilación recibe el nombre de "momento magnético"

Ahora...qué hora es en cualquier instante y lugar...?

Ahora que ya conocemos la duración exacta de un segundo, cómo podemos saber la hora? Evidentemente el reloj atómico no nos sirve para este menester puesto que sólo mide intervalos (duraciones) pero no épocas (tiempo relacionado con los hechos, con la historia).
No queda otro remedio que volver a considerar el segundo de la misma forma con que lo hacían los científicos anteriores a la era atómica y tomar en consideración el número de palpitaciones atómicas comprendidas en el viejo patrón.

Una vieja historia
Los historiadores todavía no han llegado a ponerse de acuerdo acerca de quién tuvo la ocurrencia de dividir el día en 24 horas por primera vez, pero lo cierto es que en el Siglo XVII los elementos fundamentales para la medida del tiempo estaban íntimamente ligados a la navegación marítima.
Los marinos de entonces habían aprendido a servirse de la posición del sol y de las estrellas para determinar la latitud o punto en la escala Norte-Sur en que se hallaban.
Sin embargo no existía ningún procedimiento de confianza que permitiera la determinación de la longitud o posición en la escala Este-Oeste.

En aquellos tiempos la apreciación errónea de este dato, obtenida por "tanteo" o por "rumbo estimado" fue la causa de muchos naufragios y de no pocas muertes.

La aparición de Greenwich

En 1675 el rey Carlos II de Inglaterra ordenó la construcción del Observatorio Real de Greenwich, sobre lo que entonces era una colina campestre y en la actualidad es un barrio suburbial de Londres.
La primera misión que se encargó a los astrónomos reales fue la de hallar, a través de las estrellas, un procedimiento que permitiera la determinación de la longitud geográfica y en el que se pudiera confiar plenamente.
Tuvieron que pasar muchos años hasta que en 1767 el Real Observatorio de Greenwich publicara su primer Almanaque Náutico conteniendo la predicción de las posiciones de la Luna y de las estrellas principales en el cielo de Greenwich.
A partir de aquel año pudieron mirar al cielo de noche y, por comparación de lo que veían en las predicciones del cielo de Greenwich, calcular la distancia que, hacia el Este o hacia el Oeste, les separaba del meridiano de Greewich.

Este último representaba la linea Norte-Sur o meridiano de referencia de longitud que rodeaba al mundo y que pasaba precisamente por la vertical del observatorio de Greenwich.
La publicación del Almanaque Náutico convirtió a Greenwich en el ombligo del mundo para la navegación.
Sin embargo, todavía deberían transcurrir 66 años más antes de que Greenwich se convirtiera, además, en un centro patrón de horario.

En 1833 comenzó a funcionar "la bajada de la bola": desde lo alto de la torre del Observatorio de Greenwich, todos los días justamente a las 13:00 horas (o 1:00 PM, una hora post meridiano después de que el Sol hubiera cruzado el meridiano de Greenwich, se deslizaba o dejaba caer una bola de cuero, operación que servía para que los buques surtos en el puerto pudieran poner sus cronómetros en hora exacta y para que luego pudieran transferírsela a otros buques con los que se cruzaran en alta mar o con los que coincidieran en otros puertos.

La posterior implantación del telégrafo amplió la utilidad y popularidad de Greenwich al posibilitar el envío de señales horarias eléctricas a las estaciones de ferrocarril y a otras ciudades de Inglaterra y Europa.

Poniendo un poco de orden

El aumento de los viajes por ferrocarril conllevó una espantosa confusión respecto a los horarios de los trenes en Estados Unidos.
Hasta finales del último siglo no se implantaron los husos horarios ni la hora normalizada por zonas. Con anterioridad, cada ciudad y cada población se guiaba por su horario propio tomando como referencia el mediodía local; se iniciaba la cuenta horaria en el instante del paso del Sol por la vertical de cada lugar.

Como cita Carlton Corliss en su obra The Day of Two Noons (El día con dos mediodías): "Cuando en Chicago era mediodía, eran las 12:31 en Pittsburg; las 12:24 en Cleveland; las 12:17 en Toledo; las 11:50 en San Luis y las 11:27 en Omaha".
Con esta profusión de horas resultaba prácticamente imposible que las compañías ferroviarias pudieran establecer unos horarios serios y confiables. Algunas compañías intentaron simplificar las cosas estableciendo unos "horarios de ferrocarril" a lo largo de sus tramos de ruta.

Pero a pesar de ello, en 1883 coexistían al menos 68 horarios de ferrocarril distintos y el viajero que se desplazaba desde Maine a California tenía que poner en hora su reloj de bolsillo como veinte veces para ajustarse a los cambios de hora de la ruta.

Más adelante se iniciaron las intervenciones del Dr. Charles F. Dowd, un profesor de Nueva York y de William F. Allen, director de la "Guía Oficial de Ferrocarriles" y secretario de grupo ferroviario que comenzó a constituirse en 1872 con el propósito de adoptar tablas horario de verano.
Ambos personajes se distinguieron por ser decididos partidarios del establecimiento de unas zonas de normalización a lo ancho de todo el país.
Dowd, razonando que el Sol parecía recorrer 15 grados de longitud en cada hora (360°/24 horas), propuso que el país se dividiera en zonas o husos horarios de 15° de anchura con base en Greenwich.

Debía mantenerse el mismo horario en toda la superficie abarcada por cada huso y la diferencia de una hora entre husos contiguos. Allen, estudiando el asunto por separado, propuso la misma o muy parecida solución.

En octubre de 1883 los ferrocarriles se pusieron de acuerdo en utilizar cinco zonas de horario normalizado, cuatro en Estados Unidos y una en Canadá Oriental (cada zona USA abarcaba 7.1/2° a cada lado de los meridianos correspondientes a 75°, 90°, 105° y 120° de longitud Oeste, lo que más o menos venían a ser las respectivas longitudes de Filadelfia PA, Menphis TN, Denver CO y Fresno CA.

El día de los dos mediodías

El 18 de noviembre de 1883 fue un día en el que el tiempo se paró en buena parte de Estados Unidos. Los relojes de todas las ciudades del país se pararon o se adelantaron para ajustarse a la nueva norma de la medida del tiempo cuyo patrón quedó establecido por el reloj principal del U.S. Naval Observatory de Washigton DC.

Los relojes de Nueva York se pararon durante tres minutos y cincuenta y ocho segundos para ponerse al Horario Oficial del Este (Eastern Standard Time).
En Filadelfia el ajuste horario fue de tan solo 36 segundos.

Al año siguiente se celebró la conferencia internacional que adoptó la normativa mundial de la medida del tiempo y que estableció a Greenwich, en Inglaterra, como meridiano de origen horario, al igual que desde mucho antes había venido siendo "meridiano cero" para todos los navegantes.

Hubo propuestas para que la longitud 0 grado correspondiera a los meridianos que pasan por Jerusalén, París o por las Pirámides de Egipto.

Así, el 26 de junio de 1884 nació el Horario Medio de Greenwich (Greenwich Mean Time) como patrón universal.

En un principio la implantación del horario normativo no fue una cosa fácil ni en los propios Estados Unidos.

Mientras que todos los ferrocarriles circulaban con arreglo a los horarios convencionales, muchas ciudades y poblaciones se obstinaron en mantener la hora local hasta que en 1918, durante la Primera Guerra Mundial, el Congreso aprobó la Ley del Horario Normalizado que estableció husos horarios en todo el país y la hora normativa pasó a ser la hora oficial.

Por qué ahora la hora U.T.C...?

El Greenwich Mean Time constituyó el patrón mundial indiscutible durante 40 años, pero con la particularidad que a buen seguro todavía recordarán los radioaficionados de mayor edad, que con anterioridad a 1925 el día GMT comenzaba a mediodía, no a medianoche.

Esto se debió a que la media horaria se fundamentaba en la posición del Sol a mediodía.
En dicho año de 1925 la Unión Astronómica Internacional decidió que el día astronómico debía comenzar a medianoche en lugar de a mediodía.

Y como fuera que el día GMT todavía seguía iniciándose a mediodía, los científicos optaron por denominar "Hora Universal" (Universal Time o UT) al nuevo sistema de cuenta horaria con inicio a medianoche.

Los ingleses, que no deseaban perder el prestigio que representaba tener a Greenwich como patrón horario, aceptaron finalmente que el d¡a GMT también comenzara a medianoche.
Esto último dio lugar a que se creara cierta confusión entre la "hora vieja GMT" y la "hora nueva GMT", confusión que persistió hasta que en 1971 el Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones (CCIR) recomendara sustituir la indicación GMT por UTC "siempre que fuera posible".

Sólo se trató de una simple "recomendación".
Y EL CAMBIO DE GMT por UTC no llegó a tener fuerza legal hasta hace tan sólo once años a partir de la edición de 1982 de las Radio regulations de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, UIT).

SI PERO... ¨Y LA "C"?

¨Cómo fue que esa "C" vino a añadirse a "UT" para formar la abreviatura "UTC"? Casi me olvido de la "C"! (Omisión imperdonable tratándose de gente tan cuidadosa como los radioaficionados!).

La "C" es la inicial de "coordinated" en el sentido que puede traducirse por "contrastado", "compulsado" o "coordinado".
Aunque el orden de las letras de la abreviatura "UTC" no corresponde con la expresión correcta en el idioma inglés (deber¡a ser CUT = Coordinated Universal Time), los "gurús" entendidos en la materia decidieron que la abreviatura de algo tan universal debía ser independiente de las reglas de cualquier lenguaje, de forma que toda persona llegara a entender el significado de UTC cualquiera fuera su idioma natal.

El encargado de contrastar o compulsar los diferentes patrones horarios es el Bureau Internationales de l'Heure (BIH) con sede en París.

Este organismo "coordina" las lecturas de la Hora Universal que llegan a París transmitidas por unos 150 relojes atómicos situados en observatorios y laboratorios a lo ancho de todo el mundo.

Una vez compulsada cada lectura se convierte en UTC. Los servicios horarios compulsados no deben sobrepasar la tolerancia máxima de un milisegundo respecto de la escala UTC.

La tolerancia de la estación horaria WWV viene a ser de tres microsegundos, según el Jefe de los Servicios Horarios y de Frecuencias del National Bureau of Standards en Boulder, Colorado (U.S.A.).

ZZZ...ZZZ...ZZZ...

Despertémosnos! Puesto que ya hemos hablado de las abreviaturas GMT y UTC, nos queda sólo la abreviatura "Z" relacionada con la expresión de la media horaria. ¨De dónde procede?

Según el Dr. Gernot Winkler, director del Servicio Horario del Observatorio Naval de USA en Washington DC, la codificación "Z" nació en los primeros d¡as de la radio: "a medida que se intensificaban las radiocomunicaciones, se fue haciendo imprescindible la anotación de la hora de depósito de cada mensaje.

Los militares habían adoptado un código de letras para identificar los husos horarios, correspondiéndole la letra "Z" a la hora de Greenwich como consecuencia de ser el "meridiano cero" (Zero Meridiano en inglés).

Pero Rocky Martin, de la División Hidrográfica del Departamento Cartográfico de la Defensa (USA) va más lejos en el tiempo al decir: "Con anterioridad al uso de la radiocomunicación, los barcos en alta mar se pasaban la hora mediante el código de banderas.

Así la bandera correspondiente a la letra "J" significaba" sigue la hora exacta...". Al internacionalizarse los husos horarios, el mensaje óptico finalizaba con la bandera representativa del huso horario de referencia".

Paralelamente cabe decir aquí que la letra "Z" y todas las demás del alfabeto a excepción de la "j" aparecen como codificadoras de los husos horarios en los mapas militares.
Estas letras comienzan por el primer huso horario al Este de Greenwich al que corresponde la letra "A" continuando el orden alfabético en dirección al Este hasta la "M".

Nadie sabe por que el orden alfabético salta de nuevo a Greenwich para continuar hacia el Oeste con la "N" u letras sucesivas hasta la "Y". (La media zona a cada lado de la línea de cambio de fecha meridiano de Greenwich obliga al empleo de 25 letras en lugar de 24).

¨Por qué no existe la zona "J"? Según Martin: "Puesto que la "J" ya tenía un significado ligado a la expresión horaria en el código de banderas, es evidente que debía ser la letra sobrante en la codificación de las zonas o husos horarios".

Añade Martin que nadie sabe con seguridad de dónde partió la idea original de designar los husos horarios por medio de letras, pero que cree que debió ser una aportación de los ingleses o en todo caso debió implantarse a través de la International Hydrographic Association.

El salto hacia adelante
Iniciábamos esta nota haciendo mención del "salto del tiempo" que tuvo lugar en 1985 al "colarse" un segundo más enla cuenta de aquel día.

La finalidad de estas "coladuras" no es otra que la de mantener la sincronización de los horarios atómico y astronómico, siendo este último el que todavía viene utilizándose por los navegantes.

El horario atómico, del que se sirven principalmente los científicos, es mucho más exacto que el horario astronómico, ya que no se halla afectado por las variaciones de velocidad de rotación de la Tierra.

La cuenta atómica del tiempo se inició en absoluto sincronismo con la cuenta astronómica a las 00:00 horas del día primero de enero de 1958 (inicio o punto de partida de la cuenta atómica del tiempo).

Desde 1958, según dice Beehler, las dos cuentas han sufrido un desfasamiento de casi 22 segundos. En 1972 la UIT decidió que las dos escalas de medida del tiempo siguieran su cuenta con independencia (poca cosa más podía hacer) pero que se reajustara la lectura UTC en un segundo siempre que los dos patrones llegaran a mostrar un desfase de 9/10 de segundo.

El BIH de París es el organismo que decide cuando debe procederse al "salto del segundo".

Generalizando puede decirse que se ha venido produciendo el salto de un segundo anual desde 1972.

Se exceptúan, según Beehler, los años 1972 en el que el salto fue de dos segundos, y los años 1980 y 1984 en que no hubo salto alguno. Añade Beeher que la alteración de la velocidad de rotación de la Tierra no se mantiene constante y que en los últimos años parece que su retraso no ha sido tan acentuado.

Winkler dice que si la desaceleración sigue disminuyendo, o si la Tierra acelera un poco su movimiento, que es lo mismo, puede que el BIH se vea obligado a restar un segundo en un futuro próximo.

Con todo esto...qué hora es ahora...?
¨Se me quiere insinuar que tras la lectura de todo cuanto antecede, todavía no se sabe la hora que es?
Bueno, se puede averiguar sintonizando a la WWV.
O puede que resulte más práctico echar una mirada a nuestro reloj pulsera y ... "cuando la aguja chiquita está en el doce..."
Extraído de la Revista LU-Report Nro.5.