Teoría — Propagación

La propagación es la meteorología de la radio: la ciencia de por qué una señal llega hoy a La Plata y mañana no pasa de Cuenca. Es materia fija del examen y, según coinciden generaciones de radioaficionados, la parte más hermosa del temario: donde la electrónica se junta con el sol, la noche y las estaciones del año. Después de esta sección, los «numeritos» del móvil de Dani y el espejo de Vicente serán tuyos.

Los tres caminos de una onda

Cuando tu antena radia, la energía toma hasta tres caminos distintos, y cada banda favorece unos u otros:

1. Onda de superficie (o de tierra): bordea el suelo, siguiendo la curvatura terrestre. Funciona bien solo en frecuencias bajas (cuanto más baja la frecuencia, mejor «abraza» el suelo): es el camino de la onda media de radiodifusión de día y de la banda de 160 m a media distancia. En HF alta apenas da unas decenas de kilómetros.
2. Onda directa (y reflejada en el suelo): en línea recta de antena a antena, como la luz. Es el camino casi único de VHF/UHF: por eso su alcance normal es «un poco más allá del horizonte» (la troposfera curva ligeramente los rayos: el alcance radioeléctrico supera al visual en ~15 %), y por eso en esas bandas la altura de la antena lo es casi todo.
3. Onda ionosférica (o de cielo): sube hacia el cielo y regresa doblada por la ionosfera. Es el camino mágico de HF: el que trae Argentina de madrugada. Toda la sección gira alrededor de él.

La ionosfera: el espejo que fabrica el sol

Entre unos 60 y 400 km de altura, la radiación solar (ultravioleta y rayos X) arranca electrones a los átomos del aire enrarecido: los ioniza. El resultado es la ionosfera: capas de gas electrificado cuya densidad de electrones libres determina su efecto sobre las ondas. No es un espejo metálico: es una refracción progresiva —la onda entra en un medio cada vez más ionizado y se va curvando hasta regresar, como la luz en un espejismo de carretera—, pero a efectos prácticos y de examen, «refleja».

La regla de oro: a más densidad de ionización, más alta la frecuencia máxima que la capa puede devolver a tierra. Las frecuencias que superan esa capacidad atraviesan la capa y se pierden en el espacio (o alcanzan la capa siguiente).

Las capas, de abajo arriba, con su personalidad (esto cae en el examen con nombres):

• Capa D (60-90 km): la villana diurna, el «secante» de Dani. Existe solo de día (se recombina en minutos al anochecer). Está demasiado baja y densa en aire neutro para reflejar: en su lugar, absorbe, y absorbe tanto más cuanto más baja la frecuencia. Es la razón de que las bandas bajas (160, 80, 40 m) estén muertas de día a larga distancia: sus ondas mueren en la D antes de llegar al espejo. Las frecuencias altas (desde ~10-14 MHz) la atraviesan casi sin peaje.
• Capa E (90-130 km): intermedia, diurna sobre todo. Refleja frecuencias medias en distancias cortas. Su fenómeno estrella es la esporádica-E (Es): nubes densísimas e impredecibles de ionización que aparecen sobre todo en mayo-agosto (en el hemisferio norte) y devuelven a tierra frecuencias altísimas —50 MHz, 144 MHz a veces— regalando aperturas espectaculares de 1.000-2.000 km en bandas que «no deberían» propagar así. El caramelo del verano en 6 metros, la «banda mágica».
• Capa F (130-400 km): la reina del DX. De día se divide en F1 (transitoria, menor) y F2; de noche se funden en una sola F que, al estar en aire tan tenue, tarda horas en recombinarse: por eso el espejo aguanta toda la noche aunque el sol se haya ido. La F2 es la capa que devuelve las frecuencias más altas y produce los saltos más largos.

El vocabulario del rebote

• Frecuencia crítica: la máxima que una capa devuelve cuando la onda incide verticalmente (disparo a plomo). Se mide continuamente con ionosondas.
• MUF (frecuencia máxima utilizable): la máxima que la ionosfera devuelve para un trayecto concreto con incidencia oblicua. Es mayor que la crítica (los rayos rasantes se reflejan más fácil, como una piedra plana en el agua: hasta ~3 veces la crítica en trayectos largos). Trabajar cerca de la MUF es ir en primera clase: mínima absorción, señales fuertes.
• LUF (frecuencia mínima utilizable): por debajo de ella, la absorción de la capa D se come la señal. Entre LUF y MUF está la ventana útil de cada momento y trayecto.
• Salto (skip): un rebote ionosfera-tierra. Alcance máximo por salto: ~4.000 km con la F2 (~2.000 con la E). Los grandes DX son multisalto: tierra-cielo-tierra-cielo (La Plata desde Vallverd: tres saltos). Cada rebote en tierra o mar (el mar refleja mejor) cobra su peaje en decibelios: por eso el eco «acuoso» del DX largo.
• Zona de silencio (o de salto): el anillo donde una estación NO se oye: más lejos del alcance de su onda de superficie, más cerca de donde cae su primer rebote. Explica la paradoja clásica: oyes Berlín y no oyes Teruel.
• Ángulo de radiación: cuanto más bajo sale el rayo, más lejos cae el salto: la conexión con la altura de las antenas de la sección 8.
• Desvanecimiento (QSB): la señal que sube y baja respirando. Causa principal: a tu antena llegan varios caminos a la vez (dos saltos distintos, onda alta y baja) y sus fases se suman o cancelan alternativamente (¡la oposición de fase de la sección 3, cobrándose su relevancia!).

El sol manda: ciclo, índices y tormentas

La ionosfera es hija del sol, y el sol tiene humores:

• El ciclo de ~11 años: la actividad solar (visible en sus manchas) sube y baja en ciclos de unos once años, numerados desde 1755 (estamos en el ciclo 25, con máximo reciente en 2024-2025: buena época para estudiar radio, en serio). En el máximo solar, más radiación = ionosfera más densa = MUF altísimas: las bandas altas (15, 12, 10 m) se abren a todo el planeta con potencias ridículas. En el mínimo, las bandas altas agonizan y la vida se refugia en 40, 30 y 20 m.
• SFI (Solar Flux Index, flujo solar): medida diaria de la radiación solar en 10,7 cm; el primer numerito de Dani. En cristiano: >100, bandas altas animándose; >150, fiesta; <80, invierno interior.
• Índices K y A: miden la agitación del campo geomagnético (K: escala 0-9 cada 3 horas; A: resumen diario). El segundo numerito (K=1: balsa de aceite). ¿Por qué importa? Porque el sol, además de luz, escupe materia: las tormentas geomagnéticas (por eyecciones de masa coronal y fulguraciones) agitan y degradan la ionosfera: señales polares que desaparecen, ruido, la famosa atenuación repentina (SID/Dellinger: apagón brusco de HF en el lado diurno tras una fulguración de rayos X). Regla del aficionado: SFI alto y K bajo = día grande. SFI alto y K alto = el sol da y el sol quita.

La vida diaria de las bandas (la parte más útil del temario)

Con todo lo anterior, el comportamiento de cada banda se deduce; el examen lo pregunta y tu vida de operador lo confirmará cada semana. Guía rápida:

• 160 m y 80 m (bandas «bajas»): de día, solo cercanías (la D devora). De noche, regionales y, con paciencia e invierno (noches largas, poca estática), DX serio. Ruidosas en verano (estática de tormentas: la vigilia de agosto lo sufrió).
• 40 m: la banda todoterreno de la historia: de día, España y vecinos (500-800 km vía E/F con ángulos altos); de noche, continentes. La banda de las vigilias.
• 30 y 20 m: las bandas del DX profesional. El 20 m (14 MHz) es la autopista mundial: abierta de día casi siempre, a menudo también de noche en máximos solares. Atraviesa la D con peaje bajo.
• 17, 15, 12 y 10 m (bandas «altas»): hijas del ciclo solar. En máximo solar, gloria pura con vatios de risa (10 m da la vuelta al mundo con 10 W); en mínimo, cerradas semanas enteras, salvo esporádica-E veraniega.
• 6 m: «la banda mágica»: casi VHF, normalmente muda a distancia... hasta que la esporádica-E o un máximo solar excepcional la abren y enloquece a todo el continente.
• 2 m y 70 cm: línea de vista + tropo. Sin ionosfera (salvo rarezas Es en 2 m una vez al año). Su propagación especial es troposférica: con anticiclones estables (inversiones térmicas), se forman ductos que guían VHF/UHF cientos de kilómetros (Valencia-Baleares-Italia es un clásico mediterráneo de verano). Además: meteor scatter (rebotes en las estelas ionizadas de meteoros, ráfagas de segundos que los modos digitales aprovechan) y EME (rebote lunar: 2,5 segundos de viaje de ida y vuelta, el DX definitivo: 768.000 km).
• La línea gris: en la franja del amanecer/anochecer, la capa D de un lado acaba de morir (o no ha nacido) mientras la F sigue cargada: durante unos minutos se abren trayectos largos a lo largo de la línea día-noche con señales anómalamente fuertes. El «Australia a esta hora» de Vicente: los DXistas madrugan por esto.

Para llevar

• Tres caminos: superficie (bandas bajas, corto), directa (VHF/UHF, horizonte + 15 %), ionosférica (HF, el mundo).
• La ionosfera la fabrica el sol ionizando la alta atmósfera; refleja (refracta) tanto mejor cuanto más densa; las frecuencias que la superan se van al espacio.
• Capa D: diurna, no refleja: ABSORBE las bandas bajas (por eso 40/80 m mueren de día). E: intermedia + esporádica-E veraniega. F (F2): la del DX, aguanta toda la noche.
• MUF/LUF: ventana útil del momento; cerca de la MUF, señales óptimas. Salto de hasta ~4.000 km (F2); DX largo = multisalto; zona de silencio entre onda de superficie y primer rebote.
• Ciclo solar de 11 años; SFI alto = MUF altas = bandas altas abiertas; índice K alto = geomagnetismo agitado = propagación degradada. SFI alto + K bajo = día grande.
• Bandas bajas de noche/invierno; 20 m siempre; altas con máximo solar; 6 m mágica con Es; VHF/UHF línea de vista + ductos troposféricos.
• QSB = interferencia de multitrayecto; línea gris = minutos dorados del amanecer.

Para el examen

• Nombres, alturas relativas y comportamiento de las capas D/E/F1/F2 (día vs noche): pregunta fija. La D absorbe (no refleja): ese matiz es trampa favorita.
• Definiciones de MUF, LUF y frecuencia crítica.
• Distancia máxima de un salto F2 (~4.000 km) y qué es la zona de silencio.
• El ciclo solar de 11 años y el efecto de las manchas/actividad sobre la MUF y las bandas altas.
• Qué es la esporádica-E y a qué bandas afecta (50/144 MHz, verano).
• Propagación VHF/UHF: línea de vista, ductos troposféricos con inversión térmica.
• Causa del desvanecimiento (QSB): multitrayecto e interferencia de fases.

Para profundizar

• El blog y los recursos de telecomunicaciones de emergencia de Ismael Pellejero (EA4FSI) incluyen introducciones a la propagación HF en español, con aplicación directa a emergencias: emercomms.ipellejero.es.
• Webs de índices en vivo: solarham.com, hamqsl.com/solar (el «semáforo» de bandas que consultaba Dani). Compara el SFI/K de hoy con lo que oigas esta noche en un websdr: la teoría, autocorrigiéndose en vivo.
• pskreporter.info + FT8: el mapa mundial de qué caminos están abiertos ahora mismo desde tu localizador. La mejor clase de propagación es mirarlo una semana a distintas horas.
• Wikipedia (CC BY-SA): «Ionosfera», «Propagación por onda de cielo» y «Sporadic E propagation», bien referenciadas para ampliar la física.