Calculadora de alcance de radio

Estima la distancia máxima de tu enlace de radio en función de la frecuencia, la potencia del transmisor, la ganancia de la antena y la altura de la antena. La calculadora también considera el límite de línea de vista óptica: más allá del horizonte, la comunicación no siempre es posible.

Por qué importa el alcance de radio

La radiocomunicación es la columna vertebral de innumerables tecnologías: desde la radioafición y la aviación hasta el Wi-Fi, los sistemas marítimos y los servicios de emergencia. Comprender el alcance máximo de un enlace de radio es esencial para garantizar comunicaciones fiables. La distancia que puede recorrer una señal depende no solo del transmisor y la antena, sino también de la física de la propagación de ondas y de la curvatura de la Tierra.

Al estimar el alcance de antemano, los operadores pueden optimizar la ubicación de antenas, elegir la frecuencia adecuada y asegurar la cobertura necesaria para su aplicación.

Factores clave que afectan al alcance de radio

Frecuencia

• Frecuencias bajas (HF, VHF): longitudes de onda más largas que pueden difractarse alrededor de obstáculos e incluso reflejarse en la ionosfera, permitiendo comunicación más allá del horizonte.

• Frecuencias altas (UHF, SHF): ofrecen mayores velocidades de datos pero requieren línea de vista clara y son más fácilmente bloqueadas por el terreno, edificios o vegetación.

Potencia del transmisor
Más potencia significa señales más fuertes, capaces de recorrer mayores distancias y superar interferencias. Sin embargo, la potencia por sí sola no supera el límite óptico de línea de vista. Además, las regulaciones suelen limitar la potencia en muchos servicios.

Ganancia de la antena
Las antenas concentran la energía en ciertas direcciones. Una antena de alta ganancia puede extender enormemente el alcance si está bien orientada. Las antenas direccionales son comunes en enlaces punto a punto, mientras que las omnidireccionales sacrifican ganancia para cubrir en todas direcciones.

Altura de la antena
Cuanto más alta esté la antena, mayor es la distancia hasta el horizonte de radio. Elevar una antena desde 2 hasta 20 metros puede añadir varios kilómetros de cobertura adicional.

El límite de línea de vista óptica

Debido a la curvatura terrestre, existe una distancia máxima en la que dos antenas pueden “verse”. Esta se llama horizonte de radio o línea de vista óptica.

Fórmula aproximada (en km):

d ≈ 3.57 × (√h₁ + √h₂)

donde h₁ y h₂ son las alturas de las antenas en metros.

Más allá de esa distancia, la comunicación directa no es posible salvo que ocurran fenómenos especiales de propagación.

Por qué no siempre es posible comunicar más allá del horizonte

• Difracción: ondas de baja frecuencia se curvan ligeramente alrededor de obstáculos.

• Refracción atmosférica: la atmósfera puede doblar señales, extendiendo un poco el horizonte de radio.

• Ductos troposféricos: ciertas condiciones meteorológicas permiten propagación a cientos de km, aunque de forma impredecible.

• Reflexión ionosférica: en HF (3–30 MHz) las señales pueden rebotar en la ionosfera y llegar a miles de km, pero no ocurre en VHF/UHF.

En la práctica, especialmente en VHF, UHF y microondas, la comunicación fiable queda limitada a la línea de vista.

Factores ambientales y del terreno

• Obstáculos: colinas, edificios, bosques.

• Clima: lluvia, nieve o niebla afectan más a microondas y frecuencias milimétricas.

• Interferencias: ruido o señales competidoras reducen el alcance.

• Conductividad del suelo: las zonas costeras o sobre agua mejoran la propagación, mientras que terrenos secos o rocosos la reducen.

Consejos prácticos para extender el alcance

• Coloca las antenas lo más alto posible.

• Usa antenas direccionales para enfocar la energía.

• Elige frecuencias que equilibren alcance y ancho de banda.

• Reduce obstáculos en la zona de Fresnel.

• Considera estaciones repetidoras.

• Usa coaxiales de baja pérdida y buenos conectores.

Aplicaciones de la estimación de alcance de radio

• Radioaficionados: planificación de contactos y repetidores.

• Servicios de emergencia: cobertura fiable en desastres.

• Militar y aviación: comunicaciones tácticas y cobertura de radar.

• Redes inalámbricas: diseño de enlaces Wi-Fi o microondas.

• Marítimo: estimación de cobertura VHF en alta mar.

Radioafición y comunicación DX

Los radioaficionados experimentan con modos de propagación especiales:

• Sporadic-E: reflejos en la capa E, hasta 2000 km en VHF.

• Meteor scatter: reflejos breves en estelas de meteoros.

• EME (Earth–Moon–Earth): rebotar señales en la Luna para comunicarse entre continentes.

Aplicaciones militares y de defensa

• VHF/UHF para comunicación táctica de corto alcance.

• HF para comunicación de miles de km.

• Radar terrestre limitado por el horizonte, de ahí el desarrollo de radares OTH (over-the-horizon).

Comunicación marítima y aérea

• Marítima: antenas de 20–25 m en mástiles logran alcances de 30–70 km en VHF.

• Aeronáutica: los aviones a gran altitud alcanzan cientos de km en VHF gracias a su elevación.

Limitaciones de radar y línea de vista

El radar terrestre no puede detectar objetos por debajo del horizonte. Aviones de vuelo bajo o misiles aprovechan esto. Para mitigarlo, se instalan radares en torres, montañas o aeronaves.

Bandas de frecuencia y alcances prácticos

• HF (3–30 MHz): largo alcance por ionosfera.

• VHF (30–300 MHz): principalmente línea de vista, ideal para aviación y marítimo.

• UHF (300 MHz–3 GHz): excelente para corto alcance y gran ancho de banda.

• Microondas (3–30 GHz): enlaces punto a punto y satélites; muy sensibles al clima.

Ejemplos prácticos

1. Dos radios portátiles de 5 W con antenas de 1,5 m: 5–8 km en campo abierto, <2 km en ciudad.

2. Repetidor en montaña a 1000 m: más de 100 km de cobertura.

3. VHF marítimo con mástil de 25 m: 40–70 km de alcance.

4. Avión a 10.000 m: línea de vista >350 km.

Tendencias futuras

• Sistemas troposcatter: comunicación más allá del horizonte sin satélites.

• Satélites (LEO, MEO, GEO): superan la limitación de línea de vista.

• Redes en malla (mesh): señales en saltos múltiples.

• 5G y más allá: antenas avanzadas y beamforming para mejorar cobertura.

Conclusión

El alcance de radio depende de frecuencia, potencia, ganancia de antena, altura y del horizonte de radio. Fenómenos atmosféricos pueden extenderlo, pero no de manera confiable.

Desde la radioafición hasta la aviación y defensa, comprender estos principios es esencial. Usar una calculadora de alcance de radio da una estimación práctica y basada en ciencia, ayudando a diseñar sistemas más eficientes, seguros y fiables.