ELF significa frecuencia extremadamente baja. En la nomenclatura de telecomunicaciones de la UIT, ELF corresponde a 3–30 Hz; en otros textos se usa el término de forma más amplia. Para interpretar un estudio o instrumento, comprueba siempre sus límites numéricos y si mide campo eléctrico, magnético o propagación.
ELF, SLF y ULF: aclarar la definición
| Banda UIT | Frecuencia | Longitud de onda libre aproximada |
|---|---|---|
| ELF | 3–30 Hz | 100.000–10.000 km |
| SLF | 30–300 Hz | 10.000–1.000 km |
| ULF | 300–3.000 Hz | 1.000–100 km |
Los campos de red eléctrica de 50 o 60 Hz se incluyen con frecuencia en estudios llamados de baja o extremadamente baja frecuencia. Eso no cambia su posición numérica en la tabla UIT. Evita mezclar sin explicación 3–30 Hz, 3–300 Hz y bandas más amplias.
Cómo calcular la longitud de onda
En espacio libre, λ = c/f, con c ≈ 299.792.458 m/s. A 10 Hz resulta cerca de 30.000 km; a 100 Hz, aproximadamente 3.000 km. Por ello, atribuir 200 km de longitud de onda libre a todo el intervalo 70–150 Hz es incorrecto.
Una antena convencional pequeña respecto a esas longitudes es eléctricamente muy corta. Su eficiencia de radiación y adaptación pueden ser difíciles de conseguir. Una gran longitud de onda no implica una antena transmisora pequeña y eficiente.
Fuentes naturales: rayos y resonancias Schumann
Las descargas de rayos excitan campos electromagnéticos. Entre la superficie terrestre y la ionosfera se forman resonancias globales, conocidas como resonancias Schumann, con un primer modo cercano a 8 Hz y otros modos superiores.
Los picos observados tienen anchura y variabilidad. La geometría, las condiciones ionosféricas y la distribución de las tormentas influyen en la medida. No es una frecuencia mecánica de vibración de toda la Tierra ni una portadora que mantenga siempre una amplitud fija.
Medios conductores: penetración con atenuación
Una frecuencia más baja puede reducir la atenuación por unidad de distancia en determinados medios conductores, pero el campo sigue disminuyendo. Para un buen conductor homogéneo, una aproximación de profundidad de penetración de amplitud es δ = √[2/(ωμσ)].
Como ejemplo ideal, usando conductividad σ = 4 S/m y permeabilidad μ ≈ μ0, a 10 Hz se obtiene δ ≈ 80 m y a 100 Hz unos 25 m. δ es la distancia para reducir la amplitud a 1/e, no un alcance garantizado de comunicación. Interfaces, geometría de la fuente y ruido también importan.
La corteza terrestre no es un conductor uniforme con una profundidad de penetración universal. Su estructura y propiedades pueden variar considerablemente entre lugares.
Aplicaciones y límites de datos
Se estudian estos campos en geofísica, electricidad atmosférica, monitorización del entorno y sistemas especializados de comunicación a muy baja frecuencia. Las clasificaciones empleadas para estos últimos pueden usar ELF de manera más amplia que la tabla UIT.
La baja frecuencia y las limitaciones de ancho de banda y antena dificultan transmitir grandes caudales. No se obtiene un enlace de internet de alta velocidad simplemente bajando la frecuencia para atravesar un medio conductor.
Cómo se miden los fenómenos
Una bobina de inducción o un magnetómetro apropiado mide componentes magnéticas; un sensor de campo eléctrico mide otra magnitud. El ruido propio, la calibración, orientación, respuesta en frecuencia y duración del registro determinan qué puede observarse.
Separa señales locales de 50/60 Hz y armónicos, vibración del sensor, deriva e interferencia de equipos cercanos. Un pico aislado no identifica automáticamente su fuente. Registra unidades: V/m para campo eléctrico, T o submúltiplos para densidad de flujo magnético, y Hz para frecuencia.
Referencias
La clasificación se documenta en UIT-R V.431. La explicación de NASA sobre resonancias Schumann describe la excitación por rayos y la cavidad terrestre-ionosférica. Para reproducir una medición, añade siempre banda, sensor y condiciones del registro.
