Por que as ondas de rádio não conseguem se propagar através da água?

 

As ondas de rádio são um tipo de radiação eletromagnética com os comprimentos de onda mais longos do espetro eletromagnético, normalmente com frequências de 300 gigahertz (GHz) e inferiores.

São geradas por partículas carregadas que sofrem aceleração, tal como as correntes elétricas variáveis no tempo.

Podem viajar através do ar e do espaço à velocidade da luz, mas têm dificuldade em penetrar nalguns materiais, como os metais e a água.

As ondas de rádio são afetadas pelos eletrões livres nos condutores elétricos, que as podem absorver ou refletir. Os metais têm muitos eletrões livres, pelo que funcionam como espelhos para as ondas de rádio. É por isso que se pode utilizar uma folha de metal para bloquear sinais de rádio ou criar uma antena de rádio.

A água é também um fraco condutor, porque contém iões dissolvidos e moléculas que podem transportar cargas elétricas.

Quando as ondas de rádio encontram a água, induzem correntes elétricas nas moléculas de água, que dissipam alguma da energia das ondas.

Quanto mais condutora for a água, mais energia absorve.

A água salgada é mais condutora do que a água doce, pelo que absorve mais ondas de rádio.

Quanto maior for o comprimento de onda, mais facilmente pode contornar à volta os obstáculos ou difratar através de aberturas.

É por isso que os sinais de rádio de onda longa podem viajar mais longe do que os sinais de onda curta. No entanto, mesmo os sinais de rádio de onda longa têm um limite quando se trata de água.

As ondas de rádio de frequência muito baixa (VLF) podem penetrar na água do mar a pouco mais de 30 metros, mas requerem transmissores muito potentes e antenas de grandes dimensões. Tudo o que for superior a VLF é bloqueado pela água.

Assim, as ondas de rádio não podem ser transmitidas através da água porque a água é um condutor fraco que as absorve e reflete, e porque os seus comprimentos de onda são demasiado curtos para se curvarem ou difratarem através da água.

Isto representa um desafio para a comunicação sem fios entre dispositivos subaquáticos e aéreos, como submarinos e aviões.

Alguns investigadores desenvolveram novos sistemas que utilizam sinais de sonar para provocar vibrações na superfície da água que podem ser descodificadas por recetores aéreos, mas estes estão ainda numa fase inicial.