¿Por qué las ondas de radio de las estaciones de radio no interfieren entre sí?

Para responder a la pregunta planteada en el título:

A las estaciones de radio comerciales en cualquier mercado de transmisión geográfico determinado se les asignan frecuencias que se adaptan completamente a los requisitos de ancho de banda de sus señales, de modo que no interfieran entre sí.

Esos requisitos de ancho de banda son una función de la frecuencia de la portadora y la tasa de información representada por la modulación de esa portadora. Estos factores, junto con la necesidad de proporcionar un número adecuado de asignaciones de frecuencias portadoras dentro de un área de mercado determinada, determinan qué porción del espectro de radiofrecuencia se entregará a esa clase de transmisión.

En el ejemplo que cita, donde la frecuencia de la portadora está realmente por debajo del rango de frecuencia de audio o cerca del fondo, nunca se usaría en la práctica y, como tal, es un caso poco realista. FM comercial abarca la banda de frecuencia de 88 a 108 megahercios.

ahora la interferencia requiere una diferencia de fase constante y dado que en ambos casos las frecuencias cambian a la misma velocidad, ¿no debería ocurrir interferencia?

En realidad, la interferencia entre dos ondas, cuando se atraviesan, ocurre independientemente de sus frecuencias: la señal en cualquier punto del espacio y del tiempo será igual a la suma de las señales de las dos ondas.

Lo que significa que si 2 estaciones de radio están reproduciendo la misma canción, ¿no debería escucharse un sonido más fuerte en ninguna de estas estaciones?

Aunque las frecuencias de su ejemplo no son realistas, aún se puede responder a su pregunta.

Si un filtro de un receptor de radio con un ancho de banda adecuado, aproximadamente$80$Hz en su ejemplo, está sintonizado en una de las dos estaciones de radio, simplemente no pasará la señal de la otra estación de radio, independientemente de si la primera estación de radio está transmitiendo o no.

Entonces, aunque las ondas de radio interfieran en su camino hacia el filtro e incluso dentro del filtro, solo una de las señales pasará a través del filtro y no se verá afectada por la interferencia que ocurrió antes. Esto se debe a que un filtro es un elemento lineal y su manejo de una señal no se ve afectado por la presencia de otras señales.

Tuve la misma pregunta cuando aprendí por primera vez sobre el tema, no soy de ninguna manera un experto, pero entiendo perfectamente de dónde proviene su confusión.

No entendiste cómo se codifica la información a través de la modulación en una onda portadora

Lo explicaré, pero también le sugiero que vuelva a examinar este tema. Las ondas de señal (ondas que son/contienen la información transmitida) ya no son ondas separadas sino que están codificadas en la portadora, no es simplemente la combinación de múltiples ondas. Mira la diferencia entre una onda combinada y una onda modulada. En interferencia la onda en cada punto en el tiempo es la suma de las amplitudes. Sin embargo, en una señal de radio, la frecuencia de las ondas de la señal ya no existe, pero se usó para alterar la frecuencia de las portadoras para FM y la amplitud para AM. En ambos casos, la frecuencia de la onda resultante está alrededor de la frecuencia de la onda portadora y la frecuencia de la onda de la señal ya no existe. Por lo tanto, la señal solo puede ser perturbada por ondas de la misma frecuencia para la que existen los anchos de banda.