¿Cómo
empezó todo?
Difícil pregunta... complicada respuesta... como dice
nuestro amigo AC6V en su web, "los griegos fueron los
primeros en descubrir la electricidad hace unos 2500
años.
Ellos fueron quienes se dieron cuenta de la
existencia de esa extraña fuerza que tenía el poder de
atraer objetos. Le llamaron "amber electron" ...o "el
poder de la miel". Dicha fuerza se denominó en tiempos
modernos "electricidad".
PRIMEROS
INTENTOS DE COMUNICACIÓN
Hacia
el año
1200
A.C. durante las Iliadas, Homero hablaba de una
cadena de "balizas de fuego" que se usaban para anunciar
el retorno de la flota de Agamenon,teniendo así tiempo
para preparar el asesinato de Agamenón.
En el
año
522
A.C. el ejercito de Persia empleaba un sistema
"repetidor" muy curioso: enviaban soldados a lo alto de
las montañas, separados unos 300 metros unos de otros,
que gritaban mensajes militares de colina a colina,
consiguiendo que la noticia llegara por esta
comunicación vocal en cadena a cientos de kilómetros de
distancia 30 veces más rápido que con el otro método
usado por entonces: un mensajero corriendo llevando la
noticia. Luego llegarían otros métodos: uso de banderas,
espejos y señales de humo.
En el año
490 A.C. el corredor griego Philipidas llevaba
correos de Atenas a Esparta para pedir ayuda cuando el
ejército persa llegó a Marathon, a unos 42 Km de Athenas.
Este "corredor de fondo" podía hacer más de 120 km en 2
días. Cuando la batalla terminó, con la victoria del
ejército del general Milciades sobre el ejército persa,
Philipidas llevó el mensaje a Atenas corriendo, y al
llegar y tras gritar la noticia de la derrota del
ejército persa, a los pocos minutos murió exhausto por
el esfuerzo realizado.
Por ello en su honor una
competición olímpica lleva el nombre de Maratón,
consistente en recorrer una distancia de 42 Km, como la
que realizó Philipidas.
Entre
1500 y 1840
se descubre la electricidad y el magnetismo. Destacan
nombres como: Gilbert, Von Guericke, Volta, Oersted,
Wheatstone, Cooke, Faraday, Ampere, Ohm, Davy.
La
mayoría de los citados son del siglo XIX, que es cuando
más evolucionó el conocimiento de estos fenómenos. Con
sus estudios y descubrimientos sobre electricidad y
magnetismo estos científicos pusieron los fundamentos
del posterior nacimiento y desarrollo de lo que hoy
conocemos como "comunicación sin hilos".
En
1610,
Galileo observaría por primera vez las manchas solares
con su telescopio. La observación de las manchas solares
es algo fundamental actualmente para predecir la
propagación de las Ondas Cortas.
Entre
1749-1755
se dan cuenta de la existencia del los ciclos solares,
ciclos de 11 años de duración, en base a la observación
del número de manchas solares con el tiempo. Se registra
entonces el ciclo solar numerado como número 1.
Los
ciclos solares también tienen su importancia en el
ámbito de la radio ya que de ellos depende la
propagación de las ondas cortas.
En
1823
el ingles Sir Francis Ronalds construye en su jardin el
primer telégrafo eléctrico, pero por entonces a nadie le
interesó.
De
1831 a 1903 destacan los pioneros e investigadores
Maxwell, Marconi, Loomis, Edison, Henry, Hertz,
Feddersen, Bell y tantos otros. La mayoría de los
citados ya fueron pioneros en las comunicaciones
inalámbricas.
En
1835 Samuel Morse da a
conocer el fundamento de un sistema telegráfico sobre
hilos. En 1837 el mejora el sistema y presenta la
telegrafía eléctrica. Sería patentado en 1840.
El
gobierno norteamericano construye una línea telegráfica
entre entre Baltimore y Washington, y el 24 de mayo de
1844 (fecha clave) Morse envía el primer mensaje
telegráfico entre ambas ciudades. El texto enviado fue:
"What tath God wrought"
(Lo que Dios ha hecho).
El
telégrafo de Morse se muestra como eficaz medio de
comunicación a largas distancias y pronto se comienza a
construir una gran red telegráfica en Estados Unidos.
En
1861 se unen por telégrafo las dos costas de los EEUU.
Antes de 1865 y durante la Guerra Civil de Estados
Unidos, el telégrafo se convierte en algo esencial y de
uso común para comunicaciones militares. Esa época es la
que se recoge en las "películas de vaqueros" (o
"películas del oeste" o del "far west").
Y en
febrero de
1876
Graham Bell patenta el teléfono , adelantándose por unas
hora a Elisha Gray en la oficina de patentes. Comienza
la era de las comunicaciones de voz.
Para
intentar regular las comunicaciones telegráficas a nivel
mundial en
1865
se creó en Europa la
Unión Internacional Telegráfica , UIT (ITU en acrónimo
inglés).
Formada inicialmente por 20 miembros, en
1885 añadirían las comunicaciones telefónicas, y en 1906
añadiría las radiocomunicaciones.
En
1932 se
transformaría en la actual Unión Internacional de
Telecomunicaciones (UIT o ITU), la cual desde
1947
se convertiría en una agencia especial de la ONU para
proveer prácticas y procedimientos estandarizados en
todas las ramas de las telecomunicaciones.
UNA MIRADA
RETROSPECTIVA: LOS ORÍGENES DE LA RADIO.
El
hombre, para poder transmitir sus ideas, inventó el
lenguaje, que inició con simples sonidos guturales, que
poco a poco fueron diferenciándose hasta formar letras,
con las cuales formó palabras y frases.
Con
el telégrafo y el teléfono, el hombre ya podía
comunicarse a grandes distancias, incluso a través de
los mares gracias a los cables submarinos (que ya se
instalaron en la segunda mitad del siglo XIX), pero solo
entre los puntos en los que llegaban estos cables. Pero
aún quedaban incomunicados los barcos, vehículos, zonas
poco pobladas, etc.
La superación de estas dificultades empezó a ser posible
con una serie de descubrimientos:
Durante el desarrollo de la electricidad, habían
aparecido varias teorías para explicar los diversos
fenómenos eléctricos producidos, creyéndose al principio
que la acción eléctrica se ejercía a distancia sobre los
distintos cuerpos capaces de experimentarla.
Pero
el descubrimiento de la corriente eléctrica (por
Alejandro Volta, científico italiano que realizó la
primera pila eléctrica en
1801
motivó que se suscitasen dudas sobre aquella acción
misteriosa.
Faraday expresó claramente su incredulidad
acerca de tal acción a distancia, y en
1835,
con ocasión de una memoria sobre una forma perfeccionada
de pila, observó que la corriente eléctrica se propagaba
por los conductores como si ésta estuviera constituida
por partículas discretas de electricidad (lo que
posteriormente se conocerían por electrones ).
Faraday
también observó que las corrientes eléctricas generan
campos magnéticos, lo que puso el fundamento de los
electroimanes, pieza fundamental del telégrafo eléctrico
que Morse desarrolló unos años después.
Las
ideas de Faraday no cayeron en el olvido y su
compatriota James Clerk Maxwell
(1831-1879)
las recogió treinta años después, para traducirlas al
lenguaje matemático, sacando de ellas las consecuencias
más trascendentales.
Así,
Maxwell presentaba en
1865
su teoría electromagnética a la Real Sociedad de
Londres, y que sería publicada finalmente en
1873
en su en su obra Tratado de Electricidad y Magnetismo.
Esta teoría, obtenida por cálculo matemático puro,
aunaba la electricidad y el magnetismo, y
además predecía la posibilidad de crear las denominadas
"ondas electromagnéticas", ondas similares a las
ondas luminosas, y su propagación en el espacio.
Estas
ondas se propagarían por el espacio a la velocidad de
300 millones de metros por segundo, esto es, a la
velocidad de la luz.
Incluso predijo que la luz eran
ondas electromagnéticas y su teoría pronosticaba que las
corrientes eléctricas oscilantes podían dar lugar a la
formación de ondas electromagnéticas, capaces de
transmitir energía a distancia mediante radiación, sin
necesidad de hilos.
Maxwel era un físico y su teoría no estaba comprobada
científicamente.
Las primeras tentativas para confirmar esta teoría
fueron realizadas por el profesor Fitzgerald, de Dublín,
pero no dieron resultados prácticos hasta que, el físico
alemán
Heinrich Hertz
(1857-1894),
que desconocía las investigaciones de Fitzgerald,
emprendió la misma tarea de hacer entrar en vibración
eléctrica el hipotético éter de Maxwell.
Hertz,
que era profesor de la universidad de Karlsruhe
(Alemania), confirmó experimentalmente en
1888
la teoría de Maxwel, consiguiendo producir
eléctricamente y radiar ondas electromagnéticas con su
oscilador y detectándolas a unos pocos metros de
distancia con un aro resonador.
Con este experimento
realizó la primera transmisión sin hilos, usando para
ello lo que a partir de entonces se denominarían en su
honor
ondas hertzianas.
Este experimento sirvió para confirmar las ideas de
Maxwell, y dejó entrever la posibilidad de producir y
enviar ondas electromagnéticas a distancia y captarlas
mediante un aparato adecuado, lo que permitiría la
posibilidad de realizar comunicaciones a distancia sin
el uso de cables conductores, es decir, inalámbricas,
por medio de las ondas electromagnéticas.
Aunque Hertz
no buscaba esto, sino confirmar las teorías de Maxwel,
dio pie a que toda una serie de experimentadores e
investigadores comenzaran a trabajar para llevar a la
práctica la idea de las comunicaciones inalámbricas a
distancia mediante las ondas herzianas.
El
descubrimiento de Hertz, aunque permitió comprobar la
existencia de las ondas electromagnéticas y sus
propiedades análogas a las de las ondas luminosas,
confirmando así brillantemente la teoría de Maxwell, no
tuvo resultados prácticos inmediatos, porque el
resonador que empleaba para revelar la presencia de las
ondas (un aro metálico casi cerrado), únicamente podía
funcionar a muy corta distancia (muy pocos metros) del
aparato que las producía, un generador de chispas
eléctricas basado en el denominado
"carrete de
Ruhmkhorf".
El
carrete de Ruhmkhorf es el antecesor de los
transformadores actuales, es una bobina electroimán
dotada de un contacto cerrado que era actuado por el
propio electroimán cuando se aplicaba corriente continua
al carrete, abriéndose y cortando la corriente aplicada
a la bobina.
Esto provocaba una rápida oscilación
mecánica del electroimán al abrirse y cerrarse el
contacto, lo que provocaba que la bobina recibiera una
corriente continua pulsante.
El carrete disponía de una
segunda bobina, con un mayor número de espiras, y las
variaciones de corriente en la bobina principal daba
lugar a a la inducción en la segunda bobina de una
tensión alterna de alto valor.
En el
equipo de Hertz, esta alta tensión obtenida en la bobina
secundaria del carrete era aplicada a un condensador
constituido por dos esferas metálicas muy próximas, y
unidas a dos esferas mucho más pequeñas adicionales que
podían enfrentarse hasta casi tocarse mediante
regulación con unos tornillos micrométricos.
Estas dos
esferitas constituían un "chispero", ya que la tensión
aplicada a este condensador, y por tanto al chispero,
era lo suficientemente elevada como para provocar una
chispa de descarga eléctrica entre las esferitas del
chispero.
Estas
chispas descargaban el condensador, pero según la teoría
de Maxwell, una descarga eléctrica a través del vacío o
del aire debía de generar una radiación
electromagnética.
Y efectivamente, la descarga es de
tipo oscilante, generando un impulso de alta frecuencia
que se amortiguaba rápidamente (con una duración
inferior a la diezmilésima de segundo), y cuya
frecuencia dependía de la capacidad del circuito (que es
dada por el condensador de esferas) y de la inductancia
de éste (dada por los cables de conexión del circuito).
Parte de la energía de estos impulsos de alta frecuencia
efectivamente es radiada al espacio en forma de ondas
radioeléctricas.
El aro resonador
de Hertz
no
era mas que un aro metálico abierto, con dos esferitas
metálicas en sus extremos, enfrentadas a muy corta
distancia.
Las
ondas captadas por el aro generaban en éste tensiones
inducidas de alta frecuencia, que daban lugar a pequeñas
chispas entre los extremos del aro (si estos estaban lo
suficientemente próximos). Esto probaba que había una
transmisión de energía por el espacio.
El resonador de
Hertz
sólo ponía
de manifiesto la presencia de ondas hertziana a
distancias muy cortas del generador de chispas, pero en
1884
Calzecchi Onesti descubrió las variaciones de
conductibilidad eléctrica que toman las limaduras de
hierro en presencia de las ondas hertzianas.
El inventor
David Edward Hughes también descubrió que un contacto
entre una punta metálica y un trozo de carbón no
conducía apreciablemente la corriente eléctrica, pero si
hacía circular ondas hertzianas por el punto de
contacto, éste se hacía conductor.
En
1889
Hughes demostró la recepción de ondas hertzianas
procedentes de un generador de chispas (como el de
Hertz) alejado un centenar de metros.
En
dichos experimentos hizo circular una corriente
eléctrica generada por una pila voltaica a través de una
válvula rellena de limaduras de cinc y plata, observando
que las limaduras se aglomeraban más al ser bombardeadas
con ondas hertzianas.
Esta
aglomeración en presencia de las ondas hertzianas
implicaba una variación de la resistencia de la válvula,
puesta de manifiesto por el cambio de valor de la
corriente que circula por la válvula, suministrada por
la pila voltaica.
Basado en ello, el médico francés Edouard Branly,
profesor del Instituto Católico de París, desarrolló en
1890
el primer detector eficaz de ondas radioeléctricas, al
que denominó
"cohesor",
que permitía comprobar la presencia de ondas hertzianas
radiadas, es decir, de detectarlas, y además a mucha
mayor distancia que el aro de Hertz, y que sería
utilizado por todos los investigadores que entonces
experimentaban sobre la comunicación sin hilos.
El cohesor de Branly
consta de un tubo de cristal dentro del cual se
encuentran limaduras de hierro o níquel, algo apretadas,
entre dos polos metálicos que se conectan a una pila
eléctrica.
La resistencia de las limaduras es demasiado
elevada en condiciones normales para que pase la
corriente de la pila, debido a la imperfección de los
contactos entre las limaduras, pero en presencia de
ondas
hertzianas aumenta el grado
de cohexión entre las limaduras, mejorando los contactos
entre limaduras, y por tanto disminuyendo notablemente
la resistencia del cohesor.
Al
aumentar la conductibilidad de éste, aumenta
notablemente la corriente que circulaba por el cohesor,
y ello se podía poner de manifiesto haciendo sonar un
timbre eléctrico o actuando un electroimán conectados en
serie con el cohesor y la pila eléctrica.
Pero el
cohesor tiene un problema: una vez hecho conductor por
la presencia de ondas hertzianas, mantenía su estado
conductor aunque cesasen las ondas hertzianas, y sólo se
podía devolver a su estado de alta resistencia
golpeándolo suavemente, ya que esto hace que se vuelvan
a quedar más sueltas las limaduras metálicas.
Con
el cohesor de Branly podían hacerse patentes las ondas
hertzianas a distancias mucho más considerables que con
el resonador de Hertz, y en sus primeras experiencias,
Branly consiguió captar las ondas hertzianas generadas
por un equipo excitador de chispas similar al empleado
por Hertz a una distancia de 137 metros.
Pero
aún así, no podían obtenerse todavía aplicaciones
prácticas de este dispositivo.
El sabio ruso Alexander
Popov
(1859-1906),
que estaba estudiando sistemas para
detectar las tormentas a distancia en base a detectar
las perturbaciones eléctricas que originan éstas, creyó
encontrar en el tubo de Branly un aparato sensible para
revelar la presencia de las tormentas, pues las
descargas eléctricas de las nubes tempestuosas provocan
la formación de ondas electromagnéticas, capaces de ser
reveladas por el cohesor.
En sus experiencias, Popov descubrió que la sensibilidad
del cohesor que empleó para detectar las perturbaciones
electromagnéticas que provocan las tormentas aumentaba
considerablemente si al cohesor se le conectaba una
larga varilla vertical.
Después de perfeccionar este aparato, Popov añadió al
sistema receptor un hilo metálico extendido en sentido
vertical, para que, al elevarse en la atmósfera, pudiese
captar mejor las oscilaciones eléctricas.
Este hilo
estaba unido por uno de sus extremos a uno de los polos
del cohesor, mientras que el otro extremo comunicaba con
tierra, y así cualquier diferencia de potencial que se
estableciese entre dichos polos, provocada por el paso
de una onda electromagnética procedente de las nubes
tormentosas, hacía sonar el timbre del aparato, cuyo
repiqueteo más o menos frecuente daba idea de la marcha
de la tormenta.
De este modo nació en
1895
la primera antena,
llamada así porque, para sostener el hilo metálico
ideado por Popov, debía emplearse un soporte de aspecto
parecido a los mástiles o antenas de los buques. Popov
también se dio cuenta que esta antena era capaz de
captar las perturbaciones electromagnéticas
artificiales.
El oscilador de
Hertz, el detector de Branly y la antena de Popov
eran, pues, los tres elementos indispensables para
establecer un sistema de radiocomunicación, pero era
necesario también constituir un conjunto que pudiese
funcionar con seguridad para tener aplicaciones
comerciales.
Nadie
había podido conseguirlo hasta entonces. El sabio inglés
Oliver Joseph Lodge, en agosto de
1894, en el Real
Instituto de Londres y ante un auditorio de científicos,
utilizando un excitador de chispas de Hertz y un
detector de mercurio (que era un desarrollo del cohesor
de Branly), consiguió transmitir una comunicación de
telegrafía morse a una distancia de unos 800 metros.
Un
teleinscriptor de cinta de papel usado en los equipos
receptores telegráficos, conectado en el circuito del
detector, registraba gráficamente las señales recibidas.
Esta transmisión está considerada por algunos
historiadores como la primera transmisión
radiotelegráfica de la historia.
Pero
los aspectos prácticos de este nuevo sistema de
comunicación a
distancia sin hilos fueron realizados por
un joven electrotécnico de Bolonia (Italia),
Guglielmo Marconi (1874-1937),
el cual a partir de
1894-95 se interesó por el uso de
las ondas electromagnéticas para el envío de mensajes
telegráficos sin el uso de alambres conductores, y
comenzó a experimentar con ello.
Fue desarrollando y
perfeccionando el cohesor de Branly para la detección de
ondas radioeléctricas, perfeccionó el generador de
chispas de Hertz, fue haciendo pruebas de alcance,
consiguiendo transmitir mensajes radiotelegráficos
primero a unos pocos metros, e ir ampliando
progresivamente la distancia a decenas, y después a
centenas de metros.
Consiguió desarrollar así un sistema
comercial de transmisión telegráfico mediante ondas
radioeléctricas. Por ello es considerado como el
inventor de las radiocomunicaciones.
El transmisor empleado por Marconi era un generador de
chispas basado en el que empleó Hertz, por lo que este
tipo de primitivo transmisor de radio se conoce como
transmisor de chispa, y se operaba mediante la acción de
un manipulador telegráfico, el cual cortaba o daba paso
a la corriente que circula por la bobina principal de un
carrete de Ruhmkhorf, carrete a cuya bobina secundaria
se conectaban dos esferas enfrentadas que constituían el
condensador oscilador, y a las cuales estaban conectadas
las esferitas del chispero.
En el equipo receptor usaba un cohesor de Branly para
detectar las ondas radioeléctricas transmitidas, por el
cual circulaba una corriente continua.
Esta corriente
permitía accionar el electroimán de un instrumento
telegráfico, cosa que ocurría cuando la resistencia del
cohesor disminuía porque recibía un impulso
radioeléctrico procedente de la antena.
Pero el cohesor
de Branly presentaba el problema de que quedaba después
en estado de baja resistencia y mantenía accionado el
electroimán una vez cesaba el impulso radioeléctrico
recibido, y sólo recuperaba el estado de alta
resistencia, liberando el electroimán, cuando se le daba
un golpe, para así deshacer la cohesión entre limaduras
del cohesor.
Por ello el propio instrumento telegráfico
incorporaba un pequeño martillo que golpeaba el cohesor
cuando actuaba, con el fin de que volviera a recuperar
su estado de alta resistencia una vez había cesado la
recepción del impulso telegráfico radioeléctrico (muy
breve, por otro lado), y liberando así el electroimán
del instrumento telegráfico.
Marconi intuyó desde muy pronto que se podía mejorar los
equipos conectando en el transmisor un hilo largo a una
de las esferas del condensador, y otro hilo conectado a
tierra en la otra esfera.
También conectó hilos
similares en el equipo receptor. Con ello comprobó que
aumentaba notablemente el alcance de las transmisiones,
surgiendo así el concepto de la antena (que era un
descubrimiento reciente de Popov) y de la toma de
tierra.
Pero estos dos elementos introducían unos
valores de capacidad e inductancia notables en los
circuitos, por lo que permitieron suprimir las esferas
del condensador del transmisor (no las del chispero en
el que saltaban las chispas que generaban las ondas
electromagnéticas), y entonces la frecuencia de
transmisión de los transmisores de chispa quedó
principalmente determinada por las características
eléctricas (capacidad e inductancia) de la antena: La
sintonía del transmisor y del receptor dependía de las
antenas usadas.
Esto comenzó a mostrar lo que se
denomina resonancia eléctrica, y que Marconi también
estudió.
Marconi, con sólo 20 años de edad, había construido un
sistema práctico de transmisión a distancia sin hilos.
En 1896 Marconi
consiguió transmitir señales telegráficas a una
distancia de 1,6 km, y el 2 de junio registró su primera
patente en Inglaterra, apoyado por la Oficina de
correos, telégrafos y teléfonos Británica (en su Italia
natal el gobierno no mostró ningún interés por sus
experiencias), sobre lo que se denominó "Telegrafía sin
hilos", TSH (TSF en acrónimo francés; Radiotelegrafía en
términos más modernos).
Contaba con sólo 22 años, y sus
experimentos los realizó en Pontecchio, cerca de Bolonia
(Italia), en su casa paterna.
La
patente le fue concedida en
1897. Comenzaban los inicios
de la radio, con la tecnología de los transmisores de
chispa (conocidos como "sparks" en terminología
inglesa).
Una vez obtenida la patente, Marconi comenzó
la comercialización de su invento
creando la compañía Marconi
Wireless & Telegraph.
En un principio sus clientes serán los estados, la
marina de guerra y la protección costera. Pero, poco a
poco, con los años, se irá extendiendo su uso social
ofreciendo comunicación instantánea a la prensa.
Pero
también surgirán otras compañías de telegrafía sin
hilos, que romperán el monopolio que quería mantener
Marconi, y que darán a telegrafía sin hilos otras
utilidades como emitir partes metereológicos o señales
horarias (pero esto ocurriría más adelante).
Las longitudes
de onda utilizadas por entonces con estos equipos
estaban situadas por encima de los 200 metros (1,5 MHz),
lo que obligaba a utilizar antenas de grandes
dimensiones. Un sistema que se emplearía para izar
largos hilos conductores como antenas sería el uso de
cometas.
En 1897,
el
sabio inglés O.J. Lodge inventó el sistema de sintonía, que permite utilizar un
mismo receptor para recibir separadamente diferentes
emisiones en diferentes longitudes de onda.
Con ello
aparecerían los circuitos sintonizados, fundamentales
para la selección de ondas (sintonización) en los
equipos de radio.
Marconi siguió experimentando y perfeccionando su
invento. En 1897, empleando un transmisor formado por
una bobina de inducción grande y elevando las antenas
transmisora y receptora con ayuda de cometas, aumentó el
alcance del equipo a 9 millas (14,5 Km.).
También
demostró que la transmisión podía realizarse sobre el
mar,
estableciendo la comunicación entre dos barcos de la
marina de guerra italiana (un remolcador y el acorazado
el acorazado San Martín) a distancias de 16 Km en
alta mar. la figura anterior nos da una idea de su
receptor.
Marconi estableció en enero de
1898
el primer enlace
radiotelegráfico de la historia, entre la Isla de Wight
(cerca de Dover) y Bournemouht (en el canal de la
Mancha), cubriendo 32 Km de distancia.
En
Francia la primera comunicación por radio tuvo lugar en
1898 en París,
entre la torre Eiffel y el Panteón (unos 4 Km de
distancia). Poco después, Marconi logró establecer ese
año una comunicación comercial entre Inglaterra y
Francia a través del Canal de la Mancha, capaz de
funcionar con independencia del estado del tiempo.
En 1899
tuvo lugar un hecho que demostró el valor de las
comunicaciones por radio para dar mas seguridad a los
viajes en el mar, cuando la tripulación del barco "R. F.
Mathews" pudo salvarse después del choque del barco con
un faro, gracias a la llamada de auxilio por
radiotelegrafía, ya que el barco estaba equipado con un
equipo radiotelegráfico.
El 23 de enero
de 1901
Marconi consiguió enviar señales a unos 299 km de
distancia, entre Niton (en la isla de Wight, en el Canal
de la Mancha) y Bass Point (en Cornualles, en el
sudoeste de Inglaterra).
Esta última comunicación supuso
enviar por primera vez señales radioeléctricas más allá
del horizonte, lo que parecía ir contra el principio de
que las ondas radioeléctricas sólo podían viajar en
línea recta (tal como predicen las teorías de Maxwell).
Marconi intentó mantener esta experiencia en secreto
durante algún tiempo, quizás para preparar su otra gran
experiencia, la que tendría lugar a finales de ese año.
Pero
en realidad se puede decir que la Era de la Telegrafía
sin Hilos comenzó precisamente con esa gran experiencia.
En diciembre de ese mismo año Marconi consiguió
transmitir señales
de un lado a otro del océano
Atlántico, concretamente entre una estación transmisora
de chispa instalada en
Poldhu (Cornualles, Inglaterra) y
un receptor instalado experimentalmente en Terranova.
Las primeras señales procedentes de Poldhu se escucharon
en Terranova el crudo día del
12 de diciembre
de 1901 a las 12:30 p.m.
Marconi Telegrafía sin hilos
La
antena era un largo hilo metálico elevado hasta unos 120
m de altura con una cometa, y los equipos receptores
estaban ubicados en unos barracones abandonados en San
Juan de Terranova.
Marconi, ayudado por los Srs. Paget y
Kemp, consiguió captar una serie de tres puntos
convenidos, la letra S del código Morse, que procedentes
de Poldhu, acababan de recorrer los 3.600 kilómetros que
separaban Poldhu de San Juan de Terranova.
Esta señal
fue la culminación de muchos años de experimentación,
fue la primera transmisión transoceánica de la historia,
y confirmó que las transmisiones de ondas de radio
podían salvar la curvatura de la Tierra, aparentemente
en contra de lo que predecían las leyes de Maxwell, ya
que éstas establecían que las ondas electromagnéticas se
propagan en línea recta.
La estación de Poldhu fue la primera estación de TSH
estable de la historia de la radio.
Marconi también estableció en
1902
una estación de radio
en Glace Bay (Nueva Escocia, Canadá), consiguiendo
enviar el primer mensaje de radio entre Glace Bay y
Poldhu.
La estación de Glace Bay (ubicada en el lugar
conocido como Table Head) constaba de 4 torres de madera
de 60 metros de altura dispuestas en cuadro, para
soportar las antenas. El 15-12-1902 se envió esté primer
mensaje trasatlántico por radio, dirigido a un periódico
de Cap Breton.
Después del suceso transatlántico de Marconi en el año
1901, en los Estados Unidos se registró un desarrollo
vertiginoso en la autoconstrucción y experimentación de
aparatos TSH.<BR.
Poco
después de esa primera transmisión de mensajes, Marconi
se trasladó a Estados Unidos, y el 18-01-1903 transmitió
por primera vez desde Cape Cod (Massachusetts), donde se
había instalado otra importante estación de TSH, hasta
Poldhu, enviando un mensaje de saludo de 54 palabras del
presidente Theodore Rooselvet al rey Eduardo VII de
Inglaterra, mensaje que fue contestado por éste último
al cabo de unas horas.
En 1903 Marconi
embarcó en el
paquebote Lucania, a bordo del cual y mediante las
transmisiones de las dos estaciones terrestres situadas
en Poldhu (Inglaterra) y en Glace Bay (Canadá), logró
publicar diariamente un boletín de noticias para los
viajeros.
En
1905 Marconi construyó otra estación de
radio más potente en el lugar conocido como "Marconi Towers", situada más al interior que la estación costera
canadiense de Glace Bay.
A
partir de estas fechas (1903) ya comenzaron a enviarse
de forma regular mensajes transatlánticos y en 1905
muchos barcos llevaban equipos de radio para comunicarse
con emisoras de costa, lo que permitía, por ejemplo,
hacer llamadas de socorro en caso de emergencia.
El
nuevo sistema también llamó la atención de los
militares, al permitir establecer comunicaciones
telegráficas sin necesidad de tener que tender líneas
telegráficas a través de campos de batalla.
Como
reconocimiento a sus trabajos en el campo de la
telegrafía sin hilos, en
1909 Marconi compartió el
Premio Nobel de Física con el físico alemán Karl
Ferdinand Braun, quien contribuyó también al desarrollo
de la radio y también de la televisión (al inventar
bastantes años después el "tubo de Braun", base de los
modernos tubos de rayos catódicos de los receptores
actuales de televisión).
Braun fue posteriormente el
fundador de la conocida firma alemana
Telefunken.
En
base a las experiencias trasatlánticas de Marconi, en
1902, el ingeniero estadounidense Arthur Edwin Kennelly
y el físico británico Oliver Heaviside (de forma
independiente y casi simultánea)
proclamaron la probable
existencia de una capa de gas ionizado en la parte alta
de la atmósfera que afectaría a la propagación de las
ondas de radio.
Esta capa, bautizada en principio como
capa E
por Heaviside (y que posteriormente también se
conocería como capa de Heaviside o de Kennelly-Heaviside),
es una de las capas de lo que hoy en día se conoce como
Ionosfera.
La existencia de estas capas justificaría las
transmisiones transoceánicas, sin contradecir las leyes
de Maxwell (la propagación en línea recta de las ondas).
Esta suposición sería confirmada unos 20 años después
por el investigador británico Sir Edward Víctor Appleton
con base a sus investigaciones sobre propagación de las
ondas electromagnéticas en el espacio (y por lo que
recibió el premio
Nóbel de Física
en 1947).
SEGUNDA PARTE
A lo
largo de todos estos primeros años de la TSH se
introdujeron diferentes mejoras técnicas. Una de ellas,
muy importante, es la introducción de los circuitos
sintonizados en los transmisores y receptores, basados
en el uso de bobinas y condensadores.
Los circuitos
sintonizados permiten filtrar la frecuencia de
transmisión en los transmisores a chispa, ya que éstos
generan transmisiones en muchas frecuencias armónicas, y
en los equipos receptores permitía seleccionar la onda
transmitida y recibida, ya que hasta entonces los
receptores eran "aperiódicos" (no sintonizados) y
prácticamente captaban cualquier señal radiotelegráfica,
fuera cual fuera su frecuencia.
Ello permitía en una
estación receptora seleccionar las señales transmitidas
por las diferentes estaciones de TSH en función de su
frecuencia de transmisión, naciendo así el concepto de
selección o sintonía de ondas en los equipos receptores.
Marconi presentó una patente sobre los circuitos
sintonizados en abril de
1900, pero ello le llevó a una
larga batalla legal, ya que la idea de los circuitos
sintonizados para la selección de ondas ya la habían
propuesto Crookes y Tesla en 1892, y
Tesla patentó en
1897 el uso del circuito "doble sintonizado"
(circuitos
dobles sintonizados acoplados inductivamente), por lo
que realmente no fue una invención de Marconi.
La
batalla legal por las patentes de los circuitos
sintonizados fue muy larga, y no se resolvería hasta
1943, cuando la Corte Suprema de Estados Unidos falló a
favor de Tesla (para entonces Marconi ya había fallecido
y Tesla fallecería ese mismo año).
Las
antenas se fueron también perfeccionando, descubriéndose
y aprovechándose sus propiedades direccionales.
Se
desarrollaron y utilizaron transformadores de alta
frecuencia para adaptar el acoplamiento entre equipos y
antenas, permitiendo aumentar el voltaje enviado a la
antena en los transmisores.
Se desarrollaron otros
detectores alternativos al cohesor de Branly y más
sensibles que éste, lo que permitió escuchar a mucha más
distancia las transmisiones de TSH al hacer las
estaciones receptoras mucho más sensibles.
Marconi ya
desarrolló y usó antes de 1900 un "detector magnético"
de ondas radioeléctricas, que se basaba en la propiedad
de éstas de desmagnetizar los hilos de acero, y cuyas
señales detectadas ya se podían escuchar sobre un
auricular telefónico, haciendo innecesario el aparato
receptor telegráfico.
También se desarrolló un
bolómetro,
que medía el aumento de temperatura de un cable fino
cuando lo atravesaban ondas de radio, lo que permitía
realizar medidas de corrientes de radiofrecuencia y por
tanto de la potencia de transmisión (era una especie de
amperímetro térmico de alta frecuencia).
Los propios
transmisores de chispa de TSH evolucionaron
rápidamente, del primitivo modelo empleado por Marconi
al denominado Transmisor de chispas síncrono.
El modelo
inicial de Marconi derivaba del empleado por Hertz para
sus experimentos, donde empleaba un
carrete de Ruhmkhorf
para generar impulsos de alta tensión alterna a partir
de la tensión continua suministrada por una batería y
controlada por el manipulador telegráfico, tensión
alterna que era aplicada al chispero donde se producían
las descargas oscilantes al saltar las chispas entre las
dos bolitas del chispero.
Cuando la tensión entre las dos bolitas del chispero
alcanza un valor determinado, se produce la descarga en
forma de chispa entre ambas bolitas, y cada descarga
origina un impulso de radiofrecuencia de muy corta
duración, inferior a la diezmilésima de segundo.
Como el
carrete de Ruhmkhorf proporciona una tensión alterna
elevada, se produce una rápida sucesión de chispas en el
chispero, originando una transmisión de numerosos
impulsos amortiguados mientras el carrete está vibrando.
Pero esta vibración es mecánica e irregular, las
secuencias de chispas generadas es bastante irregular, y
las señales de radio generadas y transmitidas, si son
escuchadas con un detector magnético u otro tipo de
detector sobre un auricular, suenan a una especie de
chirrido o chisporroteo.
En los transmisores de chispa síncronos el chispero
(también llamado estallador) es alimentado por la
corriente alterna que es entregada por un alternador y
elevada en tensión con un transformador.
Con esta
disposición, ahora cada chispa salta al alcanzarse los
valores máximos de tensión en cada semiciclo de la
tensión alterna aplicada, de manera que se tenía una
transmisión de impulsos radioeléctricos amortiguados
regularmente espaciados, a una frecuencia doble de la
frecuencia de la corriente alterna generada por el
alternador (típicamente entre 400 y 800 Hz).
Escuchadas
las señales transmitidas con un detector magnético sobre
un auricular, las señales se escuchaban ya como tonos
musicales, pero un poco sucios debido al mecanismo con
que se generan las señales transmitidas (las chispas
adolecen de bastantes irregularidades).
Pero esto
también permitió que las distintas estaciones terrestres
de TSH ajustaran la frecuencia generada por los
alternadores a valores concretos, por lo que las señales
transmitidas por las distintas estaciones solían tener
un sonido propio para distinguirse unas de otras (muy
útil en una época en que los receptores eran muy poco
selectivos y no podían separar estaciones de TSH que
transmitían en frecuencias próximas).
Los operadores de
las estaciones de TSH podían saber qué estación estaban
escuchando con sólo oír las señales recibidas.
Otra mejora de los transmisores de TSH fue introducida
en
1902
por el científico danés
Valdemar Poulsen, fue el
"Generador de arco", pero que no tuvo éxito comercial y
no se empezó a implementar en los transmisores de TSH
hasta 1909-1910, convirtiéndose entonces rápidamente en
el circuito generador de ondas de radio de las
estaciones de TSH, sustituyendo los circuitos de
descarga de chispa usados hasta entonces.
El convertidor
de arco funcionaba según otro principio, y tenía la gran
ventaja de que podían proporcionar una transmisión de
señal de radio continua (portadora de radio continua, y
no amortiguada como ocurría en los radiotelégrafos de
chispa), transmisión que podía manipularse perfectamente
por la acción de un manipulador telegráfico.
Generaba
una transmisión de onda continua bastante aceptable
mediante el uso de un arco eléctrico que descargaba
entre dos electrodos dentro de una cámara especial,
estando el circuito del arco sintonizado a la frecuencia
de operación.
Además, en el arco se podían generar tonos
de baja frecuencia, que modulaban la transmisión, por lo
que las señales transmitidas por este tipo de
transmisores de TSH también se podían escuchar con
detectores magnéticos conectados a un auricular
telefónico como tonos telegráficos.
También fue una mejora en la tecnología de los
transmisores de TSH el uso de los
"Alternadores de alta
frecuencia", capaces de generar directamente corrientes
de alta frecuencia que se podían aplicar directamente a
la antena transmisora.
Fueron desarrollados por el
ingeniero sueco nacionalizado norteamericano Alexanderson a petición del físico e investigador
canadiense Reginald Fessenden a partir de
1904, y aunque
son alternadores que no podían generar frecuencias
superiores a 200 KHz, sirvieron a Fessenden para
realizar las primeras transmisiones de voz por radio,
que tuvieron lugar en Navidad de
1906,
ya que la onda de
radio que generaban era continua y totalmente apta para
transportar la voz (cosa que no se podía decir de los
transmisores de chispa síncronos de la época).
Con ello, Fessenden abrió las puertas a la transmisión de la voz
por las ondas de radio, tema que apenas interesó a
algunos investigadores de esos años y que no empezó a
interesar a Marconi hasta 1913, ya que Marconi estaba
dedicado al monopolio que construyó para explotar la TSH.
Y todo esto
ocurría antes de la aparición de las primeras lámparas
electrónicas, que iniciarían la época de la electrónica.
Pero
el avance más importante de estos primeros años de la
radio sobrevino con la aparición de las primeras
válvulas termoiónicas o lámparas electrónicas (o de
vacío, o tubos electrónicos), lo que marcó también el
inicio de la electrónica.
El
desarrollo de la válvula electrónica se remonta al
descubrimiento que hizo el inventor estadounidense
Thomas Alva Edison en 1883 al comprobar que entre un
filamento de una lámpara incandescente y un alambre
colocado en el interior de la misma lámpara fluye una
corriente y que además sólo lo hace en un sentido, del
filamento al alambre, salvando el espacio que hay entre
ellos.
Edinson estaba realizando experimentos para
mejorar su lámpara eléctrica de incandescencia, y como
buen hombre práctico, al no tener este efecto utilidad
para sus propósitos, no dio importancia a este fenómeno,
lo anotó en su libro de notas y se olvidó totalmente de
él.
Entonces no se conocían los electrones (las
partículas portadoras de la corriente eléctrica), que
fueron descubiertos pocos años después.
Este fenómeno se conoce como
Emisión termoiónica, y es
debido al hecho de que los cuerpos muy calientes (como
puede ser el filamento de una bombilla eléctrica) emiten
electrones libres (en cantidad exponencial con la
temperatura).
El físico inglés Owen Williams Richardson
estudió este fenómeno entre
1900 y 1903, y demostró que
eran los filamentos calientes los responsables de la
emisión de electrones a través del vacío. Estos estudios
le supusieron la concesión del premio Nóbel de física en
1928.
En 1904 el físico e
ingeniero electrotécnico inglés John Ambrose Fleming
(1849-1945)
con base a estos estudios construyó una
lámpara que en esencia apenas difería del tubo de
Edison: Rodeó el filamento de la lámpara con una pieza
cilíndrica metálica, que se denominó "placa", y que se
conectaba a un electrodo externo.
Con esta lámpara pudo
comprobar que gracias al efecto termoiónico era un
dispositivo capaz de rectificar corrientes alternas, ya
que sólo conducía las corrientes eléctricas aplicadas
entre el filamento incandescente y la placa en un sólo
sentido, concretamente cuando la placa (electrodo frío),
que se denominó con el nombre de
ánodo, estaba a un
potencial más positivo que el filamento incandescente,
al que se denominó posteriormente con el nombre de
cátodo.
En
efecto, el cátodo incandescente emite electrones libres,
que son de carga eléctrica negativa. Si el ánodo está a
un potencial más positivo, atraerá los electrones
emitidos por el cátodo, y habrá circulación de corriente
entre el cátodo y el ánodo por el interior de la
válvula, que está al vacío (de ahí el nombre de Lámparas
o Tubos de vacío.
Pero si el ánodo es más negativo que
el cátodo, repelerá los electrones emitidos por éste, y
no habrá circulación electrónica por el interior del
tubo (equivale a un interruptor abierto).
Esta lámpara se conocería más tarde con el nombre de
Diodo. Si se aplicaba una corriente alterna entre sus
dos electrodos, sólo dejaba circular los semiciclos
positivos de la corriente, por lo que el diodo es un
elemento
rectificador, esto es, que convierte corrientes
alternas en continuas.
Al dejar circular la corriente en
un solo sentido, el diodo se comporta como una válvula
para la corriente eléctrica, por lo que los ingleses
denominaron a este tipo de dispositivos como Válvulas
(termoiónicas).
Y
dado que las ondas de radio una vez captadas por la
antena del receptor circulan por los circuitos de éste
como corrientes alternas de alta frecuencia, la
inclusión de un diodo en lugar del cohesor permitían la
detección de las ondas de radio, ya que los impulsos de
alta frecuencia recibidos eran rectificados y se podían
escuchar en forma de "clics"" con un auricular
telefónico, o si son de bastante intensidad, podían
generar impulsos de corriente continua capaces de
activar un relé de alta sensibilidad (que gobierne un
equipo telegráfico).
El
diodo de Fleming, pues, sustituyó con mucha eficacia
a los elementos detectores empleados hasta entonces,
como los cohesores o el detector magnético.
Esto
permitió aumentar la sensibilidad de los receptores de
radio de esa época, ya que el diodo era mucho más
sensible como elemento detector de ondas de radio que
los cohesores, y por otro lado los equipos receptores no
disponían de ningún tipo de amplificación de las señales
captadas en antena, por no existir equipos
amplificadores aún, por lo que su sensibilidad dependía
de la antena empleada y del detector utilizado.
Fleming trabajó con Marconi, y de hecho, la estación de
TSH de Poldhu (que permitió a Marconi realizar su
primera transmisión trasatlántica) fue diseño de
Fleming.
En 1906
se produjo un avance revolucionario, punto de partida de
la electrónica, al incorporar
el inventor
estadounidense Lee De Forest un tercer electrodo,
denominado rejilla, entre el filamento (cátodo) y el
ánodo de la válvula.
Este tercer electrodo
era una placa metálica con muchas perforaciones colocada
entre el filamento (cátodo) y la placa (ánodo).
El tubo
de De Forest, que bautizó con el nombre de Audión y que
posteriormente se conoció con el nombre de
Triodo
(válvula de tres electrodos), en principio sólo se
utilizó como detector (de hecho De Forest buscaba
aumentar la sensibilidad de los diodos detectores con la
inclusión de este tercer electrodo), pero pronto se
descubrieron sus propiedades como amplificador de
señales y como oscilador,
con base a la capacidad de
regulación del flujo o corriente de electrones entre el
cátodo y el ánodo mediante la aplicación de una tensión
en la rejilla.
Como antecedente, el año anterior,
1905,
el científico austriaco Robert Von Lieben había
desarrollado una lámpara termoiónica capaz de modificar
el flujo de los electrones, igual que el audión, pero la
regulación era por procedimientos magnéticos.
La
rejilla del audión (o triodo) es un electrodo
intercalado entre el filamento y el ánodo, con forma de
rejilla, de manera que la mayoría de los electrones que
emite el filamento pueden alcanzar el ánodo atravesando
la rejilla.
Pero aplicando distintos potenciales a la
rejilla, podía frenar los electrones emitidos por el
filamento (tensiones de rejilla negativas respecto al
filamento), evitando que alcanzaran el ánodo, o
acelerarlos más (tensiones de rejilla más positivas),
aumentando la corriente que circula por el tubo.
Por
tanto, una pequeña tensión de control aplicada a la
rejilla tenía como consecuencia gobernar corrientes
mayores a través del tubo.
Esto se llama
amplificación,
y una señal de poca potencia
aplicada a la rejilla del triodo da lugar a una
corriente equivalente de mucha mayor potencia en el
circuito principal del tubo (entre filamento y placa
La
amplificación permitió elevar el nivel de las señales
captadas por los receptores de radio de la época, por lo
cual la sensibilidad de éstos aumentó notablemente.
Y
por otro lado, fue posible desarrollar circuitos basados
en triodos que eran capaces de entrar en oscilación,
generando una onda radioeléctrica continua, lo que
supondría el abandono de los antiguos transmisores de
chispa.
También los triodos permitieron realizar
amplificadores que amplificaban las portadoras de radio
generadas por los osciladores de los transmisores,
permitiendo crear amplificadores que aumentaban la
potencia de las estaciones transmisoras.
Con todo ello ya
en 1915
el desarrollo de la telefonía sin hilos había alcanzado
un grado de madurez suficiente como para comunicarse
entre Virginia y Hawai (Estados Unidos) y entre Virginia
y París (Francia).
Con
tensiones de sólo unas centenas de voltios y usando las
lámparas era posible obtener una señal de transmisión
continua o sostenida, lo que dio lugar al rápido
abandono de los transmisores de chispas.
Pero es más, la
señal continua fue fácilmente modulada por micrófonos de
carbón, del tipo que se han usado comúnmente en los
teléfonos, y permitió la transmisión de voz, abriendo
los caminos de la radiotelefonía, y después, de la
radiodifusión.
En
1906 la
Unión Telegráfica Internacional (UIT), fundada en 1865,
incorpora las radiocomunicaciones en su ámbito regulador
sobre las telecomunicaciones.
Una de las novedades que
introdujo es que para poder diferenciar e identificar
las estaciones de distintos países, A cada país se le asignó un
bloque de letras para identificar sus transmisores.
La identificación de las estaciones de radio de un país
debían comenzar con alguno de los bloques de letras
asignados a dicho país (al cual podía seguir un número
de serie, alguna secuencia de letras y números, etc...).
Estas secuencias son conocidas actualmente como Prefijos
de radio. A España, por ejemplo, se le asignó el prefijo
EA.
Otro descubrimiento marcó un hito en la historia de la
radio en
1907: ese año el ingeniero eléctrico e inventor
estadounidense Greenleaf Whittier Pickard descubrió la
función detectora de determinados tipos de cristales
naturales, y patentó un detector basado en ellos, el
"detector Perockton".
Estos cristales son
conductores eléctricos, pero existen en ellos muchos
puntos que son "semiconductores" y que tienen
propiedades rectificadoras, y por tanto, detectoras de
ondas de radio.
Esto
permitió el desarrollo de receptores de radio sencillos
ya en la década de los
1910´s, donde el elemento
detector es un cristal de este tipo (galena,
calcopirita, carborundo...) cuyo comportamiento es
similar al de un diodo de vacío, receptores que se
conocieron genéricamente como
Receptores de galena, ya
que los cristales que más se emplearon fueron los del
mineral conocido como galena (químicamente sulfuro de
plomo).
Los receptores de cristal eran muy simples, y
pusieron al alcance de mucha gente con el tiempo la
recepción de las estaciones de radio, sobre todo a
partir de los años 20. Este tipo de receptor, por su
gran sencillez, se seguiría utilizando hasta incluso los
años 1950's.
En 1912,
antes de que se graduase como ingeniero eléctrico, en la
universidad de Columbia, el estadounidense
Edwin Howard
Armstrong (1890-1954) descubrió el
circuito
Regenerativo, que permite realimentar una válvula con
parte de su propia salida.
Realimentar significa
entregar algo de la señal que se obtiene a la salida de
la lámpara de nuevo a su entrada (sobre la rejilla), y
esto trae como consecuencia una mayor amplificación de
las señales (pues es como si la lámpara la amplificara
dos veces), o que entre en oscilación (si la
realimentación es excesiva, lo que es por otro lado el
principio de funcionamiento de cualquier oscilador).
Con
base a este principio Armstrong desarrolló los
receptores regenerativos, que ya incluían una lámpara
como elemento detector y amplificador a la vez, siendo
el primer tipo de receptor de radio electrónico, y que
desplazarían en parte a los receptores de galena.
El año
siguiente, 1913, ya graduado como ingeniero eléctrico,
pasó a trabajar para Marconi, y en
1914
consiguió la
patente del circuito regenerativo.
Lee
de Forest también obtuvo
en 1916
una patente del receptor regenerativo, cuyos derecho
vendió a AT&T, y ello hizo que Armstrong entrara en un
pleito por patentes en 1922, que tras 12 años, el
Tribunal Supremo de Estados Unidos finalmente falló
(quizás por un malentendido técnico) a favor de De
Forest y AT&T.
También, durante la I Guerra Mundial, Armstrong diseñó
un dispositivo para reducir la frecuencia de una onda
radioeléctrica, destinado a la localización de aviones
enemigos.
Cuando acabó la guerra, aplicó su diseño a la
recepción de ondas de radio, ideando el denominado
receptor superheterodino
en 1918, casi al mismo tiempo
que el francés Isaac Levy, receptor que permite
sintonizar fácilmente una determinada frecuencia dentro
de una banda de recepción, y lo más importante, con
bastante selectividad.
Hasta
entonces los receptores usados más modernos eran de
amplificación directa, y consistían en varias etapas
amplificadoras (antes del diodo detector) que debían de
sintonizarse cada una de ellas a la frecuencia de
recepción deseada, lo que obligaba a un complicado
reajuste de todo el receptor cuando se quería cambiar de
sintonía.
Y por otro lado son poco selectivos,
dependiendo del ajuste y de la frecuencia de sintonía.
También existían los receptores regenerativos, más
selectivos que los de amplificación directa.
Armstrong también desarrolló
en 1920
el denominado receptor super-regenerativo, una evolución
del receptor regenerativo, que permitió la operación a
frecuencias más elevadas que las empleadas entonces, y
la operación con sistemas de dos canales. La patente de
este circuito la obtuvo en 1922.
Hasta
1919 la radio fue mirada con bastante escepticismo y
reparos de tipo político que no permitieron que este
nuevo medio de comunicación fuera aceptado por las
naciones, a pesar que nadie ignoraba su importancia.
El
problema principal era que este medio no tenía límite en
la recepción de las señales, lo que era un grave
contratiempo ya que no podían transmitirse noticias y
mensajes secretas y reservadas: cualquiera podía
recibirlas.
Pero los continuos perfeccionamientos
técnicos de la radio daban a este medio de comunicación
un alto grado de eficacia, y dio lugar por otro lado a
la aparición de un gran número de entusiastas de la
radio, incluso durante los años de la I Guerra Mundial
(1914-1918).
La radio tuvo una rápida evolución tras la I Guerra
Mundial. Por un lado empezaron a aparecer las primeras
estaciones de radiofonía, donde ya se podía transmitir
voz sobre las portadoras de radio.
Para ello se usaba la
técnica de Modulación en
Amplitud (AM),
que permitía implementar las señales de voz procedentes
de un micrófono o un amplificador de baja frecuencia
sobre la portadora de radio generada por el transmisor.
El proceso de modulación ya se conocía desde 1906,
cuando el inventor y físico canadiense Reginald A. Fessenden consiguió transmitir por primera vez voz y
música por ondas de radio, usando para ello un generador
especial de alta frecuencia que no era de tipo oscilador
de chispas, sino de tipo alternador de alta frecuencia
de Alexanderson.
Ello ocurrió en la Nochebuena de
1906,
cuando algunos receptores radiofónicos
captaron por
primera vez música y palabras.
Por otro lado, las estaciones radiotelegráficas
comenzaron a cambiar de tecnología sustituyendo los
transmisores a chispa por los transmisores basados en el
arco convertidor de Poulsen (mencionado anteriormente) y
también por el alternador de alta frecuencia de
Alexanderson.
Ernst Alexanderson fue un técnico de
origen sueco, emigrado a Estados Unidos, y que hizo
carrera en General Electric, desarrolló a lo largo de
varios años (a partir de 1904) un potente alternador de
alta frecuencia, capaz de entregar corrientes de
radiofrecuencia de varios cientos de amperios
directamente a una antena, aunque a frecuencias bajas.
Esto
permitió comenzar la evolución de las estaciones de
radiotelegrafía a chispa (poco eficientes por otro lado) a estaciones de onda continua, que por otro
lado permitirían implementar la modulación por la voz
humana (radiofonía), así como la construcción de
potentes estaciones radiotelegráficas en frecuencias de
ondas largas y muy largas (los alternadores Alexanderson
no podían proporcionar frecuencias superiores a los dos
centenares de Khz), como por ejemplo fue la estación
"Radio Central" de la RCA
en Long Island (New York,
Estados Unidos), inaugurada
en 1921,
para las comunicaciones radiotelegráficas entre Estados
Unidos y Europa (donde habían otras potentes estaciones
de onda larga para comunicaciones trasatlánticas),
siendo esta estación de radio la más potente del mundo
en aquellos años.
La tecnología de la telegrafía a
chispa comenzó su rápido declive hacia 1920.
Pero
no fue hasta la década de los 1920 cuando comenzó el
desarrollo y expansión de las estaciones de radiofonía,
dando lugar a la aparición de las primeras emisoras de
radio de tipo comercial.
En 1919-1920
surge un proyecto entre dos empresas, la RCA y
Westinghouse, y ésta última encargó
en 1919 a
Frank Conrad (un radioaficionado de la ciudad de
Pittsburgh, con indicativo 8YK) la puesta en
marcha de una emisora de radio dirigida al gran público,
y así nace en 1920 en Pittsburgh (EE.UU.) la
emisora KDKA, que fue la primera en emitir
programas regulares de radio (surgiendo así, el concepto
de programación).
Y aunque la primera emisión de la KDKA en junio de 1920
tuvo un alcance local (a causa de la baja potencia de la
estación, no más de medio kilowatio), su éxito fue
extraordinario y el hecho fue difundido ampliamente por
muchos periódicos, como si hubiera sido captada en todos
los rincones del mundo.
La
radiodifusión tuvo un gran auge inmediato en Estados
Unidos, ya que tanto el gobierno como el público
comprendieron que se trataba de un medio de comunicación
excepcional, de implicaciones culturales, políticas y
publicitarias.
La Westinghouse empieza a fundar nuevas
emisoras como la WBZ, la WJZ o KYW debido al éxito de su
primera emisora. Por lo tanto comenzó un periodo de
expansión de la radio donde se produce su mayor
desarrollo.
Ya en 1923 habían 595 estaciones similares
en el aire y trabajando en la misma manera, que
transmitían mensajes, música, sermones y noticias. Este
desarrollo también fue debido a la gran competencia
comercial entre tres grandes compañías: Westinghouse,
RCA y ATT.
En España,
en 1924 ya funcionaba
alguna emisora de radiodifusión, aunque sin ningún tipo
de autorización, como era el caso de
Radio Ibérica en
Madrid, pero en noviembre de ese año salió al aire
Radio
Barcelona, la primera estación autorizada por el
gobierno español para radiodifusión pública, por lo que
está considerada la decana de las emisoras de
radiodifusión españolas
A
finales del año 1905 Hugo Gernsback (1884-1967),
inmigrante luxemburgués recién llegado a Estados Unidos,
presenta en el mercado un pequeño transmisor de TSH
destinado para futuros aficionados a este nuevo modo de
comunicación a distancia, que fue publicado en la
prestigiosa revista científica "Scientific American".
Aunque fue denunciado por sospecha de fraude, pues no
era concebible que el pequeño aparato presentado por
Hugo pudiera funcionar teniendo en cuenta que las
estaciones de TSH del momento requerían instalaciones
mucho mayores, lo cierto es que Hugo pudo probar que
funcionaba y que sus transmisiones se podían recibir a
distancias de hasta 2 Km.
Hugo diseñó y puso, pues, el
primer transmisor práctico de TSH al alcance de futuros
aficionados. También es conocido por fundar pocos años
después la revista Modern electrics, de ciencia y
tecnología, y por ser posteriormente uno de los
impulsores del género literario de la ciencia ficción.
El año en que nació la actividad
de los radioaficionados es, posiblemente, el año
1907,
en el cual la revista "Electrician & Mechanic Magazine"
inicia con el título "Cómo se hace", la descripción de
los componentes y aparatos para las comunicaciones TSH
de débil potencia, explicando todos los detalles para la
construcción de un equipo de estos.
Estos
artículos escritos por aficionados, divulgan con todo
detalle sus experiencias y sus resultados. Tales
escritos se hacen diferenciar de los experimentadores
profesionales divulgando el concepto según el cual el
aficionado se dedica a los estudios técnicos sin ningún
provecho económico.
Sin embargo, hasta 1908 es difícil
distinguir entre los experimentadores por motivos
profesionales, comerciales y los aficionados verdaderos.
La facilidad de construirse un receptor de TSH hizo que
aparecieran muchos aficionados que se construyeron sus
propios equipos receptores (debido a la inexistencia de
receptores comerciales), aprendieran telegrafía, y se
aficionaran a escuchar los comunicados entre barcos y
entre estaciones militares.
Más
tarde Marconi puso en marcha una descomunal estación de
radio en Cabo Cod; algo muy distinto a lo que pueda
imaginar cualquier radioaficionado de hoy en día.
Constaba de un transmisor de chispa a base de un motor
con un rotor que hacía girar un descargador de un metro
de diámetro, capaz de transferir la potencia de 30.000 W
a un amplio tendido de antena izado a 60 m de altura y
sustentado por cuatro torretas sobre las dunas de South
Wellfleet (Massachusetts, USA).
En
aquellos años la radio carecía de legislación alguna,
cualquier estación comercial, naval o amateur podía
transmitir en cualquier frecuencia y sin ninguna
restricción de potencia.
No se necesitaba ninguna
licencia ni había que llevar ningún registro de las
comunicaciones. Por otro lado los transmisores de chispa
de la época no disponían de circuitos de sintonía muy
elaborados, y en grandes ciudades, donde habían
estaciones de todo tipo (incluidas de radioaficionados),
muchas veces surgieron problemas en el trabajo de las
estaciones navales y comerciales.
Al ir
aumentando el numero de radioaficionados,
y ante el posible caos que se podía organizar en las
bandas, en
el año 1912
se promulgó en EEUU
el Acta de Radio de 1912 conocida originalmente como
"Ley Alexander").
En su desarrollo existía la idea de
prohibir la radioafición, pero la defensa que hicieron de ésta
diversos personajes importantes del mundo de la radio
así como algunas asociaciones de radioaficionados
que ya
existían hizo que la radioafición finalmente fuera
reconocida en dicha acta, siendo desde entonces una
actividad legal en Estados Unidos.
Dicha ley fue
finalmente firmada por por
el presidente
Taft el 17 de agosto de 1912, y no encontró
una resistencia organizada por parte de la fraternidad
de radioaficionados por no estar organizados en alguna
asociación que defendiese sus intereses.
Según
esta ley, los más de mil aficionados existentes, y los
nuevos, tenían que obtener una licencia federal, tenían
limitada la potencia de transmisión a 1000 vatios,
debían abandonar las ondas largas y medias, y operar con
sus equipos en una longitud de onda no superior a los
200 metros, es decir, sólo podían operar a partir de la
frecuencia de 1500 KHz.
Según las opiniones difundidas en aquel tiempo, hasta en
el ambiente científico, y que no tenían mucho fundamento
científico, las longitudes de onda inferiores a los 200
metros (frecuencias superiores a 1500 KHz) eran
consideradas inútiles para realizar comunicaciones a
largas distancias.
Se había observado que el alcance de
las ondas iba disminuyendo a medida que aumentaba la
frecuencia, desde las ondas largas a la ondas medias.
Por otro lado los transmisores de chispa usados entonces
eran muy poco eficaces en frecuencias altas. Por todo
ello se relegó, sin que hubiera oposición alguna en
ello, la actividad de los radioaficionados de entonces a
estas "inútiles frecuencias", y de hecho, con la
potencia máxima permitida de 1 kW, los aficionados en
1914 conseguían a duras penas comunicar a distancias de
hasta 200 o 300 km, incluso con el empleo de receptores
muy complicados en aquel momento.
En
Europa la cuestión se zanjó de otra manera: Los
Gobiernos europeos se hicieron cargo del control del
medio de la radio, prohibieron completamente la
radioafición, y las estaciones comerciales sólo podían
trabajar con autorización del Gobierno.
Sólo después de
la I Guerra Mundial, Francia Y el Reino Unido autorizaron
la radioafición, aunque con bastantes restricciones. En
otros países siguió prohibida o con fuertes
restricciones hasta el año
1927.
Los
radioaficionados demostraron que, aunque empleando una
longitud de onda poco ventajosa y una potencia limitada,
podían con sólo 5 transmisiones hacer llegar un mensaje
desde la costa Atlántica hasta California en menos de
una hora.
Una
noche de 1914
Maxim Hiram
Percy (1WH,
más tarde
W1AW),
un inventor y apasionado radioaficionado, trató, en
vano, de comunicarse con Springfield (Massachusetts)
desde su estación en Hardford (Connecticut), a unas 27
millas de distancia.
Su equipo no cubría esta distancia.
Entonces, una estación ubicada a mitad de camino
retransmitió los mensajes entre ambas estaciones y dio a Hiram la idea de crear una organización dedicada a la
retransmisión de mensajes de radioaficionados en todo el
país.
Por iniciativa
de Mr. Percy Maxim, dos meses más tarde un grupo de
radioaficionados norteamericanos constituyen el mismo
año
1914, en Hartford (Connecticut - USA), la
ARRL (American Radio Relay League, Liga Americana de radio
relés) con el deseo de coordinar la actividad de los
aficionados norteamericanos y crear un escenario para
una representación nacional de los radioaficionados ante
el gobierno norteamericano, y realizar, mediante el
método de las estaciones relay, la retransmisión de
mensajes con lugares sitos en extremos confines de USA.
Percy
contribuyó con ello a la difusión de la Radioafición en
el mundo entero, y fue el primer presidente de la ARRL.
Operaba con el indicativo 1WH. Clarence Tuska (1AY) fue
otro de los cofundadores de la
ARRL junto con Percy
Maxim
En
las estadísticas del año 1915 los socios de la Liga
tenían una edad comprendida entre los 15 y 64 años. Actualmente la
ARRL es la mayor
organización nacional de radioaficionados del mundo.
En 1914 estalló
la I Guerra Mundial ,
y los gobiernos implicados usaron la comunicaciones
radiotelegráficas para conocer y dirigir todos los
movimientos en el frente.
Los
radioaficionados fueron silenciados durante
este periodo y estuvieron muy cerca de quedarse así
permanentemente. El gobierno norteamericano tuvo el
control completo de las comunicaciones durante el
periodo de 1917-19, y algunos quisieron que este control
perdurara.
Pero Hiram Percy Maxim dirigió la súplica de
los radioaficionados por su actividad, y fue escuchada
por el Gobierno, con lo que la actividad de la
radioafición volvió a ser permitida (también en otros
países), y
los radioaficionados regresaron al aire, por cientos, en
1919.
Después de la Primera Guerra Mundial se registró un
distinto desarrollo de actividad de los
radioaficionados. Pero en Europa sólo habían decenas de
emisoras de aficionados, mientras que en Estados Unidos,
en 1920, habían ya 6000.
Con
las mejoras introducidas con el empleo de los
tubos electrónicos,
tanto para recibir como para transmitir, se empezó a
pensar seriamente en la unión transatlántica utilizando
potencias menores a 1 kW, en contraste con los
centenares de kilovatios necesarios en las potentes
emisoras comerciales de ondas largas.
