El año
1887 marca un hito en la historia de la radio. Ya que fue la primera vez en que
se generó y se detectó de forma consciente una onda electromagnética.
Heinrich Rudolf Hertz había demostrado la existencia de
esta radiación, prevista en las ecuaciones de Maxwell de la década anterior. Y
a partir de este momento, los hombres de ciencia de medio mundo dedicaron su
atención a repetir las experiencias de Hertz. Entre ellos destacaba Oliver
Lodge, quien estuvo a punto de adelantar al alemán, ya que había previsto un
experimento similar ante un grupo de físicos, y sólo un inoportuno descanso
veraniego impidió que fuera el primero en llevarlo a cabo.
Entre los científicos dedicados a estos estudios podemos
citar al prestigioso David E. Hughes, buen músico y notable investigador que
había inventado un micrófono de gránulos de carbón, existiendo indicios de que
había realizado una prueba muy semejante a la de Hertz, ocho años antes que él.
O también al profesor Augustus Righi, de la Universidad de Bolonia, que
intentaba mejorar los resultados obtenidos en el mismo experimento. Pero ello
no hubiera sido posible sin la aportación crucial del médico y físico Eugène
Édouard Désiré Branly, titular de Ciencias Físicas del Instituto Católico de
París, que habiendo conocido por casualidad los trabajos de un modesto profesor
de liceo provinciano, llamado Temistocle Calzecchi Onesti, construyó un
dispositivo capaz de detectar las ondas electromagnéticas de manera mucho más
eficaz que con el famoso Aro de Hertz.
Temistocle Calzecchi Onesti y sus dispositivos de
limaduras metálicas
En 1884,
mientras Calzecchi era enseñante de física en el pequeño pueblo de Ferno, en la
parte de la Lombardía situada al pie de los Alpes, había descubierto el
insólito comportamiento de las limaduras metálicas insertadas en un circuito
eléctrico. Comprobó que normalmente su resistencia era alta, superando incluso
el millón de ohmios, pero que bajo los impulsos repentinos de tensión provenientes
de un timbre eléctrico, la resistencia caía a veces de manera brusca,
permitiendo entonces que la corriente circulara libremente a su través.
Observó además que, al girar el tubo contenedor y
recolocarse por tanto las limaduras en una posición distinta, se recuperaba el
estado de aislamiento inicial.
Montaje de Calzecchi Onesti para llevar a cabo sus
experimentos
Edouard
Branly experimentó con este fenómeno. Encerró limaduras de hierro y de níquel
en tubos aislantes acabados en ambos extremos con terminales metálicos, y los
conectó en serie con una batería y un instrumento de medida. Y repitió las
pruebas de Calzecchi Onesti pero excitando el dispositivo con ondas
electromagnéticas creadas por las chispas de una bobina de inducción. Pudo ver
cómo al cerrar el interruptor del emisor, las limaduras se volvían conductoras
a cierta distancia de la fuente y sin que hubiera contacto eléctrico entre
ambas.
Edouard Branly y algunos de los intrumentos utilizados en
sus investigaciones
El
descubrimiento de Branly, o mejor dicho, la aplicación de Branly al
descubrimiento de Calzecchi, no pasaba de ser una curiosidad científica. En
1889 el interés por las ondas hertzianas no traspasaba con facilidad las
puertas de los laboratorios. Los investigadores, provenientes en su mayoría del
ámbito académico, parecían más interesados en explicar las bases físicas del
fenómeno que en aplicarlo a algo práctico.
La idea más extendida era que la energía de las ondas
producía la rotura de las delgadas capas de óxido metálico que aislaban las
limaduras, provocando por proximidad un efecto de avalancha. Otros más
atrevidos afirmaban que las corrientes del campo eléctrico inducido en los
conductores llegaban a crear un puente de verdaderas microsoldaduras entre los
extremos más próximos del metal, al descubrir que incluso tensiones muy bajas
podían elevar la temperatura de los puntos de contacto hasta los 1.100 grados
centígrados. Existía incluso quien creía ver en la acción de los rayos
ultravioleta de la chispa, el origen del fenómeno.
En todo caso, ante la falta de una explicación
convincente, la mayoría de los investigadores adoptaron una postura que parecía
pragmática, pero que en realidad ocultaba un dogma en su interior. En primer
lugar lo llamaron "Efecto Branly", olvidándose completamente de la
aportación de Calzecchi. Y en segundo, algunos declararon que "después de
árduos estudios, habían llegado a la conclusión que respondía a alguna extraña cualidad
de los contactos imperfectos..."
Tipos de cohesores primitivos
En
Inglaterra, Oliver Lodge seguía sus pruebas, desarrollando sus propios “tubos
de limaduras” a los que, en una conferencia ofrecida en el Royal Intitute sobre
“Los trabajos de Hertz y algunos de sus sucesores", llamó por primera vez
“cohesores”. Fiel a su larga experiencia, aplicaba una cuidadosa metodología
científica, mucho más estricta en todo caso que la reservada a sus discutibles
investigaciones en el campo de los fenómenos paranormales. En Estados Unidos,
un emigrante croata llamado Nikola Tesla alternaba sus investigaciones en la
generación y transporte de energía eléctrica, con pruebas de iluminación de
tubos de gas neon mediante la acción a distancia de las ondas
electromagnéticas. En Alemania destacaban los profesores Slaby y Ferdinand
Braun. Y en Rusia, el conde Alexander Popoff, profesor de matemáticas en la
Universidad de Kazán, comenzaba a intuir la importancia de un sistema radiante,
es decir, de una antena, para ampliar la distancia entre el emisor y el
receptor.
En unas pruebas efectuadas en 1894, Lodge ya había
conseguido transmitir signos telegráficos a la distancia de 36 metros,
utilizando un generador de chispas y un cohesor de Branly. Pero de todos ellos,
era posiblemente el físico ruso el más adelantado en el camino hacia la radio.
En 1895, Popoff efectuó en la Sociedad Química y Física de
San Petersburgo una demostración de cómo se podían captar los rayos de las
tormentas. Y un año después trasmitió con éxito las palabras “Heinrich Hertz”,
en código Morse, entre dos edificios separados 250 metros.
Primer receptor de Alexander Popoff
En un
rápido análisis del diseño y funcionamiento del circuito utilizado por Popoff
en su receptor, ya podemos apreciar los elementos más importantes que se
utilizarían en la telegrafía sin hilos de los años venideros.
1) Vemos la antena A, invento del científico ruso, que va
conectada al terminal B del cohesor, y cuyo terminal C se conecta directamente
a tierra.
2) Observamos también los dos choques de radiofrecuencia
que unen el cohesor al resto del circuito. Los llamados choques son bobinas
cuyo valor depende de la frecuencia en la que se trabaje, y que utilizan el
efecto de su inductancia para impedir que la radiofrecuencia procedente de la
antena se derive y se pierda a través del circuito de la pila.
Los choques ofrecen una alta resistencia al paso de las
ondas de radio, en cambio, apenas se oponen al paso de la corriente contínua
procedente de la pila de baja tensión.
Circuito del receptor Popoff
3) A continuación vemos el relé de activación,
que no es más que un relé bastante sensible que, a través de los choques, se
encuentra conectado en serie con la pila y el cohesor. En esta disposición,
está claro que mientras las limaduras metálicas del cohesor permanezcan
aislantes, actuarán como un interruptor abierto y no circulará corriente
contínua a través de este circuito.
4) En el momento en que una señal de radio llegue a través
de la antena, las ondas producirán una sobretensión alterna entre el terminal B
y C del cohesor, y si su valor supera el punto de activación del cohesor (en
los primeros modelos, presumiblemente superior a los 100 Volts.), se producirá
entre las limaduras el fenómeno de avalancha, con lo que éstas se volverán
conductoras y cerrarán el circuito de la pila y el relé de activación.
5) Al pasar corriente a través del relé de activación,
éste cerrará su armadura y su contacto D, con lo que el positivo de la pila
quedará unido al circuito de la parte alta de la imagen, formado por otro relé
de mayor potencia que también va a cerrarse.
6) Este relé, llamado "de aviso y
desactivación", tiene una doble misión: por una parte, posee un pequeño
martillo F unido a su armadura que al moverse por la atracción magnética del
núcleo, golpeará contra la campana de un timbre, dando aviso de la llegada de
una onda de radio. Pero el mismo martillo, en su retorno, golpeará también la
parte central del cohesor, provocando la agitación de las limaduras y por tanto
que vuelvan al estado de no conducción.
7) Dado el comportamiento algo impredecible del cohesor de
limaduras metálicas, existe la posibilidad de que no baste un solo golpe para
neutralizarlo. Por este motivo, el relé de aviso y desactivación mantiene la
disposición del contacto E, conectado en serie con su propia bobina. De tal
manera que, mientras el cohesor permanezca activado y por tanto el relé reciba
corriente, el propio contacto E interrumpirá su paso a través del relé cuando
éste se active, y la restablecerá cuando vuelva a su posición inicial. Es
decir, el relé oscilará entre el estado activado y desactivado varias veces por
segundo, golpeando alternativamente la campana del timbre y el propio cohesor,
hasta que éste adquiera su estado de reposo.
Con Alexander Popoff, el experimento de Hertz inició el
salto hacia la utilidad práctica y el reconocimiento mundial. Pero, por azares
del destino, no iba a ser en la decadente Rusia Imperial donde esto ocurriría,
sino en el norte de la joven Italia, en el centro de la región Emilia-Romaña,
en una villa señorial de Pontecchio propiedad de un rico terrateniente conocido
como Giuseppe Marconi... Pero ésta será ya historia para otro capítulo.
Continuará...