La fascinación por la radio

La radio produce acción a distancias inmensas sin conexión física que pueda ser percibida por nuestros sentidos. Una forma moderna para desmitificar la radio es decir que la radio es una clase de luz que nuestros ojos no pueden ver. Para aquellos de nosotros adictos a la radio de onda corta, es un atrevido reino que podemos explorar. La escucha en nuestros receptores de radio es comparable a usar el telescopio Hubble para explorar los cielos. La onda corta es fascinante porque no puedes predecir lo que estás haciendo para escuchar. Puedes escuchar una radiodifusión desde una exótica capital extranjera. Puedes sintonizar un SOS de un barco hundiéndose en una tormenta o pueden ser informes meteorológicos de un radio aficionado en la isla Pitcairn. La siguiente noche en la misma banda puede estar completamente vacía excepto un par de aficionados al otro lado de tu propia ciudad discutiendo de la Super Bowl. O puedes recibir mensajes codificados lanzados por algún espía oculto en tu país.

No estoy bromeando. Rutinariamente escucho tales mensajes codificados consistentes en grupos de letras en las bandas de aficionado de 10,1 a 28,1 MHz. Los códigos son enviados normalmente en código Morse, pero algunas veces puedes escuchar una voz recitando los grupos de letras. Algunas veces la locutora finaliza diciendo “¡Gracias por decodificar este mensaje!” Ya que los aficionados tienen prohibido usar códigos o modos de modulación que no sean fácilmente decodificados, estas comunicaciones son al menos ilegales.

Sí, es cierto que la onda corta no es vital para las actividades mundiales como lo fue una vez, pero si hay algo romántico en tu alma, la onda corta es aún atractiva y lo será siempre. Este libro es acerca del uso de la radioafición para repescar la aventura de los primeros días de la radio y traerla al presente. También es para aprender tecnología electrónica y radio. Si lees de este libro, la onda corta aún será fascinante pero ya no misteriosa.

El almirante Byrd en el Polo Sur

Comencé a estar intrigado con la onda corta cuando leí el libro del almirante Byrd en su última expedición a la Antártida. El almirante Richard Byrd se encargaba del lanzamiento de expediciones para explorar los polos de la Tierra. Estas expediciones no tenían un valor comercial en sí excepto las ventas de libros y concesiones de patrocinio de compañías que esperaban ganar un escaparate para sus productos. Para que Byrd consiguiese esas concesiones, el público tenía que estar suficientemente interesado en las expediciones para generar valor publicitario. Con cada expedición polar, encontrar nuevos objetivos que fuesen excitantes para el público llegó a incrementar la dificultad. Por la década de los 40, todas las facetas, como caminar por los polos Norte y Sur, habían sido hechas en décadas anteriores. En su última expedición a la Antártida, Byrd estableció una base en la costa antártica como en todas las grandes expediciones previas. Sin embargo, él consiguió mantener el interés público creando una segunda avanzada minúscula en la capa de hielo polar a cientos de millas al sur de la costa. Entonces intentó vender el invierno antártico solo en su pequeña cabaña bajo la nieve, totalmente aislado del mundo en el frío y la oscuridad. Su única conexión con su campamento base en “Little America” y el mundo exterior era el contacto por radio en código Morse. Aparte de producir algún interesante informe meteorológico, la avanzadilla tenía poco valor real. Sin embargo, atrajo la atención. ¿Quién no iba a quedarse cautivado por la penosa prueba de un hombre totalmente aislado, a cientos de millas de los humanos más cercanos? Era como haber sido abandonado en la luna, lastimosamente solo.

Los mensajes de Byrd fueron repetidos desde la base grande al resto del mundo. Como un crío, yo estaba fascinado por la vigilia solitaria de Byrd. Me imaginé que debería ser como estar desconectado del mundo por meses. Imaginé a Byrd liado en una parka de piel apiñado sobre su pequeña mesa enviando y recibiendo código Morse. Su conexión con el mundo estaba reducida a notas musicales apenas audibles por encima del chisporroteo de estática en la noche polar. Los tonos de Morse llegaban a sus auriculares y él escribía su significado, una letra cada vez. Los mensajes decodificados aparecían en su bloc, una palabra cada vez. Tableteaba con su lapicero. ¿Qué era, una “C” o una “K”? se preguntaba a sí mismo. Dejaba a un lado su duda y se continuaba escribiendo letras nuevas. Preocuparse por una sola letra puede destruir la frase completa. Un operador radiotelegrafista aprende a concentrarse en la cadena de caracteres y no en cada uno.

Después de unas pocas semanas en su helada prisión, Byrd comenzó a sufrir dolores de cabeza, náuseas y confusión. Su código Morse llegó a ser más y más difícil de leer y su equipo de apoyo en Little America llegó a estar altamente preocupado. Sin saberlo Byrd, de su estufa se estaba escapando monóxido de carbono y lo estaba matando lentamente. Finalmente, cuando las condiciones de Byrd llegaron a ser desesperadas, su gente recorrió cientos de millas sobre la capa de hielo a través de la oscuridad invernal, el viento ululante y temperaturas por debajo de cero para rescatarlo.

Progresando al final de la era del código Morse

Aún en 1960, el código Morse todavía era usado comercialmente y por los militares. Ya que el código Morse tenía un sonido exótico, las noticias de radiodifusión habitualmente eran introducidas con porciones de código. Cuando la palabra “NEWS” es deletreada en Morse y repetida rápidamente, se hace una frase musical, placentera, rítmica, que se mezcla bien con introducción musical estilo Hollywood. El público solía asumir que los mensajes del otro lado del mundo llegaban en código Morse, aunque realmente su importancia comenzó a desvanecerse desde los años 30.

El código Morse usado para comunicaciones de radio en inglés

Las “dashes” son tres veces más largas que las “dots”.

A . _ F . . _ . K _ . _ P . _ _ . U . . _ Z _ _ . .
B _ . . . G _ _ . L . _ . . Q _ _ . _ V . . . _         
C _ . _ . H . . . . M _ _ R . _ . W . . _         
D _ . . I . . N _ . S . . . X _ . . _         
E . J . _ _ _ O _ _ _ T _ Y _ . _ _         

Números y puntuaciones usados comúnmente

  1. 1 . _ _ _ _ 3 . . . _ _ 5 . . . . . 7 _ _ . . . 9 _ _ _ _ .
  2. 2 . . _ _ _ 4 . . . . _ 6 _ . . . . 8 _ _ _ .. Ø(cero) _ _ _ _ _

(, coma) _ _ . . _ _ (. Punto). _ . _ . _ (/ barra) _ . . _ .

Mi introducción a la radioafición fue a través de Alexander (“Mac”) McKenzie. Cuando era un chiquillo Mac era el padre de mi mejor amigo, Garth McKenzie. El padre de Garth era un aficionado y tenía una habitación al lado del comedor atestada de equipos de radio. En los 40, los equipos de radio de calidad estaban contenidos dentro de sombríos paneles de aluminio negro de 55 centímetros de ancho, 20 centímeros de alto y montados en altos estantes. Los controles eran enigmáticos mandos negros con etiquetas extrañas como “grid drive” y “loading”. Los indicadores normalmente solo eran medidores con títulos igualmente arcanos como “S-meter”, “plate current”.

La familia McKenzie tenía una cabaña en New Hampshire. La señora McKenzie y los chicos pasaban la mayoría de cada verano en la cabaña. Mac iba a New Hampshire los fines de semana cuando podía, pero la mayoría del tiempo permanecía en contacto con su familia por radio. Un amigo del padre de Garth, el Sr. Henny, vivía cerca de la cabaña de los McKenzies. También era un aficionado, de modo que en las mañanas de los sábados Mac tenía una cita regular para hablas con el Sr. Henny usando el código Morse, o “CW” (onda continua) como todavía se conoce. Yo estaba intrigado cuando escuchaba estos contactos programados y esperaba ver a Mac operando su estación. Llegaba a casa de McKenzie a la hora fijada.

Con suficiente seguridad, acorde con la cita, el código Morse surgía sobre la estática. El padre de Garth escribía las letras en un bloc. Miraba por encima de su hombro la punta del lápiz. Era fantástico oír el código y ver las palabras y frases aparecer en el papel. Desdichadamente no podía entender ninguna de las letras que el Sr. McKenzie estaba enviando, de modo que me cansaba rápidamente de la conversación unilateral. A despecho de esto, el código Morse tenía un misterio, una calidad de otro mundo, y quedé enganchado.

Entre el equipamiento en el cuarto de radio del Sr. McKenzie estaba un equipo Loran. El Loran es un buscador de dirección de largo rango, la versión en 1950 del sistema de posicionamiento global (GPS) de hoy.

Mac me demostró como encontrar la latitud y longitud usando una diminuta pantalla verde de osciloscopio. La pequeña pantalla redonda era solo de 5 u 8 cm de ancho y nada parecida a ninguna otra de aquellos estantes de paneles negros de 55 cm de ancho. Mac tenía este equipo simplemente para divertirse, por supuesto. El Loran estaba diseñado para usar en un barco y la casa de McKenzie ciertamente no iba a ningún lado.

El disfrute de construirlo por ti mismo

Era duro para alguien de ocho años como yo imaginarse conseguir una licencia de aficionado y lograr todo ese masivo equipamiento. El Loran era incluso más extraño. Lo que realmente me inclinó fue el equipo de televisión de Mac McKenzie. Al final de los 40, las estaciones de televisión ya estaban en el aire, pero no conocía nadie más que Mac que realmente poseyese una TV. Eso no era sorprendente. Una TV costaba tanto como un automóvil. Hablamos de un lujo. Impasible, Mac construyó su propia televisión de partes viejas de radio y un tubo osciloscopio verde de cinco pulgadas de diámetro de restos de la Armada. Un verdadero tubo de rayos catódicos de fósforo blanco (blanco y negro) de TV costaba una fortuna entonces, de modo que Mac no se podía permitir el tubo de imagen. Y debido a que los tubos de TV estaban diseñados para deflexión magnética y el tubo del osciloscopio usaba deflexión eléctrica, Mac no podía copiar los circuitos de deflexión de una TV RCA. En lugar de ello, tuvo que diseñar su propio conductor de tubo de imagen y circuitos de barrido. Perfeccionar un circuito significa que tiene que ser construida y probada una pequeña parte cada vez. Ya que Mac tenía poca idea de lo grande que al final sería el circuito, no podía montar su TV en una carcasa de modo correcto. En lugar de ello construyó su TV como un enorme tablero de circuito con todos los tubos de encendido, cables, resistencias, transformadores, condensadores y componentes dispuestos en una enorme matriz cableada.

Una TV es extremadamente complicada y fue necesario un gran tablero de circuito. Afortunadamente Barbara McKenzie era una mujer tolerante. Aproximadamente durante un año la mesa del comedor incluyendo sus prolongaciones, estuvo completamente cubierta con una circuitería de televisión de aproximadamente 1 por 2,5 metros.

Al final del año la TV comenzó a trabajar. Los chicos regresábamos a casa desde la escuela y nos sentábamos en el suelo y veíamos programas en el diminuto tubo de imagen de cinco pulgadas en el extremo de la mesa. Las imágenes eran en un vívido " verde y negro". Veíamos “Zoo parade” con Marlin Perkins y nuestro programa favorito, “Flash Gordon”. La TV era diferente entonces. Flash Gordon eran cortes de película de 15 minutos pero la mayoría de programas eran en directo. Incluso los anuncios eran en directo. Recuerdo la risa tonta por un anuncio de un aspirador en el cual el anunciante enchufó la manguera en el extremo equivocado del limpiador. La máquina sopló todo el polvo por la sala mientras el anunciante pretendía que estaba trabajando perfectamente.

Temporalmente Mac instaló su TV en la carcasa de una vieja grabadora reproductora. Para hacer la imagen más grande puso una gran lupa enfrente de la pantalla. Cuando veía la TV, apuntalaba la tapa abisagrada de la carcasa en un ángulo de 45 grados y veía la imagen aumentada en un espejo montado en el lado inferior de la tapa. Mac McKenzie me demostró que, con paciencia, puedes construir casi cualquier cosa. Y, a mayores, habitualmente es mucho más satisfactorio construir una posesión que comprarla. También me dijo que los proyectos deben ser construidos y probados un trozo cada vez. Si construyes todo de una vez sin probar las partes, cogerán en la carcasa, pero es casi cierto que no trabajarán. Hay muy pocos atajos.

El radioaficionado completo

Este libro trata sobre la construcción de equipos de radioaficionado. Lo cierto es que es mucho, mucho más fácil, comprar el equipo. De hecho, los equipos comerciales de aficionado de hoy son tan baratos, que comprarlo entero es menos caro que comprar los componentes por separado. Las buenas noticias son que el equipo que tú construyas por ti mismo tendrá un valor y significado para ti que no puede ser valorado. A lo largo del camino aprenderás mucho más sobre electricidad, incluso aprenderás leyendo el manual de operador de equipos comerciales. La mayoría de nosotros nunca seremos un Edison, Marconi o Armstrong, pero podemos aprender lo que ellos sabían y podemos compartir algo de las emociones que ellos sintieron cuando sus inventos comenzaron a funcionar. Cuando tu estación construida está finalmente en el aire, tendrás la misma diversión que están teniendo otros aficionados. Pero a diferencia del resto del rebaño, serás el "Radioaficionado completo".

Una breve historia de la radio comunicación

La radio está basada en un fenómeno que ha sido conocido desde tiempos remotos, es decir, magnetismo y electricidad estática, pero solo sobre distancias extremadamente cortas. En el 600 AC el filósofo Thales de Mileto describió cómo, después de frotar ámbar con algodón, el ámbar podía atraer porciones de paja.

Algo más atrás en la antigüedad, se observó que el mineral magnético natural (óxido de hierro, Fe3O4) podía atraer otros trozos de roca magnética. El conocimiento del magnetismo natural finalmente condujo al descubrimiento de la brújula magnética. Las brújulas fueron una divinidad enviada a los marinos perdidos en la niebla y debe haber pasmado a aquellos que la usaron por vez primera. La brújula fue de amplio uso en Europa por el 1000 DC.

El magnetismo y la electricidad parecen ser fenómenos separados hasta 1820 en que Hans

Christian Oersted notó que una corriente eléctrica en un hilo genera un campo magnético que puede mover la aguja de una brújula. Faraday y Henny estudiaron y cuantificaron la generación de campos magnéticos con bobinas de hilo que ahora nosotros llamamos inductores. En uno de los mayores triunfos de todos los tiempos de la física teórica, James Maxwell publicó cuatro ecuaciones en 1884 que resumieron la conexión entre el magnetismo y la fuerza eléctrica. Las ecuaciones de Maxwell no solo cuantificaron y conectaron lo que ya era conocido acerca de estas fuerzas, también predijeron que el magnetismo y la fuerza eléctrica podían ser combinadas para formar una radiación libre. Desde las ecuaciones aparecía que estas ondas de radio deberían ser capaces de propagarse grandes distancias a través del espacio, tal como la luz y el calor.

¿Qué es exactamente una onda de radio?

Ambos campos eléctrico y magnético pueden almacenar temporalmente energía en el espacio libre. Por ejemplo, un imán genera un campo magnético en el espacio alrededor de él. Esta energía magnética se cierne en "nube" o "campo" alrededor del imán metálico. De igual modo, la energía del campo eléctrico está presente en el espacio entre los terminales de una batería de una linterna ordinaria. Supón que imanes y baterías cargadas pudiesen ser enviados al espacio exterior y soltados flotando en el vacío. Estos dispositivos todavía podrían generar sus campos eléctrico y magnético en el vacío alrededor de ellos. Sin embargo, si estos dispositivos pudiesen desaparecer súbitamente, no se mantendrían los campos eléctrico y magnético. Los campos se colapsarían rápidamente y la energía se disiparía en todas las direcciones a la velocidad de la luz.

Una batería o un imán pueden ser comparados a un vaso de agua en una mesa. El vaso mantiene el agua en su lugar y el agua permanecerá indefinidamente. Pero si el vaso se rompiese repentinamente o se desvaneciese el agua fluiría en todas direcciones.

Si tanto un imán o batería flotando en el espacio pudiesen desaparecer inmediatamente, ello generaría una onda de radio que podría propagarse en todas las direcciones haciendo una distribución esférica de ondas expansivas. De vuelta esa energía del campo magnético colapsándose en el espacio libre se convierte en energía de campo eléctrico. Luego, un momento después, la energía de campo eléctrico, de igual modo, se colapsa en un campo magnético. Un modo para verlo es que el campo magnético colapsado fuerza el almacenamiento de la misma energía como campo eléctrico en el espacio vecino. En otras palabras, un campo colapsado viene a ser un "dispositivo" que establece la clase opuesta de campo en el espacio adyacente.

El resultado final es un frente de onda de energía propagándose a través del vacío. Según viaja, la energía oscila adelante y atrás entre formas de campo magnético y eléctrico. En el vacío del espacio no hay disipación de la energía original a excepción de que la energía viene más diluida según se reparte en todas las direcciones como las ondulaciones en un estanque.

La analogía del agua tiene otras similitudes con las ondas de radio. Las crestas en las ondulaciones del estanque representan el almacenamiento de energía mecánica como energía potencial. La energía potencial es proporcional a la altura de las ondulaciones u ondas. A onda más alta, más energía es almacenada. Según cae el agua la energía de este descenso es convertida en energía cinética, esto es, la velocidad superficial. Entonces, según la onda se distribuye por la superficie, el agua se apila para formar otra cresta de onda, restableciendo su forma de energía potencial.

En 1887 Heinrich Hertz, un profesor de la Universidad de Bonn, Alemania, se encauzó a demostrar en su laboratorio que las ondas de radio de Maxwell realmente existían. Desde entonces, otros experimentadores construyeron "aparatos hercianos" e intentaron usarlos para comunicación o control remoto.

Muchos experimentos como los realizados por Hertz están descritos en el Capítulo 4. Usando rocas, hilo de cobre y otros materiales disponibles en 1880, puedes construir un comunicador de corto alcance para enviar y recibir ondas de radio de un extremo a otro de tu casa. Incluso puedes demostrar "ondas estacionarias" en una antena.

Cómo ocurren los inventos

Los grandes inventos normalmente comienzan con una observación original. Faraday inventó primero el transformador de AC con bobinas independientes. Una corriente alterna (AC) introducida en una bobina en el transformador causa que aparezca una segunda corriente en una bobina similar acoplada muy cercanamente una fracción de pulgada más allá. Hoy habitualmente todavía usamos transformadores para convertir la relación de corriente a voltaje. Por ejemplo, dentro del cargador de batería de tu linterna hay un transformador que convierte una diminuta corriente a 120 voltios AC en una gran corriente a 1.5 voltios AC. Si usaras 120 voltios directamente en tu batería, sería desastroso. Los cargadores no serían prácticos (o al menos horriblemente ineficaces) sin transformadores. Discutiremos estos principios en detalle en posteriores capítulos.

Volviendo a Faraday, se debió asombrar cuando pensó en las implicaciones de la energía eléctrica alimentada a una bobina apareciendo en una bobina próxima. Esto es, la energía se transmitía a través de una ranura. Si, la ranura puede ser solo una fracción de una pulgada, pero ciertamente la idea pudo habérsele ocurrido, ¿cuán lejos puede transmitirse? En una carta en 1832 proponía a un amigo que la energía eléctrica podría viajar probablemente a través del espacio como ondas. Desgraciadamente, no tenía pruebas, experimentos o ecuaciones para apoyar esta idea.

Muchos de los primeros experimentos de comunicación de radio comenzaron cuando fueron hechos los primeros transformadores de alta frecuencia. A diferencia de la baja frecuencia, como nuestra línea de corriente de 60 Hz, los transformadores de 500 KHz o más realmente acoplan la energía a varias pulgadas a través del aire. A estas altas frecuencias el acople de una bobina a otra comienza a parecerse a la radio. Es sorprendentemente fácil construir un transformador de alta frecuencia y demostrar unas bastas "comunicaciones de radio" de corto rango. Todo lo que se necesita es una batería poderosa, una gran bobina de hilo y una segunda bobina arrollada alrededor de la primera bobina. La segunda bobina está dispuesta de modo que los dos extremos del hilo están colocados a muy poca distancia, si acaso 1,5 mm. Los dos extremos de la primera bobina de hilo están conectados a los terminales de la batería. Enormes flujos de corriente en la primera bobina establecen un campo magnético alrededor de esa bobina. Ya que el mismo espacio está compartido con la segunda bobina, el campo magnético induce voltaje a lo largo de la segunda bobina y aparece una chispa en la ranura de la segunda bobina. En otras palabras, la corriente eléctrica fue convertida en energía magnética, saltando una corta distancia, y luego fue reconvertida en corriente eléctrica. Ahora, si las dos bobinas son separadas, continuará siendo transmitida energía de una bobina a otra. Con todo, con tal basto sistema de detección, probablemente una chispa no será visible y debería ser necesario un detector más sensible para demostrar que estaba la energía.

Los inventos aparecen cuando todas las condiciones están en su lugar

Las nuevas técnicas aparecen siempre que llegan a estar disponibles el conocimiento necesario y materiales adecuados. Por ejemplo, los teléfonos celulares podrían haber sido construidos hace 50 años, pero tendrían el tamaño de maletas, servir a unas pocas personas y haber estado disponibles para los más ricos. Incluso hoy es posible introducir tecnología útil demasiado pronto para ser provechosa. El sistema telefónico Iridium es un sistema telefónico mundial directo por satélite. Desgraciadamente, el "teléfono" Iridium es grande e incómodo y las llamadas telefónicas cuestan una fortuna. Seguro, tú puedes hablar con fiabilidad con un tipo en un trineo en el Polo Norte, pero no hay mucha gente que realmente necesite hacerlo. El resultado de este desacuerdo empresarial es que este año (2003) una red de satélites que cuesta miles de millones de dólares puede ser deliberadamente sumergida en el Océano Pacífico.

La radio fue inventada entre los años 1884 y 1910 en un momento en que todas las piezas para hacerla práctica estaban en su lugar. Muchos inventores tuvieron la oportunidad de perseguir la radio comunicación, pero muchos le dieron la espalda. Para ser más que un truco de salón, la radio tenía que tener una razón comercial para su desarrollo. El concepto de radiodifusión de voz, música e incluso películas a las masas se ve obvio ahora para nosotros. Pero en 1900 no era claro que la radio pudiese ser más que un modo informal para enviar telegramas. Apenas nadie imaginó que la conversación y música podían ser transmitidas.

Nicola Tesla, el arquetipo del "científico chiflado"

Tesla nació en Serbia en 1856. En el colegio estudió lo que era entonces el campo exótico de la ingeniería eléctrica. Una vez propuso a su profesor que un generador de AC podía tener otras varias ventajas. El profesor ridiculizó su idea despiadadamente. Hoy les llamamos alternadores. Usamos alternadores gigantes para generar electricidad en todas las grandes plantas de energía. Y los usamos pequeños en nuestros coches para recargar nuestras baterías. Cuando murió el padre de Tesla, Nicola fue forzado a dejar la escuela y ponerse a trabajar. Como la mayoría de ingenieros eléctricos de su tiempo, trabajó en motores DC y generadores DC. En esos tiempos los motores DC estaban comenzando a sustituir la correa y polea como medio de energía para la maquinaria industrial tal como telares y elevadores en minas.

Tesla emigró a América y llegó casi sin dinero. Incluso trabajó brevemente como cavador de zanjas para comer. Se aplicó a trabajar con Edison que probó su habilidad asignándole la reparación de un generador DC en un barco. Tesla reconstruyó el generador correctamente en el barco y le hizo producir más electricidad que en su diseño original. Tesla trabajó brevemente para Edison, luego se estableció por si mismo. Construyó su propio pequeño laboratorio y trabajó en artefactos de todo tipo. Pronto adquirió reputación como “mago de la ciencia”. Disfrutaba haciendo “demostraciones mágicas” con chispas gigantes volando de sus dedos e iluminando tubos de luz fluorescente. Su reputación como mago de la ciencia le animó a hacer negocios de demostración en casi todo lo que hacía. Después de leer su biografía, me parece que su habilidad para ganar respeto y asombro a través del exhibicionismo realmente arruinó su carrera.

Según faltó el dinero, Tesla consiguió un trabajo con Westinghouse y desarrolló el alternador en un generador práctico de energía. La mayor contribución de Tesla al mundo fue la generación de energía y sistema de distribución que demostró para una nueva marca de planta energética en las cataratas del Niágara. Inventó los alternadores AC de tres fases, transformadores y líneas de energía de alta tensión que todavía están en uso mundialmente. Después Tesla dejó Westinghouse, preparó su propio laboratorio en la ciudad de New York para experimentar con usos para corriente de radio frecuencia.

La oportunidad perdida

Los armadores probablemente siempre han deseado poder comunicar con los barcos en el mar. Hasta el final del siglo XIX la fortuna de un barco podía ser totalmente desconocida por meses o incluso un año. Cuando finalmente el barco arribaba al puerto de partida, el armador podía averiguar repentinamente que era extremadamente rico. O el barco podía no regresar nunca y el armador podría perder una basta inversión. Siendo capaz de comunicar a unos cientos de millas o incluso una docena de millas de la costa podía salvar la vida en una emergencia.

En 1900 los científicos sabían que el “telégrafo sin hilos” podía comunicar a través del Canal de Inglaterra usando transmisores y antenas gigantes, pero no eran capaces de recibir un mensaje más lejos de eso. Entre su imperio de empresas, el multimillonario/financiero J.

P. Morgan poseía una flota de barcos. Si podía ser desarrollado un telégrafo práctico de largo rango, lo esperaba para sus barcos. Marconi ya tenía un buen comienzo en una radio barco-a-costa y ya había demostrado la comunicación de rango corto barco-a-costa tanto en Inglaterra como Norteamérica. A despecho de esta vía, Morgan se aproximó a Tesla quien ciertamente tenía el conocimiento y experiencia para desarrollar comunicaciones prácticas de radio. J. P. Morgan le dio a Tesla una gran dotación financiera para hacer este trabajo. Tesla preparó un laboratorio en Colorado Springs para inventar radio de larga distancia, o eso le concedió creer a Morgan.

Desgraciadamente, hablar tan solo con barcos era aburrido para Tesla. Tesla prefirió desarrollar lo que llamó “El Centro Mundial Telegráfico”. Tesla buscó preparar un centro de comunicaciones que no solo pudiese hablar con los barcos, sino con cualquiera en el mundo. Su visión de lo que estaba intentando construir suena a los oídos modernos como la Internet de una vía o si acaso la CNN. No veía tener que meditar acerca de las dificultades de manejar todos los mensajes mundiales a través de solo un gigantesco transmisor de baja frecuencia. Volviendo atrás, no había servidores de Internet para organizar todo ese tráfico de mensajes en cadenas digitales de información. Considerando la frecuencia operativa de sus transmisores, su relación de datos debería haber estado limitada a unos pocos kilobytes por segundo más que a los terabytes manejados hoy por un simple nodo en la Internet.

Los transmisores de radio de Tesla ciertamente fueron adecuados para comunicación transoceánica. Pero en lugar de desarrollar también un receptor de radio sensible, Tesla casi gasto todo su esfuerzo en desarrollar enormes transmisores de radio de baja frecuencia. Sus transmisores fueron de este modo poderosos, experimentó con transmisión de energía eléctrica al igual que información. Tesla propuso usar bobinas sintonizadas para iluminar lámparas de luz fluorescentes a millas de su transmisor. Si, su idea trabajó pero solo a una eficacia extremadamente baja. Si, las luces funcionaban, pero el suelo húmedo, las vacas, la gente, las alambradas de púas y cualquier otro conductor eléctrico dentro del rango podían ser calentados con la energía derrochada, justo como un horno microondas.

Tesla construyó una gigantesca “Bobina Tesla” que producía chispas de radio frecuencia de 18 metros de longitud. Siempre exhibicionista, a Tesla le gustaba ser fotografiado sentado entre las chispas y fuego, mientras leía tranquilamente un libro. Realmente usaba exposiciones dobles para crear la ilusión de estar sentado entre las chispas. La máquina de Tesla era tan enorme y tenía tal capacidad única que la Fuerza Aérea americana construyó una copia de ella 80 años después para investigación.

Con toda esta dramática actividad futurista, Tesla nunca construyó la radio de barco-a-costa que Morgan le pagó para desarrollar. Cuando le dio a Morgan un informe de progreso, Tesla intentó entusiasmar a Morgan en sus esquemas futuristas. Morgan estaba furioso con él por no seguir la tarea y estaba poco interesado en las ideas de Tesla. Morgan no obstante forzó a Tesla a asignarle la propiedad de todas las patentes útiles que pudiesen surgir de su trabajo. Morgan no era conocido por la generosidad.

Después que Morgan le dio a Tesla una reprimenda, le dio una segunda oportunidad. Pero en lugar de ponerse seriamente a la comunicación barco-a-costa, Tesla derrochó el dinero en construir su “Centro Telegráfico Mundial” en Wardenclyff, Long Island, New York. Fue un edificio imponente con una enorme torre alojando el transmisor de bobina Tesla. El centro de comunicaciones no llegó a nada y Morgan detuvo los fondos. Tesla vivió en el Hotel Waldorf Astoria en la ciudad de New York y llegó a convertirse en una especie de lagarto de salón auto-absorbido. Vestía esmoquin y sombrero de copa y gorreaba a sus amigos.

En las décadas siguientes, Tesla se aplicó a inventar y dio con varios dispositivos interesantes que fueron casi suficientemente buenos para convenir a la tecnología estándar. Por ejemplo, diseñó un motor de calor con “turbina sin palas”, de la clase del motor de vapor o motor de combustión interna. Hay unos cuantos diseños de motor de calor útiles que son fundamentalmente diferentes, de modo que inventar uno nuevo era un triunfo intelectual. Desgraciadamente, el motor de calor de Tesla no tenía tanta eficacia como los otros métodos y de lejos ha sido bueno usarlo. También desarrolló un velocímetro que era excelente y fue usado en varios coches de lujo. Convertir la velocidad de un eje rotativo en un suave movimiento lineal de aguja es mucho más duro de lo que parece. Sin embargo, el método de Tesla era más caro que el diseño de medidor que realmente llegó a ser usado universalmente para ese propósito.

Tesla finalizó como un viejo solitario alimentándose de palomas en un hotel de 3ª categoría en New York. Después que murió en 1943, se descubrió que había pagado su renta de varios meses dándole al director del hotel un “rayo de muerte” como garantía. Tesla le dijo al director que el rayo de muerte estaba valorado en 10.000 dólares. La pistola de rayos era realmente un puente Wheatstone, un sensible dispositivo de medición de resistencias encontrado habitualmente en laboratorios eléctricos.

Marconi logra el trabajo hecho

Guglielmo Marconi había nacido en una prospera familia en Bolonia, Italia, el 25 de abril de 1874. Se educó en Bolonia y más tarde en Florencia. Estudió física en el colegio Leghom. Estaba fascinado con el descubrimiento de Herz de las ondas de radio y se interesó por la telegrafía sin hilos en 1890. Comenzando en 1894, Marconi trabajó en prototipos caseros en su sótano.

Hoy la mayoría de nosotros pensamos en un radio receptor como en un tipo de estetoscopio amplificado que nos permite escuchar el mundo oculto del espectro de radio. En tiempos de Marconi el principal precedente de la radio fue la telegrafía. Este concepto de un operador telegráfico lanzando telegramas a otro operador usando código Morse influenció a Marconi la visión de lo que tenía que intentar construir. En la telegrafía convencional la señal en el cable enganchaba un resonador que era un tipo de relé electro-magnético. El resonador hacía ruidos de chasqueo que el operador receptor interpretaba como dots y dashes.

De igual modo, la primera transmisión de radio de Marconi a otra sala de la casa resonaba una campana cuando era detectada la señal. No había auriculares que escuchara una persona. Los primeros experimentadores construyeron radios que recordaban más los sistemas de radio control que dispositivos de escucha. Según se desarrolló la tecnología, el radio operador llegó a ser una parte vital del sistema. La destreza y entrenamiento de oídos del operador llegó a ser responsable de la calificación y práctica del sistema. Un operador adiestrado podía escuchar señales de código Morse que no eran más fuertes que la estática atmosférica. A diferencia de un simple sistema de campana, un operador puede copiar una señal de código Morse mientras ignora otra. Llevó cien años computerizar el procesado de señales digitales para sobrepasar la habilidad de un operador de radio adiestrado y volver a la visión de Marconi de un receptor robótico.

Radio detectores – un primitivo reto

El detecto de radio primitivo más popular, el “cohesor”, fue inventado por el físico inglés Lodge. El cohesor fue usado previamente con líneas de telégrafo de hilos a larga distancia. Ampliaron el rango práctico de un hilo telegráfico y fue natural que fuesen aplicados a los primeros experimentos de radio.

Un cohesor era un pequeño vial de cristal conteniendo polvo suelto de carbón o hierro. Este polvo contactaba dos electrodos en el vial. Cuando aparecía un pequeño voltaje en el polvo, tiraba abajo la resistencia de contacto entre los gránulos de polvo y originaba que la resistencia del cohesor cayese repentinamente. La caída de resistencia era usada para originar corriente que fluía por el relé resonador. Los cohesores solían estar construidos dentro del bastidor de un resonador de modo que la vibración del resonador pudiese mantener el polvo suelto, de ese modo devolvía continuamente el cohesor a su estado original.

La acción de ajuste-desajuste de un cohesor recuerda a un rectificador de silicio moderno. Una pequeña entrada de corriente origina una corriente mucho mayor. Desgraciadamente, como en el rectificador de silicio, la corriente a través del cohesor no se desconecta por si misma cuando se elimina la entrada. Debido a que los cohesores se activaban y desactivaban a relaciones por debajo de 20 ciclos por segundo, la salida de un cohesor no era una señal de audio que alguien pudiese escuchar directamente.

Al principio, el receptor de Marconi estaba situado en la mesa a continuación del transmisor. Cuando fue capaz de transmitir a través de la sala, lo traslado a otras salas de la casa. Según aumentaba el rango, trasladó su operación a un granero detrás de la casa de sus padres donde podía estirar antenas. Su siguiente triunfo fue una transmisión desde el granero al extremo del jardín, 100 metros más allá.

Durante estos años la existencia de la radio era ampliamente conocida por los científicos, pero se creía que las ondas de radio eran inherentemente líneas de luz, como una señal de linterna. Marconi ya había observado que era capaz de transmitir al receptor cuando estaba detrás de muros y árboles. Desde que supo que los expertos estaban equivocados, trabajó en la gran cuestión de por qué las ondas de radio podían viajar sobre montañas y acaso sobre el horizonte.

Durante este tiempo, Marconi debió mejorar de los cohesores a algún tipo de detector rectificador. Este detector producía una salida de audio que un operador podía escuchar directamente con auriculares. Los primeros detectores consistían de “cristales” los cuales eran trozo de hilo presionado contra una pieza cristalina de mineral de sulfuro. Los detectores de cristal están descritos en detalle en el capítulo 4.

Marconi tenía un ayudante llamado Mignani. Para probar su receptor en la distancia, Mignani manejaba el receptor mientras Marconi enviaba señales de prueba. Una de las mejoras de Marconi fue una antena direccional que enfocaba su pequeña salida del transmisor directamente hacia el débil receptor y con ello aumentó el rango. La radio dejó de ser un juguete el día que Marconi transmitió una señal de prueba dos millas por encima de una colina. Mignani le indicó a Marconi que había recibido la letra “S” del código Morse, disparando un rifle al aire desde la cima de la colina.

La radio consigue cruzar el Atlántico

Siguiendo los éxitos de sus experimentos en casa, Marconi llegó a estar obsesionado con la posibilidad de transmitir una señal a través del Atlántico. Si pudiese hacerlo, la radiocomunicación podría cubrir el mundo. Esencialmente no había interés por la radio en Italia. Era incapaz de conseguir una patente para su dispositivo. Un ministro del gobierno italiano le dijo que la radiotelegrafía “no era útil para las comunicaciones”. Marconi se trasladó a Inglaterra donde patentó este método de transmisión de señales en 1895. En 1897 fue financiado por la Oficina de Correos británica para continuar sus experimentos.

Gradualmente el rango de sus transmisiones se extendió a 8, 15, 30 y 100 kilómetros. En 1897 fundó la Compañía Telegráfica sin hilos Marconi, en Londres. En 1899 estableció un servicio de comunicaciones cruzando el Canal de Inglaterra.

Marconi construyó un enorme transmisor, 100 veces más potente que cualquier transmisor anterior y lo montó en Plodu, Cornwall en el suroeste de Inglaterra. Un método para construir transmisores muy grandes era construir grandes alternadores AC de alta velocidad. Esto recordaba los alternadores de generación de energía de Tesla pero corrían a tan altas velocidades que producían una onda senoide, no 60 ciclos por segundo como en una moderna planta de energía, sino a frecuencias bajas de radio, 20.000 ciclos por segundo.

Marconi también construyó una estación complementaria en St. Johns, Newfoundland y el 12 de diciembre de 1901 recibió las primeras señales cruzando el océano.

Las marinas británica e italiana pronto adaptaron este sistema y la radio barco-a-costa llegó a ser realidad. En 1907 su sistema estaba disponible para el público como un servicio de radio telegrama transatlántico. Marconi fue premiado con el Nobel de Física en 1909. En lo último de su vida continuó experimentando con onda corta y microondas. Marconi también sirvió brevemente como diplomático. Fue enviado como delegado a la Conferencia de Paz en París después de la 1ª Guerra Mundial donde firmó los tratados de paz con Austria y Bulgaria. Murió en 1937.

Historia de cambios en la radio

Hasta que las radios fueron puestas en los barcos, la radiocomunicación no cambió mucho el curso de la historia. Los radio telegramas enviados a través del océano o entre ciudades competían con los telegramas por cable por tierra y mar. El telegrama por cable ordinario era tan rápido como la radio, pero no eran vulnerables a las condiciones atmosféricas. Sin embargo, una vez que los radio transmisores fueron colocados en barcos, fue solo cuestión de tiempo antes de que la radio fuese usada para rescatar los pasajeros y tripulaciones de un barco hundiéndose. El primero ocurrió durante el hundimiento del RMS Republic.

A las 05:40 AM del sábado 24 de enero de 1909, el vapor de pasajeros de 15.000 toneladas RMS Republic navegaba hacia Nantucket, Massachusetts a través de la espesa niebla. El Republic había partido de New York. El Republic tenía mucho en común con el posterior Titanic. El Republic era propiedad de la misma British White Star Line y estaba considerado imposible de hundir. Su casco estaba dividido en múltiples compartimentos por tabiques herméticos de modo que varios compartimentos se podían inundar antes de que el barco se pudiese hundir. También como el Titanic, el Republic llevaba solo la mitad de los botes salvavidas necesarios para sus 800 pasajeros y tripulación.

Según el Republic navegaba a través de la niebla hacía sonar su sirena de niebla periódicamente y los vigías del barco escuchaban por otras posibles sirenas. La tripulación escuchó la sirena de otro barco y respondió sonando una bocina de vapor. Era un acuerdo de aquel tiempo que cuando los barcos intercambiaban bocinazos ambos barcos debían virar a la derecha y con ello evitar la colisión. Hay alguna evidencia de que el barco de pasajeros italiano “Florida” en lugar de ello giró a la izquierda. El Florida apareció repentinamente de entre la niebla y chocó contra el centro del Republic. Siete personas murieron debido a la colisión. El Florida golpeó el tabique entre las dos salas de máquinas del Republic, inundando con ello los dos más grandes compartimentos por debajo de la línea de flotación. Los motores tuvieron que detenerse lo cual también terminó con la electricidad necesaria para mover las bombas y la radio.

Jack Binns salva el día

El cuarto de radio del Republic era una cabina de madera que estaba colocada en el puente superior. Estaba ubicada donde era fácil conectar a las antenas que estaban estiradas en el aparejo del barco. Tendría suerte, el puente del Florida rebanó parte del cuarto de radio arrojando el equipo e inhabilitando la radio. El operador John (Jack) R. Binns estaba durmiendo en un camarote al lado de su estación. Más tarde dijo que si todavía estuviese trabajando en su radio habría sido gravemente herido. Binns juntó las piezas de su transmisor pero su cabina estaba ahora abierta al frío y la niebla. Debido a que la electricidad del barco estaba desconectada, Binns tuvo que desplazarse por las oscuras cubiertas para encontrar baterías para encender su radio. Sin la electricidad del barco, el rango del transmisor de Binns estaba limitado a 120 Km. Su mejor esperanza era alcanzar una estación en Cabo Cod, a 105 Km. Incluso el manipulador de Binns estaba roto. Tenía que sujetarlo con una mano mientras usaba su otra mano para enviar su histórico primer SOS de emergencia.

Realmente la llamada de socorro oficial en aquellos tiempos no era SOS sino “CQD”. La llamada “CQ” significa cualquier estación, como todavía hoy en día en las bandas de aficionado. CQ se suponía era la abreviación de “Seeking You”. “D” por supuesto significaba Peligro o Socorro (Danger o Distress). Binns manejaba para contactar la estación con Cabo Cod. A través de ellos continuó llamando en petición de ayuda y hablando a los barcos de rescate durante 12 horas mientras el Republic se asentaba lentamente dentro del mar.

Ya que el Florida no corría peligro de hundimiento, la tripulación del Republic transfirió los pasajeros al Florida en los botes salvavidas. Mientras tanto los barcos de rescate cruzaban a través de la niebla intentando encontrarlos. Además de las sirenas de niebla, los barcos de aquella época estaban equipados con “campanas submarinas” que tenían un alcance mayor que el sonido que las trompas eran capaces de recorrer por el aire. La campana submarina del Republic era escuchada por el vapor Baltic y usaba su sonido para guiarle las últimas millas hacia el Republic.

En otra porción del rescate no había campana submarina y el contacto era hecho cuando el Baltic disparaba “su novedoso cohete aéreo”. La tripulación del Republic escuchaba la explosión y les daba el rumbo correcto por radio. Cuando llegó el Baltic, la tripulación restante del Republic fue rescatada, luego los 2.494 pasajeros de ambos Republic y Florida fueron transferidos por botes salvavidas al Baltic, 39 horas después de la colisión el Republic se hundió.

En ese tiempo los barcos de rescate dirigieron a remolque el Florida a la ciudad de New York.

El suceso de rescate del Republic fue una colosal historia de noticias. De la noche a la mañana los operadores radiotelegrafistas fueron transformados desde curiosidades a héroes. Es raro e incluso criminal que la White Star Line no aprendiera nada del hundimiento del RMS Republic. Sin embargo, en 1912, el Titanic se hundió y el éxito parcial de la llamada de emergencia SOS del Titanic elevó más aún el estatus de las radiocomunicaciones. El barco de vapor Carpathian navegó 300 millas para rescatar a los supervivientes del Titanic la mañana después del hundimiento. Otro carguero, el Californian, permaneció anclado al mar a solo 10 millas. El capitán del Californian no quiso arriesgarse en la noche a través de los icebergs - ¡elegante hombre! El operador de radio del Californian envió una alerta de iceberg al Titanic, pero el radio operador del Titanic le dijo al Californian que dejase la frecuencia porque estaba manejando telegramas para los pasajeros. El radio operador del Californian desconectó su radio y se fue a dormir. La tripulación nocturna del Californian sencillamente podía ver al Titanic pero el Titanic no tenía ningún problema. Cuando el Titanic disparó los cohetotes de emergencia rojos, la tripulación del Californian pensó que los cohetes eran fuegos artificiales para entretener a los ricos pasajeros.

El amanecer de la radioafición

En los primeros días de la radio cualquiera que quería salir al aire podía construir su propio transmisor y simplemente hacerlo. La asignación de frecuencias estaba basada en quién estaba en el aire primero con el mayor transmisor y la mejor antena. Los manitas comenzaron a construir su propio equipo de radio y la radioafición estaba naciendo. En aquellos días no había licencias, de modo que al principio los aficionados se dieron a si mismos las letras de llamada. Todas las comunicaciones de radio en el comienzo eran a baja frecuencia, longitud de onda de 200 metros o mayor. Esto significa que todas las comunicaciones ocurrían en lo que hoy es la radio AM (1.700.000 Hz a 555.000 Hz) y por abajo. Frecuencias superiores eran ineficaces para ser generadas y se creía que frecuencias más altas solo eran buenas para comunicación local.

Cuando un radioaficionado moderno lee descripciones de los primeros transmisores de radio y antenas, se impresiona por la escala industrial del equipo comercial. Por ejemplo, el transmisor de ranura de chispa giratoria del Titanic estaba preparado para 5.000 vatios. Era tan enorme y ruidoso que fue instalado en una sala separado del receptor. Con toda esa potencia y tamaño, su rango fiable durante el día era de solo 400 Km. Durante la noche el rango podía alejarse tanto como unos 1600 Km. Desde el punto de vista moderno, parece que la mayor debilidad de los primeros equipos era la insensibilidad de sus receptores. Los receptores de aficionados simplemente eran tan malos y probablemente peores. Además, los aficionados eran incapaces de competir con la potencia usada por las estaciones comerciales. Por lo tanto, los aficionados tenían suerte de hablar con el condado vecino, dejando sola cualquier distancia significativa.

Debido a que los primeros radioaficionados estaban limitados a corta distancia, se agruparon para formar “redes repetidoras” de modo que los mensajes podían ser repetidos a los destinos muchos cientos de millas más allá. Esta organización llegó a formalizarse como la American Radio Relay League en 1914.

Durante la 1ª Guerra Mundial el gobierno de USA agrupó la radioafición como una medida de seguridad nacional. Después de la guerra en 1919 la American Radio Relay League bajo el liderazgo de Maxim Percy presionó al gobierno para permitir a los aficionados a volver al aire. El gobierno, especialmente el militar, fue incomprensible. Para aplacarlos, finalmente el gobierno dio a los aficionados todas las frecuencias “sin valor” por encima de los 200 metros. Eso era a grandes rasgos lo que hoy es la radio AM.

Flemming desarrolla el detector diodo de válvula

El diodo de válvula realmente fue construido primeramente por Edison. Durante el trabajo de Edison en la luz eléctrica perfeccionó la tecnología para poner electrodos y filamentos en bombillas de cristal al vacío. Edison también fue el primero en advertir que los electrones podían fluir desde un filamento caliente cruzando el vacío hacia un electrodo cargado positivamente llamado una “placa”. Sin embargo, los electrones fríos no fluían desde la placa de vuelta al filamento. Como resultado, el diodo se comportó como una válvula anti-retorno de una vía. Edison experimento con esto y escribió acerca de ello. Este efecto también es conocido como el “efecto Edison”.

Flemming fue un inventor británico que estaba intrigado con el descubrimiento de Edison y lo aplicó en la detección de señales de radio. Trabajó con Edison quien compartió sus datos en el efecto Edison. Una señal de radio recibida en una antena consiste de un voltaje de onda senoidal de alta frecuencia que cambia de positivo a negativo y de vuelta de nuevo cientos o miles (o millones) de veces por segundo. Esta rápidas alternancias (AC) de corrientes no pueden energizar un audífono hasta que sean convertidas a explosiones de frecuencia más baja de DC. Pasando las señales de radio a través de un diodo de vacío, una polaridad de la señal es “recortada” dejando solo la polaridad que fluye de los electrones negativos. Cuando son recibidas las señales de código Morse, esto resulta en explosiones de corriente DC que puede ser usada para energizar un resonador, audífonos o cualquier otro tipo de transductor.

Los detectores de Flemming llegaron a ser conocidos como la “Válvula Flemming”. Después de esto en Inglaterra todos los tubos de vacío fueron conocidos como “válvulas”. En términos de sensibilidad, el detector de tubo de vacío no era más sensible que un detector de cristal, pero era, de lejos, más robusto, fiable y versátil. Más tarde, cuando fue combinado con el amplificador de tubo de vacío, su sensibilidad fue ampliamente mejorada.

Lee DeForest lanza la electrónica moderna

Tesla no fue el único pionero de la radio con un problema de ego. De muchas maneras DeForest tenía una personalidad similar a la de Tesla. DeForest fue aplicado y talentoso. Siendo joven desarrolló varios importantes inventos. Uno de sus mayores talentos fue un sistema multiplexado telegráfico que permitía por un hilo llevar hasta seis mensajes telegráficos simultáneamente. Es difícil de imaginar como podría haber trabajado, considerando que todo lo que había para trabajar con ello eran conmutadores, relés, transformadores y motores. El invento más importante de DeForest fue el tubo de vacío triodo, que llamó “audion”. El audion fue el equivalente funcional del moderno transistor. El tubo de vacío triodo de DeForest era esencialmente una “válvula Flemming” con una rejilla colocada entre el filamento y la placa. DeForest usó el audion para hacer receptores más sensibles amplificando señales débiles de audio y radio.

Realmente Edison construyó el primer triodo mientras estaba estudiando el “efecto Edison”. Edison añadió un electrodo parecido a la rejilla entre el filamento y la placa de su diodo para aprender más acerca de la corriente de electrodos cruzando el vacío. Aunque Edison hizo sus medidas, no advirtió que la rejilla era como una “puerta” sensible que podía controlar el flujo de corriente a la placa. La rejilla puede ser comparada a un torero de una libra de peso con su muleta toreando un toro de 2000 libras. Cuando grandes corrientes son controladas por pequeñas corrientes, se dice que el dispositivo “amplifica”. Las pequeñas señales entrantes en la rejilla pueden modular la corriente grande en una mayor, versión “amplificada” de la señal original. Nota que la señal original no está “hinchada” de ningún modo, el amplificador simplemente dirige la generación de una copia más grande de la señal original. Nota que la copia puede o no ser una buena semejanza de la original.

DeForest aplicó exitosamente su tubo de vacío triodo a los receptores de radio. El triodo significó que las señales débiles podían ser amplificadas a un nivel suficientemente alto de modo que después de la detección podían manejar un altavoz. Una vez que los amplificadores estuvieron disponibles, cualquier clase de dispositivo electrónico conocido hoy llegó al menos a ser teóricamente posible. Finalmente incluso la televisión fue mejorada con los descendientes del tubo de vacío audion. Durante la 2ª Guerra Mundial los primeros computadores fueron construidos usando tubos de vacío.

El tubo de vacío oscilador limpia las transmisiones de radio

Un poco antes, los sistemas de alta energía usaban alternadores para generar señales de radio de baja frecuencia. Sin embargo, la frecuencia de un alternador está limitada por la velocidad de un imán giratorio mecánico.

En la práctica, los alternadores no podían ser más altos que las frecuencias de audio, 20 a 50 KHz. Una ventaja de un alternador era que generaba una señal de onda senoide pura. Desgraciadamente solo podía cubrir la parte más baja del espectro de radio.

En contraste, el amplificador de tubo de vacío podía amplificar su propia salida, causando una oscilación auto sostenida a cualquier frecuencia por encima de cientos a megahercios. Como un alternador, un oscilador de tubo de vacío podía generar señales de onda senoide limpias que eran confinadas a una sola frecuencia. Hasta ese momento, las radio transmisiones de todos los transmisores de alta frecuencia eran generadas por descargas de chispas eléctricas, dejando entonces los componentes de señal de radiofrecuencia sonando en un circuito sintonizado. Los transmisores de chispa hacían una señal ruidosa y silbante que esparcía energía sobre toda la banda.

¿Has escuchado estática en una radio AM cuando pasa un automóvil de encendido? De igual forma, el relámpago causa un trueno o estruendo de estática que puede ser oído en todo el espectro de radio. A menos de tener un filtro para limitar el ruido de una banda, los primeros transmisores eran como pequeños generadores de ruido de radio-relámpagos. Estos primeros transmisores de chispa malgastaban energía y espacio de frecuencia. Debido a la capacidad de los osciladores de tubo de vacío, las chispas fueron inusuales al comienzo de los años 20 y fueron totalmente prohibidos en los Estados Unidos en 1927.

Si un inventor es persistente, algunas veces es posible inventar cosas maravillosas sin realmente entender por qué trabajan. Este fue el caso del audion de DeForest. En corto la ignorancia puede ser OK, pero a la larga el inventor tiene mejor idea de lo que exactamente desarrolló. Específicamente, debe ser capaz de explicar cómo trabaja en su solicitud de patente. Desgraciadamente DeForest lo obvió. Sus patentes fallaban en dar explicaciones válidas de cómo trabajaban sus dispositivos de tubo de vacío. Una docena de años después del invento del audion, las patentes de DeForest entraron en conflicto con patentes posteriores que estaban adecuadamente explicadas. En el juicio DeForest fue literalmente incapaz de explicar como amplificaba un tríodo. Es completamente comprensible como podía haber sido tan ingenuo en el momento de sus inventos. Pero considerando que el tríodo de vacío fue la coronación de su logro, no es adulador que nunca se molestase en permanecer en contacto con el campo de la electrónica con suficiencia para encontrar como trabajaba su propia invención. Cuarenta y cinco años después del invento del audion, DeForest todavía afirmando refiriéndose a si mismo como “El padre de la televisión”.

Reginald Fessenden transmite voz

El profesor Reginald Fessenden es un héroe casi desconocido del desarrollo de la radio. Es realmente uno de los más maravillosos pioneros de la radio. Aunque Marconi demostró primero la comunicación trasatlántica, Fessenden fue el primero en ofrecerla como servicio regular en 1906. El más maravilloso logro de Fessenden fue la transmisión de voz. No es tan remarcable lo que hizo sino cuando lo hizo. En diciembre de 1900 transmitió una señal de voz a su ayudante Alfred Thiessen a una distancia de una milla desde su laboratorio en Cobb Island en el río Potomac. "One-two-three-four …Is it snowing where your are, Mr. Thiessen? Telegraph back if it is". "Yes, is is!" pulsó Thiessen en un telégrafo. Desde una prespectiva moderna el invento de Fessenden llegó al menos 15 años antes que estuviesen disponibles los componentes para hacerlo apropiado. Lo que Fessenden necesitaba eran tubos audion de alta potencia. Sin embargo, no los conocía. De modo que transmitió transmisión de voz modulada en AM usando transmisores de chispa. Eso suena imposible. Y ya que las brechas de chispas estaban "muertas tecnológicamente", no es totalmente sorprendente que Fessenden haya estado largamente olvidado. Los únicos artículos de Fessenden que yo haya leído jamás no describen su aparato con claridad. No obstante, a él le parece que ha sucedido en tres ocasiones principales y otras muchas menores.

Fessenden compensa las chispas

Se necesita una onda portadora pura, llana, para producir modulación AM clara, pero no hay nada liso con la estática de una brecha de chispa. Fessenden razonó que, si los golpes de estática ocurrían con la frecuencia suficiente, la frecuencia del estrépito del zumbido a demasiada alta frecuencia para que los oídos humanos lo escuchasen. De modo que en lugar de chisporrotear unas pocas docenas o un ciento de veces por segundo, el generador de Fessenden chisporroteaba 10.000 veces por segundo. Entonces (aparentemente) filtró la señal usando circuitos resonantes inductor/condensador. El transmisor tenía su propia planta de energía con motor de vapor y probablemente era bastante potente. El motor de vapor tenía que girar a toda velocidad antes que la voz llegase a ser inteligible.

El uso de ruido de alta frecuencia para conseguir deshacerse de ruido de baja frecuencia es reminiscencia del principio de cancelación de ruido "Dolby sound" moderno. Más que pelear con el ruido inherente en un sistema de grabación analógico, el sistema Dolby modula deliberadamente la música con una onda senoide de alta frecuencia de 25.000 Hz para destruir el ruido.

Leí otro cálculo de trabajo de Fessenden en el cual su voz era descrita como un alternador a alta velocidad. Bueno, la transmisión de voz con un alternador de alta velocidad suena bastante arduo también. Las descripciones técnicas mutiladas son un serio problema cuando se estudia la historia de la radio. Es difícil imaginar exactamente lo que hacían.

Fessenden inventa el barretter

Fessenden también inventó un nuevo detector sensible que llamó “barretter”. Barretter significa “cambiador” en francés y todavía es usado como el detector de microondas “barreter”. Los modernos barreters consisten de un hilo microscópico de platino que calienta y enfría rápidamente cuando estallidos de diminutas corrientes de radio frecuencia pasan a través del hilo. Según el hilo cambia de temperatura, su resistencia cambia rápidamente y todavía es usado para modular una corriente DC pasando a través de un sensible auricular telefónico.

Lo que no entiendo es cómo el profesor consiguió suficiente fuerza de señal de un micrófono telefónico de la era del 1900 para modular un transmisor potente. En mi opinión ese habría sido su tercer éxito. En un transmisor de amplitud modulada (placa modulada) comercial de 1930 y posterior, el sonido de audio del micrófono tenía que ser amplificado a la mitad de la potencia de salida del radio transmisor. Por ejemplo, para un transmisor de 1000 vatios era necesario un audio amplificador de 500 vatios. No había modo de fabricar tal cosa en 1900.

Tal vez inventó el “modulador magnético”. En 1920 algunos transmisores de sonido usaban un transformador para imprimir amplitud modulada directamente a la señal de RF. El micrófono modulaba una corriente DC en el primario del transformador mientras la tierra del transmisor para la antena pasaba a través del secundario del transformador. Saturando el hierro del transformador, la corriente fluyente a través del secundario puede ser cambiada radicalmente con una pequeña señal, proporcionando con ello la amplificación necesaria. Fessenden debió haber sido un genio obsesivo para difundir voz exitosamente con motores de vapor, barras de hierro, hilo de cobre y chispas.

El momento del logro de Fessenden no paso inadvertido y fue capaz de conseguir dinero para comenzar una compañía de radiodifusión. Su primera demostración pública consistió de conversación y tocar con el violín “Oh Holy Night” en la Nochebuena de 1906. Sin embargo, su progreso comercial fue lento y en el momento que la radiodifusión de AM comenzó a funcionar bien casi todo estaba robando sus ideas. La compañía Marconi finalmente registró sus patentes en 1914. Desde una perspectiva moderna el mayor problema de Fessenden fue su falta de planes viables de negocios. Inventó esmerado material pero difícilmente conseguía pago a su trabajo.

Edwin Howard Armstrong

Otro ingeniero que entendió sus propios inventos fue Edwin Armstrong. Estudió ingeniería eléctrica durante la Primera Guerra Mundial, luego, justo después de su graduación, produjo el primero de sus tres grandes inventos, el receptor súper-regenerativo. En los primeros días de la radio era demasiado caro diseñar receptores con gran número de grandes, caros y hambrientos de energía tubos de vacío. Armstrong inventó un modo para usar realimentación en un amplificador de tubo de vacío para incrementar la sensibilidad del receptor en una clase de magnitud. Los receptores súper-regenerativos eran bastos y tenían que ser ajustados correctamente para evitar un ruido de chillido desagradable encima de las estaciones que estabas intentando escuchar. Sin embargo, cuando los receptores súper-regenerativos comenzaron a ser usados, el rango de la radiodifusión se elevó a mil millas y más.

A despecho de sus severas limitaciones, los operadores radioaficionados normalmente hicieron receptores súper-regenerativos tan tarde como 1960. Los súper-regenerativos eran primitivos, pero fueron un paso a la siguiente generación de receptores. En los años 20 Armstrong desarrolló el receptor súper-heterodino. Este es el diseño básico usado hoy en la mayoría de los modernos receptores, desde la televisión a los teléfonos celulares. Cuando yo era joven, construí un receptor súper-regenerativo Knight “Ocean Hopper” de un kit. Solo lo construí porque era barato. El ruido de tono agudo que hacía el súper-regenerativo era tan obvio que no pude esperar a sustituirlo por un receptor de comunicaciones superheterodino de alta calidad.

El receptor TRF no fue la solución

Para lograr la ampliación requerida sin súper-regeneración la solución obvia era poner varios tubos amplificadores de radiofrecuencia en serie. Estas radios se llamaron receptores "radio frecuencia sintonizada" (TRF en inglés) pero nunca fueron muy populares. Cada amplificador en la cadena tenía que ser sintonizado por separado para la estación deseada. Esto significa que las primeras radios TRF tenían literalmente tres o cuatro mandos de sintonía de estación, los cuales tenían que girarse independientemente. Alternativamente, en las mejores radios TRF los condensadores de sintonía estaban agrupados todos juntos de modo que siempre sintonizaban la misma estación simultáneamente. Este método era extremadamente arduo para sincronizar y calibrar de modo que cada bobina sintonizada debería seguir con precisión a lo largo de la banda de frecuencia entera. Otro problema estaba en que eran inherentemente de "bajo Q" y tendían a recibir más de una estación al tiempo. Los únicos receptores TRF prácticos eran extremadamente caros o estaban diseñados para recibir solo una frecuencia.

El receptor súper-heterodino

La solución de Armstrong para vencer el problema fue convertir las señales de radio entrantes a una "frecuencia intermedia" constante, una "IF". La frecuencia IF permanece igual sin tener en cuenta que estación de radio fue sintonizada. En otras palabras, un súperheterodino es un receptor TRF de una sola frecuencia con un convertidor de frecuencia en el extremo. La etapa de IF es sintonizada en fábrica. Nunca necesita ser ajustada de nuevo. Otra ventaja importante fue que la señal en la etapa IF podía ser filtrada de modo que podría admitir solo un paso de banda igual al ancho real de la señal. Por ejemplo, un receptor de radio AM puede tener un paso de banda IF de 20.000 ciclos por segundo (un cps = un hercio). Por supuesto, una señal de código Morse necesita 100 Hz de ancho de banda o menos. De modo que cuando se usa un filtro de ancho de banda estrecho en la IF, el receptor puede seleccionar solo una señal de muchas que pueden estar apiñando la banda. En contraste un receptor TRF o incluso un receptor súper-regenerativo te pueden forzar a escuchar un ancho de banda de 50.000 Hz a la vez.

El súper-heterodino genera la OF por medio de un “oscilador local de RF”. El principio puede ser ilustrado con sonido audible. Cuando dos frecuencias diferentes de sonido se mezclan juntas, las ondas de sonido se cancelan y se refuerzan unas con otras generando componentes de frecuencia que son la suma y diferencia de las dos señales. Por ejemplo, si pulsas dos teclas adyacentes de un piano simultáneamente, el sonido es discordante. Esto es porque estás escuchando esa suma y diferencia de frecuencias. En otro ejemplo, los aviones con doble motor están equipados con sincronizadores de velocidad del motor de modo que los motores no hacen un batido desagradable de frecuencia de sonido “WAH-WAHWAH”. Este sonido es la diferencia en frecuencia entre las dos velocidades de los motores. El mimo principio trabaja con ondas senoides eléctricas para las frecuencias de radio. A diferencia de los ejemplos audibles molestos, en la radio, la frecuencia de batido normalmente es el producto deseado y eso fue el invento de Armstrong.

Un súper-heterodino está sintonizado, pero no por un filtro en la antena, sino más por un oscilador de onda senoide que está desplazado de la señal que deseas escuchar. La cantidad de desplazamiento de frecuencia es igual a la frecuencia intermedia. Por ejemplo, en una radio casera de FM, si quieres sintonizar una estación de radiodifusión en 100 MHz, entonces el oscilador local de sintonía es sintonizado a 110.7 MHz. La diferencia entre las dos frecuencias es de 10.7 MHz que es la IF usada habitualmente en las radios FM. Ya que el oscilador de sintonía genera solo una frecuencia precisa, y porque el filtrado IF puede ser bastante estrecho, la sintonía de un receptor superheterodino puede ser extremadamente selectiva. El superheterodino se hace más sensible poniendo varios amplificadores IF en serie. O, como se explicó anteriormente, puedes ver los amplificadores IF como un receptor TRF de simple frecuencia.

Al final de los 20 los transmisores de chispa fueron prohibidos y sustituidos por osciladores de onda senoide de tubos de vacío. Los osciladores de onda senoide generan simplemente una frecuencia discreta. Después de esta mejora, cientos de señales de código Morse se podían distribuir por una banda sin interferir unas con otras. Y usando el superheterodino de Armstrong, el receptor podía seleccionar solo una de esas señales de código Morse.

Osciladores de batido de frecuencia – de donde viene el tono musical de código Morse

Aunque un simple superheterodino recibe bellísimamente la radiodifusión AM, el código Morse esencialmente es inaudible debido a que una señal de onda senoide no está modulada. Durante la década de 1920 los transmisores de código Morse solían estar modulados con un dispositivo de conmutación conducido por un motor mecánico que hacían el sonido Morse como un zumbido y más como un viejo equipo de chispa.

Para escuchar Morse con un superheterodino, se necesita otro oscilador llamad Oscilador de Batido de Frecuencia (BFO) para producir el sonido musical. Por ejemplo, mi primer receptor de onda corta fue uno de aquella anciana radio toda banda que se podían encontrar a menudo en los salones en los años 40. El receptor trabajaba estupendo para recibir estaciones de radio AM como Radio Moscú. Sin embargo, cuando sintonizaba las bandas de aficionado, las señales de código Morse eran inaudibles o simplemente ruidos de golpes. Para recibir código Morse tenía que colocar una pequeña radio de mesa encima de la radio grande de onda corta. Sintonizaba la radio pequeña hasta que podía oír el oscilador de sintonía de la radio de mesa (oscilador local) en el receptor grande. Esta señal se batía con las señales de código Morse y las hacía audibles. Era algo retorcido y apenas práctico. Por supuesto un receptor de comunicaciones tiene un BFO interno y es fácil de usar.

Conseguir librarse de la estática atmosférica

Las comunicaciones esencialmente eran al 100% código Morse hasta después de la 1ª Guerra Mundial. Repentinamente llegó a ser común escuchar voces en la radio. En 1921 comenzó la primera exitosa radiodifusión de voz en Amplitud Modulada. Con las radiodifusiones en AM, el transmisor no se conectaba y desconectaba como en el código Morse sino que el transmisor se dejó conectado continuamente. Este proceso marcaba o “modulaba” voz y música en la señal. En otras palabras, con la modulación AM la información contenida es proporcional a la potencia momentánea de la señal. Tanto más alta es la potencia de la señal y hay menos interferencia de tormentas eléctricas, grandes motores DC o automóviles de ignición cercanos, la radio de amplitud modulada (AM) trabaja bastante bien. Por 1930 la radio AM fue un utensilio estándar en las familias americanas. Pero con todo aquel ruido de chisporroteo y estallido en las señales débiles, la radio AM nunca es verdaderamente de alta fidelidad excepto cuando se sintonizaban estaciones locales potentes.

La estática atmosférica es una señal de ruido natural que tiene la misma forma de amplitud modulada como las señales AM hechas por el hombre. Por ello es imposible eliminar la estática sin cambiar el método de modulación. Edwin Armstrong se aisló en su laboratorio en el edificio Empire State en la ciudad de New York y trabajó para encontrar un modo de eliminar la estática en las radiodifusiones de voz. Armstrong necesitó crear una modulación de audio que pudiese marcarse en una señal del transmisor sin imitar los ruidos naturales de descargas eléctricas y estáticas.

Finalmente Armstrong tubo la idea de modular la frecuencia de la señal en lugar de la intensidad de la señal. En otras palabras, como dice el locutor, la frecuencia del transmisor se mueve arriba y abajo en el tiempo con la frecuencia de audio del sonido. La Frecuencia Modulada resolvió la mayoría del problema del ruido y fue el origen de las radios de FM que escuchamos hoy. Armstrong había estado trabajando para la Radio Corporation of America que fabricaba superheterodinos. Debido al superheterodino, la RCA con su subsidiaria la Nacional Broadcast Company, dominó la radio AM mientras duró la patente. La RCA era dirigida por David Sarnoff quien erró en recompensar la contribución de Armstrong a la compañía. Armstrong dejó la RCA y comenzó su propia red de emisoras de radio FM.

Sarnoff necesitó la radio FM para transmitir la señal de audio con la televisión así que simplemente robó el invento de Armstrong. Sarnoff, pudiendo emplear más abogados, podía emplear la guerra de la patente de ambos modos a su favor. Estos abogados incluso convencieron a la corte de que la RCA había inventado la FM, no Armstrong. Sarnoff también persuadió a la FCC a forzar a las estaciones de FM a emitir en frecuencias de VHF a potencia baja lo que las restringió a emisión local. Esto impidió que la FM fuese usada por estaciones de largo alcance como las estaciones de AM de “canal limpio” de 50.000 vatios que todavía están dispersas por USA. Al final Sarnoff ganó todas las batallas y arruinó a Armstrong.

Armstrong, a quien le gustaba escalar altas torres de radio, finalizó su vida saltando desde una ventana de un treceavo piso en 1954.

El transistor miniaturiza la electrónica

El transistor bipolar fue inventado en 1947 por Shockley y Bardeen mientras trabajaban en los Laboratorios Bell. Funcionalmente se puede pensar en el transistor como un “tubo de vacío tríodo en miniatura”. A diferencia del tubo, un transistor consiste de un grano de cristal semiconductor con tres cables conectados. Al igual que un tríodo, una puerta de control llamada “base” permite que una pequeña corriente controle una corriente mucho mayor que fluye desde el cable “emisor” al cable “colector”. A diferencia de los tubos, no hay cámara de vacío, no hay filamento calentado, no hay alto voltaje relativo, y no se necesita una fuente de alimentación separada para iluminar el filamento.

En los tubos de vacío, la rejilla de control de un tubo de vacío siempre debe estar referenciada al polo negativo del circuito. Esto es, la rejilla siempre es manejada a unos cuantos voltios de diferencia del voltaje en el filamento (cátodo). El potencial de la placa del tubo de vacío es habitualmente bastante alto, normalmente cientos de voltios, y siempre de polaridad positiva. En contraste, los transistores pueden funcionar con tan poco como uno o dos voltios y pueden construirse en dos polaridades. La base de control se puede referenciar tanto al polo negativo (transistores NPN) o al polo positivo (transistores PNP). Ya que están disponibles en diseños complementarios, los dos tipos se pueden usar juntos para formar circuitos de alta ganancia compactos con unos cuantos componentes adicionales tales como resistencias y transformadores.

Los primeros transistores fueron dispositivos frágiles llamados "transistores de punto de contacto" que nunca aparecieron en los productos de consumo. (Un intento de construcción transistores de punto de contacto está descrito en el capítulo 4). Los primeros transistores usados ampliamente estaban hechos de germanio y no de silicio. Los primigenios transistores de germanio solo podían tolerar diminutos niveles de potencia. Por ejemplo, el transistor 2N35 se podía quemar si disipaba más de 35 milésimas de un vatio. En los años 50 fueron vendidos a los aficionados para experimentación, pero eran difíciles de conseguir hacerlos trabajar antes de que quemaran. Yo compré uno por 5 dólares y lo quemé inmediatamente. Hoy esa cantidad de dinero podría ser como 50 dólares cada uno. Posteriormente en 1960 la Texas Instruments Company perfeccionó los transistores de silicio y el dominio de los tubos de vacío se arruinó.

La radio cubre el mundo

La compañía Sony en Japón realizó con esos transistores de silicio una ocasión única. Dieron un salto y revolucionaron la radio AM. Hicieron diminutas "radios a transistores" alimentadas a baterías que costaban unos pocos dólares y entraban en un bolso de la camisa. Ya que no necesitaban alimentación de la pared y las baterías eran pequeñas y baratas, de repente incluso la gente más pobre de la Tierra podían proveerse de radios a transistores.

En la década de los 60 apareció otro tipo de transistor de silicio, el Transistor de Efecto de Campo (FET). Los FET son también dispositivos de tres hilos. La puerta de control de un FET es llamada realmente la "puerta" y la puerta usa voltajes débiles, en lugar de corrientes débiles, para controlar la corriente grande que fluye del terminal "fuente" al terminal "drenaje". Como en los transistores bipolares, los FET vienen en dos polaridades llamados "canal-N" y "canal-P". Los FET de hoy día son la base de la mayoría de circuitos integrado usados en ordenadores, y al igual que se verá posteriormente, también son valiosos en los circuitos de radio.

Llegar a ser un operador radioaficionado

Mi escucha seria de la onda corta comenzó durante la guerra fría. Mi gran "radio toda banda" me permitió sintonizar las bandas de onda corta. Esta radio era de casi un metro de alta, 60 cm. de ancha y empaquetada en una bella carcasa de madera. Pero comparada con un receptor de comunicaciones real, esta radio de sala de estar estaba extremadamente limitada. Tenía pobre sensibilidad y solo cubría unas cuantas bandas de aficionado. No tenía "extensión de banda" así que las bandas de aficionado eran aproximadamente 3 mm de ancho de un dial de 10 cm. Por otro lado, no era despreciable. Era capaz de escuchar ocasionalmente conversaciones de voz en AM entre aficionados. Más tarde compré una"radio moral" de sobrantes de la 2ª Guerra Mundial. Éstas eran receptores de onda corta que fueron tiradas para las tropas para que pudiesen escuchar la radiodifusión de casa, Tokyo Rose y otras estaciones moduladas en AM. Las radios morales tampoco tenían "oscilador de batido de frecuencia" y no podían recibir código Morse sin recurrir al truco de una segunda radio descrito anteriormente. Aprendí código Morse en los Boy Scouts. Un requerimiento para nuestro distintivo de Boy Scout de Primera Clase era enviar y recibir código Morse usando una bandera de señales. La bandera era ondeada sobre la cabeza a la izquierda para "dash" y a la derecha para "doh". Nuestro manual de Boy Scout nos amonestaba para recordar lo que decía el holandés, "Dots a la derecha". Los Boy Scout de hoy día no tienen el requerimiento del código Morse. Esto es una vergüenza. En una emergencia, la habilidad para comunicar golpeando a través de un muro u ondeando al otro lado de un cañón no es una habilidad trivial. Los presos a lo largo del mundo suelen comunicarse golpeando mensajes a través de paredes usando un código universal. El código de los presos traduce el alfabeto en golpes donde la letra "A" es igual a un golpe, la "B" igual a dos golpes y por supuesto la "Z" es igual a 26 golpes. ¡Qué dolor! Supongo que los presos tienen montones de tiempo en sus manos.

Varios de mis amigos también estaban interesados en la onda corta e iniciamos un club de de escucha de onda corta (SWL). Para practicar código Morse mi colega Eric Raimy emparejó un sistema telegráfico de zumbadores que comunicaba entre su dormitorio, laalacena del rellano del piso inferior y el sótano. Éramos estudiantes de secundaria sentados en nuestros puestos y tomábamos nuestro lento código Morse hasta conseguir nuestra velocidad de 5 palabras por minuto y pudimos pasar el examen de radioaficionado de clase Novicio. Conseguimos nuestras licencias de aficionado con la ayuda de un director de escuela local, Glenn Johnson, W0FQK.

Si quieres conseguir una licencia de aficionado, necesitas encontrar un club de radioaficionados en tu zona. Los clubes de aficionados generalmente llevan clases para nuevos aficionados y dan los exámenes para las licencias (en USA). Comprueba en Internet los clubes locales. Si no los encuentras, vete a la website de URE, www.ure.es. La URE te ayudará de muchas maneras. Te pueden proporcionar materiales de estudio, revistas, libros y gente con quien contactar en tu zona.

La radioafición en los últimos 80 años

Como la electrónica en general, la radioafición explotó en muchas facetas diferentes desde la 2ª Guerra Mundial. Desde un entretenimiento que fue el código Morse originalmente, seextendió en una larga lista de capacidades y actividades. Cada década ha añadido más y más variaciones en las maneras y métodos para los aficionados a usar la tecnología de radio. Como norma, las nuevas tecnologías fueron demostradas diez años primero que llegasen a ser comunes. De todas las modalidades de aficionado que han sido usadas, sololos transmisores de chispa están completamente extinguidos. La fonía en AM sin embargoraramente es usada hoy.

1920 Código Morse en onda continua y la primera radio AM. (tubos de vacío y el fin del transmisor de chispa) 1930 Fonía AM, Muy Alta Frecuencia (VHF) 54 MHz y superior. 1940 Radio Teletipo (RTTY), comunicación FM VHF, transmisores móviles en coches. 1950 Fonía en Banda Lateral Única (SSB), televisión de aficionados, televisión de barridolento (un tipo de radio fax). Comunicación en UHF, 220 MHz y superior. Antenasdireccionales. 1960 Comunicación de aficionados por microondas. Facilidad de uso de la SSB en lostransceptores de HF. Comunicación por rebote lunar y rebote en meteoritos. 1970 Comunicación de aficionados por satélite, estaciones repetidoras de VHF/UHF. 1980 Transmisores de mano. Mantenimiento de libro de guardia computerizado. Manejo demensajes en paquetes AMTOR (radio e-mail). 1990 Comunicación por la dispersión del espectro, radio control y telemetría de cohetes deaficionado, estaciones robots, mensajes en PSK-31 (e-mail instantáneo por ordenador),

IRLP (estaciones repetidoras de VHF conectadas a Internet), estaciones QRP (baja potencia) y modelismo radiocontrolado de aficionados, TV en pequeños cohetes.

Desde el punto de vista de la variedad del nuevo equipamiento, la radioafición está en alza. En el lado opuesto, gracias a Internet, las máquinas de fax y la telefonía móvil, la mayoría de esta tecnología puede ser usada ahora por gente que no tiene licencia y no está interesada en como trabaja. Sin embargo, algunos aspectos de la radioafición permanecen únicos a este hobby y no han cambiado. Son:

  1. Código Morse.
  2. Intercambio de tarjetas QSL (confirmación de contacto).
  3. Equipamiento de fabricación casera.
  4. Dominio de nuevos o exóticos modos de comunicación, tal como repetidores por satélite o modos de propagación inusuales de señales como el rebote lunar.

El futuro de las bandas de radioaficionado

La existencia de la radioafición como un hobby es totalmente dependiente del permiso gubernamental para transmitir. Por eso necesitamos asignaciones del espectro de frecuencia. Pero cada día están siendo encontrados más y más usos comerciales para comunicación inalámbrica. Estas aplicaciones están en dos categorías. Las comunicaciones de corto alcance, llamadas "Aplicaciones parte 15", transmiten a menos de 35 metros. Unen impresoras a ordenadores, soportan teléfonos inalámbricos, abren puertas de garajes y cierres de automóviles. Las frecuencias adecuadas pueden ser bajas, digamos 1 megahercio y por debajo. O pueden usar frecuencias muy altas, 40 MHz y por encima. El rango de alta frecuencia (HF) entre 1 y 40 MHz no es deseable para estas aplicaciones porque, cuando las condiciones atmosféricas son correctas, señales de grandes distancias, incluso del otro lado del mundo, pueden enganchar un dispositivo local. Por ejemplo, cuando fue lanzado el primer Sputnik soviético en 1957, radiaba en 20 MHz. Cada vez que pasaba por encima de Estados Unidos, muchos propietarios descubrieron que las puertas de sus garajes se abrían y cerraban misteriosamente. Mediante el uso de receptores selectivos y codificación digital, la mayoría de este tipo de interferencia de radio ha sido eliminada. Pero cuando las bandas llegan a estar atestadas con señales, incluso un receptor sofisticado finalmente se paralizará por la interferencia y no querrá responder al código correcto.

Los teléfonos celulares, el posicionamiento global y los enlaces de Internet transmiten sobre distancias de unas cuantas millas o más a satélites para proporcionar comunicaciones fiables. Las mejores frecuencias para estas aplicaciones son por encima de 40 MHz ya que las señales aleatorias del resto del mundo normalmente no interfieren. A 500 MHz y por encima, las señales más allá del horizonte casi nunca interferirán. Estas frecuencias pueden ser fiables día y noche para comunicación segura. En la era moderna son estas frecuencias de UHF y microondas las que tienen el mayor valor comercial.

Los aficionados tienen unas cuantas bandas en esta parte de alto valor del espectro. Hemos conseguido mantenerlas compartiéndolas con los militares.

Gracias dios mío por la naturaleza errática de la HF

Desde 1930 las bandas más importantes de aficionados has sido las frecuencias de HF entre 1,8 y 29,7 MHz. Las buenas noticias para los aficionados es que es la falta de confianza de estas bandas las hace atractivas para nosotros y no para usuarios comerciales. Cuando los aficionados encendemos nuestros receptores, realmente no sabemos lo que vamos a escuchar. Puede ser solo estática o un par de chicos locales discutiendo su juego de golf. O podemos escuchar un aficionado en Mongolia buscando una charla. Es como ir de pesca. No está dicho que puedes pescar. Eso es lo divertido de ello.

Malas señales para el futuro

Según el equipo de radio llega a ser más complejo, menos y menos aficionados entienden como trabaja. Es justo decir que la mayoría de aficionados hoy están sobrepasados por la complejidad del equipo que usan y no hacen un intento serio por entenderlo. Como resultado solo una pequeña minoría intenta construir el suyo propio. La licencia FCC para aficionados refleja esta tendencia. Unos pocos aficionados construyen su propio equipo, los radioaficionados han llegado a ser simplemente otra forma de consumidores de electrónica. La FCC ha hecho más cuestión acerca de los fabricantes de equipos a toda prueba a que los aficionados entiendan sus equipos.

Hace cuarenta años, los exámenes de licencia de radio eran administrados directamente por la Comisión Federal de Comunicaciones. Las pruebas eran dedicadas a los detalles técnicos necesarios para asegurar que los aficionados conocían como mantener sus transmisores de construcción casera operando dentro de las bandas asignadas. El privilegio de uso de todas las frecuencias de aficionado solo era concedido a los aficionados mejor adiestrados. Tenían que demostrar 20 palabras por minuto de velocidad de código Morse y realizar un complejo examen que incluía dibujar diagramas de circuitos de varios tipos de transmisores y calcular parámetros de diseño. Hoy la velocidad de código para la clase de licencia más alta, la clase Extra, ha sido reducida a solo 5 palabras por minuto. Las pruebas son ahora exámenes de elección múltiple dadas por aficionados voluntarios. En la preparación para el examen, los aficionados modernos estudian las pruebas, en lugar del material cubierto por las pruebas. En términos de conocimiento de ingeniería, el aficionado moderno es un peso ligero comparado con los aficionados de hace 50 años.

Otro signo alarmante es el número de operadores radioaficionados relativamente fijo, y la edad media de los aficionados continúa elevándose. Es una conclusión lógica que finalmente nuestras frecuencias sean quitadas por falta de interés. La radioafición llegará a ser otro pasatiempo histórico de la misma categoría que la cacería de búfalos.

La última amenaza a la radioafición es la iniciativa de difusión por las líneas eléctricas. Las compañías eléctricas quieren hacer dinero usando las líneas eléctricas como conducciones de conexión a Internet en toda casa que recibe electricidad. Desgraciadamente las líneas eléctricas fugarán al cielo este ruido de radio y producirán un fuerte zumbido de ruido que arruinará todas las señales de radio débiles y moderadas entre 2.0 y 80 MHz. Este ruido de radio será un final para casi toda la radioafición y difusión de onda corta.

Dominando la tecnología

Según la tecnología de la civilización llega a ser más sofisticada, el conocimiento básico entre nuestra población consigue fracturarse más y más. Aunque la cantidad de conocimiento que individualmente tiene la gente educada en sus cabezas puede ser la misma, cada ciudadano conoce más acerca de menos. El manejo de los modernos transceptores de radioafición recuerda el manejo de un complejo VCR. Si, el equipo puede manejar todos los modos modernos y frecuencias. Pero primero debes leer el manual y pulsar 48 botones para seleccionar los menús y opciones correctos. No es fácil de manejar una de estas maravillas que-lo-hacen-todo. Pero cuando lo consigues, realmente no has aprendido mucho de la electrónica.

Los transceptores modernos me recuerdan los circuitos integrados. Los transceptores están empaquetados con docenas (o cientos) de circuitos integrados conteniendo quizás varios millones de transistores. Como un transceptor es un todo, un circuito integrado no puede ser fijo, su contenido es misterioso y normalmente es un sólido rectangular, negro, con “patas” o hilos. Incluso con el manual de servicio de un moderno radio transceptor en frente de ti, es arduo conseguir más que una idea general de su diagrama de bloque y como trabaja.

¡Pero seguro que los ingenieros que diseñaron estas maravillosas radios modernas conocen como trabajan! No, no realmente. Si, puede haber un puñado de ingenieros en el mundo que tienen una buena compresión de todas las tecnologías de un transceptor moderno. ¡Pero no apostaría por ello! Cada ingeniero se especializa en ensamblar o programar módulos que son comprados de otras fábricas. Los módulos están sellados y no pueden ser reparados. Exactamente lo que hay dentro de esos módulos es probablemente tan misterioso para ellos como para el resto de nosotros.

Durante el último siglo, el espacio de conocimiento de un radio operador ha continuado encogiéndose. Hace cien años, los primeros pioneros de la radio no solo probaban radios al aire, también trabajaban en los materiales para construir los componentes para sus radios.

Esta tendencia puede ser ilustrada por una “pirámide tecnológica” para la tecnología de la radioafición. En la parte más alta de la pirámide está el conocimiento de cómo manejar una radio de dos vías. En la parte inferior de la pirámide está el buscador que explora la inmensidad y encuentra primero los materiales crudos necesarios para hacer una radio y toda la demás tecnología moderna. En medio están las habilidades necesarias para construir tu propio equipo de radio.

Un modo para ver el cambio es que la radioafición se ha retirado lentamente de la pirámide para llegar a ser solo otro producto de consumo como las televisiones y los teléfonos celulares. La mayoría de aficionados aducen que la radioafición puede hacer más cosas que nunca y por ello es más interesante. Podemos transmitir televisión de aficionados en directo, redes de mensajes e-mail y faxes. Afortunada o desafortunadamente las mismas tecnologías han llegado ha estar disponibles para la gente ordinaria sin licencias. ¿Por qué molestarse con la radioafición?

Radio de aficionado de construcción casera y el “QRP”

La construcción de tus propias radios es conocido comúnmente como “elaboración casera”. Hasta la 2ª Guerra Mundial las radios de aficionado eran de elaboración casera. En los primeros días equipo decente de radio era apenas disponible y durante la depresión fue inalcanzable para la gente media. Si no podías construir tu equipo por ti mismo, probablemente no podrías salir al aire. A este respecto una pequeña pobreza no siempre es una mala cosa. Cuando la vida es demasiado fácil, llega a ser aburrida.

Hasta 1950 el equipo de construcción casera de radio aficionado era rutinario. Después de ese tiempo la construcción de transmisores en casa permaneció común solo entre la juventud y la gente empobrecida. Los buenos receptores de comunicaciones fueron los más difíciles de construir, de modo que los receptores de construcción casera fueron los primeros en irse.

En las décadas de los 50 y 60 las compañías como Heath y Allied Radio sustituyeron el equipo de construcción casera por kits prefabricados de buen diseño. Para hacer un equipo bueno y útil todo lo que tenías que hacer era soldar los componentes juntos. Finalmente en la década de los 80 los kits llegaron a ser tan complejos que las compañías no nos dejaban hacer más que soldar los montajes prefabricados. Cuando ocurrió esto, los kits llegaron a ser tan aburridos que desaparecieron del todo.

Hoy hay un interés creciente en construir transmisores de baja potencia "QRP". La mayoría de aficionados al QRP están construyendo kits de nuevo. Unos cuantos pioneros modernos están construyéndolos de partes discretas. Una rama de esta afición construye transmisores en latas de sardinas para enfatizar el pequeño tamaño del transmisor. Otro grupo usa cajas de confitería que son incluso más pequeñas. En cualquier caso, el QRP es la esperanza más brillante que nuestra afición tiene para mantener la técnica competente y atractiva para la gente joven.

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