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Corría el año 1880 cuando el inventor Tomás Alva Edison se enfrentaba a un extraño problema. Sus bombillas, construidas en base a un filamento de carbón colocado en una ampolla de cristal en la que se había practicado el vacío, tenían tendencia a ennegrecerse por dentro. Y si bien esto no parecía afectar a la vida útil, acababa afeando el cristal, aparte de atenuar la luz no demasiado brillante que estas lámparas proporcionaban.



El efecto era difícil de evitar, ya que estaba originado por la propia naturaleza del material del filamento, y no se corregiría hasta que el carbón fue sustituido por el tugsteno veinte años después. Pero el Mago de Menlo Park, en su intento de hallar una solución rápida, se le ocurrió la idea de colocar una pequeña placa metálica a cierta distancia del filamento y conectarla exteriormente a uno de los polos de alimentación de la lámpara, esperando que el efecto de la corriente continua atrajera las partículas libres de carbón y el cristal se viera libre de las deposiciones.

El caso es que esto no funcionó, pero en cambio Edison descubrió con sorpresa que si la nueva placa estaba conectada al polo positivo, circulaba una débil corriente a través del cable de unión. En cambio, si la polaridad era negativa, el fenómeno no se manifestaba.





La razón de tal comportamiento estaba fuera de su comprensión y lo que acabó por llamarse Efecto Edison no pasó de ser una curiosidad anotada en sus cuadernos de laboratorio. Cuatro años mas tarde, en un intento de rentabilizar este pequeño hallazgo, Edisón patentó un amperímetro de medida indirecta, ya que en sus pruebas había descubierto una relación de proporcionalidad entre la corriente de la placa y la temperatura del filamento, y por tanto con la intensidad de la corriente que pasaba por él.
El dispositivo era poco práctico porque introducía una gran resistencia en el circuito a medir, y apenas se utilizó. Sin embargo, algunas de estas lámparas modificadas fueron exibidas en una exposición de electrotécnia y comunicaciones celebrada en 1884 en Philadelfia y despertaron la curiosidad de uno de los asistentes, el Ingeniero General del Post Office británico, William Preece, persona muy interesada en las innovaciones y que poco más tarde se convertiría en el primer preceptor del joven Marconi a su llegada a Inglaterra. Preece adquirió varias lámparas y se las llevó a su país.

Al principio, el Efecto Edison o Efecto Azul, como también era conocido por la débil luz de este color que emitía el cristal de la lámpara, no despertó demasiada curiosidad entre los investigadores, limitándose a realizar algunas experiencias que fueron presentadas ante los exclusivos asistentes a las conferencia de la Physical Society y publicadas en las páginas interiores de las revistas científicas.
A la mayoría de los estudiosos de la física les intrigaba más el hecho que la corriente pudiera "saltar" el vacío que el detalle adicional que el salto fuera sólo en un sentido. En 1895, cuando Nikola Tesla trabajaba con sus lámparas fluorescentes, ya había observado que si bajaba aún más la presión interior del gas, aparecía un cierto efecto rectificador de la corriente alterna, favoreciendo su paso en una de las dos direcciones. Pero en esta época el excéntrico genio estaba mucho más preocupado por la trasmisión eléctrica de la energía a distancia, que en la dudosa utilidad que esto pudiera tener para la detección de señales de radio, función para la que ya existía el cohesor de limaduras metálicas, por lo que no continuó investigando el fenómeno.

A la vez, en el campo de la física pura se producían descubrimientos que poco a poco iban explicando los extraños fenómenos aparecidos con la incipiente tecnología eléctrica. En 1891, George Johnstone Stoney, hizo pública su sospecha de que la electricidad no fuera un flujo amorfo que circulaba entre dos polos, sino más bien una corriente formada por diminutas partículas indivisibles portadoras de carga eléctrica. A tal partícula hipotética la llamó electrón, palabra griega que significa "ámbar", ya que este fue uno de los primeros materiales naturales que la frotarlo desveló la existencia de la electricidad.

Seis años más tarde, en el laboratorio Cavedish de la universidad de Cambridge, el físico J.J. Thomson analizaba los fenómenos asociados a los tubos de rayos catódicos desarrollados por Geissler y Crookes, cuando intuyó que los rayos que emanaban de un cátodo negativo y chocaban contra un electrodo positivo en forma de cruz, proyectando sobre el cristal su sombra bordeada por halo azul, tal vez fueran los electrones descritos por Stoney. Thomson estudió sus características, descubriendo que viajaban en línea recta pero podían ser desviados tanto directamente en el sentido longitudinal por los campos eléctricos, como transversalmente por la acción de campos magnéticos.
Thomson estableció además que su carga era negativa, aunque no la cuantificó (trabajo que llevaría a cabo Millikan en 1910, mediante su famoso experimento de la gota de aceite).




Cerca de allí, mientras tanto, había un científico que intentaba encontrar una aplicación más práctica a este fenómeno. John Ambrose Fleming era un brillante profesor del University College de Londres, ex alumno del propio Maxwell, que después de trabajar algunos años para la Electric Light Company, propiedad de Edison, fue contratado por Guillermo Marconi como asesor, sin duda para suplir la falta de saber académico que el italiano nunca se molestó en ocultar.
Fleming, con su capacidad para el cálculo y su profundo conocimiento de la física, representó el complementó perfecto para la destreza de ingenieros y técnicos de la talla de Richard Vyvyan o Georges Kemp, artífices de la construcción de las estaciones trasmisoras de Marconi en Poldhu y Glace Bay, que entre 1901 y 1902 unieron mediante ondas hertzianas ambas orillas del Atlántico.
Fleming también se sentía intrigado por las lámparas que Preece había traído, hasta el punto que aprovechando un viaje a Canadá para asistir a una serie de conferencias, se desplazó hasta los laboratorios Edison de New Jersey, con el fin de obtener más información sobre el extraño fenómeno.




De vuelta en su país, realizó numerosas experiencias. Desarrolló la llamada "regla de la mano derecha", que relaciona la fuerza ejercida por un campo magnético con la dirección de la corriente, y sus trabajos fueron progresando hasta que finalmente en 1904 presentó la patente del primer rectificador termoiónico de vacío capaz de detectar corrientes alternas de alta frecuencia, y por tanto de convertir las ondas de radio captadas por una antena en una corriente continua variable, capaz de ser traducida a sonidos en un auricular.






A partir de esta lámpara especial, llamada también "válvula diodo" por los ingleses, atendiendo a su característica de conducción unidireccional y por tener dos electrodos, Fleming construyó un sencillo receptor que detectaba directamente las ondas de radio. El dispositivo era mucho más estable que los incipientes rectificadores a cristal, e incluso que el detector electrolítico "barretter" de Reginald Fessenden, pero no alcanzaba ni de buen grado su nivel de sensibilidad. A causa de la baja señal de salida Fleming tuvo que prescindir de los auricularles, sustituyéndolos por un galvanómetro de espejo, lo cual hizo perder la ventaja selectiva de la "modulación musical" para discriminar estaciones y obligaba a su vez a los operadores de radio a estar atentos al desplazamiento del punto luminoso sobre una escala graduada para decodificar los signos morse.

La Telegraph & Signal Company de Marconi, para cumplir con su relación contractual con Fleming, equipó algunas estaciones de buques con este tipo de detector, pero mayormente continuó confiando en su receptor magnético de 1902, que no precisaba alimentación eléctrica y cuyas señales eran perfectamente audibles en un auricular.


A partir de este momento el hilo de la historia retorna a Estados Unidos, dos años atrás, donde el ingeniero y empresario Lee de Forest intentaba hacerse un hueco en el novedoso mercado de las trasmisiones inalámbricas. Mercado en el que incluso al otro lado del Atlántico, la competencia más feroz era sin duda la de Marconi, que unía a su prestigio una indudable habilidad comercial.
En 1901, ambos personajes tuvieron serias diferencias con motivo de la retrasmisión de las incidencias de las regatas de la Copa América de vela. De Forest había sido contratado por la Asociación de Editores de Prensa, mientras su contrincante lo había sido por la Associate Press. Sin embargo, nada más comenzar las trasmisiones, los equipos de chispa de banda ancha que utilizaban ambas empresas comenzaron a interferirse de tal manera que imposibilitaron la llegada de mensajes a las estaciones receptoras, y que acabaron obligando a la organización a comunicar los resultados de las carreras mediante vigías armados de un catalejo y las clásicas banderas de señales.

De Forest había nacido en 1873 en Council Bluffs, una pequeña localidad del medio oeste americano situada en el estado de Iowa. Su infancia trascurrió sin embargo en la sureña Alabama, donde su padre, un pastor evangelista, ejercía de director de un colegio para niños de color. Más tarde estudió en la institución científica Sheffield, dependiente de la universidad de Yale, doctorándose en 1898 con un estudio sobre "La reflexión de las ondas hertzianas al final de hilos paralelos".
Al comienzo de su vida profesional dio clases de física y trabajó en varias compañías, destacando la Wenstern Electric, donde junto a Edward Smythe descubrió que la llama de los quemadores de gas Welsbach poseían cierto efecto rectificador de la corriente alterna.




En 1901, y con sólo 1.000 $ de capital inició su andadura profesional al asociarse con su compañero Smythe y el profesor Clarens Freeman, para construir el equipo de trasmisiones basado en la tecnología del generador de chispas y cohesor de Branly que utilizarían en la ya citada Copa América, y poco después, a pesar del mal resultado de la experiencia, la aventura tecnológica despertó el interés de otros cinco socios capitalistas, entre los que destacaba el coronel John Firth, personaje emprendedor que llegaría a tener gran influencia en la radio americana.

Fruto de esta unión nació la Wireless American Telephone & Telegraph Co, con la firme voluntad de copar el mercado continental de las comunicaciones inalámbricas. Sin embargo, el interés de De Forest por la ciencia nunca fue pareja a su habilidad comercial, y la vida de dicha empresa fue efímera. Un año después, Firth atrajo a un hombre llamado Schwartz, que utilizaba el apodo de “Abraham White”, un aventurero de los negocios que unía un indudable magnetismo personal a una total ausencia de escrúpulos. White organizó a su manera la De Forest Wireless Telegraph Co. con el notable capital de 3.000.000 $, que financió mediante la emisión de acciones. De Forest, por su aportación tecnológica inicial, recibiría una importante participación y el respetable sueldo de 20 $ por su trabajo como director técnico. Sus antiguos compañeros Smythe y Freeman, artífices de la mayor parte de dicha tecnología, fueron excluidos.
El caso es que White tenía menos interés en producir y vender equipos de comunicación inalámbrica que en especular con el prometedor futuro de la radio, utilizando a Lee De Forest como reclamo para colocar más facilmente las acciones de la empresa. Al poco tiempo se incorporó otro financiero igualmente agresivo llamado Gehring y se creó una nueva compañía denominada International Co, que multiplicaba por cinco el capital social de la anterior, dejándolo en 15 millones de dólares, pero que al no disponer apenas medios materiales, tuvo que "alquilar" los servicios de la Wireless Telegraph por la ridícula suma de 500 $ anuales. De Forest sería el nuevo vicepresidente y director científico, recibiendo una importante cantidad de títulos, aunque no tenía poder de decisión en el plano financiero y sus acciones no se podrían negociar. Como refuerzo técnico, contrataron al ingeniero elécrico Harry Shoemaker, que aparte de haber trabajado en algunas empresas del sector, había ejercido de profesor en la Universidad de Cincinnati.



A mediados de 1902, pese al indudable éxito de la promoción en bolsa, el balance contable era desastroso. Las ventas de equipos de trasmisión-recepción, principalmente a algunas líneas navieras de Estados Unidos y Canadá, no conseguían cubrir los gastos causados por los constantes despilfarros de White. En esa tesitura, la marina americana les encargó dos estaciones completas con la intención de comparar sus características con las de otros fabricantes.

El año anterior el presidente Mackinley había sido asesinado por un anarquista, y su sucesor Theodore Roosevelt estaba seriamente empeñado en mejorar mediante la telegrafía sin hilos la buena efectividad que su marina ya había demostrado en la guerra de Cuba contra España. Las pruebas comparativas de trasmisión se desarrollaron en los buques U.S.S. Topeka y U.S.S. Praire, entre Abril y Mayo de 1903 y participaron también las empresas Slaby-Arco y la Braun-Siemens-Halske, de Alemania, la Ducretet y la Rochefort francesas, y la Lodge-Muirhead inglesa. Marconi no participó, ya que en una negociación previa con el almirante Bradford, el italiano había elevado su listón de exigencias a un pedido mínimo de 20 estaciones que serían servidas sólo en régimen de alquiler y por las que el gobierno americano debería pagar, 200.000 $ iniciales y una cantidad idéntica anual en concepto de personal de operación y de mantenimiento. La Wireless Co, en donde había trabajado Shoemaker, presentó sólo dos receptores. La National Electric Signaling de Reginald Fessenden no se mostró interesada y Nikola Tesla, que alardeaba en los periódicos que sus aparatos eran superiores a los de Marconi, pidió los pliegos de especificaciones técnicas a los militares pero al final no entregó ningún equipo para la prueba.



Los primeros resultados demostraron que las Ducretet y las Slaby-Arco eran las mejores en cuanto a alcance, consiguiendo comunicaciones entre 43 y 52 millas, aunque en las pruebas posteriores, pese a un record puntual de 64 millas de las Slaby, los equipos De Forest demostraron ser más fiables en condiciones cambiantes, con 54 millas de alcance medio que fue conseguido desde ambos buques.

Un comité de la marina determinó que las estaciones de la De Forest Wireless Telegraph, junto a un rendimiento más que aceptable, poseían ventajas técnicas significativas sobre sus competidores, como un explosor sincronizado que en teoría suprimía las interferencias, y que posibilitaba triplicar la velocidad de trasmisión, un sistema automático capaz de retrasmitir un mensaje a través de una cadena de estaciones, un medidor de la distancia a que se encontraba el trasmisor e incluso una especie de goniómetro que permitía saber la dirección de la que provenía la señal. Pero en realidad las valoraciones de dicha comisión eran bastante discutibles, y es probable que el informe tuviera en cuenta factores ajenos a las pretendidas ventajas técnicas, la mayoría en fase experimental, de la firma americana.
Un punto a su favor era también el hecho de que la compañía ya había instalado cincuenta estaciones y tenía ciento setenta y dos en diversos grados de construcción.

Como fuera, el Departamento de Guerra le encargó a De Forest la construcción de dos estaciones terrestres de telegrafía, en Fort Mansfield y en Fort Wentworth, y poco después, cinco más para la marina que se ubicarían en Key West, en la base naval de Pensacola, en San Juan de Puerto Rico, en Guantánamo y en la ciudad panañema de Colón.



Pese a la inyección económica que esto representó, la empresa no levantaba cabeza. Gehring y White andaban a la greña por el control total, y las ganancias eran dilapidadas principalmente por éste último entre gastos personales y campañas de publicidad.
Los problemas se multiplicaban también en otros aspectos. Había quejas de la Marina porque las estaciones ya construidas no alcanzan la cobertura prevista, y en octubre de 1905 De Forest perdió un pleito interpuesto por Reginald Aubrey Fessenden por el uso que hacía de un detector electrolítico sospechosamente parecido al del canadiense. Entre las ochenta patentes a su nombre, algunas de los cuales estaban recurridas judicialmente por otros investigadores, no se incluía ningún detector adecuado, y en este estado de cosas, a De Forest no le quedaba otra opción que ganar tiempo. Debía cumplir su compromiso ante el Departamento de Guerra o corría el riesgo de perder el contrato en vigor y la posibilidad de presentarse para una próxima e importante ampliación del número de estaciones que ya se había anunciado.

De Forest estudió los trabajos de Whittier Pickard, quien llevaba varios años investigando sobre la detección de señales de radio mediante los llamados "catwiskers", o rectificadores en que una punta de metal se apoyaba sobre cristales de diversa naturaleza. Pickard, ahora asociado al coronel Firth y a Shoemaker, que se había despedido de la International Co, había llegado a probar más de 30.000 combinaciones diferentes, patentando finalmente el Perockon, un rectificador basado en acero-silicio mucho más estable que el de acero-galena de Chandra Bose, que era el utilizado por la recien constituida Telefunken alemana.
Al final, De Forest optó por equipar otro rectificador de experimental de mediocre sensibilidad basado en cristales de carborundum (carburo de silicio), que acaba de descubrir el general Henry Chase Dunwoody, confiando en que el nuevo problema judicial que a buen seguro se añadiría a su larga lista le brindara al menos un respiro de varios meses para hallar una nueva solución.





Mientras tanto, la situación entre Gehring y White había alcanzado un punto de no retorno. Pese a que las ventas aumentaban, la empresa estaba casi en quiebra técnica. White, en un afán de defenderse, hizo público que los demás socios conspiraban contra él, y Gehring respondió denunciándolo ante la Corte de Justicia, lo que dio lugar a un farragoso juició por estafa en que De Forest se vió involuntariamente implicado.

Los problemas judiciales corrían paralelos a los técnicos. De Forest, en su frenética búsqueda de un detector, decidió probar fortuna con el recién descubierto rectificador termoiónico de Fleming, y contactó con un fabricante de lámparas de alumbrado de Nueva York llamado McCandless para que confeccionara varios duplicados.
De Forest, a igual que el físico inglés, poseía una buena formación tanto de teoría eléctrica como en práctica tecnológica, y después de hacer acopio de los pocos conocimientos que se tenían por entonces sobre el comportamiento de los electrones, comenzó a modificar las válvulas originales para hallar la manera de aumentar su sensibilidad.
Conocía por ejemplo las experiencias de Artur Rudolf Wehnelt, realizadas en Alemania en 1903, quien había descubierto que la emisión termoiónica de un filamento de platino a la temperatura de 1.170 Cº, aumentaba sensiblemente si el metal estaba contaminado con grasa. El mismo investigador encontró también que recubriendo el filamento con una capa de óxidos de calcio y de bario, se conseguía igualar el grado de emisión a temperaturas muy inferiores.
Por este motivo, De Forest desechó casi desde el principio los filamentos de carbón y pasó a utilizar filamentos de tántalo en sus lámparas. Añadió además una polarización positiva a la placa y recuperó el uso de auriculares de alta impedancia en serie con el cátodo.
Más tarde probó con filamentos de tugsteno recubiertos de sodio y potasio, aunque la vida operativa de los mismos se reveló como demasiado corta como para ser utilizados.

Pese a que las modificaciones anteriores permitieron un pequeño aumento de la efectividad, el rendimiento para la recepción de las ondas de radio seguía siendo mediocre. Entonces, en el mes de noviembre de 1906 De Forest encargó a McCandless una válvula un tanto especial que incorporaba un tercer electrodo de platino en forma de zig-zag situado entre el filamento y la placa. Según algunos, la idea era original de Philipp Lenard, un colaborador de Marconi, pero otros afirman que De Forest decidió probar esta configuración únicamente para que Fleming no pudiera acusarlo ante los tribunales de copiar su detector.
Fuera como fuese, recibió la nueva lámpara y la conectó a su circuito de prueba, y no fue grande su sorpresa cuando comprobó que la señal rectificada de salida era sensiblemente mayor que la del detector original. La válvula de tres electrodos, o Audión, como la llamó comercialmente, fue patentada a principios de 1907, y presentada en el Instituto Brooklyn de Artes y Ciencias el 14 de marzo.
De Forest no pudo explicarse el motivo de tal mejora en el rendimiento, pero acuciado por sus necesidades, la incorporó de inmediato en los receptores de su compañía. Era en efecto mucho mejor que la lámpara diodo de J. A. Fleming, aunque de momento su inventor la describía como un "detector sensible", y no se había percatado que dicho dispositivo poseía, por primera vez en la historia tecnológica de la humanidad, la maravillosa capacidad de amplificar de forma proporcional las señales eléctricas.







Al mismo tiempo, el socio mayoritario Abraham White, después de librarse de Gehring comenzó a lanzar a los cuatro vientos la posible unión de su compañía con la American Marconi Co. para formar la United Wireless Telegraph, con una capitalización de 20 millones de dólares. La Marconi lo desmintió inmediatamente. De Forest, harto de los manejos de White, se enfrentó por fin con él, y ante la imposibilidad de reconducir la situación decidió dejar la compañía.
De esta manera acababa su asociación con aquel individuo tan poco recomendable. Por todas sus patentes, excepto para la del Audión, que aún estaba en trámite, recibió la irrisoria cantidad de 500 $, de los que su abogado se quedó con la mitad.
Más tarde, en 1910, White, que hasta entonces se había conseguido librarse de sus responsabilidades, sería finalmente condenado por fraude y encerrado en la Penitenciaría Federal de Atlanta.




En aquella época de efervecencia tecnológica, los progresos técnicos en un campo ayudaban a menudo en las investigaciones de otro. En Alemania, E. Reib creó una válvula que contenía rastros de vapor de mercurio, en principio para su uso como conmutador de señales en telefonía, pero los electrodos internos se degradaban tan rápido y se generaban tantos ruidos eléctricos que no pudo utilizarse hasta ser perfeccionada por Von Lieben y Strauss en 1911. En Estados Unidos un brillante químico de la división de investigación de la General Electric, llamado Irwing Langmuir, había perfeccionado los filamentos de tugsteno para lámparas de alumbrado, y descubierto que se podía evitar la oxidación de éste cambiando los restos de aire por un gas inerte, con la ventaja adicional que la conductividad térmica del gas permitía caldearlo a mayor temperatura, dando una luz más blanca y brillante. Su trabajo con filamentos especiales derivó hacia las lámparas termoiónicas, al darse cuenta que un procedimiento de difusión superficial del tugsteno mediante torio, que inicialmente le confería una mejor ductilidad mecánica, coseguía también que su emisión electrónica fuera muchísimo más elevada que la original.


Respecto a los gases residuales, en esta época existía la teoría que su presencia mejoraba el efecto termoiónico al disociarse en partículas positivas y negativas que facilitaban la conducción. Aunque tal creencia no se apoyaba en ninguna base científica, y tal vez sólo representaba un consuelo por el hecho que las bombas de vacío industriales de principios de siglo no podían mejorar la depresión interna de los bulbos de cristal. Sin embargo, Langmuir comenzaba a sospechar que el gas, lejos de mejorar el efecto termoiónico, en realidad se superponía a él, enmascarándolo con sus descargas aleatorias difíciles de controlar.
El Audión no era un excepción en este sentido. La sensibilidad máxima de la señal que podía captar un receptor equipado con esta válvula estaba limitada por el nivel de ruidos internos que generaba la propia lámpara. Langmuir descubrió que los ruidos estaban causados principalmente por el bombardeo de los iones positivos de gas sobre la placa de las lámparas, y para evitarlo desarrolló una nueva bomba de difusión de vapor de mercurio que mejoraba en gran manera el nivel de vacío conseguido mediante los procedimientos mecánicos habituales.





La sorpresa fue que ni aún aplicando este dispositivo se conseguía eliminar todo el rastro de gas. Al poco de haber sellado la lámpara, el ruido volvía a aumentar, como si el aire tuviera la capacidad de filtrarse a través de las paredes de cristal. Estudiando el fenómeno, Langmuir descubrió que estos restos no procedían del exterior, sino de minúsculas cantidades moleculares que habían quedado "capturadas" por difusión en las propias paredes internas del cristal y de los electrodos metálicos, y que eran liberadas al aumentar la temperatura. A partir de aquí, inventó un procedimiento para eliminar los restos de aire calentando todos los elementos internos, especialmente las partes metálicas como filamento, rejillas y placa, antes de proceder al sellado definitivo del tubo.

Mientras tanto, sin dar demasiado crédito a estos avances, en 1907 Lee De Forest se asociaba con el abogado de patentes Samuel Darby y con Dunlop Smith, con la intención de construir un nuevo radioteléfono para la Armada que pudiese funcionar tanto en telegrafía como en fonía. El trasmisor estaría basado en una versión modificada del generador de arco de Valdemar Poulsen, y el receptor en un circuito sintonizado simple equipado con el audión.
Después de construir los prototipos en un tiempo record de 26 días, fueron instalados y probados en los buques USS Connecticut, USS Virginia y USS Ohio, aunque con resultados poco alentadores. Los operadores navales no tenían experiencia en el arco de carbón en atmósfera de hidrógeno y éste se apagaba frecuentemente sin que pudieran reactivarlo y ajustarlo a un punto estable. El circuito receptor se demostró además demasiado sensible a las interferencias de otros equipos de trasmisión de chispa situados a corta y media distancia, hasta el punto que muchas veces, estando incluso mucho más cerca del radio de cobertura, los buques no conseguían establecer comunicación ni entre ellos ni con las estaciones de tierra.
Tras el regreso de la flota a los muelles militares de Brooklyn, las estaciones fueron desmontadas por orden del Almirante Evans, que cada vez se mostraba más escéptico con la utilidad de la radiotelefonía naval, lo cual provocó la falta de expectativas de negocio para la nueva compañía de De Forest, que no pudo hacer frente a los pagos y tuvo que declararse en bancarrota.






Al margen de las comunicaciones militares, De Forest creía firmemente en el futuro de la radiodifusión pública, y desde 1907 realizó bastantes pruebas de transmisión de música modulando las estaciones de arco mediante el mismo procedimiento utilizado en 1906 por Fessenden en sus alternadores electromecánicos de Brant Rock, el de intercalar un micrófono de carbón refrigerado por agua en la toma de tierra del trasmisor. En 1908 trasmitió música desde la torre Eiffel, y al año siguiente, espacios de variedades y propaganda en Nueva York. Los nuevos receptores a cristal eran suficientemente baratos y sencillos para ser adquiridos o montados por la gente corriente, y con una antena de una decena de metros de longitud permitían escuchar en auricular las emisiones locales.
Durante las pruebas para la Marina, utilizó también algunas de las estaciones militares para estas experiencias, especialmente la de Mare Island, que durante un tiempo estuvo emitiendo diariamente música reproducida de discos y fragmentos de ópera, a la que De Forest era muy aficionado. En 1910 consiguió incluso retrasmitir en directo una ópera completa del inolvidable Enrico Caruso desde el Metropolitan Opera House.

Pese a la relativa continuidad de las pruebas de fonía con el transmisor Poulsen, y haberse gastado mucho dinero en perfeccionarlo y mucho más en defenderse de las constantes demandas judiciales del constructor danés, el sistema sufría de graves inconvenientes. La frecuencia máxima de funcionamiento no superaba unas cuantas decenas de kilohertcios, y al ser un circuito que modulaba directamente la radiofrecuencia de salida, el propio trasmisor debía trabajar a baja potencia para no sobrepasar la máxima disipación del micrófono. Y aún dentro de estos límites, su señal era siempre ruidosa e inestable, especialmente para la música, cuyos pianísimos resultaban totalmente ahogados por perenne silbido de fondo del emisor.
Tal era así que incluso el propio delegado de Poulsen en América, Cyril Elwell, había anunciado que la empresa abandonaba el desarrollo de sus equipos para usos de voz, para centrarse en los trasmisores de telegrafía de media y alta potencia.





En 1912, De Forest pasó un breve período trabajando en California para la Federal Telegraph Co, compañía que también utilizaba tecnología Poulsen en emisores y receptores. Allí se dedicó a mejorar las recepciones de larga distancia, desarrollando un amplificador de alta frecuencia para acoplar a la entrada del receptor “ticker” y reforzar la recepción diurna de señales débiles. Mientras tanto, también estudiaba nuevos circuitos de triodos acoplados en cascada que permitieran mejorar a sensibilidad, y un oscilador totalmente electrónico denominado “ultra audión” que rescataba la idea del heterodino electromecánico de Reginald Fessenden, y así conseguía que el receptor fuera capaz de detectar las ondas continuas con mayor eficacia que el propio “ticker” o el ya obsoleto cohesor de Branly.
En realidad, un cierto número de “ultra audiones” fueron vendidos a la Armada para sustituir a receptores “ticker”, pero su construcción era tan deficiente que todos tuvieron que ser devueltos a fábrica para repararlos y corregir defectos de diseño.




En aquel momento, muchos investigadores comenzaban a intuir el enorme potencial de las válvulas termoiónicas. Van Etten y Charles Logwood de la propia Federal Telegraph habían descubierto y anunciado públicamente que el Audión era capaz de amplificar señales eléctricas, lo cual provocó el enfado de De Forest ante la pérdida de un protagonismo que en referencia a este dispositivo reclamaba en exclusiva. Además, a finales de 1913, un joven ingeniero llamado Edwin H. Amstrong presentaba la solicitud de patente de un receptor llamado “regenerativo”, cuyo principio de funcionamiento se basaba en una realimentación positiva que conseguía una alta sensibilidad para señales débiles y la tan ansiada selectividad de la que carecían los circuitos sintonizados pasivos utilizados hasta entonces.



Este receptor utilizaba parte de la señal de salida del triodo, la invertía en fase y la inyectaba de nuevo en la entrada, provocando que el circuito sintonizado entrase en oscilación durante los ciclos positivos de señal, lo cual multiplica el factor de calidad “Q” de las bobinas y conseguía la alta selectividad. El circuito regenerativo, aparte de la sencillez de construcción, tenía una sensibilidad de entre diez y cien veces superior a uno convencional, y no necesitaba un detector posterior, ya que al funcionar la válvula en una zona asimétrica de su curva de polarización, la señal modulada en amplitud quedaba convertida en una oscilación eléctrica de baja frecuencia que se volvía audible con sólo insertar un auricular en la salida de la placa.
Sus únicos problemas, menores en aquella época, eran que en ausencia de señal se escuchaba un molesto silbido en los auriculares y que podía producir fuertes interferencias en otros receptores próximos.



En los años siguientes y pese a que en la paternidad ciertamente múltiple del sistema regenerativo en que también intervinieron de forma independiente Meissner y Langmuir, De Forest reivindicó para sí el descubrimiento y acudió a los tribunales para intentar desacreditar por todos los medios especialmente a Amstrong, que en 1914 presentaría además un oscilador de onda continua basado en el audión, y lo que nunca consiguió su creador: una explicación clara y científica de los principios por los que funcionaba el triodo.

Otro investigador que también aportó su parte a la técnica de este momento fue Roberd Goddard, que en 1915 construyó otro tipo de oscilador de onda continua para la misma válvula, aunque su nombre es más conocido por ser el pionero de los cohetes de combustible líquido, que treinta años más tarde darían lugar a la V-2 alemana y a los viajes espaciales de la segunda mitad del siglo XX.

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Un triodo o válvula de tres elementos está formada por un filamento, una placa y una reja de control situada entre ambas. Al suministrar corriente al filamento éste se vuelve incandescente, lo que provoca que los átomos del metal, por la misma agitación térmica, se desprendan de las órbitas más exteriores y formen una nube a su alrededor.Si en este momento, nosotros suministramos una tensión positiva a la placa, los electrones serán atraídos por ella, creando por lo tanto una corriente a su través.

Hasta aquí es lo que ocurriría en un diodo, o válvula de dos electrodos, como el de Ambrose Fleming. Pero en el triodo, el paso de electrones desde el filamento a la placa está no soló condicionado por la tensión positiva de la placa, sino también por la tensión ligeramente negativa que nosotros suministremos a la reja de control, ya que ésta, por pura repulsión electrostática, frenará más o menos el flujo de electrones, y por lo tanto la corriente de placa. Es decir, con una señal de comando en la reja, podemos controlar una intensidad variable de corriente en la placa, la cual puede traducirse en una señal de salida, mayor que la entrada, con sólo colocar en serie una resistencia adecuada que nos provoque una caída de tensión.

La relación entre la amplitud de la señal de entrada y salida será la ganancia de la lámpara con su circuito asociado, teniendo siempre en cuenta que las fases serán siempre opuestas. Es decir, cuando más negativa se vuelva la tensión de reja, más positiva se volverá la tensión de placa, y al revés.

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Tras esta breve explicación, pasemos al progreso que en esta materia se estaba logrando en Europa. En Inglaterra, Marconi se daba cuenta que su tecnología electromecánica basada en trasmisores de chispa y receptores magnéticos se estaba quedando totalmente obsoleta, y a la vez que reactivaba las denuncias contra De Forest por violación de patentes basadas en el primitivo detector de Ambrose Fleming, comenzó a investigar circuitos con el triodo. En Holanda, la importante firma Philips de lámparas de alumbrado estaba estudiando la conveniencia de entrar en el negocio. En Austria, que estaba a punto de caer en la trampa de declarar la guerra a la pequeña Servia y provocar la Primera Guerra Mundial, una versión de la válvula “conmutadora” de Von Lieben, pero sin mercurio y con una rejilla de control, funcionaba ya como amplificadora de radio. Y en la industrial y potente Alemania, mientras Meissner construía un oscilador más estable que el de Amstrong, la Telefunken comezó a fabricar su primera válvula termoiónica, la EVN 171, que tendría una ámplia producción en el esfuerzo bélico de los años siguientes.

Al otro lado del mundo, Lee De Forest, harto de grandes proyectos con socios que siempre acababan perjudicándolo, había vendido en dos tandas de 50.000 $ y 90.000 $, una buena parte de los derechos de la válvula triodo a la compañía telefónica American Telephone & Telegraph (AT&T), que comenzó a utilizarla como amplificador para líneas de larga distancia. Y con este dinero en la mano, fundó en 1913 otra empresa llamada Radio Telephone and Telegraph (RTT), cuya actividad, lejos de los pretenciosos proyectos industriales de antaño, se reducía a fabricar válvulas y seguir mejorando su tecnología de aplicación.




En esta época, el fabricante neoyorquino McCandless aún seguía construyendo industrialmente lámparas con las especificaciones de De Forest, incluyendo algunos prototipos con el filamento de tugsteno rodeado de hilo de tántalo, de doble placa o extraños modelos de dos filamentos estudiados para así intentar alargar su vida operativa. Sin embargo, pese a la inyección de capital que le permitió multiplicar las pruebas, los resultados de las válvulas de la RTT continuaron siendo mediocres. Nunca habían aceptado la evidencia de Langmuir, apoyada también por Amstrong y por H.D. Harnold, de la AT&T, de que los restos de gas eran perjudiciales para la acción termoiónica, y sus lámparas, aparte del elevado precio, duraban poco, entregaban menos potencia y presentaban una alta variabilidad de características que creaban constantes problemas de ajuste en los circuitos auxiliares donde estaban conectadas. Prácticamente era imposible conseguir modelos de cierta homogenidad, y la solución provisional de De Forest consistió en probarlas una a una al final de la cadena de montaje y clasificarlas bien como amplificadoras o como detectoras, y las que por su falta de ganancia no servían para ninguna de estas dos funciones, dedicarlas a aplicaciones de baja frecuencia.

Paralelamente, otras empresas americanas que habían adquirido licencias de la AT&T ya le superaban con claridad. Ante la inminencia de la guerra en Europa y las necesidades que la Marina preveía, el Bureau of Steam Engineering estableció las especificaciones de un concurso para el suministro de una lámpara que debería tener al menos 5.000 horas de vida operativa y costar un máximo de 10$. Tal duración era muy difícil de conseguir con los filamentos y el sistema de caldeo directo de entonces, y la Wester Electric ganó finalmente con una solución de compromiso que alcanzaba las 2.000 horas pero sólo costaba 4.5 $ la unidad, características a las que De Forest nunca pudo ni siquiera aproximarse.

En 1916 De Forest regresó a Nueva York para proseguir con sus experiencias de radiodifusión, y fue en los laboratorios de la Columbia Phonograph de la calle 38 donde decidió descartar definitivamente el arco de Poulsen y puso a punto la primera emisora totalmente electrónica, basada en dos enormes tubos Oscillon, una evolución de mayor potencia que el Audión y que montados en tandem podían conseguir entre 50 y 100 vatios de salida.
Este equipo fue instalado en Hight Bridge durante las elecciones presidenciales de noviembre del mismo año, en que resultó elegido Hudges-Wilson. Y tanto los programas de música como los boletines de noticias que emitían cada treinta minutos fueron seguidos con avidez por más de 7.000 personas en un radio de 350 kilómetros alrededor de Nueva York.



En 1917, la guerra mundial en que acabó involucrándose Estados Unidos puso un breve paréntesis a estas experiencias, ya que el gobierno prohibió las emisiones privadas que pudieran perturbar las comunicaciones militares. Edwin Amstrong se enroló en el Signal Corps del ejército estadounidense, contribuyendo en gran manera a mejorar el alcance y fiabilidad de los equipos militares, aunque su mayor realización fue sin duda el receptor “superheterodino”, que patentó este mismo año, compuesto de un circuito amplificador de antena, un oscilador local, un mezclador, una etapa de frecuencia intermedia, un detector y un amplificador de baja frecuencia, que conseguía unir una altísima sensibilidad, una selectividad excelente y la ausencia del ruido de fondo que afectaba al modelo regenerativo. Este receptor, de concepción realmente genial, construido en base a 3 ó 4 válvulas los más sencillos y 8 ó 9 los más complejos, estableció el estándar por el que funcionarían la práctica totalidad de receptores de válvulas o semiconductores hasta el día de hoy.
Entre las ideas más curiosas de este prolífico investigador en el período de guerra figuran además los estudios para diseñar un radar que aprovechara la reflexión de las ondas radioeléctricas en buques y aviones, aunque el trabajo fue prácticamente teórico ya que era virtualmente imposible de conseguir con lámparas que alcanzaban pocos vatios de salida y apenas superaban la frecuencia de 1 Mhz.


 


El final de la contienda mostró el avance técnico que azuzado por las necesidades bélicas se había producido en sólo cuatro años. Más de ochenta empresas fabricaban triodos en todo el mundo y eran centenares las que producían equipos de comunicaciones. Las primeras Philips Zendlampe de 1918 apenas disipaban 10 w, pero los tubos de la firma inglesa Mullard rozaban los 250 w. y en 1922 llegarían a los 1.500, potencia suficiente para trasmitir voz y música con seguridad a más de 800 km.
Meiber y Siemens producían triodos de altísimo vacío de excelentes características que de igual forma escalaron rápidamente los valores de potencia. A este respecto, en algunos casos aparecieron versiones "duras" y "blandas" de una misma lámpara, dependiendo que su vacío fuera más o menos alto. Esta característica se traducía en diferentes tensiones de alimentación, más bajas para las versiones blandas y por tanto adecuadas para equipos portátiles a baterías, aunque tanto sus factores de ruido, como su ganancia y potencia final no fueran tan favorables. En cuanto al genio de Amstrong, una vez, más asombró a la comunidad científica al descubrir las ventajas de la modulación de frecuencia con respecto a la de amplitud.






La misteriosa y casi intangible luz azul presente en el tubo de Crookes, se reveló en muy pocos años como el componente básico de uno de los mayores avances de la tecnología mundial: el nacimiento de la electrónica y las radiocomuniaciones de voz e imagen sin fronteras. En esta historia todos fueron importantes, con sus aciertos y sus errores. Junto a investigadores geniales como Edison, Fleming, Langmuir o Amstrong, el protagonista de este capítulo es sin duda el americano Lee De Forest, que nunca consiguió ver sus sueños industriales realizados, pero cuya tenacidad allanó el camino que otros iban a cruzar. Por este motivo, junto a Reginald Fessenden, es considerado en justicia como el padre de la radiodifusión moderna, sin la cual el mundo actual sería más desconocido y sin duda diferente.



Continuará...

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