LA RADIO, Parte IV: "RADIO GALENA" (Circuito Resonante; Detector de AM)

La "Radio Galena" es un receptor de ondas de radio construido con el mínimo número posible de componentes. No tiene ni amplificadores, ni fuente alguna de alimentación. Pero lo que ningún sistema receptor de ondas de radio puede dejar de tener, además de la antena, es el sintonizador y el demodulador o detector. La Radio Galena tiene la forma más básica de ambos.

José Luis Giordano
Septiembre 2, 2010 (Última revisión: Septiembre 2, 2010)

1-QUÉ ES

La "Radio Galena" es un receptor de ondas de radio construido con el mínimo número posible de componentes. No tiene ni amplificadores, ni fuente alguna de alimentación. Pero lo que ningún sistema receptor de ondas de radio puede dejar de tener, además de la antena, es el sintonizador y el demodulador o detector. La Radio Galena tiene la forma más básica de ambos.

Por lo tanto, antes de dar más detalles, conviene aclarar algo sobre los filtros sintonizados y el detector en una radio amplitud modulada (AM).

(a) En primer lugar, para mejorar la recepción de las ondas de radio, se utilizan diferentes tipos de filtros, "pagando el precio" de perder parte de la señal (atenuación). Por lo tanto, los filtros suelen estar acompañados de amplificadores, que permiten recuperar (e incluso aumentar) la magnitud de la señal atenuada en el filtrado. Los filtros "activos" se denominan así porque para amplificar tienen componentes activos, como las "válvulas" termoiónicas que tenían los aparatos en los años 1960s, o como los componentes de estado sólido denominados transistores.

En los aparatos modernos, las señales se amplifican y filtran en todas las etapas: en la entrada de antena y etapas posteriores de radiofrecuencia (RF), y también en las etapas de audiofrecuencia (AF). En RF se utilizan filtros "sintonizados" (pasivos y activos) que "dejan pasar" la señal de una emisora, filtrando las demás. Esto se realiza mediante la implementación de circuitos resonantes. Pero la Radio Galena se desarrolló cuando no existía aún la Electrónica, y su único filtro fue el mismo circuito resonante pasivo que utiliza para sintonizar la emisora. Las primeras radios no tuvieron ni filtros activos ni amplificadores. Tampoco podían tener varios filtros pasivos, debido a la atenuación de la señal. Consecuentemente la señal de los receptores de las primeras décadas de La Radio, tenían una componente de ruido importante.

Esto fue cambiando a medida que se desarrollaba la Electrónica. Aparecieron en el mercado nuevas radios con amplificadores, haciendo que los aparatos anteriores quedaran obsoletos inmediatamente. Sin embargo, la magia y el misterio de La Radio fue tan cautivante, que algunos románticos encontraron atractivo y desafiante seguir desarrollando circuitos básicos para lograr escuchar mensajes usando casi únicamente alambres !! Así fue que la Radio Galena sobrevivió ! (pero no como un receptor de uso masivo, sino como curiosidad o hobby).

(b) En segundo lugar, el detector de una radio AM es el elemento demodulador, es decir, el dispositivo que permite obtener la señal AF "escondida" en la modulación de las ondas de radio (El proceso se llama demodulación). El detector toma la señal de voltaje RF modulada, y la convierte en la parte positiva de su envolvente, es decir, en una señal de voltaje de AF, correspondiente a la modulación de la onda de radio AM. La demodulación de la onda de radio AM se lleva a cabo con un "rectificador", que es un componente que permite la circulación de la corriente eléctrica en un solo sentido.

Una Radio Galena es un tipo particular de radio cuyo nombre se debe a que originalmente el demodulador fue un rectificador construido usando un mineral conocido como piedra galena (que es sulfuro de plomo, PbS, principal mineral del plomo). Con el tiempo (en la segunda mitad del Siglo XX), esta piedra se reemplazó por un componente electrónico comercial, fabricado en serie, confiable y prácticamente sin desgaste, pequeño, económico y fácil de adquirir: un diodo semiconductor, componente de estado sólido hecho con materiales semiconductores cristalinos. Por lo tanto, a la Radio Galena también se la denomina "Radio de Cristal". En la actualidad, cuando alguien habla de armar una Radio Galena, probablemente se refiere a una Radio de Cristal.

La Radio Galena puede diseñarse para captar ondas de radio AM en cualquiera de las bandas de Radiodifusión: Onda Larga (LW, 30-300 kHz), Onda media (MW, 0.3-3 MHz) y Onda Corta (SW, 3-30 MHz). Incluso puede desarrollarse para trabajar con frecuencia modulada (FM). La versión original utilizaba una piedra galena y funcionaba solo con SW, o con LW y SW. Pero como ha disminuído la utilización de SW, como también prácticamente ha desaparecido la radiodifusión en LW, y como es más fácil demodular AM que FM, en la actualidad se usa con MW.

La Radio Galena es la radio más cruda que uno pueda imaginar. Tan básica es, que no solo no tiene amplificadores, sino que ni siquiera posee fuente de alimentación: ni celdas solares, ni pilas, ni enchufe !! Toda la energía del sonido que se escucha es provista por la misma onda electromagnética que llega a la antena. Concluyendo, se puede decir que:

la "Radio Galena" o "Radio de Cristal" es un ingenioso sistema receptor de radio AM, anacrónico, sin alimentación eléctrica y con el mínimo número de componentes: antena, filtro resonante pasivo, diodo detector y auriculares.

2-PARA QUÉ SIRVE

En las primeras décadas del Siglo XX, la Radio Galena y la Radio de Cristal sirvieron para escuchar transmisiones de radio AM de emisoras locales (en LW) y distantes (en SW). La Figura siguiente muestra el equipo Cosmos Crystal Set, fabricado por la Metropolitan Vickers Electrical Co. Ltd. en Londres, de relativas alta calidad y versatilidad, que permitía el cambio de antenas y de cristales.

Fig. 1: Foto de un equipo comercial de Radio de Cristal (London Science Museum; Marzo 2010).

Fig. 2: Foto de la hoja de características del equipo de la Figura anterior.

Al no tener amplificadores de RF, la Radio de Cristal tiene bajísima sensibilidad. Como tampoco posee filtros activos de RF, tiene muy baja selectividad, lo cual ahora es un problema mayor, debido a la cantidad de emisoras con frecuencias cercanas que existen en la actualidad. Tampoco tiene amplificadores de AF, por lo que tiene baja intensidad de salida de audio (y entonces es necesario escucharla usando auriculares). Es decir, en la Radio Galena (o de Cristal) todo es mejorable !! Sin embargo, precisamente por ser tan elemental, es enormemente atractiva, ya que sirve para mostrar la esencia misma de La Radio, descubriendo con poquísimos componentes, los mensajes "mágicamente escondidos" en ondas electromagnéticas.

Por lo tanto, en la actualidad, la Radio Galena tiene valor histórico, conceptual y didáctico. Aunque fue superada por la tecnología hace casi un siglo, sin duda es uno de los sorprendentes inventos de nuestra Civilización (de principios del Siglo XX), que causó gran curiosidad en muchas generaciones de niños inquietos, encantados por la magia de La Radio, aún varias décadas después, cuando ya existían las radios con bastante tecnología electrónica.

3-DE QUÉ ESTÁ HECHO

Uno de los diseños posibles tiene los siguientes seis elementos (ver Figura):

(a) Antena: compuesta por un alambre largo vertical, y otro conectado "a tierra" (ground).

(b) Transformador de RF: formado por 2 bobinas, una "primaria" y otra "secundaria", conectadas en serie y enrolladas sobre una barra de ferrita (núcleo ferrimagnético), que las mantiene acopladas magnéticamente. Los terminales de la bobina primaria se conectan uno a la antena y el otro a tierra.

Fig. 3: Diagrama esquemático de una Radio AM de Cristal.

(c) Condensador de sintonía: preferiblemente variable. Se pueden utilizar condensadores fijos, variables (trimmers, padders, un doble condensador variable de sintonía), o una combinación de ellos. Este condensador, junto con la bobina secundaria, forma un circuito resonante LC, sintonizado en la frecuencia que se desea escuchar (cuyo funcionamiento se explica más abajo).

En lugar del transformador de RF, en algunos diseños se utiliza una sola bobina, entre la antena y tierra, directamente conectada en paralelo al condensador de sintonía.
Pero es conveniente usar dos bobinas (en vez de una sola) por dos razones: (i) para multiplicar la señal de entrada (usando un número mayor de espiras en la bobina secundaria), y (ii) para adaptar más fácil y eficientemente la impedancia, entre el circuito de antena y el sintonizador (maximizando la transferencia de energía de la antena al sintonizador).

(d) Como elemento "detector" o demodulador, la Radio de Cristal (o Radio Galena "moderna") usa un rectificador eléctrico semiconductor (de estado sólido) denominado o "diodo de señal" o "diodo Schottky" (cuyo símbolo se muestra en la Figura), que deja circular la corriente eléctrica en un solo sentido (indicado por la "flechita" del símbolo).

Inicialmente, la Radio Galena utilizó como rectificador el contacto puntual "metal-semiconductor", mediante un metal (como el oro) o grafito, en contacto con una galena, mineral natural con estructura cristalina cúbica y con características de semiconductor. Fue la primera forma del diodo semiconductor, llamado entonces "rectificador de contacto", y que además de galena, también se fabricó con un óxido de cobre o con selenio.

Aproximadamente entre 1906 y los años 1940s, se utilizó el "diodo bigote de gato" (cat's whisker), con un alambrecito (el "bigote") de 0.255 mm de diámetro (AWG 30), de bronce fosforado (cobre con 3.5-10% de estaño y 1% de fósforo), en contacto con algún mineral cristalino semiconductor. La Radio Galena pasó a llamarse Radio de Cristal. En la actualidad se sigue utilizando como rectificador un diodo Schottky hecho generalmente con germanio cristalino (como por ejemplo el diodo 1N60).

(e) El circuito tiene (o puede tener) otro condensador. En este caso es para la salida de audio, y se carga con el voltaje del rectificador.

(f) Finalmente la Radio Galena tiene un par de auriculares de bobina móvil, con "impedancia media" (50-500 Ω), y conectado en paralelo al condensador anterior.

Algunos diseños no poseen el segundo condensador en forma visible, ya que puede estar dentro de los auriculares o bien, no ser necesario (dependiendo de la capacidad intrínseca del diodo, del auricular y de las conexiones).

Como en muchos montajes experimentales, hacer funcionar una Radio de Cristal es un pequeño desafío. El circuito es tan básico que el funcionamiento de cada parte resulta fuertemente relacionado con los parámetros de las demás.
Por ejemplo, dentro de los parámetros de funcionamiento del detector, no solo están los del diodo y del condensador, sino también la impedancia de los auriculares. Uno de los problemas de diseño es que los auriculares adecuados no son fáciles de conseguir, porque deben mayor impedancia que los típicos.
Por eso, a pesar de ser un circuito simple, para diseñarlo y hacerlo funcionar se requiere algo de experiencia y de conocimientos.

4-CÓMO FUNCIONA

La Radio Galena tiene las 4 etapas de funciones básicas que todos los receptores de AM deben realizar: (A) Captación, (B) Sintonización, (C) Demodulación y (D) Conversión de la AF para su audición. Veamos una por una.

(A) Captación o recepción de las ondas de radio de las radioemisoras en la antena.

Las ondas electromagnéticas de radio AM que llegan a la antena, producen ondas eléctricas (de voltaje) AM en la bobina primaria. En ésta se genera una corriente que, a su vez genera un campo magnético (por la Ley de Ampère) en el interior, donde está el núcleo. El material magnético en el interior "guía" al campo magnético (por su permeabilidad al camp) hacia la bobina secundaria, y en ella se inducen (por la Ley de Faraday-Lenz) ondas AM de voltaje en la bobina secundaria.

Como se explica en la "Parte III de La Radio: Antenas", en esta etapa inicial es muy importante la conexión a tierra. Este detalle permitió al inventor italiano Marchese Guglielmo Marconi (1874-1937) lograr alcances que otros no habían conseguido, a pesar de usar casi los mismos elementos.

(B) Sintonización o selección de la emisora que se desea escuchar.

En esta segunda etapa, la superposición de todos los voltajes de las radioemisoras es filtrada, quedando el voltaje correspondiente a una sola emisora (i.e., las demás emisoras fueron eliminadas o filtradas). Esto se explica en detalle más abajo (en 4.a).

(C) Demodulación o detección de la señal de voltaje RF modulada mediante un elemento rectificador, que permite convertir la señal de voltaje de RF modulada, en la parte positiva de su envolvente. Esto también se explica más abajo (en 4.b).

(D) Finalmente, para convertir la señal de AF de una señal eléctrica a otra acústica (audible), se utiliza un par de auriculares, es decir un transductor de salida de AF. La conversión se realiza en la forma explicada en (Cómo funciona) "El Parlante de Bobina Móvil".

4.a - El Circuito Resonante LC como Sintonizador y Filtro Pasabanda

Uno de los conjuntos de componentes pasivos más simple pero esencial (sin el cual no sería posible la existencia ni de transmisores ni de receptores tal como los conocemos), es el circuito "tanque" resonante LC (ver Figura siguiente). Se trata de un condensador de capacidad C conectado en paralelo con una bobina de autoinductancia L y resistencia RL (Esta bobina suele ser el primario o el secundario de un transformador de RF, donde cambiando la posición del núcleo de ferrita, cambia la L y el acoplamiento mutuo M entre bobinas primaria y secundaria).

Supongamos que se busca sintonizar una emisora cuya onda portadora de RF tiene una frecuencia f (o frecuencia angular ω ≡ 2πf). En los cursos de Electromagnetismo se muestra muy fácilmente (utilizando fasores) que existe una frecuencia angular particular ωR denominada "de resonancia", la cual depende de los valores de esos 3 parámetros: L, C y RL (y no solo de L y C, como dice en muchos libros).

Para ver esto, primero se considera que el conjunto es una impedancia en paralelo Zp(ω) que forma parte de un filtro pasivo, y que está conectada en paralelo con la salida del mismo. Luego se analiza para qué valor de ω el módulo Zp(ω) es máximo.

Fig. 4: Esquemas del desarrollo de un filtro pasabanda LC.

En la práctica, el análisis cuantitativo es un poco más complicado que el mostrado en la Figura, ya que el modelo de la bobina en alta frecuencia debe considerar las capacidades distribuidas entre espiras (Cuando las frecuencias involucradas son superiores a unos ≈10kHz, empiezan a aparecer "componentes invisibles". Trabajar con RF también requiere conocimientos y algo de experiencia).
Pero cualitativamente, se puede ver que, de todas las señales con frecuencias angulares ω que son aplicadas a este conjunto, solo las que tienen esa frecuencia o son cercanas a esa frecuencia angular ωR (de "resonancia"), tienen mayor dificultad en pasar hacia "la tierra" a través del paralelo, pues

∀ ω ≠ ωR ⇔ Zp(ω) < Zp(ωR)

o sea, para cualquier otra ω diferente, la impedancia hacia tierra es menor. Las señales de frecuencias bajas (ω << ωR) "se cortocircuitan a tierra" a través de la bobina, mientras que las frecuencias altas (ωR << ω) se van a tierra a través del condensador.
Esto significa que el filtro LC en paralelo es casi un "cortocircuito" para todas las RF, excepto para las frecuencias en una banda alrededor de la frecuencia resonancia. Por lo tanto, como esta configuración "deja pasar" solo esa banda de frecuencias ω cercanas a ωR, y se le denomina "filtro pasabanda", o "filtro sintonizado" en la frecuencia fR. Si además tiene amplificador, se le denomina "filtro activo sintonizado".

Las radios tienen varios filtros activos sintonizados, pero en la Radio Galena hay solo un filtro pasivo LC.

Nota: La fórmula ωo = (LC)-1/2 de la frecuencia angular de resonancia del circuito resonante LC "ideal" (donde no se toma en cuenta la resistencia RL del alambre de la bobina), se denomina a veces "Fórmula de Thomson", ya que fue obtenida en 1853 por el físico-matemático e ingeniero inglés (de origen escocés) William Thomson (1824-1907) conocido como "Lord Kelvin".
En 1888 el concepto de "circuito resonante" sería fundamental para el emisor y el receptor en los primeros experimentos de radiofrecuencia realizados genialmente por Hertz. Luego lo usarían todos los pioneros de La Radio, y finalmente los actuales transmisores, radios, y una infinidad de "sistemas sintonizados", como por ejemplo los detectores de metales para buscar oro en las playas, los circuitos de alarmas "anti-robo" para ciertos productos en las tiendas y las tarjetas de identificación por RF ("RFID") usadas en algunos sitios para ingresar al Metro, piscinas, estacionamientos, etc.

4.b - El Rectificador como Demodulador de Radio AM

En muchos sitios y libros se explica que un rectificador deja pasar solamente la parte positiva de la envolvente (AF) de la onda RF de AM. Esto es cierto, pero hay que explicar mejor dos cosas en relación al rectificador: (i) porqué rectifica y (ii) cómo demodula.

(i) En el artículo (Cómo funciona) El Diodo Semiconductor (Diodo de unión n-p y diodo Schottky) se explica cómo un rectificador eléctrico deja circular corriente eléctrica en un solo sentido. El dispositivo está formado por dos electrodos: ánodo (A) y cátodo (K), y entre ellos hay una barrera de potencial que determina el sentido de circulación de corriente. En aplicaciones de RF debe usarse un diodo donde esta barrera sea muy pequeña, para que pueda conmutar rápidamente del estado conductor al estado de bloqueo. Por eso para demodular AM, el diodo semiconductor que se utiliza es un "diodo de señal" o diodo Schottky, que en el K tiene un metal (en vez de un semiconductor), y en el A el semiconductor tipo-p suele ser Ge dopado (en vez de Si). Inicialmente este semiconductor fue una piedra galena, un semiconductor natural con gap pequeño (0.4 eV).
El diodo con piedra galena fue importante como detector en los comienzos de la comunicación con RF. Fue un dispositivo completamente anacrónico, ya que se empezó a utilizar en los comienzos del Siglo XX, cuando aún no se desarrollaban siquiera las válvulas termoiónicas ni la Física de Estado Sólido.

(ii) Veamos ahora cómo la rectificación se puede usar para demodular una onda de AM, y a quién se le ocurrió.

Un rectificador "extrae la AF de la AM" simplemente porque el diodo trabaja como un "detector de máximos" (Peak Detector). Las frecuencias de las ondas de RF y también la frecuencia intermedia en los receptores superheterodinos, son frecuencias muy altas (superiores a 400 kHz) en relación a las envolventes de AF (que son inferiores a 25 kHz), o sea que al rectificador llega una señal de RF muy rápida en relación a la variación (AF) de su amplitud, y entonces los valores máximos Vpeak de la onda AM de voltaje están muy próximos en el tiempo.

El condensador de capacidad fija C ubicado después del rectificador, se carga al voltaje máximo Vpeak y se descarga hacia tierra lentamente a través de la resistencia R del alambre del bobinado del auricular.
Pero la variación de RF que tiene la onda AM es mucho más rápida que la descarga. Por lo tanto, el voltaje en la salida del detector, está formado prácticamente solo por los máximos positivos (la mitad positiva de la envolvente de la AM). Esta descarga tiene una constante de tiempo τ = RC lo suficientemente grande como para que la señal que sigue al diodo sea la envolvente de los máximos de la onda AM.
Un diodo con barrera de potencial muy baja (Schottky) es muy rápido, pero el circuito que se coloca para "leer" su señal, no lo es (y justamente no debe serlo, si se desea demodular). La corriente i que "mueve" los auriculares (cuya impedancia tiene una magnitud ∼R) es prácticamente Vpeak/R, cuyas variaciones son las variaciones de Vpeak, es decir, iguales a la señal AF. Por lo tanto, en los auriculares se escucha la señal de AF que modula la onda de radio sintonizada.

En cuanto a esta idea de demodular con un rectificador, podemos decir que el efecto "rectificador de puntas de contacto" (conducción eléctrica unilateral) en cristales fue descubierto en 1874 por el físico e inventor alemán Karl Ferdinand Braun (1850- 1918). Braun compartió con Marconi el Premio Nobel de Física 1909, pero el que tuvo la idea de detectar ondas de radio con un cristal semiconductor fue el físico, biólogo, botánico, arqueólogo, inventor y escritor de ciencia ficción bengalí Jagadish Chandra Bose (1858-1937), durante el estudio y realización de sus experimentos con microondas en 1894. La patente de un detector de radio con piedra galena fue presentada por Bose en 1901.

5-MISCELÁNEAS

Las Comunicaciones Inalámbricas: De las señales de humo hasta la Electrónica

El desarrollo del Electromagnetismo puede clasificarse (aproximadamente) en los siguientes períodos:

(1) Del -2500 al 1600 (4100 años): Etapa Preliminar de la Electricidad y el Magnetismo

(2) Del 1600 al 1730 (130 años): Primeros Ensayos en Electricidad y Magnetismo

(3) Del 1730 al 1820 (90 años): Desarrollo de la Electrostática

(4) Del 1820 al 1905 (85 años): Desarrollo teórico y práctico del Electromagnetismo

(5) Del 1900 al 1930 (30 años): Desarrollo de La Física, La Superconductividad, La Electrónica y Las Comunicaciones Inalámbricas

En 30 años unas 10 personas desarrollan las mayores teorías científicas, comienzan las comunicaciones inalámbricas y nace la Electrónica y la Superconductividad

(6) Del 1930 al 1965 (35 años): Desarrollo de La Física de Estado Sólido, Energía Nuclear, Superconductores, Medicina Nuclear y Comunicaciones Espaciales

Bomba atómica, Energía Nuclear
Comunicaciones Satelitales
Radiodifusión
Viajes Espaciales
Electrónica de estado Sólido y Superconductores tecnológicos
Superconductividad y Medicina Nuclear

En unos 35 años la Humanidad se convierte en una Civilización tecnológicamente avanzada, con la capacidad de autodestruirse.

(7) Del 1965 al 2000 (35 años): Desarrollo de La Física de Estado Sólido, Energía Nuclear, Superconductores, Medicina Nuclear y Comunicaciones Espaciales

En este Apéndice se relata cronológicamente cómo fueron apareciendo algunos inventos y conocimientos fundamentales para el desarrollo de La Radio (según las fuentes consultadas por el autor, sin pretender defender los derechos que reclamaron uno u otro inventor). El objetivo es enfatizar que el comienzo de las Comunicaciones con ondas de radio en La Tierra y en el Espacio, no ha sido "un invento más", sino uno de los más grandes avances científico y tecnológico de nuestra breve Civilización.

Esta parte de la historia puede separarse en 4 períodos hasta llegar al presente Siglo XXI:
(a) Los últimos 100 años del desarrollo del Electromagnetismo Clásico, desde el Galvanismo en 1800 a la postulación de la Ionosfera en 1902, con más avances relevantes en descubrimientos y conocimiento que con invenciones y aparatos.
(b) En los siguientes 30 años (1900-1930) comenzaron a verse los productos del desarrollo teórico de los 100 años anteriores, se desarrolló la Electrónica, la Radiodifusión, el Receptor Superheterodino, la Superconductividad y la Física Cuántica-Relativista, una revolución intelectual que cambiaría nuestra concepción del Universo.
(c) Desarrollo de La Radio a válvulas (1930-1948) Por lo tanto, después hubo una tercera etapa donde como antes, los conocimientos nuevos condujeron al desarrollo posterior de nuevas aplicaciones, llegando a la invención del transistor en 1948.
(d) A partir de ese momento, comienza un vertiginoso desarrollo de Electrónica y de la Física del Estado Sólido, paralelamente con inventos vez más complejos, basados en conocimientos científicos cada vez más profundos. En la actualidad por ejemplo, es relativamente fácil explicar a un niño cómo funciona el teléfono inventado en 1854, pero es extremadamente difícil explicar a un adulto cómo funcionan los teléfonos que casi todos llevamos en nuestros bolsillos.

Este artículo está centrado en la segunda y la tercera etapa, pero comienza resumiendo la primera.

(1) Dos continentes son unidos con cables eléctricos submarinos cuando nace una nueva teoría

Prácticamente la Humanidad pasó de las señales de humo al telégrafo eléctrico con alambres, a mediados del siglo IXX, en la "Era de la Electricidad". No existía la Electrónica. Se estaban inventando los primeros dispositivos eléctricos, conociendo los fenómenos electromagnéticos, y desarrollando la matemática necesaria para describirlos.

No se pudieron hacer experimentos con corrientes eléctricas continuas hasta el invento de la pila. El físico italiano Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (1745-1827) comenzó a estudiar en 1791 el "galvanismo", observado por su amigo médico Luigi Galvani, y finalmente inventó la celda voltaica en el año 1800.
Los primeros telégrafos fueron telégrafos electroquímicos, desarrollados en 1804 y 1809, con un cable para cada letra, y donde había que observar las burbujas que emanaban para interpretar la letra enviada.
En 1827 el físico alemán Georg Simon Ohm (1789-1854) publica un tratado donde describe la "Ley de Ohm" de los conductores.
El físico-químico danés Hans Christian ÿrsted (1777-1851) inicia la "Revolución del Electromagnetismo" cuando da a conocer en 1820 que una corriente eléctrica ejerce una acción a distancia sobre una brújula.
El autodidacta y genial físico-químico inglés Michael Faraday (1791-1867) descubría uno de los fenómenos más bello, extraño e importante que existe en la Naturaleza: la Ley de Inducción Electromagnética (1831). Más tarde descubre las dos Leyes de la Electrólisis (en 1834, cuando no se sabía siquiera de la existencia de iones), y la Rotación del ángulo de polarización de la Luz mediante un campo magnético (en 1845).

At that time, the only available means of communications were the Wired Telegraph invented by Samuel Morse (1837), the Wired Telephone by Graham Bell (1876) and radiotelegraphy by Marconi (1895). Schilling desarrolló un telégrafo electromagnético en 1832 (construído por Gauss y Weber en 1833). El telégrafo eléctrico fue inventado en 1837 por el estadounidense Samuel Finley Breese Morse (1791-1872) en USA (Dos años después se inventó en Europa). En 1838 un asistente de Morse inventa el "Código Morse", para transmitir mensajes con puntos y rayas mediante el telégrafo eléctrico.

En los años 1840s, el físico inglés James Prescott Joule descubre que el calor disipado por un conductor es proporcional al cuadrado de la corriente que lo atraviesa.

En esos años nació la idea de unir Inglaterra y Estados Unidos con un cable bajo el Océano. Los primeros cables submarinos se usaron en UK en 1851, con Irlanda en 1852 y con Holanda en 1853. Después de intentos fallidos desde 1858, el primer cable submarino transatlántico funcionó desde 1866.

En el medio de semejantes avances tecnológicos, apareció el primer trabajo teórico con relevancia solo comparable con el de Newton. En 1865, el físico-matemático escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) completa los Fundamentos del Electromagnetismo en "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field". La Teoría Electromagnética elaborada y presentada matemáticamente por Maxwell cambiaría todo a nuestro alrededor. Pero el cambio no sería trivial, como la aparición de nuevas máquinas y una mayor automatización, sino que fue algo muy profundo. Condensó en solo 4 ecuaciones vectoriales todos los descubrimientos de Electricidad y de Magnetismo existentes, documentados cuidadosamente por Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), Johann Carl Friedrich Gaufl (1777-1855), André-Marie AmpËre (1775-1836), Jean-Baptiste Biot (1774-1862), Félix Savart (1791-1841), Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804-1865), ÿrsted y Faraday. Supo encontrar lo que aún estaba mal en los trabajos anteriores, y deducir entre otras cosas, que la luz es una onda electromagnética que puede propagarse (transportando energía) sin necesidad de un medio material, y que la Luz, la Electricidad y el Magnetismo son manifestaciones del mismo fenómeno.

(2) La Teoría Electromagnética despierta el interés de inventores y científicos

La síntesis realizada en el tratado de Maxwell fue genial. En 1905, Einstein en la Teoría Especial de la Relatividad reconocería la importancia de la Teoría de Maxwell, dándole a los campos electromagnéticos un sentido más amplio. Pero nuestra sociedad comenzó a valorar más del estudio del Electromagnetismo cuando conoció aplicaciones que resultaban imposibles con las máquinas de vapor (las que representaron la Revolución Industrial). Un ejemplo es el teléfono ("voz a distancia"), inventado aparentemente por el italiano Antonio Santi Giuseppe Meucci, quien construyó un prototipo en New York durante 1854. El teléfono fue patentado en 1876 por el ingeniero e inventor de origen escocés Alexander Graham Bell (1847-1922), y se implementó primero en New York y en San Francisco (USA).
El gran inventor estadounidense Thomas Alva Edison (1847-1931), frecuentemente considerado genio (y un gran ladrón de inventos), en 1877 mejoró el micrófono del teléfono y patentó el fonógrafo de cilindro rotatorio, con papel metalizado.

Es interesante observar que Edison es muy famoso por varios inventos importantes, como la ampolleta incandescente, pero sin embargo es desconocido por algo que tal vez sea su descubrimiento más relevante: el "efecto Edison". Aunque otros lo habían observado antes, fue muy difundido gracias a él, por lo cual se lo llamó así desde 1883. Esto dio origen en 1904 al primer componente electrónico activo.
En efecto, entre 1873 y 1883 varios investigadores en Inglaterra y en Alemania habían observado lo que ahora se conoce como "emisión termoiónica", una corriente de electrones entre un cátodo caliente y un electrodo positivo (según algunas referencias, Daniel Lordan y Frederick Guthrie en 1873, y Johann Wilhelm Hittorf en 1869-1883). Edison estudiaba el comportamiento de un filamento en presencia de un tercer electrodo, cuando redescubrió y patentó ese fenómeno en 1883. A pesar que él no entendió la física del fenómeno, se dió cuenta que podría amplificar la señal de un telégrafo eléctrico.

El físico e inventor alemán Karl Ferdinand Braun (1850-1918), contribuyó significativamente al desarrollo de la radio y la televisión. En 1874 descubrió que un contacto puntual sobre un semiconductor rectifica la corriente alterna, inventando el diodo semiconductor más de 20 años más tarde, cerca del 1898. El físico e inventor alemán Karl Ferdinand Braun (1850-1918) descubrió en 1874 el "point rectifier effect" ("rectificador de puntas de contacto") por el cual una corriente alterna puede ser rectificada, por una unión de contacto puntual (unión inestable metal-semiconductor). Ahora se sabe que la unión metal-semiconductor constituye una barrera de potencial Schottky, que es el principio de rectificación del diodo semiconductor. Basándose en el trabajo de Braun, el pionero estadounidense de la radio, Greenleaf Whittier Pickard (1877-1956), desarroló el diodo "bigote de gato" usando un cristal de silicio, y lo patentó en 1906. At that time, the only available means of communications were the Wired Telegraph invented by Samuel Morse (1837), the Wired Telephone by Graham Bell (1876) and radiotelegraphy by Marconi (1895).

Por otro lado, Svante August Arrhenius (1859-1927), un joven estudiante de Química sueco, se doctoró en 1884 con la mínima calificación, por sugerir en su tesis que la corriente eléctrica dentro de las soluciones, estaba formada por ÁTOMOS CARGADOS (ahora conocidos como "iones"). La idea era muy revolucionaria ya que aún no se conocían partículas cargadas en el interior del átomo. Pero casi le costó la tesis ...

También en 1884 llega a USA el ingeniero electromecánico e inventor Nikola Tesla (1856-1943), contratado por Edison. Al año ya tiene problemas con su jefe por su salario, y finalmente en 1886 forma su propia compañía.
A finales de los 1880s se produjo la "Batalla (o Guerra) de las Corrientes", entre Edison que estaba a favor de la Corriente Continua, y su principal rival, el ingeniero y empresario estadounidense George Westinghouse, Jr. (1846-1914). Finalmente, Westinghouse logró imponer la Corriente Alterna, junto con Tesla, quién comenzaba a desarrollar sus inventos con motor de inducción y campos magnéticos rotantes. "Coherer" (1884-1890): Se inventa el "detector", antes que La Radio
En estos años empezaron a aparecer patentes, anuncios y noticias de experimentos relacionados con la comunicación mediante ondas de radio, pero que realmente no tenían que ver con la Teoría Electromagnética o no aportaron algo esencial (William Henry Ward, 1872; Mahlon Loomis, 1872; Edison, 1875; David E. Hughes, 1878; Nathan Stubblefield, 1885-92). Al parecer, el primero que realmente fue importante para el desarrollo de La Radio fue el invento en 1884 de un primitivo resonador llamado "coherer", realizado por el físico e inventor italiano Temistocle Calzecchi Onesti (1853-1922). El "coherer" fue un tubo o cápsula aislante llena de partículas de hierro entre dos electrodos, que más tarde fue esencial en el primer detector práctico de ondas de radio. Este tubo respondía a las ondas de radio, haciéndose conductor.
Entre 1884 y 1890, el físico e inventor francés Édouard EugËne Désiré Branly (1844-1940) inventó una versión mejorada del "coherer". Éste se convertiría en el detector usado en los primeros aparatos receptores entre 1900 y 1910. At that time, the only available means of communications were the Wired Telegraph invented by Samuel Morse (1837), the Wired Telephone by Graham Bell (1876) and radiotelegraphy by Marconi (1895).

Comienza la Comunicación mediante ondas electromagnéticas en La Tierra

En un ambiente de inventos asombrosos y de una ciencia nueva, en 1888 nace la idea de la comunicación mediante ondas electromagnéticas, es decir de la telegrafía sin alambres ("wireless telegraphy").
El físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) realizó y dió a conocer en 1888 una serie de famosos experimentos para generar y para detectar las ondas predichas por Maxwell 24 años antes. Su trabajo fue formidable y genial. Hertz emitía ondas generando chispas y usaba electrodos entre los cuales se generaban chispas cuando detectaba las ondas. Por primera vez alguien se proponía emitir y detectar ondas a través del espacio. Hertz estudió la teoría, y demostró una a una las propiedades ondulatorias de las ondas electromagnéticas, como la propagación, la reflexión y la refracción. Logró demostrar experimentalmente que la energía se transmitía a través del espacio, y comprobó que las ondas generadas tenían longitudes más largas que las ondas de luz visible. Hertz llevó la Teoría Electromagnética al laboratorio.

Parece ser que el mismo Hertz no consideró que fuese posible la aplicación práctica de la "telegrafía sin alambres", pero muchos investigadores comenzaron a pensar que las "ondas hertzianas" podrían servir para enviar mensajes de un lugar a otro, pues tales ondas podrían contornear los obstáculos gracias a su longitud de onda.

En esa misma época, el inventor canadiense Reginald Aubrey Fessenden (1866-1932) realizaba experimentos pioneros en el área de la comunicación mediante ondas electromagnéticas, es decir de la telegrafía sin alambres.
En 1886 intentó trabajar en USA con el famoso inventor (Edison) diciendo "Do not know anything about electricity, but can learn pretty quick" ("No sé nada de Electricidad pero puedo aprender muy rápido"), a lo que Edison contestó "Have enough men now who do not know about electricity" ("Ya tengo suficientes hombres que no saben nada de Electricidad"). Finalmente, el mismo año fue contratado, y muy rápidamente promovido. Lamentablemente, por problemas financieros, Edison despidió a Fessenden en 1890 junto con la mayoría de los empleados del laboratorio.
Después de trabajar en fábricas y como profesor en 1892 en una universidad en Indiana, en 1893 Fessenden fue contratado por George Westinghouse para el primer puesto que se abría en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la -entonces- Universidad de Pennsylvania.

En 1893 Nikola Tesla hizo la primera demostración pública de comunicación por ondas hertzianas.
En 1894 (año en que murió Hertz), el físico y escritor británico Oliver Joseph Lodge (1851-1940) daba detalles en la revista "The Electrician" de sus experimentos realizados públicamente, con aparatos de telegrafía sin alambres.

La publicación de los experimentos de Lodge captó la atención del físico, biólogo, botánico, arqueólogo, inventor y escritor de ciencia ficción bengalí Jagadish Chandra Bose (1858-1937), quien hizo investigaciones pioneras en radio y óptica de microondas, utilizadas actualmente por telescopios. Es considerado uno de los padres de La Radio, y el padre de la ciencia ficción bengalí. Sentó los fundamentos de la ciencia experimental en India, donde fue el primero en tener una patente estadounidense (en 1904).
El primer aspecto destacable de su trabajo en microondas es que se dio cuenta de la desventaja de usar ondas largas en el estudio de las propiedades ondulatorias de las ondas hertzianas. En 1894 realizó una demostración pública en Calcuta donde hizo sonar una campanilla y encendió pólvora a una cierta distancia, utilizando ondas milimétricas. Por primera vez se veía en forma dramática lo que se podía hacer con estos "rayos invisibles que atravezaban paredes.

Desde 1865 hasta 1894, se tenían las ideas suficientes para implementar la telegrafía sin alambres, pero aún nadie lograba un sistema práctico. Ese fue el mérito del inventor italiano Marchese Guglielmo Marconi (1874-1937).
Los experimentos de Lodge también llegaron a manos de Augusto Righi, un físico italiano de la Universidad de Bologna, que había realizado investigaciones sobre los trabajos de Hertz. Righi le enseña en su laboratorio a Marconi, su joven vecino de 19 años, quien se interesa en el tema y comienza a experimentar en un pequeño cuarto en su casa (en Villa Griffone, Pontecchio, Italia), después de 30 años de la Teoría de Maxwell.
Finalmente, Marconi inventa un sistema práctico de telegrafía con los siguientes componentes:
(1) Generador de chispas para emitir ondas de radio.
(2) Interruptor para enviar pulsos cortos y largos del código Morse.
(3) Detector tipo "coherer" de Branly, modificado para aumentar su sensibilidad.
(4) Alambre con una superficie a cierta altura sobre el suelo.
(5) Registrador telegráfico, activado por el "coherer", para registrar los puntos y rayas Morse, sobre un rollo de papel.

Configuraciones similares habían sido utilizadas pero sin lograr superar unos pocos cientos de metros. A Marconi le pasó lo mismo, pero en el verano de 1895 MEJORÓ LA ANTENA: usó alambres más largos, verticales y con un extremo en el suelo. Así transmitió a más de 1.5 km (0.93 mi). La "conexión a tierra" fue la clave !!

Marconi se dió cuenta que su sistema tenía relevancia comercial y militar, hablaba inglés con fluidez, y como Italia no estaba preparada para ese desarrollo tecnológico, se trasladó a Londres en 1896, con 21 años de edad.
En 1897 transmitió a más de 6 km (3.7 mi) a través de la llanura de Salisbury y a través del Canal de Bristol, superando los 16 km (9.9 mi). Presentó sus resultados al público general en sus conferencias "Telegraphy without Wires" (Toynbee Hall, London, Dic. 11, 1896), y "Signaling through Space without Wires" (Royal Institution, London, Junio 4, 1897).
Marconi realizó públicamente varias demostraciones en Europa, entre ellas en La Spezia (Italia) en 1897, Rathlin Island (Ireland) en 1898, y a través del Canal de la Mancha en 1899. La primera estación de radio del Mundo la estableció Marconi en 1897 en la Isla de Wight (England).

Aparentemente los experimentos de telegrafía sin alambres de J.C. Bose fueron anteriores a los de Marconi en Salisbury, pero de menor alcance. J.C. Bose inventó varios componentes para microondas. Sus papers del 1897 describen sus trabajos con ondas milimétricas. Usó guías de onda, antenas cónicas, lentes dieléctricas, polarizadores, y semiconductores a frecuencias de hasta 60 GHz. Después de sus trabajos, prácticamente no hubo trabajos con ondas milimétricas en unos 50 años.
Neville Francis Mott, cuando obtuvo el Premio Nobel 1977 de Física por sus contribuciones a la Electrónica de Estado Sólido, destacó que J.C. Bose estaba al menos 60 años adelantado a su época, y que incluso ya había anticipado la existencia de semiconductores tipo-n y tipo-p.

En otro ámbito, en 1897 el físico británico Joseph John "J.J." Thomson (1856-1940) descubrió el electrón. La teoría de Arrhenius adquirió un sentido sorprendente, y finalmente obtuvo el Premio Nobel 1903 de Química por su antes mal calificada tesis, y Thomson el Nobel 1906 de Física por el descubrimiento del electrón y sus trabajos de la conducción eléctrica en gases (un tema importantísimo, y sin embargo completamente olvidado en la enseñanza de la Física de hoy, en 2009).

Oliver Lodge participó en el desarrollo de la telegrafía sin alambres. Lodge, usó el término "coherer" en sus charlas y patentó en 1898 en USA, la idea de sintonizar ("tuning").
Por otro lado, en 1898 el ingeniero electrotécnico danés Valdemar Poulsen (1869-1942) inventó la grabación magnetofónica del sonido. La señal de audio de un micrófono era grabada mediante un electroimán, sobre un alambre de hierro atado entre dos paredes. Luego, la señal de audio grabada, era reproducida volviendo a pasar el electroimán con un audífono, sobre el mismo alambre. Este invento no fue apreciado hasta que se desarrolló la Electrónica y comenzó la computación. Su invento iba a dominar todo un siglo el registro de la información (audio, video y computación), hasta el Siglo XXI, donde hay además medios ópticos y ferroeléctricos.

También cerca de 1898 Braun (que en 1874 había descubierto la rectificación de la corriente en un contacto puntual sobre un semiconductor), inventa el diodo "bigote de gato", y lo patenta en 1899. Este fué el primer dispositivo electrónico semiconductor, pero aún no existía la Electrónica. Fué J.C. Bose el que más tarde usó por primera vez una unión semiconductora para detectar ondas de radio.

En 1899, Marconi hace su primera demostración de telegrafía sin alambres en Estados Unidos.
En 1900 Fessenden deja la Universidad y entra a trabajar en la United States Weather Bureau, con el objetivo de reemplazar las líneas telegráficas por un sistema de radio en las estaciones meteorológicas.
Aparentemente fue Fessenden y en ese año quien inventó el principio "heterodyne": combinar dos señales de alta frecuencia para producir una tercera, pero audible. El 23 de Diciembre del 1900 hizo la primera transmisión de audio con ondas de RF, a través de una milla. Pero durante mucho tiempo aún, no habría Electrónica lo suficientemente desarrollada como para que esta genial idea se pudiera llevar a la práctica. Esto lo hizo en 1918 Armstrong.

En 1901 Marconi anuncia haber logrado la comunicación sin alambres a través del Atlántico (3500 km ó 2200 mi), usando una antena receptora de 152.4 m (500 ft) sostenida por un "cometa" o "barrilete".

Muchos pensaban que la comunicación estaba limitada a alcanzar el horizonte. Cuando Marconi anunció haber alcanzado mucho más, los científicos quedaron atónitos... cómo podían las ondas hertzianas, superar la curvatura terrestre?
Dado que muchos dudaron de esos resultados, Marconi hizo otras demostraciones de similar distancia en 1902, pero registrando todo con más cuidado. En estos nuevos experimentos hubo otro descubrimiento: las ondas de radio llegaban mucho más lejos durante la noche que en el día (prácticamente el triple!).
La explicación fue propuesta el mismo año, casi simultáneamente por el ingeniero eléctrico estadounidense Arthur Edwin Kennelly (1861-1939) y el físico británico Oliver Heaviside (1850-1925): las ondas de radio se reflejan en una capa "conductora" de la atmósfera, una capa con iones ! (hay que recordar que Thomson había descubierto el electrón hacía sólo 5 años, y que 18 años antes Arrhenius casi pierde su tesis por sugerir la existencia de iones).
Esta brillante predicción hecha en 1902 fue confirmada experimentalmente en 1924 por el físico británico Edward Victor Appleton (1892-1965), quién usó un transmisor de la British Broadcasting Corporation (BBC) para hacer el experimento decisivo (En 1947 Appleton recibió el Premio Nobel de Física por su contribución al conocimiento de la ionosfera, que condujo al desarrollo del radar).
Marconi comenzó a construir estaciones de mayor potencia para transmitir noticias desde el continente hacia los barcos en alta mar durante la noche. Esto comenzó en 1904 y con regularidad desde 1907. At that time, the only available means of communications were the Wired Telegraph invented by Samuel Morse (1837), the Wired Telephone by Graham Bell (1876) and radiotelegraphy by Marconi (1895). Es bastante desconocido que hayan existido trabajos pioneros de Radio en Sudamérica. El religioso e inventor brasileño Roberto Landell de Moura (1861-1928), quien había estudiado Física y Química, trabajó solo e independientemente en la comunicación mediante ondas de radio en Brazil, hasta que demostró públicamente una transmisión de voz humana el 3 de Junio de 1900. Tuvo varias patentes importantes en USA y hasta comenzó trabajos pioneros en la "televisión" (transmisión y recepción de imágenes). Su gran talento y trabajo no ha sido justamente reconocido ni recordado.

(3) Nace la Electrónica

El físico inglés Owen Willans Richardson (1879-1959) publica en 1901 sus investigaciones sobre la emisión termoiónica por los cuales recibe el Premio Nobel de Física en 1928. Richardson descubrió que la densidad de corriente emitida por el cátodo caliente era proporcional al cuadrado de la temperatura del cátodo y a un término de activación térmica (de Arrhenius). Ahora el Efecto Edison podía ser estudiado cuantitativamente, y desarrollarse nuevos dispositivos.

En 1901 el físico e ingeniero eléctrico inglés John Ambrose Fleming (1849-1945) diseñó un transmisor para Marconi. Cuando trabajaba en la "Wireless Telegraphy" Company descubrió que el Efecto Edison podía ser utilizado en al detección de ondas de radio. En 1904 inventó, desarrolló y patentó el "kenotron", un elemento gaseoso de dos electrodos.
Este hito es considerado el nacimiento de la Electrónica, en 1904, con el desarrollo delprimer componente electrónico: el "diodo termoiónico", perteneciente a una familia de componentes conocidos como "tubos" o "válvulas" electrónicas. En estos dispositivos, el cátodo se calienta con un filamento, para producir emisión termoiónica, de electrones que "viajan" en el espacio gaseoso hacia la "placa" (el electrodo positivo conectado a unos 200-500 V respecto del cátodo).

Desde entonces y durante medio siglo, comenzaron a desarrollarse aparatos electrónicos con válvulas, más y más complejos, hasta las primeras computadoras. A mediados del Siglo XX, en el apogeo de la Electrónica con válvulas, se inventó el transistor. Durante la segunda mitad del Siglo, se desarrolla la Física de Estado Sólido con semiconductores, y las válvulas comenzaron a desaparecer. Finalmente, en el siglo XXI, los dispositivos con cátodo caliente son cada vez más raros, y ya no se venden más válvulas electrónicas en las casas comunes de reparaciones electrónicas. Todavía se ven algunos aparatos de TV con tubos de rayos catódicos, pero van en aumento las pantallas "planas" (matriz activa, plasma y LCD).

El físico de origen alemán Albert Einstein (1879-1955) presenta en su annus mirabilis, 1905, 4 trabajos revolucionarios: en el primero ("On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light") explica el efecto fotoeléctrico, tratando a la luz como corpúsculos llamados fotones.
En el segundo ("On the Motion-Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat-of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid") explica el movimiento browniano y demuestra indirectamente la existencia de átomos y moléculas.
En el tercero ("On the Electrodynamics of Moving Bodies"), conocido como "Teoría de la Relatividad Especial", da una interpretación del espacio físico que cambió nuestra concepción del Universo. La teoría está basada en hipótesis tan brillantes como simples. Entre otras cosas, dejó completamente claro que las ondas hertzianas realmente se propagaban sin necesidad de ningún medio material.
Y en el cuarto ("Does the Inertia of a Body Depend Upon Its Energy Content?"), mostró la equivalencia entre masa y energía.
Cada trabajo podría haber merecido un premio Nobel, pero Eistein obtuvo el Premio Nobel de Física en 1921 "por su contribución a la Física Teórica, y especialmente por su descubrimiento de la ley del Efecto Fotoeléctrico".

Lo que es interesante de destacar en este artículo, es que Einstein cambió totalmente el sentido que clásicamente se le daba a los campos electromagnéticos. Sin embargo, esto no afecta las invenciones que condujeron al desarrollo de La Radio. Más aún, con fines prácticos, se considera mejor estudiar Electromagnetismo en la forma tradicional, sin considerar transformaciones relativistas. Sin embargo, cuando no solo se desea hacer un aparato eléctrico, sino que se busca realmente comprender la Naturaleza, es necesario usar Relatividad.

Pero otras personas seguían más dedicadas a la nueva tecnología en las comunicaciones que enfrentaba la Humanidad. En particular, Fessenden buscaba transmitir voz y música, y no solo Morse. Después de una serie de inventos, Fessenden desarrolló el principio de la detección "heterodina", que combinaba dos señales de frecuencias similares, para producir una tercera señal (en este caso audible) correspondiente a la diferencia de frecuencias de las señales de entrada. Fue una de las invenciones universales pero que no podía implementarse aún en un circuito práctico, debido a que el desarrollo de la Electrónica recién se iniciaba, y no existían osciladores estables. En 1906 Fessenden hizo las primeras transmisiones experimentales en AM.

También en 1906, el inventor estadounidense Lee De Forest (1873-1961) inventó una versión aún no lineal del triodo termoiónico, llamado "Audion". Se dice que en realidad le robó el crédito a ingeniero eléctrico e inventor estadounidense Edwin Howard Armstrong (1890-1954).

Presentó en 1907 y obtuvo en 1908 la patente de un dispositivo que era una variante de la válvula de Fleming, la primera, inventada en 1904. De Forest le agregó un tercer electrodo, la "grilla" con el que la válvula podía utilizarse como amplificador.
En 1919 se lo llamó "triodo", y fue vital en el desarrollo de la comunicación transcontinental, la radio, el radar y la Electrónica en general. El triodo es una invención universal. No por el dispositivo en sí mismo, sino por su función en un circuito. En particular, inspiró el invento en 1948 del transistor.

La invención del triodo y poco más de 10 años de Electrónica permitieron el desarrollo de nuevas ideas para mejorar los primitivos sistemas de comunicaciones. La idea más relevante la tuvo Armstrong cuando reinventó en 1918 el heterodino de Fessenden, para mejorar los "receptores de RF sintonizados" (TRF receivers). Armstrong usó como frecuencia intermedia valores superiores a las del sonido. Tal vez por eso lo patentó como "Superheterodino". La clave del invento es que en vez de tener que sintonizar los amplificadores (como sucede en los TRFs), es mucho más estable sintonizar el oscilador. De este modo, el detector, amplificador de RF y el demodulador del receptor, todos ellos, trabajan a una frecuencia fija (la IF).

El físico e inventor alemán Karl Ferdinand Braun (1850-1918), contribuyó significativamente al desallorro de la radio y la televisión. En 1874 descubrió que un contacto puntual sobre un semiconductor rectifica la corriente alterna, inventando el diodo rectificador de cristal o "bigote de gato" ("Cat's whisker diode") cerca del 1898. En 1897 construyó el primer tubo de rayos catódicos "CRT" y el osciloscopio. Solo ahora, un siglo después, los CRT están siendo reemplazados por tecnologías de pantallas planas (LCD, LED y Plasma). Al CRT aún se le denomina "tubo de Braun" en países de lengua alemana y en Japón. Marconi usó patentes de Braun (entre otros), como la patente de sintonización que fue usada en muchas de sus patentes. Más tarde Marconi admitió al mismo Braun que había "tomado prestadas" porciones de su trabajo. En 1909 Braun y Marconi compartieron el Premio Nobel de Física "en reconocimiento por sus contribuciones al desarrollo de la telegrafía sin alambres". ingeniero electrotécnico estadounidense Edwin Howard Armstrong receptor superheterodino 1927 FM El problema que tiene la radiodifusión en AM es que los ruidos electromagnéticos de diferentes fuentes que tengan la frecuencia de la emisora, serán difíciles de filtrar. Por eso EHA inventó otra forma alternativa de modular y transmitir: en frecuencia (FM). La onda portadora en vez de tener una amplitud modulada, tiene una amplitud fija, mientras que su frecuencia es modulada con la señal de sonido. En la radiodifusión mediante ondas moduladas en amplitud (AM) la señal de audio de baja frecuencia (voz, música, sonido en general) modula la amplitud de una onda portadora de alta frecuencia, característica de la emisora de radio. Maxwell inspiró los trabajos de Nikolai Tesla y de Franz Hertz, que condujeron a Morse y a Marconi al desarrollo del telégrafo y de la radio. Seis décadas más adelante, se emitían transmisiones de radio mediante ondas electromagnéticas entre puntos distantes, que también alcanzaban el espacio exterior. De la Tierra saldrían naves espaciales hacia otros planetas, enviando información del Cosmos al que pertenecemos. La Tierra se rodearía de un enjambre de satélites de comunicaciones, laboratorios, instrumentos y telescopios espaciales y hasta una Estación Espacial Internacional. La comunicación mediante ondas de radio cambió TODO !

CÓMO HACER REFERENCIA A ESTE ARTÕCULO

Giordano J L 2009 Cómo funcionan las cosas: La Radio Galena (Santiago: http://www.profísica.cl)