La estación de radio de Grimeton ( pronunciación sueca: [ˈɡrɪ̂mːɛˌtɔn] ) [1] en el sur de Suecia , cerca de Varberg en Halland , es una estación de telegrafía inalámbrica transatlántica de onda larga temprana construida entre 1922 y 1924, que se ha conservado como un sitio histórico. Desde la década de 1920 hasta la de 1940 se utilizó para transmitir tráfico de telegramas en código Morse a América del Norte y otros países, y durante la Segunda Guerra Mundial fue el único enlace de telecomunicaciones de Suecia con el resto del mundo. Es el único ejemplo restante de una tecnología temprana de transmisión de radio preelectrónica llamada alternador Alexanderson . Fue agregada a la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO en 2004, con la declaración: "La estación de radio de Grimeton, Varberg es un ejemplo excepcionalmente bien conservado de un tipo de centro de telecomunicaciones, que representa los logros tecnológicos de principios de la década de 1920, además de documentar el desarrollo posterior durante unas tres décadas". La estación de radio es también un sitio de anclaje para la Ruta Europea del Patrimonio Industrial . [2] El transmisor todavía está en condiciones operativas, y cada año, en un día llamado Día de Alexanderson, se pone en marcha y transmite breves transmisiones de prueba en código Morse, que pueden recibirse en toda Europa.
A partir de 1910, los países industriales construyeron redes de potentes estaciones de radiotelegrafía de onda larga transoceánicas para comunicarse telegráficamente con otros países. Durante la Primera Guerra Mundial, la radio se convirtió en una tecnología estratégica cuando se comprendió que una nación sin capacidad de radio de larga distancia podría quedar aislada del resto del mundo si un enemigo cortaba sus cables telegráficos submarinos . [3] La dependencia geográfica de Suecia de las redes de cables submarinos de otros países y la pérdida temporal de esas conexiones vitales durante la guerra motivaron una decisión en 1920 del Parlamento sueco de que la Real Agencia Telegráfica construyera una "gran estación de radiotelegrafía" en Suecia para transmitir el tráfico de telegramas a través del Atlántico. [3]
En ese momento, se utilizaban varias tecnologías diferentes para la transmisión de radio de alta potencia, cada una propiedad de una empresa industrial gigante diferente. Se solicitaron ofertas a Telefunken en Berlín, The Marconi Company en Londres , Radio Corporation of America (RCA) en Nueva York y Société Française Radio-Electrique en París. El transmisor elegido fue la versión de 200 kW del alternador Alexanderson , inventado por el sueco-estadounidense Ernst Alexanderson , fabricado por General Electric y comercializado por su filial RCA. Este consistía en un enorme generador de CA electromecánico giratorio ( alternador ) activado por un motor eléctrico a una velocidad lo suficientemente rápida como para generar corriente alterna de radiofrecuencia , que se aplicaba a la antena. Fue uno de los primeros transmisores en generar ondas continuas sinusoidales , que podían comunicarse a mayor distancia que las ondas amortiguadas que usaban los transmisores de chispa anteriores . El alternador fue elegido porque ya se usaba en la mayoría de las otras estaciones de radio transatlánticas, lo que reducía los posibles problemas de compatibilidad. [3] El hecho de que fuera diseñado por un sueco también puede haber influido. [3]
Después de cálculos cuidadosos, la estación se ubicó en Grimeton, en la costa suroeste de Suecia más cercana a América del Norte, lo que permitió buenas condiciones de propagación de ondas de radio sobre el Atlántico Norte hasta América, y también Noruega, Dinamarca y Escocia. [3] El sitio fue comprado en otoño de 1922, la construcción comenzó a fines de año y la estación se terminó en 1924. [3] Se instalaron dos alternadores Alexanderson de 200 kilovatios, para permitir que se realizara mantenimiento en uno sin interrumpir el tráfico de radio. [4] Para lograr una comunicación diurna a tan largas distancias, las estaciones transoceánicas aprovecharon un mecanismo de guía de ondas tierra-ionosfera que requería que transmitieran a frecuencias en el rango de frecuencia muy baja (VLF) por debajo de 30 kHz. Los transmisores de radio requerían antenas extremadamente grandes para radiar estas ondas largas de manera eficiente. La estación de Grimeton tenía una enorme antena plana multiajustada de 1,9 km (1,2 millas) de largo que constaba de doce cables (más tarde reducidos a ocho) apoyados en seis torres de acero de 127 m (380 pies) de altura, alimentados en un extremo por cables de alimentación verticales que se extendían hacia arriba desde el edificio del transmisor. La estación comenzó a funcionar en 1924, transmitiendo tráfico de radiotelegrafía con el indicativo SAQ en una longitud de onda de aproximadamente 18.000 metros (16,7 kHz), [4] posteriormente cambiado a 17.442 metros (17,2 kHz), [5] a los receptores de Radio Central de RCA en Long Island, Nueva York . Inmediatamente se hizo cargo del 95% del tráfico de telegramas suecos a los Estados Unidos. [3]
La tecnología del alternador Alexanderson se estaba volviendo obsoleta incluso cuando se instaló. Los transmisores osciladores electrónicos de tubo de vacío , que usaban el tubo de vacío de triodo inventado por Lee De Forest en 1907, reemplazaron a la mayoría de los transmisores preelectrónicos a principios de la década de 1920. Sin embargo, la gran inversión de capital en un transmisor de alternador hizo que los propietarios mantuvieran estos enormes colosos en uso mucho después de que se volvieran tecnológicamente obsoletos . A mediados de la década de 1930, la mayoría de las comunicaciones transatlánticas habían cambiado a ondas cortas y, a partir de 1938, se instalaron transmisores de onda corta de tubo de vacío en el edificio principal, utilizando antenas dipolo y rómbicas en un campo vecino. El alternador Alexanderson encontró un segundo uso como transmisor naval para comunicarse con submarinos , ya que las frecuencias VLF pueden penetrar una corta distancia en el agua de mar.
Durante la Segunda Guerra Mundial (1939-1945), la estación vivió un período de auge, ya que se convirtió en una de las puertas de entrada de Escandinavia al mundo exterior. Las conexiones de los cables de comunicación submarinos habían sido cortadas rápidamente por las naciones en guerra y las transmisiones de radiotelegrafía eran un vínculo con el mundo exterior. Por lo tanto, se añadieron varios transmisores nuevos a la estación. Como entre los usuarios durante la guerra se encontraban el Ministerio de Asuntos Exteriores de Suecia y varias embajadas y legaciones, las transmisiones de la estación de radio estaban sujetas a interceptaciones por parte de operaciones de inteligencia de señales como el servicio británico Y.
Después de la guerra, se instalaron transmisores adicionales y el número de destinos aumentó, alcanzando un pico en la década de 1950, cuando la estación operó doce transmisores de onda corta y un transmisor electrónico de onda larga (así como el sistema original de Alexanderson), manteniendo el tráfico a unos veinte países diferentes en Europa, Asia y las Américas. En ese momento, las transmisiones telegráficas habían pasado del código Morse al radioteletipo y la estación también proporcionaba servicios de radiofax y radiotelefonía .
En la década de 1960, muchos de los transmisores empezaron a mostrar signos de envejecimiento y, posteriormente, se desmantelaron y se reemplazaron por equipos más modernos. Sin embargo, en lugar de reacondicionar el edificio original de la estación, en 1966 se construyó una nueva instalación para albergar los nuevos transmisores, lo que permitió conservar el equipo más antiguo. También se erigieron varias antenas nuevas a mediados y finales de la década de 1960, pero estas inversiones duraron relativamente poco en su contexto original, ya que coincidieron con el abandono del uso de estaciones de radio fijas para las comunicaciones internacionales en favor de satélites y nuevos tipos de cables. En su lugar, el enfoque se trasladaría con el tiempo a la radio marítima de largo alcance.
Del sistema original, uno de los transmisores del alternador se fue desmantelando y desechando gradualmente en la década de 1950 para liberar espacio en el edificio de la estación. El alternador restante siguió utilizándose para transmisiones navales hasta principios de la década de 1990, cuando se lo reemplazó por un moderno transmisor LF de estado sólido.
La estación de radio de Grimeton es actualmente la única estación que queda en la red transatlántica de nueve estaciones de onda larga que se construyeron durante los años 1918-1924, todas equipadas con alternadores Alexanderson. En 2004 se añadió a la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO. El transmisor de Grimeton es el último ejemplo superviviente de un alternador Alexanderson, la única estación de radio que queda de la era anterior a las válvulas de vacío, y todavía está en condiciones de funcionamiento. Cada año, en un día llamado Día de Alexanderson , ya sea el último domingo de junio o el primer domingo de julio, lo que sea más cercano al 2 de julio, el sitio celebra una jornada de puertas abiertas durante la cual se pone en marcha el transmisor y transmite mensajes de prueba en 17,2 kHz utilizando su indicativo de llamada SAQ, que puede recibirse en toda Europa.
El transmisor electromecánico de Grimeton transmitía a una frecuencia de 17,2 kHz, es decir, en el rango VLF, y así pudo llegar a América.
En principio, para ello se utiliza un generador eléctrico (A), que se pone en marcha mediante un motor (500 CV, 711,3 rpm) a través de un reductor (relación de ajuste: 2,97) y genera así una tensión alterna sinusoidal continua (B) de 17,2 kHz o 17.200 Hz. [6]
A modo de comparación, los generadores de las redes eléctricas públicas producen una tensión alterna de 50 o 60 Hz, según el país. Para producir frecuencias tan altas con un generador, se necesita un generador de rotación rápida (2115 revoluciones por minuto) con un diseño especial.
En Grimeton se transmitían principalmente señales Morse. Para enviar información con la tensión alterna generada, los textos que se van a enviar se traducen en una secuencia de pulsos cortos y largos según el código Morse mediante una tecla Morse (D). El cuadro de distribución (C) utiliza estos pulsos para controlar la transmisión de la tensión alterna a la antena (F). Cuando se pulsa la tecla, la tensión alterna se transmite a la antena y desde allí se transmite. Si no se pulsa la tecla, el cuadro de distribución suprime la tensión alterna y no se transmite ninguna señal. Así, por ejemplo, como se muestra en (E), la letra A puede transmitirse mediante un paquete de ondas cortas y largas y detectarse en el receptor.
La tensión alterna generada tiene un voltaje de 2000 voltios [7] y una potencia de 200 kW [6] (aunque hoy en día suele estar limitada a unos 80 kW). Unas señales tan fuertes no se pueden activar y desactivar con un simple interruptor, ya que provocarían chispas considerables. En Grimeton se utilizó un efecto diferente para este fin.
Como se sabe por las radios históricas, la antena y las bobinas y condensadores adyacentes forman un circuito resonante , que debe sintonizarse a la frecuencia deseada para que la energía se transmita de forma óptima. En Grimeton, la sintonización de este circuito oscilante se altera ahora en el cuadro de distribución (C) cuando no se pulsa la tecla Morse, suprimiendo así la transmisión. De este modo, es posible influir en una potencia de CA de 200 kW con una pequeña potencia (3 kW de CC).
El circuito resonante de antena consta esencialmente de la antena (I), un transformador (D) y un amplificador magnético (G). [6] [8]
Como es habitual en los generadores eléctricos, se genera una tensión alterna en las bobinas adyacentes (B) del generador (A) mediante campos magnéticos giratorios. En Grimeton, estas bobinas están montadas en el estator , divididas en sectores 2x32, a ambos lados del rotor . Los devanados individuales de un sector están conectados a los devanados primarios correspondientes (C) del transformador (D). Cuando las tensiones primarias se transmiten al devanado secundario (E) del transformador, estas tensiones se superponen para formar una señal de salida fuerte y sinusoidal que se emite a la antena y se transmite.
El bobinado de control (F) y el amplificador magnético (G) son los encargados de controlar el proceso de transmisión mediante la llave Morse (H). El amplificador magnético es un conjunto de bobinas y condensadores cuya resistencia de corriente alterna está influida indirectamente por la llave Morse y una fuente de corriente continua. Cuando la llave Morse está abierta, el amplificador de solenoide cortocircuita el bobinado de control (F), para decirlo de forma sencilla. El cortocircuito de (F) perturba el circuito oscilante de transmisión, de modo que finalmente no fluye más del 9 % de la corriente normal de la antena [2, página 53]. Por tanto, la situación descrita anteriormente (transmisión completa o ninguna transmisión) solo se puede lograr de forma aproximada, pero es suficiente en la práctica.
Para alcanzar la frecuencia de transmisión necesaria, el generador del tipo alternador Alexanderson [8] [9] no solo debe girar rápidamente, sino que también necesita una construcción especial con muchos polos magnéticos. Para ello, el disco de rotor de acero, y por lo tanto magnetizable (A), está provisto en el borde de 488 ranuras (B), que están rellenas de un material no magnético. [7] Por medio de las bobinas (D), se genera un campo magnético continuo (E) en el estator mediante corriente continua, en el que también se encuentran las bobinas (C). Debido al disco de rotor giratorio, este campo magnético entre las bobinas (C) es reforzado alternativamente por el disco de acero y las ranuras no magnéticas son amortiguadas. Este campo magnético que cambia cíclicamente induce una tensión sinusoidal en las bobinas (C).
El boceto anterior no está a escala, el espacio de aire entre el rotor y el marco del estator tiene solo 1 mm de ancho. [8] El rotor es un disco de acero que mide 1,6 m de diámetro y aproximadamente 7,5 cm de espesor en la periferia.
Para alcanzar el máximo alcance, al igual que otras estaciones de radiotelegrafía transoceánica de esta época, transmitía en la banda VLF , a una frecuencia de 17,2 kilohertz , por lo que la longitud de onda es de aproximadamente 17442 metros. Aunque la antena tiene una longitud de aproximadamente 2 km, es corta en comparación con la longitud de onda y, por lo tanto, no es muy eficiente.
El sistema de antenas está formado por cables de antena soportados por mástiles, como los que se utilizan para líneas eléctricas de alta tensión. Los seis mástiles de antena tienen cada uno un brazo transversal de 46 m en la parte superior y miden 127 m de altura. Hoy en día llevan 8 conductores de antena, aunque originalmente había 12.
La antena multisintonizada utilizada en Grimeton es una invención anterior a la Primera Guerra Mundial de EFW Alexanderson, que utiliza una serie de cables radiadores verticales interconectados por cables de superficie plana, que sirven tanto como capacitancia superior como línea de transmisión de alto voltaje.
Cada cable vertical termina en una inductancia de sintonización montada en el suelo (o "bobina") que sirve para sintonizar la reactancia capacitiva del cable y establecer la relación de fase adecuada entre las corrientes en los cables.
Al dividir la corriente total que fluye hacia el sistema de tierra o contrapeso entre varios puntos de conexión, la resistencia de pérdida de tierra equivalente se puede reducir sustancialmente en comparación con el caso en el que toda la corriente se alimenta a un solo radiador vertical.
Esto aumenta la eficiencia de la antena en aproximadamente un orden de magnitud.
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