La estación de radio Grimeton ( pronunciación sueca: [ˈɡrɪ̂mːɛˌtɔn] ) [1] en el sur de Suecia , cerca de Varberg en Halland , es una de las primeras estaciones de telegrafía inalámbrica transatlántica de onda larga 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 mediante 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 que queda de una de las primeras tecnologías de transmisores de radio preelectrónicos llamada alternador Alexanderson . Fue incluida en la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO en 2004, con la siguiente declaración: "La estación de radio Grimeton, Varberg es un monumento excepcional que representa el proceso de desarrollo de la tecnología de la comunicación en el período posterior a la Primera Guerra Mundial". La estación de radio es también un punto de referencia 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 se pueden recibir en toda Europa.
A partir de 1910, los países industrializados construyeron redes de potentes estaciones de radiotelegrafía transoceánicas de onda larga 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 cable submarino de otros países y la pérdida temporal de esas conexiones vitales durante la guerra, motivaron en 1920 la decisión del Parlamento sueco de que la Royal Telegraph Agency construyera una "gran estación de radiotelegrafía" en Suecia para transmitir 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 el alternador Alexanderson , inventado hacia 1906 por el sueco-estadounidense Ernst Alexanderson y fabricado por RCA. Consistía en un enorme generador de CA electromecánico giratorio ( alternador ) girado 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 utilizaban los transmisores de chispa anteriores . Se eligió el alternador porque ya se utilizaba en la mayoría de las otras estaciones de radio transatlánticas, lo que reduce posibles problemas de compatibilidad. [3] El hecho de que fuera diseñado por un sueco también puede haber influido. [3]
Después de cuidadosos cálculos, la estación estaba ubicada en Grimeton, en la costa suroeste de Suecia, más cercana a América del Norte, lo que permitía buenas condiciones de propagación de ondas de radio a través del Atlántico Norte hasta América, y también hasta Noruega, Dinamarca y Escocia. [3] El sitio se compró en otoño de 1922, la construcción comenzó a finales de año y la estación se terminó en 1924. [3] Se instalaron dos alternadores Alexanderson de 200 kilovatios para permitir el mantenimiento de uno de ellos sin interrumpir la radio. tráfico. [4] Para lograr comunicación diurna a distancias tan largas, las estaciones transoceánicas aprovecharon un mecanismo de guía de ondas tierra-ionosfera que les exigía transmitir en frecuencias en el rango de frecuencias muy bajas (VLF) por debajo de 30 kHz. Los transmisores de radio requerían antenas extremadamente grandes para irradiar estas ondas largas de manera eficiente. La estación Grimeton tenía una enorme antena plana de sintonización múltiple de 1,9 km (1,2 millas) de largo que constaba de doce (luego reducidos a ocho) cables sostenidos sobre seis torres de acero de 127 m (380 pies) de altura, alimentadas en un extremo por cables alimentadores verticales que se extendían 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] luego cambió a 17.442 metros (17,2 kHz), [5] a los receptores de Radio Central de RCA en Long Island. , Nueva York . Inmediatamente absorbió el 95% del tráfico de telegramas hacia 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 utilizaban el tubo de vacío 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 en uso estos enormes gigantes mucho después de que quedaran tecnológicamente obsoletos . A mediados de la década de 1930, las comunicaciones transatlánticas habían cambiado a ondas cortas y se instalaron transmisores de onda corta con tubos 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 experimentó su apogeo, cuando era una de las puertas de Escandinavia al mundo exterior. Las naciones en guerra habían vuelto a cortar rápidamente las conexiones de los cables de comunicación submarinos y las transmisiones de radiotelegrafía eran un enlace con el mundo exterior. Uno de los transmisores del alternador fue desguazado en los años 1960. El alternador continuó utilizándose para transmisiones navales hasta mediados de la década de 1990, cuando lo reemplazó un moderno transmisor de baja frecuencia de estado sólido.
La estación de radio Grimeton es ahora 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 fue añadido a la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO. El transmisor Grimeton es el último ejemplo sobreviviente de un alternador Alexanderson, la única estación de radio que queda de la era anterior a los tubos de vacío, y todavía está en condiciones de funcionar. Cada año, en un día llamado Día de Alexanderson , ya sea el último domingo de junio o el primer domingo de julio, lo que se acerque más 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 distintivo de llamada SAQ, que se puede recibir 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.
Para ello se utiliza básicamente un generador eléctrico (A). Este se pone en rotación mediante un motor (500 CV, 711,3 rpm) a través de una caja de cambios (relación de configuración: 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 a enviar se traducen en una secuencia de pulsos cortos y largos según el código Morse mediante una tecla Morse (D). El interruptor (C) utiliza estos pulsos para controlar la transmisión del voltaje de CA a la antena (F). Cuando se pulsa la tecla, la tensión alterna pasa a la antena y se transmite desde allí. Si no se presiona la tecla, el interruptor 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 onda corta y otra larga y detectarse en el receptor.
La tensión alterna generada tiene una tensión 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 intensas no se pueden activar y desactivar con un simple interruptor, ya que se producirían 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 manera óptima. En Grimeton, la sintonización de este circuito oscilante ahora se altera en el interruptor (C) cuando no se presiona la tecla Morse, suprimiendo así la transmisión. De este modo es posible influir en una potencia CA de 200 kW con una potencia pequeña (3 kW CC).
El circuito resonante de la antena consta esencialmente de la antena (I), un transformador (D) y un amplificador magnético (G). [6] [8]
Como es habitual en los generadores eléctricos, en las bobinas adyacentes (B) del generador (A) se genera una tensión alterna mediante campos magnéticos giratorios. En Grimeton, estas bobinas están montadas en el estator , divididas en 2x32 sectores, a ambos lados del rotor . Los devanados individuales de un sector están conectados a los correspondientes devanados primarios (C) del transformador (D). Cuando los voltajes primarios se transmiten al devanado secundario (E) del transformador, estos voltajes se superponen para formar una señal de salida sinusoidal fuerte que se envía a la antena y se transmite.
El devanado de control (F) y el amplificador magnético (G) son responsables de controlar el proceso de transmisión mediante la tecla Morse (H). El amplificador magnético es una disposición de bobinas y condensadores cuya resistencia de CA está influenciada indirectamente por la clave Morse y una fuente de CC. Cuando la llave Morse está abierta, el amplificador del solenoide cortocircuita el devanado de control (F), en pocas palabras. 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 lo tanto, la situación descrita anteriormente (transmisión completa o ninguna transmisión) sólo se puede lograr de forma aproximada, pero en la práctica esto es suficiente.
Para alcanzar la frecuencia de transmisión necesaria, el generador del tipo alternador Alexanderson [8] [9] no sólo debe girar rápidamente, sino que también necesita una construcción especial con muchos polos magnéticos. Para ello, el disco de rotor (A), de acero y, por tanto, magnetizable, está provisto en el borde de 488 ranuras (B), que están rellenas con un material no magnético. [7] Mediante 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). Gracias al disco giratorio del rotor, este campo magnético entre las bobinas (C) se refuerza alternativamente mediante el disco de acero y las ranuras no magnéticas se amortiguan. 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 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 lograr 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 kilohercios , por lo que la longitud de onda es de aproximadamente 17442 metros. Aunque la antena tiene aproximadamente 2 km de largo, es corta en comparación con la longitud de onda y, por tanto, no es muy eficiente.
El sistema de antena consta de cables de antena sostenidos por mástiles, como los que se utilizan para líneas eléctricas de alto voltaje. Los seis mástiles de antena tienen cada uno un travesaño de 46 m en la parte superior y una altura de 127 m. Hoy llevan 8 conductores de antena aunque originalmente eran 12.
La antena de sintonización múltiple utilizada en Grimeton es una invención anterior a la Primera Guerra Mundial de EFW Alexanderson, que utiliza varios cables de radiador verticales interconectados por cables planos, que sirven como capacitancia superior y como línea de transmisión de alto voltaje.
Cada cable vertical termina en una inductancia de sintonización montada en tierra (o "bobina") que sirve para sintonizar la reactancia capacitiva del cable y para establecer la relación de fase adecuada entre las corrientes en los cables.
Al dividir la corriente total que fluye hacia la tierra o el sistema de contrapeso entre varios puntos de conexión, la resistencia de pérdida de tierra equivalente puede reducirse sustancialmente en comparación con el caso en el que toda la corriente se alimenta a un único radiador vertical.
Esto aumenta la eficiencia de la antena en aproximadamente un orden de magnitud.
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