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Un telégrafo de aguja es un telégrafo eléctrico que utiliza agujas indicadoras movidas electromagnéticamente como medio para mostrar mensajes. Es uno de los dos tipos principales de telégrafo electromagnético, siendo el otro el sistema de armadura , [1] como lo ejemplifica el telégrafo de Samuel Morse en los Estados Unidos. Los telégrafos de aguja se utilizaron ampliamente en Europa y el Imperio Británico durante el siglo XIX.
Los telégrafos de aguja se sugirieron poco después de que Hans Christian Ørsted descubriera que las corrientes eléctricas podían desviar las agujas de las brújulas en 1820. Pavel Schilling desarrolló un telégrafo utilizando agujas suspendidas por hilos. Estaba previsto que se instalara en Rusia para uso gubernamental, pero Schilling murió en 1837 antes de que pudiera implementarse. Carl Friedrich Gauss y Wilhelm Eduard Weber construyeron un telégrafo que se utilizó para estudios científicos y comunicación entre universidades. Carl August von Steinheil adaptó el aparato bastante engorroso de Gauss y Weber para su uso en varios ferrocarriles alemanes.
En Inglaterra, William Fothergill Cooke comenzó a construir telégrafos, inicialmente basándose en el diseño de Schilling. Con Charles Wheatstone , Cooke produjo un diseño muy mejorado. Esto fue adoptado por varias empresas ferroviarias. Cooke's Electric Telegraph Company , formada en 1846, proporcionó el primer servicio público de telégrafo. Los telégrafos de aguja de la Electric Telegraph Company y sus rivales fueron la forma estándar de telegrafía durante la mayor parte del siglo XIX en el Reino Unido. Continuaron utilizándose incluso después de que el telégrafo Morse se convirtiera en el estándar oficial en el Reino Unido en 1870. Algunos todavía se utilizaban hasta bien entrado el siglo XX.
La historia del telégrafo de aguja comenzó con el descubrimiento histórico, publicado por Hans Christian Ørsted el 21 de abril de 1820, de que una corriente eléctrica desvió la aguja de una brújula cercana. [2] Casi de inmediato, otros estudiosos se dieron cuenta del potencial que tenía este fenómeno para construir un telégrafo eléctrico. El primero en sugerir esto fue el matemático francés Pierre-Simon Laplace . El 2 de octubre, André-Marie Ampère , siguiendo la sugerencia de Laplace, envió un artículo sobre esta idea a la Academia de Ciencias de París . El telégrafo (teórico) de Ampère tenía un par de cables para cada letra del alfabeto con un teclado para controlar qué par estaba conectado a una batería. En el extremo receptor, Ampère colocó pequeños imanes (agujas) debajo de los cables. El efecto sobre el imán en el esquema de Ampère habría sido muy débil porque no formó una bobina con el cable alrededor de la aguja para multiplicar el efecto magnético de la corriente. [3] Johann Schwegger ya había inventado el galvanómetro (en septiembre) con un multiplicador de este tipo, pero Ampère aún no se había enterado de la noticia o no se había dado cuenta de su importancia para el telégrafo. [4]
Peter Barlow investigó la idea de Ampère, pero pensó que no funcionaría. En 1824 publicó sus resultados, diciendo que el efecto sobre la brújula se veía seriamente disminuido "con sólo 200 pies de cable". Barlow y otros académicos eminentes de la época que estaban de acuerdo con él fueron criticados por algunos escritores por retrasar el desarrollo del telégrafo. Pasó una década entre la lectura del artículo de Ampère y la construcción de los primeros telégrafos electromagnéticos. [5]
No fue hasta 1829 que Gustav Theodor Fechner planteó en Leipzig la idea de aplicar multiplicadores de estilo Schwegger a agujas de telégrafo. Fechner, siguiendo en otros aspectos el esquema de Ampère, también sugirió un par de cables por cada letra (veinticuatro en el alfabeto alemán) tendidos bajo tierra para conectar Leipzig con Dresde. La idea de Fechner fue retomada por William Ritchie de la Royal Institution de Gran Bretaña en 1830. Ritchie utilizó veintiséis pares de cables tendidos a lo largo de una sala de conferencias como demostración del principio. [6] Mientras tanto, Pavel Schilling en Rusia construyó una serie de telégrafos que también utilizaban multiplicadores de Schwegger. Se desconoce la fecha exacta en que Schilling pasó del desarrollo de telégrafos electroquímicos a telégrafos de aguja, pero Hamel dice que le mostró uno en desarrollo inicial al zar Alejandro I , quien murió en 1825. [7] En 1832, Schilling desarrolló el primer telégrafo de aguja (y el primer telégrafo electromagnético de cualquier tipo) destinado a uso práctico. [8] El zar Nicolás I inició un proyecto para conectar San Petersburgo con Kronstadt utilizando el telégrafo de Schilling, pero fue cancelado tras la muerte de Schilling en 1837. [9]
El plan de Schilling tenía algunos inconvenientes. Aunque utilizó muchos menos cables que los propuestos por Ampère o los utilizados por Ritchie, su demostración de 1832 todavía utilizó ocho cables, lo que hizo que la instalación del sistema en distancias muy largas fuera costosa. El esquema de Schilling utilizó un banco de seis instrumentos de aguja que entre ellos mostraban un código binario que representaba una letra del alfabeto. Schilling ideó un código que permitía enviar el código de letras en serie a un instrumento de una sola aguja, pero descubrió que los dignatarios a los que les demostró el telégrafo podían entender la versión de seis agujas más fácilmente. [10] La velocidad de transmisión era muy lenta en el telégrafo de múltiples agujas, quizás tan baja como cuatro caracteres por minuto , e incluso más lenta en la versión de una sola aguja. La razón de esto fue principalmente que Schilling había sobreamortiguado severamente el movimiento de las agujas ralentizándolas con una paleta de platino en una taza de mercurio. [11] El método de Schilling de montar la aguja suspendiendola mediante un hilo de seda sobre el multiplicador también tenía dificultades prácticas. El instrumento debía nivelarse cuidadosamente antes de su uso y no podía moverse ni alterarse mientras estaba en uso. [12]
En 1833, Carl Friedrich Gauss y Wilhelm Eduard Weber instalaron un telégrafo de aguja experimental entre su laboratorio en la Universidad de Göttingen y el observatorio astronómico de la universidad, aproximadamente a una milla y media de distancia, donde estudiaban el campo magnético de la Tierra. La línea consistía en un par de cables de cobre colocados en postes por encima de la altura del tejado. [13] El instrumento receptor que utilizaron era un instrumento de laboratorio reconvertido, cuya llamada aguja era una gran barra magnética que pesaba una libra. En 1834, reemplazaron el imán por uno aún más pesado, del que pesaban 25, [14] 30, [15] y 100 libras. [16] El imán se movía tan minuciosamente que se necesitaba un telescopio para observar una escala reflejada en él por un espejo. [17] El propósito inicial de esta línea no era telegráfico en absoluto. Se utilizó para confirmar la veracidad o no del entonces reciente trabajo de Georg Ohm , es decir, estaban verificando la ley de Ohm . Rápidamente encontraron otros usos, el primero de los cuales fue la sincronización de los relojes de los dos edificios. A los pocos meses desarrollaron un código telegráfico que les permitía enviar mensajes arbitrarios. Las velocidades de señalización rondaban los siete caracteres por minuto. [18] En 1835, reemplazaron las baterías de su telégrafo con un gran aparato magnetoeléctrico que generaba pulsos de telégrafo cuando el operador movía una bobina en relación con una barra magnética. Esta máquina fue fabricada por Carl August von Steinheil . [19] El telégrafo de Gauss y Weber permaneció en servicio diario hasta 1838. [20]
En 1836, el ferrocarril Leipzig-Dresde preguntó si se podía instalar en su línea el telégrafo de Gauss y Weber. El instrumento de laboratorio era demasiado voluminoso y demasiado lento para utilizarlo de esta manera. Gauss pidió a Steinheil que desarrollara algo más práctico para uso ferroviario. Esto lo hizo, produciendo un instrumento de aguja compacto que también emitía sonidos mientras recibía mensajes. La aguja golpeó una de las dos campanas, a la derecha e izquierda respectivamente, cuando fue desviada. Las dos campanas tenían tonos diferentes para que el operador pudiera saber en qué dirección se había desviado la aguja sin tener que observarla constantemente. [21]
Steinheil instaló por primera vez su telégrafo a lo largo de cinco millas de vías que cubrían cuatro estaciones alrededor de Munich. [22] En 1838, estaba instalando otro sistema en la línea ferroviaria Nuremberg-Fürth . Gauss sugirió que debería utilizar los rieles como conductores y evitar por completo la instalación de cables. Esto falló cuando Steinheil lo intentó porque los rieles no estaban bien aislados del suelo, pero en el proceso de este fallo se dio cuenta de que podía utilizar el suelo como uno de los conductores. Este fue el primer telégrafo de retorno a la Tierra puesto en servicio. [23]
El sistema de agujas más utilizado, y el primer telégrafo de cualquier tipo utilizado comercialmente, fue el telégrafo de Cooke y Wheatstone , empleado en Gran Bretaña y el Imperio Británico en el siglo XIX y principios del XX, debido a Charles Wheatstone y William Fothergill Cooke . La inspiración para construir un telégrafo llegó en marzo de 1836, cuando Cooke vio uno de los instrumentos de aguja de Schilling demostrado por Georg Wilhelm Muncke en una conferencia en Heidelberg (aunque no se dio cuenta de que el instrumento se debía a Schilling). [24] Se suponía que Cooke estaba estudiando anatomía, pero inmediatamente lo abandonó y regresó a Inglaterra para desarrollar la telegrafía. Inicialmente construyó un telégrafo de tres agujas, pero creyendo que los telégrafos de agujas siempre requerirían múltiples cables, [25] pasó a diseños mecánicos. [26] Su primer esfuerzo fue una alarma telegráfica mecánica, que luego entró en servicio con compañías de telégrafos. [27] Luego inventó un telégrafo mecánico basado en una tabaquera musical. En este dispositivo, el tope del mecanismo de relojería se liberaba mediante la armadura de un electroimán. [28] Cooke llevó a cabo este trabajo con extrema rapidez. El telégrafo de aguja se completó en tres semanas y el telégrafo mecánico en seis semanas después de ver la demostración de Muncke. [29] Cooke intentó interesar al ferrocarril de Liverpool y Manchester en su telégrafo mecánico para usarlo como señalización ferroviaria, pero fue rechazado a favor de un sistema que utilizaba silbatos de vapor. [30] Sin estar seguro de hasta qué punto podría funcionar su telégrafo, Cooke consultó a Michael Faraday y Peter Mark Roget . Lo pusieron en contacto con el eminente científico Charles Wheatstone y luego los dos trabajaron en sociedad. [31] Wheatstone sugirió utilizar un instrumento de aguja muy mejorado y luego desarrollaron un telégrafo de cinco agujas. [32]
El telégrafo de cinco agujas de Cooke y Wheatstone supuso una mejora sustancial con respecto al telégrafo de Schilling. Los instrumentos de aguja se basaron en el galvanómetro de Macedonio Melloni . [33] Fueron montados en una tabla vertical con las agujas pivotadas centralmente. Las agujas se podían observar directamente y los delicados hilos de seda de Schilling fueron eliminados por completo. El sistema requería cinco cables, una ligera reducción con respecto al utilizado por Schilling, en parte porque el sistema de Cooke y Wheatstone no requería un cable común. En lugar del código binario de Schilling, la corriente se enviaba a través de un cable a la bobina de una aguja y regresaba a través de la bobina y el cable de otra. [34] Este esquema era similar al empleado por Samuel Thomas von Sömmerring en su telégrafo químico, pero con un esquema de codificación mucho más eficiente. El código de Sömmerring requería un cable por carácter . [35] Aún mejor, las dos agujas energizadas se hicieron para señalar una letra del alfabeto. Esto permitió que operadores no cualificados utilizaran el aparato sin necesidad de aprender un código, un punto de venta clave para las empresas ferroviarias a las que estaba dirigido el sistema. [36] Otra ventaja fue que era mucho más rápido, con 30 caracteres por minuto. [37] No utilizó mercurio pesado como fluido amortiguador, sino que utilizó una paleta en el aire, una combinación mucho mejor para una amortiguación ideal . [38]
El telégrafo de cinco agujas se puso en servicio por primera vez en el Great Western Railway en 1838. [39] Sin embargo, pronto se abandonó en favor de los sistemas de dos y una sola aguja. [40] El costo de múltiples cables resultó ser un factor más importante que el costo de capacitar a los operadores. [41] En 1846, Cooke formó la Electric Telegraph Company con John Lewis Ricardo , la primera empresa en ofrecer un servicio de telégrafo al público. [42] Continuaron vendiendo sistemas de telégrafo de aguja a empresas ferroviarias para señalización, pero también construyeron lentamente una red nacional para uso general de las empresas, la prensa y el público. [43] Los telégrafos de aguja fueron reemplazados oficialmente por el telégrafo Morse cuando la industria telegráfica del Reino Unido fue nacionalizada en 1870, [44] pero algunos continuaron utilizándose hasta bien entrado el siglo XX. [45]
El telégrafo Henley-Foster era un telégrafo de aguja utilizado por la British and Irish Magnetic Telegraph Company , principal rival de la Electric Telegraph Company. Fue inventado en 1848 por William Thomas Henley y George Foster. Se fabricó con una o dos agujas y su funcionamiento era similar al de los instrumentos correspondientes de Cooke y Wheatstone. La característica única de este telégrafo era que no requería baterías. Los pulsos del telégrafo eran generados por bobinas que se movían a través de un campo magnético mientras el operador movía las manijas de la máquina para enviar mensajes. [46] El instrumento Henley-Foster era el instrumento más sensible disponible en la década de 1850. En consecuencia, podría funcionar a mayor distancia y con líneas de peor calidad que otros sistemas. [47]
El telégrafo Foy-Breguet fue inventado por Alphonse Foy y Louis-François-Clement Breguet en 1842 y utilizado en Francia. La pantalla del instrumento se dispuso para imitar el sistema de telégrafo óptico francés , con las dos agujas adoptando las mismas posiciones que los brazos del semáforo de Chappe (el sistema óptico ampliamente utilizado en Francia). Este acuerdo significó que los operadores no necesitaron volver a capacitarse cuando sus líneas telegráficas se actualizaron al telégrafo eléctrico. [48] El telégrafo Foy-Breguet generalmente se describe como un telégrafo de aguja, pero eléctricamente es en realidad un tipo de telégrafo de armadura. Las agujas no se mueven mediante un dispositivo galvanométrico. En cambio, son movidos por un mecanismo de relojería al que el operador debe mantener dado cuerda. El retén del mecanismo de relojería se libera mediante una armadura electromagnética que opera en los bordes de un pulso telegráfico recibido. [49]
Según Stuart M. Hallas, los telégrafos de aguja se utilizaban en la Great Northern Line hasta la década de 1970. El código telegráfico utilizado en estos instrumentos fue el código Morse . En lugar de los habituales puntos y rayas de diferentes duraciones, pero con la misma polaridad, los instrumentos de aguja utilizaron pulsos de la misma duración, pero con polaridades opuestas para representar los dos elementos del código. [50] Esta disposición se usó comúnmente en telégrafos de aguja y cables de telégrafo submarino en el siglo XIX después de que el código Morse se convirtiera en el estándar internacional. [51]
Las agujas simpáticas eran un supuesto medio de comunicación instantánea a distancia del siglo XVII mediante agujas magnetizadas. Se suponía que apuntar una aguja a una letra del alfabeto hacía que la aguja compañera apuntara a la misma letra en otro lugar. [52]
Medios relacionados con los telégrafos de aguja en Wikimedia Commons