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Un telégrafo de agujas 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, el otro es el sistema de armadura , [1] como lo ejemplifica el telégrafo de Samuel Morse en los Estados Unidos. Los telégrafos de agujas fueron ampliamente utilizados en Europa y el Imperio Británico durante el siglo XIX.
Los telégrafos de agujas surgieron 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 que utilizaba agujas suspendidas de hilos. Su propósito era instalarlo 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 el estudio científico y la comunicación entre las sedes universitarias. 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 basados en el diseño de Schilling. Con Charles Wheatstone , Cooke produjo un diseño muy mejorado. Este fue adoptado por varias compañías ferroviarias. La Electric Telegraph Company de Cooke , fundada en 1846, proporcionó el primer servicio telegráfico público. 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 en uso incluso después de que el telégrafo Morse se convirtiera en el estándar oficial en el Reino Unido en 1870. Algunos todavía estaban en uso hasta bien entrado el siglo XX.
La historia del telégrafo de agujas comenzó con el descubrimiento histórico, publicado por Hans Christian Ørsted el 21 de abril de 1820, de que una corriente eléctrica desviaba la aguja de una brújula cercana. [2] Casi de inmediato, otros académicos se dieron cuenta del potencial que tenía este fenómeno para construir un telégrafo eléctrico. El primero en sugerirlo fue el matemático francés Pierre-Simon Laplace . El 2 de octubre, André-Marie Ampère , siguiendo la sugerencia de Laplace, envió un documento 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 el cable en una bobina alrededor de la aguja para multiplicar el efecto magnético de la corriente. [3] Johann Schweigger ya había inventado el galvanómetro (en septiembre) utilizando un multiplicador de este tipo, pero Ampère aún no había recibido la noticia o no se había dado cuenta de su importancia para un 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 reducía seriamente "con sólo 200 pies de alambre". 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 propuso en Leipzig la idea de aplicar multiplicadores de estilo Schweigger a las agujas de telégrafo. Fechner, que en otros aspectos seguía 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 of Great Britain, en 1830. Ritchie utilizó veintiséis pares de cables tendidos a lo largo de una sala de conferencias como demostración de principio. [6] Mientras tanto, Pavel Schilling, en Rusia, construyó una serie de telégrafos que también utilizaban multiplicadores de Schweigger. No se conoce la fecha exacta en la que Schilling pasó de desarrollar telégrafos electroquímicos a telégrafos de agujas, pero Hamel dice que mostró uno en desarrollo temprano al zar Alejandro I, quien murió en 1825. [7] En 1832, Schilling desarrolló el primer telégrafo de agujas (y el primer telégrafo electromagnético de cualquier tipo) destinado a un 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 esquema de Schilling tenía algunos inconvenientes. Aunque utilizaba muchos menos cables que los propuestos por Ampère o los utilizados por Ritchie, su demostración de 1832 todavía utilizaba ocho cables, lo que hacía que el sistema fuera costoso de instalar en distancias muy largas. El esquema de Schilling utilizaba 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 solo instrumento de aguja, pero descubrió que los dignatarios a los que les mostraba el telégrafo podían entender la versión de seis agujas con mayor facilidad. [10] La velocidad de transmisión era muy lenta en el telégrafo de múltiples agujas, tal vez 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 al ralentizarlas con una paleta de platino en una taza de mercurio. [11] El método de Schilling de montar la aguja suspendiéndola de un hilo de seda sobre el multiplicador también presentaba 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, a una milla y media de distancia, donde estaban estudiando el campo magnético de la Tierra. La línea consistía en un par de cables de cobre en postes por encima de la altura del tejado. [13] El instrumento receptor que utilizaban era un instrumento de laboratorio reformado, del cual la llamada aguja era un gran imán de barra que pesaba una libra. En 1834, reemplazaron el imán por uno aún más pesado, reportado de diversas maneras como 25, [14] 30, [15] y 100 libras. [16] El imán se movía tan minuciosamente que se necesitaba un telescopio para observar una escala reflejada desde él por un espejo. [17] El propósito inicial de esta línea no era telegráfico en absoluto. Se utilizó para confirmar la corrección o no del trabajo entonces reciente de Georg Ohm , es decir, estaban verificando la ley de Ohm . Pronto encontraron otros usos, el primero de los cuales fue la sincronización de los relojes en los dos edificios. En pocos meses, desarrollaron un código telegráfico que les permitía enviar mensajes arbitrarios. La velocidad de transmisión de señales era de alrededor de siete caracteres por minuto. [18] En 1835, reemplazaron las baterías de su telégrafo por un gran aparato magnetoeléctrico que generaba pulsos telegráficos 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 solicitó la instalación del telégrafo de Gauss y Weber en su línea. El instrumento de laboratorio era demasiado engorroso y lento para ser utilizado de esa manera. Gauss le pidió a Steinheil que desarrollara algo más práctico para su uso en el ferrocarril. Así lo hizo, fabricando un instrumento de aguja compacto que también emitía sonidos mientras recibía mensajes. La aguja golpeaba una de dos campanas, a la derecha y a la izquierda respectivamente, cuando se desviaba. Las dos campanas tenían tonos diferentes para que el operador pudiera saber en qué dirección se había desviado la aguja sin tener que mirarla constantemente. [21]
Steinheil instaló por primera vez su telégrafo a lo largo de ocho kilómetros de vías que cubrían cuatro estaciones alrededor de Múnich. [22] En 1838, estaba instalando otro sistema en la línea ferroviaria Núremberg-Fürth . Gauss sugirió que debería utilizar los rieles como conductores y evitar por completo la instalación de cables. Esto fracasó cuando Steinheil lo intentó porque los rieles no estaban bien aislados del suelo, pero en el proceso de este fracaso, se dio cuenta de que podía utilizar el suelo como uno de los conductores. Este fue el primer telégrafo con retorno a tierra puesto en servicio en cualquier lugar. [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 los siglos 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 agujas 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 abandonó esto inmediatamente 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 de relojería, que más tarde entró en servicio en las compañías de telégrafos. [27] Luego inventó un telégrafo mecánico basado en una caja de rapé musical. En este dispositivo, el mecanismo de relojería se desbloqueaba mediante la armadura de un electroimán. [28] Cooke llevó a cabo este trabajo con extrema rapidez. El telégrafo de agujas se completó en tres semanas y el telégrafo mecánico en seis semanas después de ver la demostración de Muncke. [29] Cooke intentó interesar a la empresa Liverpool and Manchester Railway en su telégrafo mecánico para su uso como señalización ferroviaria, pero fue rechazado en favor de un sistema que utilizaba silbatos de vapor. [30] Inseguro 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 ambos trabajaron en sociedad. [31] Wheatstone sugirió utilizar un instrumento de agujas muy mejorado y luego desarrollaron un telégrafo de cinco agujas. [32]
El telégrafo de cinco agujas de Cooke y Wheatstone fue una mejora sustancial del telégrafo de Schilling. Los instrumentos de agujas se basaban en el galvanómetro de Macedonio Melloni . [33] Estaban montados en un tablero vertical con las agujas pivotadas centralmente. Las agujas podían observarse directamente y los delicados hilos de seda de Schilling se eliminaron 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 estaban hechas para señalar una letra del alfabeto. Esto permitió que el aparato fuera utilizado por operadores no calificados sin la necesidad de aprender un código, un punto de venta clave para las compañías ferroviarias a las que estaba destinado el sistema. [36] Otra ventaja era que era mucho más rápido, a 30 caracteres por minuto. [37] No utilizaba mercurio pesado como fluido de amortiguación, sino que utilizaba una paleta en el aire, una combinación mucho mejor para la amortiguación ideal . [38]
El telégrafo de cinco agujas se puso en servicio por primera vez con el Great Western Railway en 1838. [39] Sin embargo, pronto se abandonó en favor de los sistemas de dos agujas y de una sola aguja. [40] El coste de múltiples cables resultó ser un factor más importante que el coste de la formación de 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 agujas a las empresas ferroviarias para señalización, pero también construyeron lentamente una red nacional para uso general por parte de empresas, la prensa y el público. [43] Los telégrafos de agujas fueron reemplazados oficialmente por el telégrafo Morse cuando la industria telegráfica del Reino Unido se nacionalizó en 1870, [44] pero algunos continuaron en uso hasta bien entrado el siglo XX. [45]
El telégrafo Henley-Foster era un telégrafo de agujas utilizado por la British and Irish Magnetic Telegraph Company , el principal rival de la Electric Telegraph Company. Fue inventado en 1848 por William Thomas Henley y George Foster. Se fabricó en versiones de una y dos agujas, que en funcionamiento eran similares a los instrumentos correspondientes de Cooke y Wheatstone. La característica única de este telégrafo era que no necesitaba baterías. Los pulsos telegráficos se generaban mediante bobinas que se movían a través de un campo magnético mientras el operador accionaba 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, podía funcionar a mayor distancia y en 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 se utilizó en Francia. La pantalla del instrumento estaba diseñada para imitar el sistema de telégrafo óptico francés , con las dos agujas adoptando las mismas posiciones que los brazos del semáforo Chappe (el sistema óptico ampliamente utilizado en Francia). Esta disposición significaba que los operadores no necesitaban volver a capacitarse cuando sus líneas telegráficas se actualizaron al telégrafo eléctrico. [48] El telégrafo Foy-Breguet suele describirse como un telégrafo de agujas, pero eléctricamente es en realidad un tipo de telégrafo de armadura. Las agujas no se mueven mediante un dispositivo galvanómetro, sino mediante un mecanismo de relojería que el operador debe mantener en marcha. El retén del mecanismo de relojería se libera mediante una armadura electromagnética que actúa sobre los bordes de un pulso telegráfico recibido. [49]
Según Stuart M. Hallas, los telégrafos de agujas se utilizaban en la Great Northern Line hasta la década de 1970. El código telegráfico utilizado en estos instrumentos era el código Morse . En lugar de los puntos y rayas habituales de diferente duración, pero con la misma polaridad, los instrumentos de aguja utilizaban pulsos de la misma duración, pero con polaridades opuestas para representar los dos elementos del código. [50] Esta disposición se utilizó comúnmente en telégrafos de agujas y cables telegráficos submarinos 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 imantadas. Se suponía que al apuntar una aguja hacia una letra del alfabeto, la aguja correspondiente apuntaba hacia la misma letra en otra ubicación. [52]
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