/ domingo 7 de marzo de 2021

El universo de Maxwell | El nacimiento de la electrónica

En esta ocasión comentaremos sobre los inicios de la ciencia que nos da el nivel de comodidad con el que vivimos actualmente: la electrónica. Asimismo, repasaremos las vidas de sus dos grandes fundadores, los inventores John Ambrose Fleming y Lee de Forest.

EL INGLÉS

John Ambrose Fleming nació el 29 de noviembre de 1849 en Lancaster, Inglaterra. Hijo de un ministro de la Iglesia congregacionista. Su padre quería que su hijo siguiera sus pasos en la Iglesia, pero Fleming sabía desde niño que quería ser ingeniero (aunque siempre fue un cristiano devoto). En el bachillerato destaca en matemáticas, y en 1866 ingresa al University College de Londres (UCL), donde obtiene la Licenciatura en Ciencias en 1870. En 1874 presenta su primer artículo y en 1877 es aceptado en la Universidad de Cambridge, donde obtiene su doctorado en ciencias en 1879. Es en esta universidad donde tiene la oportunidad de asistir a los últimos cursos que impartió James C. Maxwell, en el año académico 1878-1879.

Fleming recordaba que Maxwell era un profesor muy difícil de entender, pero solía comentar lo siguiente: “para aquellos que podían seguir su original y a menudo paradójico modo de presentar las verdades, su enseñanza era un raro privilegio intelectual, una inspiración para toda la vida y un recuerdo inolvidable”. Además de asistir a las clases, Fleming trabajó en el célebre Laboratorio Cavendish, dirigido por el gran físico.

Dentro de sus investigaciones, a finales del siglo XIX, analiza la aplicación de un efecto en las lámparas incandescentes descubierto por Thomas A. Edison. Dicho fenómeno consiste en lo siguiente: al calentar un filamento al rojo vivo dentro de una válvula de vacío, existe un desprendimiento del material en el filamento. Lo que sucede es que al calentarse el material, desprende electrones.

La gran aportación de Fleming, con la cual se considera que inició la ciencia de la electrónica, en 1904, consistió en conectar una terminal positiva (ánodo) para que atrajera los electrones que se desprendían de la terminal negativa (cátodo). El detalle consiste en que si se invierte la polaridad de las terminales, ya no hay flujo de electrones; por lo tanto, es posible controlar la corriente para que fluya en un solo sentido.

Fleming llamó a su dispositivo de las siguientes formas: “válvula oscilatoria”, “válvula termoiónica”, “válvula de Fleming”, o “kenotrón”, pero el nombre que perdura hasta nuestros días es “diodo”. Su aplicación principal consiste en convertir una señal de corriente alterna (la cual circula en dos sentidos), en una señal de corriente continua (que sólo fluye en un sentido), lo cual en el argot electrónico se le conoce como “rectificación”. Gracias a lo anterior, fue posible rectificar las débiles señales de radio para que la voz transmitida pudiera escucharse en unos audífonos.

Fleming trabajó en distintos desarrollos eléctricos y electrónicos, y colaboró con los grandes científicos e ingenieros de la época, como Edison, Marconi y Lord Kelvin, por mencionar algunos. En 1885 fue invitado a ocupar la nueva cátedra de ingeniería eléctrica en el UCL, la cual ejerció durante los siguientes cuarenta y un años. Recibió múltiples reconocimientos, entre los que destacan los de la Royal Society, el Institute of Electrical Engineers (IEE) y el Institute of Radio Engineers (IRE).

En 1929 Fleming fue nombrado caballero (sir) por la Reina de Inglaterra, además de que fue presidente de la naciente Sociedad de Televisión de Londres. Se casó dos veces. Su primera esposa, Clara Ripley, con quien contrajo matrimonio en 1877, murió en 1917. Contrajo nupcias nuevamente en 1933, a la edad de 84 años, con la cantante Olive May Franks (quien era cincuenta años más joven), con quien vivió feliz el resto de sus días –aunque no tuvo hijos–.

Sir John A. Fleming falleció el 18 de abril de 1945, en Sidmouth, Inglaterra, a los 95 años; ya que no tuvo descendencia, legó la mayor parte de su fortuna a obras de caridad.

EL AMERICANO

Lee de Forest nació el 26 de agosto de 1873 en Iowa, Estados Unidos, pero creció en Alabama, lugar donde su padre, Ministro de la Iglesia congregacionista, fue el encargado de una escuela para negros. El joven Lee quería ser ingeniero, pero su padre quería que siguiera sus pasos como Pastor. Lee llega incluso a falsificar la firma de su padre en una carta que envía a Edison, en la cual le pregunta qué se debe hacer con un hijo que quiere ser ingeniero.

Aunque Edison nunca contestó, el señor de Forest autorizó a su hijo a estudiar ingeniería, por lo que ingresa a la Universidad de Yale, en la que obtiene su doctorado en 1899. En cierta ocasión le escribió a su padre que quería dejar sus huellas en las arenas del tiempo y la mejor forma en que podría hacerlo era por el camino científico.

Antes de ingresar a la universidad, de Forest viaja a la Feria Mundial de Chicago, en 1893 –la misma en la que Tesla y Westinghouse mostraron sus inventos–, y aunque pronto se queda sin dinero y tiene que trabajar en la misma feria, para él constituye un evento memorable que reafirma su idea de ser ingeniero.

Una vez que se graduó en la universidad empieza a trabajar en la empresa Western Electric y comienza a desarrollar sus primeros inventos. Además funda varias compañías, pero desafortunadamente, parece ser que estaba completamente negado para los negocios, porque casi todas sus empresas quebraban o terminaban involucradas en demandas legales.

Sin embargo, en 1906 desarrolla su gran invento, con lo que marcaría el inicio de la electrónica y sería considerado como el “padre de la radio”. Su aportación consistió en tomar el diodo de Fleming, el cual puede conducir en un solo sentido, y agregarle una tercera terminal, la “rejilla”, entre el ánodo y el cátodo. Con esta rejilla es posible regular el flujo de corriente en el dispositivo, de manera similar a una válvula o llave. Por lo tanto, es posible utilizar las pequeñas corrientes inducidas por las ondas electromagnéticas y amplificarlas para hacerlas pasar por un altavoz.

De Forest bautizó a su invento como “audion”, aunque el nombre que perdura es el de “triodo”, el cual dio origen a los equipos de radio, con los cuales se puede escuchar la voz y música transmitida por las estaciones. De Forest le vendió su invento a la compañía telefónica AT&T, que lo utilizó principalmente para amplificar las señales de teléfono, las cuales disminuyen su intensidad conforme viajan a mayores distancias.

Aunque de Forest recibió la medalla de honor del IRE en 1929 y varios premios más, su reconocimiento como padre la radio se le dio varias décadas después. Incluso, se le otorgó un Oscar honorífico en 1960 por sus desarrollos que introdujeron el sonido en el cine.

De Forest tuvo tres matrimonios fallidos, y al parecer encontró la felicidad en su cuarto matrimonio, con la actriz de Hollywood, Marie Mosquini –veintiséis años menor que él–, con quien se casó en 1930. Lee de Forest falleció el 30 de junio de 1961 (su último matrimonio duró más de tres décadas).

EL LEGADO

El triodo fue sustituido varias décadas después por el transistor. Sin embargo, en ciertas aplicaciones, como las estaciones de transmisión de radio se utiliza todavía. Además, los amantes del audio prefieren los amplificadores de válvulas de vacío.

La electrónica inició con el diodo de John Fleming en 1904 y el triodo de Lee de Forest, dos años después. El desarrollo de esta ciencia le ha dado un nivel de vida a la humanidad que nunca había soñado en sus miles de años de existencia. Nos ha permitido pasar de esos primeros radios a las minicomputadoras –en forma de teléfonos inteligentes o tabletas–, además ha permitido avances en la medicina, aeronáutica, los viajes espaciales, los satélites, y un sinfín de tecnologías modernas.

Al parecer, no existen límites en los desarrollos futuros de la electrónica. Por lo pronto disfrutemos y valoremos todo lo que nos proporciona, pero también recordemos a estos dos inventores que hicieron posible su nacimiento.

E-mail: rodolfoechavarria@eluniversodemaxwell.com

En esta ocasión comentaremos sobre los inicios de la ciencia que nos da el nivel de comodidad con el que vivimos actualmente: la electrónica. Asimismo, repasaremos las vidas de sus dos grandes fundadores, los inventores John Ambrose Fleming y Lee de Forest.

EL INGLÉS

John Ambrose Fleming nació el 29 de noviembre de 1849 en Lancaster, Inglaterra. Hijo de un ministro de la Iglesia congregacionista. Su padre quería que su hijo siguiera sus pasos en la Iglesia, pero Fleming sabía desde niño que quería ser ingeniero (aunque siempre fue un cristiano devoto). En el bachillerato destaca en matemáticas, y en 1866 ingresa al University College de Londres (UCL), donde obtiene la Licenciatura en Ciencias en 1870. En 1874 presenta su primer artículo y en 1877 es aceptado en la Universidad de Cambridge, donde obtiene su doctorado en ciencias en 1879. Es en esta universidad donde tiene la oportunidad de asistir a los últimos cursos que impartió James C. Maxwell, en el año académico 1878-1879.

Fleming recordaba que Maxwell era un profesor muy difícil de entender, pero solía comentar lo siguiente: “para aquellos que podían seguir su original y a menudo paradójico modo de presentar las verdades, su enseñanza era un raro privilegio intelectual, una inspiración para toda la vida y un recuerdo inolvidable”. Además de asistir a las clases, Fleming trabajó en el célebre Laboratorio Cavendish, dirigido por el gran físico.

Dentro de sus investigaciones, a finales del siglo XIX, analiza la aplicación de un efecto en las lámparas incandescentes descubierto por Thomas A. Edison. Dicho fenómeno consiste en lo siguiente: al calentar un filamento al rojo vivo dentro de una válvula de vacío, existe un desprendimiento del material en el filamento. Lo que sucede es que al calentarse el material, desprende electrones.

La gran aportación de Fleming, con la cual se considera que inició la ciencia de la electrónica, en 1904, consistió en conectar una terminal positiva (ánodo) para que atrajera los electrones que se desprendían de la terminal negativa (cátodo). El detalle consiste en que si se invierte la polaridad de las terminales, ya no hay flujo de electrones; por lo tanto, es posible controlar la corriente para que fluya en un solo sentido.

Fleming llamó a su dispositivo de las siguientes formas: “válvula oscilatoria”, “válvula termoiónica”, “válvula de Fleming”, o “kenotrón”, pero el nombre que perdura hasta nuestros días es “diodo”. Su aplicación principal consiste en convertir una señal de corriente alterna (la cual circula en dos sentidos), en una señal de corriente continua (que sólo fluye en un sentido), lo cual en el argot electrónico se le conoce como “rectificación”. Gracias a lo anterior, fue posible rectificar las débiles señales de radio para que la voz transmitida pudiera escucharse en unos audífonos.

Fleming trabajó en distintos desarrollos eléctricos y electrónicos, y colaboró con los grandes científicos e ingenieros de la época, como Edison, Marconi y Lord Kelvin, por mencionar algunos. En 1885 fue invitado a ocupar la nueva cátedra de ingeniería eléctrica en el UCL, la cual ejerció durante los siguientes cuarenta y un años. Recibió múltiples reconocimientos, entre los que destacan los de la Royal Society, el Institute of Electrical Engineers (IEE) y el Institute of Radio Engineers (IRE).

En 1929 Fleming fue nombrado caballero (sir) por la Reina de Inglaterra, además de que fue presidente de la naciente Sociedad de Televisión de Londres. Se casó dos veces. Su primera esposa, Clara Ripley, con quien contrajo matrimonio en 1877, murió en 1917. Contrajo nupcias nuevamente en 1933, a la edad de 84 años, con la cantante Olive May Franks (quien era cincuenta años más joven), con quien vivió feliz el resto de sus días –aunque no tuvo hijos–.

Sir John A. Fleming falleció el 18 de abril de 1945, en Sidmouth, Inglaterra, a los 95 años; ya que no tuvo descendencia, legó la mayor parte de su fortuna a obras de caridad.

EL AMERICANO

Lee de Forest nació el 26 de agosto de 1873 en Iowa, Estados Unidos, pero creció en Alabama, lugar donde su padre, Ministro de la Iglesia congregacionista, fue el encargado de una escuela para negros. El joven Lee quería ser ingeniero, pero su padre quería que siguiera sus pasos como Pastor. Lee llega incluso a falsificar la firma de su padre en una carta que envía a Edison, en la cual le pregunta qué se debe hacer con un hijo que quiere ser ingeniero.

Aunque Edison nunca contestó, el señor de Forest autorizó a su hijo a estudiar ingeniería, por lo que ingresa a la Universidad de Yale, en la que obtiene su doctorado en 1899. En cierta ocasión le escribió a su padre que quería dejar sus huellas en las arenas del tiempo y la mejor forma en que podría hacerlo era por el camino científico.

Antes de ingresar a la universidad, de Forest viaja a la Feria Mundial de Chicago, en 1893 –la misma en la que Tesla y Westinghouse mostraron sus inventos–, y aunque pronto se queda sin dinero y tiene que trabajar en la misma feria, para él constituye un evento memorable que reafirma su idea de ser ingeniero.

Una vez que se graduó en la universidad empieza a trabajar en la empresa Western Electric y comienza a desarrollar sus primeros inventos. Además funda varias compañías, pero desafortunadamente, parece ser que estaba completamente negado para los negocios, porque casi todas sus empresas quebraban o terminaban involucradas en demandas legales.

Sin embargo, en 1906 desarrolla su gran invento, con lo que marcaría el inicio de la electrónica y sería considerado como el “padre de la radio”. Su aportación consistió en tomar el diodo de Fleming, el cual puede conducir en un solo sentido, y agregarle una tercera terminal, la “rejilla”, entre el ánodo y el cátodo. Con esta rejilla es posible regular el flujo de corriente en el dispositivo, de manera similar a una válvula o llave. Por lo tanto, es posible utilizar las pequeñas corrientes inducidas por las ondas electromagnéticas y amplificarlas para hacerlas pasar por un altavoz.

De Forest bautizó a su invento como “audion”, aunque el nombre que perdura es el de “triodo”, el cual dio origen a los equipos de radio, con los cuales se puede escuchar la voz y música transmitida por las estaciones. De Forest le vendió su invento a la compañía telefónica AT&T, que lo utilizó principalmente para amplificar las señales de teléfono, las cuales disminuyen su intensidad conforme viajan a mayores distancias.

Aunque de Forest recibió la medalla de honor del IRE en 1929 y varios premios más, su reconocimiento como padre la radio se le dio varias décadas después. Incluso, se le otorgó un Oscar honorífico en 1960 por sus desarrollos que introdujeron el sonido en el cine.

De Forest tuvo tres matrimonios fallidos, y al parecer encontró la felicidad en su cuarto matrimonio, con la actriz de Hollywood, Marie Mosquini –veintiséis años menor que él–, con quien se casó en 1930. Lee de Forest falleció el 30 de junio de 1961 (su último matrimonio duró más de tres décadas).

EL LEGADO

El triodo fue sustituido varias décadas después por el transistor. Sin embargo, en ciertas aplicaciones, como las estaciones de transmisión de radio se utiliza todavía. Además, los amantes del audio prefieren los amplificadores de válvulas de vacío.

La electrónica inició con el diodo de John Fleming en 1904 y el triodo de Lee de Forest, dos años después. El desarrollo de esta ciencia le ha dado un nivel de vida a la humanidad que nunca había soñado en sus miles de años de existencia. Nos ha permitido pasar de esos primeros radios a las minicomputadoras –en forma de teléfonos inteligentes o tabletas–, además ha permitido avances en la medicina, aeronáutica, los viajes espaciales, los satélites, y un sinfín de tecnologías modernas.

Al parecer, no existen límites en los desarrollos futuros de la electrónica. Por lo pronto disfrutemos y valoremos todo lo que nos proporciona, pero también recordemos a estos dos inventores que hicieron posible su nacimiento.

E-mail: rodolfoechavarria@eluniversodemaxwell.com